Hvac系統(tǒng)中的流體管理的制作方法
【技術領域】
[0001]本文的公開內(nèi)容涉及供暖、通風和空調(diào)(“HVAC”)系統(tǒng)，且更具體而言，涉及HVAC系統(tǒng)中使用的蒸發(fā)器和壓縮機。大體而言，所描述的方法、系統(tǒng)和設備涉及諸如HVAC冷卻裝置中可使用的蒸發(fā)器和/或壓縮機中的流體(諸如制冷劑和/或油)管理。
【背景技術】
[0002]HVAC系統(tǒng)通常包括形成制冷回路的壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹裝置。浸沒式蒸發(fā)器和降膜蒸發(fā)器大體上是已知的，并且通常具有殼內(nèi)管束的構造。此類蒸發(fā)器通常在HVAC冷卻裝置中使用，用于冷卻在管束中流動的過程流體(例如，水)，而該管束通常與換熱器盤管或空氣處理機組結合使用，以冷卻移動通過該盤管或空氣處理機組的空氣。管束通常從蒸發(fā)器的底部向上堆疊。在浸沒式蒸發(fā)器中，理想的是，在殼中管束覆蓋有制冷劑以幫助使得制冷劑與過程流體之間的換熱最大化。蒸發(fā)器中的制冷劑的液位可由膨脹裝置控制。
[0003]HVAC系統(tǒng)的壓縮機通常需要潤滑油來潤滑壓縮機的運轉部件。在HVAC系統(tǒng)中，油可在制冷回路中與制冷劑一起循環(huán)，且然后返回至壓縮機。HVAC系統(tǒng)通常結合有用于管理諸如制冷劑和/或油的流體的方法和系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]改善HVAC系統(tǒng)中的流體管理可有助于提高HVAC系統(tǒng)的效率。本文所述的流體管理大體上包括HVAC系統(tǒng)的蒸發(fā)器中的制冷劑液位管理以及通過結合溢流槽的HVAC系統(tǒng)的壓縮機中的回油管理。本文所公開的實施方案可有助于改善制冷劑液位管理，例如在HVAC系統(tǒng)的蒸發(fā)器中維持所需的制冷劑液位。本文所公開的實施方案還可有助于改善HVAC系統(tǒng)的壓縮機的潤滑劑(例如油)回流管理，這可有助于在HVAC系統(tǒng)的壓縮機中實現(xiàn)適當潤滑。
[0005]在一些實施方案中，系統(tǒng)可包括溢流槽，該溢流槽具有用于接收從蒸發(fā)器溢出的制冷劑的容器。該溢流槽還可包括出口，該出口允許收集在溢流槽中的制冷劑從溢流槽流出。當蒸發(fā)器具有可運作的制冷劑液位時，溢流槽可具有對應的溢流制冷劑液位。
[0006]在一些實施方案中，溢流槽可包括流體液位傳感器，該流體液位傳感器用于測量溢流槽中的溢流制冷劑液位。由流體液位傳感器測量的溢流制冷劑液位可用于控制和/或維持蒸發(fā)器中的可運作制冷劑液位，和/或控制回流至HVAC系統(tǒng)的壓縮機的油。
[0007]在一些實施方案中，流出溢流槽的制冷劑可包括油部分，該油部分可被引回至壓縮機。在一些實施方案中，流出溢流槽的制冷劑可被引導至換熱器中，該換熱器用于通過在流出溢流槽的制冷劑與熱源之間交換熱量來蒸發(fā)一些或大部分的制冷劑部分，以使得流回至壓縮機的液體可主要為油部分，因為油較之于制冷劑來說基本上更難蒸發(fā)。在一些實施方案中，熱源可為自冷凝器引出的制冷劑。在一些實施方案中，熱源可為其它過程流體或加熱元件。
[0008]在一些實施方案中，溢流槽可配備有位于溢流槽的出口處的流體流量調(diào)節(jié)裝置。在一些實施方案中，流體流量調(diào)節(jié)裝置可為流量調(diào)節(jié)閥。在一些實施方案中，流體流量調(diào)節(jié)裝置可為定位在溢流槽的出口上游的立管。在一些實施方案中，立管可具有沿立管的高度分布的多個開口，其中該多個開口可設置為用于計量流至出口的流體。
[0009]在一些實施方案中，管理蒸發(fā)器中的可運作制冷劑液位的方法可包括:基于蒸發(fā)器中的可運作制冷劑液位與溢流槽中的溢流制冷劑液位的關聯(lián)性確定溢流槽中的對應于可運作制冷劑液位的溢流制冷劑液位設定點；測量溢流槽中的溢流制冷劑液位；以及將溢流槽中的溢流制冷劑液位與溢流制冷劑液位設定點進行比較。在一些實施方案中，該方法還可包括當溢流槽中的溢流制冷劑液位高于溢流制冷劑液位設定點時，減少裝載至蒸發(fā)器的制冷劑；當溢流槽中的溢流制冷劑液位低于溢流制冷劑液位設定點時，增加裝載至蒸發(fā)器的制冷劑；以及當溢流槽中的溢流制冷劑液位大約與溢流制冷劑液位設定點相同時，維持裝載至蒸發(fā)器的制冷劑。
[0010]在一些實施方案中，管理至HVAC系統(tǒng)的壓縮機的回油的方法可包括:確定至壓縮機的回流制冷劑流速；確定在溢流槽中實現(xiàn)通過計量裝置的回流制冷劑流速所需的制冷劑液位；測量溢流槽中的制冷劑液位；以及將測量的溢流槽中的制冷劑液位與所需的制冷劑液位進行比較。在一些實施方案中，該方法可包括當測量的溢流槽中的制冷劑液位低于所需的制冷劑液位時，增加裝載至蒸發(fā)器的制冷劑；當測量的溢流槽中的制冷劑液位高于所需的制冷劑液位時，減少裝載至蒸發(fā)器的制冷劑；以及當測量的溢流槽中的制冷劑液位大約與所需的制冷劑液位相同時，維持裝載至蒸發(fā)器的制冷劑。
[0011]在一些實施方案中，管理HVAC系統(tǒng)中的流體的方法可包括:將一部分制冷劑引導出HVAC系統(tǒng)的蒸發(fā)器，其中引導出蒸發(fā)器的制冷劑的流速與蒸發(fā)器中的可運作制冷劑液位具有關聯(lián)性；測量引導出蒸發(fā)器的制冷劑的流速；以及將測量的引導出蒸發(fā)器的制冷劑的流速與預先確定的流速設定點進行比較。在一些實施方案中，該方法還可包括當測量的流速低于預先確定的流速設定點時，增加裝載至蒸發(fā)器的制冷劑；當該流速高于預先確定的流速設定點時，減少裝載至蒸發(fā)器的制冷劑；以及當該流速大約與預先確定的流速設定點相同時，維持裝載至蒸發(fā)器的制冷劑。
[0012]在一些實施方案中，管理HVAC系統(tǒng)中的流體的方法可包括:確定蒸發(fā)器中所需的可運作制冷劑液位；以及基于引導出蒸發(fā)器的制冷劑的流速與蒸發(fā)器中的制冷劑液位之間的關聯(lián)性確定與蒸發(fā)器中所需的可運作制冷劑液位相關聯(lián)的流速設定點。在一些實施方案中，該方法可包括:將引導出蒸發(fā)器的制冷劑收集到收集裝置中；將收集在收集裝置中的制冷劑引導出收集裝置；以及測量收集在收集裝置中的制冷劑的流體液位。
[0013]在一些實施方案中，管理HVAC系統(tǒng)中的回油的方法可包括基于該HVAC系統(tǒng)的壓縮機的操作需要確定流速設定點。
[0014]通過考慮以下詳細描述和附圖，該流體管理方法的其它特征和方面將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0015]現(xiàn)對附圖進行參考，其中相同的參考編號在全文中表示對應的部件。
[0016]圖1A和圖1B示出包括溢流槽的HVAC系統(tǒng)的實施方案，圖1A為包括溢流槽的HVAC系統(tǒng)的示意圖，圖1B為包括溢流槽的HVAC系統(tǒng)的蒸發(fā)器的側視圖；
[0017]圖2A和圖2B示出溢流槽的兩個實施方案，圖2A示出包括流體控制閥的溢流槽，圖2B示出包括立管作為計量裝置的溢流槽；
[0018]圖3示出用于管理HVAC系統(tǒng)的蒸發(fā)器中的制冷劑液位的方法；
[0019]圖4示出用于管理至HVAC系統(tǒng)的壓縮機的回油的方法。
【具體實施方式】
[0020]在HVAC系統(tǒng)中，諸如潤滑油和/或制冷劑的流體可混合在通常由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹裝置形成的制冷劑回路中。該HVAC系統(tǒng)可包括用于管理諸如制冷劑和油的流體的方法和系統(tǒng)。
[0021]例如，在浸沒式蒸發(fā)器中，可能期望的是浸潤蒸發(fā)器的殼中具有制冷劑的管束的所有換熱管。對蒸發(fā)器超額裝載過多的制冷劑可導致制冷劑浪費；而蒸發(fā)器裝載不足可引起一部分管束未被制冷劑浸潤而導致?lián)Q熱效率降低。通?？赏ㄟ^打開膨脹裝置來增加裝載至蒸發(fā)器的制冷劑，或通過關閉膨脹裝置來減少裝載至蒸發(fā)器的制冷劑來調(diào)節(jié)蒸發(fā)器中的制冷劑液位。在一些蒸發(fā)器中，流體液位傳感器定位在蒸發(fā)器殼的外殼內(nèi)部以測量蒸發(fā)器中的制冷劑液位，并且膨脹裝置可被控制用于基于測量的制冷劑液位調(diào)節(jié)蒸發(fā)器內(nèi)部的制冷劑液位。然而，例如至少由于蒸發(fā)器內(nèi)部的制冷劑的沸騰，可能難以利用定位在蒸發(fā)器內(nèi)部的制冷劑液位傳感器準確地測量制冷劑液位，以至于使得準確地管理蒸發(fā)器中的制冷劑液位變得困難。改善蒸發(fā)器中的制冷劑液位管理可有助于提高蒸發(fā)器的效率。
[0022]潤滑壓縮機的油可與制冷劑一起在制冷劑回路中循環(huán)。可需要至壓縮機的適當回油，以用于當壓縮機在運行中時對壓縮機進行適當?shù)臐櫥９芾碇翂嚎s機的回油可有助于在為壓縮機供應油的吸入管線中維持適當?shù)挠臀?，?或有助于在蒸發(fā)器中的制冷劑中維持可接受的含油量。
[0023]在以下描述中，描述了用于管理HVAC系統(tǒng)中的諸如油和/或制冷劑的流體的系統(tǒng)和方法。在一些實施方案中，用于管理流體的系統(tǒng)可包括溢流槽，該溢流槽用于接收從蒸發(fā)器溢出的制冷劑。該溢流槽可包括流體液位傳感器，該流體液位傳感器用于測量該溢流槽內(nèi)部的溢流制冷劑液位。該溢流槽還可具有流體出口，該流體出口用于使得溢流槽中接收的制冷劑能流出該溢流槽并循環(huán)回到為壓縮機供應油的吸入管線中。在一些實施方案中，用于管理HVAC系統(tǒng)的蒸發(fā)器中的制冷劑液位的方法可包括控制HVAC系統(tǒng)的膨脹裝置，以使得溢流槽中的由流體液位傳感器測量的溢流制冷劑液位可維持在預先確定的溢流制冷劑液位設定點處。在一些實施方案中，用于管理至壓縮機的回油的方法可包括控制溢流槽中的由流體液位傳感器測量的制冷劑液位，以便控制流出溢流槽的制冷劑的流速，這轉而可影響HVAC系統(tǒng)中的來從蒸發(fā)器的回油率和/或蒸發(fā)器中的油濃度。
[0024]參考構成本文一部分的附圖，并且附圖中以圖解方式示出可實施的實施方案。術語“上游”和“下游”是相對于流動方向指出。諸如制冷劑或油的流體還可包含其它組成部分。例如，制冷劑可包含油。術語“流體”為上位概念，可指代油、制冷劑、其它液體或它們的混合物。術語“大約相同”大體上指經(jīng)調(diào)節(jié)的值位于所需