一种相变蓄热式降膜蒸发器制造技术

本发明专利技术公开了一种相变蓄热式降膜蒸发器，包括：腔体，包括由上至下依次排列的液料腔室、蒸发腔室和加热腔室；所述液料腔室和所述蒸发腔室由降膜导流板分隔，所述蒸发腔室和所述加热腔室由密封挡板分隔；管组件，包括降膜蒸发管、金属热管和相变储热材料；及设在所述液料腔室顶部的液料分布器，用于均匀布入液料。该蒸发装置利用相变材料的高储热密度特性和相变恒温特性来实现蒸发过程的温度和热流量稳定性，同时利用金属热管来实现蒸发管内的无介质流动传热，从而解决现有降膜式蒸发器存在的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种相变蓄热式降膜蒸发器
本专利技术涉及热储存与热交换领域，具体涉及一种相变蓄热式降膜蒸发器。
技术介绍
降膜式蒸发器是一种利用分布器将料液自上而下分散至加热室换热管表面上形成膜状蒸发的换热器，其基本原理是利用了换热管表面的薄膜蒸发机理。降膜式蒸发器通常由液料分布器、管板、降膜蒸发管束、上腔体、下腔体和蒸发腔室等部分组成，可外接真空泵系统和气液分离系统。相对于传统蒸发器，降膜式蒸发器具有传热效率高、蒸发快且液料充注量少的优点，因此成为近年来暖通空调行业的研究热点。然而，现有降膜式蒸发器通常存在液料分布不均匀，从而导致蒸发管之间出现“干管”和“温度不均衡”的现象，该现象会引起管束之间的热应力差异和蒸发效率的降低。此外，现有降模式蒸发器蒸发过程中没有储热和恒温蒸发的功能，在加热热源不稳定或不连续输入的情况下，其蒸发温度、压力存在不稳定性，这也降低了系统整体蒸发效率。最后，现有降膜式蒸发器的蒸发换热方式为加热介质在蒸发管内循环流动，在长期运行后，也会导致降膜蒸发管内表面结垢的问题。
技术实现思路
基于上述现有降膜式蒸发器存在的问题，本专利技术提出一种具有储热恒温蒸发功能的热管式降膜蒸发装置。该蒸发装置利用相变材料的高储热密度特性和相变恒温特性来实现蒸发过程的温度和热流量稳定性，同时利用金属热管来实现蒸发管内的无介质流动传热，从而解决现有降膜式蒸发器存在的问题。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种相变蓄热式降膜蒸发器，其特征在于，包括：腔体，包括由上至下依次排列的液料腔室、蒸发腔室和加热腔室；所述液料腔室和所述蒸发腔室由降膜导流板分隔，所述蒸发腔室和所述加热腔室由密封挡板分隔；管组件，包括降膜蒸发管、金属热管和相变储热材料；所述金属热管套设于所述降膜蒸发管内，所述相变储热材料填充于所述降膜蒸发管和所述热管之间；所述降膜蒸发管的顶端插入所述液料腔室内，底端固定于所述密封挡板上；所述金属热管的顶端置于所述降膜蒸发管内，底端插入所述加热腔室内；及设在所述液料腔室顶部的液料分布器，用于均匀布入液料。优选地，所述液料分布器上设有液料进口。优选地，所述液料分布器上设有测压监测孔和测温监测孔。优选地，所述蒸发腔室上设有真空接口、蒸汽出口和液料出口。优选地，所述加热腔室上设有加热介质进口和加热介质出口。优选地，所述降膜蒸发管下端通过密封组件固定于所述密封挡板上。优选地，所述降膜导流板上设有若干导流孔，所述降膜蒸发管的顶端通过所述导流孔插入所述液料腔室内。优选地，所述导流孔为倒梯型。优选地，所述密封挡板上设有若干定位孔，所述热管的底端通过所述定位孔插入所述加热腔室内。优选地，所述金属热管为单直热管、翅片型热管、U型热管或环形脉动热管。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：(1)本专利技术利用相变材料在相态变化过程中会吸收或释放大量潜热及该过程恒温的特性，将降膜蒸发管与相变储热材料耦合设计，在加热源不稳定的情况下也能实现稳定的热量输出，保证蒸发过程的温度和压力稳定性，有效解决了现有薄膜式蒸发器存在的“干管”和“温度不均衡”的问题。此外，在加热源中断的情况下，本专利技术将体现其明显的积极效果，即：在加热源中断的情况下，由于本装置具有相变储热的功能，因此仍能继续维持液料的蒸发。(2)本专利技术在降膜导流板上设计了均匀布置的倒梯型液料导流口，该导流口中心位置插入降膜蒸发管，并保持环形等距，该设计可实现全液料或气/液料共混态介质均匀分散，形成一致性薄膜、提高整体蒸发效率。(3)本专利技术提出将金属热管作为降膜蒸发管的传热元件，利用金属热管的介质内循环和超导热特性，实现了加热介质与降膜蒸发管的完全分离。此外，通过在金属热管和降膜蒸发管之间填充相变材料作为热储存和传输介质，进一步的效果是解决了传统加热介质在降膜蒸发管内流动所导致结垢和非等温传热问题。附图说明图1为本专利技术的相变蓄热式降膜蒸发器示意图。图2为本专利技术液料降膜流动示意图。图3为本专利技术的降膜导流板示意图。图中：1-金属热管，2-加热腔室，3-加热介质进口，4-加热介质出口，5-降膜蒸发管，6-相变储热材料，7-蒸发腔室外壳，8-降膜导流板，9-液料出口，10-蒸汽出口，11-液料进口，12-测压孔，13-真空接口，14-液料腔室，15-测温孔，16-密封组件，17-密封挡板，18-液料分布器，19-蒸发腔室，20-液料，21-倒梯型降膜导流口。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1所示，一种相变蓄热式降膜蒸发器主要由金属热管1、加热腔室2、加热介质进口3、加热介质出口4、降膜蒸发管5、相变储热材料6、蒸发腔外壳7、降膜导流板8、液料出口9、蒸汽出口10、液料进口11、测压监测孔12、真空接口13、液料腔室14、测温监测孔15、密封组件16、密封挡板17、液料分布器18和蒸发腔室19组成。所述金属热管1材质不限，可根据相变材料性质而定，金属热管1的形状不限于单直管，可以是带翅片的热管、U型热管或环形脉动热管。所述金属热管1通过密封组件16固定于密封挡板17上，其上端冷凝段内置于降膜蒸发管5内、下端蒸发段置于加热腔室2内；所述降膜蒸发管5顶端插入降膜导流板8的倒梯型导流孔内，下端通过密封组件16固定于密封挡板17上；所述相变储热材料6填充于金属热管1外表面和降膜蒸发管5内表面组成的腔体内，并由密封组件16形成底部密封；所述降膜导流板8通过法兰或焊接的方式固定于液料腔室14和蒸发腔室19之间，其上开设有数个降膜导流口；所述密封挡板17通过法兰或焊接的方式固定于蒸发腔室19和加热腔室2之间，其上开设有数个定位孔，用于固定降膜蒸发管5和金属热管1，密封挡板17、降膜蒸发管5和金属热管1之间通过密封组件16形成封闭；法兰连接非常便于拆卸维护或清洗，同时，降膜蒸发管、金属热管和密封挡板之间通过上下带螺纹的密封组件进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相变蓄热式降膜蒸发器，其特征在于，包括：/n腔体，包括由上至下依次排列的液料腔室、蒸发腔室和加热腔室；所述液料腔室和所述蒸发腔室由降膜导流板分隔，所述蒸发腔室和所述加热腔室由密封挡板分隔；/n管组件，包括降膜蒸发管、金属热管和相变储热材料；所述金属热管套设于所述降膜蒸发管内，所述相变储热材料填充于所述降膜蒸发管和所述热管之间；所述降膜蒸发管的顶端插入所述液料腔室内，底端固定于所述密封挡板上；所述金属热管的顶端置于所述降膜蒸发管内，底端插入所述加热腔室内；及/n设在所述液料腔室顶部的液料分布器，用于均匀布入液料。/n

【技术特征摘要】
1.一种相变蓄热式降膜蒸发器，其特征在于，包括：
腔体，包括由上至下依次排列的液料腔室、蒸发腔室和加热腔室；所述液料腔室和所述蒸发腔室由降膜导流板分隔，所述蒸发腔室和所述加热腔室由密封挡板分隔；
管组件，包括降膜蒸发管、金属热管和相变储热材料；所述金属热管套设于所述降膜蒸发管内，所述相变储热材料填充于所述降膜蒸发管和所述热管之间；所述降膜蒸发管的顶端插入所述液料腔室内，底端固定于所述密封挡板上；所述金属热管的顶端置于所述降膜蒸发管内，底端插入所述加热腔室内；及
设在所述液料腔室顶部的液料分布器，用于均匀布入液料。


2.如权利要求1所述的相变蓄热式降膜蒸发器，其特征在于，所述液料分布器上设有液料进口。


3.如权利要求1所述的相变蓄热式降膜蒸发器，其特征在于，所述液料分布器上设有测压监测孔和测温监测孔。


4.如权利要求1所述的相变蓄热式降膜蒸发器，其特征在于，所述蒸发腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：华维三，章学来，甘伟，禹国军，陆定宇，王为，纪珺，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31