用于降膜式蒸發(fā)器的分配器的制造方法
【專利摘要】一種降膜式蒸發(fā)器包括：多個(gè)蒸發(fā)器管，一定量的熱能傳遞介質(zhì)流動(dòng)穿過(guò)所述多個(gè)蒸發(fā)器管；分離器，所述分離器將液態(tài)制冷劑流從汽液制冷劑混合物中分離；以及分配器，所述分配器可操作地連接到所述分離器，以將液態(tài)制冷劑流分配在所述多個(gè)蒸發(fā)器管之上。所述分配器包括：分配器進(jìn)口，所述分配器進(jìn)口從所述分離器接收所述液態(tài)制冷劑流；噴射通道，所述噴射通道連接到所述分配器進(jìn)口，以使所述液態(tài)制冷劑從中流動(dòng)穿過(guò)并且通過(guò)位于所述噴射通道的上表面中的多個(gè)噴射開口離開所述噴射通道；以及分配板，所述分配板設(shè)置在所述噴射通道之下，所述液態(tài)制冷劑通過(guò)所述分配板流動(dòng)到所述多個(gè)蒸發(fā)器管上。液態(tài)制冷劑穿過(guò)所述多個(gè)噴射開口中的每個(gè)噴射開口的流量大致相等。
【專利說(shuō)明】用于降膜式蒸發(fā)器的分配器
[0001 ] 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(shuō)，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]HVAC系統(tǒng)諸如冷卻器使用蒸發(fā)器來(lái)促進(jìn)蒸發(fā)器中的制冷劑與在定位在蒸發(fā)器中的許多蒸發(fā)器管中流動(dòng)的介質(zhì)之間的熱能交換。在滿液式蒸發(fā)器中，管浸沒(méi)在制冷劑池中。這導(dǎo)致需要特別高的量的制冷劑(取決于蒸發(fā)器管的數(shù)量和大小)，以用于高效的系統(tǒng)操作。冷卻器系統(tǒng)中所使用的另一類蒸發(fā)器是降膜式蒸發(fā)器。在降膜式蒸發(fā)器中，蒸發(fā)器管通常定位在分配歧管之下，制冷劑從所述分配歧管被推動(dòng)，從而在蒸發(fā)器管上形成“降膜”。
[0004]在通常的降膜式蒸發(fā)器中，使用外部分離罐將液態(tài)制冷劑從進(jìn)入分離罐的液汽制冷劑混合物中分離。液態(tài)制冷劑繼而從罐中排出并且通過(guò)管道網(wǎng)絡(luò)運(yùn)送到蒸發(fā)器和分配歧管中。分配歧管用儀表測(cè)量液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器管之上的流量。然而，隨著與制冷劑進(jìn)口的距離的增大，分配歧管傾向于使液態(tài)制冷劑中的靜壓降低。這個(gè)問(wèn)題通常通過(guò)具有通向分配器的多個(gè)制冷劑進(jìn)口(這減小了分配器任何部分與制冷劑進(jìn)口的距離)來(lái)解決。這導(dǎo)致復(fù)雜且昂貴的分配器。
[0005]簡(jiǎn)述
[0006]在一個(gè)實(shí)施方案中，暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)包括:壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)使制冷劑流從中流動(dòng)穿過(guò)；以及降膜式蒸發(fā)器，所述降膜式蒸發(fā)器與壓縮機(jī)處于流體連通。蒸發(fā)器包括:多個(gè)蒸發(fā)器管，一定量的熱能傳遞介質(zhì)流動(dòng)穿過(guò)所述多個(gè)蒸發(fā)器管:分離器，所述分離器將液態(tài)制冷劑流從汽液制冷劑混合物中分離；以及分配器，所述分配器將液態(tài)制冷劑流分配在所述多個(gè)蒸發(fā)器管之上。分配器包括:分配器進(jìn)口，所述分配器進(jìn)口從分離器接收液態(tài)制冷劑流；以及噴射通道，所述噴射通道連接到分配器進(jìn)口，以使液態(tài)制冷劑從中流動(dòng)穿過(guò)并且通過(guò)位于噴射通道的上表面中的多個(gè)噴射開口離開噴射通道。分配板位于噴霧通道之下，液態(tài)制冷劑通過(guò)分配板流動(dòng)到多個(gè)蒸發(fā)器管上。液態(tài)制冷劑穿過(guò)所述多個(gè)噴射開口中的每個(gè)噴射開口的流量大致相等。
[0007]在另一實(shí)施方案中，降膜式蒸發(fā)器包括:多個(gè)蒸發(fā)器管，一定量的熱能傳遞介質(zhì)流動(dòng)穿過(guò)所述多個(gè)蒸發(fā)器管;分離器，所述分離器將液態(tài)制冷劑流從汽液制冷劑混合物中分離；以及分配器，所述分配器可操作地連接到分離器，以將液態(tài)制冷劑流分配在所述多個(gè)蒸發(fā)器管之上。分配器包括:分配器進(jìn)口，所述分配器進(jìn)口從分離器接收液態(tài)制冷劑流;噴射通道，所述噴射通道連接到分配器進(jìn)口，以使液態(tài)制冷劑從中流動(dòng)穿過(guò)并且通過(guò)位于噴射通道的上表面中的多個(gè)噴射開口離開噴射通道；以及分配板，所述分配板設(shè)置在噴射通道之下，液態(tài)制冷劑通過(guò)分配板流動(dòng)到所述多個(gè)蒸發(fā)器管上。液態(tài)制冷劑穿過(guò)多個(gè)噴射開口中的每個(gè)噴射開口的流量大致相等。
[0008]通過(guò)以下結(jié)合附圖進(jìn)行的描述將更加明白這些和其他優(yōu)點(diǎn)及特征。
[0009]附圖簡(jiǎn)述
[0010]在本說(shuō)明書的結(jié)論處的權(quán)利要求書中具體指出并明確要求保護(hù)被認(rèn)為是本發(fā)明的主題。通過(guò)以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述可明白本發(fā)明的上述和其他特征及優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:
[0011 ]圖1是暖通空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)施方案的示意圖；
[0012]圖2是降膜式蒸發(fā)器的實(shí)施方案的示意正視圖；
[0013]圖3是降膜式蒸發(fā)器的實(shí)施方案的另一示意平面圖；
[0014]圖4是用于降膜式蒸發(fā)器的分配器的實(shí)施方案的頂視圖；以及
[0015]圖5是用于降膜式蒸發(fā)器的分配器的實(shí)施方案的剖面圖。
[0016]詳述參考附圖以舉例方式來(lái)解釋本發(fā)明的實(shí)施方案連同優(yōu)點(diǎn)和特征。
[0017]詳述
[0018]圖1示出利用降膜式蒸發(fā)器12的暖通空調(diào)(HVAC)單元(例如冷卻器)10的實(shí)施方案的示意圖。蒸氣制冷劑流14被引導(dǎo)到壓縮機(jī)16中、然后到達(dá)冷凝器18，所述冷凝器18向膨脹閥22輸出液態(tài)制冷劑流20 ο膨脹閥22朝向蒸發(fā)器12輸出汽液制冷劑混合物24。
[0019]現(xiàn)參照?qǐng)D2，如上所述，蒸發(fā)器12是降膜式蒸發(fā)器。蒸發(fā)器12包括殼體26與至少部分地設(shè)置在殼體26中的蒸發(fā)器12部件，包括多個(gè)蒸發(fā)器管28。分配器30位于蒸發(fā)器管28上方以將液態(tài)制冷劑32分配在蒸發(fā)器管28之上。熱能交換在通過(guò)蒸發(fā)器管28流入和流出蒸發(fā)器12的傳熱介質(zhì)34(在圖1中示出)與液態(tài)制冷劑32之間發(fā)生。如圖3所示，當(dāng)液態(tài)制冷劑32在蒸發(fā)器12中沸騰時(shí)，所產(chǎn)生的蒸氣制冷劑36通過(guò)吸嘴38并且穿過(guò)抽吸管線40被引導(dǎo)到壓縮機(jī)16。
[0020]再次參照?qǐng)D2，分離器42位于分配器30的上游，其中制冷劑進(jìn)口44用于使汽液制冷劑混合物24從膨脹閥22進(jìn)入分離器42。分離器42可如圖所示位于殼體26的外部，或在其他實(shí)施方案中，可位于或部分地位于殼體26的內(nèi)部。分離器42將液態(tài)制冷劑32從汽液制冷劑混合物24中分離，從而在分離器42中產(chǎn)生一定量的蒸氣制冷劑36。排水管48位于分離器42處并且將分離器42連接到分配器30，使得從汽液制冷劑混合物24中分離的液態(tài)制冷劑32通過(guò)排水管48流入分配器30中。
[0021]參照?qǐng)D3，液態(tài)制冷劑32通過(guò)排水管48進(jìn)入分配器30，并且流入噴射通道52中。布置在噴射通道52的上部56上的噴射開口 54允許液態(tài)制冷劑32流出噴射通道52并且穿過(guò)分配板58，從而在蒸發(fā)器管28上形成降膜。液態(tài)制冷劑32在分配器第一端60處進(jìn)入分配器30，并且朝向與第一分配器端60相反的分配器第二端62流動(dòng)，具體地，進(jìn)入位于分配器30內(nèi)部的噴射通道52。噴射通道52具有隨著與噴射通道進(jìn)口 64的距離的增大而漸小的橫截面積，并且噴射開口54具有相等直徑或相等橫截面積。在這種情況下，噴射通道52中的靜壓僅稍微變化，因此通過(guò)每個(gè)噴射開口54遞送的液態(tài)制冷劑32的流量相同。應(yīng)理解，盡管示出帶有矩形橫截面的梯形噴射通道52，但可通過(guò)其他構(gòu)型達(dá)到相同效果，諸如利用錐形圓管作為噴射通道52，或利用具有恒定橫截面、帶有不同大小噴射開口 54(具體地，具有隨著與噴射通道進(jìn)口 64的距離的增大而增大的橫截面積的噴射開口 54)的噴射通道52。此外，應(yīng)理解在其他實(shí)施方案中，噴射通道進(jìn)口 64并非位于分配器第一端60，而可位于例如噴射通道52的中央處。在此類實(shí)施方案中，噴射通道52具有在朝向分配器第一端60和朝向分配器第二端
62的兩個(gè)方向上隨著與噴射通道進(jìn)口 64的距離的增大而減小的橫截面積。
[0022]再次參照?qǐng)D2，從汽液制冷劑混合物24中分離液態(tài)制冷劑32之后，汽液制冷劑混合物24的殘余物包含蒸氣制冷劑36，在本申請(qǐng)中，所述蒸氣制冷劑36被定義為純蒸氣制冷劑或其中夾帶一定量的液態(tài)制冷劑的蒸氣制冷劑。在一些實(shí)施方案中，分離器42將液態(tài)制冷劑32與蒸氣制冷劑36分離的效率在75%與大約99%之間。蒸氣制冷劑36穿過(guò)通氣口從分離器42通過(guò)吸入管線40被輸送到壓縮機(jī)16。
[0023]現(xiàn)參照?qǐng)D5，將更詳細(xì)地討論分配器30的構(gòu)造。分配器30包括分配板58，所述分配板58中具有多個(gè)分配開口 74以將液態(tài)制冷劑32分配在蒸發(fā)器管28之上。分配板58由金屬板材的C通道成形件形成。多個(gè)支撐桿76跨分配器30在分配板58的相對(duì)壁78之間延伸。桿76支撐噴射通道52。分配器箱蓋80放置在分配板58和噴射通道52之上以封閉分配器30。蓋80由C通道金屬板的互補(bǔ)(complimentary)件形成。由于系統(tǒng)所利用的低水平的液態(tài)制冷劑32壓力(head)，金屬板組件構(gòu)造對(duì)于分配器30是有可能的。在一些實(shí)施方案中，靶式導(dǎo)流板(target baffle)82定位在噴射開口54之上，以將離開噴射開口54的液態(tài)制冷劑32重新定向朝向分配板58。
[0024]盡管僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但應(yīng)易于理解，本發(fā)明不限于此類公開的實(shí)施方案。相反，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改，以并入以上未描述但與本發(fā)明精神和范圍相稱的任何數(shù)量的變化、改變、替代或等效布置。另外，盡管已描述了本發(fā)明的各種實(shí)施方案，但應(yīng)理解，本發(fā)明的方面可僅包括所述實(shí)施方案中的一些。因此，不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明受以上描述限制，而是應(yīng)僅受所附權(quán)利要求書的范圍限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)，其包括: 壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)使制冷劑流從中流動(dòng)穿過(guò)； 降膜式蒸發(fā)器，所述降膜式蒸發(fā)器與所述壓縮機(jī)處于流體連通，所述降膜式蒸發(fā)器包括: 多個(gè)蒸發(fā)器管，一定量的熱能傳遞介質(zhì)流動(dòng)穿過(guò)所述多個(gè)蒸發(fā)器管； 分離器，所述分離器將液態(tài)制冷劑流從汽液制冷劑混合物中分離；以及 分配器，所述分配器將所述液態(tài)制冷劑分配在所述多個(gè)蒸發(fā)器管之上，所述分配器包括: 分配器進(jìn)口，所述分配器進(jìn)口從所述分離器接收所述液態(tài)制冷劑流； 噴射通道，所述噴射通道連接到所述分配器進(jìn)口，以使所述液態(tài)制冷劑從中流動(dòng)穿過(guò)并且通過(guò)位于所述噴射通道的上表面中的多個(gè)噴射開口離開所述噴射通道；以及 分配板，所述分配板設(shè)置在所述噴射通道之下，所述液態(tài)制冷劑通過(guò)所述分配板流動(dòng)到所述多個(gè)蒸發(fā)器管上； 其中液態(tài)制冷劑穿過(guò)所述多個(gè)噴射開口中的每個(gè)噴射開口的流量大致相等。2.如權(quán)利要求1所述的HVAC系統(tǒng)，其中所述噴射通道具有隨著與所述分配器進(jìn)口的距離的增大而減小的通道橫截面積。3.如權(quán)利要求2所述的HVAC系統(tǒng)，其中所述通道橫截面是圓形或矩形之一。4.如權(quán)利要求2所述的HVAC系統(tǒng)，其中所述多個(gè)噴射開口具有相等橫截面積。5.如權(quán)利要求1所述的HVAC系統(tǒng)，其中噴射開口橫截面積隨著與所述分配器進(jìn)口的距離的增大而增大。6.如權(quán)利要求1所述的HVAC系統(tǒng)，其中所述噴射通道由在所述分配器的相對(duì)壁之間延伸的多個(gè)支撐桿支撐。7.如權(quán)利要求1所述的HVAC系統(tǒng)，其中所述分配板具有C通道橫截面形狀，并且所述分配器還包括具有C通道橫截面形狀的分配器蓋以封閉所述噴射通道。8.一種降膜式蒸發(fā)器，其包括: 多個(gè)蒸發(fā)器管，一定量的熱能傳遞介質(zhì)流動(dòng)穿過(guò)所述多個(gè)蒸發(fā)器管； 分離器，所述分離器將液態(tài)制冷劑流從汽液制冷劑混合物中分離； 分配器，所述分配器可操作地連接到所述分離器以將液態(tài)制冷劑流分配在所述多個(gè)蒸發(fā)器管之上，所述分配器包括: 分配器進(jìn)口，所述分配器進(jìn)口從所述分離器接收所述液態(tài)制冷劑流； 噴射通道，所述噴射通道連接到所述分配器進(jìn)口，以使所述液態(tài)制冷劑從中流動(dòng)穿過(guò)并且通過(guò)位于所述噴射通道的上表面中的多個(gè)噴射開口離開所述噴射通道；以及 分配板，所述分配板設(shè)置在所述噴射通道之下，所述液態(tài)制冷劑通過(guò)所述分配板流動(dòng)到所述多個(gè)蒸發(fā)器管上； 其中液態(tài)制冷劑穿過(guò)所述多個(gè)噴射開口中的每個(gè)噴射開口的流量大致相等;并且9.如權(quán)利要求8所述的蒸發(fā)器，其中所述噴射通道具有隨著與所述分配器進(jìn)口的距離的增大而減小的通道橫截面積。10.如權(quán)利要求9所述的蒸發(fā)器，其中所述通道橫截面是圓形或矩形之一。11.如權(quán)利要求9所述的蒸發(fā)器，其中所述多個(gè)噴射開口具有相等橫截面積。12.如權(quán)利要求8所述的蒸發(fā)器，其中噴射開口橫截面積隨著與所述分配器進(jìn)口的距離的增大而增大。13.如權(quán)利要求8所述的蒸發(fā)器，其中所述噴射通道由在所述分配器的相對(duì)壁之間延伸的多個(gè)支撐桿支撐。14.如權(quán)利要求8所述的蒸發(fā)器，其中所述分配板具有C通道橫截面形狀，并且所述分配器還包括具有C通道橫截面形狀的分配器蓋以封閉所述噴射通道。
【文檔編號(hào)】F28D3/04GK105849492SQ201480070878
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2014年10月22日
【發(fā)明人】M.克里斯蒂安斯, J.L.埃斯富姆斯
【申請(qǐng)人】開利公司