蒸发器及冷水机组的制作方法

1.本技术涉及冷水机组技术领域，尤其涉及一种蒸发器及冷水机组。


背景技术：

2.制冷空调设备中蒸发器的作用是利用液态制冷剂在低压下蒸发，转变为蒸气并吸收被冷却介质的热量，达到制冷目的。相关的蒸发器包括干式蒸发器、满液式蒸发器和降膜式蒸发器，等。其中满液式蒸发器的壳侧因为有大量的制冷剂，润滑油溶于其中，为了使润滑油回压缩机，大量的制冷剂液体也必须一起跟随回压缩机，这样，一方面造成冷量的损失；另一方面，造成压缩机排气温度降低。它使油分效率降低，影响机组的可靠运行。


技术实现要素：

3.本技术提供一种提升回油效果的蒸发器及冷水机组。
4.本技术提供一种蒸发器，包括：
5.壳体，所述壳体的内部形成有第一换热区和第二换热区，所述壳体形成有制冷剂入口、气体制冷剂出口以及回油口，所述制冷剂入口与所述第一换热区连通，所述气体制冷剂出口设于所述壳体的顶部，且与所述第一换热区和所述第二换热区连通，所述回油口设于所述壳体的底部，且与所述第二换热区连通，所述第二换热区的顶部设有与所述第一换热区相连通的连通口；
6.多个换热管，并行穿设于第一换热区和所述第二换热区，所述多个换热管包括位于所述第一换热区的第一换热部分和位于所述第二换热区的第二换热部分，所述连通口设置在所述第二换热部分的上方，用于在所述第一换热区的制冷剂的液面到达所述连通口处时供制冷剂流入所述第二换热区。
7.可选的，第二换热部分的长度尺寸不超过第一换热部分长度尺寸的1/4。
8.所述第二换热部分的长度尺寸范围值为300mm
‑
600mm。
9.可选的，所述蒸发器还包括组装于所述第二换热部分上方的分配板，所述连通口设置在所述分配板的上方，制冷剂通过所述分配板流入所述第二换热区，所述分配板包括沿厚度方向贯穿所述分配板的多排布液区和多排排气区，相邻的两排所述布液区通过至少一排所述排气区隔开。
10.可选的，相邻的两排所述布液区之间的距离与相邻的两个所述换热管之间的距离相等，每一个所述换热管的正上方对应设置一排所述布液区。
11.可选的，每排所述布液区包括沿所述第二换热部分的延伸方向排布的多个布液孔，每个所述布液孔的外边沿朝向所述换热管的一面凸设有多个锯齿，用以引导制冷剂滴落于所述换热管。
12.可选的，每排所述布液区包括沿所述第二换热部分的延伸方向排布的多个通孔，每排中相邻的两个所述布液孔之间的距离相等。
13.可选的，每排所述布液孔包括沿所述第二换热部分的延伸方向排布的多个布液
孔，所述多个布液孔的流通面积从靠近所述第一换热部分向远离所述第一换热部分的方向依次增大。
14.可选的，所述排气区包括条状通孔，所述条状通孔沿所述换热管的延伸方向延伸，与相邻的所述换热管之间的间隙正对。
15.可选的，所述排气区包括条状通孔，相邻的所述条状通孔之间的距离与相邻的所述换热管之间间隙的距离相等。
16.可选的，所述蒸发器还包括组装于所述第一换热区的分配器，所述分配器包括沿所述第一换热部分的延伸方向排布的多个喷嘴，所述多个喷嘴与所述制冷剂入口连通，从所述制冷剂入口输入的制冷剂通过所述多个喷嘴喷入所述第一换热区。
17.可选的，所述制冷剂入口设于所述壳体的底部。
18.可选的，所述多个喷嘴设于所述第一换热部分的底部。
19.可选的，所述蒸发器还包括组装于所述壳体内的集气管，所述集气管穿设于所述第一换热区和所述第二换热区，所述集气管包括进气口和出气口，所述进气口与所述第一换热区和所述第二换热区连通，用以收集气体制冷剂，所述出气口形成所述气体制冷剂出口。
20.可选的，所述壳体为管状结构，所述第一换热区包括制冷剂填充区，所述制冷剂填充区的横截面不超过所述第一换热区的横截面的1/2。
21.本技术还提供一种冷水机组，包括：
22.压缩机，包括进油口和吸气口；及
23.上述任一项所述的蒸发器，所述进油口与所述回油口连通，所述吸气口与所述气体制冷剂出口连通。
24.本技术提供的蒸发器，设有第二换热区，在第二换热区内，制冷剂被滴落至第二换热部分，与第二换热部分进行热交换，一部分制冷剂不断蒸发变为气体制冷剂，向上流动且通过气体制冷剂出口排出，而在第二换热区的底部，由于制冷剂变少，润滑油的浓度增加。因此，在第二换热区内，润滑油处于不断浓缩和浓度不断增加的过程，这样，制冷剂会携带浓度较高的润滑油，从出油口排出，如此可提升蒸发器的回油效果，以解决蒸发器的回油效果不好的问题，从而确保整个冷水机组正常运行。
附图说明
25.图1所示为本技术的蒸发器的一个实施例的截面示意图；
26.图2所示为图1所示的蒸发器的截面示意图；
27.图3所示为图1所示的蒸发器的分配板的俯视视角的结构示意图；
28.图4所示为图3所示的蒸发器的分配板的a
‑
a线的截面示意图；
29.图5所示为本技术的冷水机组的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
30.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附
权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
31.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。除非另作定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电气性的连接，不管是直接的还是间接的。在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
32.本技术实施例的蒸发器包括壳体和多个换热管。壳体形成有制冷剂入口、气体制冷剂出口以及回油口，壳体的内部形成有与制冷剂入口连通的第一换热区、与回油口连通的第二换热区，气体制冷剂出口设于壳体的顶部，与第一换热区和第二换热区连通，回油口设于壳体的底部，第二换热区的顶部设有与第一换热区相连通的连通口。多个换热管穿设于第一换热区和第二换热区，多个换热管包括位于第一换热区的第一换热部分和位于第二换热区的第二换热部分，连通口设置在第二换热部分的上方，用于在第一换热区的制冷剂的液面到达连通口处时供制冷剂流入第二换热区。如此设置，在制冷剂从第二换热区的上方滴落到换热管时，不断地换热，使制冷剂蒸发变为气体制冷剂，且向上流动通过气体制冷剂出口排出，滴落至换热管下部的制冷剂变少，润滑油的浓度增加，润滑油并从出油口排出，如此可提升蒸发器的回油效果，从而维持整个机组润滑油的动态平衡。
33.本技术提供一种蒸发器及冷水机组。下面结合附图，对本技术的蒸发器及冷水机组进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
34.参见图1和图2所示，蒸发器10包括壳体100和多个换热管200。壳体100用于容纳多个换热管200，多个换热管200的管体内存储有循环介质，用于与外部的制冷剂进行热交换。
35.具体地，壳体100的内部形成有第一换热区101和第二换热区102。多个换热管200并行穿设于第一换热区101和第二换热区102，多个换热管200包括位于第一换热区101的第一换热部分201和位于第二换热区102的第二换热部分202。第二换热区102的顶部设有与第一换热区101相连通的连通口103，连通口103设置在第二换热部分202的上方。在本实施例中，连通口103的位置高于第一换热部分201的最高位置，使得第一换热区101的制冷剂能够完全淹没第一换热部分201，并到达连通口103处时供制冷剂流入第二换热区102。
36.壳体100形成有制冷剂入口104、气体制冷剂出口105以及回油口106。其中，制冷剂入口104与第一换热区101连通，用于向第一换热区101内输入制冷剂，以使制冷剂与第一换热部分201进行热交换。其中，制冷剂入口104可以输入气液两相制冷剂。在此过程中，制冷剂持续输入第一换热区101内，第一换热区101的液面持续上升，在制冷剂的液面到达连通口103处时，连通口103供制冷剂流入第二换热区102。制冷剂进入第二换热部分202时，从第二换热区102的上方滴落到第二换热部分202进行热交换。气体制冷剂出口105设于壳体100的顶部，与第一换热区101和第二换热区102连通，用于在第一换热区101和第二换热区102
进行换热时，制冷剂蒸发产生的气体制冷剂排出。回油口106设于壳体100的底部，且与第二换热区102连通，用于从第二换热区102排出液体制冷剂和润滑油的混合物。例如，回油口106可以设于壳体100底部的最低位置处，由此方便液体制冷剂和润滑油从回油口106流出。在其他一些实施例中，回油口106可以设于壳体100底部的侧方，便于回油管路在回油口106处的安装。
37.在上述方案中，第一换热部分201为主要换热区，第二换热部分202为辅助换热区。在一些实施例中，位于第一换热区101的第一换热部分201进行满液式换热，位于第二换热区102的第二换热部分202进行降膜式换热。具体地，制冷剂进入第一换热区101，第一换热部分201被完全浸没在制冷剂中，与第一换热部分201进行热交换，一部分制冷剂吸热变为气体制冷剂，气体制冷剂向上流动且通过气体制冷剂出口105排出。一部分制冷剂从连通口103进入第二换热区102，从第二换热区102的上方且滴落至第二换热部分202，与第二换热部分202进行热交换时，一部分制冷剂蒸发变为气体制冷剂，气体制冷剂向上流动且通过气体制冷剂出口105排出，而在第二换热区102的底部，由于制冷剂变少，润滑油的浓度增加。因此，在第二换热区102内，润滑油处于不断浓缩和浓度不断增加的过程，这样，液体制冷剂会携带浓度较高的润滑油，从出油口106排出，如此可提升蒸发器10的回油效果，以解决蒸发器10的回油效果不好的问题，从而确保整个冷水机组正常运行。此外，第二换热部分202的底部，没有换热管，液体制冷剂和油混合物处于相对平静的状态，有利于用测量、控制的液面高度。
38.在图1所示的实施例中，制冷剂入口104设于壳体100的底部。制冷剂入口104用于向第一换热区101输入制冷剂，使第一换热区101内的第一换热部分201被制冷剂完全浸没，制冷剂的液位始终超过第一换热部分201，使得第一换热部分201与制冷剂充分接触，从而保证第一换热部分201高效换热。
39.在图1所示的实施例中，壳体100为管状结构，多个换热管200通过隔板203分隔为第一换热部分201和第二换热部分202。隔板203起到分隔的作用，使得第一换热部分201和第二换热部分202相互隔离。在一些实施例中，第一换热区101包括制冷剂填充区，制冷剂填充区的横截面不超过第一换热区101的横截面的1/2。上述制冷剂填充区可以是填充制冷剂的区域，该区域的制冷剂用以淹没第一换热部分201进行热交换。将制冷剂填充区设于壳体100的下部，其横截面设置不超过第一换热区101的横截面的1/2，保证壳体100内的上部具有足够的空间，使得飞溅出来的液体制冷剂能回落到第一换热部分201，换热之后的气体制冷剂能够从气体制冷剂出口105顺利排出。
40.在一些实施例中，多个换热管200可以在高度方向上对齐或错开设置。在本实施例中，多个换热管200在高度方向上对齐设置，这样一来，在第二换热区102内，有利于制冷剂滴落可以从高到低滴落至每一层的第二换热部分202，提高换热效率。在一些实施例中，多个换热管200在高度方向上间距相等。在其他一些实施例中，多个换热管200在高度方向上间距可以不相等。例如，多个换热管200在高度方向上间距依次增大或依次减小。
41.在图1所示的实施例中，第二换热部分202的长度尺寸不超过第一换热部分201长度尺寸的1/4。将第二换热部分202与第一换热部分201的长度比例设置合适，在保证第二换热部分202的润滑油浓度的情况下，使得第一换热部分201具有足够的换热区域，能够保证高效换热。第二换热部分202的长度尺寸不宜过大也不宜过小。如果第二换热部分202的长
度尺寸过大，可以提升润滑油的浓度，但无法满足第一换热部分201的换热需求。如果第二换热部分202的长度尺寸过小，可以保证第一换热部分201的换热需求，但无法达到润滑油的浓度，从而影响整个冷水机组运行。在一些实施例中，第二换热部分202的长度尺寸范围值为300mm
‑
600mm。例如，第二换热部分202的长度尺寸可以是300mm或350mm或400mm或450mm或500mm或550mm或600mm。设置第二换热部分202合适的长度尺寸，使得多个换热管200与隔板203连接时有合适的距离，有利于胀管机从换热管200较短的一端操作，方便多个换热管200与隔板203的胀接。此外，合适的第二换热部分202的长度，还有利于控制第二换热部分202底部液体制冷剂和油混合物的液面高度。
42.在图1所示的实施例中，蒸发器10还包括组装于第一换热区101的分配器300，分配器300包括沿第一换热部分201的延伸方向排布的多个喷嘴301和连通管302。多个喷嘴301与制冷剂入口104连通，从制冷剂入口104输入的制冷剂通过多个喷嘴301喷入第一换热区101。通过分配器300的多个喷嘴301向多个换热管200喷射制冷剂，使得制冷剂能与第一换热部分201充分接触，实现制冷剂与第一换热部分201的均匀换热。在本实施例中，连通管302可以位于第二换热区102的下方，连通管302可以沿第二换热部分202的延伸方向排布，这样能够有效利用第二换热部分202下部的空间。制冷剂入口104位于第二换热区102的下方，与第一换热区101连通。在本实施例中，制冷剂入口104通过连通管302与多个喷嘴301连通。连通管302增加了制冷剂从制冷剂入口104流入第一换热区101的路径，有利于制冷剂充分的混合，更均匀地从多个喷嘴301喷射出。多个喷嘴301设于第一换热部分201的底部，使得位于第一换热部分201底部的多个喷嘴301喷射出的制冷剂均匀，保证制冷剂的压力相同，使得换热更加均匀。在本实施例中，第一换热部分201和第二换热部分202横向延伸，多个喷嘴301沿横向方向间隔排布。如此设置，保证第一换热部分201能与多个喷嘴301喷射的制冷剂均匀接触，从而保证换热均匀。
43.在图1所示的实施例中，蒸发器10还包括集气管400，组装于壳体100内。集气管400沿壳体100的延伸方向延伸设置。在本实施例中，集气管400穿设于第一换热区101和第二换热区102，集气管400包括进气口401和出气口402，进气口401与第一换热区101和第二换热区102连通，用以收集气体制冷剂，出气口402形成气体制冷剂出口105。集气管400实现了第一换热区101和第二换热区102内气体制冷剂共同排出，简化了蒸发器10的结构。在本实施例中，集气管400位于第一换热区101和第二换热区102的上方，进气口401设置多个，其尺寸大小不一样，距离出气口402近的尺寸小，距离出气口402远的尺寸大，有利于各处进气量一致。多个进气口401朝向壳体100的顶部设置，且与壳体100的顶部具有间隙。在一些实施例中，多个进气口401与壳体100的顶部之间的距离范围是15mm
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50mm。例如，多个进气口401与壳体100的顶部之间的距离可以是15mm或20mm或25mm或30mm或35mm或40mm或45mm或50mm。将多个进气口401与壳体100的顶部之间设置合适距离，保证在进行换热时，制冷剂吸热汽化蒸发为气体制冷剂，气体制冷剂向上流动，且靠近于壳体100的顶部，将多个进气口401朝向壳体100的顶部，有利于收集气体制冷剂，避免制冷剂从进气口401进入集气管400内，减少压缩机吸气带液。并且，将出气口402设于集气管400的端部，且延伸至壳体100外，有利于将气体制冷剂排出。
44.结合图1、图3和图4所示，蒸发器10还包括分配板500，组装于第二换热部分202上方。连通口103设置在分配板500的上方，制冷剂通过分配板500流入第二换热区102，分配板
500包括沿厚度方向贯穿分配板500的多排布液区501和多排排气区502，相邻的两排布液区501通过至少一排排气区502隔开。在图1所示的实施例中，在制冷剂的液面到达连通口103处时，制冷剂流入第二换热区102时，通过分配板500的多排布液区501向下滴落至第二换热部分202进行热交换。在此过程中，制冷剂蒸发变为气体制冷剂，通过多排排气区502向上排出，然后通过气体制冷剂出口105排出。通过在第二换热部分202设置分配板500，以使得从第一换热区101流入第二换热区102的制冷剂分配的更加均匀，如此可提升第二换热部分202的换热效率。在本实施例中，多排布液区501和多排排气区502间隔设置，有利于气体制冷剂和液体制冷剂的分离。
45.结合图1和图3所示的实施例中，相邻的两排布液区501之间的距离与相邻的两个换热管200之间的距离相等，如此使得每一个换热管200的正上方对应设置一排布液区501。在一些实施例中，布液区501与换热管200在高度方向上具有距离，且在高度方向上布液区501位于换热管200的正上方。上述正上方指的是在高度方向上的正上方。如此设置，可保证从布液区501流下的制冷剂正对换热管200，从而使得制冷剂与换热管200充分接触，从而提升换热效率。
46.在图3所示的实施例中，每排布液区501包括沿第二换热部分202的延伸方向分布的多个布液孔503，例如圆状通孔，但不仅限于此。圆状通孔滴落的制冷剂的与换热管200的接触面大，有利于换热管200进行热交换。在一些实施例中，每排中相邻的两个布液孔503之间的距离相等。每排中相邻的两个布液孔503等间距设置，使得制冷剂能与换热管200均匀接触，从而提升换热管200换热效果。
47.在一些实施例中，多个布液孔503的流通面积可以相同也可以不同。在一些实施例中，多个布液孔503从靠近第一换热部分201向远离第一换热部分201的方向依次增大。如此保证靠近第一换热部分201的布液孔503内的制冷剂与远离第一换热部分201的布液孔503内的制冷剂均匀，从而保证与第二换热部分202接触均匀。因为从连通口103流入第二换热部分202的制冷剂首先滴落至靠近第一换热部分201的布液孔503，然后依次滴落至远离第一换热部分201的布液孔503，因此将布液孔503的流通面积从靠近第一换热部分201向远离第一换热部分201的方向依次增大，保证靠近第一换热部分201的布液孔503的流量和远离第一换热部分201的布液孔503的流量一致，保证与第二换热部分202接触均匀。在本实施例中，多个布液孔503的流通面积相同。
48.在一些实施例中，排气区502包括条状通孔504，条状通孔504沿换热管200的延伸方向延伸，与相邻的换热管200之间的间隙正对。条状通孔504的开口面积大，有利于气体制冷剂分离。在一些实施例中，相邻的条状通孔504之间的距离与相邻的换热管200之间间隙的距离相等，如此使得条状通孔504对应设于换热管200的间隙的正上方，制冷剂蒸发变为气体制冷剂时，能够快速地从条状通孔504分离出。
49.结合图1、图3和图4所示的实施例中，每个布液孔503的外边沿朝向换热管200的一面凸设有多个锯齿505，用以引导制冷剂滴落于换热管200。通过设置多个锯齿505，可均匀地引导制冷剂滴落于换热管200，从而使制冷剂能与换热管200充分接触，从而提升换热效率。在一些实施例中，多个锯齿505与第二换热部分202具有距离，以保证多个锯齿505引导制冷剂滴落时具有足够的空间。
50.在图1至图4所示的实施例中，循环介质为冷水。壳体100还包括进水管107和出水
管108，多个换热管200连接于进水管107与出水管108之间，用以保证多个换热管200内的冷水正常循环。
51.图5所示为本技术的冷水机组的一个实施例的结构示意图。冷水机组20可以是螺杆式制冷冷水机组。螺杆式冷水机组结构紧凑，运转平稳，冷量能无级调节，节能性好，易损件少。具体地，冷水机组20包括上述图1至图4所示的蒸发器10、冷凝器11、压缩机12、膨胀阀13及油分离器14。其中，压缩机12包括吸气口121、进油口122和排气口123，吸气口121与气体制冷剂出口105连通。进油口122与回油口106连通。排气口123与冷凝器11的进口连通。膨胀阀13连接于蒸发器10的进口与冷凝器11的出口之间。油分离器14连接于压缩机12的排气口123和冷凝器11的进口之间，用于将压缩机12排出的高压气体制冷剂中的润滑油进行分离，通过分离可改善蒸发器10和冷凝器11中的传热效果。
52.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。