CN102759227B - 一种制冷回路用降膜式蒸发器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制冷回路用降膜式蒸发器，包括壳体和蒸发管管束，蒸发管管束设置在壳体内、其两端设置有进水口和出水口，壳体内对应蒸发管管束上方设置有液体散布器，液体散布器上设置有制冷剂喷淋输入口；所述壳体内部对应蒸发管管束下方依次设置有气体散布器和液态制冷剂过冷管束，液态制冷剂过冷管束两端设置有制冷剂入口和制冷剂出口，壳体对应液态制冷剂过冷管束的下方设置有制冷剂回收口。由于壳体内还设置一段液态制冷剂过冷管与经过蒸发管完成潜热交换的气态制冷剂进一步换热，使液态制冷剂过冷管内液态制冷剂温度得以降低，加大过冷度，使得能效提高，节约成本，环保节能。
Description
技术领域
本发明涉及一种制冷设备，特别是一种制冷回路用降膜式蒸发器。
背景技术
目前制一般的冷水机组采用的蒸发器大多是干式蒸发器或板式，但因需要较大传热温差，蒸发温度难以提高；于是后来边出现了能够使传热温差变得更小的满液式蒸发器，但满液式蒸发器的两个最大缺点就是制冷剂充注量大和回油困难，回油问题使得普通的制冷系统需要专门的油路的技术改造才能使用满液式蒸发器，冷剂充注量大和专门的油路设计使得满液式蒸发器的成本优势不明显，于是又演变到使用降膜式蒸发器，降膜式蒸发器能有效解决制冷剂充注量大和回油困难的问题。
现有降膜蒸发器由布液器、蒸发管、回油系统和蒸汽出口组成。通过膨胀装置后的含油制冷剂进入布液器，布液器将其均匀地没有压力支持的情况下分配到蒸发管上，并在蒸发管上形成一层薄膜。通过薄膜传热，蒸发管外侧的制冷剂与蒸发管内的冷水进行热交换，使制冷剂在一定的蒸发温度下蒸发。未蒸发的制冷剂中含有高浓度的油，它们沿着管排流到蒸发器底部形成液池，液池中润滑油需要回油系统输送到压缩机的回油口，而蒸发产生的制冷剂蒸汽由蒸汽通道流出蒸发器，并回到压缩机的吸气口，完成一个工作循环。此过程中，液态制冷剂与蒸发管换热后变成气态制冷剂，气态制冷剂再也没有进一步吸收热量就直接回流至压缩机中，没有合适的过热，造成制冷能效低，压缩机容易回液。另外，润滑油需要单独的回油系统输送至压缩机中，回油系统主要为引射泵装置，需要靠压缩机高低压差驱动，从而进一步增加能耗，降低压缩机运行效率。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种结构简单合理、节能高效、体积小、制冷剂充注量小、制冷效率高、无需单独设置回油系统、提高压缩机寿命、适用范围广、安装方便的制冷回路用降膜式蒸发器，以克服现有技术的不足。
本发明的目的是这样实现的。
一种制冷回路用降膜式蒸发器，包括壳体和蒸发管管束，蒸发管管束设置在壳体内、其两端设置有进水口和出水口，壳体内对应蒸发管管束上方设置有液体散布器，液体散布器上设置有制冷剂喷淋输入口；其特征在于：所述壳体内部对应蒸发管管束下方依次设置有气体散布器和液态制冷剂过冷管束，液态制冷剂过冷管束两端设置有制冷剂入口和制冷剂出口，壳体对应液态制冷剂过冷管束的下方设置有制冷剂回收口。
本发明的目的还可以采用以下技术措施解决。
作为更具体的方案，所述制冷回路包括所述降膜式蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，压缩机的高压输出端经冷凝器与所述液态制冷剂过冷管束的制冷剂入口连接，液态制冷剂过冷管束的制冷剂出口通过膨胀阀与所述制冷剂喷淋输入口连接，压缩机的低压输入端与所述制冷剂回收口连接。
所述膨胀阀与所述制冷剂出口之间还连接有干燥过滤器。干燥过滤器主要是起到杂质过滤的作用，以免杂质集结在蒸发管表面，影响其换热效果。
所述膨胀阀为热力膨胀阀或电子膨胀阀。热力膨胀阀会根据回气的过热度自动调节合适开度，从而达到控制制冷剂网蒸发管喷淋的量，以确保喷淋至蒸发管上的液态制冷剂能与蒸发管充分换热并气化。电子膨胀阀与热力膨胀阀在制冷回路中作用一样，只是电子膨胀阀的开度需要控制程序控制。
所述液体散布器为水平设置在壳体内的散液孔板，散液孔板周边与壳体内壁连接，散液孔板表面设置有若干通孔，使液态制冷剂喷淋至散液孔板后，分散至每个通孔、并均匀淋至蒸发管上，达到均匀换热的目的。
所述气体散布器为水平设置在壳体内的散气孔板，散气孔板周边与壳体内壁连接，散气孔板表面设置有若干通孔，其作用与散液孔板同理，在此不在详述。
所述制冷剂喷淋输入口连接在壳体顶部、并与散液孔板上方连通，散液孔板、壳体内壁与散气孔板共同围成第一换热腔，蒸发管管束水平放置在第一换热腔中。
所述制冷剂回收口连接在壳体底部、并与散气孔板下方连通，散气孔板下方与壳体内壁共同围成第二换热腔，液态制冷剂过冷管束水平放置在第二换热腔中。蒸发管管束和液态制冷剂过冷管束均水平放置，可更进一步的使制冷剂均匀与管束表面接触，达到充分换热的目的。
所述壳体呈管筒状，其前后两端分别设置有前端盖和后端盖，所述进水口、出水口和制冷剂入口设置在前端盖上，制冷剂出口设置在后端盖上。
本发明的有益效果如下。
1、由于壳体内还设置一段液态制冷剂过冷管与经过蒸发管完成潜热交换的气态制冷剂进一步换热，使液态制冷剂过冷管内液态制冷剂温度得以降低，加大过冷度，而进入压缩机的气态制冷剂达到过热状态，使得能效提高，节约成本，环保节能。另外，确保压缩机回气有一定的过热度，有效保护压缩机不受液击，提高压缩机使用寿命。
2、制冷剂自上而下流动蒸发，大大减少制冷剂的充注量，而润滑油从气态制冷剂中分离出来并流至壳体内底部，最后，与气态制冷剂吸回压缩机，因此无需加装回油系统。
3、由于无需加装回油系统，润滑油随气态制冷剂回流入压缩机，所以，此降膜式蒸发器应用的范围很广，同时适用于各种大小的涡旋、螺杆、活塞等形式的压缩机。
附图说明
图1为本发明制冷回路示意图。
图2为降膜式蒸发器局部剖开结构示意图。
图3为降膜式蒸发器后视结构示意图。
图4为图3的A-A剖视及放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
如图1至图4所示，本制冷回路用降膜式蒸发器，包括壳体6和蒸发管管束9，蒸发管管束9设置在壳体6内、其两端设置有进水口12和出水口11，壳体6内对应蒸发管管束9上方设置有液体散布器，液体散布器上设置有制冷剂喷淋输入口7；所述壳体6内部对应蒸发管管束9下方依次设置有气体散布器和液态制冷剂过冷管束15，液态制冷剂过冷管束15两端设置有制冷剂入口13和制冷剂出口14，壳体6对应液态制冷剂过冷管束15的下方设置有制冷剂回收口17。
所述制冷回路包括所述降膜式蒸发器1、压缩机4、冷凝器5和膨胀阀3，压缩机4的高压输出端经冷凝器5与所述液态制冷剂过冷管束15的制冷剂入口13连接，液态制冷剂过冷管束15的制冷剂出口14通过膨胀阀3与所述制冷剂喷淋输入口7连接，压缩机4的低压输入端与所述制冷剂回收口17连接。
所述膨胀阀3与所述制冷剂出口14之间还连接有干燥过滤器2。
所述膨胀阀3为热力膨胀阀。
所述液体散布器为水平设置在壳体6内的散液孔板8，散液孔板8周边与壳体6内壁连接，散液孔板8表面设置有若干通孔。所述气体散布器为水平设置在壳体6内的散气孔板16，散气孔板16周边与壳体6内壁连接，散气孔板16表面设置有若干通孔。所述制冷剂喷淋输入口7连接在壳体6顶部、并与散液孔板8上方连通，散液孔板8、壳体6内壁与散气孔板16共同围成第一换热腔20，蒸发管管束9水平放置在第一换热腔20中。所述制冷剂回收口17连接在壳体6底部、并与散气孔板16下方连通，散气孔板16下方与壳体6内壁共同围成第二换热腔21，液态制冷剂过冷管束15水平放置在第二换热腔21中。
所述壳体6呈管筒状，其前后两端分别设置有前端盖10和后端盖14，所述进水口12、出水口11和制冷剂入口13设置在前端盖10上，制冷剂出口14设置在后端盖14上。壳体6底部两端还设置有支撑脚18。
其工作原理是：压缩机4启动，其高压输出端向冷凝器5输送高温高压的气态制冷剂，气态制冷剂通过冷凝器5与外界换热后冷凝成为液态进入降膜式蒸发器1内的液态制冷剂过冷管束15进一步冷却后，依次经过干燥过滤器2、膨胀阀3和制冷剂喷淋输入口7进入壳体6内上部，然后，液态制冷剂经过散液孔板8均匀淋至第一换热腔20中的蒸发管管束9上，由于水在蒸发管内侧循环流动，液态制冷剂在蒸发管外壁蒸发吸热，把水温降低，蒸发吸热后的液态制冷剂变成饱和气态的制冷剂在压缩机回气的吸力作用下继续往下流动，并均匀地通过散气孔板16，流到壳体6内底部的第二换热腔21中、与内部通有液态制冷剂的液态制冷剂过冷管束15外壁进行热交换，从而进一步降低液态制冷剂过冷管束15内液态制冷剂的温度，同时，壳体内饱和气态制冷剂气体变成过热状态，通过外壳底部的制冷剂回收口17返回压缩机。由于，此过程中制冷剂自上而下流动蒸发，而润滑油在第一换热腔20时从气态制冷剂中分离出来并流至壳体6内底部，最后，过热状态的气态制冷剂被吸回压缩机时顺带把润滑油带回压缩机4。
Claims (1)
1.一种制冷回路用降膜式蒸发器，包括壳体和蒸发管管束，蒸发管管束设置在壳体内、其两端设置有进水口和出水口，壳体内对应蒸发管管束上方设置有液体散布器，液体散布器上设置有制冷剂喷淋输入口；
其特征在于：所述壳体内部对应蒸发管管束下方依次设置有气体散布器和液态制冷剂过冷管束，液态制冷剂过冷管束两端设置有制冷剂入口和制冷剂出口，壳体对应液态制冷剂过冷管束的下方设置有制冷剂回收口；
所述液体散布器为水平设置在壳体内的散液孔板，散液孔板周边与壳体内壁连接，散液孔板表面设置有若干通孔；
所述气体散布器为水平设置在壳体内的散气孔板，散气孔板周边与壳体内壁连接，散气孔板表面设置有若干通孔；
所述制冷剂喷淋输入口连接在壳体顶部、并与散液孔板上方连通，散液孔板、壳体内壁与散气孔板共同围成第一换热腔，蒸发管管束水平放置在第一换热腔中；
所述制冷剂回收口连接在壳体底部、并与散气孔板下方连通，散气孔板下方与壳体内壁共同围成第二换热腔，液态制冷剂过冷管束水平放置在第二换热腔中；
所述制冷回路包括所述降膜式蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，压缩机的高压输出端经冷凝器与所述液态制冷剂过冷管束的制冷剂入口连接，液态制冷剂过冷管束的制冷剂出口通过膨胀阀与所述制冷剂喷淋输入口连接，压缩机的低压输入端与所述制冷剂回收口连接；
所述膨胀阀与所述制冷剂出口之间还连接有干燥过滤器；
所述膨胀阀为热力膨胀阀；
所述壳体呈管筒状，其前后两端分别设置有前端盖和后端盖，所述进水口、出水口和制冷剂入口设置在前端盖上，制冷剂出口设置在后端盖上。
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