一种高效干式管壳式蒸发器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种高效干式管壳式蒸发器，包括：壳体、第一管板、第一端盖、第一密封垫、导流塞、导流塞固定板、导流锥、第二管板、第二端盖、第二密封垫、换热管、螺旋导流板、拉杆、制冷剂进口接管、制冷剂出口接管、载冷剂进口接管、载冷剂出口接管、排气阀座、排水阀座、螺栓等。本实用新型制冷剂侧采用单流程设计，辅以特殊的锥形管箱结构及导流塞分配装置，同时载冷剂侧采用一种连续螺旋导流装置，实现了管程和壳程的双侧均匀匹配，使蒸发器传热效率明显提升，使制冷剂侧和载冷剂侧的传热温差明显缩小，使用该蒸发器的制冷系统的能效比明显提升。
【专利说明】一种高效干式管壳式蒸发器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及制冷空调领域，具体涉及一种高效干式管壳式蒸发器。
【背景技术】
[0002]目前，在制冷、空调领域，大型中央空调和冷冻冷藏场所的制冷主机普遍采用干式管壳式蒸发器作为主要的换热设备，由于干式蒸发器相对于满液式蒸发器有着较低的成本，而且采用干式蒸发器的制冷机组结构简洁、控制简单，所以干式蒸发器得到广泛的使用。
[0003]但随着社会对节能环保要求的越来越高，如何提升制冷主机的能效比则变得尤为重要，而蒸发器的换热效率直接决定着制冷主机的能效比。干式蒸发器自身的一些特点导致其传热效率的提升受到限制，致使在很多对能效比有较高要求的场合无法采用干式管壳式蒸发器，变而采用满液式或降膜式等其他形式的换热器。然而采用满液式或降膜式蒸发器的制冷机组结构及控制系统均较为复杂，虽然其换热效率较传统干式蒸发器要高，可以获得较低的传热温差，从而提高制冷系统的能效比，但其存在故障率高、成本高、制冷剂充注量大等问题。如果能够提高干式蒸发器的换热效率，再结合干式蒸发器本身的优势，制冷机组采用干式蒸发器无疑是最佳的选择。
[0004]影响干式蒸发器换热器效率的主要因素之一就是换热管的规格和内齿形结构，现有干式蒸发器多采用内螺纹高效换热器管，干蒸管规格均向较小直径发展，由于直径小，流体在较低流速下也可处于紊流状态，在较高流速下紊流状态更加剧烈，有利于提高对流传热系数，所以现在市场实现了一些采用小直径干蒸管的单流程干式蒸发器。
[0005]影响干式蒸发器换热器效率的另外一个主要因素就是制冷剂的均匀分配问题，如何将制冷剂均匀分配到每根换热管里已成为一个技术难题。一般正对着蒸发器管箱进口处的换热管能够分配到较多的制冷剂，而远离进口处的换热管则分配到较少的制冷剂，位置较偏上的那些换热管能够分配到的制冷剂则更少了 ；特别是排管数较多的换热器，制冷剂分配不均匀的现象尤为明显。现有的均流分配装置多数采用带网孔的均流挡板的方式，带网孔的均流挡板通过改变制冷剂流向，防止制冷剂直接冲向正对进口处的换热管，从而实现均流分配的作用。但由于制冷剂在进入蒸发器时为气、液两相状态，采用普通均流挡板的方式只能在一定程度缓解分配不均的问题，却不能彻底解决均匀分配的问题。现在也出现一种利用均压腔和毛细管做均流分配的方式，制冷剂先进入均压腔再通过均液板上的毛细管分配到每个换热管内，每个管孔对应一根毛细管，但均液板和毛细管的加工工艺复杂，且均压腔和毛细管均会造成较大的压力降，从而影响整个制冷系统的能效比。
[0006]上述改善换热性能的方案均是通过改善管程制冷剂侧的方式实现的，但没有考虑壳程载冷剂侧的状况，即使管程制冷剂侧分配均匀了，如果壳程的载冷剂的状态不均匀，也无法实现由于制冷剂分配均匀而带来的益处。
【发明内容】
[0007]发明目的:本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种传热效率高的高效干式管壳式蒸发器。
[0008]技术方案:本实用新型所述高效干式管壳式蒸发器，包括壳体、第一管板、第一端盖、第一密封垫、第二管板、第二端盖、第二密封垫、换热管、制冷剂进口接管、制冷剂出口接管、载冷剂进口接管、载冷剂出口接管、排气阀座和排水阀座，所述壳体两端分别与所述第一管板和第二管板固定连接；所述第一管板和第二管板上分别设有管孔并一一对应，所述换热管两端分别插入第一管板的管孔和第二管板的管孔内；所述第一密封垫设置于所述第一端盖与第一管板之间的密封面上，所述第一端盖固定连接在所述第一管板上；所述第二密封垫设置于所述第二端盖与第二管板之间的密封面上，所述第二端盖固定连接在所述第二管板上；所述载冷剂进口接管和载冷剂出口接管分别连接于所述壳体上部的两端；所述排气阀座连接于所述壳体的上部，所述排水阀座连接于所述壳体的下部；其特征在于:
[0009]所述第一端盖为一内部为锥形空腔的圆盖，圆盖中心设有中心孔，中心孔与所述制冷剂进口接管连接；所述第二端盖也为一内部为锥形空腔的圆盖，圆盖中心设有中心孔，中心孔与所述制冷剂出口接管连接；所述换热管的一端均设有导流塞，所述导流塞为带有帽檐的圆形帽体结构，帽体部分插入在换热管内，帽体部分的顶部设有进液旋流口，帽檐部分通过导流塞固定板固定在第一管板上；所述导流塞固定板为一圆形孔板，设有与管孔大小一致并一一对应的孔；所述导流塞固定板的中心固定设置有导流锥，所述导流锥为锥形帽，导流锥顶角正对着制冷剂进口接管，锥度为9(Γ150° ;所述壳体内部还设置有螺旋导流板，壳体内的换热管均从螺旋导流板中穿过；所述螺旋导流板通过中心拉杆固定在第二管板上，所述螺旋导流板为螺旋状导流装置，在螺旋导流板的导引下换热管外的流体呈螺旋状流动，各处流速与流动状态均匀。
[0010]优选地，所述导流塞固定板的上、下、左、右、中各设置一个螺栓孔，并与第一管板上设置的内螺纹盲孔一一对应，通过螺栓将所述导流塞固定在第一管板和导流塞固定板之间。
[0011]优选地，所述导流锥两侧设有两个支耳，锥底用螺栓通过支耳上的螺栓孔和导流塞固定板的螺栓孔及第一管板上的内螺纹盲孔连接固定。
[0012]优选地，所述第一端盖和第二端盖下部分别设有监测接口，用于监测制冷剂压降和释放存油。
[0013]优选地，所述第一管板和第二管板上的相邻管孔之间呈正三角排列，整个管孔排布区域呈四象限均布状。
[0014]有益效果:本实用新型制冷剂侧采用单流程设计，辅以特殊的锥形管箱结构及导流塞分配装置，同时载冷剂侧采用一种连续螺旋导流装置，实现了管程和壳程的双侧均匀匹配，使蒸发器传热效率明显提升，使制冷剂侧和载冷剂侧的传热温差明显缩小，使用该蒸发器的制冷系统的能效比明显提升。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型实施例的结构示意图。
[0016]图2为本实用新型实施例的管板结构示意图。
[0017]图3为本实用新型实施例的管板安装有导流塞的结构示意图。
[0018]图4是本实用新型实施例的管板安装有导流塞及导流锥的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面通过附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
[0020]实施例1:一种高效干式管壳式蒸发器，包括壳体5、第一管板3、第一端盖1、第一密封垫2、第二管板U、第二端盖13、第二密封垫12、换热管6、制冷剂进口接管19、制冷剂出口接管14、载冷剂进口接管10、载冷剂出口接管4、排气阀座8和排水阀座16，所述壳体5两端分别与所述第一管板3和第二管板11固定连接；所述第一管板3和第二管板11上分别设有管孔25并一一对应；所述第一管板3和第二管板11上的相邻管孔之间呈正三角排列，整个管孔排布区域呈四象限均布状；所述换热管6为直径小于8_的内螺纹高效干蒸管，两端分别插入第一管板3的管孔25和第二管板11的管孔25内，所述换热管6的两端与第一管板3、第二管板11采用胀接方式连接；所述第一密封垫2设置于所述第一端盖I与第一管板3之间的密封面上；所述第二密封垫12设置于所述第二端盖13与第二管板11之间的密封面上；所述第一管板3和第二管板11的外圆周上均设有螺栓孔23，第一端盖I和第二端盖13分别通过螺栓固定在第一管板3和第二管板11上；所述载冷剂进口接管10和载冷剂出口接管4分别连接于所述壳体5上部的两端；所述排气阀座8连接于所述壳体5的上部，所述排水阀座16连接于所述壳体5的下部；所述第一端盖I为一内部为锥形空腔的圆盖，圆盖中心设有中心孔，中心孔与所述制冷剂进口接管19连接；所述第二端盖13也为一内部为锥形空腔的圆盖，圆盖中心设有中心孔，中心孔与所述制冷剂出口接管14连接；所述换热管6的一端均设有导流塞18，所述导流塞18为带有帽檐的圆形帽体结构，帽体部分插入在换热管6内，帽体部分的顶部设有两个反向对称的进液旋流口 27，帽檐部分通过导流塞固定板21固定在第一管板3上；所述导流塞固定板21的上、下、左、右、中各设置一个螺栓孔，并与第一管板上设置的内螺纹盲孔26 —一对应，通过螺栓22将所述导流塞18固定在第一管板3和导流塞固定板21之间；所述导流塞固定板21为一圆形孔板,设有与管孔25大小一致并一一对应的孔29 ;所述导流塞固定板21的中心固定设置有导流锥20，所述导流锥20两侧设有两个支耳，锥底用螺栓28通过支耳上的螺栓孔和导流塞固定板的螺栓孔及第一管板上的内螺纹盲孔24连接固定；所述导流锥20为锥形帽，导流锥20顶角正对着制冷剂进口接管19，锥度为9(Γ150° ;所述壳体5内部还设置有螺旋导流板7，壳体5内的换热管6均从螺旋导流板7中穿过；所述螺旋导流板7通过中心拉杆9固定在第二管板11上，所述螺旋导流板7为螺旋状导流装置，在螺旋导流板的导引下换热管外的流体呈螺旋状流动，各处流速与流动状态均匀。所述第一端盖I和第二端盖2下部分别设有监测接口 15、17，用于监测制冷剂压降和释放存油。
[0021]本实用新型高效干式管壳式蒸发器的工作流程如下:制冷剂液体从制冷剂进口接管19进入到第一端盖I内，在导流锥20的导引下制冷剂向整个管孔排布区域的四象限均匀分配，在导流塞18端部的进液旋流口 27的导引下向换热管6内旋流喷射；同时载冷剂流体从载冷剂进口接管10流入壳体5内，在螺旋导流板7的导引下呈螺旋状向载冷剂出口接管4方向流动；换热管6管内的制冷剂与换热管6管外的载冷剂热交换后，制冷剂由液态蒸发为气态，从制冷剂出口接管14流出。
[0022]如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
【权利要求】
1.一种高效干式管壳式蒸发器，包括壳体(5)、第一管板(3)、第一端盖(I)、第一密封垫(2)、第二管板(11)、第二端盖(13)、第二密封垫(12)、换热管(6)、制冷剂进口接管(19)、制冷剂出口接管(14)、载冷剂进口接管(10)、载冷剂出口接管(4)、排气阀座(8)和排水阀座(16)，所述壳体(5)两端分别与所述第一管板(3)和第二管板(11)固定连接；所述第一管板(3 )和第二管板(11)上分别设有管孔(25 )并一一对应，所述换热管(6 )两端分别插入第一管板(3)的管孔(25)和第二管板(11)的管孔(25)内；所述第一密封垫(2)设置于所述第一端盖(I)与第一管板(3 )之间的密封面上，所述第一端盖(I)固定连接在所述第一管板(3)上；所述第二密封垫(12)设置于所述第二端盖(13)与第二管板(11)之间的密封面上，所述第二端盖(13)固定连接在所述第二管板(11)上；所述载冷剂进口接管(10)和载冷剂出口接管(4)分别连接于所述壳体(5)上部的两端；所述排气阀座(8)连接于所述壳体(5)的上部，所述排水阀座(16)连接于所述壳体(5)的下部；其特征在于: 所述第一端盖(I)为一内部为锥形空腔的圆盖，圆盖中心设有中心孔，中心孔与所述制冷剂进口接管(19)连接；所述第二端盖(13)也为一内部为锥形空腔的圆盖，圆盖中心设有中心孔，中心孔与所述制冷剂出口接管(14)连接；所述换热管(6)的一端均设有导流塞(18)，所述导流塞(18)为带有帽檐的圆形帽体结构，帽体部分插入在换热管(6)内，帽体部分的顶部设有进液旋流口，帽檐部分通过导流塞固定板(21)固定在第一管板(3)上；所述导流塞固定板(21)为一圆形孔板，设有与管孔(25)大小一致并一一对应的孔(29);所述导流塞固定板(21)的中心固定设置有导流锥(20)，所述导流锥(20)为锥形帽，导流锥(20)顶角正对着制冷剂进口接管(19)，锥度为9(Γ150° ;所述壳体(5)内部还设置有螺旋导流板(7)，壳体(5)内的换热管(6)均从螺旋导流板(7)中穿过；所述螺旋导流板(7)通过中心拉杆(9)固定在第二管板(11)上，所述螺旋导流板(7)为螺旋状导流装置，在螺旋导流板的导弓I下换热管外的流体呈螺旋状流动，各处流速与流动状态均匀。
2.根据权利要求1所述的高效干式管壳式蒸发器，其特征在于:所述导流塞固定板(21)的上、下、左、右、中各设置一个螺栓孔，并与第一管板上设置的内螺纹盲孔(26)—一对应，通过螺栓(22)将所述导流塞(18)固定在第一管板(3)和导流塞固定板(21)之间。
3.根据权利要求1所述的高效干式管壳式蒸发器，其特征在于:所述导流锥(20)两侧设有两个支耳，锥底用螺栓(28)通过支耳上的螺栓孔和导流塞固定板的螺栓孔及第一管板上的内螺纹盲孔(24)连接固定。
4.根据权利要求1所述的高效干式管壳式蒸发器，其特征在于:所述第一端盖(I)和第二端盖(2)下部分别设有监测接口( 15、17)，用于监测制冷剂压降和释放存油。
【文档编号】F25B39/02GK204006813SQ201420476011
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月21日 优先权日:2014年8月21日
【发明者】王雪峰 申请人:南京冷德节能科技有限公司