管壳式热交换器制造技术

一种管壳式热交换器包括具有限定热交换区的内表面的外壳，致冷剂池区布置在所述热交换区内，且多个管束布置在所述热交换区内位于所述致冷剂池区上方。所述管束包括限定管通道的第一壁构件和第二壁构件，且多个管布置在所述管通道内。所述第一壁构件和所述第二壁构件的每一个具有第一端，其延伸至与所述致冷剂池区隔开的第二端。所述多个管束彼此隔开以限定一个或多个蒸汽通路。致冷剂分配器位于所述管通道上方。所述致冷剂分配器被构造且布置为将致冷剂朝向所述致冷剂池区输送到所述多个管上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】管壳式热交换器专利技术背景示例性实施方案涉及热交换器技术，更具体地涉及管壳式热交换器。许多制冷系统包括蒸发器以促进致冷剂与另一种流体之间的热传递。典型的蒸发器包括具有形成管束的多个管的外壳，待冷却流体通过管束循环。致冷剂与外壳内部的管束形成热交换关系，使得与待冷却流体进行热能传递。通过蒸发器之后，致冷剂返回蒸汽状态，然后通过压缩机以在提升的压力下被压缩成蒸汽并在第二热交换器中被冷凝成液体。然后，液体被膨胀装置膨胀至减小的压力，之后返回至蒸发器以开始另一个致冷剂循环。冷却的流体循环至多个另外的热交换器以实现对各种空间的冷却。来自每一个空间的较暖的空气通过另外的热交换器并被冷却。然后，现已较冷的空气返回至各个空间以实现所期望的环境调节。专利技术概要公开了一种管壳式热交换器，其包括具有限定热交换区的外表面和内表面的外壳、布置在热交换区内的致冷剂池区，和布置在热交换区内位于致冷剂池区上方的多个管束。多个管束的每一个包括限定管通道的第一壁构件和第二壁构件，以及布置在管通道内的多个管。第一壁构件和第二壁构件的每一个具有第一端，其延伸至与致冷剂池区隔开的第二端。多个管束彼此隔开以限定一个或多个蒸汽通路。致冷剂分配器设置在管通道上方。致冷剂分配器被构造和布置为将致冷剂朝致冷剂池区输送到多个管上。还公开了一种操作管壳式热交换器的方法。所述方法包括向多个管束引导液体致冷剂，多个管束的每一个具有限定管通道的第一壁构件和第二壁构件。多个管束彼此隔开以限定一个或多个蒸汽通路。液体致冷剂被传递到布置在管通道上方的致冷剂分配器上。液体致冷剂从致冷剂分配器被分配到延伸穿过管通道的多个管上，且液体致冷剂在重力的作用下从延伸穿过管通道的多个管落下。所述方法还包括在致冷剂与通过多个管的流体之间交换热能，将液体致冷剂收集在布置于管束下方的致冷剂池区内，以及引导致冷剂蒸汽通过限定在多个管束之间的蒸汽通路。还公开了一种管壳式热交换器，其包括具有限定热交换区的外表面和内表面的外壳、布置在热交换区内的低压致冷剂池区，和布置在热交换区内位于低压致冷剂池区上方的管束。管束包括限定管通道的第一壁构件和第二壁构件，且多个管布置在管通道内。第一壁构件和第二壁构件的每一个具有第一端，其延伸至与低压致冷剂池区隔开的第二端。低压致冷剂分配器设置在管通道上方。低压致冷剂分配器被构造和布置为将低压致冷剂朝低压致冷剂池区输送到多个管上。附图简述以下描述不应被认为是以任何方式进行限制。参考附图，相同元件具有相同标号：图1是根据示例性实施方案的使用低压致冷剂的壳管式蒸发器的局部透视图；图2是根据示例性实施方案的另一个方面的使用低压致冷剂的壳管式蒸发器的透视图；以及图3是图2中的管壳式热交换器的详细视图。具体实施方式公开的设备和方法的一个或多个实施方案的详细描述在本文参考附图以例证的方式提供，且并不具有限制性。参考图1，根据示例性实施方案使用低压致冷剂的壳管式蒸发器一般以2指示。壳管式蒸发器2包括具有限定热交换区10的外表面6和内表面8的外壳4。在所示的示例性实施方案中，外壳4包括非圆形剖面。如所示，然而，外壳4包括矩形剖面，应理解外壳4可以是各种形式，包括圆形和非圆形。外壳4包括被构造为接收低压致冷剂源（未示出）的致冷剂入口11。外壳4还包括被构造为连接至外部装置（比如，压缩机）的蒸汽出口12。壳管式蒸发器2还显示为包括布置在外壳4的下部的低压致冷剂池区14。低压致冷剂池区14包括使流体循环通过低压致冷剂池17的池管束15。低压致冷剂池17包括具有上表面19的一定量的液体低压致冷剂18。循环通过池管束的流体与低压致冷剂池17进行热量交换以将所述量的低压致冷剂18从液态转换成气态。此时，应理解，术语“低压致冷剂”的定义为在104℉(40℃)时液相饱和压力低于大约45psi(310.3kPa)的致冷剂。低压致冷剂的实例包括R245fa。还应理解，虽然描述为使用了低压致冷剂，但是示例性实施方案也可使用中压致冷剂。术语“中压致冷剂”的定义为在104℉(40℃)时液相饱和压力在45psia(310.3kPa)与170psia(1172kPa)之间的致冷剂。根据所示的示例性实施方案，壳管式蒸发器2包括多个管束20-22，其提供低压致冷剂与另一种流体之间的热交换接口。此时，应理解，虽然显示为具有多个管束20-22，但是单个管束也可与壳管式蒸发器2结合使用。每一个管束20-22包括对应的低压致冷剂分配器28-30。低压致冷剂分配器28-30分别将致冷剂均匀分配到管束20-22上。如下面将更明显的是，低压致冷剂分配器28-30将低压致冷剂输送到对应的管束20-22上。管束20-22彼此隔开以形成第一蒸汽通路32和第二蒸汽通路33。此外，管束20与管束22与内表面8隔开以建立第一外部蒸汽通路34和第二外部蒸汽通路35。由于每一个管束20-22和关联的低压致冷剂分配器28-30以基本类似的方式形成，因此将参考管束22和低压致冷剂分配器30进行详细描述，并理解管束20和21以及低压致冷剂分配器27和28的构造类似。进一步根据所示的示例性实施方案，管束22包括第一壁构件40和第二壁构件41。第一壁构件40和第二壁构件41彼此隔开以限定管通道42，被构造为承载液体的多个管44穿过管通道42。如下面将更明显的是，通过多个管44的液体与流入管通道41的低压致冷剂处于热交换关系。第一壁构件40包括延伸至第二端47的第一端46。类似地，第二壁构件41包括延伸至第二端49的第一端48。第一端46和第一端48的每一个在低压致冷剂分配器30下方被隔开，而第二端47和第二端49的每一个在低压致冷剂池17上方被隔开。利用该布置，从低压致冷剂分配器30流出的液体低压致冷剂在重力作用下流动通过管通道42、从管44流下并进入低压致冷剂池17。以此方式，致冷剂在转变成蒸汽以返回至例如压缩机（未示出）之前降低了流动通过管44的液体的温度。现在将参考图2与图3描述使用低压致冷剂来降低辅助介质的温度的壳管式蒸发器102。壳管式蒸发器102包括具有限定热交换区110的外表面106和内表面108的外壳104。在所示的示例性实施方案中，外壳104包括非圆形剖面，然而应理解外壳104可以是各种形式，包括圆形和非圆形。更具体地，外壳104包括大体为椭圆形的剖面。外壳104包括被构造为接收低压致冷剂源（未示出）的致冷剂入口111。外壳104还包括被构造为连接至外部装置（比如，压缩机）的蒸汽出口112。壳管式蒸发器102还显示为包括布置在外壳104的下部的低压致冷剂池区114。低压致冷剂池区114包括使流体循环通过低压致冷剂池117的池管束115，低压致冷剂池117包括具有上表面119的一定量的液体低压致冷剂118。以与以上讨论的方式相似的方式，循环通过池管束115的流体与低压致冷剂池117进行热交换以将所述量的低压致冷剂118从液态转换成气态。壳管式蒸发器102包括多个管束120-124，其提供低压致冷剂与另一种流体之间的热交换接口。管束120-124彼此隔开以形成多个蒸汽通路126-129。此外，管束120和管束124与内表面108隔开以建立外部蒸汽通路（未分别标记）。根据所示的示例性方面，为水槽132形式的低压致冷剂分配器130在管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管壳式热交换器，其包括：外壳，其具有限定热交换区的外表面和内表面；致冷剂池区，其布置在所述热交换区内；多个管束，其布置在所述热交换区内位于所述致冷剂池区上方，所述多个管束的每一个包括限定管通道的第一壁构件和第二壁构件，且多个管布置在所述管通道内，所述第一壁构件和所述第二壁构件的每一个具有延伸至与所述致冷剂池区隔开的第二端的第一端，所述多个管束彼此隔开以限定一个或多个蒸汽通路；和致冷剂分配器，其设置在所述管通道上方，所述致冷剂分配器被构造和布置为将致冷剂朝所述致冷剂池区输送到所述多个管上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.18 US 61/561,5071.一种管壳式热交换器，其包括：外壳，其具有限定热交换区的外表面和内表面；致冷剂池区，其布置在所述热交换区内；多个管束，其布置在所述热交换区内位于所述致冷剂池区上方，所述多个管束的每一个包括限定管通道的第一壁构件和第二壁构件，且多个管布置在所述管通道内，所述第一壁构件和所述第二壁构件的每一个具有延伸至与所述致冷剂池区隔开的第二端的第一端，所述多个管束彼此隔开以限定在所述多个管束之间的一个或多个蒸汽通路；和致冷剂分配器，其设置在所述管通道上方，所述致冷剂分配器被构造和布置为将致冷剂朝所述致冷剂池区输送到所述多个管上。2.根据权利要求1所述的管壳式热交换器，其中所述多个管束与所述外壳的所述内表面隔开以限定第一外部蒸汽通道和第二外部蒸汽通道。3.根据权利要求1所述的管壳式热交换器，其还包括：一定量的致冷剂，其布置在所述致冷剂池区内，所述一定量的致冷剂具有与所述第一壁构件和所述第二壁构件的每一个的所述第二端隔开的制冷剂自由表面。4.根据权利要求3所述的管壳式热交换器，其中所述一定量的致冷剂包括在104℉(40℃)时液相饱和压力低于45psi(310.3kPa)的一定量的低压致冷剂。5.根据权利要求1所述的管壳式热交换器，其中所述致冷剂分配器包括入口、出口和至少一个分配板。6.根据权利要求1所述的管壳式热交换器，其还包括：隔板，其布置在所述热交换区内位于所述致冷剂池区与所述第一壁构件和所述第二壁构件的每一个的所述第二端之间。7.根据权利要求6所述的管壳式热交换器，其中所述隔板包括被构造为将液体致冷剂从所述多个管束向所述致冷剂池区引导的多个通路。8.根据权利要求1所述的管壳式热交换器，其还包括：蒸汽口，其在所述致冷剂池区上方的所述外壳中形成。9.根据权利要求8所述的管壳式热交换器，其中所述蒸汽口包括被构造和布置为将液体致冷剂与蒸汽致冷剂分离的除湿器。10.根据权利要求9所述的管壳式热交换器，其中所述除湿器包括被构造为将液体致冷剂引导至所述致冷剂池区的液体致冷剂排出管。11.根据权利要求10所述的管壳式热交换器，其中所述除湿器包括延伸至第二区段的第一区段，所述第二区段与所述第一区段垂直。12.根据权利要求11所述的管壳式热交换器，其中所述液体致冷剂排出管流体连接至所述第一区段，且所述除湿器布置在所述第二区段内。13.根据权利要求12所述的管壳式热交换器，其中所述第一区段具有第一直径，且所述第二区段包括第二直径，所述第一直径与所述第二直径不同。14.一种操作管壳式热交换器的方法，所述方法包括：向多个管束引导液体致冷剂，所述多个管束的每一个具有限定管通道的第一壁构件和第二壁构件，所述多个管束彼此隔开以限定在所述多个管束之间的一个或多个蒸汽通路；将所述液体致冷剂传递到布置在所述管通道上方的...

【专利技术属性】
技术研发人员：JL伊斯福梅斯，黄兴华，M克里斯蒂安斯，S本达普蒂，SP布里恩，SB伊马兹，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：美国;US