专利名称：集成冷凝干式蒸发器装置及使用方法
技术领域：
本发明涉及一种在制冷空调系统中的换热容器装置，特别是涉及在制冷空调系统 中的一种集成冷凝干式蒸发器装置及使用方法。
背景技术：
制冷空调系统中的主要部件包括压缩机，油分离器，冷凝器，储液器，膨胀阀，蒸 发器等管路和电控设备。其制冷循环过程是将压缩机排出的高压过热的制冷剂和冷冻油气 相混合物经过油分离器进行气液两相分离后，制冷剂再进入冷凝器内通过常温载冷剂吸热 冷凝成高压过冷液体，经过膨胀阀节流后在蒸发器内再通过常温载冷剂放热气化成低压过 热蒸气被压缩机吸入，如此往复循环实现制冷过程。其中冷凝器和蒸发器对整个制冷空调 的节能降耗起着关键的核心作用。在制冷空调系统中，目前通用技术是采用单独的冷凝器和干式蒸发器，整体结构 松散，制造成本高，不经济，不节能；阀件设置较多，漏点增多，制冷剂泄漏严重，污染环境； 管路系统复杂，压降增大，导致能效降低。
发明内容
节能和环保产品将是市场发展的方向，因此在制冷空调系统中有必要对冷凝器和 干式蒸发器进行重新设计和整合来优化结构以提高能效。提供一种在制冷空调系统中使用 的集成冷凝干式蒸发器装置是本发明的目的所在。本发明的技术方案是是要在同一圆筒 内将高压过热的制冷剂和冷冻油气相混合物，气相制冷剂直接冷凝成过冷液态；要在同一 圆筒内将液态制冷剂完全蒸发成过热气态；同时实现制冷和制热过程。本发明的技术方案 通过如下的技术措施来具体实现的，在制冷空调系统中使用的一种集成冷凝干式蒸发器装 置，其特征在于它由圆筒、进气管、冷凝管束、支承板、制冷剂液态出口、冷凝侧载冷剂进口、 冷凝侧管板、冷凝侧载冷剂出口、双层分隔板、进液管、管箱、蒸发侧管板、蒸发侧载冷剂出 口、蒸发管束、折流板、蒸发侧载冷剂进口、和出气管组成，其中二块宽度稍小于圆筒内直 径的双层分隔板沿长度方向垂直安装在横置的钢制圆筒的中间，双层分隔板之间用数条筋 板焊接固定，双层分隔板之间间距为20mm-60mm，双层分隔板的四条长侧边与圆筒内侧壁焊 接并密封固定，使圆筒内形成左右二个独立的换热器腔，左侧为冷凝腔、右侧为蒸发腔(见 附图1)。阵列式冷凝管束和蒸发管束按正三角形排列分别布置在圆筒内的二个独立的换热 器腔中，其中左侧的冷凝腔与圆筒上部的进气管联接相通，冷凝腔的底部设置制冷剂液态 出口 ；在圆筒右侧将轴向截面为半圆形的两个管箱安装在蒸发腔二端的半圆形蒸发侧管板 上，一端管箱的轴向外端面与进液管联接相通，另一端管箱的轴向外端面与出气管联接相 通；冷凝管束和蒸发管束分别与两端半圆形冷凝侧管板和蒸发管板侧胀接固定，冷凝管束 中间用支承板支撑，沿着蒸发管束的长度方向布置数块非整圆的、并套在蒸发管束外的折 流板，非整圆的折流板的缺圆部分上下交叉或者左右交叉，间隔排列，使蒸发侧载冷剂经过 折流后提高了管外的热膜系数；冷凝侧载冷剂进出口分别设置在圆筒左侧的同一端，或者分别设置在圆筒左侧的左、右两端；蒸发侧载冷剂进出口分别设置在圆筒右上侧的左、右两 端侧面。本发明集成冷凝干式蒸发器装置的使用方法是高压过热的制冷剂和冷冻油气 相混合物由进气管进入圆筒左侧的冷凝腔中，气相制冷剂以恒定的流速均勻地分配在冷凝 管束上，经过冷凝侧载冷剂热交换后，使气相制冷剂和冷冻油混合物直接冷凝成过冷液态， 并通过冷凝腔底部的制冷剂液态出口进入膨胀阀节流，节流后的低压气液制冷剂混合物由 进液管进入圆筒右侧一端管箱内均勻分液，使气液制冷剂混合物均勻的分配到每根蒸发管 束内，并与圆筒右上侧的左、右两端侧面的蒸发侧载冷剂进行热交换，使气液制冷剂沿着蒸 发管束内的长度方向完全蒸发成过热气态，并通过另一端管箱联接相通的出气管进入压缩 机。本发明的装置中所述的二块宽度稍小于圆筒内直径的双层分隔板沿长度方向或 者水平安装在横置的钢制圆筒的中间，双层分隔板之间用数条筋板焊接固定，双层分隔板 之间间距为20mm-60mm，双层分隔板的四条长侧边与圆筒内侧壁焊接并密封固定，使圆筒内 形成上下部二个独立的换热器腔，上部为冷凝腔、下部为蒸发腔。本发明的有益效果是，集成冷凝干式蒸发器装置将单独的冷凝器和干式蒸发器两 个换热器设备装置整合在同一个圆筒内，以一台换热器设备取代原来二台换热器设备，整 体结构紧凑，体积减小，节省了 20%的管路、阀件和原材料。从而可以降低10%压力降，减 少泄漏点，提高8%能效。
图1、本发明集成冷凝干式蒸发器装置实施例的径向剖面结构示意图。图2、本发明集成冷凝干式蒸发器装置实施例的水平轴向剖面结构示意图。
进口、
板、
附图中各图例标记分别表示如下的意义
1—圆筒、 4——支承板、
7冷凝侧管板、 10----进液管、
2进气管、 5—制冷剂液态出口、
8冷凝侧载冷剂出口 H管箱
13蒸发侧载冷剂出口、14蒸发管束， 16蒸发侧载冷剂进口、17出气管，
3冷凝管束、 6冷凝侧载冷剂
9双层分隔板、 12蒸发侧管
15——折流板具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明本实施例是一种应用在热负荷量为530kW、制冷量为470kW，型号是ELNRGZ470H制 冷空调系统中使用的集成冷凝干式蒸发器装置，它由圆筒1、进气管2、冷凝管束3、支承板 4、制冷剂液态出口 5、冷凝侧载冷剂进口 6、冷凝侧管板7、冷凝侧载冷剂出口 8、双层分隔板 9、进液管10、管箱11、蒸发侧管板12、蒸发侧载冷剂出口 13、蒸发管束14、折流板15、蒸发 侧载冷剂进口 16、和出气管17组成，各零部件按附图1、2给出的结构安装起来，其中圆筒1的外径为Φ466πιπι，长度为2400mm，采用钢板卷制而成；二块宽度稍小于圆筒1内直径的双层分隔板9沿长度方向垂直安装在横置的钢制圆筒1的中间，双层分隔板9之间用数条 筋板焊接固定，双层分隔板9之间间距为40mm，双层分隔板9的四条长侧边与圆筒1内侧壁 焊接并密封固定，使圆筒1内形成左右二个独立的换热器腔，左侧为冷凝腔、右侧为蒸发腔 (见附图1)。阵列式冷凝管束3和蒸发管束14按正三角形排列分别布置在圆筒1内的二个 独立的换热器腔中，其中左侧的冷凝腔与圆筒1上部的外径为Φ76πιπι进气管2联接相通， 冷凝腔的底部设置外径为Φ38πιπι制冷剂液态出口 5 ；在圆筒1右侧将轴向截面为半圆形的 两个管箱11安装在蒸发腔二端的半圆形蒸发侧管板12上，一端管箱11的轴向外端面与外 径为Φ38πιπι进液管10联接相通，另一端管箱11的轴向外端面与外径为Φ89πιπι出气管17 联接相通；冷凝管束3和蒸发管束14分别与两端半圆形冷凝侧管板7和蒸发管板12侧胀 接固定，冷凝管束3中间用支承板4支撑，沿着蒸发管束14的长度方向布置数块非整圆的、 并套在蒸发管束14外的折流板15，非整圆的折流板15的缺圆部分上下交叉间隔190mm排 列，使蒸发侧载冷剂经过折流后提高了管外的热膜系数；冷凝侧载冷剂进出口 6、8分别设 置在圆筒1左侧的左、右两端；蒸发侧载冷剂进出口 10、17分别设置在圆筒1右上侧的左、 右两端侧面。本本实施例的使用方法是高压过热的制冷剂和冷冻油气相混合物由进气管2进 入圆筒1左侧的冷凝腔中，气相制冷剂以恒定的流速均勻地分配在冷凝管束3上，经过冷凝 侧载冷剂热交换后，使气相制冷剂和冷冻油混合物直接冷凝成过冷液态，并通过冷凝腔底 部的制冷剂液态出口 5进入膨胀阀节流，节流后的低压气液制冷剂混合物由进液管10进入 圆筒1右侧一端管箱11内均勻分液，使气液制冷剂混合物均勻的分配到每根蒸发管束14 内，并与圆筒右上侧的左、右两端侧面的蒸发侧载冷剂进行热交换，使气液制冷剂沿着蒸发 管束内14的长度方向完全蒸发成过热气态，并通过另一端管箱11联接相通的出气管17进 入压缩机。本本实施例整体结构紧凑，体积减小，节省了 20%的管路、阀件和原材料。降低 10 %压力降，减少泄漏点，提高8 %能效。
权利要求
1.在制冷空调系统中使用的一种集成冷凝干式蒸发器装置，其特征在于它由圆筒、进 气管、冷凝管束、支承板、制冷剂液态出口、冷凝侧载冷剂进口、冷凝侧管板、冷凝侧载冷剂 出口、双层分隔板、进液管、管箱、蒸发侧管板、蒸发侧载冷剂出口、蒸发管束、折流板、蒸发 侧载冷剂进口和出气管组成，其中二块宽度稍小于圆筒内直径的双层分隔板沿长度方向 垂直安装在横置的钢制圆筒的中间，双层分隔板的四条长侧边与圆筒内侧壁焊接并密封固 定，使圆筒内形成左右二个独立的换热器腔，左侧为冷凝腔、右侧为蒸发腔。阵列式冷凝管 束和蒸发管束按正三角形排列分别布置在圆筒内的二个独立的换热器腔中，其中左侧的冷 凝腔与圆筒上部的进气管联接相通，冷凝腔的底部设置制冷剂液态出口 ；在圆筒右侧将轴 向截面为半圆形的两个管箱安装在蒸发腔二端的半圆形蒸发侧管板上，一端管箱的轴向外 端面与进液管联接相通，另一端管箱的轴向外端面与出气管联接相通；冷凝管束和蒸发管 束分别与两端半圆形冷凝侧管板和蒸发管板侧胀接固定，冷凝管束中间用支承板支撑，沿 着蒸发管束的长度方向布置数块非整圆的、并套在蒸发管束外的折流板，非整圆的折流板 的缺圆部分上下交叉或是左右交叉间隔排列，冷凝侧载冷剂进出口分别设置在圆筒左侧的 同一端，或者分别设置在圆筒左侧的左、右两端；蒸发侧载冷剂进出口分别设置在圆筒右上 侧的左、右两端侧面。
2.根据权利要求1所述的一种集成冷凝干式蒸发器装置，其特征在于所述的双层分隔 板之间用数条筋板焊接固定，双层分隔板之间间距为20mm-60mm。
3.根据权利要求1所述的一种集成冷凝干式蒸发器装置，其特征在于所述的双层分隔 板沿长度方向或者是水平安装在横置的钢制圆筒的中间，使圆筒内形成上下部二个独立的 换热器腔，上部为冷凝腔、下部为蒸发腔。
4.一种上述集成冷凝干式蒸发器装置的使用方法，其特征在于高压过热的制冷剂和冷 冻油气相混合物由进气管进入圆筒左侧的冷凝腔中，气相制冷剂以恒定的流速均勻地分配 在冷凝管束上，经过冷凝侧载冷剂热交换后，使气相制冷剂和冷冻油混合物直接冷凝成过 冷液态，并通过冷凝腔底部的制冷剂液态出口进入膨胀阀节流，节流后的低压气液制冷剂 混合物由进液管进入圆筒右侧一端管箱内均勻分液，使气液制冷剂混合物均勻的分配到每 根蒸发管束内，并与圆筒右上侧的左、右两端侧面的蒸发侧载冷剂进行热交换，使气液制冷 剂沿着蒸发管束内的长度方向完全蒸发成过热气态，并通过另一端管箱联接相通的出气管 进入压缩机。
全文摘要
本发明涉及一种集成冷凝干式蒸发器装置及使用方法。目前通用技术是采用单独的冷凝器和干式蒸发器，整体结构松散，阀件设置较多，本发明的技术方案是要在同一圆筒内将冷凝器和干式蒸发器组合，它由圆筒、进气管、冷凝管束、支承板、制冷剂液态出口、冷凝侧载冷剂进口、冷凝侧管板、冷凝侧载冷剂出口、双层分隔板、进液管、管箱、蒸发侧管板、蒸发侧载冷剂出口、蒸发管束、折流板、蒸发侧载冷剂进口和出气管组成，本发明的有益效果是，将单独的冷凝器和干式蒸发器两个换热器装置整合在同一个圆筒内，是一种结构紧凑，体积减小，节省了20％的管路、阀件和原材料。从而可以降低10％压力降，减少泄漏点，提高8％能效，既经济又节能。
文档编号F25B39/00GK102080901SQ20101058647
公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月13日 优先权日2010年12月13日
发明者冯国明, 邹顺达 申请人:上海环球制冷设备有限公司