一種蒸發器的製作方法

2023-07-08 13:54:51

專利名稱：一種蒸發器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種蒸發器，特別涉及一種冷水機組的蒸發器。
背景技術：
蒸發器作為冷水機組的一部分，與壓縮機、節流閥、冷凝器及其它附屬部件組成冷水機組的製冷循環系統，其主要工作過程是低溫低壓的液體製冷劑在蒸發器中吸收冷媒水的熱量後，轉化成低溫低壓的氣體，該氣體被吸入壓縮機並壓縮成高溫高壓的氣體，然後排入冷凝器，在冷凝器中向外界環境放出熱量冷凝為高溫高壓的液體，然後經節流裝置成為低溫低壓的液態製冷劑，再次進入蒸發器，完成一個製冷循環。蒸發器作為冷水機組的四大件之一，承擔著主要的冷量交換任務，其換熱性能的好壞直接影響的整個冷水機組的工作性能。目前，在國內的冷水機組中，蒸發器主要有滿液式和乾式兩大類，滿液式蒸發器管程流體為冷媒水，殼程流體為液態製冷劑，換熱形式為液體通過管壁與液體換熱，傳熱溫度差僅為2°C，但滿液式蒸發器的製冷劑側阻力較大；而乾式蒸發器管程流體為製冷劑，殼程流體為冷媒水，換熱形式為液體通過管壁與氣液混合物換熱，傳熱溫度差達5°C，滿液式蒸發器比乾式蒸發器和板式換熱器傳熱效率更高，提高了能效比(COP值)。另外，可根據換熱管路的布置特性分為浸沒式、降膜式、殼管式、板式和套管式。對於冷水機組，由於滿液式蒸發器具有更高的換熱性能，且製冷性能和工況十分穩定，已經受到越來越多的製冷設備製造商的青睞，但是由於其需要較大的充灌量，故在停機狀態時，大量的製冷劑會積聚在蒸發器中，從環境吸熱後蒸發，在蒸發器中形成極高的壓力，這對於機組的安全設計和運行是極其不利的，另外，也增加了使用成本。而乾式蒸發器雖然避免了製冷系統充灌量過大的弊端，但會受到傳熱工況的極大影響，另外，製冷劑在換熱管束內供液不易均勻，弓形折流板製造與裝配比較麻煩，由於裝配間隙的存在，載冷劑在折流板孔和換熱管間、折流板外周與筒體間容易產生洩漏旁流，從而降低傳熱效果。

實用新型內容本實用新型的目的在於克服乾式蒸發器換熱效率低，滿液式蒸發器的製冷劑充灌量大以及製冷劑側阻力較大的不足，提供了一種製冷劑和水進行熱量交換的託盤式蒸發
ο為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是包括上端開設有製冷劑入口和出口、下端設置有分液管和集液管入口的殼體，殼體內設置有若干層託盤，託盤內設置有與分液管及集液管相連通的換熱盤管，託盤上開設有帶有內沿的過液孔，所述的託盤的內沿略高於設置在託盤內的換熱盤管，且託盤的外沿略高於內沿。本實用新型各層託盤的過液孔上均設置有導流擋板。導流擋板的尺寸大於託盤的內沿，且導流擋板的形狀為圓錐穀倉型或半圓球。託盤的外圓尺寸小於換熱器殼體的內圓尺寸，即託盤與殼體的內壁間有間隙。[0010]集液管的末端盤繞成螺旋盤管置於殼體底部。分液管的入口段設有U型彎頭，並該在U型彎頭的最低點設有排汙口。殼體外面包有隔熱材料。本實用新型適用於小溫差或大功率冷水機組的低壓高效蒸發器，換熱管採用分層布置，冷媒水在管內流動，並且分為多支路並聯流動換熱。製冷劑在管外流動換熱，製冷劑液體自上而下依次落到各層託盤上，在每層託盤上液態製冷劑恰好浸沒過換熱管，所以它具有跟滿液式蒸發器相同(甚至更高)的換熱效率，同時避免了滿液式蒸發器製冷劑側阻力較大的問題，並減少了製冷劑的充灌量。不僅具有滿液式蒸發器換熱效率高的優點，而且其充灌量小，製冷劑側阻力較低，同時其緊湊程度也較高，能夠滿足小溫差或大功率冷水機組的需求。

圖1是本實用新型的整體結構示意圖；圖2是本實用新型的俯視圖；圖3是本實用新型中換熱盤管結構圖；圖4是本實用新型中託盤結構圖；圖5是本實用新型中分液管結構圖；圖6是本實用新型中集液管結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施實例對本實用新型作進行進一步說明。參見圖1-4，本實用新型包括上端開設有製冷劑入口 e和出口 f、下端設置有分液管4和集液管5入口的殼體3，殼體3的外面包有減少冷量損失的隔熱材料，殼體3內設置有若干層託盤2，託盤2的外圓尺寸小於換熱器殼體1的內圓尺寸，即託盤2與殼體1的內壁間有間隙，形成的間隙有利於製冷劑蒸汽的上升匯集與排放，託盤2內設置有與分液管4 及集液管5相連通的換熱盤管1，換熱盤管1採用螺旋狀布置於各層託盤中，大大節省了空間，使得所涉及的蒸發器在空間尺寸上更為緊湊。製冷劑只需在每層託盤2上浸潤換熱盤管1，不僅減少製冷劑的充灌量，而且可以大大降低停機壓力。託盤2上開設有帶有內沿a 的過液孔7，所述的託盤2的內沿a略高於設置在託盤2內的換熱盤管1，且託盤2的外沿 b略高於內沿a ；這樣可以保證製冷劑能夠充分浸沒換熱盤管，又能使製冷劑液體不漫過託盤2的外沿b而直接流到殼體3底部，而造成製冷劑的換熱不充分。各層託盤2的過液孔 7上均設置有尺寸大於託盤2內沿a的形狀為圓錐穀倉型或半圓球的導流擋板6。保證自上層落下來的製冷劑液體能夠全部進入託盤2，不至於直接落到下一層。參見圖5，本實用新型分液管4的入口段設有U型彎頭C，通過管內冷媒水的流動方向的改變產生的離心力將其中的汙垢及雜物沉積在U型管底部，並在該U型彎頭c的最低點設有排汙口。參見圖6，本實用新型的集液管5的末端盤繞成螺旋盤管置於殼體3底部，與最後殘留的製冷劑液體進行充分換熱，避免液體製冷劑的富集。其工作過程包括兩種換熱流體的流路布置[0025]冷媒水自水泵進入分液管4，經過入口處的180°彎頭c，冷媒水中的泥沙等汙垢由於離心力作用沉積到彎頭處，在此處設有排汙口，可以定期將汙垢排出。經過彎頭c後， 冷媒水進入豎直管段，在上升過程中分配到各層換熱管1內，換熱後的低溫水進入集液管 5，在集液管末端設有底部盤管d，以充分利用灑落到殼體3底部的製冷劑液體，最後經冷媒水出口流出。製冷劑液體自殼體3頂端的製冷劑入口 e進入蒸發器，進入第一層託盤與第一層換熱管進行換熱，充滿託盤後經託盤內沿流到下一層託盤進行換熱，依次流下直至殼體最底部，在殼體底部與集液盤管進行換熱後，與各層蒸發的製冷劑氣體一起自殼體3頂部的製冷劑出口 f排出。以上所述僅為本實用新型最佳的具體實施例，但本實用新型的結構特徵並不局限於此，任何本領域的技術人員在本實用新型的領域內，所作的變化或修飾皆涵蓋在本實用新型的專利範圍之中。
權利要求1.一種蒸發器，其特徵在於包括上端開設有製冷劑入口(e)和出口(f)、下端設置有分液管(4)和集液管( 入口的殼體(3)，殼體(3)內設置有若干層託盤O)，託盤O)內設置有與分液管(4)及集液管( 相連通的換熱盤管(1)，託盤( 上開設有帶有內沿(a) 的過液孔(7)，所述的託盤O)的內沿(a)略高於設置在託盤O)內的換熱盤管(1)，且託盤(2)的外沿(b)略高於內沿(a)。
2.根據權利要求1所述的蒸發器，其特徵在於所述的各層託盤O)的過液孔(7)上均設置有導流擋板(6)。
3.根據權利要求2所述的蒸發器，其特徵在於所述的導流擋板(6)的尺寸大於託盤 (2)的內沿，且導流擋板(6)的形狀為圓錐穀倉型或半圓球。
4.根據權利要求2所述的蒸發器，其特徵在於所述的託盤O)的外圓尺寸小於換熱器殼體⑴的內圓尺寸，即託盤⑵與殼體⑴的內壁間有間隙。
5.根據權利要求1所述的蒸發器，其特徵在於所述的集液管(5)的末端盤繞成螺旋盤管置於殼體(3)底部。
6.根據權利要求1所述的蒸發器，其特徵在於所述的分液管的入口段設有U型彎頭(c)，並且在該U型彎頭(c)的最低點設有排汙口。
7.根據權利要求1所述的蒸發器，其特徵在於所述的殼體C3)外面包有隔熱材料。
專利摘要本實用新型公開了一種蒸發器，特別適用於冷水機組，解決了現有的滿液式蒸發器製冷劑充灌量較大、製冷劑側阻力過大和乾式蒸發器換熱係數較低的問題。該蒸發器採用分層布置，將換熱管完全浸泡於每層託盤的製冷劑液體中，具有滿液式蒸發器換熱效率高的優點，同時由於其分層效果，沒有換熱管的空間不必儲存太多製冷劑液體，所以大大減小了製冷劑的充灌量，停機時製冷劑側壓力也大大降低，而且其緊湊程度也較高，能夠滿足小溫差或大功率要求的冷水機組需求。
文檔編號F25B39/02GK202041025SQ20112014244
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月6日 優先權日2011年5月6日
發明者劉岡雲, 劉迎文, 徐升華, 胡露露 申請人:西安交通大學