热交换器制造技术

技术编号:19395700 阅读:31 留言:0更新日期:2018-11-10 04:37
热交换器(1、201、701、801、901、1001、1101、1201)包括壳体(10、910)、制冷剂分配器(20、220、320、420、520、620)以及传热单元(30、930)。壳体(10、910)具有制冷剂入口(11a)和壳体制冷剂蒸气出口(12a),至少带有液体制冷剂的制冷剂流过制冷剂入口。壳体(10、910)的纵向中心轴线(C)以大致平行于水平面(P)的方式延伸。制冷剂分配器(20、220、320、420、520、620)连接到制冷剂入口(11a)并配置在壳体(10、910)内。制冷剂分配器(20、220、320、420、520、620)具有:至少一个液体制冷剂分配开口(23b、68),其分配液体制冷剂;以及制冷剂蒸气分配出口开口(O),其与壳体制冷剂蒸气出口(12a)纵向地间隔开。传热单元(30、930)配置在制冷剂分配器(20、220、320、420、520、620)下方的壳体(10、910)内部,使得从制冷剂分配器(20、220、320、420、520、620)排出的液体制冷剂供给到传热单元(30、930)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热交换器
本专利技术大致涉及一种适于在蒸气压缩系统中使用的热交换器。更具体而言,本专利技术涉及一种包括制冷剂分配器的热交换器。背景信息蒸气压缩制冷已是大型建筑物等的空气调节最常用的方法。常规的蒸气压缩制冷系统通常设置有蒸发器,该蒸发器是热交换器,其允许制冷剂从液体蒸发为蒸气,同时从流过蒸发器的待冷却液体吸收热量。一种类型的蒸发器包括管束,所述管束具有多个水平延伸的传热管,待冷却液体通过该传热管循环,并且管束容纳在柱状壳体内。在这种类型的蒸发器中,存在若干用于蒸发制冷剂的已知方法。在满液式蒸发器中,壳体充满液体制冷剂,并且传热管浸没在液体制冷剂池中,使得液体制冷剂沸腾和/或蒸发为蒸气。在降膜蒸发器中,液体制冷剂从上方沉积到传热管的外表面上,从而沿着传热管的外表面形成液体制冷剂层或薄膜。来自传热管壁的热量经由对流和/或传导通过液膜传递到蒸气-液体界面,在该界面处,部分液体制冷剂蒸发,因此,热量被从传热管内部流动的水去除。未蒸发的液体制冷剂通过重力从上部位置处的传热管朝向下部位置处的传热管竖直落下。还有一种混合降膜蒸发器,在该蒸发器中,液体制冷剂沉积在管束中的一些传热管的外表面上,而管束中的其它传热管浸没在已被收集在壳体底部的液体制冷剂中。虽然满液式蒸发器具有高传热性能,但由于传热管浸没在液体制冷剂池中,因此,满液式蒸发器需要相当数量的制冷剂。随着最近开发出具有低得多的全球变暖潜值的新型高成本制冷剂(诸如R1234ze或R1234yf),希望减少蒸发器中的制冷剂充注量。降膜蒸发器的主要优点是,可以在确保良好的传热性能的同时降低制冷剂的充注量。因此,降膜蒸发器具有替代大型制冷系统中的满液式蒸发器的巨大潜力。无论蒸发器是何种类型,例如,满液式、降膜或混合型,都设有分配器以将进入蒸发器的制冷剂分配到管束。美国专利公开第2015/0053378号公开了这种分配器的一个示例。分配器设计成将蒸气制冷剂从液体制冷剂分离,并将液体制冷剂分配到管束。特别是在降膜蒸发器的情况下需要这种分布。
技术实现思路
在至少一个降膜蒸发器中,已经发现,希望尽可能多的液体制冷剂从分配器中的气体制冷剂分离,以使仅液体制冷剂被分配到管束。因此,本专利技术的一个目的是提供一种带有分配器的蒸发器,该分配器充分地分离液体制冷剂和气体制冷剂。已进一步发现,若分配器中的气液分离不充分,则制冷剂的液滴会包含在气体制冷剂中。该液滴将不会被分配到管束中,而将与排出蒸气流一起排出蒸发器并返回到压缩机。这种现象称为液体携带。这种液体携带可能降低蒸发器和/或压缩机的性能,并因此降低整个制冷剂循环的性能。因此,本专利技术的另一个目的是提供一种带有分配器的蒸发器,该分配器将液体制冷剂分配到管束并减少制冷剂排出蒸气中的液滴含量(液体携带),从而提高蒸发器和/或压缩机的性能。已经发现,在导管长、蒸气出口位于蒸发器的端部和/或蒸气速度变高的情况下,这种液体携带现象更为普遍。由于主体内的蒸气速度变得不均匀,因此,当蒸气出口侧附近的蒸气速度超过阈值时,分配器中的蒸气速度增大。换言之,在入口配置在分配器的一端处的情况下,蒸气出口配置在分配器的另一端处,并且分配器和导管都较长;已经发现,气体或蒸气速度可以从分配器和蒸发器的入口端增大到出口端。因此,本专利技术的又一个目的是提供一种带有分配器的蒸发器,即使在导管长、蒸气出口位于蒸发器的端部和/或蒸气速度变高时,该分配器也能够实现以上任一目的。还发现,由于低压制冷剂可具有更低的蒸气密度,因此,在使用低压制冷剂LPR制冷剂的情况下,这种液体携带现象可能更普遍。因此,本专利技术的又一个目的是提供一种带有分配器的蒸发器,即使在使用LPR制冷剂时,该分配器也能减少液体携带。本专利技术的又一个目的是提供一种带有分配器的蒸发器,该分配器具有相对简单的结构。根据本专利技术第一方面的热交换器适于在蒸气压缩系统中使用。热交换器包括壳体、制冷剂分配器以及传热单元。壳体具有制冷剂入口和壳体制冷剂蒸气出口,至少带有液体制冷剂的制冷剂流过所述制冷剂入口。壳体的纵向中心轴线以大致平行于水平面的方式延伸。制冷剂分配器连接到制冷剂入口并配置在壳体内。制冷剂分配器具有:至少一个液体制冷剂分配开口,所述液体制冷剂分配开口分配液体制冷剂;以及制冷剂蒸气分配出口开口,所述制冷剂蒸气分配出口开口与壳体制冷剂蒸气出口纵向地间隔开。传热单元配置在制冷剂分配器下方的壳体内部,使得从制冷剂分配器排出的液体制冷剂供给到传热单元。从以下结合附图公开优选实施方式的详细描述,本领域技术人员可以更了解本专利技术的上述和其它目的、特征、方面以及优点。附图简述现在,参考构成本原始公开的一部分的附图:图1是包括根据本专利技术第一实施方式的热交换器的蒸气压缩系统的简化整体立体图;图2是表示包括根据本专利技术第一实施方式的热交换器的蒸气压缩系统的制冷回路的框图;图3是根据本专利技术第一实施方式的热交换器的简化立体图;图4是图1-图3所示的热交换器的制冷剂分配器的内部结构的简化分解立体图;图5是图1-图4所示的热交换器的制冷剂分配器的内部结构的局部简化分解立体图;图6是沿着图3中的剖面线6-6截取的图1-图3所示的热交换器的简化纵向剖视图;图7是沿着图3中的剖面线7-7截取的图1-图3所示的热交换器的简化横向剖视图;图8是图4中圈起部分8的进一步放大视图;图9是图7中圈起部分9的进一步放大视图;图10是根据本专利技术第二实施方式的热交换器的制冷剂分配器的内部结构的简化分解立体图;图11是图10所示的制冷剂分配器的内部结构的局部简化分解立体图;图12是沿着图3中的例如剖面线6-6截取的根据第二实施方式的图10-图11所示的热交换器和分配器的简化纵向剖视图;图13是沿着图3中的例如剖面线7-7截取的图10-图12所示的热交换器和分配器的简化横向剖视图;图14是图13的部分的进一步放大视图;图15是根据本专利技术第三实施方式的热交换器的制冷剂分配器的内部结构的局部简化分解立体图;图16是根据本专利技术第四实施方式的热交换器的制冷剂分配器的内部结构的局部简化分解立体图;图17是根据本专利技术第五实施方式的热交换器的分配器的局部放大的横向剖视图;图18是根据本专利技术第六实施方式的热交换器的分配器的局部放大的横向剖视图;图19是沿着图3中的例如剖面线6-6截取的根据本专利技术第七实施方式的热交换器和分配器的简化纵向剖视图;图20是沿着图19中的例如剖面线20-20截取的图19所示的热交换器和分配器的简化横向剖视图;图21是沿着图3中的例如剖面线6-6截取的根据本专利技术第八实施方式的热交换器和分配器的简化纵向剖视图;图22是沿着图21中的例如剖面线22-22截取的图21所示的热交换器和分配器的简化横向剖视图;图23是沿着图3中的例如剖面线6-6截取的根据本专利技术第九实施方式的热交换器和分配器的简化纵向剖视图;图24是沿着图3中的例如剖面线6-6截取的根据本专利技术第十实施方式的热交换器和分配器的简化纵向剖视图;图25是沿着图3中的例如剖面线6-6截取的根据本专利技术第十一实施方式的热交换器和分配器的简化纵向剖视图;图26是沿着图3中的例如剖面线6-6截取的根据本专利技术第十二实施方式的热交换器和分配器的简化纵向剖视图;图27是根据本专利技术第十三实施方式的修改的入口通道部分的立体图;图28是根据本本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种热交换器,适于在蒸气压缩系统中使用,所述热交换器包括:壳体,所述壳体具有制冷剂入口和壳体制冷剂蒸气出口,至少带有液体制冷剂的制冷剂流过所述制冷剂入口,所述壳体的纵向中心轴线以大致平行于水平面的方式延伸;制冷剂分配器,所述制冷剂分配器连接到所述制冷剂入口并配置在所述壳体内,所述制冷剂分配器具有至少一个液体制冷剂分配开口和制冷剂蒸气分配出口开口,所述液体制冷剂分配开口分配液体制冷剂,所述制冷剂蒸气分配出口开口与所述壳体制冷剂蒸气出口纵向地间隔开;以及传热单元,所述传热单元配置在所述制冷剂分配器下方的所述壳体内部,使得从所述制冷剂分配器排出的液体制冷剂供给到所述传热单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.07 US 15/062,9391.一种热交换器,适于在蒸气压缩系统中使用,所述热交换器包括:壳体,所述壳体具有制冷剂入口和壳体制冷剂蒸气出口,至少带有液体制冷剂的制冷剂流过所述制冷剂入口,所述壳体的纵向中心轴线以大致平行于水平面的方式延伸;制冷剂分配器,所述制冷剂分配器连接到所述制冷剂入口并配置在所述壳体内,所述制冷剂分配器具有至少一个液体制冷剂分配开口和制冷剂蒸气分配出口开口,所述液体制冷剂分配开口分配液体制冷剂,所述制冷剂蒸气分配出口开口与所述壳体制冷剂蒸气出口纵向地间隔开;以及传热单元,所述传热单元配置在所述制冷剂分配器下方的所述壳体内部,使得从所述制冷剂分配器排出的液体制冷剂供给到所述传热单元。2.如权利要求1所述的热交换器,其特征在于,所述壳体制冷剂蒸气出口与分配器的所述制冷剂蒸气分配出口开口分离,使得排出所述制冷剂蒸气分配出口的制冷剂蒸气在流出所述壳体制冷剂蒸气出口之前流入所述壳体的内部。3.如权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于,所述制冷剂蒸气分配出口开口的纵向长度小于所述制冷剂分配器的总纵向长度的一半。4.如权利要求1至3中任一项所述的热交换器,其特征在于,所述制冷剂蒸气分配出口开口与所述壳体制冷剂蒸气出口之间的纵向间隔为所述制冷剂分配器的总纵向长度的至少25%。5.如权利要求1至4中任一项所述的热交换器,其特征在于,所述制冷剂入口纵向配置在比所述制冷剂分配器的第二纵向端部更靠近所述制冷剂分配器的第一纵向端部处。6.如权利要求1至5中任一项所述的热交换器,其特征在于,所述壳体制冷剂蒸气出口纵向配置在比所述制冷剂分配器的第一纵向端部更靠近所述制冷剂分配器的第二纵向端部处。7.如权利要求1至3和5中任一项所述的热交换器,其特征在于,所述壳体制冷剂蒸气出口与所述制冷剂分配器的第一纵向端部及第二纵向端部大致等距地纵向间隔开。8.如权利要求1至7中任一项所述的热交换器,其特征在于,所述制冷剂蒸气分配出口开口比所述壳体制冷剂蒸气出口更靠近所述蒸气入口。9.如权利要求1至8中任一项所述的热交换器,其特征在于,所述制冷剂分配器包括护罩板,所述护罩板至少部分地覆盖所述制冷剂蒸气分配出口开口。10.如权利要求9所述的热交换器,其特征在于,所述护罩板具有护罩顶板和一对护罩侧板,一对所述护罩侧板从所述护罩顶板向下延伸以形成大致倒U形的构造。11.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:沼田光春M·威尔逊J·马科夫斯基
申请(专利权)人:大金应用美国股份有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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