用于降膜式蒸發(fā)器的制冷劑分配器的制造方法
【專利說明】用于降膜式蒸發(fā)器的制冷劑分配器
[0001]發(fā)明背景
[0002]本文中所公開的主題涉及暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)。更確切地說，本文所公開的主題涉及用于HVAC系統(tǒng)的降膜式蒸發(fā)器。
[0003]在降膜式蒸發(fā)器中，飽和的兩相制冷劑在沿著蒸發(fā)器管束的長度的軸向方向上和跨越蒸發(fā)器管束寬度的橫向方向上在所述蒸發(fā)器管束之上分配。不良或不均勻的分配導(dǎo)致蒸發(fā)器效率降低，這通過利用更大的蒸發(fā)器來補償。
[0004]在蒸發(fā)器內(nèi)部的兩相流量分配是具有挑戰(zhàn)性的。在飽和混合物中的液體和蒸氣具有基本上不同的焓，并且由于兩相之間的密度差而傾向于分離，這使得均勻分配艱難。減輕此問題的典型方法涉及在蒸發(fā)器分配器上游的分離器中分離液體制冷劑和蒸氣制冷劑，所述分離器在蒸發(fā)器內(nèi)部抑或蒸發(fā)器外部。蒸氣被傳送回壓縮機，而液體制冷劑經(jīng)由重力在管束之上分配，使得液體制冷劑流動通過定位在管束上的分配板中的端口。然而蒸氣制冷劑和液體制冷劑的分離使得管束之上液體制冷劑分配的不均勻性增加，為了均勻分配，分配板中的孔面積必須足夠小，使得液體覆蓋所述板并且在最小負載下實現(xiàn)端口之上的液體密封。否則可能發(fā)生實質(zhì)性的分配不均。這造成的問題是污染物堵塞小的端口。更大但是更少的端口可以引起在管之上液體的不良覆蓋。另外地，通過所述端口的流由在所述板上的靜壓頭控制，并且在滿載時液體高度必須大幅增加以便滿足通過所述端口的更高流動速率要求。這導(dǎo)致非常大的分配器和大的制冷劑體積。
發(fā)明概要
[0005]在一個實施方案中，暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)包括:冷凝器，制冷劑流流動通過其中；以及降膜式蒸發(fā)器，其與所述冷凝器處于流體連通。所述降膜式蒸發(fā)器包括:多個蒸發(fā)器管，大量熱能傳遞介質(zhì)流動通過其中；以及分配器，其將液體制冷劑流分配在所述多個蒸發(fā)器管之上。所述分配器包括分配器盒和定位在所述分配器盒的底部表面處的分配薄板，所述分配薄板具有多個峰和谷，側(cè)壁在每個峰和每個谷之間延伸。多個端口定位在所述側(cè)壁中以便將所述液體制冷劑流向下地分配在所述多個蒸發(fā)器管之上。
[0006]在另一個實施方案中，降膜式蒸發(fā)器包括:多個蒸發(fā)器管，大量熱能傳遞介質(zhì)流動通過其中；以及分配器，其將液體制冷劑流分配在所述多個蒸發(fā)器管之上。所述分配器包括分配器盒和定位在所述分配器盒的底部表面處的分配薄板，所述分配薄板具有多個峰和谷，側(cè)壁在每個峰和每個谷之間延伸。多個端口定位在所述側(cè)壁中以便將所述液體制冷劑流向下地分配在所述多個蒸發(fā)器管之上。
[0007]這些和其他優(yōu)點和特征將從結(jié)合附圖的以下描述中更加顯而易見。
[0008]附圖簡述
[0009]在本說明書的結(jié)論處的權(quán)利要求書中具體指出并明確主張被認為是本發(fā)明的主題。根據(jù)下面結(jié)合附圖的具體實施部分，本發(fā)明前述和其他特征及優(yōu)點是顯而易見的，在附圖中:
[0010]圖1是暖通空調(diào)系統(tǒng)的一個實施方案的示意圖；
[0011]圖2是用于HVAC系統(tǒng)的降膜式蒸發(fā)器的一個實施方案的示意圖；
[0012]圖3是用于HVAC系統(tǒng)的降膜式蒸發(fā)器的分配器的一個實施方案的示意圖；
[0013]圖4是用于降膜式蒸發(fā)器的分配薄板的一個實施方案的示意圖；
[0014]圖5是用于降膜式蒸發(fā)器的分配薄板的一個實施方案的截面圖；
[0015]圖6是用于降膜式蒸發(fā)器的分配薄板的另一個實施方案的截面圖；
[0016]圖7是用于降膜式蒸發(fā)器的分配薄板的又一個實施方案的截面圖；
[0017]圖8是用于降膜式蒸發(fā)器的分配薄板的再一個實施方案的截面圖；
[0018]圖9是用于降膜式蒸發(fā)器的分配薄板的端口的截面圖；
[0019]圖10是用于降膜式蒸發(fā)器的分配薄板的另一個實施方案的示意圖；并且
[0020]圖11是用于降膜式蒸發(fā)器的分配薄板的又一個實施方案的截面圖。
[0021]【具體實施方式】參考附圖借助實例來解釋本發(fā)明的實施方案以及優(yōu)點和特征。
【具體實施方式】
[0022]圖1中示出的是暖通空調(diào)(HVAC)單元的一個實施方案的示意圖，例如利用降膜式蒸發(fā)器12的冷卻器10。蒸氣制冷劑流14被引導(dǎo)到壓縮機16中并且然后到達冷凝器18，所述冷凝器18向膨脹閥22輸出液體制冷劑流20。膨脹閥22朝向蒸發(fā)器12輸出蒸氣和液體混合物24。
[0023]現(xiàn)參照圖2，如上所述，蒸發(fā)器12是降膜式蒸發(fā)器。分離器26定位在蒸發(fā)器12的上游以便從蒸氣和液體制冷劑混合物24中分離蒸氣制冷劑28和液體制冷劑30組分。蒸氣制冷劑28流動到蒸發(fā)器抽吸管線32并返回到壓縮機16。液體制冷劑30經(jīng)由制冷劑輸入管線34流動到蒸發(fā)器12中。盡管在此實施方案中示出的分離器26定位在蒸發(fā)器12的外部，應(yīng)理解在其他實施方案中，所述分離器可以定位在蒸發(fā)器12之內(nèi)。蒸發(fā)器12包括殼體36，蒸發(fā)器12的部件至少部分地布置在其中，包括組成管束40的多個蒸發(fā)器管38。分配器42定位在管束30上方以便將液體制冷劑30分配在管束40之上。熱能交換在通過蒸發(fā)器管38流入和流出蒸發(fā)器12的傳熱介質(zhì)流44與液體制冷劑30之間發(fā)生。當液體制冷劑30在蒸發(fā)器12中沸騰時，所產(chǎn)生的蒸氣制冷劑28通過抽吸管線32被引導(dǎo)到壓縮機16。
[0024]圖3中示出分配器42的一個實施方案。分配器42包括具有分配薄板48的分配器盒46，所述分配薄板48具有布置在其中的多個端口 50。在一些實施方案中，分配薄板48定位在分配器盒46的底部表面處。液體制冷劑30通過制冷劑輸入管線34并通過噴水管52流動到分配器盒46中，所述噴水管52具有布置在噴水管52的上部部分56上的噴水開口 54。液體制冷劑30從噴水開口 54流出進入分配器盒46并通過端口 50流出。典型的分配器僅依賴于靜壓頭來迫使液體制冷劑通過端口 50。因此，在高負載下，具有平坦分配薄板48的典型分配器42將要求在分配器42中存在大的制冷劑柱以便實現(xiàn)所需的流動速率。
[0025]現(xiàn)參照圖4，為了增加液體制冷劑30的分配均勻性并且減少處理高負載所必需的蒸發(fā)器的制冷劑充注量或大小，分配器盒46的分配薄板48為波形的，其具有多個峰58和谷60，其中多個側(cè)壁62連接峰58和谷60。端口 50穿過分配薄板48的側(cè)壁62定位，在一些實施方案中，若干列端口 50定位在側(cè)壁62中的不同高度處。在操作冷卻器10期間，由于負載增加以及隨之而來的液體制冷劑30流動速率增加，液體制冷劑30在分配器42中的水平也增加。然而，由于端口 50在側(cè)壁62上的定位，用于液體制冷劑30流動通過分配薄板48的可用端口 50也增加。這減少了在分配器42中積聚過量水平的液體制冷劑30以實現(xiàn)通過