[发明专利]热交换器

说明书

一种热交换器(1)，包括外壳(10)、制冷剂分配器(20)、管束(30)以及第一挡板(60)。外壳(10)具有供至少带有液体制冷剂的制冷剂流过的制冷剂入口(11a)和外壳制冷剂蒸汽出口(12a)。外壳(10)的纵向中心轴线(C)大致平行于水平面(P)延伸。制冷剂分配器(20)与制冷剂入口(11a)流体连通，并且配置在外壳(10)内。制冷剂分配器(20)具有对液体制冷剂进行分配的至少一个液体制冷剂分配开口(23)。管束(30)在外壳(10)的内部配置在制冷剂分配器(20)的下方。第一挡板从外壳(10)的第一横向侧(LS)延伸。第一挡板(60)以外壳(10)的整体高度的5％至40％的距离垂直地配置在外壳(10)的底部边缘的上方，并且以不超过外壳(10)的宽度的20％的距离从第一横向侧(LS)横向向内延伸。

技术领域

本发明总体上涉及一种适用于蒸汽压缩系统的热交换器。更具体地，本发明涉及一种热交换器，上述热交换器包括至少一个挡板，上述挡板布置成限制蒸汽流动、降低局部蒸汽速度、隔离液体泄漏和/或捕获液体。

背景技术

蒸汽压缩制冷已经是用于进行大型建筑等的空气调节的最常用的方法。传统的蒸汽压缩制冷系统典型地设有蒸发器，该蒸发器是允许制冷剂在从穿过该蒸发器的待冷却的液体中吸收热量的同时从液体蒸发为蒸汽的热交换器。一种类型的蒸发器包括管束，该管束具有多个水平延伸的热传递管，待冷却的液体通过这些水平延伸的热传递管进行循环，并且上述管束容纳在圆筒形外壳内部。存在用于使制冷剂在此种类型的蒸发器中蒸发的若干已知方法。在满液式蒸发器中，外壳充满液体制冷剂并且热传递管浸在液体制冷剂的池中，以使得液体制冷剂沸腾和/或蒸发为蒸汽。在降膜式蒸发器中，液体制冷剂从上方沉积到热传递管的外表面上，以使得液体制冷剂的层或薄膜沿着热传递管的外表面形成。来自热传递管的壁的热量经由对流和/或传导通过液体膜传递至蒸汽-液体界面，在上述蒸汽-液体界面处，一部分液体制冷剂蒸发，由此热量被从在热传递管内部流动的水去除。没有蒸发的液体制冷剂在重力的作用下从位于上方位置的热传递管垂直地朝向位于下方位置的热传递管下降。还存在混合降膜式蒸发器，其中，液体制冷剂沉积在管束中的一些热传递管的外表面上，而管束中的其他热传递管被浸没到已收集在外壳的底部处的液体制冷剂中。

虽然满液式蒸发器具有较高的热传递性能，但是满液式蒸发器需要相当大量的制冷剂，因为热传递管浸在液体制冷剂的池中。随着具有低得多的全球变暖潜值的新型且高成本的制冷剂的最新发展(例如R1234ze或R1234yf)，期望减少蒸发器中的制冷剂充料。降膜式蒸发器的主要优点是能在确保良好的热传递性能的同时减少制冷剂充料。因此，降膜式蒸发器具有很大的潜力来替换大型制冷系统中的满液式蒸发器。无论蒸发器的类型如何、例如是满液式、降膜式或混合式，进入蒸发器的制冷剂都被分配到管束中，在该管束处，由于管束中液体的加热而导致制冷剂蒸发。随着制冷剂蒸发，会出现制冷剂蒸汽。

发明内容

已经发现，在一些蒸发器中，蒸汽速度会变得相当高，这就增加了液滴进入压缩机的入口时携带液体的可能性。这可能导致冷却器效率降低，并且增加叶轮叶片腐蚀的可能性。如果使用诸如R1233zd之类的低压制冷剂，则这些问题可能更容易发生，尽管无论使用何种制冷剂，这些问题都可能存在。

因此，本发明的一个目的是提供一种减少或消除送至压缩机的喷雾液滴的蒸发器。

用于减少或消除喷雾液滴的一种技术是除雾器。尽管除雾器是有效的，但是除雾器可能相对昂贵且庞大，在蒸发器中会占据很大的空间。此外，除雾器会导致高压降，这可能会对系统性能系数(COP)产生不利影响。空间需求可能导致外壳尺寸和冷却器尺寸增大。

因此，本发明的另一个目的是提供一种具有一个或多个挡板的蒸发器，以重新分配蒸发器内部的蒸汽流。这种挡板可以迫使流动均衡并降低局部速度。较低的速度允许液滴从流动中沉淀出来。此外，与除雾器相比，这种挡板更便宜并且占用更少的空间。

另一个目的是提供一种挡板，上述挡板用于通过对向上的蒸汽流进行限制来平衡降膜组的顶部附近的蒸汽流。