一種用于制冷系統(tǒng)的帶氣液分離器的風(fēng)冷蒸發(fā)器的制造方法
【專利摘要】一種用于制冷系統(tǒng)的帶氣液分離器的蒸發(fā)器，包括前蒸發(fā)器和后蒸發(fā)器，在前蒸發(fā)器和后蒸發(fā)器間設(shè)置有氣液分離器，前蒸發(fā)器出口與氣液分離器的中部入口相連接，氣液分離器的出口分兩路，底部飽和液態(tài)制冷劑出口與后蒸發(fā)器入口相連接，頂部飽和氣態(tài)制冷劑出口經(jīng)由一根均壓管與儲(chǔ)液器中部入口相連接，后蒸發(fā)器的制冷劑出口與儲(chǔ)液器底部入口相連接，儲(chǔ)液器出口與壓縮機(jī)吸氣管相連接；本實(shí)用新型利用對(duì)蒸發(fā)器中部干度較大的制冷劑進(jìn)行氣液分離，將制冷劑蒸氣直接引到蒸發(fā)器出口處的儲(chǔ)液器，將制冷劑液體引到蒸發(fā)器后半部分，有效提高了制冷劑液體與蒸發(fā)器后段管壁接觸的機(jī)會(huì)，提高了蒸發(fā)器后半段的傳熱系數(shù)，從而提升蒸發(fā)器整體的換熱性能。
【專利說明】—種用于制冷系統(tǒng)的帶氣液分離器的風(fēng)冷蒸發(fā)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于制冷【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于制冷系統(tǒng)的帶氣液分離器的風(fēng)冷蒸發(fā)器。

【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)冷蒸發(fā)器是制冷【技術(shù)領(lǐng)域】中非常常見的一種換熱器，下面以其在風(fēng)冷電冰箱中的應(yīng)用為例，闡述本實(shí)用新型的背景和內(nèi)容；而風(fēng)冷蒸發(fā)器在其他制冷裝置中的應(yīng)用，也可以采用本實(shí)用新型進(jìn)行優(yōu)化。
[0003]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力與科技水平的不斷提高，人們對(duì)生活質(zhì)量提出了更高的要求，從而使得電冰箱技術(shù)也在不斷地朝著節(jié)能、環(huán)保和智能化方向發(fā)展。為滿足人們現(xiàn)代化生活方式的需要，中國(guó)家用電冰箱正在向大型化、多功能、多溫區(qū)、多用途的方向發(fā)展。
[0004]風(fēng)冷冰箱以其自動(dòng)除霜、大容量、多功能等諸多優(yōu)點(diǎn)而越來越受消費(fèi)者的青睞。風(fēng)冷冰箱技術(shù)的進(jìn)步與能效標(biāo)準(zhǔn)的提高也促使運(yùn)用新的節(jié)能技術(shù)，提高風(fēng)冷冰箱的制冷效率、降低其耗電量成為行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)。因此，發(fā)展風(fēng)冷冰箱新型節(jié)能技術(shù)，提高風(fēng)冷冰箱節(jié)能與環(huán)保水平，將會(huì)促進(jìn)我國(guó)風(fēng)冷冰箱產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，與此同時(shí)還能帶來積極的社會(huì)效益。
[0005]與傳統(tǒng)直冷冰箱不同，風(fēng)冷冰箱采用強(qiáng)制對(duì)流的方式進(jìn)行熱交換，因而其蒸發(fā)器主要采用翅片管的形式。針對(duì)翅片管換熱器的研究比較多，但針對(duì)風(fēng)冷冰箱特有的窄長(zhǎng)形蒸發(fā)器研究還比較少。整個(gè)冰箱制冷系統(tǒng)性能的提升有賴于各個(gè)部件性能的提高，其中蒸發(fā)器是一個(gè)關(guān)鍵的部件。
[0006]針對(duì)翅片管式風(fēng)冷蒸發(fā)器，國(guó)內(nèi)外相關(guān)的研究大多集中在空氣側(cè)，原因是通常認(rèn)為空氣側(cè)的對(duì)流換熱熱阻是翅片管式蒸發(fā)器傳熱過程的主要熱阻。以上結(jié)論是基于以下假設(shè):即管內(nèi)側(cè)制冷劑液體與管壁充分接觸、換熱良好。然而，在實(shí)際的冰箱蒸發(fā)器中，隨著制冷劑液體在蒸發(fā)器管內(nèi)逐漸蒸發(fā)，蒸發(fā)器后段制冷劑兩相流中液體越來越少，制冷劑液體與管內(nèi)壁接觸的機(jī)會(huì)越來越小，傳熱系數(shù)顯著降低(根據(jù)前人研究的結(jié)果，在干度0.9左右形成霧狀流時(shí)傳熱系數(shù)約降低至前段平均值的1/10以下)，此時(shí)制冷劑側(cè)的熱阻變得不可忽視。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于制冷系統(tǒng)的帶氣液分離器的風(fēng)冷蒸發(fā)器，對(duì)蒸發(fā)器中部干度較高的制冷劑進(jìn)行氣液分離，將制冷劑蒸氣直接引到蒸發(fā)器出口處的儲(chǔ)液器，將制冷劑液體引到蒸發(fā)器后半部分，有效提高了制冷劑液體與蒸發(fā)器后段管壁接觸的機(jī)會(huì)，從而提升蒸發(fā)器整體的換熱性能。為了方便介紹本實(shí)用新型的機(jī)理，將蒸發(fā)器分為了前蒸發(fā)器和后蒸發(fā)器兩段，但其在實(shí)際結(jié)構(gòu)和功能上仍然可以看作是一個(gè)蒸發(fā)器整體。
[0008]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0009]一種用于制冷系統(tǒng)的帶氣液分離器的風(fēng)冷蒸發(fā)器，包括前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103，在所述前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103間設(shè)置有氣液分離器102，所述前蒸發(fā)器101出口與氣液分離器102的中部入口相連接，氣液分離器102的出口分兩路，底部飽和液態(tài)制冷劑出口與后蒸發(fā)器103入口相連接，頂部飽和氣態(tài)制冷劑出口經(jīng)由一根均壓管104與儲(chǔ)液器105中部入口相連接，后蒸發(fā)器103的制冷劑出口與儲(chǔ)液器105底部入口相連接，儲(chǔ)液器105出口與壓縮機(jī)吸氣管106相連接。
[0010]所述氣液分離器102和儲(chǔ)液器105均位于前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103的頂部，在前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103中制冷劑都從上往下流動(dòng)；空氣流由前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103底部吹向頂部，在整體上與前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103形成逆流換熱的形式。
[0011]所述氣液分離器102位于前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103的底部，儲(chǔ)液器105位于前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103的頂部，在前蒸發(fā)器101中制冷劑都從上往下流動(dòng)，在后蒸發(fā)器103中制冷劑從下往上流動(dòng)；空氣流由前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103底部吹向頂部，在整體上與前蒸發(fā)器101形成逆流換熱的形式，與后蒸發(fā)器103形成順流換熱的形式。
[0012]所述均壓管104的作用是平衡氣液分離器102輸出兩路流體的壓降，通過適當(dāng)匹配氣液分離器102飽和氣體輸出壓力，保證氣液分離器102內(nèi)的制冷劑液體可以流入后蒸發(fā)器103內(nèi)蒸發(fā)吸熱。
[0013]相比于現(xiàn)有的風(fēng)冷冰箱蒸發(fā)器，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、通過對(duì)蒸發(fā)器中部?jī)上嘀评鋭┮后w的再分配，降低了蒸發(fā)器后半段制冷劑的平均干度，增大了制冷劑液體與蒸發(fā)器后段管壁接觸的機(jī)會(huì)，提高了蒸發(fā)器后半段的傳熱系數(shù)。
[0015]2、通過中部氣液分離，使蒸發(fā)器的換熱面積得到充分利用，有助于減小蒸發(fā)器管路的總體長(zhǎng)度，從而減小蒸發(fā)器的整體尺寸。
[0016]3、氣液分離器除了具有氣液分離的作用之外，還兼?zhèn)鋬?chǔ)液供液的功能，可以對(duì)制冷劑液體的分配進(jìn)行調(diào)節(jié)，使蒸發(fā)器更好地適應(yīng)冰箱負(fù)荷的變化。
[0017]本實(shí)用新型是一種有效、可行的改善方案，能有效提高風(fēng)冷冰箱蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)，從而提高冰箱的整體性能，促進(jìn)家用電冰箱產(chǎn)品節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一風(fēng)冷蒸發(fā)器循環(huán)流程圖。
[0019]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二風(fēng)冷蒸發(fā)器循環(huán)流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚簡(jiǎn)明，以下結(jié)合附圖及兩種實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0021]實(shí)施例一
[0022]如圖1所示，本實(shí)施例一種用于制冷系統(tǒng)的帶氣液分離器的風(fēng)冷蒸發(fā)器，包括前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103，其特征在于:在所述前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103間設(shè)置有氣液分離器102，所述前蒸發(fā)器101出口與氣液分離器102的中部入口相連接，氣液分離器102的出口分兩路，底部飽和液態(tài)制冷劑出口與后蒸發(fā)器103入口相連接，頂部飽和氣態(tài)制冷劑出口經(jīng)由一根均壓管104與儲(chǔ)液器105中部入口相連接，后蒸發(fā)器103的制冷劑出口與儲(chǔ)液器105底部入口相連接，儲(chǔ)液器105出口與壓縮機(jī)吸氣管106相連接；經(jīng)毛細(xì)管節(jié)流后干度較低的氣液兩相制冷劑進(jìn)入前蒸發(fā)器101中蒸發(fā)吸熱，出前蒸發(fā)器101時(shí)變?yōu)楦啥容^高的兩相制冷劑，并進(jìn)入氣液分離器102中進(jìn)行氣相和液相制冷劑的分離，一路飽和液態(tài)制冷劑從氣液分離器102底部出口流入后蒸發(fā)器103中吸熱蒸發(fā)，另一路飽和氣態(tài)制冷劑從氣液分離器102頂部出口經(jīng)由均壓管104進(jìn)入儲(chǔ)液器105中部入口，后蒸發(fā)器103出來的制冷劑以接近飽和的狀態(tài)從底部入口進(jìn)入儲(chǔ)液器105，所述儲(chǔ)液器105中兩股來流混合后，飽和氣體成分進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣管106，若有未蒸發(fā)的制冷劑液體則儲(chǔ)存在儲(chǔ)液器106底部。
[0023]在本實(shí)施例中，所述氣液分離器102和儲(chǔ)液器105都位于前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103的頂端，在前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103中制冷劑都從上往下流動(dòng)；空氣流由前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103底部吹向頂部，在整體上與前后兩部分蒸發(fā)器都形成逆流換熱的形式。
[0024]實(shí)施例二
[0025]如圖2所示，本實(shí)施例和實(shí)施例一的不同之處在于:所述氣液分離器102位于前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103的底部，儲(chǔ)液器105位于前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103的頂部，在前蒸發(fā)器101中制冷劑都從上往下流動(dòng)，在后蒸發(fā)器103中制冷劑從下往上流動(dòng)；空氣流由前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103底部吹向頂部，在整體上與前蒸發(fā)器101形成逆流換熱的形式，與后蒸發(fā)器103形成順流換熱的形式。
[0026]如圖1和圖2中的旋轉(zhuǎn)標(biāo)志所示，所述前蒸發(fā)器101和后蒸發(fā)器103在實(shí)際產(chǎn)品中采用兩層平行疊放布置，并通過兩側(cè)的固定板限定管子之間的縱向和橫向間距，這一點(diǎn)與現(xiàn)有常見的風(fēng)冷冰箱蒸發(fā)器保持一致，方便加工；圖中未畫出管子上翅片的形式及分布情況。
[0027]需要說明的是:前后兩段蒸發(fā)器管長(zhǎng)的配比即氣液分離器設(shè)置的位置需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行最優(yōu)的設(shè)計(jì)，并不限定于I比I的比例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制冷系統(tǒng)的帶氣液分離器的風(fēng)冷蒸發(fā)器，其特征在于:包括前蒸發(fā)器(101)和后蒸發(fā)器(103)，在所述前蒸發(fā)器(101)和后蒸發(fā)器(103)間設(shè)置有氣液分離器(102)，所述前蒸發(fā)器(101)出口與氣液分離器(102)的中部入口相連接，氣液分離器(102)的出口分兩路，底部飽和液態(tài)制冷劑出口與后蒸發(fā)器(103)入口相連接，頂部飽和氣態(tài)制冷劑出口經(jīng)由一根均壓管(104)與儲(chǔ)液器(105)中部入口相連接，后蒸發(fā)器(103)的制冷劑出口與儲(chǔ)液器(105)底部入口相連接，儲(chǔ)液器(105)出口與壓縮機(jī)吸氣管(106)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制冷系統(tǒng)的帶氣液分離器的風(fēng)冷蒸發(fā)器，其特征在于:所述氣液分離器(102)和儲(chǔ)液器(105)均位于前蒸發(fā)器(101)和后蒸發(fā)器(103)的頂部，在前蒸發(fā)器(101)和后蒸發(fā)器(103)中制冷劑都從上往下流動(dòng)；空氣流由前蒸發(fā)器(101)和后蒸發(fā)器(103)底部吹向頂部，在整體上與前蒸發(fā)器(101)和后蒸發(fā)器(103)形成逆流換熱的形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制冷系統(tǒng)的帶氣液分離器的風(fēng)冷蒸發(fā)器，其特征在于:所述氣液分離器(102)位于前蒸發(fā)器(101)和后蒸發(fā)器(103)的底部，儲(chǔ)液器(105)位于前蒸發(fā)器(101)和后蒸發(fā)器(103)的頂部，在前蒸發(fā)器(101)中制冷劑都從上往下流動(dòng)，在后蒸發(fā)器(103)中制冷劑從下往上流動(dòng)；空氣流由前蒸發(fā)器(101)和后蒸發(fā)器(103)底部吹向頂部，在整體上與前蒸發(fā)器(101)形成逆流換熱的形式，與后蒸發(fā)器(103)形成順流換熱的形式。
【文檔編號(hào)】F25B39/02GK204084960SQ201420541869
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】魚劍琳, 呂小龍, 晏剛, 劉小琴 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)