一种制冷系统用降膜式蒸发器.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102384608 A (43)申请公布日 2012.03.21 CN 102384608 A *CN102384608A* (21)申请号 201110319267.3 (22)申请日 2011.11.11 F25B 39/02(2006.01) (71)申请人 佛山市顺德区高美空调设备有限公 司 地址 528312 广东省佛山市顺德区北滘镇碧 江工业区 (72)发明人 萧家祥 吴锦华 林永耀 (54) 发明名称 一种制冷系统用降膜式蒸发器 (57) 摘要 本发明公布了一种制冷系统用降膜式蒸发 器， 包括蒸发器本体， 其中蒸发器本体由入水分水 器、 出水集水器、 液

2、态制冷剂储存腔、 气态制冷剂 及润滑油储存腔、 换热区域组成， 入水分水器位于 蒸发器本体底部， 出水集水器位于蒸发器本体顶 部， 液态制冷剂储存腔位于入水分水器下方， 气态 制冷剂及润滑油储存腔位于出水集水器上方， 换 热区域位于蒸发器本体中部。液态制冷剂储存腔 的底部和气态制冷剂及润滑油储存腔的顶部均设 有制冷剂均流板。 制冷剂均流板上有开孔， 换热管 从制冷剂均流板的开孔中穿过。 本发明结构简单， 体积小巧， 具有制冷效率高、 制冷剂使用量低的特 点， 特别适合制冷系统使用。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书

3、2 页 附图 3 页 CN 102384626 A1/1 页 2 1. 一种制冷系统用降膜式蒸发器， 包括蒸发器本体， 其中蒸发器本体由入水分水器、 出 水集水器、 液态制冷剂储存腔、 气态制冷剂及润滑油储存腔、 换热区域组成， 其特征在于 ： 所 述的入水分水器位于蒸发器本体底部， 入水分水器上设置有冷冻水入口， 出水集水器位于 蒸发器本体顶部， 出水集水器上设置有冷冻水出口， 液态制冷剂储存腔位于入水分水器下 方， 气态制冷剂及润滑油储存腔位于出水集水器上方， 换热区域位于蒸发器本体中部。 2. 根据权利要求 1 所述的一种制冷系统用降膜式蒸发器， 其特征在于 ： 所述的蒸发器 本体上部设

4、置有液态制冷剂输入管， 液态制冷剂输入管上安装有膨胀阀， 蒸发器本体下部 设置有气态制冷剂输出管。 3. 根据权利要求 1 所述的一种制冷系统用降膜式蒸发器， 其特征在于 ： 所述的液态制 冷剂储存腔的底部和气态制冷剂及润滑油储存腔的顶部均设有制冷剂均流板。 4. 根据权利要求 3 所述的一种制冷系统用降膜式蒸发器， 其特征在于 ： 所述的制冷 剂均流板上有开孔， 换热管从制冷剂均流板的开孔中穿过， 不同的制冷剂状态和制冷量使 换热管的外径增大的系数有所不同， 均流板的开孔大小根据换热管的外径增大的系数而设 计。 5. 根据权利要求 4 所述的一种制冷系统用降膜式蒸发器， 其特征在于 ： 所述

5、的换热管 采用等边正三角形排列， 管与管之间的距离为 1.25 倍的管径。 权 利 要 求 书 CN 102384608 A CN 102384626 A1/2 页 3 一种制冷系统用降膜式蒸发器 技术领域 0001 本发明涉及一种蒸汽压缩式制冷系统中的蒸发器， 具体涉及一种蒸汽压缩式制冷 系统用降膜式蒸发器。 背景技术 0002 目前制一般的冷水机组采用的蒸发器大多是干式蒸发器或板式， 但因需要较大传 热温差， 蒸发温度难以提高 ； 于是后来边出现了能够使传热温差变得更小的满液式蒸发器， 但满液式蒸发器的两个最大缺点就是制冷剂充注量大和回油困难， 回油问题使得普通的制 冷系统需要专门的油路的

6、技术改造才能使用满液式蒸发器， 冷剂充注量大和专门的油路设 计使得满液式蒸发器的成本优势不明显， 于是又演变到使用降膜式蒸发器， 降膜式蒸发器 能有效解决制冷剂充注量大和回油困难的问题， 但现时用于制冷系统的降膜式蒸发器， 由 于带有喷淋制冷剂的系统， 蒸发器内部的换热管束不能布满壳体， 导致蒸发器体积巨大， 且 不能把降膜式蒸发器用在较小制冷量的冷水机组上。 发明内容 0003 为解决现时降膜式蒸发器体积大和不能用在较小制冷量的冷水机组上的问题， 本 发明提供一种能解决上述问题的冷系统用降膜式蒸发器， 具有体积小巧， 制冷剂使用量低 的特点。 0004 本发明的技术方案如下 ： 一种制冷系统

7、用降膜式蒸发器， 包括蒸发器本体， 其中蒸 发器本体由入水分水器、 出水集水器、 液态制冷剂储存腔、 气态制冷剂及润滑油储存腔、 换 热区域组成， 所述的入水分水器位于蒸发器本体底部， 入水分水器上设置有冷冻水入口， 出 水集水器位于蒸发器本体顶部， 出水集水器上设置有冷冻水出口， 液态制冷剂储存腔位于 入水分水器下方， 气态制冷剂及润滑油储存腔位于出水集水器上方， 换热区域位于蒸发器 本体中部。 0005 所述的蒸发器本体上部设置有液态制冷剂输入管， 液态制冷剂输入管上安装有膨 胀阀， 蒸发器本体下部气态制冷剂输出管。 0006 所述的液态制冷剂储存腔的底部和气态制冷剂及润滑油储存腔的顶部均

8、设有制 冷剂均流板。 0007 所述的制冷剂均流板上有开孔， 换热管从制冷剂均流板的开孔中穿过， 不同的制 冷剂状态和制冷量使换热管的外径增大的系数有所不同， 均流板的开孔大小根据换热管的 外径增大的系数而设计。 0008 所述的换热管采用等边正三角形排列， 管与管之间的距离为 1.25 倍的管径。 0009 本发明可实现的有益效果为 ： 1、 能够利用重力， 制冷剂在换热管外壁自上往下流动， 使得制冷剂在换热管上形成均 匀的液膜， 有利于换热管换热面积的充分利用 ； 2、 由于水是在换热管内部自下往上流， 与制冷剂的流向相反， 是完全的逆流换热， 更有 说 明 书 CN 102384608

9、A CN 102384626 A2/2 页 4 效提升换热效率， 减少换热管的用量 ； 3、 制冷剂出气口设在换热器底部， 有利于润滑油返回压缩机， 制冷系统不需要设置专 门的油分离装置 ； 4、 换热管束能够完全布满换热器壳程， 有效减小换热器体积 ； 5、 不需要大量的制冷剂进行喷淋换热管， 所需制冷剂充注量比卧式的降膜式蒸发器更 小。 附图说明 0010 图 1 为本发明的原理图。 0011 图 2 为本发明的结构示意图。 0012 图 3 为本发明的制冷剂均流板示意图。 0013 图中， 1 为蒸发器本体， 2 为入水分水器， 3 为出水集水器， 4 为液态制冷剂储存腔， 5 为气态制

10、冷剂及润滑油储存腔， 6 为换热区域， 7 为冷冻水入口， 8 为冷冻水出口， 9 为制冷 剂均流板， 10 为换热管， 11 为开孔， 12 为液态制冷剂输入管， 13 为膨胀阀， 14 为气态制冷剂 输出管。 具体实施方式 0014 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明 ： 如图 1 所示， 入水分水器 （2） 位于蒸发器本体 （1） 底部， 出水集水器 （3） 位于蒸发器本 体 （1） 顶部， 液态制冷剂储存腔 （4） 位于入水分水器 （2） 下方， 气态制冷剂及润滑油储存腔 （5） 位于出水集水器 （3） 上方， 换热区域位于蒸发器本体 （1） 中部 ； 如图 2 所示， 入

11、水分水器 （2） 上设置有冷冻水入口 （7） ， 出水集水器 （3） 上设置有冷冻 水出口 （8） ， 液态制冷剂储存腔 （4） 的底部和气态制冷剂及润滑油储存腔 （5） 的顶部均设有 制冷剂均流板 （9） ， 蒸发器本体 （1） 上部设置有液态制冷剂输入管 （12） ， 液态制冷剂输入管 （12） 上安装有膨胀阀 （13） ， 蒸发器本体 （1） 下部气态制冷剂输出管 （14） ； 如图 3 所示， 制冷剂均流板 （9） 上有开孔 （11） ， 换热管 （10） 从制冷剂均流板 （9） 的开孔 （11） 中穿过， 换热管 （10） 采用等边正三角形排列， 管与管之间的距离为 1.25 倍的管

12、径。 0015 本发明的具体实施方式如下 ： 液态制冷剂由位于蒸发器本体上部液态制冷剂输入管输入到蒸发器本体当中。 经过膨 胀阀膨胀后的低压的液态制冷剂 （混合了润滑油） 进入液态制冷剂储存腔， 制冷剂和润滑油 的混合物在液态制冷剂储存腔底部透过换热管与制冷剂均流板通孔之间的间隙流出， 并利 用重力作用向下流动， 在换热管上形成制冷剂和润滑油的液膜， 制冷剂液膜在低压环境下 蒸发， 与由冷冻水入口进入换热管内的水进行热交换， 把水温降低 ； 由于水是在换热管内部 自下往上流， 与制冷剂的流向相反， 是完全的逆流换热， 更有效提升换热效率， 减少换热管 的用量。 蒸发后的气态制冷剂和润滑油在气态

13、制冷剂均流板的开孔与换热管之间的缝隙均 匀地吸入气态制冷剂及润滑油储存腔， 气态制冷剂及润滑油储存腔里面的气态制冷机和润 滑油经由气态制冷剂输出管返回压缩机， 因为气态制冷剂输出管设在换热器下部， 有利于 润滑油返回压缩机， 制冷系统不需要设置专门的油分离装置。冷冻水完成换热后由冷冻水 出口排出蒸发体外。 说 明 书 CN 102384608 A CN 102384626 A1/3 页 5 图 1 说 明 书 附 图 CN 102384608 A CN 102384626 A2/3 页 6 图 2 说 明 书 附 图 CN 102384608 A CN 102384626 A3/3 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 102384608 A