用于制冷剂循环系统的复合型满液式热交换器技术方案

一种用于制冷剂循环系统的复合型满液式热交换器，其中制冷剂在管束的外侧流经管束，以便与在管束内流动的传热介质进行热交换，所述管束包括至少两种适于不同热交换类型的管，即至少包括适于制冷剂蒸发的热交换的管以及适于制冷剂冷凝的热交换的管。本发明专利技术的满液式热交换器和传统的热泵采用的干式蒸发器相比，显著地提高了换热效率；和传统的满液式蒸发器相比，提高了作为冷凝器的换热效率。使得该热交换器既可用作满液式蒸发器又可用作冷凝器，从而特别适用于热泵装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及用于制冷剂循环系统的热交换器，尤其涉及一种 用于热泵式制冷刑循环系统的复合型满液式热交换器，本专利技术还涉及一 种使用这种复合型满液式热交换器的热交换过程.
技术介绍
常规的热泵式制冷剂循环系统(例如热泵冷水机组)已经广泛地应 用在各种空调场合中。这种常规的热泵机组通常包括往复式或螺杆式的 压缩机、(在制冷循环中向外界排散热量，在制热循环中从外界吸收热 量的)第一热交换器、膨胀装置、和(在制冷循环中从外界吸收热量， 在制热循环中向外界排散热量的)第二热交换器。该第二热交换器在制冷循环中用作蒸发器以便使得制冷剂蒸发，而 在制热循环中用作冷凝器以便使得制冷剂冷凝。在该第二热交换器中， 制冷剂与例如水或乙二醇溶液的传热介质进行热交换，在制冷循环中制 冷剂在该热交换器中蒸发，以便冷却该传热介质，该传热介质又可用于冷却待进行空气调节的环境；在制热循环中制冷剂在该热交换器中冷 凝，以便加热该传热介质，该传热介质又可用于加热待进行空气调节的 环境，在常规的热泵机组中，该第二热交换器通常构造成干式蒸发器。在 传热管外侧的传热介质与在传热管内的制冷剂进行热交换，液态的制冷 剂吸收来自传热介质的热量并蒸发为气态制冷剂，从而使得传热介质的 温度降低。在这种干式蒸发器中的一部分热交换区域上，蒸发为气态的 制冷剂(而不是液态制冷剂)与传热介质进行热交换，因此这部分热交 换面积不能被有效地利用，甚至总热交换面积的20%不能被有效地利 用.在本领域中已经提出，使用满液式蒸发器作为笫二热交换器.在满 液式蒸发器的整个热交换区域上，传热介质始终与液态的制冷剂进行热 交换，由此增大了蒸发器的效率。然而，这种满液式蒸发器仅仅适用于 制冷剂蒸发类型的热交换，而不适于制冷剂冷凝类型的热交换.如果在 热泵机组中采用这种蒸发器，则在制热循环过程中该蒸发器不适当地且不利地被用作冷凝器，这将明显地降低冷凝效果和整个循环的效率.当 然可以增大该蒸发器的尺寸和热交换面积以获得所希望的冷凝效果，但 是这会增加制造成本和难度。因此在本领域中仍然存在提供一种能够克服或至少减轻现有技术 所涉及的问题和缺点的满液式热交换器的需要.
技术实现思路
因此，本专利技术的一目的在于提供一种适用于热泵式制冷剂循环系统 的改进的满液式热交换器。本专利技术的另一目的在于提供一种适于用作制冷剂蒸发器也适于用 作制冷剂冷凝器的满液式热交换器.本专利技术的再一目的在于提供一种结构简单、便于制造、成本合理的 用于制冷剂循环的多用途的热交换器。在本专利技术的一个优选方面中，提供了一种用于制冷刑循环系统的复 合型满液式热交换器，所述热交换器包括一筒体，其中设置有多个供传热介质流经的管；设置在筒体的每一端处的端板，在端板上设置有多个 通孔以便安装所述管束；设置在端板上的端盖；设置在筒体上的制冷剂 入口端口和出口端口；以及设置在端盖上的传热介质入口端口和出口端口，制冷剂在所述管束的外側流经所述管束，以便与在所述管束内流动 的所述传热介质进行热交换，所述管束包括至少两种适于不同热交换类 型的管，即至少包括适于制冷刑蒸发的热交换的管以及适于制冷剂冷凝 的热交换的管.借助本专利技术的满液式热交换器，显著地提高了热交换效率，使得该 热交换器即可用作满液式蒸发器又可用作冷凝器。和传统的热泵采用的 干式蒸发器相比，提高了换热效率；和传统的满液式蒸发器相比，提高 了作为冷凝器的换热效率。降低了投资成本，还提高了整个系统的可靠 性。附图说明通过参照附图并结合本专利技术的具体实施例的详细描述，可更好地理 解本专利技术其它和另外的目的、特征、和优点，在附图中 图1是采用本专利技术的热交换器的制冷剂循环的示意图；图2是依据本专利技术的热交换器的一实施例的结构示意图； 图3是依据本专利技术的热交换器的另一实施例的截面图； 图4是依据本专利技术的热交换器的再一实施例的截面图； 图5是一种用于本专利技术的热交换器的管的示意困；和 图6是另一种用于本专利技术的热交换器的管的示意图。 在附图中，相同的附图标记表示相同的或等效的部件.具体实施例方式以下参照附困来详细描述本专利技术的热交换器，尽管在本专利技术的优选 实施例中，参照卧式的壳管式热交换器进行描述，但是本领域的普通技 术人员应当理解，本专利技术的热交换器不限于此，本专利技术的热交换原理可 应用于其它的任何适当的热交换器，例如立式的壳管式热交换器、以及 水冷的壳-盘管式热交换器等等。另外，尽管本专利技术参照蒸气压缩式的 热泵型制冷剂循环来进行描述，但是本领域的普通技术人员应当理解， 本专利技术的热交换器还可用于其它的类型的制冷剂循环。图1示出了示例性的热泵型空调系统的制冷剂循环，其总体上由附 图标记101表示，这种蒸发压缩式的制冷剂循环基本上包括用于压缩 制冷剂的压缩机111;在制冷循环中向外界排散热量的笫一热交换器 109;使得高压的液态制冷剂膨胀为低压制冷剂的膨胀装置107;在制 冷循环中吸收热量的第二热交换器105;以及使得该制冷剂循环在制冷 模式(制冷循环)和制热模式(制热循环)之间切换的四通阀140。本领域的普通技术人员应当理解图1中所示的制冷剂循环只是示意 性或说明性的，而非限定性，例如，尽管图1中所示的压缩机是螺杆式 压缩机，但是也可采用往复式或离心式的压缩机.同样，尽管图1中所 示的膨胀装置是电子膨胀阀(EXV)，但是可依据该系统的应用场合和 其它考虑因素，使用其它类型的膨胀阀，例如热力膨胀阀(TXV).如 果需要，还可设置其它的有利的装置以便提高循环效率，例如经济器循 环144。另外，还可设置有其它的辅助部件，例如集液器110、用于回 收润滑油的分离器、以及用于控制该循环的控制单元113和传感器 147、 149,这些不是本专利技术的主要部分。如图1及其中的箭头所示，制冷剂循环101以制冷模式工作。经压 缩机压缩之后的高压且高温的气态制冷剂经由管路139和四通阀140流向第一热交换器109。在该第一热交换器109中，该气态制冷剂冷凝成 液态制冷剂并向外界排散热量.冷凝后的制冷剂依次经由管路143和经 济器144流向膨胀阀107。在膨胀阀107中该高压的液态制冷剂膨胀为 低压的制冷剂，并经由管路145流向第二热交换器105.在该第二热交 换器105中，制冷剂例如氢氟烃(HFC)和/或氢氯氟烃(HCFC)与传热介 质例如水进行热交换，具体地说，液态的制冷刑蒸发成气态制冷剂并吸 收来自传热介质的热量，从而冷却该传热介质.制冷刑包括但不限于 R-22、 R-134a、 R-407c、和R-410a。传热介质流向风机盘管并借助该 风机盘管冷却需进行冷却的空间.该气态制冷剂经由管路133、集液器 110、和管路157返回到压缩机111，以便完成该制冷剂循环.图1所示的四通阀140中的虚线示出了制冷剂制热循环，即，以热 泵或制热模式工作.为了简明，图1中没有示出制冷剂在制热模式中的 流动方向，然而这种制热循环的流动方向也应当是本领域的普通技术人 员已知的。当四通阀140切换成虚线所示的流动路径之后，经压缩的制 冷刑首先流向第二热交换器105，该气态制冷剂冷凝成液态制冷剂并向 流经该第二热交换器105的传热介质排散热量，即加热该传热介质。被 加热的传热介质可用于加热需供热的空间.该液态制冷剂再依次经由膨 胀阀、经济器、笫一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制冷剂循环系统的满液式热交换器，所述热交换器包括一筒体，其中设置有供传热介质流经的管束；设置在所述筒体的每一端处的端板，在所述端板上设置有多个通孔以便安装所述管束；与该筒体一体地形成的或密封地覆盖所述端板的端盖；用于该制冷剂的入口端口和出口端口；以及用于该传热介质的入口端口和出口端口，其特征在于，所述制冷剂在所述管束的外侧流经所述管束，以便与在所述管束内流动的所述传热介质进行热交换，所述管束包括至少两种适于不同热交换类型的管。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：RHL蒋，WZ孙，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]