热交换器制造技术

用于蒸气压缩系统的热交换器(1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、101、201、201A、201B、201C、301、401、401’、501、501’、601、701、701’)包括：具有大致平行于水平面(P)延伸的纵向中心轴线(C)的壳(10)；分配部分(20、420)；管束(30、30A、30B、30C、30D、30E、30F、230、230A、230B、230C、330、430、530、630、730)；槽部分(40、40’、40”、40”’、40A、40B、40C、40D、40E、40F、140、440、440’、54-、540’、640、740、740’)；以及引导部分(72)。分配部分(20、420)分配制冷剂。管束(30、30A、30B、30C、30D、30E、30F、230、230A、230B、230C、330、430、530、630、730)包括配置于分配部分(20、420)下方的多个传热管(31)使得从分配部分排放的制冷剂供给到管束(30、30A、30B、30C、30D、30E、30F、230、230A、230B、230C、330、430、530、630、730)。传热管(31)大致平行于壳(10)的纵向中心轴线(C)延伸。槽部分(40、40’、40”、40”’、40A、40B、40C、40D、40E、40F、140、440、440’、54-、540’、640、740、740’)在各传热管(31)中的至少一个下方大致平行于壳(10)的纵向中心轴线(C)延伸以在槽部分(40、40’、40”、40”’、40A、40B、40C、40D、40E、40F、140、440、440’、54-、540’、640、740、740’)中积聚制冷剂。引导部分(72)包括在槽部分(40、40’、40”、40”’、40A、40B、40C、40D、40E、40F、140、440、440’、54-、540’、640、740、740’)上端的竖直位置处从管束(30、30A、30B、30C、30D、30E、30F、230、230A、230B、230C、330、430、530、630、730)向上地并且侧向向外地延伸的至少一个外侧部(72a)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体而言涉及一种热交换器，其适用于蒸汽压缩系统中。更具体而言，本专利技术涉及一种热交换器，热交换器包括引导部分，该引导部分布置成将散落的制冷剂往回朝向传热管引导。
技术介绍
蒸汽压缩制冷是最常用于对大型建筑物等进行空气调节的方法。常规蒸汽压缩制冷系统通常设有蒸发器，该蒸发器是允许制冷剂在从流过蒸发器的待冷却液体中吸热的同时由液体蒸发成为蒸汽的热交换器。一种类型的蒸发器包括管束，该管束具有多个水平延伸的传热管，待冷却的液体通过上述传热管发生循环，并且管束容纳在圆柱形壳内侧。存在用于在这种类型的蒸发器中对制冷剂进行蒸发的若干已知方法。在溢流式蒸发器中，壳内填充有液体制冷剂并且传热管浸没于液体制冷剂的池中，以使液体制冷剂发生沸腾和/或蒸发成为蒸汽。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，以使液体制冷剂的层或薄膜沿着传热管的外表面形成。来自传热管的壁的热量经由对流和/或传导穿过液体膜转移到蒸汽-液体界面，在蒸汽-液体界面处，一部分液体制冷剂发生蒸发，进而从在传热管内侧流动的水中移除热量。没有发生蒸发的液体制冷剂在重力的作用下垂直地从位于上方位置的传热管朝位于下方位置的传热管下落。也可以存在混合降膜蒸发器，其中，液体制冷剂沉积到管束中的一些传热管中的外表面上，并且在管束中的其它传热管浸没在被收集于壳底部的液体制冷剂中。尽管溢流式蒸发器表现出高传热性能，溢流式蒸发器需要大量制冷剂，因为传热管浸没在液体制冷剂的池中。近来随着具有更低全球变暖潜力的新颖且高成本的制冷剂(诸如R1234ze或R1234yf)的发展，希望减少在蒸发器中的制冷剂充注量。降膜式蒸发器的主要优点在于能减少制冷剂充注量，同时保持良好的传热性能。因此，降膜蒸发器具有替代大型制冷系统中的溢流式蒸发器的显著潜力。美国专利No.5,839,294公开了一种混合降膜蒸发器，具有以溢流模式操作的部段和以降膜模式操作的部段。更具体而言，在该公开中揭示的蒸发器包括外壳，在管束中的多个水平传热管穿过外壳。分布系统设置成与管束中的传热管的最上层处于叠置关系，由此进入壳内的制冷剂分配到管的顶部。液体制冷剂沿着传热管中每一个的外壁形成膜，在外壁上一部分液体制冷剂蒸发成为蒸汽制冷剂。其余液体制冷剂收集在壳下部。在稳态操作中，在外壳内的液体制冷剂的液位维持在一定水平，以使壳下端附近的水平传热管的至少百分之二十五浸没到液体制冷剂中。因此，在这一公开中，在壳的下部段中的传热管以溢流式传热模式操作，而没有浸没于液体制冷剂中的传热管以降膜传热模式操作，来使蒸发器操作。美国专利No.7,849,710公开了一种降膜蒸发器，其中收集在蒸发器的壳的下部中的液体制冷剂发生再循环。更具体而言，在本公开中揭示的蒸发器包括壳，壳具有管束，管束具有在壳中基本上水平延伸的多个传热管。进入壳的液体制冷剂从分布器被导向至传热管。液体制冷剂沿着传热管中每一个的外壁形成膜，在该外壁上一部分液体制冷剂蒸发成为蒸汽制冷剂。其余液体制冷剂收集在壳下部中。在这一公开中，设置泵或喷射器以抽吸在壳下部中收集的液体制冷剂从而使液体制冷剂从壳下部再循环到分布器。
技术实现思路
如上文所提到的那样，在美国专利No.5,839,294中所揭示的混合降膜式蒸发器仍存在如下问题：由于在壳的底部存在溢流式部段，因此，需要相对大量的制冷剂充注量。另一方面，在美国专利No.7,849,710中所揭示的蒸发器使所收集的液体制冷剂从壳的底部再循环到分布器，当因蒸发器性能上的波动而形成干斑的情况下，需要过量的进行循环的制冷剂来再湿润传热管上的上述干斑。此外，当蒸汽压缩系统中的压缩机利用润滑油(制冷剂油)时，因油比制冷剂更不容易挥发性，而使从压缩机迁移到蒸汽压缩系统的制冷回路内的油倾向于积聚在蒸发器中。因此，利用如在美国专利No.7,849,710中所揭示的制冷剂再循环系统，油会随着液体制冷剂一起在蒸发器内再循环，这会导致在蒸发器中循环的液体制冷剂中的油的浓度高。因而，蒸发器的性能会退化。此外，还发现了即使利用很好工作的降膜蒸发器，制冷剂有时也会从降膜区域内的管散落。鉴于上文的描述，本专利技术的目的在于提供一种热交换器，这种热交换器可以减小制冷剂充注量同时确保热交换器的良好性能。本专利技术的另一目的在于提供一种热交换器，这种热交换器积聚从压缩机迁移到蒸汽压缩系统的制冷回路内的制冷剂油并且将制冷剂油排放到蒸发器外侧。本专利技术的另一目的在于提供一种热交换器，这种热交换器将从降膜区域内的管散落的制冷剂往回朝向制冷剂管引导。根据本专利技术的第一方面的热交换器适用于蒸气压缩系统中。热交换器包括壳、分配部分、管束、槽部分和引导部分。壳具有大致平行于水平面延伸的纵向中心轴线。分配部分配置在壳内侧，并且被构造和布置成分配制冷剂。管束包括多个传热管，多个传热管配置在位于分配部分下方的壳内侧，使得从分配部分排放的制冷剂被供给到管束上，传热管大致平行于壳的纵向中心轴线延伸。槽部分大致平行于壳的纵向中心轴线在各传热管中的至少一个下方延伸，以将制冷剂积聚在槽部分内。引导部分包括至少一个外侧部，至少一个外侧部在槽部分的上端的竖直位置处从管束向上地且侧向向外地延伸。对于本领域技术人员而言，通过下文的详细描述，本专利技术的这些和其它目的特征、方面和优点将会变得显然，下文的详细描述结合附图公开了优选实施例。附图说明现参照附图，其构成本原始公开的一部分：图1是包括根据本专利技术的第一实施例的热交换器的蒸汽压缩系统的简化整体透视图；图2是示出包括根据本专利技术的第一实施例的热交换器的蒸汽压缩系统的制冷回路的框图；图3是根据本专利技术的第一实施例的热交换器的简化透视图；图4是根据本专利技术的第一实施例的热交换器的内部结构的简化透视图；图5是根据本专利技术的第一实施例的热交换器的内部结构的分解图；图6是沿着图3中的截面线6-6’所截取的根据本专利技术的第一实施例的热交换器的简化纵截面图；图7是沿着图3中的截面线7-7’所截取的根据本专利技术的第一实施例的热交换器的简化横截面图；图8是根据本专利技术的第一实施例的配置于图7的区域X中的传热管和槽部分的放大示意截面图，其中在图7中示出了热交换器正使用的状态；图9是根据本专利技术的第一实施例的传热管以及槽部分的各槽部段中的一个的放大截面图；图10是沿着图9中的箭头10方向观察到的根据本专利技术的第一实施例的传热管和槽部段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器，适用于蒸气压缩系统中，所述热交换器包括：壳，所述壳具有大致平行于水平面延伸的纵向中心轴线；分配部分，所述分配部分配置于所述壳内侧，并且被构造和布置成分配制冷剂；以及管束，所述管束包括多个传热管，多个传热管配置在位于所述分配部分下方的所述壳内侧，使得从所述分配部分排放的制冷剂被供给到所述管束上，所述传热管大致平行于所述壳的纵向中心轴线延伸；槽部分，所述槽部分大致平行于所述壳的纵向中心轴线在各所述传热管中的至少一个下方延伸，以将所述制冷剂积聚在所述槽部分中；以及引导部分，所述引导部分包括至少一个外侧部，至少一个外侧部在所述槽部分的上端的竖直位置处从所述管束向上地且侧向向外地延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.11 US 13/939,8131.一种热交换器，适用于蒸气压缩系统中，所述热交换器包括：
壳，所述壳具有大致平行于水平面延伸的纵向中心轴线；
分配部分，所述分配部分配置于所述壳内侧，并且被构造和布置成分
配制冷剂；以及
管束，所述管束包括多个传热管，多个传热管配置在位于所述分配部
分下方的所述壳内侧，使得从所述分配部分排放的制冷剂被供给到所述管
束上，所述传热管大致平行于所述壳的纵向中心轴线延伸；
槽部分，所述槽部分大致平行于所述壳的纵向中心轴线在各所述传热
管中的至少一个下方延伸，以将所述制冷剂积聚在所述槽部分中；以及
引导部分，所述引导部分包括至少一个外侧部，至少一个外侧部在所
述槽部分的上端的竖直位置处从所述管束向上地且侧向向外地延伸。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，
所述引导部分的外侧部包括倾斜部段。
3.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，
所述倾斜部段相对于经过所述纵向中心轴线的水平面倾斜10度至45
度之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器，其特征在于，
当沿着垂直于所述壳的所述纵向中心轴线的水平方向观察时，所述槽
部分与各所述传热管中的至少一个至少部分地重叠。
5.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，
所述槽部分包括一对最外侧端，成对的所述最外侧端配置成比所述管
束的所述传热管更远离经过所述纵向中心轴线的竖直平面，
所述引导部分包括一对外侧部，成对的所述外侧部从所述槽部分的最
外侧端向上地并且侧向向外地延伸。
6.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于，
当沿着所述纵向中心轴线观察时，所述引导部分的所述外侧部与所述

\t槽部分的所述最外侧端在侧向上重叠。
7.根据权利要求5或6所述的热交换器板，其特征在于，
所述引导部分的每个外侧部包括倾斜部段。
8.根据权利要求7所述的热交换器，其特征在于，
各所述倾斜部段中每一个相对于经过所述纵向中心轴线的水平面倾斜
10度至45度之间。
9.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：沼田光春，笠井一成，
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