多層滿液式蒸發器及製冷、空調系統的製作方法

2023-09-12 03:12:50 1

本實用新型屬於空調與製冷工程技術領域，具體地說，涉及一種多層滿液式蒸發器及製冷、空調系統。

背景技術：

滿液式蒸發器因換熱性能較高、運行穩定等優點，在製冷、空調領域得到廣泛應用。但滿液式蒸發器中製冷劑在換熱管束表面蒸發過程中會產生大量氣泡，這些氣泡無法及時排出，在向上浮升過程中逐步匯集，流經上部各換熱管，顯著增加上部換熱管外壁換熱熱阻，特別是在換熱管束頂部形成大量泡沫，使得換熱管的換熱性能明顯下降，同時造成較多的吸氣帶液。而且傳統的滿液式蒸發器製冷劑充注量大（蒸發器筒體的製冷劑液位基本與最上面一排換熱管持平或略低），在蒸發器筒體內形成一定高度的製冷劑靜液柱。由於靜液柱的存在，使得蒸發器底部換熱管的傳熱溫差減小，也降低了換熱性能。

技術實現要素：

本實用新型提供一種多層滿液式蒸發器及製冷、空調系統，來克服氣泡、靜液柱對換熱性能及吸氣帶液的影響，從而提升滿液式蒸發器的換熱性能及可靠性，同時保證製冷劑充注量不會增加。

為解決上述技術問題，本實用新型採用以下技術方案予以實現：

一種多層滿液式蒸發器，包括：筒體，其內部盛載製冷劑；管板，被密封連接於所述筒體的兩端；端蓋，連接在所述管板上，並將所述筒體的兩端封閉；換熱管，以管束的形式安裝於所述筒體內，用於載送與製冷劑進行熱交換的載冷劑；製冷劑進液管、回油管、吸氣管，上述三者均安裝在所述筒體壁上；還包括位於所述筒體內部沿其縱軸方向平行布置的多個託盤，其中，所述換熱管在所述筒體內分為多層，形成多層換熱管束，除最下層的換熱管束之外的每層換熱管束均布置在一個託盤中，每個託盤與其下部的換熱管束之間設有氣道，每一個託盤內的製冷劑被對應換熱管束中的載冷劑加熱蒸發。

進一步地，所述每個託盤沿其寬度方向上的兩側設有側板，所述側板的上邊緣與對應層的換熱管束的上邊緣平齊或略高於其上邊緣。

進一步地，所述製冷劑進液管位於最上層託盤的上部。

進一步地，所述回油管連接在所述筒體最低處。

進一步地，所述每個託盤中的換熱管束由1～5排換熱管組成。

進一步地，所述管板的下部設有支座，用於支撐整個所述蒸發器。

進一步地，所述託盤的長度與所述換熱管的長度相同，寬度取決於每一層換熱管的數量。

進一步地，所述託盤在其長度方向上在靠近所述管板的兩端與所述管板焊接固定。

進一步地，所述託盤在其長度方向的中部附近還設有中間連接部，該中間連接部與所述筒體內壁焊接固定。

一種製冷系統，採用上述的多層滿液式蒸發器。

一種空調系統，採用上述的多層滿液式蒸發器。

與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是：

本實用新型降低了氣泡對換熱性能和吸氣帶液的影響，同時減小靜液柱對換熱性能的影響，而且製冷劑充注量與傳統的滿液式蒸發器基本持平或有所減少。

由於設置氣道，蒸發產生的氣泡很容易通過氣道及時排出，防止了氣泡對換熱性能的不利影響；也解決了大量氣泡匯聚造成的較嚴重的吸氣帶液問題。通過託盤將換熱管分隔成多層換熱管束，每層託盤內相當於一個小的滿液式蒸發器，每層託盤中的換熱管束僅由1～5排換熱管組成，與傳統的滿液式蒸發器相比，大大降低了製冷劑靜液柱高度，使得靜液柱對蒸發器底部換熱管的傳熱溫差的影響大大減小，從而提高了換熱性能。各層託盤與其下部的換熱管束之間設置氣道，筒體與託盤之間設有通道，這就使得製冷劑充注量不會高於傳統的滿液式蒸發器的充注量。

在實用新型內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本實用新型內容部分並不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特徵和必要技術特徵，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護範圍。

以下結合附圖，詳細說明本實用新型的優點和特徵。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是本實用新型多層滿液式蒸發器具體實施例的整體結構示意圖；

圖2是本實用新型多層滿液式蒸發器具體實施例的橫截面示意圖；

圖中：1、筒體；2、吸氣管；3、製冷劑進液管；4、換熱管；5、託盤；51、側板；6、氣道；7、回油管；8、管板；9、載冷劑出口管；10、載冷劑進口管；11、端蓋；12、支座。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。應當理解，此處所描述的實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

在下文的描述中，給出了大量具體的細節以便提供對本實用新型更為徹底的理解。然而，對於本領域技術人員來說顯而易見的是，本實用新型可以無需一個或多個這些細節而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本實用新型發生混淆，對於本領域公知的一些技術特徵未進行描述。

為了徹底了解本實用新型，將在下列的描述中提出詳細的結構。顯然，本實用新型的施行並不限定於本領域的技術人員所熟習的特殊細節。本實用新型的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本實用新型還可以具有其他實施方式。

以下結合附圖對本實用新型的實施例做詳細描述。

本實用新型實施例的目的是來解決氣泡、靜液柱對滿液式蒸發器換熱性能及吸氣帶液的影響，提高滿液式蒸發器的換熱性能及可靠性。本實用新型實施例提供一種多層滿液式蒸發器，通過在筒體內部設置多個託盤，且託盤與其下部的換熱管束之間設置氣道，降低氣泡對換熱性能和吸氣帶液的影響，同時減小靜液柱對換熱性能的影響，而且製冷劑充注量與傳統的滿液式蒸發器基本持平或有所減少。具體參考下面實施例的詳細介紹。

參考圖1、2，是根據本實用新型多層滿液式蒸發器一個實施例的整體結構示意圖以及橫截面示意圖，多層滿液式蒸發器，包括筒體1，其內部盛載製冷劑，通常製冷劑液位基本與最上面一排換熱管4持平或略低；管板8，被密封連接於筒體1的兩端，管板8的下部設有支座12，用於支撐整個蒸發器；端蓋11，連接在管板8上，並將筒體1的兩端封閉；換熱管4，以管束的形式安裝於筒體1內，用於載送與製冷劑進行熱交換的載冷劑；在圖1的左側端蓋11上設有載冷劑進口管10和載冷劑出口管9，並分別與換熱管4連通。在筒體1內部沿其縱軸方向平行布置六個託盤5，其中，換熱管4在筒體1內分為七層，形成七層換熱管束，除最下層的換熱管束之外的每層換熱管束均布置在一個託盤5中，每個託盤5與其下部的換熱管束之間設有氣道6，每一個託盤5內的製冷劑被對應換熱管束中的載冷劑加熱蒸發。製冷劑進液管3的其中一端位於最上層託盤的上部，另一端探出在筒體1壁外部，回油管7焊接在筒體1最低處，並探出在筒體1壁外部，吸氣管2焊接在筒體1壁最高處。

其中，每個託盤5沿其寬度方向上的兩側設有側板51，側板51的上邊緣略高於對應層的換熱管束的上邊緣。在本實用新型的實施例中，每個託盤5中的換熱管束由2排換熱管4組成，託盤5的長度與換熱管4的長度相同，寬度取決於每一層換熱管4的數量，託盤5在其長度方向上在靠近管板8的兩端與管板8焊接固定，而且託盤5在其長度方向的中部附近還設有中間連接部（圖中未示出），該中間連接部與筒體1內壁焊接固定。

當然，在本實用新型的上述實施例中，側板51的上邊緣還可以與對應層的換熱管束的上邊緣平齊；同時，換熱管束的層數以及託盤的層數根據蒸發器的實際大小規格而定，不限定上述實施例所列出的層數，而且每個託盤中的換熱管束可以設置1～5排換熱管，也不限定上述實施例中的2排。

一種製冷系統，採用上述實施例的多層滿液式蒸發器。

一種空調系統，採用上述實施例的多層滿液式蒸發器。

本實用新型實施例的工作原理如下：

氣液兩相製冷劑由製冷劑進液管3進入筒體1，製冷劑噴灑在最上層託盤5內。製冷劑與最上層換熱管4內的載冷劑在該層託盤5內發生池沸騰換熱，部分製冷劑蒸發為氣體流入吸氣管2，剩餘製冷劑液體通過託盤5的側板51的上邊緣溢流至第二層託盤5內，在第二層託盤5內，製冷劑與第二層換熱管4內的載冷劑在該層託盤5內發生池沸騰換熱，部分製冷劑蒸發為氣體，氣體通過最上層託盤5與第二層換熱管4之間的氣道6向兩側流出，然後通過筒體1與託盤5之間的通道流入吸氣管2，在第二層託盤5內未蒸發的製冷劑液體通過該層託盤側板51的上邊緣溢流至第三層託盤5內。這樣以此類推，製冷劑在下面的各層託盤5發生池沸騰換熱，一部分製冷劑蒸發為氣體，通過該層託盤5與下層換熱管4之間的氣道6流出，另一部分未蒸發的製冷劑液體通過該層託盤側板51的上邊緣溢流至下層託盤5內。最下層託盤5內的製冷劑液體直接溢流至筒體1的底部。在筒體1的底部，製冷劑與最下層換熱管4內的載冷劑發生池沸騰換熱，蒸發產生的氣體通過該層氣道6向兩側流出，然後通過筒體1與託盤5之間的通道流入吸氣管2，由於製冷劑通過各層的蒸發，油逐層被濃縮，最下層液態製冷劑內油濃度最高，含油率較高的製冷劑通過回油管7回到壓縮機，從而實現了可靠回油。

由於各層託盤5與其下部的換熱管束之間設置有氣道6，蒸發產生的氣泡很容易通過氣道6及時排出，防止了氣泡對換熱性能的不利影響；也解決了大量氣泡匯聚造成的較嚴重的吸氣帶液問題。

由於通過託盤5將換熱管4分隔成多層換熱管束，每層託盤5內相當於一個小的滿液式蒸發器，每層託盤5中的換熱管束僅由1～5排換熱管組成，與傳統的滿液式蒸發器相比，大大降低了製冷劑靜液柱高度，使得靜液柱對蒸發器底部換熱管的傳熱溫差的影響大大減小，從而提高了換熱性能。另外每層託盤側板51的上邊緣與對應層的換熱管束的上邊緣平齊或略高於該上邊緣，這就使得液態製冷劑能夠淹沒每層託盤5中的換熱管束，從而保證了製冷劑與換熱管4的良好換熱。

各層託盤5與其下部的換熱管束之間設置氣道6，筒體1與託盤5之間設有通道，這就使得製冷劑充注量不會高於傳統的滿液式蒸發器的充注量。

製冷劑通過各層的蒸發，油逐層被濃縮，液態製冷劑內油濃度在蒸發器底部最高，由於回油管7在筒體1的最低處回油，與在製冷劑液面回油的傳統的滿液式蒸發器相比，回油濃度大大提高，回油可靠性得到提高，另外也降低了回油中液體製冷劑的含量，從而對提高系統能效也有一定作用。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍。