CN116294303B - 一种提高降膜式蒸发器换热效率的方法及其蒸发器装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高降膜式蒸发器换热效率的方法及其蒸发器装置，该装置包括：主体单元、分流单元、合流单元以及流量控制单元，所述主体单元包括：蒸发器壳体、设置于所述蒸发器壳体底侧的底座、设置于所述蒸发器壳体内侧的多个换热管、固定设置于所述蒸发器壳体内侧的安装机架、等间距安装设置于所述安装机架上的分液器、以及设置于所述分液器底侧的多个喷淋头，所述分流单元包括：设置于所述蒸发器壳体上的第二导流室。本发明通过通过将制冷剂采用喷淋头喷洒的方式将其呈雾化喷洒至换热管上，替代了传统的孔板式分液，大大提高了制冷剂与换热管的接触范围，从而提高了很好的换热效果。

Description

一种提高降膜式蒸发器换热效率的方法及其蒸发器装置

技术领域

本发明涉及空调系统的技术领域，尤其涉及一种提高降膜式蒸发器换热效率的方法及其蒸发器装置。

背景技术

蒸发器是换热器的一种，也是制冷四大件中很重要的一个部件，低温低压的制冷剂液体通过蒸发器，与外界的介质进行热交换，使得制冷剂转化为气态被送入至压缩机中。

在空调制冷系统中，蒸发器的内部换热方式是常采用制冷剂与换热管外壁流动接触的方式进行换热，降膜式蒸发器，采用孔板分液，在部分负荷时，由于制冷剂流量减少，造成孔板分液不均匀，从而造成整个换热器的换热效率严重下降。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有技术中存在的问题，提出了本发明。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种提高降膜式蒸发器换热效率的方法及其蒸发器装置，该方法使用了一种蒸发器换热装置，该装置包括：主体单元、分流单元、合流单元以及流量控制单元；

所述主体单元包括：蒸发器壳体、设置于所述蒸发器壳体底侧的底座、设置于所述蒸发器壳体内侧的多个换热管、固定设置于所述蒸发器壳体内侧的安装机架、等间距安装设置于所述安装机架上的分液器、以及设置于所述分液器底侧的多个喷淋头，所述安装机架两侧对称设置有电加热模块；

所述分流单元包括：设置于所述蒸发器壳体上的第二导流室、设置于所述第二导流室上的第一导流室，所述第二导流室内对称固定连接有隔板，所述第一导流室内设置有三个闸口，中间位置的所述闸口通过第二闸板控制通断，两侧位置的所述闸口通过第一闸板控制通断；

所述流量控制单元包括：对称设置于所述底座两侧的电动伸缩杆、设置于所述电动伸缩杆输出端上的升降架以及设置于所述蒸发器壳体上的连通机构，且所述连通机构与分液器连接，所述升降架的两侧还固定连接有多个活塞杆，所述活塞杆延伸至第一导流室内与第一闸板、第二闸板固定连接。

作为本发明所述一种蒸发器装置的一种优选方案，其中：所述连通机构为多个竖管，且每个竖管均与分液器直接连接，每个所述竖管均通过对应电磁阀控制流量。

作为本发明所述一种蒸发器装置的一种优选方案，其中：所述连通机构为连通件，所述连通件包括：第二弹性伸缩管、设置于所述第二弹性伸缩管上侧的上变径管、设置于所述第二弹性伸缩管底侧的下变径管，所述上变径管内固定连接有栅格板，所述栅格板的底侧固定连接有长轴，且长轴的底侧固定连接有用于封闭竖管的密封活塞，所述升降架上设置有多个分流管，所述分流管的上侧连通设置有第一弹性伸缩管，多个所述分流管与对应连通件一一连通，且每个所述连通件均通过竖管与分液器连通；

其中，第二弹性伸缩管压缩时，即位于中间第二弹性伸缩管内的长轴带动密封活塞堵住其下变径管的出口端区域，从而使得制冷剂只能从两侧第二弹性伸缩管导通，从而提高两侧喷淋头的工作压力。

作为本发明所述一种蒸发器装置的一种优选方案，其中：所述第二闸板的长度两倍于第一闸板，位于中间位置的所述第二弹性伸缩管内长轴的长度两倍于位于两侧第二弹性伸缩管内的长轴。

作为本发明所述一种蒸发器装置的一种优选方案，其中：所述安装机架上对称固定连接有导热瓦，所述蒸发器壳体内的多个换热管被导热瓦分隔成三组形成三个蒸发区，分别用于不同位置喷淋头形成的喷淋区的制冷剂换热。

作为本发明所述一种蒸发器装置的一种优选方案，其中：所述第二导流室内部区域被隔板分隔有三个导流区，且每个导流区分别对应一个蒸发区。

作为本发明所述一种蒸发器装置的一种优选方案，其中：所述蒸发器壳体的一侧分别设置有出气管与出液管，且出气管、出液管上均设置有对应控制阀门。

作为本发明所述一种蒸发器装置的一种优选方案，其中：所述电动伸缩杆下降一个第一闸板长度身位时，完成第二闸板对中部闸口的封堵，电动伸缩杆下降一个第二闸板长度身位时，第一闸板与第二闸板同步完成所有闸口的封堵，同时密封活塞完成对所有下变径管的封堵。

作为本发明所述一种蒸发器装置的一种优选方案，其中：所述分流单元与合流单元的结构相同，即分流单元用于导热液的分流，合流单元用于导热液的合流。

如上所述的蒸发器装置的提高降膜式蒸发器换热效率的方法，包括以下步骤：

步骤一：制冷系统内循环的制冷剂通过第一弹性伸缩管进入分流管，在连通机构的导通下分流至各个分液器内；

步骤二：通过分液器底部均匀分布的多个喷淋头喷淋至蒸发器壳体内的换热管上，制冷剂液体与换热管的外壁接触进行换热；

步骤三：在导热瓦的阻隔下，将蒸发器壳体内部的蒸发区分为三个，每个蒸发区域对应一个分液器上的多个喷淋头；

步骤四：当制冷系统内的制冷剂的流动压力减小时，通过电动伸缩杆控制升降架进行下降，连通机构控制两侧喷淋头的压力增大，中间喷淋头停止工作，保证制冷剂的喷洒均匀性；

步骤五：升降架下降的同时还会带动第二闸板进行下降，当中间第二弹性伸缩管内的长轴带动密封活塞堵住其下变径管的出口端时，第二闸板也会堵住位于第一导流室内的中间的闸口，使得导热液只能从两侧闸口进入，相应的导热液集中从蒸发器壳体两侧区域内的换热管进行流动，进而与两侧喷淋头的喷淋区域相对应，提高换热效率。

本发明的有益效果：

1、本发明通过将制冷剂采用喷淋头喷洒的方式将其呈雾化喷洒至换热管上，替代了传统的孔板式分液，大大提高了制冷剂与换热管的接触范围，从而提高了很好的换热效果；

2、本发明通过电动伸缩杆同时控制制冷剂的分流以及导热介质的分流，在系统低负荷制冷剂流量明显降低的情况下，快速的将制冷剂集中至两侧的喷淋头中喷出，同时换热介质也在第二闸板对中部闸口的封堵下集中至两侧蒸发区的换热管内流动，保证了喷头压力的同时，蒸发区、导流区、喷淋区相互对应，从而利于制冷剂的集中换热，大大提高了换热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明提出实施例一的蒸发器装置一侧结构示意图；

图2为本发明提出实施例一的蒸发器装置正面结构内部示意图；

图3为本发明提出实施例二的蒸发器装置的一侧结构示意图；

图4为本发明提出实施例二的蒸发器装置的另一侧结构示意图

图5为蒸发器装置的第一导流室的内部结构示意图；

图6为蒸发器装置的第二导流室的内部结构示意图；

图7为本发明提出实施例二的蒸发器装置正面结构内部示意图；

图8为实施例二中的连通件局部剖视示意图；

图9为实施例二中制冷剂流量变化时的蒸发器装置喷淋状态变化示意图。

图中：100－主体单元、101－蒸发器壳体、102－底座、103－出气管、104－出液管、105－安装机架、106－分液器、106a－喷淋头、107－导热瓦、108－换热管、109－电加热模块、200－分流单元、201－第一导流室、201a－闸口、201b－第一闸板、201c－第二闸板、202－第二导流室、202a－隔板、300－合流单元、400－流量控制单元、401－电动伸缩杆、402－升降架、403－第一弹性伸缩管、404－分流管、405－活塞杆、406－连通件406、406a－第二弹性伸缩管、406b－上变径管、406c－下变径管、407－栅格板、408－长轴、409－密封活塞、410－竖管。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例一

参照图1－图2、图5－图6，为本发明的第一个实施例，提供了一种提高降膜式蒸发器换热效率的方法及其蒸发器装置，该方法使用了一种蒸发器装置，该装置包括：主体单元100、分流单元200、合流单元300以及流量控制单元400。

主体单元100包括：蒸发器壳体101、设置于蒸发器壳体101底侧的底座102、设置于蒸发器壳体101内侧的多个换热管108、固定设置于蒸发器壳体101内侧的安装机架105、等间距安装设置于安装机架105上的分液器106、以及设置于分液器106底侧的多个喷淋头106a，蒸发器壳体101的一侧分别设置有出气管103与出液管104，且出气管103、出液管104上均设置有对应控制阀门，安装机架105两侧对称设置有电加热模块109，用于蒸发器内部的二次加热处理。

分流单元200包括：设置于蒸发器壳体101上的第二导流室202、设置于第二导流室202上的第一导流室201，第二导流室202内对称固定连接有隔板202a，第一导流室201内设置有三个闸口201a，中间位置的闸口201a通过第二闸板201c控制通断，两侧位置的闸口201a通过第一闸板201b控制通断，第二导流室202内部区域被隔板202a分隔有三个导流区，且每个导流区分别对应一个蒸发区，每个导流区所导出的换热介质将直接倒入其对应蒸发区内所有换热管108，而分流单元200与合流单元300的结构相同，即分流单元200用于导热液的分流，合流单元300用于导热液的合流，导热介质从分流单元200的一侧进入后从合流单元300流出进行不断循环。

流量控制单元400包括：对称设置于底座102两侧的电动伸缩杆401、设置于电动伸缩杆401输出端上的升降架402以及设置于蒸发器壳体101上的连通机构，且连通机构与分液器106连接，升降架402的两侧还固定连接有多个活塞杆405，活塞杆405延伸至第一导流室201内与第一闸板201b、第二闸板201c固定连接，具体来说，连通机构为多个竖管410，且每个竖管410均与分液器直接连接，每个竖管410均通过对应电磁阀控制流量。

该方法包括以下步骤：

步骤一：制冷系统内循环的制冷剂通过第一弹性伸缩管403进入分流管404，在连通机构即竖管410的导通下分流至各个分液器106内；

步骤二：通过分液器106底部均匀分布的多个喷淋头106a喷淋至蒸发器壳体101内的换热管108上，制冷剂液体与换热管108的外壁接触进行换热；

步骤三：在导热瓦107的阻隔下，将蒸发器壳体101内部的蒸发区分为三个，每个蒸发区域对应一个分液器106上的多个喷淋头106a；

步骤四：当制冷系统内的制冷剂的流动压力减小时，通过电动伸缩杆401控制升降架402进行下降，连通机构即竖管410上对应的电磁阀控制两侧喷淋头106a的压力增大，中间喷淋头106a停止工作，保证制冷剂的喷洒均匀性。

综上，本发明通过将制冷剂采用喷淋头106a喷洒的方式将其呈雾化喷洒至换热管108上，替代了传统的孔板式分液，大大提高了制冷剂与换热管108的接触范围，从而提高了很好的换热效果。

实施例二

参照图3－图9，为本发明的第二个实施例，相对于实施例一，其不同之处在于：

安装机架105上对称固定连接有导热瓦107，蒸发器壳体101内的多个换热管108被导热瓦107分隔成三组形成三个蒸发区，分别用于不同位置喷淋头106a形成的喷淋区的制冷剂换热，每个分液器106底侧的喷洒区域可以完全覆盖每个单独的蒸发区，在制冷剂流量较大时，每个喷淋区以及蒸发区都处于工作状态；

电动伸缩杆401下降一个第一闸板201b长度身位时，完成第二闸板201c对中部闸口201a的封堵，电动伸缩杆401下降一个第二闸板201c长度身位时，第一闸板201b与第二闸板201c同步完成所有闸口201a的封堵，同时密封活塞409完成对所有下变径管406c的封堵，即中间位置的长轴408长度与第二闸板201c长度相等，两侧长轴408的长度与第一闸板201b长度相等；

设置于升降架402上的分流管404，分流管404的上侧连通设置有第一弹性伸缩管403，分流管404的底侧连通设置有三个连通件406，也就是说，实施例一中的连通机构为三个连通件406，且每个连通件406均通过竖管410与分液器106连接，具体来说：连通件406包括：第二弹性伸缩管406a、设置于第二弹性伸缩管406a上侧的上变径管406b、设置于第二弹性伸缩管406a底侧的下变径管406c，上变径管406b内固定连接有栅格板407，栅格板407的底侧固定连接有长轴408，且长轴408的底侧固定连接有用于封闭竖管410的密封活塞409，上变径管406b与分流管404连通，下变径管406c与竖管410连通，栅格板407上有开口，用于制冷剂的导出，密封活塞409用于封闭竖管410，且密封活塞409可以贴合竖管410内壁进行滑动；

此外，升降架402的两侧还固定连接有多个活塞杆405，活塞杆405延伸至第一导流室201内与第一闸板201b、第二闸板201c固定连接。使得密封活塞409与第一闸板201b、第二闸板201c可以同步移动，使得制冷剂与换热介质同步实现流量控制，需要说明的是，第二闸板201c的长度两倍于第一闸板201b，位于中间位置的第二弹性伸缩管406a内长轴408的长度两倍于位于两侧第二弹性伸缩管406a内的长轴408，即中间位置的第二闸板201c与密封活塞409完成封堵时，两侧的管路还处于导通状态，只有电动伸缩杆401继续下降，才能完成所有回路的封堵。

当制冷系统内的制冷剂的流动压力减小时，通过电动伸缩杆401控制升降架402进行下降，使得第二弹性伸缩管406a压缩，即位于中间第二弹性伸缩管406a内的长轴408带动密封活塞409堵住其下变径管406c的出口端区域，从而使得制冷剂只能从两侧第二弹性伸缩管406a导通，从而提高两侧喷淋头106a的工作压力，保证制冷剂的喷洒均匀性；

升降架402下降的同时还会带动第二闸板201c进行下降，当中间第二弹性伸缩管406a内的长轴408带动密封活塞409堵住其下变径管406c的出口端时，第二闸板201c也会堵住位于第一导流室201内的中间的闸口201a，使得导热液只能从两侧闸口201a进入，相应的导热液集中从蒸发器壳体101两侧区域内的换热管108进行流动，进而与两侧喷淋头106a的喷淋区域相对应，提高换热效率。

通过电动伸缩杆401同时控制制冷剂的分流以及导热介质的分流，在系统低负荷制冷剂流量明显降低的情况下，快速的将制冷剂集中至两侧的喷淋头106a中喷出，同时换热介质也在第二闸板201c对中部闸口201a的封堵下集中至两侧蒸发区的换热管108内流动，保证了喷头压力的同时，蒸发区、导流区、喷淋区相互对应，从而利于制冷剂的集中换热，大大提高了换热效率。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种蒸发器装置，其特征在于，包括：主体单元(100)、分流单元(200)、合流单元(300)以及流量控制单元(400)；

所述主体单元(100)包括：蒸发器壳体(101)、设置于所述蒸发器壳体(101)底侧的底座(102)、设置于所述蒸发器壳体(101)内侧的多个换热管(108)、固定设置于所述蒸发器壳体(101)内侧的安装机架(105)、等间距安装设置于所述安装机架(105)上的分液器(106)、以及设置于所述分液器(106)底侧的多个喷淋头(106a)，所述安装机架(105)两侧对称设置有电加热模块(109)；

所述分流单元(200)包括：设置于所述蒸发器壳体(101)上的第二导流室(202)、设置于所述第二导流室(202)上的第一导流室(201)，所述第二导流室(202)内对称固定连接有隔板(202a)，所述第一导流室(201)内设置有三个闸口(201a)，中间位置的所述闸口(201a)通过第二闸板(201c)控制通断，两侧位置的所述闸口(201a)通过第一闸板(201b)控制通断；

所述流量控制单元(400)包括：对称设置于所述底座(102)两侧的电动伸缩杆(401)、设置于所述电动伸缩杆(401)输出端上的升降架(402)以及设置于所述蒸发器壳体(101)上的连通机构，且所述连通机构与分液器(106)连接，所述升降架(402)的两侧还固定连接有多个活塞杆(405)，所述活塞杆(405)延伸至第一导流室(201)内与第一闸板(201b)、第二闸板(201c)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种蒸发器装置，其特征在于：所述连通机构为多个竖管(410)，且每个竖管(410)均与分液器直接连接，每个所述竖管(410)均通过对应电磁阀控制流量。

3.根据权利要求1所述的一种蒸发器装置，其特征在于：所述连通机构为连通件(406)，所述连通件(406)包括：第二弹性伸缩管(406a)、设置于所述第二弹性伸缩管(406a)上侧的上变径管(406b)、设置于所述第二弹性伸缩管(406a)底侧的下变径管(406c)，所述上变径管(406b)内固定连接有栅格板(407)，所述栅格板(407)的底侧固定连接有长轴(408)，且长轴(408)的底侧固定连接有用于封闭竖管(410)的密封活塞(409)，所述升降架(402)上设置有多个分流管(404)，所述分流管(404)的上侧连通设置有第一弹性伸缩管(403)，多个所述分流管(404)与对应连通件(406)一一连通，且每个所述连通件(406)均通过竖管(410)与分液器(106)连通；

其中，第二弹性伸缩管(406a)压缩时，即位于中间第二弹性伸缩管(406a)内的长轴(408)带动密封活塞(409)堵住其下变径管(406c)的出口端区域，从而使得制冷剂只能从两侧第二弹性伸缩管(406a)导通，从而提高两侧喷淋头(106a)的工作压力。

4.根据权利要求3所述的一种蒸发器装置，其特征在于：所述第二闸板(201c)的长度两倍于第一闸板(201b)，位于中间位置的所述第二弹性伸缩管(406a)内长轴(408)的长度两倍于位于两侧第二弹性伸缩管(406a)内的长轴(408)。

5.根据权利要求4所述的一种蒸发器装置，其特征在于：所述安装机架(105)上对称固定连接有导热瓦(107)，所述蒸发器壳体(101)内的多个换热管(108)被导热瓦(107)分隔成三组形成三个蒸发区，分别用于不同位置喷淋头(106a)形成的喷淋区的制冷剂换热。

6.根据权利要求2或5所述的一种蒸发器装置，其特征在于：所述第二导流室(202)内部区域被隔板(202a)分隔有三个导流区，且每个导流区分别对应一个蒸发区；

所述升降架(402)下降的同时还会带动第二闸板(201c)进行下降，当中间第二弹性伸缩管(406a)内的长轴(408)带动密封活塞(409)堵住其下变径管(406c)的出口端时，第二闸板(201c)也会堵住位于第一导流室(201)内的中间的闸口(201a)，使得导热液只能从两侧闸口(201a)进入，相应的导热液集中从蒸发器壳体(101)两侧区域内的换热管(108)进行流动，进而与两侧喷淋头(106a)的喷淋区域相对应，提高换热效率。

7.根据权利要求6所述的一种蒸发器装置，其特征在于：所述蒸发器壳体(101)的一侧分别设置有出气管(103)与出液管(104)，且出气管(103)、出液管(104)上均设置有对应控制阀门。

8.根据权利要求7所述的一种蒸发器装置，其特征在于：所述电动伸缩杆(401)下降一个第一闸板(201b)长度身位时，完成第二闸板(201c)对中部闸口(201a)的封堵，电动伸缩杆(401)下降一个第二闸板(201c)长度身位时，第一闸板(201b)与第二闸板(201c)同步完成所有闸口(201a)的封堵，同时密封活塞(409)完成对所有下变径管(406c)的封堵。

9.根据权利要求8所述的一种蒸发器装置，其特征在于：所述分流单元(200)与合流单元(300)的结构相同，即分流单元(200)用于导热液的分流，合流单元(300)用于导热液的合流。

10.根据权利要求9所述的一种蒸发器装置的提高降膜式蒸发器换热效率的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：制冷系统内循环的制冷剂通过第一弹性伸缩管(403)进入分流管(404)，在连通机构的导通下分流至各个分液器(106)内；

步骤二：通过分液器(106)底部均匀分布的多个喷淋头(106a)喷淋至蒸发器壳体(101)内的换热管(108)上，制冷剂液体与换热管(108)的外壁接触进行换热；

步骤三：将蒸发器壳体(101)内部的蒸发区分为三个，每个蒸发区域对应一个分液器(106)上的多个喷淋头(106a)；

步骤四：当制冷系统内的制冷剂的流动压力减小时，通过电动伸缩杆(401)控制升降架(402)进行下降，连通机构控制两侧喷淋头(106a)的压力增大，中间喷淋头106a停止工作，保证制冷剂的喷洒均匀性。