冷凝器及具有该冷凝器的水冷式冷水机组的制作方法

本实用新型涉及制冷设备技术领域，更详细地说，本实用新型涉及一种冷凝器及具有该冷凝器的水冷式冷水机组。

背景技术：

水冷式冷水机组的冷冻出水温度范围通常为3℃～20℃，可广泛应用于塑胶、电镀、电子、化工、制药、印刷、食品加工等各种工业冷冻制程需使用冷冻水的领域，或大型商场、酒店、工厂、医院等各种中央空调工程中需使用冷冻水集中供冷的领域，当应用于中央空调工程时，由于现有的水冷式冷水机组的体积较大，且一般长度为2500㎜以上，而在商场、酒店、医院等建筑中，货梯的承重量通常为2t或2t以下(对应的长度大约为2100㎜)，由于水冷式冷水机组的体积过大而无法直接放入货梯，水冷式冷水机组的运输极为不便，且运输成本较高。

因此，有必要对现有水冷式冷水机组加以改进。

技术实现要素：

鉴于现有技术的上述问题，本实用新型提供了一种冷凝器，能够合理集成油分离器，在各部件性能损失较小的前提下，缩减水冷式冷水机组的体积。

本实用新型所提供的冷凝器，包括：壳体；多根相互平行设置的换热管，沿壳体的长度方向延伸；支撑板，设置于壳体内部以支撑并固定多根换热管，支撑板的上部设置有缺口；以及油分离器，设置于壳体内部，与缺口抵接并沿高度方向至少部分收容于缺口内。

油分离器的主要作用是将注入冷凝器的腔室内的制冷剂中混杂的润滑油与制冷剂分离，以提高制冷剂与换热管中的载冷剂的热交换效率，并防止压缩机因为润滑油的缺失而导致无法持续、安全运行，现有的油分离器通常与冷凝器分立设置，也因此增加了水冷式冷水机组的体积，本实用新型中，通过将油分离器内置于冷凝器的方式，减小了水冷式冷水机组的体积。

在本实用新型的较优技术方案中，油分离器的底壁的形状与缺口的形状相匹配。

在该技术方案中，油分离器的底壁的形状与缺口的形状相匹配，能够最大化的利用冷凝器的内部空间，进而减小水冷式冷水机组的体积。

在本实用新型的较优技术方案中，油分离器的顶部与壳体的内壁焊接固定。

在本实用新型的较优技术方案中，油分离器包括：集油腔，集油腔为上部具有开口的腔体。

在本实用新型的较优技术方案中，油分离器还包括：分流腔，设置于集油腔沿长度方向的其中一端并将集油腔部分封闭，分流腔的底壁上设置有多个通孔以与集油腔相连通。

在本实用新型的较优技术方案中，油分离器还包括：进气管，与分流腔相连通，并穿过壳体延伸至冷凝器外部。

在该技术方案中，进气管和分流腔相连通，由于进气管的管径较小，其可以先通过分流腔扩大气流的横截面积，并通过设置于分流腔底壁的多个通孔分流，以实现制冷剂气体与过滤器的充分接触，进而提高油分离器的分离效果。

在本实用新型的较优技术方案中，油分离器还包括：导向板，设置于集油腔内，在沿高度方向与分流腔对应的位置，间隔设置于分流腔的下方。在本实用新型的较优技术方案中，油分离器还包括：过滤器，沿平面方向覆盖于开口处，并与分流腔共同将集油腔的开口封闭。

在该技术方案中，过滤器与分流腔共同将集油腔的开口封闭，也即，集油腔与冷凝器的腔室经过滤器相连通，混有润滑油的制冷剂经过过滤器过滤后才能流入冷凝器的腔室，润滑油于过滤器液化并滴落在集油腔的底部以供收集，而经过滤后的制冷剂气体流动至冷凝器的腔室内并与换热管中的载冷剂进行热交换，最终变为液态并流入蒸发器，优选的，在平面方向，过滤器的面积大于分流腔的面积，以提高过滤器的过滤效率。

在该技术方案中，导向板的作用在于，能够将制冷剂气体快速的导入沿高度方向与过滤器相对应的位置，进而加快制冷剂气体的过滤效率，在一些实施方式中，导向板可以倾斜一定角度设置，以进一步加快制冷剂气体流动的速率。

在本实用新型的较优技术方案中，油分离器还包括：排油管，设置于腔体的底部，并穿过壳体延伸至冷凝器外部。

在该技术方案中，将排油管设置于集油腔的底部，便于油分离器将过滤后得到的润滑油排出。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型还提供了一种水冷式冷水机组，具有上述的冷凝器。

附图说明

图1是本实用新型的较优技术方案中油分离器的结构示意图；

图2是图1中的油分离器的集油腔的结构示意图；

图3是本实用新型的较优技术方案中冷凝器的壳体及支撑板的结构示意图；

图4是本实用新型的较优技术方案中水冷式冷水机组的俯视结构示意图。

附图说明：1-壳体，11-第一通孔，12-第二通孔；2-支撑板；3-缺口；4-油分离器，41-集油腔，411-开口，42-分流腔，43-进气管，44-过滤器，45-导向板，46-排油管；100-冷凝器；200-水冷式冷水机组；300-蒸发器；400-压缩机，401-第一管路，402-第二管路；500-控制器。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选技术方案。本领域技术人员应当理解的是，这些技术方案仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其做出调整，以便适应具体的应用场合。

需要说明的是，在本实用新型的优选实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或组成部分必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实施方式所提供的冷凝器100，如图1至图3所示，至少包括壳体1、换热管(未图示)、支撑板2以及油分离器4，其中，壳体1通常呈圆柱状，本实施方式中，以冷凝器100应用于卧式的水冷式冷水机组为例进行说明，则冷凝器100在使用状态下通常沿其长度方向水平放置；换热管2通常设置为多根，且相互平行设置并沿壳体1的长度方向延伸，换热管2中具有载冷剂(未图示)，载冷剂可以为液态水、乙二醇水溶液、酒精、三元混合溶液等醇类，也可以基于防腐要求，采用氯化钙水溶液，冷凝器100具有中空的腔室，通过向冷凝器100的腔室内注入制冷剂(也称冷媒)以实现和换热管中的载冷剂(未图示)的热交换，制冷剂可以根据制冷需求选用r404a、r410a、r22以及r407c中的其中一种，在制冷循环中，冷凝器100能够将压缩机(未图示)排出的制冷剂自高温高压气态冷凝至高压中温液态；支撑板2，设置于壳体1内部以用于支撑并固定多根换热管，具体地，支撑板2可以设置于壳体1沿长度方向的中间位置以对换热管提供更为稳定的支撑，具体地，支撑板2上设有多个孔以供换热管穿过，在一些实施方式中，支撑板2也可以设置为多个，沿壳体1的长度方向均匀分布，支撑板2的上部设置有缺口3；油分离器4，设置于壳体1内部，与缺口3抵接并沿高度方向至少部分收容于缺口3内。

其中，油分离器4的主要作用是用于将注入冷凝器100的腔室内的制冷剂中混杂的润滑油与制冷剂分离，以提高制冷剂与换热管中的载冷剂的热交换效率，并防止压缩机因为润滑油的缺失而导致无法持续、安全运行，现有的油分离器4通常与冷凝器100分立设置，也因此增加了水冷式冷水机组的体积，本实施方式，通过将油分离器4内置于冷凝器100的方式，并利用了冷凝器100的腔室内部原有的空间容置油分离器4，从而从整体上减小了水冷式冷水机组的体积。

在本实施方式的较优技术方案中，油分离器4主要包括洗涤式、离心式、填料式和过滤式四种类型，本实施方式中，对油分离器4采用过滤式设计作为说明。

在本实施方式的较优技术方案中，油分离器4的底壁的形状与缺口31的形状相匹配，优选的，油分离器4的底壁和缺口3的形状均设置为楔形，一方面，楔形的设计有利于润滑油汇集于油分离器4的底部，另一方面，由于换热管组成的换热区的上边缘通常排布成楔形，因此，开设楔形的缺口3能够最大化的利用冷凝器100的内部空间，进而减小水冷式冷水机组的体积。

下面针对图1和图2对油分离器4的结构进行具体的说明，油分离器4的顶部与壳体1的内壁焊接固定，由于本实施方式中，壳体1呈圆柱形，沿长度方向，壳体1的内壁大致呈圆形，油分离器4的至少部分上壁可以设置成尺寸与壳体1的内壁相适配的圆弧形，并焊接在所述壳体1的内壁上，为了保持油分离器4相对于壳体1固定的稳定性，油分离器4沿长度方向的两侧分别对应与壳体1焊接固定。

在本实施方式的较优技术方案中，油分离器4包括：集油腔41，集油腔41为上部具有开口411的腔体，其能够收集经油分离器4过滤而得到的润滑油。

在本实施方式的较优技术方案中，油分离器4还包括：分流腔42，分流腔设置于集油腔41沿长度方向的其中一端并将集油腔41部分封闭，分流腔42的底壁上设置有多个通孔以与集油腔41相连通。

在本实施方式的较优技术方案中，油分离器4还包括：进气管43，进气管43与分流腔42相连通，并穿过壳体1延伸至冷凝器100外部以与压缩机相连接。

在该技术方案中，进气管43和分流腔42相连通，由于进气管43的管径较小，其可以先通过分流腔42扩大气流的横截面积，并通过设置于分流腔42底壁的多个通孔分流，以实现制冷剂气体与过滤器44的充分接触，进而提高油分离器4的分离效果。

在本实施方式的较优技术方案中，油分离器4还包括：过滤器44，沿平面方向覆盖于集油腔41的开口411处，并与分流腔42共同将集油腔41的开口411封闭。

在该技术方案中，过滤器44与分流腔42共同将集油腔41的开口封闭，也即，集油腔41与冷凝器100的腔室经过滤器44相连通，混有润滑油的制冷剂经过过滤器44过滤后才能流入冷凝器100的腔室，集油腔41与冷凝器100的腔室经过滤器44相连通，润滑油于过滤器44液化并滴落在集油腔41的底部以供收集，而经过滤后的制冷剂气体流动至冷凝器100的腔室内并与换热管中的载冷剂进行热交换，最终变为液态并流入压缩机，优选的，在平面方向，过滤器44的面积大于分流腔42的面积，以提高过滤器44的过滤效率。

在本实施方式的较优技术方案中，过滤器44为具有多个网孔的金属网。

在本实施方式的较优技术方案中，油分离器4还包括：导向板45，导向板45设置于集油腔41内，且在沿高度方向与分流腔42对应的位置，间隔设置于分流腔42的下方。

在该技术方案中，导向板45的作用在于，能够将制冷剂气体快速的导入沿高度方向与过滤器44相对应的位置，进而加快制冷剂气体的过滤效率，在一些实施方式中，导向板45可以倾斜一定角度设置，以进一步加快制冷剂气体流动的速率。

在本实施方式的较优技术方案中，油分离器4还包括：排油管46，排油管46设置于集油腔41的底部，并穿过壳体1延伸至冷凝器100外部，与压缩机相连接，以将润滑油重新注入压缩机内。

在该技术方案中，将排油管46设置于集油腔41的底部，为润滑油的排出提供了便利，进一步的，排油管46与压缩机相连接，不仅实现了润滑油的重复利用，同时也保证了制冷剂的制冷效率。

在本实施方式的较优技术方案中，壳体1上还设有分别对应供进气管43和排油管46穿过的第一开孔11和第二开孔12。

在本实施方式的较优技术方案中，为了进一步的减小冷凝器100的体积，以原有冷凝器100的长度大致为2928㎜，管径大致为453㎜为例进行说明，首先本实施方式所提供的冷凝器100的长度大致为1464㎜，管径大致为462㎜，也即，冷凝器100的长度缩减大致为原来的一半，而冷凝器100的管径略有增加，在此基础之上，为了保证冷凝器100至少保持原有的性能，本实施方式中，增加了换热管的数量，原有冷凝器100中，换热管的数量大致为109根，而本实施方式中，换热管的数量大致为156根，通过换热管2数量的增加使得实现换热管中的载冷剂与冷凝器100的腔室内的制冷剂的热交换更为充分。

需要说明的是，由于冷凝器100为压力容器，当对冷凝器100进行小型化设计后，冷凝器100内部的压强相应的增大，为了使冷凝器100能够承受变大的压强，可以采用增大冷凝器100的壳体1的厚度的方式，提高壳体1的强度。

如图4所示，本实施方式还提供了一种水冷式冷水机组200，具有上述的冷凝器100，还包括蒸发器300，蒸发器300也通过减小蒸发器300的长度并增加蒸发器300内的换热管的数量的方式，实现了小型化的设计，优选的，蒸发器300的长度也可以设置为1500㎜左右。

水冷式冷水机组200还包括压缩机400以及控制器500，其中，控制器500能够控制水冷式冷水机组200的运行，为了进一步的减小水冷式冷水机组200的体积，本实施方式中，将压缩机400和控制器500设置在蒸发器300和/或冷凝器100的上方，且压缩机400和控制器500在水平方向的正投影位于蒸发器300和/或冷凝器100的内部，由此进一步的实现了水冷式冷水机组200的小型化设计。

在本实施方式的较优技术方案中，具体地，压缩机400设置于蒸发器300的上方，控制器500设置于冷凝器100的上方，压缩机400具有分别设置于蒸发器300的长度方向两侧以用于分别对应与蒸发器300和冷凝器200相连接的的第一管路401和第二管路402，控制器500在蒸发器300的长度方向上，位于第一管路401和第二管路402之间。

通过本实施方式的以上设计，实现了水冷式冷水机组200的小型化，并使得水冷式冷水机组200能够通过普通的货梯(未图示)进行运输，提高了运输的效率，并降低了运输的成本。

至此，已经结合附图描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体技术方案。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。