浅析干式蒸发器

摘要：这里介绍的一种干式蒸发器，包括壳体、管板、换热管，管板固定连接出口端盖和入口端盖。该蒸发器充分发挥了每根换热管的传热功能，有效地提高了蒸发器的传热性能和换热管的利用率，提高了机组的能效比。

关键词： 干式蒸发器分配器

中图分类号：P414文献标识码： A

1前言

干式蒸发器是制冷空调系统中的重要部件，它的性能对整个制冷空调的节能降耗起着关键的核心作用。在大中型的冷水机组中，壳管式蒸发器主要有干式和满液式两种。满液式蒸发器壳侧走制冷剂，换热管侧走冷冻水，制冷剂在壳侧内蒸发而具有较高的换热性能，在市场上己广泛应用，但由于其结构原因回油困难，需增加一套回油装置不但增加成本而且降低了机组的可靠性。干式蒸发器壳侧走冷冻水，换热管内走制冷剂，通过水平管内制冷剂的蒸发，将管外的水降温以制取低温水。其应用相对比较成熟，无需单独的换热器回油设计，但干式蒸发器有一个缺点，由于管束较多，制冷剂很难均匀分配在每个换热管内，有的换热管制冷剂多，有的制冷剂少，由于制冷剂的分配的不均匀，很大一部分换热面积没有充分利用，影响了它的换热效率，因此，能否均布分液将直接影响到换热器的性能及蒸发管束的利用率。

2 技术方案

为了提供上述要求的一种干式蒸发器，能够将制冷剂均匀分配至各个换热管，达到均匀分液效果充分完成蒸发器的热交换过程。

2.1技术方案如下：

入口端盖的内侧设置入口分配器，入口分配器包括分配板，分配板上设置多根贯穿分配板并与多根换热管一一对应地插接配合的分配管，分配板的外缘固定连接有制冷剂挡板，制冷剂挡板的一端与入口端盖的内侧固定连接，另一端抵在管板上；制冷剂挡板、分配板、入口端盖之间形成用于分配蒸发器制冷剂的储液空间，储液空间的一端与分配管相连通，另一端与蒸发器的进液口相连通。从入口端盖的进液口流入蒸发器的制冷剂，在储液空间内集中，通过分配板均匀地分配到各根分配管，再由各根分配管进入到各根换热管中，制冷剂挡板、分配板、入口端盖之间的储液空间便于集中均匀地分配制冷剂，多根分配管的一端连通储液空间，另一端分别插入各根换热管中，均匀分配至各根分配管的制冷剂直接进入各根换热管中进行热交换，完全避免了分液不均匀的现象，充分发挥了每根换热管的传热效率。并联结构的冷水机组系统，其集油器的出口经过各自的回油管管路、回油电磁阀、视窗和角阀与相应的压缩机的吸气口连接，集油器的冷媒气体出口分别通过冷凝器、干燥过滤器、视窗、电子膨胀阀、蒸发器与压缩机连接。还包括油位开关及系统控制器，各压缩机的油槽通过油位开关与集油器相连，油位开关设于压缩机的油槽内，油位开关与系统控制器相连接，系统控制器与回油电磁阀相连接。

2.2 本技术方案的有益效果在于：

在干式蒸发器的制冷剂入口和换热管之间安装入口分配器，通过分配管一一对应地将制冷剂输送到各根换热管，使得制冷剂均匀分配至各个换热管，并沿换热管的长度方向完全蒸发为过热气体，避免了因分液不均导致换热管内液体量不同，部分换热管内制冷剂液体量不足而产生干蒸现象，部分换热管内的制冷剂液体过多而未能完全蒸发，造成对压缩机的液击。干式蒸发器充分发挥了每根换热管的传热功能，有效地提高了蒸发器的传热性能和换热管的利用率，提高了机组的能效比。

3 具体实施

图 1 干式蒸发器结构图 2分配器结构

本干式蒸发器包括壳体3、安装在壳体3两端的管板5、安装在壳体3内部的多根换热管6，管板5的外侧分别固定连接出口端盖l和入口端盖8，制冷剂的进液口设置在入口端盖8上，制冷剂的出口设置在出口端盖l上。入口端盖8的内侧设置入口分配器7，入口分配器7包括分配板10，分配板10的左右两侧分别通过焊接的方式固定连接制冷剂挡板12，制冷剂挡板12的一端与入口端盖8内侧固定连接，另一端抵在管板5上，分配板10与制冷剂挡板12与入口端盖8固定连接的一侧的距离为10～30mm，也即储液空间沿制冷剂进液方向上的长度为10～30mm。分配板10的上下两侧具有与入口端盖8的环形内壁的形状适配的弧形边缘，分配板10的弧形边缘嵌入并固定在入口端盖的环形内壁中，在制冷剂挡板12、分配板10和入口端盖8的内侧之间形成制冷剂的储液空间，分配板10的弧形边缘与入口端盖8的环形内壁接触的部位设置密封垫。

制冷剂挡板12竖直设置，制冷剂挡板12的上下两端具有由分配板10弧形边缘向外延伸的弧度；制冷剂挡板上下两端的形状也与入口端盖8的环形内壁的形状适配，与分配板10 -超嵌入并固定在入口端盖8的环形内壁中，分配管11等距均布并充满制冷剂挡板12所围的分配板板面空间，这样，在储液空间中的制冷剂能够均匀地进入各个分配管，不会产生分液不均的现象。

储液空间与蒸发器的进液口9和分配管11分别相连通。

分配管11为铜管，长度在30～50mm左右，分配管11与换热管6数量相等且位置关系一一对应，分配管11的一端连通储液空间，另一端一一对应地插入各根换热管6中，分配管11与换热管6一一对应地同轴设置，分配管11的外径小于换热管6的内径且在插入换热管6的这一端具有向内收缩的锥度，以方便分配管11与换热管6的插接。

壳体3的外壁引出与壳体3内部相连通的进水管2和出水管4，进水管2和出水管4端部设置连接法兰，用于连接水管；进水管2和出水管4位于壳体3的同一侧，并且垂直于壳体3的长度方向，进水管2、出水管4及壳体均呈圆柱状，进水管2及出水管4位于壳体3同一侧的上端且与壳体相切设置。

冷冻水从进水管2进入壳体3内部，并充满壳体3内部除了换热管6以外的空间，制冷剂从进液口9进入分配器7，在由制冷剂挡板12、分配板10和入口端盖8的内侧构成的储液空间内进行局部扩散，再通过分配板10均匀分配至各根分配管11，由分配管11进入各根换热管6中，冷冻水和制冷剂在壳体3内进行热交换，之后冷冻水从出水管4流出，制冷剂从出口端盖的出口处排出。整个热交换过程制冷剂的分液均匀，充分发挥了每根换热管的传热效率。

4结语

该蒸发器充分发挥了每根换热管的传热功能，有效地提高了蒸发器的传热性能和换热管的利用率，提高了机组的能效比。

参考文献：

[1] 中央空调自控系统设计（精） 作者:霍小平 中国电力出版社 (2004-7-1)

[2]  制冷空调节能技术 作者:张建一机 械工业出版社 第1版 (2011年10月1日)