[发明专利]工业制冷装置用热虹吸式重沸器

说明书

技术领域

本发明一种工业制冷装置用低温换热器，具体地说是一种工业制冷装置用低温换热的新型干式蒸发器和卧式气液分离器组合的热虹吸式重沸器。

背景技术

在工业制冷领域中，常需要取得较低温度的载冷剂，一般传统壳管式换热器其换热效率比较低，为提高换热器在低温换热时的效率，现国内广为流行和使用一种热虹吸式重沸器，其由两部分组成，上部为卧式气液分离器，下部为干式蒸发器（属于重力型再循环蒸发器）。节流后的制冷剂液体进入气液分离器经气液分离后，分离器底部的制冷剂液体流入蒸发器。制冷剂进入蒸发器管程吸热后，部分气化使蒸发器进出口制冷剂产生密度差（位能差）而持续产生的动力，使制冷剂在管程的质量流率提高，强化传热。这种由于相变引起密度改变的自循环现象就是热虹吸。但这种热虹吸式重沸器也存在缺点，蒸发器入口管箱底部与上部气液分离器液位存在高度差，使得入口底部的制冷剂液体压力高于分离器内压力，高度差产生的静压力作用，即入口制冷剂状态为过冷状态，此时制冷剂进入换热管后的换热过程为：过冷液体先换热至饱和液体后去除显热，再进行管内沸腾潜热。经传热分析研究后发现，制冷剂在换热管内的显热换热长度所占总换热管换热长度比较大。由此产生的影响是：一方面使换热管沸腾有效换热长度降低，削弱了传热效率；另一方面，由于显热的存在，纯液态制冷剂在换热管内所占体积较大，蒸发器制冷剂充注量增加。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述缺陷，提供一种强化低温热虹吸式重沸器换热效率，减少制冷剂充注量，提高制冷系统能效，节约设备材料和能源的工业制冷装置用热虹吸式重沸器。

为实现上述目的，本发明设计的工业制冷装置用热虹吸式重沸器，包括气液分离器、位于气液分离器下方的干式蒸发器，所述气液分离器的上部连接有与压缩机吸气口相连接的吸气管，其特别之处在于：所述干式蒸发器的入口处设有入口管箱，干式蒸发器的出口处设有出口管箱，所述入口管箱内设有换热盘管，所述换热盘管的一端为制冷剂液体入口，另一端连接有膨胀供液节流单元，所述膨胀供液节流单元与所述气液分离器的入口端连接，所述气液分离器的出液口通过出液管与所述入口管箱连通，所述出口管箱连接有回气管，所述回气管通入气液分离器的上部空腔中。

上述技术方案中，还包括液位控制节流单元，所述液位控制节流单元的两端分别与气液分离器的上部和下部连接。

上述技术方案中，所述膨胀供液节流单元包括依次连接的过滤器、电磁阀和膨胀阀，所述过滤器与所述换热盘管的另一端连接，所述膨胀阀与所述气液分离器的入口端连接。

本发明在气液分离器进入到干式蒸发器的入口管箱处设置换热盘管，来自系统冷凝器或经济器的制冷剂先经过换热盘管后，再由膨胀供液节流装置单元进入卧式气液分离器，可充分减小制冷剂显热，提高系统制冷剂过冷度，具有以下显著效果：

1、来自系统制冷剂液体进过换热盘管换热后，进入膨胀供液节流装置前的制冷剂过冷度增加，增加节流装置稳定性和提高系统能效；

2、在低温换热时，降低干式蒸发器的换热管内过冷液体所占换热管的有效换热长度，提高干式蒸发器沸腾换热效率；

3、减少制冷剂进入干式蒸发器的换热管内的显热，降低纯液态制冷剂所占换热管内的体积，减小干式蒸发器的充注量。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图中：1、气液分离器；2、膨胀供液节流单元（2.1、过滤器；2.2、电磁阀；2.3、膨胀阀）；3、出液管；4、换热盘管；5、干式蒸发器（5.1、入口管箱；5.2、出口管箱）；6、回气管；7、液位控制节流单元；8、吸气管。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

如图1所示的工业制冷装置用热虹吸式重沸器，包括气液分离器1、位于气液分离器1下方的干式蒸发器5，还包括液位控制节流单元7，液位控制节流单元7的两端分别与气液分离器1的上部和下部连接。气液分离器1的上部连接有与压缩机吸气口相连接的吸气管8，干式蒸发器5的入口处设有入口管箱5.1，干式蒸发器5的出口处设有出口管箱5.2，入口管箱5.1内设有换热盘管4，换热盘管4的一端为制冷剂液体入口，另一端连接有膨胀供液节流单元2，膨胀供液节流单元2与气液分离器1的入口端连接，气液分离器1的出液口通过出液管3与入口管箱5.1连通，出口管箱5.2连接有回气管6，回气管6通入气液分离器1的上部空腔中。

膨胀供液节流单元2包括依次连接的过滤器2.1、电磁阀2.2和膨胀阀2.3，过滤器2.1与换热盘管4的另一端连接，膨胀阀2.3与气液分离器1的入口端连接。