[发明专利]满液式蒸发器的设计方法、满液式蒸发器和制冷系统

说明书

本发明涉及满液式蒸发器的设计方法、满液式蒸发器和制冷系统。该设计方法包括：获取满液式蒸发器内的冷媒与润滑油的混合液沿竖直方向分布的多个混合液层的每一个的含油量；基于含油量，将满液式蒸发器内的混合液分为高含油区和低含油区；在高含油区布置具有第一换热效率的第一换热管，并且在低含油区布置具有第二换热效率的第二换热管，其中，第二换热效率高于第一换热效率。该方法既能发挥具有更高换热效率的第二换热管的优势，提高蒸发温度，进而提升整个蒸发器的换热性能，又可以减小蒸发器的设计尺寸，同时还能一定程度上降低换热管外侧阻力，降低能耗，节约成本。

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，更具体地涉及满液式蒸发器的设计方法、满液式蒸发器和制冷系统。

背景技术

满液式冷水机组通常由压缩机、冷凝器、节流装置和满液式蒸发器等组成，是一种最常用的大型冷水机组，具有能效高、可靠性好等优点，被广泛应用于住宅、商业、医院和轨道交通等场合。

一种现有满液式蒸发器采用齿形相对简单的普通换热管。这种普通换热管受润滑油的影响不大，且管外传热系数或总体换热系数的实际测试结果和理论计算结果的差异相对较小。但是要想获得较高的蒸发温度，就得加大换热管的用量，以获取较大的换热面积，这会造成满液式蒸发器的外形设计尺寸较大。

随着技术的发展和生产制造工艺水平的提高，已经发展出使用高效换热管的满液式蒸发器。高效换热管相比于普通换热管来讲，通过齿结构的变化，大大增加换热管在单位长度上的换热面积，同时提高紊流程度，进而提升换热效率。对于以磁悬浮冷水机组为代表的无油制冷机组来说，采用高效换热管制造满液式蒸发器，可以最大限度地发挥此类高新新型换热管的优势，可获得较高的蒸发温度，从而提升整机的能力能效。然而，此类高效新型换热管齿形比较复杂，如果应用于以螺杆式冷水机组为代表的有油制冷系统中，换热管受润滑油的影响较大，且管外传热系数或总体换热系数的实际测试结果和理论计算结果的差异较大，通常需要根据实测结果对换热管的管外传热系数或总体换热系数进行修正(修正系数＜1)，无法发挥出高换热性能的优势。满液式蒸发器如果全部采用此类高效换热管，受换热管管型的影响，通常会造成换热管水侧(换热管外侧)阻力比较大。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，即为了解决现有技术中满液式蒸发器体积大、换热效率低或换热效率提高但换热管外侧阻力大的问题，本发明提供一种满液式蒸发器的设计方法，所述设计方法包括：

获取所述满液式蒸发器内的冷媒与润滑油的混合液沿竖直方向分布的多个混合液层的每一个的含油量；

基于所述含油量，将所述满液式蒸发器内的混合液分为高含油区和低含油区；

在所述高含油区布置具有第一换热效率的第一换热管，并且在所述低含油区布置具有第二换热效率的第二换热管，其中，所述第二换热效率高于所述第一换热效率。

该设计方法首先获取满液式蒸发器内的冷媒与润滑油的混合液沿竖直方向分布的多个混合液层的每一个的含油量，然后通过比较所有含油量的高低，将满液式蒸发器内的混合液分为高含油区和低含油区。在高含油区布置具有第一换热效率的第一换热管，并且在低含油区布置具有换热效率比第一换热管的换热效率高的第二换热管。换热效率较高的第二换热管相比于换热效率较低的第一换热管，其管型更复杂，因此用在低含油区，避免受润滑油的影响，能有效发挥第二换热管的优势，提高蒸发温度，从而提升整个蒸发器的换热性能，同时也降低整个满液式蒸发器的体积。相反，在高含油区，布置换热效率较低的第一换热管，通过管型相对更简单的第一换热管，降低第一换热管侧的阻力。综上所述，本发明通过设计第一换热管和第二换热管的组合使用，能分别有效发挥第一换热管和第二换热管的优势，在提升整个蒸发器的综合性能的同时，也减小了满液式蒸发器的设计尺寸。

在上述满液式蒸发器的设计方法的优选技术方案中，获取所述满液式蒸发器内的冷媒与润滑油的混合液沿竖直方向分布的多个混合液层的每一个的含油量的步骤包括：