换热器和空调设备的制作方法

1.本公开涉及空调设备技术领域，尤其涉及一种换热器和空调设备。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。
3.水平管降膜蒸发器作为一种新型高效节能设备，以其冷媒充注量小、静液压差小、换热效率高以及回油方便等优点正逐渐地取代满液式蒸发器。不同于满液式蒸发器，降膜蒸发器需要通过布液器，均液板等装置使液态冷媒在换热管外铺展均匀，才能避免干斑的产生保证传热效率。同时，常用的水平管降膜蒸发器置有满液区，在机组运行时蒸发器内保持一定的液位。由于降膜区的存在使得气态冷媒流出换热器的通道截面积大大减小，使得气态冷媒流速增大，因此也容易夹带液体至出口导致吸气带液的问题。
4.这些问题在水平管降膜蒸发器小型化设计后变得更加明显。壳体减小使得气体流道进一步缩减，加上竖直方向距离的缩短削弱了重力势差，增加了吸气带液的风险。液态冷媒流量的减小使得换热管表面更容易产生干斑，布液更加困难。再加上管内载冷剂(一般为水)流速的降低，传热性能会进一步恶化。因此，目前行业内水平壳管蒸发器(包括降膜式与满液式)最低只能做到100rt左右，对于较小冷量的机组并不适用。因此这些机组只能使用能效更低的干式蒸发器或套管换热器。


技术实现要素：

5.经发明人研究发现，相关技术中存在换热能效不高的技术问题。
6.有鉴于此，本公开实施例提供一种换热器和空调设备，能够提高换热能效。
7.本公开的一些实施例提供了一种换热器，包括：
8.立式壳体，其顶部设有冷媒入口，且内部上下分别形成降膜区和满液区；
9.降膜区换热盘管，盘设在降膜区内；
10.满液区换热盘管，盘设在满液区内；以及
11.内筒体，悬设在立式壳体内，其顶端与立式壳体的顶部连接，底端悬空设置在满液区之上；
12.其中，降膜区换热盘管设置在内筒体外，立式壳体的顶部设有与内筒体顶端相通的冷媒出气口，内筒体的底端与降膜区相通。
13.在一些实施例中，内筒体位于立式壳体内的中央，降膜区换热盘管盘设在内筒体外，内筒体底端的高度位置低于降膜区的顶部。
14.在一些实施例中，内筒体底端的高度位置低于降膜区的底部。
15.在一些实施例中，满液区换热盘管盘设在立式壳体内的底部。
16.在一些实施例中，还包括设置在内筒体的u型管，u型管的一端设有与内筒体顶端相通的进气口，另一端被配置为冷媒出气口，u型管的底部形成有进液孔，进液孔位于满液区内。
17.在一些实施例中，内筒体的底部设有排气孔。
18.在一些实施例中，降膜区包括上下设置的上降膜区和下降膜区，降膜区换热盘管包括分别设置在上降膜区和下降膜区的降膜区换热上盘管和降膜区换热下盘管，降膜区换热上盘管的内外层数大于降膜区换热下盘管的内外层数。
19.在一些实施例中，还包括设置在降膜区换热上盘管和降膜区换热下盘管之间的均液盘，均液盘上形成有多个通孔。
20.在一些实施例中，还包括设置在立式壳体内且位于降膜区上方的布液器，冷媒入口通过布液器向降膜区提供冷媒。
21.在一些实施例中，布液器包括上下布置的多层孔板，孔板上均布有多个开孔。
22.在一些实施例中，任意相邻的两个孔板上的开孔在竖直方向上成错位布置。
23.在一些实施例中，还包括设置在立式壳体底部的冷媒出液口，冷媒出液口与满液区相通。
24.本公开的一些实施例提供了一种空调设备，包括前述换热器。
25.因此，基于上述技术方案，本公开的换热器在内部上下分别形成降膜区和满液区，并分别设置降膜区换热盘管和满液区换热盘管，采用降膜蒸发相变换热，换热效率高，而且在换热器内设置内筒体，当作气态冷媒排出通道，使得气体从换热器上方排出，由于重力势差的作用，大大降低了吸气带液现象的出现。
附图说明
26.构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
27.参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
28.图1是根据本公开换热器的一些实施例的剖视结构示意图；
29.图2是根据本公开换热器的一些实施例的立体剖视结构示意图；
30.图3是根据本公开换热器的一些实施例中布液器的结构示意图。
31.附图标记说明
32.1、降膜区换热上盘管；2、降膜区换热下盘管；3、满液区换热盘管；4、布液器；5、均液盘；6、冷媒入口；7、冷媒出气口；8、冷媒出液口；9、降膜区换热盘管；10、u型管；11、内筒体；12、立式壳体；13、上盖板；14、下盖板；15、排气孔；16、进气口；17、进液孔；41、孔板。
具体实施方式
33.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
34.本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素
涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
35.在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与其它器件直接连接而具有居间器件。
36.本公开使用的所有术语与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
37.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
38.如图1～图3所示，本公开的一些实施例提供了一种换热器，包括：立式壳体12、降膜区换热盘管9、满液区换热盘管3以及内筒体11，其中，立式壳体12顶部和底部分别设有上盖板13和下盖板14，上盖板13设有冷媒入口6，立式壳体12内部上下分别形成降膜区a和满液区b；降膜区换热盘管9盘设在降膜区a内；满液区换热盘管3盘设在满液区b内；内筒体11悬设在立式壳体12内，其顶端与上盖板13连接，底端悬空设置在满液区b之上；降膜区换热盘管9设置在内筒体11外，上盖板13设有与内筒体11顶端相通的冷媒出气口7，内筒体11的底端与降膜区a相通。
39.降膜区换热盘管9和满液区换热盘管3由固定在立式壳体12上的管卡固定。降膜区换热盘管9表面冷媒进行降膜蒸发换热，而满液区换热盘管3表面则进行池沸腾蒸发换热。载冷剂(一般为水)在盘管管内流动进行换热。不同降膜区a与满液区b的盘管内载冷剂流动可为并联流动，也可在壳体外连接变为串联流动，根据不同区域盘管管长与管内压降可灵活变换。
40.在该示意性的实施例中，换热器采用降膜蒸发相变换热，换热效率高，而且在换热器内设置内筒体11，当作气态冷媒排出通道，使得冷媒在经过与降膜区换热盘管9换热后气化从内筒体11的底端进入内筒体11，再从换热器上方排出，由于重力势差的作用，在提高了换热效率的同时大大降低了吸气带液现象的出现，具有较高的可实施性。
41.如图1和图2所示，在一些实施例中，内筒体11位于立式壳体12内的中央，降膜区换热盘管9盘设在内筒体11外，内筒体11底端的高度位置低于降膜区a的顶部，这样使得空间布局合理，减小占用空间，具有较高的可实施性。在一些实施例中，满液区换热盘管3盘设在立式壳体12内的底部，便于液态冷媒排出；在一些实施例中，换热器还包括设置在立式壳体12底部的冷媒出液口8，冷媒出液口8与满液区b相通。
42.如图1和图2所示，在一些实施例中，内筒体11底端的高度位置低于降膜区a的底部，这样使得冷媒完全经过降膜区a后才能排出，进一步提高换热效率，具有较高的可实施性。
43.在一些实施例中，换热器还包括设置在内筒体11的u型管10，u型管10的一端设有与内筒体11顶端相通的进气口16，另一端被配置为冷媒出气口7，u型管10的底部形成有进
液孔17，进液孔17位于满液区b内。所有蒸发产生的气态冷媒从内筒体11底端的下出口进入，流至内筒体11上方出口时，由于内筒体11上方被上盖板13封堵，因此气体只能从u型管10的进气口16进入u型管加速，再从u型管的冷媒出气口7流出。u型管上开有进液孔17，通过管内高速气流与进液孔17从换热器的满液区b带走一部分含油液态冷媒，达到回油的效果。
44.如图1所示，为防止满液区b液位太高造成液态冷媒对内筒体11的底端液封，在一些实施例中，内筒体11的底部设有排气孔15，气态冷媒可以从排气孔15进入内筒体11继而排出。
45.如图1和图2所示，在一些实施例中，换热器还包括设置在立式壳体12内且位于降膜区a上方的布液器4，冷媒入口6通过布液器4向降膜区a提供冷媒。布液器4能够将液态冷媒均匀地布置在降膜区换热盘管9上，提高散热效率，具有较高的可实施性。
46.如图3所示，在一些实施例中，布液器4包括上下布置的多层孔板41，孔板41上均布有多个开孔。经过孔板均流后均匀地从布液器出口流出至降膜区a的降膜区换热盘管9上，结构简单，便于实施。在一些实施例中，任意相邻的两个孔板41上的开孔在竖直方向上成错位布置，进一步提高均布性能。
47.在一些实施例中，孔板41上的开孔孔径为1mm-6mm，在一些实施例中，非出口孔板开孔孔径为2.5mm；出口孔板开孔孔径为3mm。在一些实施例中，孔板层数为2-5层。在一些实施例中，相邻孔板41间距为5mm-40mm，在一些实施例中，相邻孔板41间距为20mm。
48.如图1所示，在一些实施例中，降膜区包括上下设置的上降膜区a1和下降膜区a2，降膜区换热盘管9包括分别设置在上降膜区a1和下降膜区a2内的降膜区换热上盘管1和降膜区换热下盘管2，降膜区换热上盘管1位于降膜区换热下盘管2的上方，降膜区换热上盘管1的内外层数大于降膜区换热下盘管2的内外层数。不同的降膜区a和满液区盘管长度，圈数，内外层数可能不同。降膜区换热上盘管1的内外层数大于降膜区换热下盘管2的内外层数，例如降膜区换热上盘管1的内外层数为2层，降膜区换热下盘管2的内外层数为1层，实现梯度换热，提高了换热效率，在一些实施例中，如图1和图2所示，满液区换热盘管3的内外层数为2层。
49.在一些实施例中，换热器还包括设置在降膜区换热上盘管1和降膜区换热下盘管2之间的均液盘5，均液盘5上形成有多个通孔，均液盘5能够将液态冷媒均匀地布置在降膜区换热下盘管2上，提高散热效率，具有较高的可实施性。
50.下面以图1～图3所示的实施例为例来说明本公开换热器的工作过程如下：
51.在制冷工况下，换热器作为蒸发器，冷媒出液口8关闭，冷媒出气口7打开，如图1所示，液态冷媒(也可能混有一定的气态冷媒)从冷媒入口6进入布液器4进行布液。经过孔板均流后均匀地从布液器4出口流出至降膜区换热盘管9上。换热后剩下的未蒸发完的液态冷媒流至满液区b被满液区换热盘管3加热沸腾蒸发。所有蒸发产生的气态冷媒从内筒体11下出口进入，流至内筒体11上方出口时，由于内筒体11上方焊死在上盖板13，因此气体只能从u型管10的进气口16进入u型管10加速再从u型管的冷媒出气口流出。u型管上开有进液孔17，通过管内高速气流与进液孔带走一部分含油液态冷媒，流出换热器，达到回油的效果。
52.在制热工况下，换热器作为冷凝器，冷媒出液口8打开，冷媒出气口7关闭，气态冷媒从冷媒入口6进入，经过盘管表面与之换热并冷凝，冷凝下来的液体流至满液区b并从冷媒出液口8流出，载冷剂流动与制冷工况一致。
53.本公开的一些实施例提供了一种空调设备，包括前述换热器。空调设备也具有上述有益技术效果。
54.至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
55.虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。