[发明专利]一种改善制冷剂供液分配的干式管壳式换热器

说明书

本发明公开了一种改善制冷剂供液分配的干式管壳式换热器，壳体在制冷剂进口一端设置有制冷剂分配箱，通过对气液两相态制冷剂分离和重新混合，形成均匀的气液均一混合物作为制冷剂供液，使气液两相态制冷剂均匀分配进入至各换热管；通过设计换热管结构，使各换热管流程总长度及沿程阻力基本相等，形成等阻力换热管束，各换热管内阻力损失相等，从而保证制冷剂供液分配均匀；换热器内制冷剂供液分配均匀，从而提高了制冷剂侧传热效率，减少了换热器铜材消耗、减轻了换热器重量，换热器出口的测量温度能够更加有效地反应换热器真实过热度。

技术领域

本发明涉及干式管壳式换热器。

背景技术

干式蒸发器，是由毛细管、孔板、热力膨胀阀或电子膨胀阀直接控制气液两相态制冷剂进入蒸发器的管程，制冷剂液体在管内完全转变为气体，而被冷却(加热)的介质 则在管外的壳程中流动。壳程装有扰流板，用来改变流体流向，常在干式蒸发器中用于 设计壳程介质流道，既可以提高传热效果，还起到支撑管束的作用，根据介质性质和流 量以及换热器大小确定扰流板的数量。

常规干式蒸发器一般采用圆形壳体(无缝钢管、直缝焊管或螺旋焊管等)，故其管箱、管板、密封垫、扰流板均为圆形。结合附图1～3所示，其管程：

1、供给腔为圆形管箱，由于供液分配腔最高点与最低点的高度差△h较大，所以腔内液柱静压差△p较大，进入腔内的气液两相态制冷剂(气态制冷剂密度低，向上分离； 液态制冷剂密度高，向下分离)由于腔内存在较大的液柱静压差△p，故气液分层现象 加剧，导致供液分配不均，上部换热管分配的多为气态制冷剂，分配的制冷剂比例少而 换热面积大，造成了换热面积的浪费；下部换热管分配的多为液态制冷剂，分配的制冷 剂比例多而换热面积小，造成换热面积的不足，制冷剂蒸发不完全，最终导致压缩机吸 气带液。

2、如附图1中的局部E所示，采用顺排弯头或弯管的U形弯部，从壳体圆心向壳 体内径方向，由于弯头或弯管的弯曲半径逐渐增大，其半圆周长也逐渐增大，周长增大 比例为弯曲半径增大的π倍，导致不同弯曲半径的换热管流程长度不一致，产生的局部 阻力损失也不一致。由于局部阻力损失为沿程阻力损失的五倍，换热管内阻力损失的不 一致加剧了供液分配不均的现象。

以上是常规干式管壳式换热器不能克服的固有结构缺陷。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种干式管壳式换热器，改善制冷剂供液分配，使制冷剂侧供液分配更加均匀。

技术方案：一种改善制冷剂供液分配的干式管壳式换热器，包括壳体、若干换热管， 壳体在制冷剂进口一端设置有制冷剂分配箱，制冷剂分配箱的箱体中设置有隔板A、隔板B将内部横向依次隔设为静压室、分配室、混合室，隔板A上安装有均连通静压室 和分配室的气态分配管、液态分配管，气态分配管位于液态分配管的上方，气态分配管、 液态分配管在处于分配室中的管段上分别开设有若干通孔A、通孔B，通孔A、通孔B 在竖向高度上形成同高区域，隔板B上开设有若干通孔C，制冷剂进口连入静压室，换 热管进口连入混合室。

进一步的，制冷剂分配箱的箱体由外端板、壳体、壳体内的换热管连接板和壳程分隔板构成，制冷剂进口从外端板连入静压室，换热管进口从换热管连接板连入混合室。 即制冷剂分配箱的箱体可单独制作，也可利用换热器的部分已有结构形成。

进一步的，气态分配管、液态分配管为L形管，其横向管穿设于隔板A安装，其 竖向管为处于分配室中的管段，竖向管上对应开设有若干通孔A或通孔B。

进一步的，气态分配管、液态分配管均设置至少一根，在壳体径向间隔布设，以形成更多的均匀的多束横向气流、多束横向液流。

进一步的，若干通孔A在气态分配管上、若干通孔B在液态分配管上、若干通孔 C在隔板B上，呈正三角间隔开设。

进一步的，通孔A、通孔B、通孔C的孔形为圆形、三角形、方形。