[發明專利]一種矩形干式管殼式換熱器

在審

• 申請號: 201710946925.9
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107631521A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 唐興;吳風雷
• 申請（專利權）人: 江蘇世林博爾制冷設備有限公司
• 主分類號: F25B39/02
• 分類號: F25B39/02;F28D7/06;F28F9/00;F28F9/24
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 孫軍

技術領域

本發明屬于制冷（熱泵）空調、低溫（冷凍）機組技術領域，具體涉及一種干式管殼式換熱器的新結構。

背景技術

干式蒸發器，顧名思義干式蒸發器是由毛細管、孔板、熱力膨脹閥或電子膨脹閥直接控制氣液兩相態制冷劑進人蒸發器的管程，制冷劑液體在管內完全轉變為氣體，而被冷卻（加熱）的介質則在換熱管外的殼程中流動。殼程裝有擾流板，用來改變流體流向，常在干式蒸發器中用于設計殼程介質流道，既可以提高傳熱效果，還起到支撐管束的作用。根據介質性質和流量以及換熱器大小確定擾流板的數量。

常規干式蒸發器一般采用圓形殼體（無縫鋼管、直縫焊管或螺旋焊管等），故其管箱、管板、密封墊、擾流板均為圓形。

管程：圓形管箱由于供液分配腔最高點與最低點的高度差△h較大，所以腔內液柱靜壓差△p較大，進入腔內的氣液兩相態制冷劑（氣態制冷劑密度低，向上分離；液態制冷劑密度高，向下分離）由于腔內存在較大的液柱靜壓差△p，故氣液分層現象加劇，導致供液分配不均，上部換熱管分配的多為氣態制冷劑，分配的制冷劑比例少而換熱面積大，造成了換熱面積的浪費；下部換熱管分配的多為液態制冷劑，分配的制冷劑比例多而換熱面積小，造成換熱面積的不足，制冷劑蒸發不完全，最終導致壓縮機吸氣帶液。

殼程：圓形殼體導致擾流板上布管為圓形分布，殼體中心軸線的管排間距S中較大，載冷劑流速低，殼體邊緣的管排間距S邊較小，載冷劑流速高，帶來三點不利影響：

1、殼體中心換熱管和殼體邊緣換熱管由于管外載冷劑流速不同，故傳熱能力不一致；

2、如保證殼體中心的載冷劑流速V中，則殼體邊緣的載冷劑流速V邊過高，對殼體邊緣的換熱管造成較大沖擊，產生較大的交變應力載荷，影響（縮短）殼體邊緣換熱管的壽命；

3、如保證殼體邊緣的載冷劑流速V邊，則殼體中心的載冷劑流速V中過低，造成殼體中心的水側傳熱系數下降。

這是常規圓形干式管殼式換熱器不能克服的固有結構缺陷。

發明內容

本發明提供一種矩形干式管殼式換熱器，制冷劑側供液分配更加均勻；殼程載冷劑流速均衡，提高了載冷劑側傳熱系數。

本發明采取的技術方案為：

一種矩形干式管殼式換熱器，包括由管箱、U型換熱管組成的管程，以及由殼體、管板以及擾流板組成的折線形殼程，管箱上設置有管程進、出口，殼體上設有殼程進、出口；其特征在于，所述殼體為矩形殼體，殼體的一端封閉，管板安裝于殼體另一端面，多根U型換熱管矩形排布于殼體內，U型換熱管端部由管板支撐，管箱安裝于管板外側，管箱對U型換熱管分流；管箱與管板間安裝有矩形密封墊。

進一步地，所述擾流板等間距設置，相鄰擾流板并上下錯位，形成折線通道。

進一步地，U型換熱管組成的矩形管組的相鄰管排的間距，以及邊緣管排與對應殼體內壁的間距均相等。

采取以上技術方案后，本發明的有益效果為：

管程：矩形管箱由于供液分配腔最高點與最低點的高度差△h較小，所以腔內液柱靜壓差△p較小，進入腔內的氣液兩相態制冷劑由于腔內存在的液柱靜壓差△p較小，故氣液分層現象減弱，達到改善供液分配不均的效果，上部換熱管分配的氣態制冷劑減少，液態制冷劑增多，分配的制冷劑比例升高，減少了換熱面積的浪費；下部換熱管分配的氣態制冷劑增多，減弱了分配的液態制冷劑多而換熱面積小，造成換熱面積不足的現象，最終避免壓縮機吸氣帶液。

殼程：殼體中心軸線到與其相鄰的上、下管排的間距與和殼體邊緣的管排與殼體內壁的間距相同，故載冷劑流速相同，帶來三點有益效果：

1、殼體中心換熱管和殼體邊緣換熱管由于管外載冷劑流速相同，故傳熱能力一致；

2、殼體中心換熱管和殼體邊緣換熱管由于管外載冷劑流速相同，如保證殼體中心的載冷劑流速V中，則殼體邊緣的載冷劑流速V邊不會過高，不會對殼體邊緣的換熱管造成較大沖擊，不會產生較大的交變應力載荷，不會影響（縮短）殼體邊緣換熱管的壽命；

3、殼體中心換熱管和殼體邊緣換熱管由于管外載冷劑流速相同，如保證殼體邊緣的載冷劑流速V邊，則殼體中心的載冷劑流速V中不會過低，不會造成殼體中心的水側傳熱系數下降。