用于降膜式蒸發器的分配器的制造方法
【專利摘要】一種降膜式蒸發器包括：多個蒸發器管，一定量的熱能傳遞介質流動穿過所述多個蒸發器管；分離器，所述分離器將液態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，以將液態制冷劑流分配在所述多個蒸發器管之上。所述分配器包括：分配器進口，所述分配器進口從所述分離器接收所述液態制冷劑流；噴射通道，所述噴射通道連接到所述分配器進口，以使所述液態制冷劑從中流動穿過并且通過位于所述噴射通道的上表面中的多個噴射開口離開所述噴射通道；以及分配板，所述分配板設置在所述噴射通道之下，所述液態制冷劑通過所述分配板流動到所述多個蒸發器管上。液態制冷劑穿過所述多個噴射開口中的每個噴射開口的流量大致相等。
【專利說明】用于降膜式蒸發器的分配器
[0001 ] 背景
[0002]本文中所公開的主題涉及暖通空調(HVAC)系統。更確切地說，本文所公開的主題涉及用于HVAC系統的降膜式蒸發器。
[0003]HVAC系統諸如冷卻器使用蒸發器來促進蒸發器中的制冷劑與在定位在蒸發器中的許多蒸發器管中流動的介質之間的熱能交換。在滿液式蒸發器中，管浸沒在制冷劑池中。這導致需要特別高的量的制冷劑(取決于蒸發器管的數量和大小)，以用于高效的系統操作。冷卻器系統中所使用的另一類蒸發器是降膜式蒸發器。在降膜式蒸發器中，蒸發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，從而在蒸發器管上形成“降膜”。
[0004]在通常的降膜式蒸發器中，使用外部分離罐將液態制冷劑從進入分離罐的液汽制冷劑混合物中分離。液態制冷劑繼而從罐中排出并且通過管道網絡運送到蒸發器和分配歧管中。分配歧管用儀表測量液態制冷劑在蒸發器管之上的流量。然而，隨著與制冷劑進口的距離的增大，分配歧管傾向于使液態制冷劑中的靜壓降低。這個問題通常通過具有通向分配器的多個制冷劑進口(這減小了分配器任何部分與制冷劑進口的距離)來解決。這導致復雜且昂貴的分配器。
[0005]簡述
[0006]在一個實施方案中，暖通空調(HVAC)系統包括:壓縮機，所述壓縮機使制冷劑流從中流動穿過；以及降膜式蒸發器，所述降膜式蒸發器與壓縮機處于流體連通。蒸發器包括:多個蒸發器管，一定量的熱能傳遞介質流動穿過所述多個蒸發器管:分離器，所述分離器將液態制冷劑流從汽液制冷劑混合物中分離；以及分配器，所述分配器將液態制冷劑流分配在所述多個蒸發器管之上。分配器包括:分配器進口，所述分配器進口從分離器接收液態制冷劑流；以及噴射通道，所述噴射通道連接到分配器進口，以使液態制冷劑從中流動穿過并且通過位于噴射通道的上表面中的多個噴射開口離開噴射通道。分配板位于噴霧通道之下，液態制冷劑通過分配板流動到多個蒸發器管上。液態制冷劑穿過所述多個噴射開口中的每個噴射開口的流量大致相等。
[0007]在另一實施方案中，降膜式蒸發器包括:多個蒸發器管，一定量的熱能傳遞介質流動穿過所述多個蒸發器管;分離器，所述分離器將液態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，以將液態制冷劑流分配在所述多個蒸發器管之上。分配器包括:分配器進口，所述分配器進口從分離器接收液態制冷劑流;噴射通道，所述噴射通道連接到分配器進口，以使液態制冷劑從中流動穿過并且通過位于噴射通道的上表面中的多個噴射開口離開噴射通道；以及分配板，所述分配板設置在噴射通道之下，液態制冷劑通過分配板流動到所述多個蒸發器管上。液態制冷劑穿過多個噴射開口中的每個噴射開口的流量大致相等。
[0008]通過以下結合附圖進行的描述將更加明白這些和其他優點及特征。
[0009]附圖簡述
[0010]在本說明書的結論處的權利要求書中具體指出并明確要求保護被認為是本發明的主題。通過以下結合附圖進行的詳細描述可明白本發明的上述和其他特征及優點，在附圖中:
[0011 ]圖1是暖通空調系統的實施方案的示意圖；
[0012]圖2是降膜式蒸發器的實施方案的示意正視圖；
[0013]圖3是降膜式蒸發器的實施方案的另一示意平面圖；
[0014]圖4是用于降膜式蒸發器的分配器的實施方案的頂視圖；以及
[0015]圖5是用于降膜式蒸發器的分配器的實施方案的剖面圖。
[0016]詳述參考附圖以舉例方式來解釋本發明的實施方案連同優點和特征。
[0017]詳述
[0018]圖1示出利用降膜式蒸發器12的暖通空調(HVAC)單元(例如冷卻器)10的實施方案的示意圖。蒸氣制冷劑流14被引導到壓縮機16中、然后到達冷凝器18，所述冷凝器18向膨脹閥22輸出液態制冷劑流20 ο膨脹閥22朝向蒸發器12輸出汽液制冷劑混合物24。
[0019]現參照圖2，如上所述，蒸發器12是降膜式蒸發器。蒸發器12包括殼體26與至少部分地設置在殼體26中的蒸發器12部件，包括多個蒸發器管28。分配器30位于蒸發器管28上方以將液態制冷劑32分配在蒸發器管28之上。熱能交換在通過蒸發器管28流入和流出蒸發器12的傳熱介質34(在圖1中示出)與液態制冷劑32之間發生。如圖3所示，當液態制冷劑32在蒸發器12中沸騰時，所產生的蒸氣制冷劑36通過吸嘴38并且穿過抽吸管線40被引導到壓縮機16。
[0020]再次參照圖2，分離器42位于分配器30的上游，其中制冷劑進口44用于使汽液制冷劑混合物24從膨脹閥22進入分離器42。分離器42可如圖所示位于殼體26的外部，或在其他實施方案中，可位于或部分地位于殼體26的內部。分離器42將液態制冷劑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中分離的液態制冷劑32通過排水管48流入分配器30中。
[0021]參照圖3，液態制冷劑32通過排水管48進入分配器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允許液態制冷劑32流出噴射通道52并且穿過分配板58，從而在蒸發器管28上形成降膜。液態制冷劑32在分配器第一端60處進入分配器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，具體地，進入位于分配器30內部的噴射通道52。噴射通道52具有隨著與噴射通道進口 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，因此通過每個噴射開口54遞送的液態制冷劑32的流量相同。應理解，盡管示出帶有矩形橫截面的梯形噴射通道52，但可通過其他構型達到相同效果，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，應理解在其他實施方案中，噴射通道進口 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的兩個方向上隨著與噴射通道進口 64的距離的增大而減小的橫截面積。
[0022]再次參照圖2，從汽液制冷劑混合物24中分離液態制冷劑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制冷劑的蒸氣制冷劑。在一些實施方案中，分離器42將液態制冷劑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穿過通氣口從分離器42通過吸入管線40被輸送到壓縮機16。
[0023]現參照圖5，將更詳細地討論分配器30的構造。分配器30包括分配板58，所述分配板58中具有多個分配開口 74以將液態制冷劑32分配在蒸發器管28之上。分配板58由金屬板材的C通道成形件形成。多個支撐桿76跨分配器30在分配板58的相對壁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(complimentary)件形成。由于系統所利用的低水平的液態制冷劑32壓力(head)，金屬板組件構造對于分配器30是有可能的。在一些實施方案中，靶式導流板(target baffle)82定位在噴射開口54之上，以將離開噴射開口54的液態制冷劑32重新定向朝向分配板58。
[0024]盡管僅結合有限數量的實施方案對本發明進行了詳細描述，但應易于理解，本發明不限于此類公開的實施方案。相反，可對本發明進行修改，以并入以上未描述但與本發明精神和范圍相稱的任何數量的變化、改變、替代或等效布置。另外，盡管已描述了本發明的各種實施方案，但應理解，本發明的方面可僅包括所述實施方案中的一些。因此，不應認為本發明受以上描述限制，而是應僅受所附權利要求書的范圍限制。
【主權項】
1.一種暖通空調(HVAC)系統，其包括: 壓縮機，所述壓縮機使制冷劑流從中流動穿過； 降膜式蒸發器，所述降膜式蒸發器與所述壓縮機處于流體連通，所述降膜式蒸發器包括: 多個蒸發器管，一定量的熱能傳遞介質流動穿過所述多個蒸發器管； 分離器，所述分離器將液態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制冷劑分配在所述多個蒸發器管之上，所述分配器包括: 分配器進口，所述分配器進口從所述分離器接收所述液態制冷劑流； 噴射通道，所述噴射通道連接到所述分配器進口，以使所述液態制冷劑從中流動穿過并且通過位于所述噴射通道的上表面中的多個噴射開口離開所述噴射通道；以及 分配板，所述分配板設置在所述噴射通道之下，所述液態制冷劑通過所述分配板流動到所述多個蒸發器管上； 其中液態制冷劑穿過所述多個噴射開口中的每個噴射開口的流量大致相等。2.如權利要求1所述的HVAC系統，其中所述噴射通道具有隨著與所述分配器進口的距離的增大而減小的通道橫截面積。3.如權利要求2所述的HVAC系統，其中所述通道橫截面是圓形或矩形之一。4.如權利要求2所述的HVAC系統，其中所述多個噴射開口具有相等橫截面積。5.如權利要求1所述的HVAC系統，其中噴射開口橫截面積隨著與所述分配器進口的距離的增大而增大。6.如權利要求1所述的HVAC系統，其中所述噴射通道由在所述分配器的相對壁之間延伸的多個支撐桿支撐。7.如權利要求1所述的HVAC系統，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。8.一種降膜式蒸發器，其包括: 多個蒸發器管，一定量的熱能傳遞介質流動穿過所述多個蒸發器管； 分離器，所述分離器將液態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制冷劑流分配在所述多個蒸發器管之上，所述分配器包括: 分配器進口，所述分配器進口從所述分離器接收所述液態制冷劑流； 噴射通道，所述噴射通道連接到所述分配器進口，以使所述液態制冷劑從中流動穿過并且通過位于所述噴射通道的上表面中的多個噴射開口離開所述噴射通道；以及 分配板，所述分配板設置在所述噴射通道之下，所述液態制冷劑通過所述分配板流動到所述多個蒸發器管上； 其中液態制冷劑穿過所述多個噴射開口中的每個噴射開口的流量大致相等;并且9.如權利要求8所述的蒸發器，其中所述噴射通道具有隨著與所述分配器進口的距離的增大而減小的通道橫截面積。10.如權利要求9所述的蒸發器，其中所述通道橫截面是圓形或矩形之一。11.如權利要求9所述的蒸發器，其中所述多個噴射開口具有相等橫截面積。12.如權利要求8所述的蒸發器，其中噴射開口橫截面積隨著與所述分配器進口的距離的增大而增大。13.如權利要求8所述的蒸發器，其中所述噴射通道由在所述分配器的相對壁之間延伸的多個支撐桿支撐。14.如權利要求8所述的蒸發器，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】F28D3/04GK105849492SQ201480070878
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年10月22日
【發明人】M.克里斯蒂安斯, J.L.埃斯富姆斯
【申請人】開利公司