冷凝器及制冷系统

文档序号:376018 发布日期:2021-12-10 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 冷凝器及制冷系统 (Condenser and refrigerating system ) 是由 杨学远 欧汝浩 陈传虎 于 2021-09-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种冷凝器及制冷系统,冷凝器包括筒体、换热组件及油分离组件,筒体沿水平向延伸,筒体内设置有第一隔板,第一隔板沿着筒体的长度方向延伸,以将筒体间隔形成油分腔和液化冷凝腔,筒体上设置有连通油分腔的输入口和油分出口、以及连通液化冷凝腔的制冷剂出口,油分腔与液化冷凝腔之间通过过口连通,换热组件包括设于油分腔的第一换热管组、以及设于液化冷凝腔的第二换热管组,油分离组件设于油分腔中,且位于输入口与过口之间,如此,避免外接油冷却器和油分离器,解决了现有技术中,制冷系统结构复杂,且占用安装空间较大的问题。(The invention discloses a condenser and a refrigerating system, the condenser comprises a cylinder, a heat exchange assembly and an oil separation assembly, wherein the cylinder extends along the horizontal direction, a first partition plate is arranged in the cylinder and extends along the length direction of the cylinder to space the cylinder into an oil separation cavity and a liquefied condensation cavity, an input port and an oil separation outlet which are communicated with the oil separation cavity and a refrigerant outlet which is communicated with the liquefied condensation cavity are arranged on the cylinder, the oil separation cavity is communicated with the liquefied condensation cavity through an opening, the heat exchange assembly comprises a first heat exchange tube group arranged in the oil separation cavity and a second heat exchange tube group arranged in the liquefied condensation cavity, and the oil separation assembly is arranged in the oil separation cavity and is positioned between the input port and the opening.)

冷凝器及制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域,具体涉及一种冷凝器及制冷系统。

背景技术

制冷系统通常由压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器四大机件组成,压缩机通常与冷凝器相连接,冷凝器利用环境冷却介质,将来自压缩机的高温高压制冷剂的热量带走,使高温高压制冷剂冷却,冷凝成高压常温的制冷剂。压缩机是制冷系统的核心部件,为制冷剂的循环流动提供动力,为了保证压缩机稳定、高效的运行,压缩机内通常需要足量的润滑油来对压缩机内部运动部件进行有效润滑。而在制冷系统实际的运行过程中,制冷剂在制冷系统内流动时,会从压缩机内带走一部分的润滑油,这部分润滑油会随着制冷剂流入冷凝器的内,现有技术中,通过冷凝器将混合有润滑油与制冷剂的混合气体分离后,需要另外连接油冷却器来对分离的润滑油进行降温,降温后的润滑油才能进入压缩机,如此使得制冷系统结构复杂,且占用安装空间较大。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种冷凝器及制冷系统,旨在解决制冷系统结构复杂,且占用安装空间较大的问题。

为实现上述目的,本发明提出的一种冷凝器,包括:

筒体,沿水平向延伸,所述筒体内设置有第一隔板,所述第一隔板沿着所述筒体的长度方向延伸,以将所述筒体间隔形成油分腔和液化冷凝腔,所述筒体上设置有连通所述油分腔的输入口和油分出口、以及连通所述液化冷凝腔的制冷剂出口,所述油分腔与所述液化冷凝腔之间通过过口连通;

换热组件,包括设于所述油分腔的第一换热管组、以及设于所述液化冷凝腔的第二换热管组;以及,

油分离组件,设于所述油分腔中,且位于所述输入口与所述过口之间。

可选地,所述第一隔板的两端部沿着所述筒体的长度方向布设,两侧部沿着上下向延伸,以将所述筒体间隔形成水平向排布的所述油分腔和所述液化冷凝腔。

可选地,所述第一隔板的下侧部延伸至所述筒体的底部,以将所述筒体的底部区域间隔形成对应位于所述油分腔的油腔、以及位于所述液化冷凝腔的冷却剂腔。

可选地,所述第一隔板自下至上逐渐远离中心线倾斜设置。

可选地,所述第一隔板的倾斜角为a,其中25°≤a≤65°。

可选地,所述筒体具有沿着竖直方向延伸且过其中心的纵截面,所述第一隔板位于所述纵截面的一侧,以将所述筒体的内腔分割形成横截面积较小的所述油分腔、以及横截面积较大的所述液化冷凝腔。

可选地,所述油分离组件包括过滤网,所述过滤网的周缘与所述油分腔的侧壁面密封配合,所述过滤网用以将自所述输入口进入的混合气体中的油气和气态制冷剂分离。

可选地,沿所述筒体长度方向上,所述输入口设于所述筒体侧壁面的中部;

所述过口设置多个,多个所述过口位于所述第一隔板上侧部,且沿所述筒体长度方向上间隔地分设于所述输入口的两侧,多个所述过口包括邻近所述输入口设置的第一过口和第二过口;

所述油分离组件设置至少两个,所述至少两个油分离组件对应分设于所述输入口与所述第一过口和所述第二过口之间。

可选地,所述液化冷凝腔内设置有第二隔板,所述第二隔板将所述液化冷凝腔分隔成上下分布的冷凝腔和过冷腔,所述第二隔板上设置有连通所述冷凝腔和所述过冷腔的缺口,所述第二换热管组包括冷凝换热管束和过冷换热管束,所述冷凝换热管束设于所述冷凝腔,所述过冷换热管束设于所述过冷腔;和/或,

所述输入口的轴线垂直于所述隔板。

可选地,沿所述筒体长度方向上,所述制冷剂出口设于所述筒体底壁的中部,所述缺口设置两个,两个所述缺口分设于所述第二隔板沿所述筒体长度方向设置的两端;和/或,

所述冷凝腔的体积大于所述过冷腔的体积;或者,

沿所述筒体长度方向上,所述制冷剂出口设于所述筒体底壁的一端,所述缺口设于所述第二隔板远离所述制冷剂出口的一端。

为实现上述目的,本发明还提出一种制冷系统,所述制冷系统包括冷凝器,所述冷凝器包括:

筒体,沿水平向延伸,所述筒体内设置有第一隔板,所述第一隔板沿着所述筒体的长度方向延伸,以将所述筒体间隔形成油分腔和液化冷凝腔,所述筒体上设置有连通所述油分腔的输入口和油分出口、以及连通所述液化冷凝腔的制冷剂出口,所述油分腔与所述液化冷凝腔之间通过过口连通;

换热组件,包括设于所述油分腔的第一换热管组、以及设于所述液化冷凝腔的第二换热管组;以及,

油分离组件,设于所述油分腔中,且位于所述输入口与所述过口之间。

本发明提出的技术方案中,由于通过所述输入口进入所述油分腔内的混合气体包含有气态的润滑油和气态的冷凝剂,所述混合气体经过所述油分离组件,使得气态的润滑油液化与所述气态冷凝剂分离,润滑油在所述油分腔内聚集,通过所述第一换热管组对润滑油进行降温,降温的润滑油从所述油分出口流出,分离出来的气态冷凝剂通过所述过口进入所述液化冷凝腔,通过所述第二换热管组将气态的冷凝剂进行降温以液化,并通过所述制冷剂出口排出,如此,不需要额外连接油冷却器对分离出来的润滑油进行降温,从而解决了现有技术中,制冷系统结构复杂,且占用安装空间较大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例,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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的冷凝器的一实施例的结构示意图;

图2为图1中冷凝器的一实施例中A-A处的剖视示意图;

图3为图1中冷凝器的另一实施例中A-A处的剖视示意图;

图4为图2中B-B处剖视示意图。

附图标号说明:

标号 名称 标号 名称
100 冷凝器 171 进水管
1 筒体 172 出水管
11 油分腔 18 挡板
12 液化冷凝腔 19 端板
121 冷凝腔 2 第一隔板
122 过冷腔 31 第一换热管组
13 输入口 32 第二换热管组
14 油分出口 321 冷凝换热管束
15 制冷剂出口 322 过冷换热管束
16 过口 41 过滤网
17 水室 5 第二隔板

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。

另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,全文中出现的“和/或”的含义,包括三个并列的方案,以“A和/或B”为例,包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。

制冷系统通常由压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器四大机件组成,压缩机通常与冷凝器相连接,冷凝器利用环境冷却介质,将来自压缩机的高温高压制冷剂的热量带走,使高温高压制冷剂冷却,冷凝成高压常温的制冷剂。压缩机是制冷系统的核心部件,为制冷剂的循环流动提供动力,为了保证压缩机稳定、高效的运行,压缩机内通常需要足量的润滑油来对压缩机内部运动部件进行有效润滑。而在制冷系统实际的运行过程中,制冷剂在制冷系统内流动时,会从压缩机内带走一部分的润滑油,这部分润滑油会随着制冷剂流入冷凝器的内,现有技术中,通过冷凝器将混合有润滑油与制冷剂的混合气体分离后,需要另外连接油冷却器来对分离的润滑油进行降温,降温后的润滑油才能进入压缩机,如此使得制冷系统结构复杂,且占用安装空间较大鉴于此,本发明提供一种冷凝器,旨在解决现有技术中,制冷系统结构复杂,且占用安装空间较大的问题。其中,图1至图4为本发明提供的冷凝器的实施例的结构示意图。

参照图1至图3,所述冷凝器100包括筒体1、换热组件及油分离组件,所述筒体1沿水平向延伸,所述筒体1内设置有第一隔板2,所述第一隔板2沿着所述筒体1的长度方向延伸,以将所述筒体1间隔形成油分腔11和液化冷凝腔12,所述筒体1上设置有连通所述油分腔11的输入口13和油分出口14、以及连通所述液化冷凝腔12的制冷剂出口15,所述油分腔11与所述液化冷凝腔12之间通过过口16连通,所述换热组件包括设于所述油分腔11的第一换热管组31、以及设于所述液化冷凝腔12的第二换热管组32,所述油分离组件设于所述油分腔11中,且位于所述输入口13与所述过口16之间。

本发明提出的技术方案中,由于通过所述输入口13进入所述油分腔11内的混合气体包含有气态的润滑油和气态的冷凝剂,所述混合气体经过所述油分离组件,使得气态的润滑油液化与所述气态冷凝剂分离,润滑油在所述油分腔11内聚集,通过所述第一换热管组31对润滑油进行降温,降温的润滑油从所述油分出口14流出,分离出来的气态冷凝剂通过所述过口16进入所述液化冷凝腔12,通过所述第二换热管组32将气态的冷凝剂进行降温以液化,并通过所述制冷剂出口15排出,如此,避免需要额外连接油冷却器来对分离的润滑油进行降温,从而解决了现有技术中,制冷系统结构复杂,且占用安装空间较大的问题。

需要说明的是,所述第一换热管组和所述第二换热管组均包括多个沿水平向延伸设置的换热管,对各个所述换热管的尺寸、多个所述换热管的排布的形式、多个所述换热管排布的疏密可以相同,也可以不同,本申请对此不作限定。

为了提高所述第二换热管组32的换热效果,所述第二换热管组32中的多个所述换热管形成多排沿水平向排布的第一换热管排,多排所述第一换热管排沿上下向间隔排布,其中,相邻两排所述第一换热管排中,位于上排的所述第一换热管排中的多个所述换热管与位于下排的所述第一换热管排中的多个所述换热管在同一水平面上的投影呈交替设置,如此,提高了气态冷凝剂的换热效果。

参照图2和图3,所述第一隔板2的两端部沿着所述筒体1的长度方向布设,所述第一隔板2的两侧部沿着上下向延伸,如此通过所述第一隔板2将所述筒体1间隔形成水平向排布的所述油分腔11和所述液化冷凝腔12,结构简单。

需要说明的是,所述第一隔板2可以是直板(参照图2),也可以所述第一隔板2还可以是由至少两个呈夹角设置的直板共同构成(参照图3),当然,所述第一隔板2还可以呈圆弧状设置,本申请对此不作限定。

进一步地,所述第一隔板2的下侧部延伸至所述筒体1的底部,如此将所述筒体1的底部区域间隔形成油腔和冷却剂腔,所述油腔对应位于所述油分腔11内,所述冷却剂腔对应位于所述液化冷凝腔12内,如此设置,减小了冷却剂腔的底部截面积,在制冷系统运行时可以适当减小所需充注的制冷剂量。

进一步地,为了便于将位于所述油分腔内的润滑油排干净,参照图2和图3,分离出来的润滑油主要聚集在所述油腔内,而所述油腔位于所述筒体1的底部区域,通过使得所述油分出口位于所述筒体的下侧,便于将聚集在所述油腔内的润滑油排出。

进一步地,为了便于将位于所述液化冷凝腔12内的制冷剂排干净,参照图2和图3,由于液化的制冷剂主要聚集在所述冷却剂腔,而所述冷却剂腔位于所述筒体1的底部区域,通过使得所述制冷剂出口15位于所述筒体的下侧,便于将聚集在所述冷却剂腔的制冷剂排出。

在冷凝器的管束中,由上排换热管所产生的液滴会沿着重力方向滴落至下排换热管上,这种液滴称为冷凝器中的迁移液滴。随着迁移液滴向重力方向的不断积累,会导致换热管上的液膜厚度随着管排的深度不断加厚,最终导致下排换热管的管外换热系数大幅衰减,这种现象称为冷凝器的管束效应,参照图1和图2,所述第一隔板2自下至上逐渐远离中心线倾斜设置,如此,使得进入所述液化冷凝腔12的气态制冷剂在换热液化的时候,部分所述液态的制冷剂可以沿着所述第一隔板2向下流动,避免大量液态制冷剂直接滴落至所述第二换热管组32位于下方的换热管组,使得位于下方的换热管组上产生的液膜较薄,从而减弱了管束效应,从而提高了所述第二换热管组32的换热效率。

进一步地,所述第一隔板2自下至上呈逐渐向外侧倾斜的倾斜角度为a,其中25°≤a≤65,如此减缓了液态制冷剂下流速度,进一步地,所述倾斜角为45°,如此设置,在减缓液态制冷剂下流速度的同时,可以尽可能多的承接所述第二换热管组32上产生的液滴,使得位于下方的换热管组上产生的液膜较薄,从而减弱了管束效应,从而提高了所述第二换热管组32的换热效率。

参照图2和图3,所述筒体1具有沿着竖直方向延伸且过其中心的纵截面,所述第一隔板2位于所述纵截面的一侧,从而将所述筒体1的内腔分割成横截面积较小的所述油分腔11和横截面积较大的所述液化冷凝腔12,如此设置,使得所述油分腔11的体积小于所述液化冷凝腔12的体积,使得所述液化冷凝腔12内可以尽可能多的排布所述第二换热管组32,提高了所述液化冷凝腔12的换热效率。

具体地,参照图2和图3,所述油分离组件包括过滤网41,将所述过滤网41的周缘与所述油分腔11的侧壁面密封配合,避免由于所述过滤网41的周缘与所述油分腔11的侧壁面之间存在间隙,导致润滑油从间隙进入,如此保证了润滑油和制冷剂分离效果。通过所述过滤网41将自所述输入口13进入的混合气体中的润滑油和气态制冷剂分离,使得润滑油聚集在所述过滤网41邻近所述输入口13的一侧,气态的制冷剂通过所述过滤网41进入所述液化冷凝腔12,如此设置,结构简单,效果好。

需要说明的是,所述过滤网41的材质为不锈钢,如此避免所述过滤网41生锈,当然,在其他实施例中,所述过滤网的材质还可以是其他金属,本申请对此不做限定。

进一步地,沿所述筒体1长度方向上,所述输入口13设于所述筒体1侧壁面的中部,所述过口16设置多个,多个所述过口16位于所述第一隔板2上侧部,且沿所述筒体1长度方向上间隔地分设于所述输入口13的两侧,多个所述过口16包括邻近所述输入口13设置的第一过口和第二过口,所述油分离组件设置至少两个,如此设置,由于多个所述油分组件沿所述筒体1长度方向间隔设置,使得混合气体依次经过所述至少两个油分离组件,从而将气态制冷剂中的润滑油分离干净,提高了润滑油和气态制冷剂的分离效果,另外,由于所述至少两个油分离组件对应分设在所述输入口13与所述第一过口和所述第二过口之间,使得自所述输入口13进入的混合气体可以同时通过所述至少两个油分离组件将润滑油和气态制冷剂分离,提高了分离效率。

具体地,在本申请的实施例中,参照图4,多个所述过口相连通以形成呈长条状设置的第一过口,如此设置,提高了气态制冷剂进入所述液化冷凝腔12的效率。

具体地,参照图2和图3,所述液化冷凝腔12内设置有第二隔板5,所述第二隔板5将所述液化冷凝腔12分隔成位于上方的冷凝腔121和位于下方的过冷腔122,所述第二隔板5上设置有缺口,所述缺口连通所述冷凝腔121和所述过冷腔122,所述第二换热管组32包括冷凝换热管束321和过冷换热管束322,所述冷凝换热管束321设在所述冷凝腔121内,所述过冷换热管束322设在所述过冷腔122内,如此设置,通过所述第二隔板5承接自所述冷凝换热管束321滴落的液态制冷剂,使得位于下方的换热管组上产生的液膜较薄,减弱了管束效应,使得所述液态制冷剂通过所述缺口进入所述过冷腔122,如此使得所述过冷换热管束322具有较好的换热效果,通过具有较好换热功能的所述过冷换热管束322能够快速地对位于所述过冷腔122的内的液态制冷剂进行降温,效果好。

进一步地,所述第二隔板5沿水平向延展设置,如此,使得所述冷凝腔121的底部平整,提高了空间可利用率,便于位于所述冷凝腔121的冷凝换热管束321的安装。

参照图2和图3,所述冷凝腔121的体积大于所述过冷腔122的体积,如此设置,减小了制冷剂的填充量,节约了成本。

参照图1,所述筒体1沿其长度方向设置的两端均设置有水室17,所述第一换热管组31和所述第二换热管组32均与两个所述水室17相连通,如此设置,使得所述第一换热管组31和所述第二换热管组32共用换热剂,结构简单,节约成本。

为了支撑所述第一换热管组31和所述第二换热管组32,参照图1,所述筒体1沿其长度方向还设置有两个端板19,两个所述端板19上均设置有多个穿设孔,多个所述穿设孔对应所述第一换热管组31和所述第二换热管组32中的多个换热管设置,多个所述换热管穿过对应的多个所述穿设孔与所述水室17相连通,如此,实现了对所述第一换热管组31和所述第二换热管组32的支撑。

参照图1,两个所述水室17中,其中一个水室17设置有进水管171和出水管172,通过所述进水管171向所述水室17内输送液体(本申请中以水为例),通过所述出水管172将所述水室17内的液体排出,如此设置,可以根据需要实现液体的输入和输出,结构简单。

由于自所述输入口13进入的混合气体的流速较高,通过使得所述输入口13的轴线垂直于所述第一隔板,使得自所述输入口13进入的混合气体可以直接作用于所述第一隔板2,通过所述第一隔板2的阻挡作用,可以减缓流向所述油分离组件的混合气体的流速,分离效果好。

需要说明的是,减小自所述输入口13进入的混合气体的流速的方式还可以在所述油分腔11内设置挡板18,所述挡板18对应所述输入口13设置,通过所述挡板18的阻挡作用同样可以减小进入所述油分腔11的混合气体的流速,在其他实施例中,可以通过其它方式减缓混合气体的流速,本申请对此不作限定,为了进一步的减小进入所述油分腔11的混合气体的流速,使得所述输入口13的轴线垂直于所述第一隔板且在所述油分腔11内设置挡板18,所述挡板18对应所述输入口13设置,如此,通过双重阻挡作用,进一步地减缓流向所述油分离组件的混合气体的流速,大大提高了分离效果好。

具体地,在一个实施例中,沿所述筒体1长度方向上,所述制冷剂出口15设于所述筒体1底壁的中部,所述缺口设置两个,两个所述缺口分设于所述第二隔板5沿所述筒体1长度方向设置的两端,如此设置,自所述缺口进入所述过冷腔122的液态制冷剂流向所述制冷剂出口15的过程中,液态制冷剂的换热行程增大了,换热效果好。

具体地,在另一个实施例中,所述制冷剂出口15设于筒体1底壁沿所述筒体1长度方向设置的一端,所述缺口设于所述第二隔板5远离所述制冷剂出口15的一端,如此设置,自所述缺口进入所述过冷腔122的液态制冷剂流向所述制冷剂出口15的过程中,液态制冷剂的换热行程增大了,换热效果好。

本发明还提出一种制冷系统,所述制冷系统包括冷凝器100,所述冷凝器100采用了上述实施例全部的技术方案,因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的技术效果,在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

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