專利名稱：集成冷凝滿液式蒸發(fā)器裝置及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在制冷空調(diào)系統(tǒng)中的換熱容器裝置，特別是涉及在制冷空調(diào)系統(tǒng) 中的一種集成冷凝滿液式蒸發(fā)器裝置及使用方法。
背景技術(shù)：
制冷空調(diào)系統(tǒng)中的主要部件包括壓縮機(jī)，油分離器，冷凝器，儲液器，膨脹閥，蒸 發(fā)器等管路和電控設(shè)備。其制冷循環(huán)過程是將壓縮機(jī)排出的高壓過熱的制冷劑和冷凍油氣 相混合物經(jīng)過油分離器進(jìn)行氣液兩相分離后，制冷劑再進(jìn)入冷凝器內(nèi)通過常溫載冷劑吸熱 冷凝成高壓過冷液體，經(jīng)過膨脹閥節(jié)流后在蒸發(fā)器內(nèi)再通過常溫載冷劑放熱氣化成低壓過 熱蒸氣被壓縮機(jī)吸入，如此往復(fù)循環(huán)實(shí)現(xiàn)制冷過程。其中冷凝器和蒸發(fā)器對整個制冷空調(diào) 的節(jié)能降耗起著關(guān)鍵的核心作用。在制冷空調(diào)系統(tǒng)中，目前通用技術(shù)是采用單獨(dú)的冷凝器和滿液式蒸發(fā)器，整體結(jié) 構(gòu)松散，制造成本高，不經(jīng)濟(jì)，不節(jié)能；閥件設(shè)置較多，漏點(diǎn)增多，制冷劑泄漏嚴(yán)重，污染環(huán) 境；管路系統(tǒng)復(fù)雜，壓降增大，導(dǎo)致能效降低；過冷和過熱效果不明顯。

發(fā)明內(nèi)容
節(jié)能和環(huán)保產(chǎn)品將是市場發(fā)展的方向，因此，在制冷空調(diào)系統(tǒng)中有必要對冷凝器 和滿液式蒸發(fā)器進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和整合來優(yōu)化結(jié)構(gòu)以提高能效。提供一種在制冷空調(diào)系統(tǒng) 中使用的集成冷凝滿液式蒸發(fā)器裝置是本發(fā)明的目的所在。本發(fā)明的技術(shù)方案是是要 在同一圓筒內(nèi)將高壓過熱的制冷劑和冷凍油氣相混合物，氣相制冷劑直接冷凝成過冷液 態(tài)；要在同一圓筒內(nèi)將液態(tài)制冷劑完全蒸發(fā)成過熱氣態(tài)；同時(shí)實(shí)現(xiàn)制冷和制熱及有效回油 的過程。本發(fā)明的技術(shù)方案通過如下的技術(shù)措施來具體實(shí)現(xiàn)的，在制冷空調(diào)系統(tǒng)中使用的 一種集成冷凝滿液式蒸發(fā)器裝置，其特征在于它由圓筒、進(jìn)氣管、冷凝管束、冷凝側(cè)支承板、 制冷劑液態(tài)出口、冷凝側(cè)管板、冷凝側(cè)載冷劑進(jìn)出口、雙層分隔板、進(jìn)液管、分液器、蒸發(fā)管 束、蒸發(fā)側(cè)支承板、回油低接口、回油高接口、吸氣分配器、出氣管、蒸發(fā)側(cè)載冷劑進(jìn)出口和 蒸發(fā)側(cè)管板組成，其中二塊寬度稍小于圓筒內(nèi)直徑的雙層分隔板沿長度方向垂直安裝在 橫置的鋼制圓筒的中間，雙層分隔板之間用數(shù)條筋板焊接固定，雙層分隔板之間的間距為 20mm-60mm，雙層分隔板的四條長側(cè)邊與圓筒內(nèi)側(cè)壁焊接并密封固定，使圓筒內(nèi)形成左右側(cè) 二個獨(dú)立的換熱器腔，左側(cè)為冷凝腔、右側(cè)為蒸發(fā)腔(見附圖1)。陣列式冷凝管束和蒸發(fā)管 束按正三角形排列分別布置在圓筒內(nèi)的二個獨(dú)立的換熱器腔中，其中左側(cè)的冷凝腔與圓筒 上部的進(jìn)氣管聯(lián)接相通，冷凝腔的底部設(shè)置制冷劑液態(tài)出口 ；截面為梯形的分液器沿長度 方向安裝在圓筒內(nèi)右側(cè)的下方，并與穿過圓筒右側(cè)底部的進(jìn)液管聯(lián)接相通，形成一個相對 封閉的分液腔，該分液腔的長度比圓筒的長度短10-20%，在分液器梯形上平面和一側(cè)斜面 上均布有多個導(dǎo)向孔，這些導(dǎo)向孔截面之和應(yīng)是進(jìn)液管通徑的2-3倍，使制冷劑沿著圓筒 右側(cè)的長度和寬度方向以恒定的流速均勻地分配在蒸發(fā)管束上，截面為梯形的吸氣分配器 安裝在圓筒內(nèi)右側(cè)的上方，并與穿過圓筒的上方的出氣管聯(lián)接相通，吸氣分配器的長度與圓筒的長度相同，吸氣分配器與蒸發(fā)管束之間留有適當(dāng)?shù)南嘧儦饣臻g；吸氣分配器的梯 形兩斜面上均勻分布有多個氣流孔，這些氣流孔的截面之和應(yīng)是出氣管的通徑5-7倍，為 的是使氣化后的制冷劑以較低的流速由吸氣分配器均勻地進(jìn)入出氣管，回油低接口和回油 高接口設(shè)置在圓筒內(nèi)右側(cè)的液面浮油層內(nèi)，使圓筒內(nèi)右側(cè)的液面浮油層無論是高還是低都 能及時(shí)有效回油；冷凝管束和蒸發(fā)管束分別與兩端半圓形冷凝側(cè)管板和蒸發(fā)側(cè)管板脹接固 定，中間用冷凝側(cè)支承板和蒸發(fā)側(cè)支承板支撐；冷凝側(cè)載冷劑進(jìn)出口分別設(shè)置在圓筒左側(cè) 的同一端或左、右兩端，蒸發(fā)側(cè)載冷劑進(jìn)出口分別設(shè)置在圓筒右側(cè)的同一端或左、右兩端。本發(fā)明集成冷凝滿液式蒸發(fā)器裝置的使用方法是高壓過熱的制冷劑和冷凍油氣 相混合物由進(jìn)氣管進(jìn)入圓筒左側(cè)的冷凝腔中，氣相制冷劑以恒定的流速均勻地分配在冷凝 管束上，經(jīng)過冷凝側(cè)載冷劑熱交換及蒸發(fā)腔的過冷作用，使氣相制冷劑和冷凍油混合物直 接冷凝成過冷液態(tài)，并通過冷凝腔底部的制冷劑液態(tài)出口進(jìn)入膨脹閥節(jié)流，節(jié)流后的低壓 氣液制冷劑混合物由進(jìn)液管進(jìn)入圓筒右側(cè)的分液器，并以恒定的流速均勻地分配在蒸發(fā)管 束的外表面上，經(jīng)過蒸發(fā)側(cè)載冷劑熱交換及冷凝腔的過熱作用，使氣液制冷劑進(jìn)入相變氣 化空間充分氣化，氣化后的制冷劑由吸氣分配器上的氣流孔均勻地流向出氣管并進(jìn)入壓縮 機(jī)，冷凍油則在沸騰的過程中形成液面浮油層，由回油接口通過高壓引射進(jìn)入壓縮機(jī)。本發(fā)明的裝置中所述的二塊寬度稍小于圓筒內(nèi)直徑的雙層分隔板沿長度方向或 者是水平安裝在橫置的鋼制圓筒的中間，雙層分隔板之間用數(shù)條筋板焊接固定，雙層分隔 板間距為20mm-60mm，雙層分隔板的四條長側(cè)邊與圓筒內(nèi)側(cè)壁焊接并密封固定，使圓筒內(nèi)形 成上下部二個獨(dú)立的換熱器腔，上部為冷凝腔、下部為蒸發(fā)腔。本發(fā)明的有益效果是，集成冷凝滿液式蒸發(fā)器裝置將單獨(dú)的冷凝器和滿液式蒸發(fā) 器兩個換熱器設(shè)備裝置整合在同一個圓筒內(nèi)，以一臺換熱器設(shè)備取代原來二臺換熱器設(shè) 備，整體結(jié)構(gòu)緊湊，體積減小，節(jié)省了 20%的管路、閥件和原材料。從而可以降低10%壓力 降，減少泄漏點(diǎn)，過冷效果更明顯，總體提高8-10 %能效。


圖1、本發(fā)明集成冷凝滿液式蒸發(fā)器裝置實(shí)施例的徑向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2、本發(fā)明集成冷凝滿液式蒸發(fā)器裝置實(shí)施例的水平軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中各圖例標(biāo)記分別表示如下的意義1—圓筒、2—一進(jìn)氣管、4冷凝側(cè)支承板、5制冷劑液態(tài)出口、7冷凝側(cè)載冷劑進(jìn)出口、 8雙層分隔板、 10----分液器、11—蒸發(fā)管束、13――回油低接口、14――回油高接口，3冷凝管束、 6冷凝側(cè)管板、 9-—進(jìn)液管、 12——蒸發(fā)側(cè)支承板、 15――吸氣分配器、16-—出氣管、17蒸發(fā)側(cè)載冷劑進(jìn)出口，18蒸發(fā)側(cè)管板具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明本實(shí)施例是一種應(yīng)用在熱負(fù)荷量為610kW、制冷量為510kW，型號是ELNRMZ470H制 冷空調(diào)系統(tǒng)中使用的集成冷凝滿液式蒸發(fā)器裝置，它由圓筒1、進(jìn)氣管2、冷凝管束3、冷凝側(cè)支承板4、制冷劑液態(tài)出口 5、冷凝側(cè)管板6、冷凝側(cè)載冷劑進(jìn)出口 7、雙層分隔板8、進(jìn)液 管9、分液器10、蒸發(fā)管束11、蒸發(fā)側(cè)支承板12、回油低接口 13、回油高接口 14、吸氣分配器 15、出氣管16、蒸發(fā)側(cè)載冷劑進(jìn)出口 17和蒸發(fā)側(cè)管板18組成，各零部件按附圖1、2給出的 結(jié)構(gòu)安裝起來，其中圓筒1的外徑為Φ 516mm，長度為3000mm，采用鋼板卷制而成；二塊寬 度稍小于圓筒1內(nèi)直徑的垂直雙層分隔板8沿長度方向安裝在橫置的鋼制圓筒1的中間， 雙層分隔板8之間間距為40mm，用數(shù)條筋板焊接固定，雙層分隔板8的四條長側(cè)邊與圓筒1 內(nèi)側(cè)壁焊接并密封固定，使圓筒1內(nèi)形成左右側(cè)二個獨(dú)立的換熱器腔，左側(cè)為冷凝腔、右側(cè) 為蒸發(fā)腔(見附圖1)。陣列式冷凝管束3和蒸發(fā)管束11按正三角形排列分別布置在圓筒 1內(nèi)的二個獨(dú)立的換熱器腔中，其中左側(cè)的冷凝腔與圓筒1上部的外徑為Φ76πιπι進(jìn)氣管2 聯(lián)接相通，冷凝腔的底部設(shè)置外徑為Φ 38mm制冷劑液態(tài)出口 5 ；截面為梯形的分液器10沿 長度方向安裝在圓筒1內(nèi)右側(cè)的下方，并與穿過圓筒1右側(cè)底部的外徑為Φ38πιπι進(jìn)液管9 聯(lián)接相通，形成一個相對封閉的分液腔，該分液腔的長度比圓筒1的長度短300mm，在分液 器10梯形上平面和一側(cè)斜面上均布有多個導(dǎo)向孔，這些導(dǎo)向孔截面之和應(yīng)是進(jìn)液管9通徑 的2. 5倍，使制冷劑沿著圓筒1右側(cè)的長度和寬度方向以恒定的流速均勻地分配在蒸發(fā)管 束11上，截面為梯形的吸氣分配器15安裝在圓筒1內(nèi)右側(cè)的上方，并與穿過圓筒1的上方 的外徑為Φ89πιπι出氣管16聯(lián)接相通，吸氣分配器15的長度與圓筒的長度相同，吸氣分配 器15與蒸發(fā)管束11之間留有適當(dāng)?shù)南嘧儦饣臻g；吸氣分配器15的梯形兩斜面上均勻 分布有多個氣流孔，這些氣流孔的截面之和應(yīng)是出氣管16的通徑6倍，為的是使氣化后的 制冷劑以較低的流速由吸氣分配器15均勻地進(jìn)入出氣管16，回油低接口 13和回油高接口 14設(shè)置在圓筒1內(nèi)右側(cè)的液面浮油層內(nèi)，使圓筒1內(nèi)右側(cè)的液面浮油層無論是高還是低都 能及時(shí)有效回油；冷凝管束3和蒸發(fā)管束11分別與兩端半圓形冷凝側(cè)管板6和蒸發(fā)側(cè)管板 18脹接固定，中間用冷凝側(cè)和蒸發(fā)側(cè)支承板4和12支撐；冷凝側(cè)載冷劑進(jìn)出口 7分別設(shè)置 在圓筒1左側(cè)左、右兩端，蒸發(fā)側(cè)載冷劑進(jìn)出口 17分別設(shè)置在圓筒1右側(cè)左、右兩端。本實(shí)施例的使用方法是高壓過熱的制冷劑和冷凍油氣相混合物由進(jìn)氣管2進(jìn)入 圓筒1左側(cè)的冷凝腔中，氣相制冷劑以恒定的流速均勻地分配在冷凝管束3上，經(jīng)過冷凝側(cè) 載冷劑熱交換及蒸發(fā)腔的過冷作用，使氣相制冷劑和冷凍油混合物直接冷凝成過冷液態(tài)， 并通過冷凝腔底部的制冷劑液態(tài)出口 5進(jìn)入膨脹閥節(jié)流，節(jié)流后的低壓氣液制冷劑混合物 由進(jìn)液管9進(jìn)入圓筒1右側(cè)的分液器10，并以恒定的流速均勻地分配在蒸發(fā)管束11的外表 面上，經(jīng)過蒸發(fā)側(cè)載冷劑熱交換及冷凝腔的過熱作用，使氣液制冷劑進(jìn)入相變氣化空間充 分氣化，氣化后的制冷劑由吸氣分配器15上的氣流孔均勻地流向出氣管16并進(jìn)入壓縮機(jī)， 冷凍油則在沸騰的過程中形成液面浮油層，由回油接口 13和14通過高壓引射進(jìn)入壓縮機(jī)。本實(shí)施例整體結(jié)構(gòu)緊湊，體積減小，節(jié)省了 20%的管路、閥件和原材料。降低10% 壓力降，減少泄漏點(diǎn)，總體提高8-10 %能效。
權(quán)利要求
1.在制冷空調(diào)系統(tǒng)中使用的一種集成冷凝滿液式蒸發(fā)器裝置，其特征在于它由圓筒、 進(jìn)氣管、冷凝管束、冷凝側(cè)支承板、制冷劑液態(tài)出口、冷凝側(cè)管板、冷凝側(cè)載冷劑進(jìn)出口、雙 層分隔板、進(jìn)液管、分液器、蒸發(fā)管束、蒸發(fā)側(cè)支承板、回油低接口、回油高接口、吸氣分配 器、出氣管、蒸發(fā)側(cè)載冷劑進(jìn)出口和蒸發(fā)側(cè)管板組成，其中密二塊寬度稍小于圓筒內(nèi)直徑 的雙層分隔板沿長度方向垂直安裝在橫置的鋼制圓筒的中間，雙層分隔板之間用數(shù)條筋板 焊接固定，雙層分隔板的四條長側(cè)邊與圓筒內(nèi)側(cè)壁焊接并封固定，使圓筒內(nèi)形成左右側(cè)二 個獨(dú)立的換熱器腔，左側(cè)為冷凝腔、右側(cè)為蒸發(fā)腔；陣列式冷凝管束和蒸發(fā)管束按正三角形 排列分別布置在圓筒內(nèi)的二個獨(dú)立的換熱器腔中，其中左側(cè)的冷凝腔與圓筒上部的進(jìn)氣管 聯(lián)接相通，冷凝腔的底部設(shè)置制冷劑液態(tài)出口 ；截面為梯形的分液器沿長度方向安裝在圓 筒內(nèi)右側(cè)的下方，并與穿過圓筒右側(cè)底部的進(jìn)液管聯(lián)接相通，形成一個相對封閉的分液腔， 該分液腔的長度比圓筒的長度短，在分液器梯形上平面和一側(cè)斜面上均布有多個導(dǎo)向孔， 這些導(dǎo)向孔截面之和應(yīng)大于進(jìn)液管通徑，使制冷劑沿著圓筒右側(cè)的長度和寬度方向以恒定 的流速均勻地分配在蒸發(fā)管束上，截面為梯形的吸氣分配器安裝在圓筒內(nèi)右側(cè)的上方，并 與穿過圓筒的上方的出氣管聯(lián)接相通，吸氣分配器的長度與圓筒的長度相同，吸氣分配器 與蒸發(fā)管束之間留有適當(dāng)?shù)南嘧儦饣臻g；吸氣分配器的梯形兩斜面上均勻分布有多個氣 流孔，這些氣流孔的截面之和應(yīng)大于出氣管的通徑，為的是使氣化后的制冷劑以較低的流 速由吸氣分配器均勻地進(jìn)入出氣管，回油低接口和回油高接口設(shè)置在圓筒內(nèi)右側(cè)的液面浮 油層內(nèi)，使圓筒內(nèi)右側(cè)的液面浮油層無論是高還是低都能及時(shí)有效回油；冷凝管束和蒸發(fā) 管束分別與兩端半圓形冷凝側(cè)管板和蒸發(fā)側(cè)管板脹接固定，中間用冷凝側(cè)和蒸發(fā)側(cè)支承板 支撐；冷凝側(cè)載冷劑進(jìn)出口分別設(shè)置在圓筒左側(cè)的同一端或左、右兩端，蒸發(fā)側(cè)載冷劑進(jìn)出 口分別設(shè)置在圓筒右側(cè)的同一端或左、右兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成冷凝滿液式蒸發(fā)器裝置，其特征在于所述的雙層分 隔板之間間距為20mm-60mm，間距之間用數(shù)條筋板焊接固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成冷凝滿液式蒸發(fā)器裝置，其特征在于所述的由分液 器和圓筒右側(cè)組成的相對封閉的分液腔的長度比圓筒的長度短10-20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成冷凝滿液式蒸發(fā)器裝置，其特征在于所述的分液器 上的導(dǎo)向孔，這些導(dǎo)向孔截面之和應(yīng)是進(jìn)液管通徑的2-3倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成冷凝滿液式蒸發(fā)器裝置，其特征在于所述的吸氣分 配器上的多個氣流孔，這些氣流孔的截面之和應(yīng)是出氣管通徑的5-7倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成冷凝滿液式蒸發(fā)器裝置，其特征在于所述的二塊寬 度稍小于圓筒內(nèi)直徑的雙層分隔板沿長度方向或者是水平安裝在橫置的鋼制圓筒的中間， 使圓筒內(nèi)形成上下部二個獨(dú)立的換熱器腔，上部為冷凝腔、下部為蒸發(fā)腔。
7.—種上述集成冷凝滿液式蒸發(fā)器裝置的使用方法，其特征在于高壓過熱的制冷劑和 冷凍油氣相混合物由進(jìn)氣管進(jìn)入圓筒左側(cè)的冷凝腔中，氣相制冷劑以恒定的流速均勻地分 配在冷凝管束上，經(jīng)過冷凝側(cè)載冷劑熱交換及蒸發(fā)腔的過冷作用，使氣相制冷劑和冷凍油 混合物直接冷凝成過冷液態(tài)，并通過冷凝腔底部的制冷劑液態(tài)出口進(jìn)入膨脹閥節(jié)流，節(jié)流 后的低壓氣液制冷劑混合物由進(jìn)液管進(jìn)入圓筒右側(cè)的分液器，并以恒定的流速均勻地分配 在蒸發(fā)管束的外表面上，經(jīng)過蒸發(fā)側(cè)載冷劑熱交換及冷凝腔的過熱作用，使氣液制冷劑進(jìn) 入相變氣化空間充分氣化，氣化后的制冷劑由吸氣分配器上的氣流孔均勻地流向出氣管并進(jìn)入壓縮機(jī)，冷凍油則在沸騰的過程中形成液面浮油層，由回油接口通過高壓引射進(jìn)入壓 縮機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種集成冷凝滿液式蒸發(fā)器裝置及使用方法。目前通用技術(shù)是采用單獨(dú)的冷凝器和滿液式蒸發(fā)器，本發(fā)明的技術(shù)方案是要將冷凝器和滿液式蒸發(fā)器組合在同一圓筒內(nèi)。它由圓筒、進(jìn)氣管、冷凝管束、冷凝側(cè)支承板、制冷劑液態(tài)出口、冷凝側(cè)管板、冷凝側(cè)載冷劑進(jìn)出口、雙層分隔板、進(jìn)液管、分液器、蒸發(fā)管束、蒸發(fā)側(cè)支承板、回油低接口、回油高接口、吸氣分配器、出氣管、蒸發(fā)側(cè)載冷劑進(jìn)出口和蒸發(fā)側(cè)管板組成，本發(fā)明的有益效果是，將單獨(dú)的冷凝器和滿液式蒸發(fā)器兩個換熱器裝置整合在同一個圓筒內(nèi)，是一種結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省了20％的管路、閥件和原材料。降低10％壓力降，減少泄漏點(diǎn)，總體提高8-10％能效，既經(jīng)濟(jì)又節(jié)能。
文檔編號F25B39/00GK102052803SQ20101058649
公開日2011年5月11日 申請日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者馮國明, 鄒順達(dá) 申請人:上海環(huán)球制冷設(shè)備有限公司