一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發(fā)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于高效換熱器節(jié)能利用領(lǐng)域，提供一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發(fā)器。該立式降膜蒸發(fā)器包括蒸發(fā)器上端、蒸發(fā)器主體部分和蒸發(fā)器下端。蒸發(fā)器上端走水路；蒸發(fā)器主體部分包括分層并聯(lián)布置制冷劑進(jìn)液笛形管、新型布液盤等，主體內(nèi)部設(shè)置合適的制冷劑分配器，制冷劑可以均勻地分布到管束表面，充分與管束表面接觸，主體底部設(shè)置制冷劑沉積液回液裝置；蒸發(fā)器下端用于走水路和排走沉降物。本發(fā)明通過并聯(lián)設(shè)置的分液管與布液盤相結(jié)合的方式，令制冷劑液體均勻分布在強(qiáng)化換熱管表面，提高其換熱性能，同時(shí)節(jié)省35％以上的制冷劑充注量，節(jié)約系統(tǒng)運(yùn)行成本。
【專利說明】
一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發(fā)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于高效換熱器節(jié)能利用領(lǐng)域，特別是采用分層布液裝置立式降膜蒸發(fā)器的熱栗循環(huán)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人民生活水平的不斷提高以及對(duì)生活品質(zhì)的要求不斷提升，人們對(duì)所工作和居住建筑的個(gè)性化需求更加多樣化和復(fù)雜化，從而導(dǎo)致建筑能耗占社會(huì)總能耗的比例不斷提高，而熱栗機(jī)組作為提供建筑熱量和冷量的關(guān)鍵設(shè)備，其換熱效率與能效比成為我們不斷研究和開發(fā)的重點(diǎn)，其中作為熱栗機(jī)組的組成部分，蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)形式包含很多種，比如:板式蒸發(fā)器，殼管式蒸發(fā)器等;而殼管式蒸發(fā)器又包括滿液式蒸發(fā)器、降膜式蒸發(fā)器等。制冷劑分液器常用的結(jié)構(gòu)形式有三種:多孔管結(jié)構(gòu)、狹縫結(jié)構(gòu)以及多噴嘴結(jié)構(gòu)。
[0003]降膜式蒸發(fā)器相比滿液式蒸發(fā)器具有以下優(yōu)點(diǎn):I)具有較高的換熱性能；2)蒸發(fā)器體積有所減小;3)節(jié)省了制冷劑的充注量;4)較好的回油性能。
[0004]本發(fā)明針對(duì)降膜式蒸發(fā)器，開發(fā)設(shè)計(jì)了具有新型分液盤的立式降膜蒸發(fā)器。該蒸發(fā)器以其獨(dú)特的換熱機(jī)理提高了機(jī)組的換熱效率，同時(shí)節(jié)省了換熱器體積和制冷劑充注量，降低了投資成本，對(duì)生產(chǎn)廠商和用戶同時(shí)達(dá)到了雙贏的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]降膜式蒸發(fā)的關(guān)鍵是在蒸發(fā)器內(nèi)部設(shè)置合適的制冷劑分液器，本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種新型分液裝置，令制冷劑液體可以均勻地分布到強(qiáng)化換熱管管束表面，充分與強(qiáng)化換熱管表面接觸，提高該蒸發(fā)器的換熱效率。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發(fā)器，包括蒸發(fā)器上端、蒸發(fā)器主體部分、蒸發(fā)器下端。
[0008]所述的蒸發(fā)器上端包括上封頭1、法蘭盤17、進(jìn)水口 12、出水口 13和隔板14。所述的上封頭I下端法蘭盤17與蒸發(fā)器主體部分的管板2采用螺栓連接，上封頭I上端封閉，上封頭I內(nèi)走水路，上封頭I外殼中部的一側(cè)有進(jìn)水口 12，相對(duì)應(yīng)的另一側(cè)有出水口 13，上封頭I內(nèi)部的設(shè)有隔板14，隔板14將上封頭I分為獨(dú)立的兩個(gè)空間，保證兩側(cè)水路互不干擾。
[0009]所述的蒸發(fā)器主體部分包括管板2、分液管3、布液盤4、回液口5、動(dòng)力回液裝置6、制冷劑排氣口 7、殼體8、強(qiáng)化換熱管11。所述的殼體8為圓柱形，焊接在上下兩個(gè)管板2之間；殼體8的一側(cè)上部有一個(gè)制冷劑排氣口 7，用于完成換熱后制冷劑氣體排出蒸發(fā)器;殼體8下部有一個(gè)回液口 5，蒸發(fā)器運(yùn)行一段時(shí)間后，殼內(nèi)底部會(huì)有一部分積液，可通過底部積液回液口 5將積液導(dǎo)出，回液口 5出口處安裝動(dòng)力回液裝置6，將底部制冷劑積液重新引入制冷劑分液管3中，進(jìn)行循環(huán)換熱;殼體8中部從高到低依次并聯(lián)分布制冷劑液體進(jìn)液口，用于插入并聯(lián)分布的制冷劑進(jìn)液裝置中的分液管3，制冷劑進(jìn)液裝置采用笛形管的形式布置在殼徑中心位置，所述的分液管3水平方向兩側(cè)均勻分布孔洞，用于分布制冷劑液體。
[0010]所述的布液盤4外側(cè)有凸起，布液盤4通過外側(cè)凸起與殼體8內(nèi)部通過焊接方式連接，布液盤4與殼體8內(nèi)部的圓環(huán)空間用于排出制冷劑蒸汽;布液盤4位于制冷劑進(jìn)液裝置每個(gè)分液管3下方。所述的布液盤4上均勻分布圓柱孔，所述的圓柱孔的直徑大于強(qiáng)化換熱管11的直徑，強(qiáng)化換熱管11穿過圓柱孔與上、下管板2通過脹接方式連接，所述的制冷劑液體通過分液管3的孔洞均勻分布到下方布液盤4圓柱孔之間形成的凹槽上，凹槽內(nèi)制冷劑積滿后溢出圓柱孔，通過圓柱孔與強(qiáng)化換熱管11之間的圓環(huán)縫隙，流經(jīng)強(qiáng)化換熱管11管壁，與管內(nèi)流體進(jìn)行蒸發(fā)換熱;在布液盤4上圓柱孔之間均勻分布上寬下窄的梯形排氣孔，用于蒸發(fā)換熱后的制冷劑氣體向上排出，梯形排氣孔與圓柱孔交叉均勻分布;所述的梯形排氣孔的高度大于均勻分布圓柱孔的高度，有利于蒸發(fā)換熱后的氣體排出。
[0011]所述的蒸發(fā)器下端包括下封頭9、法蘭盤17、除污口10、下封頭流體為污水時(shí)設(shè)置除污擋板15和除污口閥門16。所述的下封頭9走水路，下封頭9上端法蘭盤17與蒸發(fā)器主體下端管板2通過螺栓固定連接，下封頭9上方中間設(shè)置一個(gè)擋板，下封頭9內(nèi)部下方設(shè)置擋板15，擋板15用于減緩水流動(dòng);除污口閥門16位于下封頭9下方，用于拍走沉降物。當(dāng)蒸發(fā)器應(yīng)用于污水換熱器時(shí)，擋板15用來沉降并回收污垢沉降物，使污水中污垢沉積在下封頭9的底部，待裝置運(yùn)行一段時(shí)間后，啟動(dòng)除污口閥門16，將污垢沉降物排走。
[0012]分層布液立式降膜蒸發(fā)器作為一種新型結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)器，通過并聯(lián)設(shè)置分液管3與布液盤4相結(jié)合方式，令制冷劑液體均勻分布在強(qiáng)化換熱管11表面，提高其換熱性能，同時(shí)節(jié)省35%以上的制冷劑充注量，節(jié)約系統(tǒng)運(yùn)行成本。蒸發(fā)器殼內(nèi)的制冷劑未完全蒸發(fā)的部分沉積在蒸發(fā)器底部，底部液體部分也同時(shí)與換熱管進(jìn)行換熱，局部相當(dāng)于滿液式蒸發(fā)換熱，在殼體側(cè)面底部設(shè)有一回液口 5，通過動(dòng)力回液裝置6引射回制冷劑分液總管，繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)換熱，提高換熱效率。
[0013]本發(fā)明最大的特點(diǎn):將分液管3與布液盤4相結(jié)合，使制冷劑液體可以均勻分布在強(qiáng)化換熱管11表面，充分與強(qiáng)化換熱管11進(jìn)行換熱，在提高換熱效率的同時(shí)大量節(jié)約了制冷劑充注量，具體細(xì)節(jié)主要體現(xiàn)在以下方面:1)將立式蒸發(fā)器從高度上分為若干段，分段多少與分段比例依據(jù)換熱量大小及立式蒸發(fā)器高度變化而確定;2)在每一分段區(qū)域上端同時(shí)并聯(lián)設(shè)置制冷劑分液管3，分液管3采用笛形管的形式，令制冷劑均勻分布到布液盤4上，待布液盤4凹槽內(nèi)積滿制冷劑液體后，通過布液盤4上圓柱孔與強(qiáng)化換熱管11之間的圓環(huán)縫隙，使得制冷劑液體沿著管束表面溢流下來，管束表面制冷劑在到達(dá)下一層區(qū)域前完成蒸發(fā)換熱;3)同時(shí)在布液盤4的分液圓柱孔間均勻布置上寬下窄的梯形排氣口，蒸發(fā)后的制冷劑氣體向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過上寬下窄的梯形排氣口和布液盤與殼體間的圓環(huán)空間排入蒸發(fā)器主體頂部，最終通過排氣口 7排出蒸發(fā)器;4)在蒸發(fā)器主體底部，有部分沒有充分蒸發(fā)的制冷劑液體沉積，這部分液體同時(shí)與強(qiáng)化換熱管11進(jìn)行換熱，在蒸發(fā)器殼體底部設(shè)有一回液口5，通過動(dòng)力回液裝置6將底部制冷劑液體導(dǎo)出，使其重新進(jìn)入并聯(lián)的制冷劑分液管3，充分利用制冷劑進(jìn)行循環(huán)利用。
【附圖說明】
[0014]圖1為一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發(fā)器正視圖。
[0015]圖2為一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發(fā)器正視剖面圖。
[0016]圖3為一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發(fā)器后視圖。
[0017]圖4為一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發(fā)器左視圖。
[0018]圖5為一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發(fā)器左視剖面圖。
[0019]圖6為一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發(fā)器右視圖。
[0020]圖7為截面A1-A1、A2-A2管板剖面圖。
[0021 ] 圖8為截面Bl-Bl、B2-B2、B3-B3分液管層剖面圖。
[0022 ] 圖9為截面Cl -Cl、C2-C2、C3-C3布液管層剖面圖。
[0023]圖10為D-D剖面分液管局部詳解圖。
[0024]圖11為E-E剖面強(qiáng)化換熱管與布液盤上積液凹槽局部詳解圖。
[0025]圖12為F-F剖面布液盤上排氣口的局部詳解圖。
[0026]圖13為G-G剖面布液盤剖面45°方向上布液口和排氣口局部詳解圖。
[0027]圖中:1上封頭;2管板;3分液管;4布液盤;5積液回液口；6動(dòng)力回液裝置;7排氣口；8殼體;9下封頭；10除污口；11換熱管；12進(jìn)水口；13出水口；14上封頭隔板；15除污擋板;16除污口閥門；17法蘭盤。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步說明該發(fā)明:
[0029]參照附圖，一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發(fā)器，主要包括上封頭1、與法蘭盤17連接的管板2、制冷劑并聯(lián)分液管3、布液盤4、蒸發(fā)器主體底部制冷劑積液回液口 5、動(dòng)力回液裝置6、制冷劑排氣口 7、蒸發(fā)器殼體8、下封頭9、除污口 10、強(qiáng)化換熱管11、蒸發(fā)器進(jìn)水口 12、蒸發(fā)器出水口 13、上封頭隔板14、下封頭流體為污水時(shí)設(shè)置除污擋板15以及除污口閥門16。
[0030]上封頭I下端的法蘭盤17與管板2采用螺栓連接，上封頭I內(nèi)走水路，設(shè)置有進(jìn)水口12、出水口 13以及隔板14;強(qiáng)化換熱管11與兩端管板2連接采用脹接方式，如圖7所示;殼體8一側(cè)設(shè)置并聯(lián)制冷劑進(jìn)液口，制冷劑液體通過并聯(lián)的分液管3進(jìn)入立式蒸發(fā)器，分液管3設(shè)計(jì)為笛形管形式，可以均勻分布制冷劑液體，使其均勻分布在布液盤4上，如圖8所示;布液盤4上設(shè)計(jì)圓柱孔與強(qiáng)化換熱管11截面為同心圓，圓柱孔與強(qiáng)化換熱管11間為等距圓環(huán)縫隙，在圓柱孔之間均勻布置上寬下窄的梯形排氣孔，使蒸發(fā)換熱后的制冷劑氣體向上排出，排氣孔高度一定要大于均勻布液的圓柱孔的高度，有利于蒸發(fā)換熱后的氣體排出，同時(shí)，布液盤4外側(cè)與殼體內(nèi)壁間形成的圓環(huán)空間也用來蒸發(fā)換熱后的制冷劑氣體排出，如圖13所示;布液盤4除圓柱孔與排氣孔外都是凹槽設(shè)計(jì)，用于收集分液管3流出的制冷劑液體，待槽內(nèi)制冷劑積滿后溢出圓柱孔，通過圓環(huán)縫隙，流經(jīng)強(qiáng)化換熱管11的管壁，與管內(nèi)流體進(jìn)行蒸發(fā)換熱;待蒸發(fā)器運(yùn)行一段時(shí)間后，蒸發(fā)器殼內(nèi)底部會(huì)有一部分積液，可通過底部積液回液口 5將積液導(dǎo)出，在積液回液口 5出口處設(shè)有動(dòng)力回液裝置6，導(dǎo)出的制冷劑液體重新引入制冷劑分液管3，進(jìn)行循環(huán)換熱;在殼體8的制冷劑進(jìn)液口上端設(shè)置有制冷劑排氣口 7，完成換熱后的制冷劑氣體通過排氣口 7排出蒸發(fā)器;下封頭9上端的法蘭盤17與立式蒸發(fā)器下端管板2采用螺栓連接，當(dāng)管內(nèi)流體為污水時(shí)，下封頭9內(nèi)設(shè)置有擋板15，用于減緩污水流動(dòng)，使污水中污垢沉降下來，沉積在下封頭9的底部，如圖5所示;待系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，通過啟動(dòng)除污口閥門16，將污垢沉降物排走。
[0031]具有新型分液裝置的立式降膜蒸發(fā)器作為一種新型結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)器，通過并聯(lián)設(shè)置分液管3與布液盤4相結(jié)合的方式，令制冷劑液體均勾分布在強(qiáng)化換熱管表面，提高其換熱性能，同時(shí)節(jié)省35%以上的制冷劑充注量，可以節(jié)約系統(tǒng)運(yùn)行成本。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發(fā)器，其特征在于，該立式降膜蒸發(fā)器包括蒸發(fā)器上端、蒸發(fā)器主體部分和蒸發(fā)器下端； 所述的蒸發(fā)器上端包括上封頭(I)、法蘭盤(17)、管板(2)、進(jìn)水口(12)、出水口(13)和隔板(14);所述的上封頭(I)內(nèi)走水路，上封頭(I)通過下端法蘭盤(17)與管板(2)固定連接，上封頭(I)上端封閉，上封頭(I)外殼中部一側(cè)有進(jìn)水口(12)，相對(duì)應(yīng)的另一側(cè)有出水口(13)，上封頭(I)內(nèi)部設(shè)有隔板(14)，將上封頭(I)分為獨(dú)立的兩個(gè)空間； 所述的蒸發(fā)器主體部分包括分液管(3)、布液盤(4)、回液口(5)、動(dòng)力回液裝置(6)、制冷劑排氣口(7)、殼體(8)、強(qiáng)化換熱管(11);所述的圓柱形殼體(8)焊接在上下兩個(gè)管板(2)之間；殼體(8)上部一側(cè)有一個(gè)制冷劑排氣口(7)，用于完成換熱后制冷劑氣體排出蒸發(fā)器；殼體(8)中部從高到低依次并聯(lián)分布制冷劑液體進(jìn)液口，用于插入并聯(lián)分布的制冷劑進(jìn)液裝置中的分液管(3)，制冷劑進(jìn)液裝置布置在殼徑中心位置;所述的分液管(3)水平方向兩側(cè)均勻分布孔洞，用于分布制冷劑液體;殼體(8)下部有一個(gè)回液口( 5 )，回液口( 5)出口處安裝動(dòng)力回液裝置(6)，將底部制冷劑積液重新引入制冷劑分液管(3)中進(jìn)行循環(huán)換熱；所述的布液盤(4)位于制冷劑進(jìn)液裝置每個(gè)分液管(3)下方，布液盤(4)上均勻分布圓柱孔;所述的圓柱孔直徑大于強(qiáng)化換熱管(11)直徑，強(qiáng)化換熱管(11)穿過圓柱孔與上、下管板(2)通過脹接方式連接，所述的制冷劑液體通過分液管(3)的孔洞均勻分布到下方布液盤(4)圓柱孔之間形成的凹槽內(nèi)，凹槽內(nèi)制冷劑積滿后溢出圓柱孔，通過圓柱孔與強(qiáng)化換熱管(11)之間的圓環(huán)縫隙，流經(jīng)強(qiáng)化換熱管(11)管壁，與管內(nèi)流體進(jìn)行蒸發(fā)換熱;布液盤(4)圓柱孔之間均勻分布上寬下窄的梯形排氣孔，用于蒸發(fā)換熱后的制冷劑氣體向上排出，梯形排氣孔與圓柱孔交叉均勻分布;所述的梯形排氣孔的高度大于均勻分布圓柱孔的高度，用于蒸發(fā)換熱后的氣體排出； 所述的蒸發(fā)器下端包括下封頭(9)、法蘭盤(17)、除污口(10)、除污擋板(15)和除污口閥門(16);所述的下封頭(9)走水路，下封頭(9)通過上端法蘭盤(17)與蒸發(fā)器下端管板(2)固定連接，下封頭(9)上方中間設(shè)置一個(gè)擋板，下封頭(9)內(nèi)部下方設(shè)置擋板(15);所述的除污口閥門(16)位于下封頭(9)下方，用于排走沉降物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有新型分液裝置的立式降膜蒸發(fā)器，其特征在于，所述的布液盤(4)外側(cè)有凸起，通過外側(cè)凸起與殼體(8)內(nèi)部焊接連接，布液盤(4)與殼體(8)內(nèi)部的空間用于排出制冷劑蒸汽。
【文檔編號(hào)】F25B39/02GK105890238SQ201610465186
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】張吉禮, 宋嘉林, 馬忠嬌
【申請(qǐng)人】大連理工大學(xué)