本發(fā)明涉及降膜蒸發(fā)器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種管殼式降膜蒸發(fā)器和冷水機(jī)組。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的冷水機(jī)組產(chǎn)品中的降膜式蒸發(fā)器主要有以下幾種形式：

一、全降膜式蒸發(fā)器，如圖1所示，該蒸發(fā)器中的布管區(qū)域包括上流程降膜布管區(qū)14和下流程降膜布管區(qū)15，上流程降膜布管區(qū)14的換熱管和下流程降膜布管區(qū)15的換熱管的外徑相等；例如，上流程降膜布管區(qū)14的換熱管外徑和下流程降膜布管區(qū)15的換熱管外徑均為25.4mm或均為19.05mm或均為其它規(guī)格尺寸。

該全降膜式蒸發(fā)器具有以下缺點(diǎn)：①降膜布管區(qū)最底層換熱管容易干管，換熱面積無法充分利用；②冷水機(jī)組吸氣過熱度不好控制，有帶液風(fēng)險(xiǎn)；③冷水機(jī)組蒸發(fā)器上、下兩流程換熱不均衡，整體綜合換熱系數(shù)較差；④冷水機(jī)組蒸發(fā)器液位及冷媒供液量不好控制，制冷量調(diào)節(jié)性較差；⑤冷水機(jī)組蒸發(fā)器液位及冷媒供液量不好控制，回油引射取液口位置無法精確設(shè)計(jì)和確定位置，回油效果不好；⑥冷水機(jī)組全工況運(yùn)行適應(yīng)性差，各種工況條件下適應(yīng)性不好。

二、混合降膜式蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器中的布管區(qū)域包括上流程布管區(qū)16和下流程滿液布管區(qū)17，上流程布管區(qū)16的換熱管和下流程滿液布管區(qū)17的換熱管的外徑相等；例如，上流程布管區(qū)16的換熱管外徑和下流程滿液布管區(qū)17的換熱管外徑均為25.4mm或均為19.05mm或均為其它規(guī)格尺寸。

該混合降膜式蒸發(fā)器具有以下缺點(diǎn)：①冷水機(jī)組蒸發(fā)器上流程布管區(qū)16最底層換熱管容易干管，換熱面積無法充分利用；②冷水機(jī)組蒸發(fā)器上流程布管區(qū)16換熱效果和制冷劑是否均勻分配關(guān)系很大，同時(shí)也和換熱管的規(guī)格選擇、布管排布方式以及管內(nèi)水速控制也有一定關(guān)系；③冷水機(jī)組蒸發(fā)器下流程滿液布管區(qū)17換熱效果和制冷劑液位控制高度是否合理以及蒸發(fā)供液量控制是否合理關(guān)系很大，同時(shí)也和換熱管的規(guī)格選擇、布管排布方式以及管內(nèi)水速控制也有一定關(guān)系；④冷水機(jī)組蒸發(fā)器上流程布管區(qū)16、下流程滿液布管區(qū)17換熱不均衡，整體綜合換熱系數(shù)較差；⑤冷水機(jī)組蒸發(fā)器液位及冷媒供液量不好控制，制冷量調(diào)節(jié)性較差；⑥制冷機(jī)組蒸發(fā)器液位及冷媒供液量不好控制，回油引射取液口位置無法精確的設(shè)計(jì)和確定位置，回油效果不好；⑦制冷機(jī)組全工況運(yùn)行適應(yīng)性差，各種工況條件下適應(yīng)性不好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種管殼式降膜蒸發(fā)器和冷水機(jī)組。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種管殼式降膜蒸發(fā)器，包括殼體，所述殼體內(nèi)填充有制冷劑，所述殼體內(nèi)部上側(cè)設(shè)置有制冷劑分配器，制冷劑分配器的下方區(qū)域?yàn)閾Q熱管布管區(qū)；所述換熱管布管區(qū)包括第一布管區(qū)和第二布管區(qū)，所述第二布管區(qū)位于所述第一布管區(qū)下方,且第一布管區(qū)和第二布管區(qū)之間留有間隙；所述第一布管區(qū)內(nèi)設(shè)有水平布置的多根第一換熱管，所述第二布管區(qū)內(nèi)設(shè)有水平布置的多根第二換熱管，所述第一換熱管的外徑小于所述第二換熱管的外徑。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過將第一換熱管的外徑設(shè)置成小于第二換熱管的外徑，使得第一換熱管的周向長度更短，布管間隙更小，更有利于周向液膜在換熱管外表面的附著和成型，同時(shí)成膜厚度更加均勻連續(xù)，可以完全充分有效的利用第一布管區(qū)的有效傳熱面積，減少換熱管局部干斑形成的幾率，同時(shí)第一布管區(qū)最底層的換熱管不容易干管，綜合傳熱系數(shù)更大更高；第二布管區(qū)中，第二換熱管的有效換熱面積更大，在有限控制的制冷劑液位淹沒區(qū)，相同數(shù)量的換熱管，可以提供更多有效的換熱面積，同時(shí)布管間隙更大，更有利于蒸發(fā)器產(chǎn)生的制冷劑氣體的逸出，且逸出速度更??；本發(fā)明的第一布管區(qū)和第二布管區(qū)換熱比較均衡，整體綜合換熱系數(shù)較好。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，所述第一換熱管的外徑為9.52mm～25.4mm，所述第二換熱管的外徑為12.7mm～28.6mm。

進(jìn)一步，還包括用于調(diào)節(jié)殼體內(nèi)制冷劑液位的液位控制器，所述液位控制器固定連接在所述殼體的外壁上。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過設(shè)置液位控制器，可有效合理控制制冷劑在蒸發(fā)器殼體內(nèi)的液位和蒸發(fā)供液量，保證第二布管區(qū)上部的第二換熱管不會干管，使得降膜蒸發(fā)器的有效傳熱面積能夠更加有效的充分利用，綜合傳熱系數(shù)就會更大更高，傳熱效果更好；同時(shí)也可對蒸發(fā)器殼體內(nèi)液位和冷媒供液蒸發(fā)量進(jìn)行有效控制，從而依據(jù)冷媒和潤滑油的溶解特性，回油引射取液口位置可以精確的設(shè)計(jì)和確定位置，回油效果好，在提高換熱效率的同時(shí)，也提高了機(jī)組回油性能。

進(jìn)一步，所述殼體與所述第一布管區(qū)相對應(yīng)的位置設(shè)有至少一根進(jìn)液管和至少一根排氣管。

進(jìn)一步，所述制冷劑將所述第二換熱管覆蓋住，所述第一換熱管位于所述制冷劑液面以上。

進(jìn)一步，所述第一布管區(qū)和第二布管區(qū)之間的間隙大于10mm。

進(jìn)一步，所述進(jìn)液管的一端固定連接在所述制冷劑分配器的上側(cè)面上，其另一端從所述殼體內(nèi)伸出；所述排氣管與所述殼體內(nèi)部位于所述制冷劑分配器上側(cè)的區(qū)域相連通。

進(jìn)一步，所述制冷劑分配器的兩端與所述殼體的內(nèi)壁固定連接，所述制冷劑分配器與所述殼體之間連接一擋氣板，所述擋氣板上開設(shè)有出氣孔。

一種制冷機(jī)組，包括如上所述的管殼式降膜蒸發(fā)器。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的制冷機(jī)組的綜合傳熱系數(shù)更大更高，傳熱效果更好。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中全降膜式蒸發(fā)器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中混合降膜式蒸發(fā)器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例混合降膜式蒸發(fā)器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例混合降膜式蒸發(fā)器另一種實(shí)施方式的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：

1、殼體；11、第一布管區(qū)；12、第二布管區(qū)；14、上流程降膜布管區(qū)；15、下流程降膜布管區(qū)；16、上流程布管區(qū)；17、下流程滿液布管區(qū)；2、第一換熱管；3、第二換熱管；4、液位控制器；41、安裝筒；42、控制器；5、進(jìn)液管；6、排氣管；7、制冷劑分配器；71、擋氣板。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

如圖3和圖4所示，本實(shí)施例的一種管殼式降膜蒸發(fā)器，包括殼體1，所述殼體1內(nèi)填充有制冷劑，該蒸發(fā)器殼程走制冷劑，殼程數(shù)為1；管程走水，管程數(shù)為2，管程進(jìn)水側(cè)的水室內(nèi)設(shè)置有管程分程隔板。殼體1內(nèi)部上側(cè)設(shè)置有制冷劑分配器7，制冷劑分配器7下方區(qū)域?yàn)閾Q熱管布管區(qū)，所述換熱管布管區(qū)布置有管內(nèi)走水的換熱管，換熱管布管區(qū)包括位于制冷劑分配器的下方的第一布管區(qū)11和位于第一布管區(qū)域11下方的第二布管區(qū)12，所述第一布管區(qū)11和第二布管區(qū)12之間留有間隙，所述間隙大于10mm；所述第一布管區(qū)11內(nèi)設(shè)有水平布置的多根第一換熱管2，所述第二布管區(qū)12內(nèi)設(shè)有水平布置的多根第二換熱管3，所述第一換熱管2的外徑小于所述第二換熱管3的外徑。本實(shí)施例的所述第一布管區(qū)和第二布管區(qū)之間的間隙實(shí)際為第一布管區(qū)最下端的第一換熱管和第二布管區(qū)最上端的第二換熱管之間的距離。本實(shí)施例通過將第一換熱管的外徑設(shè)置成小于第二換熱管的外徑，使得第一換熱管的周向長度更短，布管間隙更小，更有利于周向液膜在換熱管管外表面的附著和成型，同時(shí)成膜厚度更加均勻連續(xù)，可以完全充分有效的利用第一布管區(qū)的有效傳熱面積，減少換熱管局部干斑形成的幾率，同時(shí)第一布管區(qū)最底層的換熱管不容易干管，綜合傳熱系數(shù)更大更高；第二布管區(qū)中，第二換熱管的有效換熱面積更大，在有限控制的制冷劑液位淹沒區(qū)，相同數(shù)量的換熱管，可以提供更多有效的換熱面積，同時(shí)布管間隙更大，更有利于蒸發(fā)器產(chǎn)生的制冷劑氣體的逸出，且逸出速度更?。槐景l(fā)明的第一布管區(qū)和第二布管區(qū)換熱比較均衡，整體綜合換熱系數(shù)較好。

本實(shí)施例的所述第一換熱管2的外徑為9.52mm～25.4mm，所述第二換熱管3的外徑為12.7mm～28.6mm。例如，第一換熱管2的外徑為19.05mm，第二換熱管3的外徑為25.4mm；或者第一換熱管2的外徑為16mm，所述第二換熱管3的外徑為19.05mm。

本實(shí)施例的管殼式降膜蒸發(fā)器的另一實(shí)施方式，還包括用于調(diào)節(jié)殼體1內(nèi)制冷劑液位的液位控制器4，所述液位控制器4固定連接在所述殼體1的外壁上。液位控制器4包括安裝筒41和控制器42，所述控制器42安裝在所述安裝筒41的上方；所述安裝筒41豎直布置，所述安裝筒41的下端與所述第二布管區(qū)12相連通，所述安裝筒41的上端與所述第一布管區(qū)11相連通。通過設(shè)置液位控制器，可有效合理控制制冷劑在蒸發(fā)器殼體內(nèi)的液位和蒸發(fā)供液量，保證第二布管區(qū)上部的第二換熱管不會干管，使得降膜蒸發(fā)器的有效傳熱面積能夠更加有效的充分利用，綜合傳熱系數(shù)就會更大更高，傳熱效果更好；同時(shí)也可對蒸發(fā)器殼體內(nèi)液位和冷媒供液蒸發(fā)量進(jìn)行有效控制，從而依據(jù)冷媒和潤滑油的溶解特性，回油引射取液口位置可以精確的設(shè)計(jì)和確定位置，回油效果好，在提高換熱效率的同時(shí)，也提高了機(jī)組回油性能。

如圖3和圖4所示，本實(shí)施例的蒸發(fā)器的殼體1呈圓筒狀且水平放置，所述第一換熱管2位于所述殼體1軸線所在水平面以上的區(qū)域，所述第二換熱管3位于所述殼體1軸線所在水平面以下的區(qū)域；或者所述第一換熱管2的一部分也位于所述殼體1軸線所在水平面以下的區(qū)域。第一布管區(qū)11最下部的第一換熱管2和第二布管區(qū)12最上部的第二換熱管3之間留有間隙，可使第二布管區(qū)內(nèi)的制冷劑蒸汽快速排出，進(jìn)而通過排氣管排出。

如圖3和圖4所示，本實(shí)施例的所述殼體1與所述第一布管區(qū)11相對應(yīng)的位置設(shè)有至少一根進(jìn)液管5和至少一根排氣管6。

本實(shí)施例的降膜蒸發(fā)器為混合降膜蒸發(fā)器，所述第二布管區(qū)12填充有制冷劑，所述制冷劑將所述第二換熱管覆蓋住，所述第一換熱管2位于所述制冷劑液面以上，即第二布管區(qū)12為滿液布管區(qū)。

如圖3和圖4所示，本實(shí)施例的所述殼體1內(nèi)部上側(cè)設(shè)有水平布置的制冷劑分配器7，所述第一布管區(qū)11和第二布管區(qū)12均位于所述制冷劑分配器7的下方；所述進(jìn)液管5的一端固定連接在所述制冷劑分配器7的上側(cè)面上，其另一端從所述殼體1內(nèi)伸出；所述排氣管6與所述殼體1內(nèi)位于所述制冷劑分配器7上側(cè)的區(qū)域相連通。

如圖3和圖4所示，本實(shí)施例的所述制冷劑分配器7的兩端與所述殼體1的內(nèi)壁固定連接，所述制冷劑分配器7與所述殼體1之間連接一擋氣板71，所述擋氣板71上開設(shè)有出氣孔。擋氣板的形狀不受限制，可以是矩形、圓形或橢圓形。

本實(shí)施例的管殼式降膜蒸發(fā)器主要用于冷水機(jī)組，殼程走制冷劑，管程走水。本實(shí)施例采用第一換熱管的外徑小于第二換熱管的外徑，使得第一布管區(qū)內(nèi)的布管間隙和第二布管區(qū)的布管間隙不相同，小管徑的換熱管必然使得布管間隙較小，第一布管區(qū)的布管間隙更小，更有利于第一布管區(qū)在換熱過程中，第一換熱管的周向液膜在換熱管管外表面的附著和成型，同時(shí)成膜厚度更加均勻連續(xù)，可以完全充分有效的利用第一布管區(qū)的有效傳熱面積，減少換熱管局部干斑形成的幾率，同時(shí)第一布管區(qū)最底層換熱管不容易干管，綜合傳熱系數(shù)更大更高，提高傳熱系數(shù)和傳熱效果。第二布管區(qū)的第二換熱管相比第一換熱管，單根第二換熱管的有效換熱面積更大，在有限控制的制冷劑液位淹沒區(qū)，相同數(shù)量的第二換熱管，可以提供更多有效的換熱面積，同時(shí)布管間隙更大，更有利于蒸發(fā)器產(chǎn)生的制冷劑氣體的逸出，且逸出速度更小。第一布管區(qū)和第二布管區(qū)的換熱比較均衡，整體綜合換熱系數(shù)較好。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的一種制冷機(jī)組，包括如實(shí)施例1所述的管殼式降膜蒸發(fā)器。本實(shí)施例的制冷機(jī)組，使得節(jié)流后的制冷劑從蒸發(fā)器頂部的進(jìn)液管5進(jìn)入到蒸發(fā)器殼程后，制冷劑吸熱變成制冷劑蒸汽，再通過排氣管6排出蒸發(fā)器進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣口，制冷劑相變過程中和換熱管內(nèi)的水發(fā)生熱交換，使水的溫度降低，從而制取冷水。

在制冷機(jī)組工作過程中，制冷劑在第一布管區(qū)的最佳狀態(tài)時(shí)每根第一換熱管上都有均勻鋪設(shè)的液膜，無論是周向還是軸向都有連續(xù)的液膜存在，且液膜又不至于太厚或者太薄。液膜太厚，其導(dǎo)熱熱阻會增加，另外也會影響氣液界面的制冷劑液體蒸發(fā)，從而降低綜合傳熱系數(shù)；如果液膜太薄，則會加大局部干斑形成的幾率，從而減少有效傳熱面積，惡化傳熱效果。本實(shí)施例通過合理設(shè)計(jì)第一換熱管和第二換熱管的外徑大小，使得第一布管區(qū)的第一換熱管上的液膜鋪設(shè)均勻，同時(shí)也使第二布管區(qū)的制冷劑氣體順利快速逸出，不會滯留在第二布管區(qū)影響換熱管傳熱，且制冷劑的逸出流速不會太大而產(chǎn)生吸氣帶液。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。