本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種殼管式冷凝器和空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在蒸氣壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)中，通常應(yīng)使壓縮機(jī)的吸氣溫度大于蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度，即使吸氣具有一定的過熱度，使制冷劑節(jié)流前溫度(過冷溫度)低于冷凝器的冷凝溫度，即制冷劑節(jié)流前具有一定的過冷度。如果過熱度或過冷度不夠，將會(huì)給制冷系統(tǒng)帶來較多問題，如壓縮機(jī)吸氣帶液、制冷量降低、膨脹閥誤動(dòng)作等等。

大型空調(diào)機(jī)組中的蒸發(fā)器后通常設(shè)置有氣液分離器，以避免壓縮機(jī)吸氣帶液，在冷凝器后設(shè)置過冷器，以提升制冷量，但會(huì)使機(jī)組成本上升，還會(huì)使機(jī)組的管路非常復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)存在的至少一個(gè)缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用、應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)時(shí)無需再設(shè)置過冷器和氣液分離器的殼管式冷凝器。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是要提供一種應(yīng)用了上述殼管式冷凝器的空調(diào)系統(tǒng)。

一方面，本發(fā)明提供了一種殼管式冷凝器，其包括：

殼體，其上設(shè)置有用于連通壓縮機(jī)排氣口的冷凝進(jìn)氣口，用于連通節(jié)流元件進(jìn)液口的冷凝出液口，用于連通蒸發(fā)器出氣口的回?zé)徇M(jìn)氣口以及用于連通壓縮機(jī)吸氣口的回?zé)岢鰵饪冢?/p>

第一管板和第二管板，分別設(shè)置于殼體的軸向兩端；

第一管箱和第二管箱，分別設(shè)置在第一管板和第二管板的外側(cè)，第一管箱或第二管箱上設(shè)置有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口；

換熱管束，設(shè)置于殼體內(nèi)，兩端分別連通第一管箱和第二管箱，且固定于第一管板和第二管板；

回?zé)峁苁?，設(shè)置于殼體內(nèi)，兩端分別連通回?zé)徇M(jìn)氣口和回?zé)岢鰵饪凇?/p>

可選地，殼體內(nèi)設(shè)置有沿其軸向方向延伸的至少一塊導(dǎo)流板，以將殼體內(nèi)部分隔為相連通的多個(gè)殼程空間。

可選地，至少一塊導(dǎo)流板包括上導(dǎo)流板、過冷板和從過冷板的下壁向下延伸至殼體內(nèi)壁的隔板，多個(gè)殼程空間包括位于上導(dǎo)流板上方的上冷凝區(qū)，位于上導(dǎo)流板與過冷板之間的下冷凝區(qū)，位于過冷板下方且被隔板隔開的第一過冷區(qū)和第二過冷區(qū)，上冷凝區(qū)和下冷凝區(qū)在靠近第二管板處連通，下冷凝區(qū)和第一過冷區(qū)在靠近第一管板處連通，第一過冷區(qū)和第二過冷區(qū)在靠近第一管板處連通；冷凝進(jìn)氣口和冷凝出液口均設(shè)置在殼體的靠近第一管板處，冷凝進(jìn)氣口連通上冷凝區(qū)，冷凝出液口連通第二過冷區(qū)。

可選地，換熱管束包括位于第一過冷區(qū)內(nèi)的第一管束，分別位于下冷凝區(qū)下部和上部的第二管束和第三管束，分別位于上冷凝區(qū)下部和上部的第四管束和第五管束；第一管箱具有相隔離的下腔、中腔和上腔，第一管束和第二管束連通下腔，第三管束和第四管束連通中腔，第五管束連通上腔；冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口分別連通下腔和上腔；第二管箱具有相隔離的上室和下室，第一管束、第二管束和第三管束連通下室，第四管束和第五管束連通上室。

可選地，回?zé)峁苁挥诘诙^冷區(qū)內(nèi)。

可選地，上導(dǎo)流板上開設(shè)有多個(gè)連通上冷凝區(qū)和下冷凝區(qū)的流通孔。

可選地，殼體的內(nèi)壁固定有開設(shè)了多個(gè)通孔的蒸氣分配板，其面對(duì)冷凝進(jìn)氣口設(shè)置，且與殼體內(nèi)壁限定出制冷劑分配腔。

可選地，蒸氣分配板的兩側(cè)連接殼體的內(nèi)壁，且從連接于第一管板的一端先沿殼體的軸向遠(yuǎn)離第一管板延伸，再傾斜向上延伸至殼體的內(nèi)壁，以與殼體的內(nèi)壁共同限定出制冷劑分配腔。

可選地，制冷劑分配腔內(nèi)設(shè)置有開設(shè)了多個(gè)通孔的防沖板，其面對(duì)冷凝進(jìn)氣口設(shè)置，且與殼體內(nèi)壁限定出緩沖腔。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種空調(diào)系統(tǒng)，其包括壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、節(jié)流元件和以上任意一項(xiàng)所述的殼管式冷凝器，冷凝進(jìn)氣口連通壓縮機(jī)的排氣口，冷凝出液口連通節(jié)流元件的進(jìn)液口，回?zé)徇M(jìn)氣口連通蒸發(fā)器的出氣口，回?zé)岢鰵饪谶B通壓縮機(jī)的吸氣口。

本發(fā)明的殼管式冷凝器和空調(diào)系統(tǒng)，回?zé)峁苁脷んw內(nèi)的液態(tài)節(jié)流前的制冷劑對(duì)蒸發(fā)器的排氣進(jìn)行回?zé)?，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了液態(tài)制冷劑的過冷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，制作方便，節(jié)約機(jī)組空間。空調(diào)系統(tǒng)無需再設(shè)置過冷器和氣液分離器。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的殼管式冷凝器中，制冷劑與冷卻水采用逆流換熱形式，加大了換熱溫差，使殼管式冷凝器更加緊湊、高效。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的殼管式冷凝器中，導(dǎo)流板上設(shè)置的流通孔可增加制冷劑在上冷凝區(qū)與下冷凝區(qū)之間的流動(dòng)時(shí)的擾動(dòng)，以增加制冷劑的湍流程度，降低換熱管束各管壁的膜狀凝結(jié)層的厚度，提升換熱效率。

根據(jù)下文結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。

附圖說明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中：

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的殼管式冷凝器的示意性立體剖視圖；

圖2是圖1的殼管式冷凝器的右部結(jié)構(gòu)的局部放大圖；

圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的殼管式冷凝器的平面剖視圖；

圖4是圖3所示殼管式冷凝器的A-A剖視圖；

圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)的制冷循環(huán)示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的殼管式冷凝器的示意性立體剖視圖；圖2是圖1的殼管式冷凝器的右部結(jié)構(gòu)的局部放大圖；圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的殼管式冷凝器的平面剖視圖；圖4是圖3所示殼管式冷凝器的A-A剖視圖。如圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種殼管式冷凝器，其用于蒸氣壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)。殼管式冷凝器10一般性地可包括殼體100，第一管板210和第二管板220，第一管箱310和第二管箱320以及換熱管束。其中，殼體100上設(shè)置有用于連通壓縮機(jī)排氣口的冷凝進(jìn)氣口110，用于連通節(jié)流元件進(jìn)液口的冷凝出液口120。如圖1，殼體100可為軸線沿水平設(shè)置的圓筒形。第一管板210和第二管板220分別設(shè)置于殼體100的軸向兩端，第一管箱310和第二管箱320分別設(shè)置在第一管板210和第二管板220的外側(cè)，以分別與第一管板210和第二管板220限定出冷卻水的容納空間。換熱管束(包括多根換熱管)設(shè)置于殼體100內(nèi)(包括多根換熱管)，兩端分別連通第一管箱310和第二管箱320，且固定于第一管板210和第二管板220(第一管板210和第二管板220上開設(shè)有用于固定換熱管的固定孔)。第一管箱310或第二管箱320上設(shè)置有冷卻水進(jìn)口311和冷卻水出口312。在圖1所示的實(shí)施例中，冷卻水進(jìn)口311和冷卻水出口312設(shè)置在第一管箱310上，冷卻水從冷卻水進(jìn)口311進(jìn)入第一管箱310后，在換熱管束內(nèi)的經(jīng)多個(gè)管程的流動(dòng)，在此期間與殼體100內(nèi)的制冷劑進(jìn)行換熱后，再?gòu)睦鋮s水出口312流出。

為使制冷劑在殼管式冷凝器10內(nèi)得到充分過冷，在本發(fā)明實(shí)施例特別將蒸發(fā)器30排出的氣態(tài)冷媒引入殼管式冷凝器10內(nèi)(制冷循環(huán)圖參考圖5)。具體地，使殼體100上設(shè)置有用于連通蒸發(fā)器30的出氣口的回?zé)徇M(jìn)氣口810以及用于連通壓縮機(jī)20的吸氣口的回?zé)岢鰵饪?20。殼體100內(nèi)部設(shè)置有回?zé)峁苁?60(包括至少一根回?zé)峁??；?zé)峁苁?60設(shè)置于殼體100內(nèi)，兩端分別連通回?zé)徇M(jìn)氣口810和回?zé)岢鰵饪?20。殼體100內(nèi)的制冷劑經(jīng)冷凝過程后，通過回?zé)峁苁?60的外壁，對(duì)回?zé)峁苁?60內(nèi)的，從蒸發(fā)器30流出的氣態(tài)制冷劑(溫度較低)進(jìn)行放熱，使氣態(tài)冷媒過熱后再流向壓縮機(jī)20，避免了壓縮機(jī)吸氣帶液和壓縮機(jī)2吸氣有害過熱的產(chǎn)生。殼體100內(nèi)的制冷劑放熱后，達(dá)到過冷的目的，也提升了制冷系統(tǒng)的制冷量。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，回?zé)峁苁?60應(yīng)靠近冷凝出液口120設(shè)置，以便與之換熱的制冷劑已經(jīng)完成了冷凝過程。

如圖2所示，第一管板210的內(nèi)側(cè)固定有管板830，用于固定回?zé)峁苁?60?；?zé)岢鰵饪?20形成于管板830上。

本發(fā)明實(shí)施例的殼管式冷凝器10優(yōu)選用于采用R134a制冷劑的空調(diào)系統(tǒng)中。經(jīng)理論計(jì)算，采用該制冷劑的空調(diào)系統(tǒng)在以上述方式制冷運(yùn)行時(shí)，相比常規(guī)的制冷循環(huán)，制冷效率會(huì)得到一定程度的提升。

在本發(fā)明一些實(shí)施例中，殼體100內(nèi)設(shè)置有其軸向方向延伸的至少一塊導(dǎo)流板，以將殼體100內(nèi)部分隔為相連通的多個(gè)殼程空間，提升制冷劑與冷卻水之間的換熱效果。

例如圖1至圖4，上述的導(dǎo)流板包括上導(dǎo)流板410、過冷板420和從過冷板420的下壁向下延伸至殼體100內(nèi)壁的隔板430。上導(dǎo)流板410和過冷板420可相互平行且均沿水平方向設(shè)置，隔板430與過冷板420相交設(shè)置(如圖4)。前述的多個(gè)殼程空間包括位于上導(dǎo)流板410上方的上冷凝區(qū)101，位于上導(dǎo)流板410與過冷板420之間的下冷凝區(qū)102，位于過冷板420下方的且被隔板430隔開的第一過冷區(qū)103和第二過冷區(qū)104，上冷凝區(qū)101和下冷凝區(qū)102在靠近第二管板220處連通，下冷凝區(qū)102和第一過冷區(qū)103在靠近第一管板210處連通，第一過冷區(qū)103和第二過冷區(qū)104在靠近第一管板210處連通；冷凝進(jìn)氣口110和冷凝出液口120均設(shè)置在殼體100的靠近第一管板210處，冷凝進(jìn)氣口110連通上冷凝區(qū)101，冷凝出液口120連通第二過冷區(qū)104。

具體地，如圖1所示，可使上導(dǎo)流板410和隔板430的右端連接在第一管板210上，左端與第二管板220間隔設(shè)置。過冷板420的左端連接在第二管板220上，右端與第一管板210間隔設(shè)置。

如圖3，換熱管束可分為多組管束，以使冷凍水經(jīng)多個(gè)管程，從而與殼體100內(nèi)的制冷劑充分換熱。為清晰起見，圖3中已經(jīng)將各個(gè)管束的換熱管隱藏，僅以空心箭頭代替表示，其中箭頭方向表示水流方向。各個(gè)管束的具體布置位置可參考圖4。

具體地，換熱管束包括位于第一過冷區(qū)103內(nèi)的第一管束610，分別位于下冷凝區(qū)102下部和上部的第二管束620和第三管束630，分別位于上冷凝區(qū)101下部和上部的第四管束640和第五管束650。

另外，第一管箱310具有相隔離的下腔301、中腔302和上腔303，第一管束610和第二管束620連通下腔301，第三管束630和第四管束640連通中腔302，第五管束650連通上腔303；冷卻水進(jìn)口311和冷卻水出口312分別連通下腔301和上腔303；第二管箱320具有相隔離的上室305和下室304，第一管束610、第二管束620和第三管束630連通下室304，第四管束640和第五管束650連通上室305?；?zé)峁苁?60位于第二過冷區(qū)104內(nèi)。

如此一來，冷卻水的流通路徑為(在圖3中以空心箭頭示意)：從冷卻水進(jìn)口311流入后，將依次流過第一管箱310的下腔301、第一管束610和第二管束620、第二管箱320的下室304、第三管束630、第一管箱310的中腔302、第四管束640、第二管箱320的上室305、第五管束650、第一管箱310的上腔303、冷卻水出口312。

制冷劑在殼體100內(nèi)的流通路徑為(在圖1、2、3中以實(shí)心箭頭示意)：從冷凝進(jìn)氣口110流入后上冷凝區(qū)101，在上冷凝區(qū)101內(nèi)向左流動(dòng)后，向下進(jìn)入下冷凝區(qū)102，在下冷凝區(qū)102內(nèi)向右流動(dòng)后，向下進(jìn)入第一過冷區(qū)103，在第一過冷區(qū)103向右流動(dòng)后，向下進(jìn)入第二過冷區(qū)104，與回?zé)峁苁?60換熱，借助從蒸發(fā)器30流出的溫度相對(duì)較低的制冷劑進(jìn)一步過冷。

如圖3所示，冷卻水整體流動(dòng)方向是由殼體100下部流向上部，殼體100內(nèi)的制冷劑整體流動(dòng)方向是從殼體100上部流向下部，即形成逆流換熱形式，如可可加大換熱溫差，使殼管式冷凝器10更加緊湊、高效。

在一些實(shí)施例中，如圖1，上導(dǎo)流板410上開設(shè)有多個(gè)連通上冷凝區(qū)101和下冷凝區(qū)102的流通孔412。流通孔412的設(shè)置可增加制冷劑在上冷凝區(qū)101與下冷凝區(qū)102之間的流動(dòng)時(shí)的擾動(dòng)，以增加制冷劑的湍流程度，降低換熱管束各管壁的膜狀凝結(jié)層的厚度，提升換熱效率。

在一些實(shí)施例中，如圖2至圖4，殼體100的內(nèi)壁固定有開設(shè)了多個(gè)通孔的蒸氣分配板710，其面對(duì)冷凝進(jìn)氣口110設(shè)置，且與殼體100內(nèi)壁限定出制冷劑分配腔701。

具體地，蒸氣分配板710的兩側(cè)連接殼體100的內(nèi)壁，且從連接于第一管板210的一端先沿殼體100的軸向遠(yuǎn)離第一管板210延伸，再傾斜向上延伸至殼體100的內(nèi)壁，以與殼體100的內(nèi)壁共同限定出制冷劑分配腔701。制冷劑進(jìn)入冷凝進(jìn)氣口110，經(jīng)制冷劑分配腔701的緩沖和分配，可均勻地流入殼體100內(nèi)。

另外，制冷劑分配腔701內(nèi)可設(shè)置有一個(gè)防沖板720，其上開設(shè)了多個(gè)通孔。防沖板720面對(duì)冷凝進(jìn)氣口110設(shè)置，且與殼體100內(nèi)壁限定出緩沖腔702，可進(jìn)一步對(duì)從冷凝進(jìn)氣口110進(jìn)入的氣態(tài)制冷劑進(jìn)行緩沖。

圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)的制冷循環(huán)示意圖。如圖5所示，本發(fā)明另一方面提供了一種空調(diào)系統(tǒng)，其包括壓縮機(jī)20、蒸發(fā)器30、節(jié)流元件40和以上任一實(shí)施例所述的殼管式冷凝器10，各部件通過管路相連。其中，冷凝進(jìn)氣口110連通壓縮機(jī)20的排氣口，冷凝出液口120連通節(jié)流元件40的進(jìn)液口，回?zé)徇M(jìn)氣口810連通蒸發(fā)器30的出氣口，回?zé)岢鰵饪?20連通壓縮機(jī)20的吸氣口。

由圖5可知，本發(fā)明實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)在制冷運(yùn)行時(shí)，制冷劑經(jīng)蒸發(fā)器30蒸發(fā)后，進(jìn)入殼管式冷凝器10的回?zé)峁苁?60進(jìn)行吸熱，一方面增加自身過熱度，另一方面還增加了殼管式冷凝器100內(nèi)的制冷劑的過冷度。

空調(diào)系統(tǒng)以水為載冷劑，即采用冷卻水對(duì)殼管式冷凝器10的制冷劑進(jìn)行冷卻，使其冷凝。蒸發(fā)器30將冷量傳遞給冷凍水，再經(jīng)冷凍水對(duì)環(huán)境制冷。

至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。