[發明專利]一種翅片蒸發器及其制冷方法

有效

• 申請號: 201710991441.6
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107796144B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 張信榮;劉勇;王冠邦;鄭秋云
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: F25B39/02
• 分類號: F25B39/02;F25C3/04
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 王巖

本發明公開了一種翅片蒸發器及其制冷方法。本發明由兩個相對的換熱單元與殼體圍成封閉空間；殼體的頂壁有風機；每個換熱單元包括內側格柵、外側格柵、擋風罩、冷媒管、翅片和隔板；制冷劑從上至下流經冷媒管；外界的熱空氣通過進風口流入內側格柵、外側格柵、擋風罩和隔板圍成的風道，依次流經各組冷媒管支路，與在其中流動的制冷劑換熱，同時翅片強化傳熱，從出風口流出，降低溫度后的空氣經風機流出翅片蒸發器；冷凝水由冷凝水管排出；本發明在封閉式蒸汽壓縮循環中使小流量的室內空氣流經所有制冷劑管路，大幅增加空氣在翅片蒸發器中的行程，使其與制冷劑充分換熱而實現較大幅度降溫，從而為0℃以上小型造雪機供應其所需的低溫、小流量空氣。

技術領域

本發明涉及人工造雪技術和制冷領域的傳熱優化技術，具體涉及一種翅片蒸發器及其制冷方法。

背景技術

傳統人工造雪的主要設備是雪炮，經壓縮機加壓的空氣和經泵加壓的水在雪炮內充分混合并由噴嘴噴出，在噴嘴和高壓空氣的霧化作用下產生水霧，水霧在空氣中部分蒸發降溫并在0℃以下的低溫環境中凝結成雪花，這種傳統人工造雪技術不需要額外供冷，能耗較低。在0℃以上的氣候條件下進行人工造雪則必須額外供冷以使液態的水凝結為雪，現有兩種0℃以上人工造雪的方法。

一種方法是利用傳統雪炮在室內造雪，通過冷卻裝置使進入雪炮的空氣和水降溫，雪炮噴出的水霧在室內的低溫環境中凝結為雪，該方法中冷卻裝置和室內低溫環境所需的冷量均通過冷態的壓縮氣體(或液體)提供，這種壓縮氣體(或液體)與造雪所需的空氣和水在雪炮內混合并一同噴出，消耗量很大，并且室內氣體均不進行循環再利用。因此，運行成本和能耗高是該方法的主要缺點。此外，該方法采用的傳統雪炮對造雪空間的需求較大，使投資成本較高。

另一種方法是利用以水為工質的開放式真空熱泵循環制取冰漿，再進一步加工成類似雪的狀態，該方法通過壓縮機在若干平行板間形成真空，并將水噴淋于平行板間，使之在真空下部分蒸發致冷，剩余的水凝結形成冰漿。該方法雖利用熱泵循環制冷，但效率低、能耗高、用水量大，而且制取的“雪”的品質不如傳統雪炮，一般僅適用于雪道底層用雪。

為了降低能耗，高效地為0℃以上人工造雪系統供冷，造雪所需的空氣應在室內循環使用，應使用高性能制冷劑通過封閉式蒸汽壓縮循環對室內循環的空氣進行冷卻；為了減少造雪空間的投資成本并保證雪的品質，還應采用區別于傳統雪炮的小型造雪機。然而，現有封閉式蒸汽壓縮循環中所使用的翅片式蒸發器多是為建筑空間、工業過程中大風量、小溫降的應用情形設計的，其格柵上的開孔全部用于進風，氣流進入格柵經過鄰近的制冷劑管路與其中的制冷劑換熱后即從另一側流出，空氣在翅片蒸發器中的行程短，不能與制冷劑充分換熱，從而導致空氣的溫度降低有限，不適用于為小型造雪機供應其所需的低溫、小流量空氣。

發明內容

針對以上現有技術中存在的問題，本發明提出了一種翅片蒸發器，其可在封閉式蒸汽壓縮循環中使小流量的室內空氣流經所有制冷劑管路，大幅增加空氣在翅片蒸發器中的行程，使其與制冷劑充分換熱而實現較大幅度降溫，從而為0℃以上人工造雪系統中的小型造雪機供應其所需的低溫、小流量空氣。

本發明的一個目的在于提供一種翅片蒸發器。