立式换热器用布液器、立式换热器及空调器的制作方法

1.本实用新型涉及空调器技术领域，尤其是涉及一种立式换热器用布液器、立式换热器以及设置有该立式换热器的空调器。


背景技术：

2.除了压缩机性能的优劣很大程度影响机组能效之外，作为空调系统中四大部件之二中的蒸发器和冷凝器效能也极大地影响机组性能。对于广泛使用在模块机、户式机等小冷量机型上换热器，由于机组尺寸、冷媒种类、换热管尺寸等因素的限制，常使用干式换热器作为该类型机组的换热器。虽在成本、安装尺寸等方面有较大优势，但随着节能减排政策的深入，其能效偏低的劣势正逐步显现出来。
3.细究下来，冷媒侧管箱分液不均、所用换热管(干蒸管)管外实际换热面积小、水侧存在流动死区等问题是造成干式换热器能效偏低的主要原因。针对上述存在的问题，研究人员结合降膜式换热器薄膜蒸发能效高、管外相变换热所用换热管可针对加工的优点开发了小型卧式降膜式换热器。但因为换热器尺寸限制和现有工艺无法完全加工出所需要的小规格换热管管外结构。
4.同时，基于上述问题，研究人员开发了立式降膜换热器。其采用降膜盘管的结构形式在较小空间内实现了较大换热面积和换热效率，具有较好的前景，是取代现有干式换热器的选择之一。但其也存在以下问题，具体表现在：其一，参见图1，为常规立式降膜换热器，较大流速的气态冷媒易对液态冷媒造成较大扰动，导致布液不均，引起换热管表面干斑，换热面积利用不充分；其二，换热管以盘管形式存在，由于气流冲击、振动等原因，盘管表面布膜不均匀，换热效果差。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种立式换热器用布液器、立式换热器及空调器，解决了现有技术中现有的立式换热器，存在螺旋盘管上布膜的效果相对较差，影响换热效率的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
7.本实用新型提供的一种立式换热器用布液器，包括均流结构，其设置于所述立式换热器的螺旋盘管上相邻的两圈管之间，其中，所述均流结构上设置有均流孔，所述均流结构能承接与所述均流结构相邻的上层的管滴落的冷媒且汇集在所述均流结构的冷媒能通过所述均流孔流向所述均流结构相邻的下层的管上。
8.进一步地，所述均流结构沿所述立式换热器的高度方向分布且相邻的两个所述均流结构设置所述螺旋盘管的一圈管，每相邻的两个所述均流结构依次相连接以形成螺旋状流道。
9.进一步地，所述螺旋状流道的上端和下端分别设置有连接板，所述连接板与所述
螺旋盘管固定连接。
10.进一步地，所述均流孔沿所述均流结构的周向方向均匀间隔分布，且沿圆周方向相邻的两个所述均流孔之间的夹角范围为5
°
～30
°
。
11.进一步地，所述均流孔为圆孔，所述均流孔的孔径范围为1mm～6mm；或者，所述均流孔为矩形孔且所述均流孔的长边顺着所述均流结构的长度延伸方向，所述均流孔的宽度范围为1mm～4mm，所述均流孔的长度与宽度之比不小于3。
12.进一步地，所述均流结构包括底板和侧板，所述底板的两侧设置与所述底板相连接的所述侧板，所述底板位于对应的所述上层管的正下方，所述底板上设置所述均流孔，所述底板以及两个所述侧板围成有流道。
13.进一步地，所述侧板从与所述底板相连接的一侧至远离所述底板的一侧，所述侧板向远离另一所述侧板的方向倾斜，且所述底板与所述侧板之间的夹角范围为90
°
～150
°
。
14.进一步地，所述均流结构的高度范围为10mm～30mm；所述均流结构的底面宽度大于所述螺旋盘管的外径且所述均流结构的底面宽度与所述盘管外径之差为10mm～40mm。
15.本实用新型提供一种立式换热器，包括螺旋盘管，且所述立式换热器内的降膜区设有所述的立式换热器用布液器。
16.进一步地，所述立式换热器包括壳体、设置在所述壳体内的导气管以及气液分离结构，所述壳体内形成布液区，所述布液区设有所述气液分离结构，所述气液分离结构形成在所述导气管上以及形成在所述导气管的内部。
17.进一步地，所述气液分离结构包括导气孔和挡液管，所述导气管位于所述布液区的区段上分布所述导气孔，所述挡液管设置在所述导气管内且所述挡液管的外侧壁与所述导气管的内侧壁之间存在间距，所述挡液管与所述壳体上排气口相连通。
18.进一步地，所述导气管上所有所述导气孔的面积和为所述立式换热器冷媒进口的横截面积的3～8倍。
19.进一步地，所述导气孔沿所述导气管的周向均匀间隔分布，沿平行于所述导气管的轴向方向间隔分布多圈所述导气孔。
20.进一步地，所述导气孔的直径范围为2mm～8mm；沿平行与所述导气管的轴向方向相邻的两个所述导气孔的间距范围为12mm～20mm。
21.进一步地，所述导气管上位于最下方的所述导气孔与所述挡液管底端的间距范围为80mm～300mm。
22.进一步地，所述挡液管与所述导气管的轴线共线；所述挡液管的外侧壁与所述导气管的内侧壁之间存在间距范围为20mm～100mm。
23.进一步地，所述壳体内设置均液板，所述均液板的上方为所述布液区，所述导气管上位于最下方的所述导气孔与所述均液板上板面的间距范围不小于15mm。
24.进一步地，所述挡液管的底部设置过滤结构，所述过滤结构用以过滤液态冷媒。
25.进一步地，所述降膜区内设置所述气液分离结构。
26.本实用新型提供一种空调器，包括所述的立式换热器。
27.本实用新型提供了一种立式换热器用布液器，包括均流结构，其设置于立式换热器的螺旋盘管上相邻的两圈管之间，其中，均流结构上设置均流孔，均流结构能承接与均流结构相邻的上层的管滴落的冷媒，且汇集在均流结构的冷媒能通过均流孔流向均流结构相
邻的下层的管上，通过均流结构实现二次均液，能够尽量减小气流切向力作用，可大幅提升盘管表面布膜，提高布膜的均匀性，进而提升盘管整体蒸发换热效果。
28.本实用新型优选技术方案至少还可以产生如下技术效果：
29.立式换热器包括气液分离结构，壳体内形成布液区，布液区设有气液分离结构，气液分离结构形成在导气管上以及形成在导气管的内部，通过气液分离结构，对进入壳体内的冷媒先进行气液分离，分离出的气体冷媒通过排气口排出，能大幅减弱气态冷媒对液态冷媒的冲击影响，利于布液均匀，提升换热管表面的布液效果，进而提升换热效果。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是现有技术中立式换热器的内部结构示意图；
32.图2是本实用新型实施例提供的立式换热器的内部结构示意图；
33.图3是本实用新型实施例提供的立式换热器的剖视示意图；
34.图4是本实用新型实施例提供的螺旋状流道的结构示意图；
35.图5是本实用新型实施例提供的螺旋状流道的剖视示意图；
36.图6是图5中a处的局部放大图；
37.图7是本实用新型实施例提供的气液分离器的剖视示意图；
38.图8是本实用新型实施例提供的螺旋状流道的主视示意图；
39.图9是本实用新型实施例提供的螺旋状流道的另一主视示意图。
40.图中1-螺旋盘管；2-均流孔；3-螺旋状流道；4-连接板；5-底板；6-侧板；7-壳体；8-导气管；9-布液区；10-降膜区；11-导气孔；12-挡液管；13-排气口；14-冷媒进口；15-均液板；16-过滤结构；17-满液区。
具体实施方式
41.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
42.本实用新型提供了一种立式换热器用布液器，包括均流结构，其设置于立式换热器的螺旋盘管1上相邻的两圈管之间，其中，均流结构上设置有均流孔2，均流结构能承接与均流结构相邻的上层的管滴落的冷媒且汇集在均流结构的冷媒能通过均流孔2流向与均流结构相邻的下层的管上，通过均流结构实现二次均液，能够尽量减小气流切向力作用，可大幅提升盘管表面布膜，提高布膜的均匀性，进而提升盘管整体蒸发换热效果。
43.作为可选地实施方式，均流结构沿立式换热器的高度方向分布且依次设置在螺旋盘管1相邻的两圈管之间，相邻的两个均流结构设置螺旋盘管1的一圈管，每相邻的两个均流结构依次相连接以形成螺旋状流道3。参见图2和图3，示意出了示意出了螺旋状流道3装
配在螺旋盘管1上；参见图4，示意出了螺旋状流道3，在降膜区10，螺旋盘管1的每圈管的下方均对应有均流结构，可大幅提升盘管表面布膜，提高布膜的均匀性。
44.作为可选地实施方式，均流孔2沿均流结构的周向方向均匀间隔分布。均流孔2为圆孔，均流孔2的孔径范围为1mm～6mm；或者，均流孔2为矩形孔且均流孔2的长边顺着均流结构的长度延伸方向，均流孔2的宽度范围为1mm～4mm，均流孔2的长度与宽度之比不小于3。均流孔2不限于仅是圆孔或矩形孔，也可以是其他形状的孔。关于对均流孔2尺寸的限定，即均流孔2的孔径不宜太大，否者会导致液膜过厚；当然，均流孔2的孔径也不宜过小，导致液膜薄容易引起换热管表面干斑。
45.作为可选地实施方式，均流结构的具体结构如下：参见图5和图,5，均流结构包括底板5和侧板6，底板5的两侧设置与底板5相连接的侧板6，底板5位于对应的上层管的正下方，底板5上设置均流孔2，底板5以及侧板6围成有流道，便于均流结构承接从均流结构相邻的上层管滴落的冷媒。
46.作为可选地实施方式，侧板6从与底板5相连接的一侧至远离底板5的一侧，侧板6向远离另一侧板6的方向倾斜，保证螺旋盘管1上滴落的冷媒能够被螺旋状流道3承接，减小液体飞溅影响，具体地，底板5与侧板6之间的夹角θ1范围可以为90
°
～150
°
。
47.作为可选地实施方式，均流结构的高度范围为10mm～30mm；均流结构的底面宽度大于螺旋盘管1的外径且均流结构的底面宽度与盘管外径之差为10mm～40mm，实现在便于加工成型基础上保证冷媒液体不溢出。
48.一种立式换热器，包括螺旋盘管1，且立式换热器内的降膜区10设有立式换热器用布液器。由于立式换热器内的满液区17内承载液态冷媒，因此，不需要在满液区17内设置与螺旋盘管1相配合的均流结构。
49.作为可选地实施方式，立式换热器包括壳体7、设置在壳体7内的导气管8以及气液分离结构，壳体7内形成布液区9，布液区9设有气液分离结构，气液分离结构形成在导气管8上以及形成在导气管8的内部。通过气液分离结构，对进入壳体7内的冷媒先进行气液分离，能大幅减弱气态冷媒对液态冷媒的冲击影响，利于布液均匀，提升换热管表面的布液效果，进而提升换热效果。
50.关于气液分离结构，具体如下：气液分离结构包括导气孔11和挡液管12，导气管8位于布液区9的区段上分布导气孔11，挡液管12设置在导气管8内且挡液管12的外侧壁与导气管8的内侧壁之间存在间距，优选挡液管12与导气管8的轴线共线，挡液管12与壳体7上排气口13相连通。当立式换热器用作蒸发器时，从水平插入壳体上部的进液管进入壳体内的待蒸发的气液两相冷媒沿着壳体7内壁运动，在重力和离心力的双重作用下，气液两相冷媒分离，较大液滴沉至均液板15，并从其均液孔流至螺旋盘管1表面，剩下的气体则携带小液滴通过导气管8上部的导气孔11，通过导气孔11后与挡液管12碰撞可实现进一步的气液分离，分离出的气态冷媒通过挡液管12的底部进入挡液管12内，并通过排气孔13排出，冷媒在与螺旋盘管1换热前，提前进行了气态冷媒和液态冷媒的分离，减弱气态冷媒对液态冷媒的冲击影响。
51.作为可选地实施方式，导气管8上所有导气孔11的面积和大于立式换热器冷媒进口14的横截面积，以用于降低冷媒流速，导气管8上所有导气孔11的面积和可以为立式换热器冷媒进口14的横截面积的3～8倍。
52.作为可选地实施方式，导气孔11沿导气管8的周向均匀间隔分布，沿平行于导气管8的轴向方向间隔分布多圈导气孔11。导气管8上位于最下方的导气孔11与挡液管12底端存在间距，实现携带有小液滴的气体冷媒通过导气孔11后碰撞到挡液管12，实现进一步的气液分离，可以设置导气管8上位于最下方的导气孔11与挡液管12底端的间距h4范围为80mm～300mm。
53.作为可选地实施方式，壳体7内设置均液板15，均液板15的上方为布液区9，导气管8上位于最下方的导气孔11与均液板15上板面之间存在间距，避免均液板15上的液体冷媒通过导气孔11流入导气管8内，设置导气管8上位于最下方的导气孔11与均液板15上板面之间的间距h3范围不小于15mm。
54.作为可选地实施方式，挡液管12的底部设置过滤结构16，过滤结构16用以过滤液态冷媒。过滤结构16进一步对携带小液滴的冷媒进行过滤，而被分离出来的液态冷媒通过重力作用滴落到满液区17，从而提高了换热性能和气液分离效率。
55.另外，要说明的是，降膜区10内也可以设置气液分离结构。即导气管8位于布液区9的区域上分布导气孔11，
56.实施例1：
57.本实用新型提供了一种立式换热器用布液器，包括均流结构，其中，立式换热器的螺旋盘管1相邻的两圈管之间设置均流结构，均流结构上设置均流孔2，均流结构能承接从均流结构相邻的上层管滴落的冷媒且汇集在均流结构的冷媒能通过均流孔2流向均流结构相邻的下层管。均流结构沿立式换热器的高度方向分布且依次设置在螺旋盘管1相邻的两圈管之间，相邻的两个均流结构相连接以使得所有均流结构形成螺旋状流道3。参见图2和图3，示意出了螺旋状流道3装配在螺旋盘管1上；参见图4，示意出了螺旋状流道3。
58.螺旋状流道3的上端和下端分别设置连接板4，连接板4与螺旋盘管1固定连接。参见图4，示意出了连接板4，连接板4焊接在螺旋盘管1，以实现螺旋状流道3固定在螺旋盘管1上。
59.参见图4和图8，均流孔2沿均流结构的周向方向均匀间隔分布，且沿圆周方向相邻的两个均流孔2之间的夹角θ2范围为5
°
～30
°
，优选为15
°
，其中，夹角θ2为相邻两个均流孔2中心的夹角。参见图8，均流孔2为圆孔，均流孔2的孔径φ1范围为1mm～6mm，优选为3mm；或者，参见图9，均流孔2为矩形孔且均流孔2的长边顺着均流结构的长度延伸方向，均流孔2的宽度l3范围为1mm～4mm，优选为1.5mm，均流孔2的长度与宽度之比不小于3，均流孔2的长度l2优选为10mm。
60.参见图6，均流结构包括底板5和侧板6，底板5的两侧设置与底板5相连接的侧板6，底板5位于对应的上层管的正下方，底板5上设置均流孔2，底板5以及两个侧板6围成有流道。侧板6从与底板5相连接的一侧至远离底板5的一侧，侧板6向远离另一侧板6的方向倾斜，且底板5与侧板6之间的夹角θ1范围为90
°
～150
°
。参见图6，均流结构的高度h1范围为10mm～30mm，优选为15mm；均流结构的底面宽度l1大于螺旋盘管1的外径且均流结构的底面宽度与盘管外径之差为10mm～40mm。
61.实施例2：
62.一种立式换热器，包括实施例1描述的立式换热器用布液器，且立式换热器内的降膜区10设有立式换热器用布液器。参见图1，示意出了立式换热器包括壳体7、设置在壳体7
内的导气管8以及螺旋盘管1等结构，布液器与螺旋盘管1相配合。
63.实施例3：
64.与实施例2不同的是，立式换热器还包括气液分离结构，气液分离结构包括导气孔11和挡液管12，导气管8位于布液区9的区域上分布导气孔11，挡液管12设置在导气管8内且挡液管12的外侧壁与导气管8的内侧壁之间存在间距，挡液管12与壳体7上排气口13相连通。
65.导气管8上所有导气孔11的面积和为立式换热器冷媒进口14的横截面积的3～8倍，优选为5倍作用；导气孔11沿导气管8的周向均匀间隔分布，沿平行于导气管8的轴向方向间隔分布多圈导气孔11；导气孔11的直径φ2范围为2mm～8mm，优选为5mm；沿平行与导气管8的轴向方向相邻的两个导气孔11的间距h2范围为12mm～20mm，优选为15mm，参见图7，h2为相邻两个导气孔11中心轴线的间距；导气管8上位于最下方的导气孔11与挡液管12底端的间距h4范围为80mm～300mm，优选为150mm，参见图7，h4为最下方导气孔11的底部与挡液管12底端的间距；挡液管12与导气管8的轴线共线，挡液管12的外侧壁与导气管8的内侧壁之间存在间距l4范围为20mm～100mm,优选为50mm；参见图3，壳体7内设置均液板15，均液板15的上方为布液区9，导气管8上位于最下方的导气孔11与均液板15上板面的间距h3范围不小于15mm，h3最下方导气孔11的底部与均液板15上板面的间距。
66.另外，挡液管12的底部设置过滤结构16，过滤结构16用以过滤液态冷媒，过滤结构16进一步对携带小液滴的冷媒进行过滤，而被分离出来的液态冷媒通过重力作用滴落到满液区17，从而提高了换热性能和气液分离效率。
67.实施例4：
68.一种空调器，包括实施例2或实施例3所描述的立式换热器。
69.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。