[發明專利]一種降膜式蒸發器

有效

• 申請號: 201410138717.2
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103925749A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 徐峰;張林波;羅毅;馬新;朱應求
• 申請（專利權）人: 麥克維爾空調制冷（武漢）有限公司
• 主分類號: F25B39/02
• 分類號: F25B39/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

技術領域

本發明涉及空調設備，具體地指一種降膜式蒸發器。

背景技術

制冷空調行業中高效冷水（熱泵）機組中使用的蒸發器主要有滿液式蒸發器和降膜式蒸發器這兩類蒸發器，其中，相比滿液式蒸發器，降膜式蒸發器具有換熱效率高、制冷劑充注量少等優勢，因此，降膜式蒸發器應用前景更為廣泛。其中降膜式蒸發器包括全降膜式和混合降膜式，所謂全降膜式指的是蒸發器中所有換熱管均處于降膜式換熱狀態，即無換熱管被液態冷媒淹沒，其優點在于可以最大限度地減少冷媒充注量；所謂混合降膜式指的是蒸發器中一部分換熱管處于降膜式換熱狀態，另一部分換熱管處于滿液式換熱狀態，即被液態冷媒淹沒，其優點在于蒸發器內最下端的換熱管因為被液態冷媒淹沒，換熱面積會得到充分的利用。目前降膜式蒸發器存在以下不足之處：1）全降膜式蒸發器內最下端的換熱管被滴淋到的冷媒不夠充分，換熱面積得不到最大化的利用；2）混合降膜式蒸發器底部留有較高的冷媒液位，蒸發器底部冷媒含油量高，導致下部換熱管群換熱系數低，而且蒸發器底部大量的冷媒液體增加了冷媒充注量；3）因設計局限，蒸發器內部冷媒氣體速度場不夠合理，高流速區域集中在冷媒出口附近，時有吸氣帶液現象出現，而且高速氣流容易對冷媒液體及其在換熱管上的液膜形成擾動，降低換熱效率。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種降膜式蒸發器，該蒸發器能在全降膜式換熱模式和混合降膜式換熱模式之間切換，避免了底部換熱冷媒滴淋不充分或冷媒充注量過大的問題，同時也防止了吸氣帶液現象，提高了傳熱系數和換熱效率。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種降膜式蒸發器，包括筒體，所述筒體兩端設有管板，所述筒體頂部設有液體冷媒入口和氣體冷媒出口，所述液體冷媒入口上設有節流裝置，所述筒體內部上方設有上分配器，所述上分配器的頂部兩側分別設有擋氣板，至少一側擋氣板邊緣設有鋸齒，所述鋸齒與所述筒體內壁圍成過氣通道，所述過氣通道與所述氣體冷媒出口相通，所述上分配器兩側壁底端分別設有擾流板，所述上分配器的下方設有上部換熱管群，所述上部換熱管群的下方設有下部換熱管群，所述下部換熱管群的下方為富油區，所述富油區設有液位傳感器，所述液位傳感器的信號輸出端與所述節流裝置的信號輸入端連接，所述富油區開有回油口。

本發明通過合理設計上分配器結構，對冷媒均勻分配，實現了冷媒液體在蒸發器殼體內換熱管群上形成均勻膜狀分布，形成降膜式換熱，同時保證了冷媒對上部換熱管群實現柱狀流形式的均勻滴淋供應，防止過度分配或分配不足造成傳熱效率的下降，防止了液體冷媒飛濺，另外，設置的液位傳感器能夠檢測蒸發器底部富油區冷媒液位，進而控制節流裝置的關小或開大，使蒸發器底部富油區冷媒液位低于下部換熱管群或淹沒下部換熱管群中的若干換熱管，以使降膜蒸發器處于全降膜或混合降膜的換熱狀態運行，通過制冷劑分配機構與液位傳感器配合，使得蒸發器能在全降膜式換熱模式和混合降膜式換熱模式之間切換，從而可視實際情況選用，避免了底部換熱冷媒滴淋不充分或冷媒充注量過大的問題，充分利用了換熱管的換熱面積，提高了傳熱系數和換熱效率，提升了整個冷水機組性能系數，另外，合適的液位位置將決定采用該蒸發器制冷（制熱）系統的回油系統性能好壞，因此該液位傳感器提升了回油系統性能，提供了一種匹配降膜式蒸發器的回油解決方案；本發明通過設置擋氣板，并將擋氣板邊緣設置為鋸齒形狀，與筒體內壁形成冷媒氣體過氣通道，優化了蒸發器內部冷媒速度場分布，使集中在氣體冷媒出口附近的高流速區域通過前述過氣通道沿筒體長度方向分散，原本比較集中的高速區被擋氣板上的鋸齒一一分割后的各區域流速更加均勻，避免出現集中的高速區，使得靠近氣體冷媒出口且靠近上部換熱管群區域中的制冷劑氣體流速由2.5m/s以上降至0.2～1.2m/s，從而大大降低出現壓縮機吸氣帶液的可能性，延長了壓縮機壽命，提高了從壓縮機排氣端排出的制冷劑氣體的過熱度，從而避免了因過熱度低引起制冷系統中油分離器分離冷凍機油能力的降低，保證供油系統能正常工作；針對冷媒氣體流動方向容易發生偏移的現象，在分配器兩側壁底端分別設置擾流板，減少了氣體偏移現象。