基于换热管表面涂有亲水性材料的管外降膜蒸发/吸收器 |
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| 申请号 | CN201610348369.0 | 申请日 | 2016-05-23 | 公开(公告)号 | CN105953478A | 公开(公告)日 | 2016-09-21 |
| 申请人 | 长安大学; | 发明人 | 谷雅秀; 屈长杰; 赵润青; 狄浩; 任亚棚; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种基于换 热管 表面涂有亲 水 性材料的管外降膜 蒸发 /吸收器，包括挡水板及壳体，壳体通过挡水板分隔为 蒸发器 箱体 及吸收器箱体；蒸发器箱体内设有制冷剂分液器、制冷剂液体盘及若干第一换热管；吸收器箱体内设有吸收剂分液器、吸收剂稀溶液池以及若干第二换热管，该降膜蒸发/吸收器具有 传热 传质能 力 强、防 腐蚀 、结构简单的特点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于换热管表面涂有亲水性材料的管外降膜蒸发/吸收器，其特征在于，包括挡水板(10)及壳体，壳体通过挡水板(10)分隔为蒸发器箱体(1)及吸收器箱体(2)； |
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| 说明书全文 | 基于换热管表面涂有亲水性材料的管外降膜蒸发/吸收器技术领域[0001] 本发明涉及一种降膜蒸发/吸收器，具体涉及一种基于换热管表面涂有亲水性材料的管外降膜蒸发/吸收器。 背景技术[0002] 在空调行业中，主要的制冷方式有蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷等，其中应用最多的就是蒸汽压缩式制冷，但是这种制冷方式是以消耗高品质电能为主，空调应用的普及给城市电网带来了巨大的压力；并且此种制冷方式主要采用氟利昂制冷工质，目前主要以氢氟烃类HFCs(如R134a和R152a等)和非共沸混合物制冷剂(如R410A)为主。氢氟烃有毒，而且会加剧温室效应。因此，以热能为驱动力、采用非氟利昂工质的吸收式制冷技术，由于对臭氧层无破坏作用且可缓解电力紧张而具有优势。吸收式制冷机为热交换器的集合体，其热效率的提高与价格的降低无不与传热管的性能相关。因此，强化传热技术的研究对于吸收式制冷的发展及应用意义重大。现在，通常是采用不同形状的高效换热管来强化传热。如蒸发器采用低肋管；吸收器采用纵槽管，也有采用波纹管、网状沟槽管、花瓣管等传热管。但是，有些强化传热管虽对传热有较好的强化效果，用于吸收器时却对于吸收效果的强化作用很小或基本没有强化作用；而且其制作工艺复杂，成本高。另外，现在大多数采用的是溴化锂吸收式制冷，机组的运行过程中，溴化锂对换热管的腐蚀会降低机组的换热效率，运行时间越长，影响越大。通常是通过给换热管镀镍防腐蚀。但由于需给换热管表面镀镍，在一定程度上会降低换热管的传热性能。 发明内容[0003] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于换热管表面涂有亲水性材料的管外降膜蒸发/吸收器，该降膜蒸发/吸收器具有传热传质能力强、防腐蚀、结构简单的特点。 [0004] 为达到上述目的，本发明所述的基于换热管表面涂有亲水性材料的管外降膜蒸发/吸收器包括挡水板及壳体，壳体通过挡水板分隔为蒸发器箱体及吸收器箱体； [0005] 蒸发器箱体内设有制冷剂分液器、制冷剂液体盘及若干第一换热管，蒸发器箱体的顶部设有制冷剂液体入口，制冷剂分液器、第一换热管及制冷剂液体盘自上到下依次分布，制冷剂液体入口位于制冷剂分液器的正上方，制冷剂液体盘上设有液体出口，蒸发器箱体的底部设有与所述液体出口相连通的未蒸发制冷剂液体出口； [0006] 吸收器箱体内设有吸收剂分液器、吸收剂稀溶液池以及若干第二换热管，吸收器箱体的顶部设有吸收剂浓溶液入口，吸收剂分液器、第二换热管及吸收剂稀溶液池自上到下依次分布，吸收剂浓溶液入口位于吸收剂分液器的正上方，吸收剂稀溶液池的底部设有稀溶液出口，吸收器箱体的底部设有与所述稀溶液出口相连通的吸收剂稀溶液出口； [0007] 第一换热管及第二换热管的表面均涂覆有CeO2-TiO2-SiO2涂层。 [0008] 相邻三个第一换热管呈正三角形分布。 [0009] 相邻三个第二换热管呈正三角形分布。 [0011] 吸收剂稀溶液经过稀溶液出口通过溶液泵加压后进入吸收剂浓溶液入口。 [0012] CeO2-TiO2-SiO2涂层的厚度为1.2～6.8um。 [0013] 本发明具有以下有益效果： [0014] 本发明所述的基于换热管表面涂有亲水性材料的管外降膜蒸发/吸收器包括蒸发器箱体及吸收器箱体，蒸发器箱体内设有若干第一换热管，吸收器箱体内设有若干第二换热管，其中，第一换热管及第二换热管的表面均涂覆有CeO2-TiO2-SiO2涂层，CeO2-TiO2-SiO2涂层具有良好的亲水性及水润湿性，其接触角为10°～15°，可以使滴下的液体极易沿换热管表面均匀铺开，并以薄的液膜形态流下去，从而增大换热面积，增加换热管的持液率及持液时间，同时又减小气液两膜的滞流层厚度，减小传质阻力，从而有效的提高换热管的传热传质效率。同时CeO2-TiO2-SiO2涂层中存在CeO2，耐腐蚀性能较好，可以有效的降低吸收剂对换热管的腐蚀，提高吸收器的性能，延长其使用寿命，蒸发器箱体与吸收器箱体通过挡水板隔开，在使蒸发器箱体中的制冷剂蒸气通过挡水板进入吸收器箱体的同时可以把制冷剂蒸气中混有的制冷剂液体阻留在蒸发器箱体内继续气化，以避免造成制冷量的损失，结构简单，具有较为广阔的应用前景。附图说明 [0015] 图1为本发明的结构示意图； [0016] 图2为本发明中第一换热管31及第二换热管32的截面图。 [0017] 其中，1为蒸发器箱体、2为吸收器箱体、31为第一换热管、32为第二换热管、4为未蒸发制冷剂液体出口、5为制冷剂液体盘、6为吸收剂稀溶液出口、7为吸收剂稀溶液池、8为吸收剂分液器、9为吸收剂浓溶液入口、10为挡水板、11为制冷剂液体入口、12为制冷剂分液器、13为CeO2-TiO2-SiO2涂层。 具体实施方式[0018] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述： [0019] 参考图1及图2，本发明所述的基于表面涂有亲水性材料的换热管的降膜蒸发/吸收器包括挡水板10及壳体，壳体通过挡水板10分隔为蒸发器箱体1及吸收器箱体2；蒸发器箱体1内设有制冷剂分液器12、制冷剂液体盘5及若干第一换热管31，蒸发器箱体1的顶部设有制冷剂液体入口11，制冷剂分液器12、第一换热管31及制冷剂液体盘5自上到下依次分布，制冷剂液体入口11位于制冷剂分液器12的正上方，制冷剂液体盘5上设有液体出口，蒸发器箱体1的底部设有与所述液体出口相连通的未蒸发制冷剂液体出口4；吸收器箱体2内设有吸收剂分液器8、吸收剂稀溶液池7以及若干第二换热管32，吸收器箱体2的顶部设有吸收剂浓溶液入口9，吸收剂分液器8、第二换热管32及吸收剂稀溶液池7自上到下依次分布，吸收剂浓溶液入口9位于吸收剂分液器8的正上方，吸收剂稀溶液池7的底部设有稀溶液出口，吸收器箱体2的底部设有与所述稀溶液出口相连通的吸收剂稀溶液出口6；第一换热管31及第二换热管32的表面均涂覆有CeO2-TiO2-SiO2涂层13。 [0020] 需要说明的是，相邻三个第一换热管31呈正三角形分布；相邻三个第二换热管32呈正三角形分布；经制冷剂液体出口4流出的未蒸发的制冷剂液体经过冷媒泵加压后再流入制冷剂液体进口11；吸收剂稀溶液经过稀溶液出口6通过溶液泵加压后进入吸收剂浓溶液入口9；CeO2-TiO2-SiO2涂层13的厚度为1.2～6.8um。 [0021] 由于CeO2-TiO2-SiO2涂层13中含有的Ce、Ti、Si本身均为良好的材料，并且涂层极薄，厚度只有1.2～6.8um，实验证明，加了CeO2-TiO2-SiO2涂层13的换热管对换热管的换热效率无影响。因此第一换热管31在蒸发器箱体1中具有高传热效率，实现高效率、高性能的热量吸收。在吸收器箱体2中，可以使吸收剂和制冷剂在第二换热管32表面充分的传热传质，获得高的传热传质效率。 [0022] 本发明的工作过程为： [0023] 制冷剂液体经过制冷剂液体入口11进入制冷剂分液器12中，再经制冷剂分液器12喷淋到第一换热管31上，部分制冷剂液体通过吸收第一换热管31内冷冻水的热量进行降膜蒸发，没有蒸发的制冷剂液体进入制冷剂液体盘5，再经未蒸发制冷剂液体出口4流出，然后通过冷媒泵加压后再进入蒸发器中进行下次循环。吸收剂浓溶液经吸收剂浓溶液入口9进入吸收剂分液器8中，再经吸收剂分液器8喷淋到第二换热管32上，吸收剂浓溶液吸收从蒸发器箱体1中通过挡水板10进入到吸收器箱体2中的制冷剂蒸汽，同时与第二换热管32内的冷却水进行换热，进行降膜吸收，吸收剂从浓溶液变为稀溶液，再流入吸收剂稀溶液池7，随后经吸收剂稀溶液出口6排出，然后再通过溶液泵加压后进入下次循环。 |
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