熱管隔離水平託盤高效蒸發器的製作方法

2023-10-06 00:55:24

專利名稱：熱管隔離水平託盤高效蒸發器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱管隔離水平託盤高效蒸發器。屬製冷裝置技術領域。
背景技術：
吸附式系統中的蒸發器在以水等低壓蒸發製冷劑為工質時，很難發生沸騰蒸發，一般不採用沉浸式蒸發器。吸附式系統中所採用的蒸發器，主要有噴淋式和沉浸式。換熱器的形式有管殼式、板翅式及其他蒸發麵採取了傳熱強化技術的換熱器。對於單床系統，現有的上述形式的換熱器能夠很好地勝任蒸發和集液的作用，但是在多床連續系統中，如果繼續採用上述的簡單形式，就需要加裝真空閥(擋板閥、電磁閥等)或者冷水系統切換閥，這將大大降低系統的可靠性和實用性。而且很難避免蒸發器冷熱換切換時的製冷量損失。經文獻檢索發現，新加坡的ChuaH.T.和日本的KashiwagiT.等人在International Journal of Refrigeration(國際製冷雜誌)，22(1999)上發表的「Modeling the performance of two-bed，silica gal-wateradsorption chillers」(雙床吸附制冷機性能模擬)一文中介紹了一種單蒸發器、單冷凝器的雙床吸附式製冷系統，該系統中採有四個真空擋板閥，使用U型管實現冷凝過程和蒸發器的隔離，很好地避免了因冷凝發生於蒸發器而帶來的製冷量的損失，並實現了整個機組的緊湊化設計要求，但是對能夠在低壓差啟閉的真空擋板閥的設計和製造技術要求都很高，真空閥無法更換，對可靠性要求高，而且真空閥的啟閉壓差的存在也帶來了無法避免的製冷能力損失。

發明內容
本實用新型的目的在於克服上述不足，提供一種熱管隔離水平託盤高效蒸發器，在用於多床吸附式製冷系統時，使其通過熱管隔離技術實現製冷劑的冷凝和蒸發的隔離從而實現解吸冷凝側隔離器與底部蒸發器之間的熱隔離。
本實用新型的目的是這樣實現的一種熱管隔離水平託盤高效蒸發器，包括隔板、筒體、隔離器封板、隔離器毛細蒸發強化管、隔離器隔板、布液器、蒸發器管板、蒸發器毛細蒸發強化管和隔離器集液器，所述的隔板、隔離器封板、隔離器毛細蒸發強化管、隔離器隔板、布液器和隔離器集液器均置於筒體內上部左右兩側，構成左右兩個鏡像對稱的隔離器；所述的蒸發器管板和蒸發器毛細蒸發強化管均置於筒體內下部，與筒體一起構成蒸發器；上述蒸發器和隔離器構成熱管隔離水平託盤高效蒸發器，左、右隔離器毛細蒸發強化管與隔離器管板相連，隔離器管板與隔離器封板相連，隔離器固定在筒體的頂部，左右隔離器對稱布置，隔離器與隔板之間為製冷劑蒸汽通道，隔離器的管程和筒體之間為熱管工作介質蒸汽通道，蒸發器固定於筒體底部。
蒸發器毛細蒸發強化傳熱管內(管程)為冷水，管外(殼程)為熱管工作介質；隔離器的毛細蒸發強化管外(殼程)為製冷劑，管內(管程)為熱管工作介質。毛細蒸發強化管採用表面傳熱強化技術，在其管表面上有多孔介質或螺旋，毛細蒸發強化傳熱管半沉浸在製冷劑中，靠多孔介質或螺旋的毛細作用使製冷劑能夠在整個管表面上均勻布液和蒸發。該熱管的工作介質採用低沸點、低冰點的液體，如甲醇、乙醇、水等。
工作時，熱管工作介質首先在蒸發器的毛細蒸發強化傳熱管外沸騰蒸發產生蒸汽，由於正在發生吸附蒸發的隔離器一側的金屬溫度低，是整個蒸發器中溫度最低的部分，蒸發器中的各層毛細蒸發強化管產生的蒸汽上升並在溫度較低的金屬表面上(隔離器的毛細蒸發強化傳熱管內)冷凝，冷凝液在氣流作用推動下通過隔離器集液器下流到底部上層傳熱管的託盤中間；而正在進行解吸集液的隔離器一側的金屬溫度較高，是整個蒸發器中溫度最高的部分，又處在熱管的頂部，因此，該側隔離器不會跟熱管的傳熱工質發生熱交換，這一側的隔離器溫度就不會過低，從而保證了絕大部分冷凝過程發生在冷凝器，實現了隔離器蒸發和集液的隔離，減小了冷損失。
本實用新型利用重力熱管的單向傳熱特性實現了不工作隔離器與工作中的隔離器以及蒸發器之間的隔離，使冷水不用切換就可以實現連續冷量的輸出。在用於多床吸附式製冷系統時，在冷水一側可以不加裝任何切換閥門，提高了吸附制冷機組的運行可靠性。同時，避免了需要冷水切換的多蒸發器吸附製冷系統中存在的由於蒸發器中的駐留冷水使得過多冷凝過程發生在蒸發器而帶來的製冷量的損失。避免了單蒸發器吸附製冷系統中由過多的真空切換閥門而造成的機組運行可靠性降低的問題以及單蒸發器吸附製冷系統在啟動時必須使用冷劑泵而增加設備製造成本。另外，還利用毛細蒸發強化傳熱管表面的毛細能力把冷凝液均勻在分布到毛細蒸發管的蒸發麵上，解決了小流量冷凝液布液的均勻性。


圖1為本實用新型的總體結構示意圖。
圖2為圖1的A-A剖示圖。
具體實施方式
如圖1～2，本實用新型為一種熱管隔離水平託盤高效蒸發器，主要由隔板1、筒體2、隔熱層3、隔離器封板4、隔離器毛細蒸發強化管5、隔離器水平託盤6、隔離器隔板7、布液器8、蒸發器管板9、抽氣管10、蒸發器水平託盤11、蒸發器毛細蒸發強化管12、製冷劑蒸汽通道13、熱管工作介質14、隔離器連接加強板15、製冷劑16、熱管工作介質出口管17和隔離器集液器18組成。其中隔板1、隔離器封板4、隔離器毛細蒸發強化管5、隔離器水平託盤6、隔離器隔板7、布液器8、隔離器集液器18、熱管工作介質出口管17、製冷劑16和製冷劑蒸汽通道13組成左右兩個鏡像對稱的隔離器；由隔板1、筒體2、隔熱層3、蒸發器管板9、抽氣管10、蒸發器水平託盤11、蒸發器毛細蒸發強化管12、熱管工作介質14組成蒸發器；蒸發器、隔離器以及隔離器連接加強板15構成一個完整的熱管隔離水平託盤高效蒸發器。隔離器毛細蒸發強化管5分為一排或多排水平排列，當僅一排時，不需要隔離器水平託盤6；當有二排以上時，除最下面一排外上部的隔離器毛細蒸發強化管5均布置在隔離器水平託盤6上部，隔離器毛細蒸發強化管5與隔離器水平託盤6的間距儘可能小，一般應小於5～10mm。製冷劑16在隔離器中的布液經布液器8均勻分配到每一排的隔離器水平託盤6上；或者首先布在最上面一排的隔離器水平託盤6上，待其布滿後向下溢流，依次布液直至最下面一排。熱管工作介質14的冷凝液從熱管隔離蒸發器的一端分配到蒸發器水平託盤11上。蒸發器毛細蒸發強化管12和隔離器毛細蒸發強化管5可以採用金屬粉末或金屬絲網燒結、綑紮絲網和表面軋網等具有毛細能力的蒸發管或冷凝管；蒸發器毛細蒸發強化管12管內可以是各種螺旋強化，也可以是光管，但隔離器毛細蒸發強化管5管內一定是不宜集液的平滑光管。左右隔離器毛細蒸發強化管5與隔離器管板7之間脹接或焊接，隔離器管板7與隔離器封板4焊接，隔離器管板7、隔離器封板4和隔板1同時焊接，保證製冷劑16側和熱管工作介質14側真空密封。隔離器固定在筒體2的頂部，左右隔離器對稱布置。隔離器與隔板1之間為製冷劑蒸汽通道13，隔離器的管程和筒體2之間為熱管工作介質14蒸汽通道。筒體2的內側設置真空保溫層3，形成真空保溫層，減少冷量損失。蒸發器固定於筒體2底部，與筒體2之間由真空隔熱層3相隔，真空隔熱層3與筒體2之間密封焊接。蒸發器毛細蒸發強化管12分為一排或多排水平排列，當僅一排時，不需蒸發器水平託盤11；當有二排以上時，除最下面一排外的上部的蒸發器毛細蒸發強化管12均布置在蒸發器水平託盤11上部，蒸發器毛細蒸發強化管12與蒸發器水平託盤11的間距儘可能小，一般應小於5～10mm。布液經熱管工作介質出口管17將熱管工作介質14首先布在最上面一排的蒸發器水平託盤11上，待其布滿後向下溢流，依次布液直至最下面一排。
權利要求1.一種熱管隔離水平託盤高效蒸發器，其特徵在於它包括隔板(1)、筒體(2)、隔離器封板(4)、隔離器毛細蒸發強化管(5)、隔離器隔板(7)、布液器(8)、蒸發器管板(9)、蒸發器毛細蒸發強化管(12)和隔離器集液器(18)，所述的隔板(1)、隔離器封板(4)、隔離器毛細蒸發強化管(5)、隔離器隔板(7)、布液器(8)和隔離器集液器(18)均置於筒體(2)內上部左右兩側，構成左右兩個鏡像對稱的隔離器；所述的蒸發器管板(9)和蒸發器毛細蒸發強化管(12)均置於筒體(5)內下部，與筒體(2)一起構成蒸發器；上述蒸發器和隔離器構成熱管隔離水平託盤高效蒸發器，左、右隔離器毛細蒸發強化管(5)與隔離器管板(7)相連，隔離器管板(7)與隔離器封板(4)相連，隔離器固定在筒體(2)的頂部，左右隔離器對稱布置，隔離器與隔板(1)之間為製冷劑蒸汽通道(13)，隔離器的管程和筒體(2)之間為熱管工作介質(14)蒸汽通道，蒸發器固定於筒體(2)底部。
2.根據權利要求1所述的一種熱管隔離水平託盤高效蒸發器，其特徵在於隔離器毛細蒸發強化管(5)為多排水平排列，除最下面一排外上部的隔離器毛細蒸發強化管(5)均布置在隔離器水平託盤(6)上部。
3.根據權利要求1所述的一種熱管隔離水平託盤高效蒸發器，其特徵在於蒸發器毛細蒸發強化管(12)為多排水平排列，除最下面一排外的上部的蒸發器毛細蒸發強化管(12)均布置在蒸發器水平託盤(11)上部。
4.根據權利要求1或2、3所述的一種熱管隔離水平託盤高效蒸發器，其特徵在於蒸發器毛細蒸發強化管(12)和隔離器毛細蒸發強化管(5)採用金屬粉末或金屬絲網燒結、綑紮絲網和表面軋絲的蒸發管或冷凝管。
5.根據權利要求1或2、3所述的一種熱管隔離水平託盤高效蒸發器，其特徵在於蒸發器毛細蒸發強化管(12)管內是螺旋強化或是光管，隔離器毛細蒸發強化管(5)管內是平滑光管。
6.根據權利要求1或2、3所述的一種熱管隔離水平託盤高效蒸發器，其特徵在於筒體(2)的內側設置真空保溫層(3)。
7.根據權利要求2或3所述的一種熱管隔離水平託盤高效蒸發器，其特徵在於布液方式採用布液器。
8.根據權利要求2或3所述的一種熱管隔離水平託盤高效蒸發器，其特徵在於布液方式從最上面一排開始布液，而後溢流至最下面一排管。
專利摘要本實用新型涉及一種熱管隔離水平託盤高效蒸發器，它包括隔板(1)、筒體(2)、隔離器封板(4)、隔離器毛細蒸發強化管(5)、隔離器隔板(7)、布液器(8)、蒸發器管板(9)、蒸發器毛細蒸發強化管(12)和隔離器集液器(18)，所述的隔板(1)、隔離器封板(4)、隔離器毛細蒸發強化管(5)、隔離器隔板(7)、布液器(8)和隔離器集液器(18)均置於筒體(2)內上部左右兩側，構成左右兩個鏡像對稱的隔離器；所述的蒸發器管板(9)和蒸發器毛細蒸發強化管(12)均置於筒體(5)內下部，與筒體(2)一起構成蒸發器。本實用新型在用於多床吸附式製冷系統時，使其通過熱管隔離技術實現製冷劑的冷凝和蒸發的隔離，從而實現解吸冷凝側隔離器與底部蒸發器之間的熱隔離。
文檔編號F25B17/00GK2775567SQ20052006861
公開日2006年4月26日 申請日期2005年1月26日 優先權日2005年1月26日
發明者竇衛東, 孫文哲, 夏再忠 申請人:江蘇雙良空調設備股份有限公司