用于加熱和冷卻系統(tǒng)的壓力校正分配器的制造方法
【專利摘要】一種分配器組件具有沿中心軸線在第一端(120)和與第一端相對的第二端之間延伸的分配器(110)。分配器具有從分配器的第一端延伸的流道和從分配器的第二端延伸到流道的多個饋送端口(130)，并且每個饋送端口與流道流體連通。每個饋送端口沿中心軸線從流道處的第一端延伸到分配器第二端處的第二端，并且每個饋送端口包括第一軸向段和第二軸向段，第一軸向段連接在流道和第二軸向段之間，第二軸向段連接在第一軸向段和分配器的第二端之間。
【專利說明】用于加熱和冷卻系統(tǒng)的壓力校正分配器
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明大體上涉及加熱和冷卻系統(tǒng)，并且更具體地涉及加熱或冷卻系統(tǒng)中位于膨脹閥和多回路蒸發(fā)器之間的分配器組件。在熱泵和制冷循環(huán)中，制冷劑隨著其循環(huán)通過系統(tǒng)并被壓縮、冷凝、膨脹和蒸發(fā)而交替地吸收和放出熱能。具體而言，液體制冷劑從冷凝器流出，經(jīng)過膨脹裝置(如膨脹閥)，然后進(jìn)入蒸發(fā)器。當(dāng)制冷劑流經(jīng)膨脹裝置和蒸發(fā)器時，制冷劑的壓力減小，制冷劑相變成氣體并且吸收熱能。從蒸發(fā)器出來后，氣態(tài)制冷劑行進(jìn)至壓縮機，然后返回到冷凝器。當(dāng)制冷劑流經(jīng)壓縮機和冷凝器時，制冷劑的壓力增加，制冷劑相變回液體并放出熱能。該過程重復(fù)進(jìn)行以將熱能輻射進(jìn)空間(例如，對房屋加熱)，或者從空間移除熱能(例如，對房屋進(jìn)行空調(diào))。
[0002]一些常規(guī)蒸發(fā)器具有多個制冷劑的流動路徑或回路，它們各自流經(jīng)蒸發(fā)器的不同部分。這類蒸發(fā)器稱為多回路蒸發(fā)器，它們利用設(shè)置在蒸發(fā)器上游的分配器裝置或組件將制冷劑流分開并引導(dǎo)制冷劑從膨脹裝置流入蒸發(fā)器中的多個回路。分配器組件還起到如下作用:將氣態(tài)和液態(tài)制冷劑從膨脹裝置大致均等地分配到蒸發(fā)器的每個回路，并進(jìn)一步給每個蒸發(fā)器回路提供大致均勻的制冷劑分布。更進(jìn)一步地，分配器組件還構(gòu)造成使流經(jīng)分配器組件的制冷劑在通向蒸發(fā)器的通路中產(chǎn)生壓降，使得制冷劑的壓力繼續(xù)降低，而且制冷劑吸收熱能、膨脹并相變成氣體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在本發(fā)明的一些實施例中設(shè)有分配器組件，該分配器組件包括沿中心軸線在第一端和與第一端相對的第二端之間延伸的分配器。分配器可以包括從分配器的第一端延伸的流道和從分配器的第二端延伸到流道的多個饋送端口，每個饋送端口與流道流體連通。每個饋送端口可沿中心軸線從流道處的第一端延伸到分配器的第二端處的第二端，并且每個饋送端口可包括第一軸向段和第二軸向段，第一軸向段連接在流道和第二軸向段之間，并且第二軸向段連接在第一軸向段和分配器的第二端之間。
[0004]在本發(fā)明的其它實施例中設(shè)有分配器組件，該分配器組件包括沿中心軸線在第一端和與第一端相對的第二端之間延伸的分配器。分配器可以包括從分配器的第一端延伸的流道和從分配器的第二端延伸到流道的多個饋送端口，每個饋送端口與流道流體連通。每個饋送端口可包括第一軸向段和第二軸向段，第一軸向段連接在流道和第二軸向段之間，并且第二軸向段連接在第一軸向段和分配器的第二端之間，并且第一軸向段中的至少兩個可以包括不同的第一軸向段直徑。
[0005]在本發(fā)明的另一些實施例中，公開了修正通過分配器組件的制冷劑分配的方法，該方法包括如下步驟中的至少一個:(I)增加饋送端口的直徑并增加相關(guān)聯(lián)的饋送導(dǎo)管的長度，以及(2)減小饋送端口的直徑并減小相關(guān)聯(lián)的饋送導(dǎo)管的長度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，現(xiàn)參照如下簡述并結(jié)合附圖和詳細(xì)說明，其中類似的附圖標(biāo)記表示類似的部件。
[0007]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的制冷系統(tǒng)的簡化示意圖；
[0008]圖2是圖1的分配器組件和多回路蒸發(fā)器的簡化示意圖；
[0009]圖3是圖2中的分配器的端視圖；
[0010]圖4是沿圖3中剖面線4-4截取的、圖2和圖3所示的分配器的局部側(cè)剖視圖；
[0011]圖5是本發(fā)明的壓力校正分配器組件的替代實施例的示意圖；以及
[0012]圖6是構(gòu)造分配器組件的方法和通過分配器組件的制冷劑分配的修正方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0013]分配器組件有時包括分配器和多個從分配器延伸到蒸發(fā)器的細(xì)長饋送管。在一些應(yīng)用中，分配器可以將制冷劑流分成多個流動路徑，并且每個饋送管可以將制冷劑從分支流動路徑中的一個導(dǎo)引到蒸發(fā)器回路中的一個。為了達(dá)到越過分配器組件的所需壓降，一些常規(guī)的饋送管相對較長——約30英寸(?0.76米)長。如此相對較長的饋送管會存在設(shè)計和維護(hù)上的限制，因為它們的尺寸可能會限制制冷系統(tǒng)的特定部件(例如，分配器、蒸發(fā)器等)的可能位置。此外，在維修過程中饋送管過長會不利于接近系統(tǒng)的其它部件。因此，本發(fā)明提供了允許有足夠制冷劑壓降的更緊湊的分配器組件，提供了常規(guī)分配器組件的一種成本較低的替代方案，并且能更容易地維修包括更緊湊的分配器組件的制冷系統(tǒng)。
[0014]現(xiàn)在參照圖1，其中示意性地示出了氣候控制系統(tǒng)10。在一般情況下，系統(tǒng)10可以用于管理和控制空間(例如，房屋、辦公樓、車廂等的內(nèi)部)的溫度。系統(tǒng)10包括壓縮機
20、與壓縮機20流體連通的冷凝器30、與冷凝器30流體連通的膨脹裝置40、與膨脹裝置40流體連通的分配器組件100以及與分配器組件100和壓縮機20流體連通的多回路蒸發(fā)器50。在一些實施例中，由流向箭頭60表示的流體制冷劑(即，液體和/或氣體)循環(huán)通過系統(tǒng)10，流經(jīng)壓縮機20、冷凝器30、膨脹裝置40、分配器組件100和蒸發(fā)器50又返回到壓縮機20。
[0015]在每個循環(huán)過程中，流體制冷劑60的至少一部分可從液體相變至氣體或從氣體相變至液體。例如，在壓縮機20中，基本上為氣體的制冷劑60被壓縮并泵送至冷凝器30，其中制冷劑60放出熱能并冷凝成基本為液體的制冷劑60。因此，熱能從制冷劑60轉(zhuǎn)移到冷凝器30周圍的環(huán)境，從而在冷凝器30處提供加熱效果。液體制冷劑60然后從冷凝器30流出，通過膨脹裝置40(例如，膨脹閥)和分配器組件100，制冷劑在該處膨脹、經(jīng)受壓力降低，并轉(zhuǎn)變成混合的氣/液制冷劑60。該混合的氣/液制冷劑60從分配器組件100流過蒸發(fā)器50，制冷劑60在該處吸收熱能，并膨脹成基本上為氣體的制冷劑60。因此，熱能從在蒸發(fā)器50周圍的環(huán)境轉(zhuǎn)移到制冷劑60中，從而在蒸發(fā)器50處提供冷卻效果?；旧蠟闅怏w的制冷劑60從蒸發(fā)器50返回到壓縮機20，并使循環(huán)重復(fù)進(jìn)行。應(yīng)當(dāng)理解，系統(tǒng)10為閉環(huán)系統(tǒng)，因此，制冷劑60通過系統(tǒng)10的任何特定區(qū)域的質(zhì)量流率基本相同。
[0016]如上所述，熱能從制冷劑60轉(zhuǎn)移到在冷凝器30周圍的環(huán)境，并且熱能從周圍環(huán)境轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)器50處的制冷劑60。根據(jù)蒸發(fā)器50和冷凝器30的位置，系統(tǒng)10通?？梢杂脕磉M(jìn)行加熱或冷卻。例如，系統(tǒng)10可以被布置成使得蒸發(fā)器50從室內(nèi)吸收熱能，并通過冷凝器30將被吸收的熱能放出到外部，從而給房屋提供空調(diào)制冷。替代地，系統(tǒng)10可配置成使得冷凝器30在室內(nèi)通過冷凝器30放熱，并通過蒸發(fā)器50從室外吸收熱能，從而給房屋提供加熱。通過包括換向閥，圖1中所示的系統(tǒng)(例如，系統(tǒng)10)也可替代地配置成選擇性地向特定空間提供加熱和制冷(即，配置成其中冷凝器30和蒸發(fā)器50的功能可以根據(jù)期望加熱還是制冷而轉(zhuǎn)換的熱泵)。
[0017]現(xiàn)在參照圖1和2，在本實施例中，蒸發(fā)器50是一種多回路蒸發(fā)器，包括多個內(nèi)部流道或回路51。如圖1所示，在制冷劑60從分配器組件100流經(jīng)蒸發(fā)器50到達(dá)壓縮機20時，各回路51具有上游入口 51a和下游出口 51b。在入口 51a和出口 51b之間流經(jīng)每個回路51的制冷劑60與流過其它回路51的制冷劑60分開。此外，蒸發(fā)器50包括具有多個入口 52a和一個與壓縮機20流體連通的出口 52b的排出集管52。每個回路出口 51b與集管入口 52a之一流體連通。
[0018]在系統(tǒng)10的運行期間，來自分配器組件100的制冷劑60在其對應(yīng)的入口部51a處進(jìn)入多個回路51之一，通過回路51向下游流動至其出口 51b，然后在該處通過其對應(yīng)的集管入口 52a流入排出集管52。制冷劑60從所有的回路51進(jìn)入集管52匯合，并通過集管出口 52b向下游流至壓縮機20。因而，流過每個回路51的制冷劑60流到一起，重新匯合在集管52中，然后通過出口 52b流向壓縮機20。
[0019]如圖2中最佳所示，分配器組件100包括分配器110和多個細(xì)長饋送導(dǎo)管150，每個導(dǎo)管150在分配器110和蒸發(fā)器50之間延伸。在本實施例中，每個饋送導(dǎo)管150被定尺寸和構(gòu)造成基本相同。尤其是，每個饋送導(dǎo)管150具有中心或縱向軸線155、附連到分配器110的第一或分配器端150a、附連到蒸發(fā)器50的第二或蒸發(fā)器端150b以及在端150a、b之間延伸的中央流道151。當(dāng)制冷劑60從分配器端150a到蒸發(fā)器端150b流過每個饋送導(dǎo)管150的流道151時，流道151限定了位于分配器端150a的饋送導(dǎo)管入口 151a和位于蒸發(fā)器端150b的饋送導(dǎo)管出口 151b。如下文更詳細(xì)描述的那樣，每個饋送導(dǎo)管的流道151與分配器110的饋送端口 130(圖3和4)和一個蒸發(fā)器回路51流體連通。因而，在本實施例中，對于分配器110的每個出口饋送端口 130設(shè)置一個饋送導(dǎo)管150，并對于每個饋送導(dǎo)管150設(shè)置一個回路51。
[0020]不受以下或任何特定理論的限制，系統(tǒng)(例如，系統(tǒng)10)的效率可以通過(a)越過分配器組件的多個饋送導(dǎo)管(例如，饋送導(dǎo)管150)基本均勻地分配制冷劑；(b)使制冷劑以基本相同的質(zhì)量流率移動通過每個饋送導(dǎo)管；以及(c)產(chǎn)生越過每個饋送導(dǎo)管的基本相同的壓降而得到改善。使分配器組件的每個饋送導(dǎo)管(例如，每個饋送導(dǎo)管150)的構(gòu)造和尺寸基本相同，就有可能期望地實現(xiàn):越過多個饋送導(dǎo)管的制冷劑的均勻分配、通過每個饋送導(dǎo)管的制冷劑的均勻質(zhì)量流率以及越過每個饋送導(dǎo)管的相等壓降。因此，在本文描述的一些實施例中，分配器組件的每個饋送導(dǎo)管(例如，每個饋送導(dǎo)管150)可被定尺寸和構(gòu)造成基本相同。
[0021]仍參照圖2，每個饋送導(dǎo)管150具有平行于其軸線155在兩端150a、b之間測量的長度L15tlt5如上所述，在本實施例中，每個饋送導(dǎo)管150被定尺寸和構(gòu)造成基本相同，因而每個饋送導(dǎo)管150具有大致相同的長度L15tlt5在一些實施例中，每個饋送導(dǎo)管的長度(例如，每個饋送導(dǎo)管150的長度L15tl)可以在約10英寸到約30英寸之間，并且可替代地可以在約15英寸到約20英寸之間。
[0022]一般地，饋送導(dǎo)管(例如，導(dǎo)管150)可包括任何合適的材料，包括但不限于金屬和金屬合金(例如，不銹鋼、黃銅、銅、鋁等)、非金屬(例如，陶瓷)或復(fù)合材料(例如，碳纖維基材和環(huán)氧基復(fù)合材料)。然而，在一些實施例中，饋送導(dǎo)管150可包括適于與壓縮的制冷劑一起使用的耐腐蝕材料，如黃銅、銅或鋁。雖然示于圖2和4中的饋送導(dǎo)管150為圓柱形管，但在其它實施例中，饋送導(dǎo)管可具有不同的橫截面形狀(例如，矩形)。
[0023]現(xiàn)在參照圖1-4，分配器110沿中心或縱向軸線115在第一或入口端IlOa和第二或出口端IlOb之間延伸。入口端IlOa聯(lián)接到制冷劑管41并且多個饋送導(dǎo)管150聯(lián)接到出口端IlOb并從該出口端延伸。如圖1和2所示，管41從冷凝器30供給制冷劑60至分配器組件100和分配器110。在本實施例中，分配器110的入口端IlOa被定尺寸和構(gòu)造成由管41的端部接納。分配器110可以任何合適的方式聯(lián)接到管41的端部，包括但不限于焊接、釬焊、粘接、螺紋配合或它們的組合。
[0024]仍參照圖1-4，分配器110還包括從第一端IIOa軸向延伸(相對于軸線115)的入口流道120和多個從入口流道120延伸到第二端IlOb的饋送端口 130。入口流道120具有與軸線115重合的中心或縱向軸線125、位于分配器110的第一端IlOa處的第一端120a和位于其與饋送端口 130相交處的第二端120b。如圖1所示，當(dāng)制冷劑60通過分配器110從第一端IlOa流向第二端IlOb時，入口流道120的第一端120a可稱為“入口”，而入口流道120的第二端120b可稱為“出口”。
[0025]每個饋送端口 130具有中心或縱向軸線135、位于其與入口流道120相交處的第一端130a和位于分配器110的第二端IlOb處的第二端130b。如圖1所示，當(dāng)制冷劑60通過分配器Iio從第一端IlOa流向第二端IlOb時,每個饋送端口 130的第一端130a可稱為“入口 ”，并且每個饋送端口的第二端130b可稱為“出口 ”。
[0026]所有饋送端口 130的第一端130a匯合在入口流道120的第二端120b處，而每個出口饋送端口 130的中軸線135相交于軸線115、125上的公共點131。此外，如圖3中最佳所示，饋送端口 130的第二端130b圍繞軸線115基本均勻地周向隔開。
[0027]不受以下或任何特定理論的限制，系統(tǒng)(例如，系統(tǒng)10)的效率可以通過(a)越過分配器的多個饋送端口(例如，分配器Iio的饋送端口 130)基本均勻地分配制冷劑；(b)使制冷劑以基本相同的質(zhì)量流率移動通過每個饋送端口 ；以及(c)產(chǎn)生越過每個饋送端口的基本相同的壓降而得到改善。使分配器的每個饋送端口的構(gòu)造、取向和尺寸基本相同，就有可能實現(xiàn)這些性能特征。因此，在一些實施例中，每個饋送端口 130可被構(gòu)造和定尺寸成基本相同。
[0028]具體參照圖4，每個饋送端口 130相對于軸線115、125以銳角α取向。對于給定的出口饋送端口 130，角α是在垂直于包含軸線115、125和軸線135的平面上觀看時在軸線115、125和軸線135之間測量的角度。在本實施例中，每個饋送端口 130以基本相同的角度α取向，該角度在垂直于包含軸線115、125和軸線135的平面上觀看時在軸線115、125和軸線135之間測得。在一些實施例中，每個出口饋送端口 130的角度α可為在約10°至約45°之間的銳角，并且可替代地在約15°至約20°之間。在一般情況下，饋送端口 130的取向角度(例如，饋送端口 130的角度α)可以根據(jù)需要變化，以適應(yīng)不同數(shù)量的饋送端口 130和饋送端口 130的出口端(例如，饋送端口 130的出口 130b)所需的周向間隔。
[0029]仍然參照圖4，入口流道120具有長度L12tl，該長度平行于軸線125從第一端120a測量至位于軸線125和軸線135的交點處的第二端120b。換句話說，長度L12tl平行于軸線125從第一端120a測量至點131。在一些實施例中，分配器110的入口流道的長度(例如，入口流道120的長度L12tl)可以在約1/8英寸至約3英寸之間，并且可替代地在約1/4英寸至約3/8英寸之間。
[0030]每個饋送端口 130具有長度L13tl,該長度平行于其軸線135從其位于軸線135與軸線115、125的交點處的第一端130a測至其第二端130b。換句話說，每個饋送端口 130的長度L13tl平行于其軸線135從點131測量到其第二端130b。如上所述，在本實施例中，每個饋送端口 130被構(gòu)造和定尺寸成基本相同，因此，每個饋送端口 130具有基本相同的長度L13Q。在一些實施例中，分配器的每個饋送端口的長度(例如，每個饋送端口 130的長度L13tl)可以在約1/8英寸至約1/2英寸之間，并且可替代地在約0.2英寸至約0.3英寸之間。
[0031]在圖4所示的實施例中，入口流道120由一系列形成在分配器110中的軸向沉孔和設(shè)置在分配器110內(nèi)的環(huán)形限流器140限定。在本實施例中，三個沉孔121、122和123位于兩端120a和120b之間。第一沉孔121從入口流道120的第一端120a軸向延伸(相對于軸線115、125)至第二沉孔122。第二沉孔122從第一沉孔121軸向延伸(相對于軸線115、125)至第三沉孔123。第三沉孔123從入口流道120的第二端120b軸向延伸(相對于軸線115、125)至第二沉孔122。第一沉孔121具有直徑D121，第二沉孔122的直徑D122小于直徑D121,并且第三沉孔123的直徑D123小于直徑D122。每個直徑Dm、D122 > D123垂直于軸線115、125測量。雖然包括沉孔121、122和123的每個沉孔組可以基本相同，以使各個入口流道120基本相似，但在替代實施例中，在各種入口流道120中沉孔121、122和123可以不同。
[0032]仍參照圖4，圓筒形限流器140具有與第二沉孔122大致相同的軸向長度(相對于軸線115、125)并且同軸地設(shè)置在第二沉孔122中。限流器140包括與沉孔121、122，123和入口流道120同軸對齊的中央通孔或孔141。在本實施例中，孔141具有小于直徑Dm、D122、D123的直徑D141 (垂直于軸線115、125測量)。在一般情況下，孔徑(例如，直徑D141)可以小于或等于入口流道的最小直徑(例如，入口流道120的沉孔123的直徑D123)。限流器140總體上軸向地抵靠凸肩126。
[0033]在本實施例中，限流器140借助過盈配合聯(lián)接到分配器110。然而，在一般情況下，限流器140可以任何合適的方式在第二沉孔122內(nèi)聯(lián)接到分配器110，包括但不限于壓配、粘接、釬焊、焊接、螺紋連接、機加工和/或它們的組合。由于孔141的縮減直徑以及通過系統(tǒng)10的基本不變的質(zhì)量流率，當(dāng)制冷劑60流過限流器140時，與緊靠孔141上游的制冷劑的速度和壓力相比，制冷劑的流速通常會增加并且制冷劑的壓力通常會降低。
[0034]由于在直徑D121與D122和直徑D121與D141的差異，環(huán)形臺肩124在沉孔121、122的相交處形成在入口流道120中。入口流道120的內(nèi)徑在臺肩124和限流器140處的突然變化提供了這樣的可能性，即:增大流過入口流道120的制冷劑的湍流，在某些情況下增大通過入口流道120并最終進(jìn)入饋送端口 130的制冷劑60的液相和氣相的混合。不受以下或任何特定理論的限制，增加流經(jīng)入口流道120的制冷劑60的紊流和混合可以為制冷劑60在饋送端口 130之間提供更均勻的分配。
[0035]現(xiàn)在參照圖3和4，如前文描述，每個饋送端口 130在位于其與入口流道120的交叉處的第一端130a和位于分配器110的第二端IlOb處的第二端130b之間延伸。在本實施例中，每個饋送端口 130包括第一或減徑軸向段132和第二或擴徑軸向段133。第一軸向段132從第一端130a軸向延伸(相對于軸線135)至第二軸向段133,第二軸向段133從第二端130b軸向延伸(相對于軸線135)至第一軸向段132。第一軸向段132具有基本上不變或基本上一致的直徑0132。如上所述，在本實施例中，每個饋送端口 130被構(gòu)造和定尺寸成基本相同，因此，每個饋送端口 130的第一軸向段132的直徑D132基本相同。在一些實施例中，每個饋送端口 130的第一軸向段132的直徑D132可小于或等于0.125英寸(1/8”)，并且可替代地在約0.046875英寸(3/64，，)至約0.125英寸(1/8，，)之間。
[0036]每個饋送端口 130的第二軸向段133具有大于直徑D132的基本上不變的或基本上一致的直徑D133。因此，第二軸向段133和第二端130b也可以被稱為形成從分配器端IlOb軸向延伸的“沉孔”。如上所述，在本實施例中，每個饋送端口 130被構(gòu)造和定尺寸成基本相同，因此，每個饋送端口 130的第二軸向段133的直徑D133基本相同。每個饋送端口 130的第二軸向段133適于接納饋送導(dǎo)管150之一的端部150a。如圖4中最佳所示，直徑D133比其對應(yīng)的饋送導(dǎo)管150的端部150a的外徑基本相同或稍大，并且直徑D132可以比其對應(yīng)的饋送導(dǎo)管150的端部150a的內(nèi)徑小。因此，當(dāng)制冷劑通過第一軸向段132時可能存在壓力下降和相關(guān)聯(lián)的速度增加。
[0037]—般來說，每個饋送導(dǎo)管150可以任何適當(dāng)?shù)姆绞铰?lián)接到其對應(yīng)的第二軸向段133，包括但不限于焊接、釬焊、螺紋配合、機加工等。每個第二軸向段133和饋送導(dǎo)管150之間的連接可形成大致環(huán)形的基本上流體密封的密封件，從而防止制冷劑泄漏和/或流動通過分配器組件100的制冷劑60的損失。
[0038]再次參照圖2-4，在本實施例中，對每個分配器饋送端口 130設(shè)置一個饋送導(dǎo)管150，并且對每個饋送導(dǎo)管150設(shè)置一個蒸發(fā)器回路51。因此，分配器110中饋送端口 130的數(shù)量與饋送導(dǎo)管150的數(shù)量基本相同，其又與蒸發(fā)器50中回路51的數(shù)量基本相同。在本實施例中，分配器組件100包括四個饋送導(dǎo)管150，蒸發(fā)器50包括四個回路51，并且分配器110包括四個饋送端口 130。然而，在其它實施例中，分配器組件(例如，組件100)、蒸發(fā)器(例如，蒸發(fā)器50)和分配器(例如，分配器110)可以分別具有任意合適數(shù)量的饋送導(dǎo)管(例如，饋送導(dǎo)管150)、回路(例如，回路51)和饋送端口(例如，饋送端口 130)，盡管分配器中的饋送導(dǎo)管、回路和饋送端口的數(shù)量可以基本相同(即，對每個饋送端口設(shè)置一個饋送導(dǎo)管，并且對每個饋送導(dǎo)管設(shè)置一個蒸發(fā)器回路)。饋送導(dǎo)管、饋送端口和回路的數(shù)量可根據(jù)各種因素而改變，包括但不限于:用途(例如，住宅用、商用等)、被實施氣候控制的容積或空間尺寸(例如，立方英尺數(shù)量)、需要的空氣調(diào)節(jié)能力(例如，加熱和/或冷卻能力的噸和/或BTU數(shù)量)、越過分配器組件(例如，組件100)的所需壓降和/或這些因素的組
入
口 ο
[0039]一般來說，分配器(例如，分配器110)可包括任何合適的材料，包括但不限于金屬和金屬合金(例如，不銹鋼、鋁等)、非金屬(例如，陶瓷)和/或復(fù)合材料(例如，碳纖維基材和環(huán)氧基復(fù)合材料)。在一些實施例中，分配器110可包括適于與壓縮的制冷劑一起使用的耐腐蝕材料，例如鋁和/或不銹鋼。
[0040]在一些實施例中，分配器組件100的饋送導(dǎo)管150可以比一些常規(guī)饋送導(dǎo)管短很多。尤其是，一些常規(guī)饋送導(dǎo)管具有約30英寸的長度。相比之下，本發(fā)明的一些實施例的一些饋送導(dǎo)管150的長度可包括每個饋送導(dǎo)管150的長度L15tl,該長度L15tl可在約10英寸到約20英寸之間，并且可替代地在約12英寸到約15英寸之間。然而，應(yīng)當(dāng)理解，如果常規(guī)分配器組件100的饋送導(dǎo)管被簡單地縮短，越過分配器組件100的總體壓降會減少。本發(fā)明提供的系統(tǒng)和方法可用于維持越過具有與常規(guī)饋送導(dǎo)管相比縮短的饋送導(dǎo)管150的分配器組件100的總體壓降。在一些實施例中，盡管饋送導(dǎo)管150短得多(與常規(guī)饋送導(dǎo)管相比)，通過有選擇地減小饋送端口 130的直徑而實現(xiàn)和/或維持越過整個分配器組件100的總體壓降。
[0041]再次參照圖4，在一些實施例中，分配器組件100可通過減小饋送端口 130的第一軸向段132的直徑D132來接納較短的饋送導(dǎo)管150而不影響越過分配器組件100的總體壓降?？梢赃x擇和/或確定直徑D132的這種減小，以使D132的減少增加了越過分配器組件100的總體壓降，其基本上等效于歸因于具有較短長度L15tl的饋送導(dǎo)管150的分配器組件100的總體壓降的任何減少。在本文描述的一些實施例中，每個饋送端口的第一或縮徑段的直徑(例如，第一軸向段132的直徑D132)可以小于或等于約0.125英寸，并且可替代地在約
0.046875 英寸(3/64〃)至約 0.125 英寸(1/8〃)之間。
[0042]現(xiàn)在參照圖5，該圖示出了壓力校正分配器組件500的替代實施例的簡化示意圖。壓力校正分配器組件500基本上類似于分配器組件100，除了分配器組件500包括三個饋送端口 530而不是四個饋送端口之外，饋送端口 530的每個第一軸向段532包括不同直徑，并且饋送導(dǎo)管550具有不同的長度L55Q。更具體地說，由于饋送端口 530a的第一軸向段532a包括與其它饋送端口 530相比相對較大的直徑D532a，饋送端口 530a聯(lián)接和/或關(guān)聯(lián)于具有相對較長的長度L55tla的饋送導(dǎo)管550a。類似地，由于饋送端口 530b的第二軸向段532b包括與D532a相比相對較小的直徑D132b,饋送端口 530b聯(lián)接和/或關(guān)聯(lián)于具有與長度L55tla相比相對較短的長度L55tlb的饋送導(dǎo)管550b。此外，由于饋送端口 530c的第三軸向段532c包括與D532b相比相對較小的直徑D132。，饋送端口 530c聯(lián)接和/或關(guān)聯(lián)于具有與長度L55tlb相比相對較短的長度L55tl。的饋送導(dǎo)管550c。在一些實施例中，越過每對上述饋送端口 530和所關(guān)聯(lián)的饋送導(dǎo)管550的壓降可以基本上相等，使得通過每個饋送導(dǎo)管550輸送的制冷劑的質(zhì)量流率基本相同。因此，分配器組件500可能非常適合于用剛好足夠的饋送導(dǎo)管材料在例如但不限于分配器510和蒸發(fā)器的多個回路之間進(jìn)行流體連接。
[0043]現(xiàn)在參照圖6，該圖示出了構(gòu)造分配器組件的方法600的流程圖。在一些實施例中，圖6的流程圖也可以被稱作通過分配器組件的制冷劑的分配的修正方法。應(yīng)當(dāng)理解，各種軟件模擬程序可以用來根據(jù)所謂性能模型模擬HVAC系統(tǒng)性能，這些性能模型包括代表分配器組件100的特征和/或部件的模擬要素以及HVAC系統(tǒng)的其它要素。在一些模擬程序中，可以規(guī)定一些假設(shè)和/或標(biāo)準(zhǔn)并保持不變，例如制冷劑的質(zhì)量流率與其它操作條件和/或?qū)嶋H元件尺寸。在某些情況下，通過保持許多變量不變而僅選擇性地改變模擬參數(shù)中的特定參數(shù)(例如但不限于元件尺寸)，可以對相對的模擬性能結(jié)果進(jìn)行比較，以確定改變了某個模擬參數(shù)的效果。因此，本發(fā)明考慮使用HVAC操作模擬軟件來研究常規(guī)的和/或現(xiàn)有的分配器組件100的設(shè)計，以確定直徑D132和長度L15tl之間的函數(shù)關(guān)系。
[0044]更具體地，方法600可以開始于框602，首先(通過實驗或模擬)分析現(xiàn)有的分配器組件100的配置對于特定的分配器組件100收集有關(guān)直徑D132和長度L15tl之間的函數(shù)關(guān)系的數(shù)據(jù)。在一些實施例中，數(shù)據(jù)可以在注意到直徑D132和/或長度L15tl中的至少一個被有選擇地改變而引起的系統(tǒng)性能差別而被收集。在一些實施例中，每個長度L15tl可以改變相同的量，同時保持直徑D132不變?；蛘?，在一些實施例中，長度L15tl也可以改變不同的量，同時保持直徑D132不變。更進(jìn)一步，在其它實施例中，每個直徑D132可以改變相同的量，同時保持長度L15tl不變。或者，在一些實施例中，直徑D132可以改變不同的量，同時保持長度L15tl不變。
[0045]不管直徑D132和長度L15tl之間的函數(shù)關(guān)系如何確定，在框604處，可以用數(shù)學(xué)回歸技術(shù)產(chǎn)生二階多項式方程，該方程定義直徑D132和L15tl之間的關(guān)系。在一些實施例中，等式可以采取D132 = a+bXL150的形式:其中變量“a”和“b”作為適用于模擬和/或?qū)嶒灉y試結(jié)果的上述回歸的結(jié)果而確定。在替代實施例中，其它回歸技術(shù)和/或方法可以被用于產(chǎn)生較低或較高階數(shù)的關(guān)系和/或等式(例如，一階多項式方程、三階多項式方程、四階多項式方程等等)O
[0046]一旦上述等式已經(jīng)產(chǎn)生，在框606的步驟中，可在上述公式中使用特定的所需長度L15tl來確定用于設(shè)計定制的分配器組件100的適當(dāng)直徑D132。應(yīng)當(dāng)理解，包括特定所需長度L15tl和適當(dāng)直徑D132的分配器組件100會導(dǎo)致分配器組件100產(chǎn)生與越過以上在框602中研究的常規(guī)分配器組件的基本相同的總壓差。因此，通過改變在框602中研究的常規(guī)分配器組件并在框604中建立數(shù)學(xué)模型以求得特定的所需長度L15tl并算出相關(guān)聯(lián)的適當(dāng)直徑D132，通常被限制為以長度L15tl運行的常規(guī)分配器組件可以定制成具有任何所需長度L15tl而不會給運 行造成實質(zhì)性的損害。
[0047]雖然上述直徑D132可能是優(yōu)選的直徑D132，但是有很大可能以上確定的直徑不是容易在制造環(huán)境中實現(xiàn)的直徑。因此，在框608的步驟中，可以確定兩個最接近的標(biāo)準(zhǔn)化鉆頭尺寸，而不管是何種測定系統(tǒng)(即，ANSI鉆頭尺寸、ISO公制鉆頭尺寸和/或其它)。
[0048]接下來，在框610的步驟中，可在上述的模擬和/或?qū)嶒灉y試裝置中使用兩個最接近的標(biāo)準(zhǔn)化鉆頭尺寸中的第一個的上述所需長度L15tl,以確定系統(tǒng)性能結(jié)果。同樣在框610的步驟中，在上述的模擬和/或?qū)嶒灉y試裝置中使用兩個最接近的標(biāo)準(zhǔn)尺寸鉆頭尺寸中的第二個，以確定另一組系統(tǒng)性能結(jié)果。
[0049]在框612的步驟中，通過選擇兩個最接近的標(biāo)準(zhǔn)化鉆頭尺寸中的一個取得最理想性能結(jié)果的尺寸，可以可靠地制成定制的分配器組件100。
[0050]在實施框606-612的第一不例中，從框602-604的性能,直徑D132和長度L15c!之間的函數(shù)關(guān)系可能已被確定為=D132 = 0.0958+0.000997 X L150 0因此，在框606的步驟中，其中所需的長度L15tl是15英寸，該15英寸值可以用于上面的等式來確定D132 = 0.110755英寸。接著，在框608的步驟中，因為0.110755英寸不是標(biāo)準(zhǔn)化的鉆頭尺寸，可以通過確定兩個最接近的ANSI和ISO鉆頭尺寸來確定兩個最接近的鉆頭尺寸。特別是，就D132 = 0.110755英寸而言，該值被界定在分別具有0.11英寸和0.111英寸的ANSI鉆頭尺寸#35和#34之間。同樣，對于D132 = 0.110755英寸而言，該值被界定分別相當(dāng)于0.1102英寸和0.1142英寸尺寸的ISO鉆頭尺寸在2.8毫米和2.9毫米之間。因此，D132 = 0.110755英寸被最接近地界定在低端的ISO鉆頭尺寸2.8mm(相差0.000555英寸)和高端的ANSI鉆頭尺寸#34(相差
0.000245英寸)之間。接著，在框610的系統(tǒng)性能評估中，用0.1102英寸和0.111英寸的值替換預(yù)先確定的D132 = 0.110755英寸。在比較了在框610獲得的性能結(jié)果后，在框612的步驟中，D132可被最終選定為取得最理想性能結(jié)果的鉆頭尺寸。下表，根據(jù)本例的方程進(jìn)一步表不出了直徑D132和長度L15tl之間的關(guān)系。
[0051]
【權(quán)利要求】
1.一種分配器組件，包括: 分配器，沿中心軸線在第一端和與所述第一端相對的第二端之間延伸，所述分配器包括: 流道和多個饋送端口，所述流道從所述分配器的所述第一端延伸，所述饋送端口從所述分配器的所述第二端延伸到所述流道，每個饋送端口與所述流道流體連通； 其中每個饋送端口沿中心軸線從位于所述流道的第一端延伸到位于所述分配器的所述第二端處的第二端；并且 其中每個饋送端口包括第一軸向段和第二軸向段，所述第一軸向段連接在所述流道和所述第二軸向段之間，并且所述第二軸向段連接在所述第一軸向段和所述分配器的所述第二端之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配器組件，其特征在于，所述多個饋送端口位于基本上均勻分布的角向陣列中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配器組件，其特征在于，所述第一軸向段的直徑小于所述第二軸向段的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配器組件，其特征在于，所述第一段和所述第二段中的至少一個被構(gòu)造成接納饋送導(dǎo)管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配器組件，其特征在于，還包括: 與所述流道相關(guān)聯(lián)的文丘里管輪廓和銳緣小孔中的至少一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配器組件，其特征在于，還包括: 接納在饋送端口內(nèi)的饋送導(dǎo)管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分配器組件，其特征在于，所述饋送導(dǎo)管的內(nèi)徑大于相關(guān)聯(lián)的第一軸向段的直徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分配器組件，其特征在于，還包括: 多個饋送導(dǎo)管，所述多個饋送導(dǎo)管中的至少兩個具有不同的饋送導(dǎo)管長度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配器組件，其特征在于，所述多個饋送端口中的至少兩個具有不同的第一軸向段直徑。
10.一種分配器組件，包括: 分配器，沿中心軸線在第一端和與所述第一端相對的第二端之間延伸，所述分配器包括: 流道和多個饋送端口，所述流道從所述分配器的所述第一端延伸，所述饋送端口從所述分配器的所述第二端延伸到所述流道，每個饋送端口與所述流道流體連通； 其中每個饋送端口包括第一軸向段和第二軸向段，所述第一軸向段連接在所述流道和所述第二軸向段之間，并且所述第二軸向段連接在所述第一軸向段和所述分配器的所述第二端之間；并且 其中所述第一軸向段中的至少兩個包括不同的第一軸向段直徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的分配器組件，還包括: 第一饋送導(dǎo)管，所述第一饋送導(dǎo)管接納在所述多個饋送端口中的第一個內(nèi)；以及 第二饋送導(dǎo)管，所述第二饋送導(dǎo)管接納在所述多個饋送端口中的第二個內(nèi)； 其中所述第一饋送端口的直徑大于所述第二饋送端口的直徑，并且其中所述第一饋送導(dǎo)管的長度大于所述第二饋送導(dǎo)管的長度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的分配器組件，其特征在于，在越過所述第一饋送端口的入口和所述第一饋送導(dǎo)管的出口測得的壓降與在越過所述第二饋送端口的入口和所述第二饋送導(dǎo)管的出口測得的壓降基本相似。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的分配器組件，其特征在于，所述饋送導(dǎo)管的內(nèi)徑大于相關(guān)聯(lián)的饋送端口的直徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的分配器組件，其特征在于，還包括: 三個饋送端口，它們的第一軸向段的直徑都不相等。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的分配器組件，其特征在于，還包括: 與所述流道關(guān)聯(lián)的文丘里管輪廓和銳緣小孔中的至少一個。
16. 一種修正通過分配器組件的制冷劑分配的方法，包括以下步驟中的至少一個: (I)增加第一饋送端口直徑并增加相關(guān)聯(lián)的第一饋送導(dǎo)管的長度；以及(2)減小第二饋送端口直徑并減小相關(guān)聯(lián)的饋送導(dǎo)管的長度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包括: 增加第一饋送端口的直徑并增加相關(guān)聯(lián)的第一饋送導(dǎo)管的長度；以及 增加第二饋送端口的直徑并增加相關(guān)聯(lián)的第二饋送導(dǎo)管的長度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述第一饋送端口增加后的直徑大于所述第二饋送端口增加后的直徑。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述第一饋送導(dǎo)管增加后的長度大于所述第二饋送導(dǎo)管增加后的長度。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，還包括: 使制冷劑通過與所述分配器組件的流道相關(guān)聯(lián)的文丘里管輪廓和銳緣小孔中的至少一個。
【文檔編號】F25B39/02GK103946650SQ201280057130
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年10月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月7日
【發(fā)明者】E·比爾得 申請人:特靈國際有限公司