本發(fā)明屬于高效換熱器節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種既可利用廢水熱能、又可利用空氣能作為熱源的立式分層布液雙流體蒸發(fā)器。

背景技術(shù)：

隨著能源的日益緊張,節(jié)能問(wèn)題成為當(dāng)今全球關(guān)注的焦點(diǎn)，在積極開(kāi)發(fā)新能源的同時(shí),也應(yīng)越來(lái)越重視回收和利用余熱資源,洗浴廢水即是值得注意的一種資源。在生活中，每天都有大量的洗浴廢水產(chǎn)生，排放溫度一般高達(dá)30℃，蘊(yùn)含豐富的熱能，且水質(zhì)相對(duì)于城市污水較為干凈，無(wú)大的懸浮顆粒，是一種優(yōu)良的余熱資源。因此，可利用水源熱泵機(jī)組回收洗浴廢水中的熱能，并通過(guò)熱泵機(jī)組加熱生活熱水，不僅提高了能源利用效率，更為城市生活熱水供應(yīng)提供了新途徑。

但在實(shí)際利用過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)洗浴廢水量少、溫度低等特殊情況，僅僅通過(guò)回收洗浴廢水余熱將無(wú)法滿足生活熱水的溫度需求，因此，必須要有額外的輔助熱源進(jìn)行補(bǔ)熱。在太陽(yáng)能、燃?xì)?、土壤能等眾多熱源形式中，空氣能不受天氣影響，也不受地質(zhì)條件的限制，使用方便而經(jīng)濟(jì)。目前已有采用水源熱泵和空氣源熱泵并聯(lián)進(jìn)行供熱的形式，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操控困難，且初投資費(fèi)用較高，占地面積較大。因此亟待開(kāi)發(fā)安裝簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定高效的新型換熱器，合理、有效地利用洗浴廢水等廢熱資源，實(shí)現(xiàn)為用戶提供連續(xù)穩(wěn)定的熱水供應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N既可以利用廢水熱能、也可以利用空氣能直接作為熱泵低位熱源的立式分層布液雙流體蒸發(fā)器，具備空氣源熱泵和水源熱泵的雙重優(yōu)點(diǎn)，提高熱水供應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)采用的技術(shù)方案是：一種立式分層布液雙流體蒸發(fā)器，包括：殼體、分層布液裝置、換熱管束、風(fēng)機(jī)、擋水板、進(jìn)風(fēng)柵、進(jìn)水口、出水口、制冷劑入口、制冷劑出口、上封頭、上管板、下封頭、下管板；所述殼體焊接在上管板與下管板之間，在殼體下部四周設(shè)置有進(jìn)風(fēng)柵，殼體上部的一側(cè)引出一段風(fēng)管作為出風(fēng)口，該出風(fēng)口內(nèi)設(shè)置有擋水板和風(fēng)機(jī)；在殼體的另一側(cè)上部設(shè)有進(jìn)水口，下部設(shè)有出水口；所述分層布液裝置安裝固定在殼體內(nèi)，各層布液裝置之間通過(guò)固定支架連接，并焊接在下管板上；所述殼體內(nèi)縱向布置有換熱管束，該換熱管束依次穿過(guò)各層布液裝置并被固定于上、下管板的管孔上，所述上封頭、下封頭分別通過(guò)法蘭盤(pán)與殼體固定連接，在下封頭底部設(shè)有制冷劑入口，上封頭頂部設(shè)有制冷劑出口。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)風(fēng)柵的下邊緣高于蒸發(fā)器底部積液高度，所述擋水板由多個(gè)直立的折板制成，出風(fēng)口高度略低于頂層布液裝置的高度。

進(jìn)一步的，所述換熱管束由若干換熱管組成，管內(nèi)為制冷劑，從下封頭制冷劑入口進(jìn)入，從上封頭制冷劑出口流出；管外為高溫流體，從殼體上部進(jìn)水口流入，依次經(jīng)過(guò)各層布液裝置之后從下部出水口流出。

進(jìn)一步的，所述分層布液裝置的安裝層數(shù)依據(jù)立式換熱器的高度和管外液膜的流態(tài)而設(shè)定為三層或多層，每層布液裝置由集液盤(pán)和分液盤(pán)組成，為一個(gè)有機(jī)整體，集液盤(pán)位于分液盤(pán)的上方。

更進(jìn)一步的，所述分液盤(pán)上均勻分布有布膜孔，在布膜孔下方安裝帶有起導(dǎo)流作用的分配環(huán)，分配環(huán)高度不小于8cm，與布膜孔的口徑相同且略大于換熱管，并與換熱管形成圓環(huán)空隙作為液體布膜通道。

更進(jìn)一步的，所述集液盤(pán)上均勻分布圓形管孔與篩孔，管孔與換熱管管徑相同，并同下方布膜孔平行對(duì)中布置，篩孔口徑略小于管孔；所述集液盤(pán)具有一定容積，上方無(wú)遮擋，換熱管外的流體可全部落入集液盤(pán)中。

更進(jìn)一步的，所述布膜孔之間交叉分布圓環(huán)形的空氣流道，空氣流道同時(shí)貫穿整個(gè)集液盤(pán)和分液盤(pán)，且高度大于集液盤(pán)內(nèi)的最高液位高度。

作為更進(jìn)一步的，殼體內(nèi)部的頂層布液裝置只設(shè)有分液盤(pán)，且該層分液盤(pán)無(wú)需設(shè)置空氣流道。

工作時(shí)，高溫污水從上部進(jìn)水口流入，在最上層布液裝置中積累一定高度的液位，壓強(qiáng)增大，在重力的作用下沿著布膜孔、分配環(huán)與換熱管間的環(huán)隙均勻分配到換熱管上，流體在換熱管外壁呈薄膜狀流動(dòng)。在布膜效果尚未發(fā)生改變前流體流入下層布液裝置的集液盤(pán)中，然后經(jīng)集液盤(pán)中的篩孔落入下層的分液盤(pán)中，流體重新分配布液，使管外始終保持良好的膜狀流動(dòng)，依次往下經(jīng)過(guò)各層布液裝置，直至落入蒸發(fā)器底部，從出水口排出，完成一次換熱過(guò)程。當(dāng)廢熱源不足時(shí)，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，在風(fēng)壓的作用下，空氣從蒸發(fā)器底部四周的進(jìn)風(fēng)柵吸入，沿著布液裝置的空氣流道向上流動(dòng)，經(jīng)與換熱管束充分換熱后從風(fēng)機(jī)處排出。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，能夠取得如下的技術(shù)效果：一、結(jié)合了空氣源熱泵和水源熱泵的雙重優(yōu)點(diǎn)，可在單空氣源或單水源工況下獨(dú)立運(yùn)行，當(dāng)廢熱不足時(shí)仍能保證熱水供應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；二、分層布液的結(jié)構(gòu)可優(yōu)化換熱管外降膜效果，保證換熱器形成均勻穩(wěn)定的液膜，提高熱質(zhì)傳遞效率，加強(qiáng)蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力；三、蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，節(jié)省初投資；形式開(kāi)放，便于清洗和維護(hù)。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明共有附圖11幅：

圖1為一種立式分層布液雙流體蒸發(fā)器正視圖；

圖2為一種立式分層布液雙流體蒸發(fā)器正視剖面圖；

圖3為一種立式分層布液雙流體蒸發(fā)器左視圖；

圖4為一種立式分層布液雙流體蒸發(fā)器左視剖面圖；

圖5為一種立式分層布液雙流體蒸發(fā)器后視圖；

圖6為一種立式分層布液雙流體蒸發(fā)器右視圖；

圖7為本發(fā)明最上層布液裝置分液盤(pán)a-a的剖面圖；

圖8為本發(fā)明分層布液裝置集液盤(pán)b-b的剖面圖；

圖9為本發(fā)明分層布液裝置分液盤(pán)c-c的剖面圖；

圖10為圖2中分層布液裝置d處局部放大示意圖；

圖11為本發(fā)明分層布液裝置的安裝示意圖；

圖中：1殼體；2分層布液裝置；2-1集液盤(pán)；2-1-1篩孔；2-1-2管孔；2-2分液盤(pán)；2-2-1布膜孔；2-2-2分配環(huán)；2-2-3空氣流道；2-3固定支架；3換熱管束；4風(fēng)機(jī)；5擋水板；6進(jìn)風(fēng)柵；7進(jìn)水口；8出水口；9制冷劑入口；10制冷劑出口；11上封頭；12上管板；13下封頭；14下管板；15法蘭盤(pán)。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

參照附圖，一種立式分層布液雙流體蒸發(fā)器，包括殼體1；分層布液裝置2；換熱管束3；風(fēng)機(jī)4；擋水板5；進(jìn)風(fēng)柵6；進(jìn)水口7；出水口8；制冷劑入口9；制冷劑出口10；上封頭11；上管板12；下封頭13；下管板14；法蘭盤(pán)15。

殼體1為圓柱形，焊接在上下兩個(gè)管板之間，殼體下部四周設(shè)置進(jìn)風(fēng)柵6，進(jìn)風(fēng)柵6的下邊緣高于蒸發(fā)器底部液位高度，防止液體溢出；在殼體上部一側(cè)引出一段風(fēng)管作為出風(fēng)口，高度略低于頂層布液裝置的高度，出風(fēng)口內(nèi)設(shè)置擋水板5和風(fēng)機(jī)4。所述擋水板5是由多個(gè)直立的折板制成，防止蒸發(fā)容器內(nèi)懸浮的水滴被帶出，同時(shí)也使出口空氣流速更加均勻。換熱管束3的上端和下端分別安裝在上管板12和下管板14的管孔上，通過(guò)脹接方式連接。換熱管束3由若干換熱管組成，普通換熱管或其他導(dǎo)熱系數(shù)高的換熱管均可用于本發(fā)明，并不局限于某一管型。上封頭11、下封頭13通過(guò)法蘭盤(pán)15與殼體1固定連接，上、下封頭分別與制冷系統(tǒng)管路相連，內(nèi)走制冷劑，下封頭13下部為制冷劑入口9，相應(yīng)的上封頭11上部為制冷劑出口10。

分層布液裝置2由集液盤(pán)2-1和分液盤(pán)2-2組成，集液盤(pán)2-1位于分液盤(pán)2-2的上方，形狀與殼體1相同，均為圓形。分液盤(pán)上均勻分布布膜孔2-2-1，其口徑略大于換熱管，下方帶有一定高度的分配環(huán)2-2-2，分配環(huán)高度不小于8cm，起導(dǎo)流作用。換熱管依次穿過(guò)各分液盤(pán)上的布膜孔2-2-1和集液盤(pán)上的管孔2-1-2，并被固定在上下管板之間。布膜孔2-2-1之間交叉分布圓環(huán)形的空氣流道2-2-3，空氣流道同時(shí)貫穿整個(gè)集液盤(pán)2-1和分液盤(pán)2-2，且高度大于集液盤(pán)的液位高度，以防周?chē)后w流入影響空氣流動(dòng)。集液盤(pán)2-1上預(yù)留管孔2-1-2與篩孔2-1-1，管孔2-1-2與換熱管管徑相同，并與下方布膜孔2-2-1平行對(duì)中布置，篩孔2-1-1口徑略小于管孔；集液盤(pán)2-1具有一定容積，上方無(wú)遮擋，換熱管外的流體可全部落入集液盤(pán)2-1中。同時(shí)集液盤(pán)2-1上還均勻分布圓形篩孔2-1-1，集液盤(pán)2-1中的液體可通過(guò)篩孔落入下方分液盤(pán)2-2中。布液裝置2分多層固定在蒸發(fā)容器內(nèi)，最上層布液裝置無(wú)需集液，故僅需設(shè)置分液盤(pán)2-2，且該層分液盤(pán)無(wú)需有空氣流道。具體布液層數(shù)視蒸發(fā)器高度和布液情況而定，附圖僅為實(shí)施案例之一。

殼體1上部一側(cè)有進(jìn)水口7，下部同側(cè)有出水口8。熱流體從上部進(jìn)水口7流入，在最上層集液盤(pán)2-1中積累一定高度的液位，壓強(qiáng)增大，在重力的作用下沿著布膜孔2-2-1的環(huán)隙在換熱管外壁呈薄膜狀流動(dòng)，在流型未發(fā)生改變前流入下層布液裝置的集液盤(pán)2-1中，然后經(jīng)集液盤(pán)中的篩孔2-1-1落入下層的分液盤(pán)2-2中，依次向下流動(dòng)，管外始終保持良好的膜狀流動(dòng)，直至落入蒸發(fā)器底部，從出水口8排出，完成換熱過(guò)程。當(dāng)廢熱源不足時(shí)，風(fēng)機(jī)4啟動(dòng)，空氣從蒸發(fā)器底部四周的進(jìn)風(fēng)柵6吸入，與換熱管束3充分換熱，沿著布液裝置的空氣流道2-2-3最終從風(fēng)機(jī)出口處排出。

上述實(shí)施方式只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，并不能以此限制分發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。