[发明专利]蒸发侧热交换器循环雾化分配装置及其循环雾化方法

说明书

技术领域

本发明涉及冷媒在冷却系统中的雾化技术，具体地说是蒸发侧热交换器循环雾化分配装置及其循环雾化方法。

背景技术

空调系统很多都是采用冷媒的气液转换进行热量交换的：

如图3所示，压缩机排气口排出的高温高压冷媒气体，进入冷凝侧热交换器中，在换热风机的作用下，将热量传递出去，气态冷媒逐步冷却液化。高压液态冷媒经过毛细管、膨胀阀等的节流装置后进入蒸发侧，蒸发侧在压缩机吸气的作用下形成低压，液态冷媒在蒸发侧吸收热量并逐步转换为气态而回到压缩机，如此循环。

在蒸发侧和冷凝侧，为了更好的发挥热交换能力，减少沿程损失，基本都采用多路并联的方式工作。本发明提出一种针对蒸发侧并联管路的冷媒分配的方式，因此，以下描述对象均为蒸发侧。

由于安装和结构的原因，大部分蒸发侧并联管路为竖直排布，现有技术中主要有以下几种并联分配形式：

自然分配方式(如图4所示)，以并联4路(A、B、C、D)为例，高压液态冷媒经过节流装置后直接进入分配管，因此，分配管中冷媒的主要形态为液态，气态比例较少。

由于重力的缘故，各并联分路的入口处的冷媒压力是不同的，导致各路的进出口压差是不一致的：

ΔPA＝P-P2

ΔPB＝ΔPA-P1

ΔPC＝ΔPA-P2

ΔPD＝ΔPA-P3

由此可见，最下端的A路进出口压差是最大的；最上端的D路进出口压差是最小的，由于个分路的进出口压差主要由沿程损失组成，其值基本在百帕级，因此，这种重力产生的压差ΔP1、ΔP2、ΔP3就显得比较明显。这将导致最上端的分路冷媒流量最小；最下端的分路冷媒流量最大，且分配管中的少量气体也会加剧这种不均衡性。

预蒸发分配方式(如图5所示)，这种方式设置了预蒸发管路，在预蒸发管路中，少部分液态冷媒吸收热量转换为气态，剧烈的混合作用产生类似发泡的效果，比较自然分配方式而言，分配的均衡性有所提高，但由于管道表面的液体会沿着管壁向下流动以及较大液滴的沉降作用，并联管路中的高端管路和低端管路的流量(质量流量)还是有较大的不均匀性。

毛细管分配方式(如图6所示)，毛细管分配方式属于强制流量分配，因为毛细管两端的压差远远大于高低端分路液体产生的压差，因此基本不会受到重力的影响，各路流量分配仅决定于毛细管的参数(内径以及长度)在各路之间的相对值。但是，这种方式工艺复杂，焊接要求高，工序多，焊接故障发生率高，成本高。为确认毛细管的直径和长度还需做大量的基础实验。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供蒸发侧热交换器循环雾化分配装置及其循环雾化方法。本发明在并联的换热器进行流量分配前，将冷媒转换成雾化形态，以消除或减少重力对分配的不良影响。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：蒸发侧热交换器循环雾化分配装置，该循环雾化分配装置设置于冷却系统的分配管内并且靠近分配管和预蒸发管连接口的位置；

所述循环雾化分配装置为一喇叭状喉管，该喇叭状喉管除后端管壁与外侧的分配管壁连接成一体外，其余整体部分在分配管内腔为悬空状态即不与分配管内壁相接触；

所述分配管内壁和喇叭状喉管外壁之间的空间形成未雾化冷媒沉降累积区，该未雾化冷媒沉降累积区和喇叭状喉管内腔通过在喇叭状喉管壁开设连通口进而形成连通状态。

所述喇叭状喉管壁开设的连通口具体为开设至少一个连通孔或者设置连通管。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：蒸发侧热交换器循环雾化分配装置的循环雾化方法，其步骤为：

a.高压冷媒液体经过节流装置后，进入预蒸发管路进行热交换，在预蒸发阶段，部分液体吸收热量转换为气态冷媒，形成类似于发泡状的气液混合状态；这种混合体在经过蒸发侧热交换器循环雾化分配装置进入分配管；

b.部分已经雾化的冷媒冲入分配管；分配管内壁和喇叭状喉管外壁之间的空间形成未雾化冷媒沉降累积区，该未雾化冷媒沉降累积区和喇叭状喉管内腔通过在喇叭状喉管壁开设连通口进而形成连通状态；

c.未雾化的冷媒液体顺着喇叭状喉管的喇叭状口回到未雾化冷媒沉降累积区，部分较大的液滴冷媒也会在重力作用下沉降或顺着分配管壁积在未雾化冷媒沉降累积区；

d.当未雾化冷媒沉降累积区的液面高度超过连通孔或者连通管的高度后，在喇叭状喉管内外的压差作用下，未雾化冷媒沉降累积区的液态冷媒经连通孔或者连通管流入喇叭状喉管；