本發(fā)明涉及制冷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于低壓制冷劑的換熱裝置。

背景技術(shù)：

降膜蒸發(fā)器以其傳熱效率更高，制冷劑充注量更少等特點，已經(jīng)在越來越多的制冷空調(diào)機(jī)組上得以應(yīng)用。降膜蒸發(fā)器通常采用圖1所示的結(jié)構(gòu)，其包括蒸發(fā)器回氣管52、進(jìn)液管51、制冷劑分配器50以及蒸發(fā)管束53。氣液兩相制冷劑經(jīng)過進(jìn)液管51進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)，通過制冷劑分配器50后制冷劑液滴落在蒸發(fā)管束53上，經(jīng)過換熱后，蒸發(fā)后制冷劑氣體經(jīng)蒸發(fā)器回氣管52排出進(jìn)入壓縮機(jī)。圖1中的制冷劑分配器50是降膜蒸發(fā)器中的關(guān)鍵部件，為實現(xiàn)制冷劑均勻分配到蒸發(fā)管束上，一般要求制冷劑分配器的內(nèi)外側(cè)必須要有足夠的壓差。比如，在采用中高壓制冷劑(如r134a等)的制冷機(jī)組中，制冷劑分配器的內(nèi)外側(cè)壓差通常需達(dá)到150～300kpa。

隨著空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，低壓制冷劑r1233zd(e)因其環(huán)保、高效等優(yōu)點，已經(jīng)受到制冷空調(diào)行業(yè)越來越多的關(guān)注，表1是一個典型的制冷工況(蒸發(fā)溫度5℃，冷凝溫度36.7℃)下，r1233zd(e)與r134a蒸發(fā)壓力、冷凝壓力的比較，可以看到，r1233zd(e)蒸發(fā)壓力與冷凝壓力之差只有r134a的23.1％。對r1233zd(e)等低壓制冷劑，傳統(tǒng)的降膜蒸發(fā)器中的制冷劑分配器顯然不能滿足要求。

表1典型制冷工況

因此，需要一種能更有效地均勻分配制冷劑到換熱管上，適用于低壓制冷劑環(huán)境的換熱裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于低壓制冷劑的換熱裝置，克服傳統(tǒng)降膜蒸發(fā)器中制冷劑分配器的缺陷，很好的解決了低壓制冷劑的蒸發(fā)器制冷劑分配的問題。

在一方面，本發(fā)明提供了一種適用于低壓制冷劑的換熱裝置，包括第一換熱單元和第二換熱單元，所述第一換熱單元的制冷劑出口和所述第二換熱單元的制冷劑入口通過節(jié)流裝置連通，所述第一換熱單元內(nèi)布置有冷凝管束，所述第二換熱單元的筒體內(nèi)沿筒體軸向方向設(shè)置有制冷劑分配器，所述制冷劑分配器的上部布置有冷凝管束，下部布置有降膜蒸發(fā)管束。

在一個實施方案中，所述的換熱裝置，所述第一換熱單元包括第一換熱單元制冷劑入口管和第一換熱單元制冷劑出口管；所述第二換熱單元上設(shè)置有第二換熱單元制冷劑入口管和第二換熱單元制冷劑出口管。

在一個實施方案中，所述的換熱裝置，所述第一換熱單元的冷凝管束和所述第一換熱單元制冷劑入口管之間設(shè)置有防沖板；所述第二換熱單元的冷凝管束和第二換熱單元制冷劑入口管之間設(shè)置有防沖板。

在一個實施方案中，所述的換熱裝置，所述第二換熱單元的筒體內(nèi)設(shè)置有回氣擋液板，沿筒體軸向方向?qū)⑺鐾搀w分隔成布管腔和回氣腔，所述第二換熱單元制冷劑出口管和所述回氣腔相通，所述第二換熱單元制冷劑入口管與所述布管腔相通。

在一個實施方案中，所述的換熱裝置，所述第一換熱單元還包括設(shè)置在所述第一換熱單元的筒體兩端的管板、前水箱和后水箱，所述前水箱上設(shè)置有進(jìn)水管和冷卻水出水管，所述前水箱內(nèi)部設(shè)置有分程隔板，將所述進(jìn)水管和所述冷卻水出水管分隔開。

在一個實施方案中，所述的換熱裝置，所述第二換熱單元還包含設(shè)置在第二換熱單元筒體兩端的管板、前水箱和后水箱，所述前水箱上設(shè)置有進(jìn)水管、冷凍水進(jìn)水管和冷凍水出水管，所述進(jìn)水管和所述冷凍水出水管之間設(shè)置有防止冷卻水和冷凍水相互混合的前水箱隔板，所述冷凍水進(jìn)水管和所述冷凍水出水管之間設(shè)置有分程隔板，所述后水箱內(nèi)設(shè)置有防止冷卻水和冷凍水相互混合的后水箱隔板。

在一個實施方案中，所述的換熱裝置，所述第二換熱單元的進(jìn)水管和所述第一換熱單元的進(jìn)水管通過管道相連通，所述第二換熱單元的后水箱上還設(shè)置與所述第一換熱單元的后水箱相通的冷卻水回水管。

在另一方面，本發(fā)明提供了使用上述換熱裝置的方法，所述方法包括：

制冷氣體由壓縮機(jī)排氣口排出后，經(jīng)所述第一換熱單元制冷劑入口進(jìn)入到所述第一換熱單元內(nèi)部；

制冷劑經(jīng)過所述第一換熱單元冷凝管束后，冷凝為高壓液體，從所述第一換熱單元制冷劑出口流出進(jìn)入所述連接管道；

高壓液體制冷劑經(jīng)過所述節(jié)流裝置后，變?yōu)橹袎簝上嘀评鋭?/p>

中壓兩相制冷劑通過所述第二換熱單元制冷劑入口進(jìn)入到所述第二換熱單元內(nèi)部；

中壓兩相制冷劑經(jīng)過所述第二換熱單元內(nèi)上部的冷凝管束進(jìn)行冷凝后，變?yōu)橹袎猴柡鸵后w；

中壓飽和液體由冷凝管束均勻的低落到所述制冷劑分配器上，經(jīng)過所述制冷劑分配器再次節(jié)流變?yōu)榈蛪簝上嘀评鋭?/p>

節(jié)流降壓后低壓兩相制冷劑均勻的滴落到所述第二換熱單元下部的降膜管束上進(jìn)行蒸發(fā)后，變?yōu)榈蛪褐评鋭怏w，低壓制冷劑氣體經(jīng)所述第二換熱單元上的回氣管回到壓縮機(jī)吸氣口。

本發(fā)明包括上述任一個或多個實施方案的任意結(jié)合。

發(fā)明提供了一種適用于低壓制冷劑的雙管束換熱裝置，其具有結(jié)構(gòu)簡單，傳熱效率高，制冷劑充注量少等優(yōu)點。

應(yīng)當(dāng)理解，前述大體的描述和后續(xù)詳盡的描述均為示例性說明和解 釋，并不應(yīng)當(dāng)用作對本發(fā)明所要求保護(hù)內(nèi)容的限制。

附圖說明

參考隨附的附圖，發(fā)明更多的目的、功能和優(yōu)點將通過本發(fā)明實施方式的如下描述得以闡明，其中：

圖1示出了傳統(tǒng)降膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出一種換熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了實施例一兩流程水循環(huán)回路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4示出了實施例一換熱裝置的制冷循環(huán)logp-h圖；

圖5示出了實施例二兩流程水循環(huán)回路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6示出了實施例二換熱裝置的制冷循環(huán)logp-h圖。

具體實施方式

通過參考示范性實施例，發(fā)明的目的和功能以及用于實現(xiàn)這些目的和功能的方法將得以闡明。然而，發(fā)明并不受限于以下所公開的示范性實施例；可以通過不同形式來對其加以實現(xiàn)。說明書的實質(zhì)僅僅是幫助相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員綜合理解發(fā)明的具體細(xì)節(jié)。

在下文中，將參考附圖描述發(fā)明的實施例。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表相同或類似的部件，或者相同或類似的步驟。

下面結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明的實施方式。

本發(fā)明提供的一種適用于低壓制冷劑的換熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括第一換熱單元16、節(jié)流裝置6、連接管道17和第二換熱單元18。其中所述的第一換熱單元16包含筒體1，筒體1上設(shè)置有第一換熱單元制冷劑入口2和第一換熱單元制冷劑出口3。筒體1內(nèi)部設(shè)置有防沖板4和冷凝管束5。第二換熱單元18包含筒體7，筒體7上設(shè)置有第二換熱單元制冷劑入口8和第二換熱單元制冷劑出口9。筒體7內(nèi)部設(shè)置有防沖板11，擋液板12和制冷劑分配器14。擋液板12沿筒體7的軸向方向?qū)⑼搀w內(nèi)部分隔成回氣腔15和布管腔19，回氣腔15和布管腔19通過設(shè)置在擋液板12下部的開口20相連通，第二換熱單元制冷劑入口8與布管腔19相通，第二換熱單元制冷劑出口9與回氣腔15相通。制冷劑 分配器14設(shè)置在布管腔19中，并將布管腔沿筒體7的軸向方向分隔成上下兩部分，制冷劑分配器在上部分布置有冷凝管束10；下部分布置有降膜蒸發(fā)管束13。第一換熱單元16和第二換熱單元18之間裝有節(jié)流裝置6，并通過管道17連接。

實施例一：

圖3是實施例一的兩流程水循環(huán)回路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，第一換熱單元16還包含設(shè)置在第一換熱單元筒體1兩端的管板21、前水箱22和后水箱23。前水箱22上設(shè)置有進(jìn)水管24和冷卻水出水管25。前水箱內(nèi)部設(shè)置有分程隔板34，將進(jìn)水管24和冷卻水出水管25分隔開來。

如圖3所示，第二換熱單元18還包含設(shè)置在第二換熱單元筒體7兩端的管板30、前水箱31和后水箱32。前水箱31上設(shè)置有進(jìn)水管26、冷凍水進(jìn)水管27和冷凍水出水管28。進(jìn)水管26和第一換熱單元16的進(jìn)水管24通過管道38相連通，并與冷卻水進(jìn)水管29相通。進(jìn)水管26和冷凍水出水管28之間設(shè)置有隔板35，以防止冷卻水和冷凍水相互混合。冷凍水進(jìn)水管27和冷凍水出水管28之間設(shè)置有分程隔板36。后水箱32內(nèi)設(shè)置有隔板37，作用與隔板35相同。后水箱32上還設(shè)置有冷卻水回水管33，并與第一換熱單元16的后水箱23相通。

工作時，冷卻水由冷卻水進(jìn)水管29經(jīng)管道38分為兩路，第一路冷卻水經(jīng)第一換熱單元進(jìn)水管24，進(jìn)入第一換熱單元冷凝管束5的第一流程換熱管內(nèi)，在管內(nèi)強(qiáng)制流動換熱后進(jìn)入第一換熱單元后水箱23；第二路冷卻水經(jīng)第二換熱單元進(jìn)水管26，進(jìn)入第二換熱單元冷凝管束10，在管內(nèi)強(qiáng)制流動換熱后進(jìn)入第二換熱單元后水箱32中，然后經(jīng)第二換熱單元回水管33進(jìn)入第一換熱單元后水箱23中，與第一路冷卻水在第一換熱單元后水箱23中混合后，進(jìn)入第一換熱單元冷凝管束5的第二流程換熱管內(nèi)，在管內(nèi)強(qiáng)制流動換熱后進(jìn)入第一換熱單元16的前水箱22中，然后由冷卻水出水管34排出。冷凍水由冷凍水進(jìn)水管27進(jìn)入第二換熱單元前水箱31中，然后進(jìn)入降膜蒸發(fā)管束13的第一流程換熱管內(nèi)，在管內(nèi)強(qiáng)制流動換熱后進(jìn)入第二換熱單元后水箱32中，然后進(jìn)入降膜蒸發(fā)管束13的第二流程換熱管內(nèi)，強(qiáng)制流動換熱后進(jìn)入第二換熱單元前水箱31，并經(jīng)冷凍水出水管28排出。

如圖2、圖3和圖4所示，第一換熱單元16為冷凝器，制冷機(jī)組工 作時，高溫高壓氣態(tài)制冷劑由壓縮機(jī)排氣口排出后，經(jīng)第一換熱單元制冷劑入口2進(jìn)入到第一換熱單元筒體1的內(nèi)部，筒體1內(nèi)的防沖板4可以防止氣體對冷凝管束5直接沖擊。制冷劑流經(jīng)冷凝管束5并與管內(nèi)的冷卻水進(jìn)行換熱后，被冷凝為高壓液體，從制冷劑第一換熱單元制冷劑出口3流出，進(jìn)入連接管道17。高壓液體制冷劑經(jīng)過節(jié)流裝置6節(jié)流后，變?yōu)橹袎簝上嘀评鋭?，?jié)流裝置前后制冷劑壓差為dp1＝pc-p1。中壓兩相制冷劑通過第二換熱單元制冷劑入口8進(jìn)入到第二換熱單元筒體7的內(nèi)部，第二換熱單元筒體7內(nèi)的防沖板11可以防止中壓兩相制冷劑對冷凝管束10的沖擊。冷凝管束10和制冷劑入口8之間設(shè)置有一定的空腔，有利于制冷劑氣體均勻擴(kuò)散到冷凝管束10上。中壓兩相制冷劑流經(jīng)冷凝管束10進(jìn)行冷凝后，變?yōu)橹袎猴柡鸵后w，并均勻低落到制冷劑分配器14上。制冷劑流過冷凝管束10的焓差為dh＝h1’-h1，焓差dh即為采用冷凝管束10所增加的系統(tǒng)制冷量。，中壓飽和制冷劑經(jīng)過制冷劑分配器14再次節(jié)流降壓，變?yōu)榈蛪簝上嘀评鋭?，均勻滴落到第二換熱單元18下部的降膜管束13上進(jìn)行蒸發(fā)，變?yōu)榈蜏氐蛪簹鈶B(tài)制冷劑，由開口20進(jìn)入回氣腔15，然后經(jīng)第二換熱單元回氣管9回到壓縮機(jī)吸氣口。擋液板12可以防止制冷劑液體隨氣體吸入到第二換熱單元回氣管9。制冷劑分配器前后的壓差為dp2＝p1-pe。

實施例二：

圖5是施例二的兩流程水循環(huán)回路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，第一換熱單元16還包含設(shè)置在第一換熱單元筒體1軸向兩端的管板21，及前水箱22和后水箱23。前水箱22上設(shè)置有進(jìn)水管24和冷卻水出水管25。前水箱內(nèi)部設(shè)置有分程隔板34，將進(jìn)水管24和冷卻水出水管25分隔開來。

如圖5所示，第二換熱單元18還包含設(shè)置在第二換熱單元筒體7軸向兩端的管板30，及前水箱31和后水箱32。前水箱31上設(shè)置有兩個分進(jìn)水管39和冷凍水出水管28。兩個分進(jìn)水管39通過管道38相連通，并與冷凍水總進(jìn)水管40相通。一個分進(jìn)水管39和冷凍水出水管28之間設(shè)置有隔板35，以防止冷卻水和冷凍水相互混合。另一分進(jìn)水管39和冷凍水出水管28之間設(shè)置有分程隔板36。

工作時，冷凍水由冷凍水進(jìn)水管40經(jīng)管道38，分為兩路，第一路冷 凍水經(jīng)一個第二換熱單元分進(jìn)水管39，進(jìn)入第二換熱單元冷凝管束10的換熱管內(nèi)，在管內(nèi)強(qiáng)制流動換熱后進(jìn)入第二換熱單元后水箱32；第二路冷凍水經(jīng)另一第二換熱單元分進(jìn)水管39，進(jìn)入第二換熱單元降膜管束13的第一流程換熱管內(nèi)，在管內(nèi)強(qiáng)制流動換熱后進(jìn)入第二換熱單元后水箱32中，與第一路冷凍水在第二換熱單元后水箱32中混合后，進(jìn)入第二換熱單元降膜管束13的第二流程換熱管內(nèi)，在管內(nèi)強(qiáng)制流動換熱后進(jìn)入第二換熱單元18的前水箱31中，然后由冷凍水出水管28排出。冷卻水由冷卻水進(jìn)水管24進(jìn)入第一換熱單元前水箱22中，然后進(jìn)入第一換熱單元16的冷凝管束5的第一流程換熱管內(nèi)，在管內(nèi)強(qiáng)制流動換熱后進(jìn)入第一換熱單元后水箱23中，然后進(jìn)入第一換熱單元16的冷凝管束5的第二流程換熱管內(nèi)，強(qiáng)制流動換熱后進(jìn)入第一換熱單元前水箱22，并經(jīng)冷卻水出水管25排出。

如圖2，圖5和圖6所示，第一換熱單元16為冷凝器，制冷機(jī)組工作時，高溫高壓氣態(tài)制冷劑由壓縮機(jī)排氣口排出后，經(jīng)第一換熱單元制冷劑入口2進(jìn)入到第一換熱單元筒體1的內(nèi)部，筒體1內(nèi)的防沖板4可以防止氣體對冷凝管束5直接沖擊。制冷劑流經(jīng)冷凝管束5并與管內(nèi)的冷卻水進(jìn)行換熱后，被冷凝為高壓液體，從制冷劑第一換熱單元制冷劑出口3流出，進(jìn)入連接管道17。高壓液體制冷劑經(jīng)過節(jié)流裝置6節(jié)流后，變?yōu)橹袎簝上嘀评鋭?，?jié)流裝置前后制冷劑壓差為dp1_2＝pc-p1_2。中壓兩相制冷劑通過第二換熱單元制冷劑入口8進(jìn)入到第二換熱單元筒體7的內(nèi)部，第二換熱單元筒體7內(nèi)的防沖板11可以防止中壓兩相制冷劑對冷凝管束10的沖擊。中壓兩相制冷劑流經(jīng)第二換熱單元18上部的冷凝管束10進(jìn)行冷凝后，變?yōu)橹袎猴柡鸵后w，制冷劑流過冷凝管束10的焓差為dh_2＝h1’-h1_2。中壓飽和液體由冷凝管束10均勻的低落到制冷劑分配器14上，經(jīng)過制冷劑分配器再次節(jié)流變?yōu)榈蛪簝上嘀评鋭?，制冷劑分配器前后的壓差為dp2_2＝p1_2-pe。流經(jīng)制冷劑分配器14后的低壓兩相制冷劑均勻的滴落到第一換熱單元下部的降膜管束13上進(jìn)行蒸發(fā)，變?yōu)榈蜏氐蛪簹鈶B(tài)制冷劑，由開口20進(jìn)入回氣腔，然后經(jīng)第二換熱單元回氣管9回到壓縮機(jī)吸氣口。擋液板12可以防止制冷劑液體隨氣體吸入到第二換熱單元回氣管9。

實施例二相比于實施例一水管路相對簡單，第二換熱單元18中的冷 凝管束10內(nèi)流動的是冷凍水，溫度更低，因而節(jié)流裝置前后制冷劑壓差為dp1_2更大，有利于系統(tǒng)調(diào)節(jié)。同時，制冷劑流過冷凝管束10的焓差dh_2更大，從而增加系統(tǒng)制冷量。

結(jié)合這里披露的發(fā)明的說明和實踐，發(fā)明的其他實施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員都是易于想到和理解的。說明和實施例僅被認(rèn)為是示例性的，發(fā)明的真正范圍和主旨均由權(quán)利要求所限定。