[發明專利]降膜式換熱器及含有該換熱器的熱泵機組

有效

• 申請號: 202010821121.8
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111981870B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 張治平;王宗信;胡東兵;胡海利
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: F28D7/00
• 分類號: F28D7/00;F25B30/02;F25B39/00;F28F9/22
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司 44247
• 代理人: 林偉敏

本發明公開了一種降膜式換熱器及含有該換熱器的熱泵機組，該降膜式換熱器包括殼體，所述殼體內設有布液結構和換熱管，所述殼體上設有進氣管，所述進氣管的端部設有均氣結構，所述進氣管或均氣結構穿過布液結構，使得所述均氣結構位于布液結構和換熱管之間。本發明通過上述設置，制熱工況下降低了氣態冷媒的壓降、提高了氣體分布的均勻程度，從而提升了換熱效率，而制冷工況下也能夠有效提高氣液分離程度，并提升了液態冷媒的均布效果，有效提升換熱效率。

技術領域

本發明涉及熱泵機組技術領域，尤其涉及降膜式換熱器及含有該換熱器的熱泵機組。

背景技術

熱泵機組因同時兼顧制冷及制熱功能而得到了越來越廣泛的應用，常規熱泵機組采用滿液式換熱器或干式換熱器。

如采用滿液式換熱器，在制冷工況時，換熱管浸泡在制冷劑當中，制冷劑灌注量大。機組工作時制冷劑吸收管內側冷凍水熱量，此時傳熱受制冷劑靜液柱影響，換熱效率較低；在制熱工況時，管外側氣態制冷劑冷凝傳遞熱量給管內側冷卻水以制取熱水。

如采用干式換熱器，在制冷工況時，氣液兩相制冷劑在管內蒸發，由于進口處無法均勻給所有換熱管均勻分液，因此換熱器各位置換熱效率存在較大差異，分液較多的換熱管出口存在出氣帶液的問題，同時干式換熱器管外側為冷凍水折流換熱，受流場及流速影響，此時管外側換熱效率也較低；在制熱工況時，同樣存在管內側布氣不均，管外側流速小換熱效率低的問題。

因此產生了降膜式換熱器的換熱方式，具體的，降膜式熱泵換熱器工作原理為，制冷時管外側制冷劑液體滴淋到換熱管外壁面蒸發吸收管內冷凍水熱量，制熱時制冷劑氣體在管外側冷凝將熱量傳遞給管內側冷卻水。杜絕了干式換熱器管內流通氣液兩相制冷劑時的布液、布氣不均，及管外載冷劑流速小換熱效率低的問題；同時制冷工況時，管外側為薄膜蒸發，無靜液柱影響換熱效率較高，相比滿液式換熱器優勢明顯。

但是也正是由于降膜式熱泵換熱器在制冷工況時，氣液混合制冷劑經過殼體上部的布液結構沿殼體水平方向均勻分配后，再沿管排從上至下滴淋到換熱管外壁面。此時由于布液結構當中為帶壓的氣液混合態，對水平方向均勻布液能力提出了非常高的要求。液態制冷劑從上至下滴淋同時壓縮機吸氣口也位于殼體頂部，因此設計布液結構時，需避免氣體流通攜帶液滴返回壓縮機吸氣口。

針對于此，專利公開號為CN110375574A的中國專利申請文件中，公開了一種可提高布膜和排氣性能的降膜均布裝置，屬于換熱器技術領域。該降膜均布裝置的弧形封頭設在板翅式換熱器本體的頂部，板翅式換熱器本體和弧形封頭均設在外殼體內；弧形封頭的下開口處設有一級分布板為中部向上凸的弧形板，一級分布板的下方設有二級分布板，二級分布板的下方設有三級分布板，一級分布板，二級分布板和三級分布板上均設有均勻分布的孔；三級分布板的底部固定有多個梯形布膜器，多個梯形布膜器一一對應的設在多個蒸發通道頂端入口的中心。采用了多級均布裝置結構和梯形布膜裝置，提高了布膜效果，并采用在內置支撐機構上設置薄膜實現氣液分離，減少了氣體夾帶液體的風險。

雖然上述方案中對于液體分布和氣液分離能夠起到一定的效果，但是在制熱工況下，氣態冷媒從上進入換熱器中，此時由于多級分布板的設置，導致氣態冷媒的流徑較長，產生了較大的壓降，導致壓縮機的能量浪費，換熱效率較低。

發明內容

為了解決現有技術中降膜式換熱器在制熱工況下換熱效率低下的缺陷，本發明提出一種降膜式換熱器。

本發明采用的技術方案是，一種降膜式換熱器，包括殼體，所述殼體內設有布液結構和換熱管，所述殼體上設有進氣管，所述進氣管的端部設有均氣結構，所述進氣管或均氣結構穿過布液結構，所述進氣管或均氣結構穿過布液結構使得所述均氣結構位于布液結構和換熱管之間。

優選的，所述進氣管穿過所述布液結構，所述均氣結構上設置有多個使氣態冷媒分散并與換熱管接觸的均氣孔。

優選的，所述均氣結構為均氣盒，所述均氣盒上開設有多個所述均氣孔，且所述均氣盒底部開設的均氣孔分別與換熱管位置對應設置。