紧凑的热交换器制造技术

一种满液型热交换器(100)，包括：多个管束(10)，待冷却的第一“热”工作流体在多个管束(10)内侧流动；裙部(1)，其外接至主管束(10)，其接收第二“冷”工作流体，第二“冷”工作流体拍打主管束(10)，以减少第一工作流体的热量，第二工作流体在裙部(1)内侧沿着正交于主管束的管道的延展的竖直纵向方向流动，并且其中裙部(1)沿着第二工作流体的纵向流动方向具有广布的延展尺寸(L)；以及用于递送裙部内侧的第二工作流体的喷嘴(113)，其中提供仅使用第二工作流体通过从侧入口(8)进入来淹没裙部而不存在上述喷嘴的可替换的配置，以及仅使用喷嘴而没有这种侧入口(8)的可替换的配置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热交换器，更具体地，涉及蒸发器。这种蒸发器可以是所谓的“满液”型或所谓的“降膜”(混合的，即还是满液的，和纯的)型。本专利技术的交换器特别适合于在空调工业工厂中使用。
技术介绍
第一种非常普遍用于工业用途类型的热交换器是所谓的“满液”蒸发器。如本领域技术人员众所周知地，这种类型的交换器设置了充当外壳的裙部，在该裙部内侧容置有一个或多个管束，其中第一工作流体(特别地是所谓的“热”流体)流动。然后，在裙部内侧，在自由表面上，供给所谓的“冷”第二工作流体，即制冷流体。后者拍打管束，为的是与第一流体热交换，它减少第一流体的热量并且通过朝向位于顶部上的蒸气抽吸孔口流动而蒸发。第二流体在与第一流体热交换的最后阶段并因此在交换器的裙部的顶部处应产生完全蒸发。然而，通常遇到的缺点是在第二工作流体中残存液体颗粒，其可以损坏交换器以下的部件或不是在其标定工况下确定操作。为了避免或限制所述缺点，使得裙部内侧的制冷剂的自由表面的延伸很宽。这通过赋予裙部极力加宽的(特别是水平细长的)形状而得到。裙部的延伸在水平方向是极广布的，水平方向正交于裙部本身内侧的第二流体的流动方向并且平行于管道(第一“热”工作流体在其内侧流动)的延伸方向。特别地，裙部在水平平面上的截面面积相对于包封由第一工作流体所涉及的管束的竖直截面中的一个是非常广的，两个面积之间的关系高于2.5。仍然为了消除所述缺点，自由表面相对于裙部的顶部保持相当“低”，其中蒸气抽吸孔口位于裙部的顶部。以此方式，从自由表面朝向抽吸孔口的蒸汽的“上升”速度非常低，因此限制了液滴在上升期间的拖拽。然而，交换器的所述加宽的形状通常使得它非常庞大。此外，自由表面的巨大的横向延伸涉及致冷剂流体的巨大的消耗，如所公知地，制冷剂流体具有非常高的成本以及重大的环境影响。此外，仍然为了避免上述缺点，用于过热第二工作流体的辅助单元，或用于过滤所拖拽的液滴的系统，甚至是使得相对于第二工作流体的流动，制冷剂液滴难以向下通过主管束的系统。尽管这些权宜之举涉及整体尺寸增加，当然，涉及成本增加。另一种非常普遍用于工业用途类型的热交换器是所谓的“降膜”蒸发器。如本领域技术人员众所周知地，“降膜”型蒸发器也提供了充当外壳的裙部，在该裙部内侧容置有一个或多个管束，第一工作流体(特别地是所谓的“热”流体)在其中流动。在“纯”型的降膜配置中，第二所谓的“冷”工作流体-也就是制冷流体-仅通过具有喷嘴的分配系统供给到裙部内侧，喷嘴优选地位于上述管束之上。以此方式，通过与主流体交换热量并且通过局部蒸发，一到分配系统的下方，这种第二流体的液相沉积在成排的管的外表面上。剩余的液体部分由于重力“掉落”到成排的下管的上，通过有效地均匀地分配在其上，通过形成液体“膜”并由此通过触发具有高的热交换效率的蒸发过程。在以混合降膜型的蒸发器类型中，通过实际上像“满液”蒸发器类型一样操作，布置在裙部的下部的管束的管道部分完全浸泡在液体制冷剂中，而管束的上部分像刚才描述的纯型的“降膜”蒸发器一样操作。即使在此第二类型的蒸发器中，第二流体在与第一流体热交换的最后阶段，并因此在交换器的裙部的顶部处应产生完全蒸发。然而，即使在这种情况下，在第二工作流体中液体颗粒残存，其可以损坏交换器以下的部件或不是在其标定工况下确定操作。在本文所考虑的蒸发器类型中，这个缺点尤其难以避免，因为从分配系统出来的制冷剂相对于由管道上的制冷剂的蒸发产生的并且指向交换器的抽吸孔口的上升的蒸汽的质量是逆流。这些相对的流的质量流大致相等，并且典型地等于蒸发器所从属的制冷机的标定速率。为了消除这种缺点，在使用中，第一解决方案由位于制冷剂回路上的液体/蒸汽分离器、向下的节流阀、向上的供给蒸发器的分配系统中的制冷剂入口/再循环组成。分离的蒸汽在压缩机的抽吸管线上输送或它不与蒸发器的管束接触，而累积的液体被带去由分配系统的装置供给蒸发器。以此方式，得到流入蒸发器的制冷剂的较小的质量流，因此较少的拖拽问题以及在下排的管束上液体随之更好地均匀分配，因为其通过重力的分配较少受到上升的蒸汽流的干扰。第二种采用的解决方案是使用管束的所谓的“成直线”配置，其中，管道被水平成排并且竖直对准地布置。以此方式，由于重力掉落的过量的液体在其下发现对准的完整的管柱，同时，上升的蒸汽发现等于两个相邻的管柱之间的距离的“优选的路线”的延伸通道。以这种方式，减小了液体拖拽效应以及后者在管道上的分配效应。然而，在较上排的管道(即分配器附近，其中，相对的质量流高)处，液体拖拽问题没有以令人满意的方式解决。另一个采用的解决方案是使用包裹在管束的顶部和侧部上的罩，并防止所产生的蒸汽相对于由于重力掉落在成排的管道上的液体制冷剂逆向流动。特别地，在这种解决方案中，分配器通常位于罩内侧-在管束的顶部上-并且配置为使得所分配的液体和所产生的蒸汽都沿相同的方向上跟随，从顶部至底部，只要蒸汽通过适当的侧开口从罩出来，并且它可以通过适当的朝向抽吸孔口上升的通道行进。在这种配置中，通常留下管束的下部分，以操作为完全浸泡在液体制冷剂中，以便接收在上部管道上没有蒸发的液体并使得上部管道上没有蒸发的液体蒸发。然而，此方案还涉及有关体积的增加。简而言之，目前所考虑的已知的蒸发器在制冷剂侧上要求庞大的体积，由于裙部在水平面上的延展，具有庞大的整体平面尺寸，并且通常它们需要附加部件来解决液体拖拽到蒸发的制冷剂的抽吸孔口的问题。
技术实现思路
于是本专利技术摆出和解决的技术问题是提供允许消除参考现有技术提及的缺点的热交换器。这种问题通过根据权利要求1的热交换器解决。本专利技术的优选特征是从属权利要求的主题。本专利技术的热交换器整体尺寸减小，特别是在制冷剂侧上。此外，其大幅度地降低了将液体拖拽至蒸发的制冷剂的抽吸孔口的问题，而不需要附加部件。特别地，在实施方式中，其中交换器像满液蒸发器一样工作，面向蒸汽抽吸孔口的自由表面非常小，因此，裙部内侧的气体/蒸汽朝向抽吸孔口(出口)的流动速度非常快。以此方式，由于如此高的上升速度，第二工作流体以推挤的方式向上拖拽液体制冷剂，使得后者润湿沿着路径横卧的主管束的管道，然后充当剩余管束的供给器。从这个意义上来说，本专利技术的交换器以相对于已知的交换器相反的方式作用，其中如上所述地，采用特定的权益之举来防止或限制这种拖拽。以此方式，液体制冷剂的消耗急剧减少，制冷功率相等，于是相关的成本和潜在的环境影响减少。甚至在主管束以下插入辅助过热单元或适合于解决制冷剂液滴抽吸问题的其他附加部件也变得不重要。在优选实施方式中，根据“降膜”配置，第二工作流体的喷洒或喷射递送装置设置在裙部内侧。这允许所要求的制冷剂的量进一步降低，功率相等。这种递送装置可以设置为分成两组或多组操作，每组将制冷剂分配在管束的中间水平处。这种组可以全部由相同的制冷剂供给管线供给，或进一步分组成副组，每个副组由特定的制冷剂供给管线单独供给。这种管线的质量流可以基于特定的参数调节，特定的参数诸如例如裙部中的制冷剂液体的自由表面的水平、从蒸发器出来的蒸汽的过热值、压力值或其他。根据实施方式的变型，递送装置可以与形成基本自由表面的制冷剂的特定供给结合地设置，即在“传统”类型的满液交换器的情况下-或没有后者的情况下。在纯的“降膜”方案的情况下，即在非满液交换器中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器(100)，特别地用于空调工厂，包括：‑主管束(10)，在使用中，待冷却的第一“热”工作流体在所述主管束(10)内侧流动；以及‑裙部(1)，所述裙部(1)外接至所述主管束(10)并且适于接收第二“冷”工作流体，在使用中，通过减少所述第一工作流体的热量并且蒸发，所述第二“冷”工作流体拍打所述主管束(10)，其中所述主管束(10)在所述裙部(1)内侧横向延伸，特别地水平地延伸，并且所述第二工作流体如同上升的蒸汽按照所述裙部(1)本身的纵向方向(A)在所述裙部(1)内侧流动，特别地按照竖直方向在所述裙部(1)内侧流动，所述纵向方向正交于所述主管束(10)的管道的延展，整个配置使得A/B>0.4‑0.45，优选地A/B>0.6，C/B<0.3其中：A是所述主管束(10)在正交于所述管束的管道的广布的延伸方向的纵向平面(平面xz)上的包封面积；B是接收所述主管束(10)的所述裙部的内腔在所述管道的延伸横向平面(平面xy)上的整体面积；以及C是包括在面积B中并且不包括所述管束(10)的管道的整体尺寸面积的剩余面积，即用于所述第二工作流体的蒸汽通过的实际自由面积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热交换器(100)，特别地用于空调工厂，包括：-主管束(10)，在使用中，待冷却的第一“热”工作流体在所述主管束(10)内侧流动；以及-裙部(1)，所述裙部(1)外接至所述主管束(10)并且适于接收第二“冷”工作流体，在使用中，通过减少所述第一工作流体的热量并且蒸发，所述第二“冷”工作流体拍打所述主管束(10)，其中所述主管束(10)在所述裙部(1)内侧横向延伸，特别地水平地延伸，并且所述第二工作流体如同上升的蒸汽按照所述裙部(1)本身的纵向方向(A)在所述裙部(1)内侧流动，特别地按照竖直方向在所述裙部(1)内侧流动，所述纵向方向正交于所述主管束(10)的管道的延展，整个配置使得A/B>0.4-0.45，优选地A/B>0.6，C/B<0.3其中：A是所述主管束(10)在正交于所述管束的管道的广布的延伸方向的纵向平面(平面xz)上的包封面积；B是接收所述主管束(10)的所述裙部的内腔在所述管道的延伸横向平面(平面xy)上的整体面积；以及C是包括在面积B中并且不包括所述管束(10)的管道的整体尺寸面积的剩余面积，即用于所述第二工作流体的蒸汽通过的实际自由面积。2.根据权利要求1所述的热交换器(100)，其中所述裙部(1)具有沿着所述纵向方向(A)的广布的延展尺寸(l)。3.根据前述任一项权利要求所述的热交换器(100)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗莱克·帕文泽尼，
申请(专利权)人：波威特斯金属加工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT