專利名稱：用于蒸發(fā)器的換熱管及其組成的蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蒸發(fā)器技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種用于蒸發(fā)器的換熱管及其 組成的蒸發(fā)器。
背景技術(shù)：
蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中的最重要的一種換熱器。對制冷系統(tǒng)而言，它是從系統(tǒng)外吸 熱的換熱器。蒸發(fā)器的作用是利用液態(tài)制冷劑在低壓下沸騰，轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵獠⑽毡焕鋮s物 體或介質(zhì)的熱量，達到制冷目的。因此蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中制取冷量和輸出冷量的設(shè)備。在 蒸汽壓縮式制冷循環(huán)中，按被冷卻介質(zhì)不同，可分為風(fēng)冷蒸發(fā)器和水冷蒸發(fā)器，而水冷蒸發(fā) 器按被供液方式的不同又可分為滿液式蒸發(fā)器、干式蒸發(fā)器和噴淋式蒸發(fā)器等形式。
滿液式蒸發(fā)器中，液體制冷劑經(jīng)過節(jié)流裝置進入蒸發(fā)器，蒸發(fā)器內(nèi)的液位保持一 定。蒸發(fā)器內(nèi)的傳熱管浸沒在制冷劑液體中。吸熱蒸發(fā)后的氣液混合物中仍含有大量液體， 從蒸發(fā)器內(nèi)逸出的濕蒸氣經(jīng)氣液分離后再回入壓縮機。滿液式蒸發(fā)器底部液態(tài)制冷劑壓力 較高，因而所對應(yīng)的制冷劑飽和蒸汽溫度也較高，致使傳熱溫差減小，使得蒸發(fā)器傳熱性能 下降。滿液式蒸發(fā)器的另一個技術(shù)難點是回油較難且不穩(wěn)定，由于潤滑油與制冷劑互溶，使 部分制冷劑回流到壓縮機中，降低了制冷系統(tǒng)效率。
干式蒸發(fā)器則由熱力膨脹閥或電子膨脹閥直接控制液體制冷劑進入蒸發(fā)器的管 程，制冷劑液體在管內(nèi)完全轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w，而被冷卻的介質(zhì)則在傳熱管外的管程中流動。干式 蒸發(fā)器的蒸發(fā)管表面為部分液體潤濕，故表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)略低
噴淋蒸發(fā)器采用降膜式的蒸發(fā)方式。制冷劑通過蒸發(fā)器頂部的分配器噴淋到換熱 管束上，在換熱管束上降膜向下流動，吸收管內(nèi)介質(zhì)熱量而蒸發(fā)。噴淋蒸發(fā)器有一次性蒸發(fā) 和多次蒸發(fā)兩種形式。一次性蒸發(fā)器是指制冷劑在蒸發(fā)器中噴淋下來，經(jīng)過足夠多的蒸發(fā) 換熱管后全部蒸發(fā)掉。蒸發(fā)器底部只有少量有的液態(tài)制冷劑沉積下來，混合液中冷凍機油 濃度較高。為使液態(tài)制冷劑得到充分換熱蒸發(fā)而不在蒸發(fā)器底部以液態(tài)存在，蒸發(fā)器內(nèi)換 熱管束要足夠多，這樣使得蒸發(fā)器體積顯得過于龐大，單位面積換熱效率也較低。多次噴淋 蒸發(fā)器是指在蒸發(fā)器外再加一臺循環(huán)泵，用來抽吸沉積在蒸發(fā)器底部的液態(tài)制冷劑送到分 配器中循環(huán)噴淋。相對一次性蒸發(fā)式，它大大減小了蒸發(fā)器的體積。但由于外加一臺循環(huán) 泵意味著要增加更多的功耗，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。
傳統(tǒng)形式的蒸汽壓縮制冷循環(huán)，制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)過程必須保證在低壓環(huán) 境下，所以經(jīng)過壓縮冷凝后的高壓制冷劑還需經(jīng)過一個節(jié)流降壓過程后再進入蒸發(fā)器，系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
在上述各種形式的蒸發(fā)器中，雖然各有特點，但大多無法解決制冷系統(tǒng)充灌量的 問題。尤其是對于可燃可爆性的制冷劑工質(zhì)，在實際應(yīng)用中對工質(zhì)的充灌量有嚴(yán)格規(guī)定，這 就極大的限制了這些工質(zhì)在某些大型制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種能夠減小換熱管的換熱面 積，減小蒸發(fā)器的體積，降低制冷系統(tǒng)制冷劑充灌量的用于蒸發(fā)器的換熱管及其組成的蒸 發(fā)器。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種用于蒸發(fā)器的換熱管，其特征在于，包括外管和至少一支內(nèi)管，所述外管內(nèi)部 安裝有至少一支內(nèi)管，內(nèi)管上設(shè)置有多個噴流孔。

所述外管與內(nèi)管同軸設(shè)置。所述外管為光管或波紋管。一種風(fēng)冷噴流蒸發(fā)器，包括制冷劑分配器、多支換熱管、集氣管，其特征在于，所述 換熱管包括外管和至少一支內(nèi)管，所述外管內(nèi)部安裝有至少一支內(nèi)管，內(nèi)管上設(shè)置有多個 噴流孔，所述制冷劑分配器的出口分別與每只內(nèi)管連接，制冷劑分配器一端的外管端部封 閉，所述外管的另一端與集氣管連接，集氣管一端的每支內(nèi)管端部封閉。所述外管與內(nèi)管同軸設(shè)置，內(nèi)管直徑最好為3 5mm，噴流孔直徑最好為0. 1 0. 5mmο所述外管為光管或波紋管。一種水冷噴流蒸發(fā)器，包括水冷蒸發(fā)器外殼，所述水冷蒸發(fā)器外殼內(nèi)安裝有換熱 管，所述水冷蒸發(fā)器外殼上分別設(shè)置有制冷劑入口和制冷劑出口，其特征在于，所述換熱管 包括外管和至少一支內(nèi)管，所述外管內(nèi)部安裝有至少一支內(nèi)管，內(nèi)管上設(shè)置有多個噴流孔， 所述制冷劑入口與內(nèi)管連接，制冷劑入口 一端的外管端部封閉，所述制冷劑出口與外管另 一端連接，制冷劑出口端的內(nèi)管端部封閉。所述外管與內(nèi)管同軸設(shè)置，多個噴流孔沿內(nèi)管管壁呈螺旋狀。所述外管為光管或波紋管。本發(fā)明具有下述技術(shù)效果1、本發(fā)明的蒸發(fā)器采用內(nèi)噴流換熱形式，通過噴流孔的高速流股噴射到熱交換面 上，產(chǎn)生紊流流動，增大了蒸發(fā)器的換熱系數(shù)，可以極大地減小了換熱管束的換熱面積，可 以減小蒸發(fā)器的體積。2、本發(fā)明的蒸發(fā)器采用噴流形式的換熱形式，可以充分利用進入蒸發(fā)器的制冷劑 的初始高壓力，經(jīng)小孔噴流后，將壓力轉(zhuǎn)化為噴流股的動力，利用噴流股的高噴速與冷媒進 行熱交換。這樣一來，采用噴流蒸發(fā)器的制冷循環(huán)可以部分乃至完全省略傳統(tǒng)蒸汽壓縮制 冷循環(huán)的節(jié)流降壓過程，優(yōu)化并簡化制冷循環(huán)的結(jié)構(gòu)形式。3、本發(fā)明的蒸發(fā)器采用套管式的噴流換熱形式，制冷劑只在換熱管束的內(nèi)管內(nèi)流 動，這就大大減小了制冷系統(tǒng)中制冷劑的充灌量。在相同工況下，采用本發(fā)明的蒸發(fā)器可比 采用干式蒸發(fā)器的制冷系統(tǒng)的工質(zhì)充灌量減少50%以上。工質(zhì)充灌量的減少，極大的解決 了某些制冷劑工質(zhì)尤其是可燃可爆性工質(zhì)的應(yīng)用限制。


圖1為本發(fā)明用于蒸發(fā)器的換熱管外管內(nèi)套有單支內(nèi)管的剖視圖；圖2為本發(fā)明用于蒸發(fā)器的換熱管外管內(nèi)套有多支內(nèi)管的剖視圖3為本發(fā)明風(fēng)冷蒸發(fā)器的示意
圖4為本發(fā)明水冷蒸發(fā)器的示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本發(fā)明用于蒸發(fā)器的換熱管包括外管1和至少一支內(nèi)管2，圖1為本發(fā)明用于蒸發(fā) 器的換熱管外管內(nèi)套有單支內(nèi)管的剖視圖，圖2為本發(fā)明用于蒸發(fā)器的換熱管外管內(nèi)套有 多支內(nèi)管的剖視圖，所述外管1內(nèi)部安裝有至少一支內(nèi)管2，內(nèi)管2上設(shè)置有多個噴流孔3。 外管與內(nèi)管可以采用多種組合方式，噴流孔3可以有多種排列方式。所述外管為光管或波 紋管等。內(nèi)管直徑最好為3 5mm，噴流孔直徑最好為0. 1 0. 5mm。外管與內(nèi)管最好同軸設(shè)置，可以保證小孔的流注均勻的噴流在外管壁上，從而使 制冷劑與被冷卻介質(zhì)換熱均勻，提高換熱效率。多個噴流孔沿內(nèi)管管壁呈螺旋狀。圖3為本發(fā)明風(fēng)冷蒸發(fā)器的示意圖，包括制冷劑分配器4、多支換熱管5、集氣管7， 換熱管的圖參見圖1和圖2，所述換熱管包括外管1和至少一支內(nèi)管2，所述外管1內(nèi)部安 裝有至少一支內(nèi)管2，內(nèi)管2上設(shè)置有多個噴流孔3，所述制冷劑分配器4的出口分別與每 只內(nèi)管2連接，制冷劑分配器一端的外管端部封閉，所述外管1的另一端與集氣管7連接， 集氣管一端的每支內(nèi)管端部封閉。從冷凝器出來的高壓制冷劑經(jīng)節(jié)流后通過制冷劑分配器分路進入套管式換熱管束 的內(nèi)管，制冷劑流經(jīng)內(nèi)管噴流孔處時，因管內(nèi)外存在壓差而噴流出來。噴流出來的制冷劑流股 沖擊外管內(nèi)壁后，沿內(nèi)壁降膜流動并與外管外側(cè)的空氣進行熱交換。外管與內(nèi)管夾層中的制 冷劑吸收空氣的熱量而氣化蒸發(fā)成氣態(tài)制冷劑，氣態(tài)制冷劑經(jīng)集氣管匯合后排往壓縮機。圖4為本發(fā)明水冷蒸發(fā)器的示意圖，包括水冷蒸發(fā)器外殼8，所述水冷蒸發(fā)器外殼 8內(nèi)安裝有換熱管9，所述水冷蒸發(fā)器外殼上分別設(shè)置有制冷劑入口 10和制冷劑出口 6，換 熱管的示意圖如圖1和圖2所示，所述換熱管包括外管1和至少一支內(nèi)管2，所述外管1內(nèi) 部安裝有至少一支內(nèi)管2，內(nèi)管2上設(shè)置有多個噴流孔3，所述制冷劑入口 10與內(nèi)管2連接， 制冷劑入口一端的外管1端部封閉，所述制冷劑出口 6與外管另一端連接，制冷劑出口端的 內(nèi)管端部封閉。從冷凝器出來的高壓制冷劑經(jīng)節(jié)流后(在一定的工況下，也可以不節(jié)流。)通過制 冷劑入口 10進入換熱管束的內(nèi)管2，制冷劑流經(jīng)內(nèi)管噴流孔處時，因管內(nèi)外存在壓差而噴 流出來。噴流出來的制冷劑流股沖擊外管內(nèi)壁后，沿內(nèi)壁降膜流動并與外管外側(cè)的冷媒水 進行熱交換。外管與內(nèi)管夾層中的制冷劑吸收冷媒水的熱量而氣化蒸發(fā)成氣態(tài)制冷劑，氣 態(tài)制冷劑經(jīng)制冷劑出口 6排往壓縮機。冷媒水經(jīng)冷媒水入口進入蒸發(fā)器內(nèi)部，與蒸發(fā)器換 熱管束換熱后經(jīng)冷媒水出口排出蒸發(fā)器。
權(quán)利要求
1.一種用于蒸發(fā)器的換熱管，其特征在于，包括外管和至少一支內(nèi)管，所述外管內(nèi)部安 裝有至少一支內(nèi)管，內(nèi)管上設(shè)置有多個噴流孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于蒸發(fā)器的換熱管，其特征在于，所述外管與內(nèi)管同軸設(shè) 置，內(nèi)管直徑為3 5mm，噴流孔直徑為0. 1 0. 5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于蒸發(fā)器的換熱管，其特征在于，所述外管為光管或波紋管。
4.一種使用權(quán)利要求1所述換熱管的風(fēng)冷噴流蒸發(fā)器，包括制冷劑分配器、多支換熱 管、集氣管，其特征在于，所述換熱管包括外管和至少一支內(nèi)管，所述外管內(nèi)部安裝有至少 一支內(nèi)管，內(nèi)管上設(shè)置有多個噴流孔，所述制冷劑分配器的出口分別與每只內(nèi)管連接，制冷 劑分配器一端的外管端部封閉，所述外管的另一端與集氣管連接，集氣管一端的每支內(nèi)管 端部封閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)冷噴流蒸發(fā)器，其特征在于，所述外管與內(nèi)管同軸設(shè)置，多 個噴流孔沿內(nèi)管管壁呈螺旋狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)冷噴流蒸發(fā)器，其特征在于，所述外管為光管或波紋管。
7.一種使用權(quán)利要求1所述換熱管的水冷噴流蒸發(fā)器，包括水冷蒸發(fā)器外殼，所述水 冷蒸發(fā)器外殼內(nèi)安裝有換熱管，所述水冷蒸發(fā)器外殼上分別設(shè)置有制冷劑入口和制冷劑出 口，其特征在于，所述換熱管包括外管和至少一支內(nèi)管，所述外管內(nèi)部安裝有至少一支內(nèi) 管，內(nèi)管上設(shè)置有多個噴流孔，所述制冷劑入口與內(nèi)管連接，制冷劑入口一端的外管端部封 閉，所述制冷劑出口與外管另一端連接，制冷劑出口端的內(nèi)管端部封閉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷噴流蒸發(fā)器，其特征在于，所述外管與內(nèi)管同軸設(shè)置，多 個噴流孔沿內(nèi)管管壁呈螺旋狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷噴流蒸發(fā)器，其特征在于，所述外管為光管或波紋管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于蒸發(fā)器的換熱管及其組成的蒸發(fā)器，旨在提供一種能夠減小換熱管的換熱面積，降低制冷劑的充灌量的用于蒸發(fā)器的換熱管及其組成的蒸發(fā)器。該用于蒸發(fā)器的換熱管包括外管和至少一支內(nèi)管，所述外管內(nèi)部安裝有至少一支內(nèi)管，內(nèi)管上設(shè)置有多個噴流孔。本發(fā)明的換熱管采用內(nèi)噴流換熱形式，通過噴流孔的高速流股噴射到熱交換面上，產(chǎn)生紊流流動，增大了蒸發(fā)器的換熱系數(shù)，可以極大地減小了換熱管束的換熱面積。同時，制冷劑只在換熱管束的內(nèi)管內(nèi)流動，大大減小了制冷系統(tǒng)中制冷劑的充灌量，極大的解決了某些制冷劑工質(zhì)尤其是可燃可爆性工質(zhì)的應(yīng)用限制。
文檔編號F28F1/00GK102032825SQ20111000374
公開日2011年4月27日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者侯其考, 劉興華, 孫歡, 李硯明, 申江, 董小勇 申請人:天津商業(yè)大學(xué)