[實用新型]逆流式冷凝蒸發換熱器

有效

• 申請號: 200920195780.4
• 申請日: 2009-09-11
• 公開（公告）號: CN201488406U
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 章有虎;閻振貴
• 申請（專利權）人: 杭州中泰過程設備有限公司
• 主分類號: F25B39/02
• 分類號: F25B39/02
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所(普通合伙) 33221
• 代理人: 張驍敏

技術領域

本實用新型涉及一種板翅式換熱器，尤其是一種逆流式冷凝蒸發換熱器。

背景技術

通常在設計換熱器時，冷量由氟里昂蒸發及其蒸汽再被加熱提供，而熱源流體被冷卻直到冷凝的板翅式換熱器，流體(熱工質和制冷工質)在換熱器內的流動方式都是由板翅式換熱器的上端進入、由下端流出的順流形式(如圖1所示)。這樣安排的目的是使溶解在氟里昂里的潤滑油能比較順利地被氟里昂蒸汽帶出換熱器，以避免潤滑油在板翅式換熱器內積聚而使換熱器失效；同時熱流體經過冷卻并冷凝，其液體也比較容易排出換熱器外。因此板翅式換熱器的形式一般被安排成順流式。

但這類順流式換熱器都存在以下很難被克服的缺陷：

一、無法實現換熱器的冷熱兩端同時達到較小溫度差的要求(在熱工質為飽和狀態的蒸汽冷凝放熱時會好一些)。有時換熱器的換熱量是平衡的，但因為冷熱流體同時在換熱器的頂部端面上進入，又在通常情況下，冷流體的進口溫度一定要低于熱流體的出口溫度，而熱流體的進口溫度一般為過熱氣體，由于氟利昂液體的蒸發或過冷溫度無法實現接近熱流體進口溫度的水平，使這種換熱器的熱端溫度差超出換熱器金屬允許的范圍，從而導致換熱器無法實現。參見圖2，即使利用熱平衡把換熱器的溫差控制在金屬允許的范圍內，但由于熱端溫差無法控制到很小的程度，仍然會造成換熱器的熱效率很低，從而失去板翅式換熱器的最大優勢。

二、制冷工質以液態的形式由上向下進入板翅式換熱器，其一進入就是換熱器的最大溫差段，該段為蒸發最劇烈處，大量的蒸汽推動液態的制冷工質向下流動，加劇了液體自由落體的速度，使本來就很難均勻分布的液體雪上加霜，這樣板翅式換熱器的結構設計就非常困難，只要稍有不慎，就無法實現換熱器的液體均勻分布，最終導致換熱器失效。這種流體順流方式安排的板翅式換熱器，嚴重限制了它的應用范圍及可靠程度，并使該類換熱器的熱效率無法提高。

三、當要求熱流體的出口溫度達到飽和冷凝溫度或過冷溫度時，由于熱流體的冷凝溫度或過冷溫度有要求，因此作為制冷劑的氟里昂在換熱器的出口溫度一定要達到比熱流體出口溫度更低的溫度等級。同樣是要求把熱流體降到一定的溫度，這種順流式換熱器要比逆流式換熱器消耗更多的氟里昂循環量，因此其冷卻同樣的熱流體，要消耗更多的動力，換熱器的效率較低。

要克服順流式換熱器的上述缺陷，最好的辦法是更改成逆流式，有兩種簡單的安排形式可以達到逆流式的結構：一、氟利昂由上向下流動，熱流體由下向上流動；二、氟利昂由下向上流動，熱流體由上向下流動。在第一種結構中，可以實現溶解在氟利昂中的潤滑油被徹底地由蒸汽帶出換熱器這一基本要求，但熱流體被液化后很難順利地由下向上流動并最終排出換熱器。同樣在第二種結構形式中，熱流體被冷凝成液體后能順利地排出換熱器，但溶解在氟利昂中的潤滑油卻無法徹底地由蒸汽帶出換熱器。由此看來這兩種逆流形式的安排都無法實現最完美的換熱器設計。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可以完全克服現有順流式換熱器缺點，充分發揮板翅式換熱器高效、節能、經濟的優勢，并可以降低制冷壓縮機能耗的逆流式冷凝蒸發換熱器。

本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是：該換熱器由第一板翅式換熱器和第二板翅式換熱器串聯組成，第一板翅式換熱器為整臺換熱器的熱段，第一板翅式換熱器的上端設有熱流體出口和氟利昂蒸汽液體進口，其下端設有第一熱流體進口和氟利昂蒸汽出口；第二板翅式換熱器為整臺換熱器的冷段，第二板翅式換熱器的上端設有第二熱流體進口和氟利昂蒸汽液體出口，其下端設有冷凝的熱流體出口和氟利昂液體進口；熱流體出口與第二熱流體進口相連，氟利昂蒸汽液體出口與氟利昂蒸汽進口相連。

本實用新型所述熱流體出口與第二熱流體進口通過管路相連接，氟利昂蒸汽液體出口與氟利昂蒸汽液體進口通過管路相連接。

本實用新型所述熱流體出口與第二熱流體進口通過旁通封頭相連接，氟利昂蒸汽液體出口與氟利昂蒸汽液體進口通過旁通封頭相連接。

本實用新型與現有技術相比，具有以下有益效果：