用于蒸汽壓縮系統中的分配器的制造方法
【專利說明】用于蒸汽壓縮系統中的分配器
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年6月7日提交的名稱為“蒸汽壓縮系統”的第13/912634號美國非臨時申請的優先權及權益。
【背景技術】
[0003]本申請總體涉及制冷、空調和冷凍液體系統中的蒸汽壓縮系統。本申請更具體地涉及蒸汽壓縮系統中的分配系統和方法。
[0004]在暖通空調系統中使用的常規冷凍液系統包括一個蒸發器，用以在系統的制冷劑與待冷卻的其它液體之間進行熱能傳遞。一種類型的蒸發器包括具有形成管束的多根管的殼體，待冷卻的液體在管中循環。制冷劑被引導至與殼體內部的管束的外部或外側表面相接觸，導致待冷卻液體與制冷劑之間發生熱能傳遞。例如，在通常所謂的“降膜式”蒸發器中可以通過噴射或其它類似的技術將制冷劑沉積到管束的外側表面上。在另一例子中，所述管束的外側表面可以全部或部分地浸入通常所謂的“淹沒式”蒸發器中的液體制冷劑中。在又一例子中，管束的一部分可以具有沉積在外側表面上的制冷劑，并且所述管束的另一部分可以浸入通常被稱為“混合降膜式”蒸發器中的液體制冷劑中。
[0005]由于與液體的熱能傳遞，制冷劑被加熱而轉換為汽態，然后返回壓縮機并且在此處蒸汽被壓縮，以開始另一個制冷劑循環。冷卻的液體可以被循環至遍布在整個建筑物中的多個熱交換器。來自建筑物中的熱空氣經過所述熱交換器，在所述熱交換器處冷卻的液體被加熱，同時冷卻建筑物的空氣。由建筑物的空氣加熱的液體返回到蒸發器中，以重復該過程。
【發明內容】
[0006]本發明涉及一種用于蒸汽壓縮系統中的分配器，包括配置成定位于具有管束的熱交換器中的封殼(enclosure)，所述管束具有在所述熱交換器中的大體上水平延伸的多根管。在所述封殼的被定位成面對所述管束的一個端部中形成至少一個分配裝置，所述至少一個分配裝置被配置成將進入所述分配器中的流體施加至所述管束上。所述封殼具有約1/2:1至約10:1之間的長寬比。
[0007]本發明還涉及一種用于蒸汽壓縮系統中的分配器，包括配置成定位于具有管束的熱交換器中的封殼，所述管束包括在所述熱交換器中的大體上水平延伸的多根管。在所述封殼的被定位成面對所述管束的一個端部中形成至少一個分配裝置，所述至少一個分配裝置被配置成將進入所述分配器中的流體施加至所述管束上。所述封殼具有約1/2:1至約10:1之間的長寬比。所述封殼的所述端部包括一個端部特征，并且所述至少一個分配裝置包括形成于所述端部特征中的至少一個開口。所述至少一個開口被配置和被設置為在與所述系統中的分配器的操作相關的基本上整個流體壓力范圍內以約60度至約180度之間的噴射角分配流體。
[0008]本發明另外還涉及一種在蒸汽壓縮系統中分配流體的方法。所述方法包括提供被配置成定位于具有管束的熱交換器中的封殼，所述管束包括在所述熱交換器中的大體上水平延伸的多根管。所述方法包括在所述封殼的被定位成面對所述管束的一個端部中形成至少一個分配裝置，所述至少一個分配裝置被配置成將進入所述分配器中的流體施加至所述管束上。所述封殼具有約1/2:1至約10:1之間的長寬比。所述方法包括操作所述蒸汽壓縮系統。
【附圖說明】
[0009]圖1示出了用于暖通空調系統的一個示例性實施方案。
[0010]圖2示出了一個示例性蒸汽壓縮系統的等距視圖。
[0011]圖3和4示意性地示出了所述蒸汽壓縮系統的示例性實施方案。
[0012]圖5A示出了示例性蒸發器的分解的部分剖視圖。
[0013]圖5B示出了圖5A中的蒸發器的俯視等距視圖。
[0014]圖5C示出了沿圖5B中的線5-5截取的蒸發器的截面圖。
[0015]圖6A示出了示例性蒸發器的俯視等距視圖。
[0016]圖6B和6C示出了沿圖6A中的線6_6截取的蒸發器的截面圖。
[0017]圖7示出了封殼的一個示例性實施方案的上部立體圖。
[0018]圖8示出了圖7中的封殼的平面圖。
[0019]圖9示出了沿圖7中的線9-9截取的封殼的部分前視圖。
[0020]圖10示出了沿圖9中的線10-10截取的封殼的截面圖。
[0021]圖11示出了沿圖9中的線10-10截取的一個示例性實施方案的封殼的截面圖。
[0022]圖12示出了沿圖9中的線10-10截取的另一示例性實施方案的封殼的截面圖。
[0023]圖13示出了沿圖9中的線10-10截取的另一示例性實施方案的封殼的截面圖。
[0024]圖14示出了沿圖9中的線10-10截取的又另一示例性實施方案的封殼的截面圖。
[0025]圖15不出了封殼的一個不例性實施方案。
【具體實施方式】
[0026]圖1示出暖通空調(HVAC)系統10的一個示例性環境，所述系統10包括在典型商業設施的建筑物12中使用的冷凍液體系統。系統10可包含蒸汽壓縮系統14，蒸汽壓縮系統14可供應可用以冷卻建筑物12的冷凍液體。系統10可包含:鍋爐16，用以供應可用以對建筑物12加熱的受熱液體；以及使空氣循環通過建筑物12的空氣分配系統。所述空氣分配系統還可包含空氣返回管道18、空氣供應管道20和空氣處置器22。空氣處置器22可包含熱交換器，所述熱交換器通過導管24連接到鍋爐16和蒸汽壓縮系統14。空氣處置器22中的熱交換器可依據系統10的操作模式，接收來自鍋爐16的受熱液體或者接收來自蒸汽壓縮系統14的冷凍液體。所示的系統10在建筑物12的每一層上均具有獨立的空氣處置器，但應了解，在兩個層或更多個層之間可共享一些組件。
[0027]圖2和圖3不出可用在HVAC系統--例如HVAC系統10--中的一個不例性蒸汽壓縮系統14。蒸汽壓縮系統14可使制冷劑循環經過由馬達50驅動的壓縮器32、冷凝器34、膨脹裝置36以及液體冷凍器或蒸發器38。蒸汽壓縮系統14還可包含控制面板40，該控制面板40可包含模/數(A/D)轉換器42、微處理器44、非易失性存儲器46以及接口板48。可用作蒸汽壓縮系統14中的制冷劑的流體的一些實施例是基于氫氟烴(HFC)的制冷劑，例如R-410A、R-407、R-134a、氫氟烯烴(HFO)、例如氨氣(NH3)的“天然”制冷劑、R-717、二氧化碳(C02)、R-744或烴基制冷劑、水蒸汽或任一其它合適類型的制冷劑。在示例性實施方案中，蒸汽壓縮系統14可使用以下每種類型器件中的一個或多個:VSD52、馬達50、壓縮器32、冷凝器34和/或蒸發器38中。
[0028]與壓縮器32 —起使用的馬達50可由變速傳動器(VSD)52提供動力，也可以從交流(AC)或直流(DC)電源直接供電。如果使用VSD52，那么VSD52從AC電源接收具有特定的固定線電壓和固定線頻率的AC電力，且將具有可變電壓和頻率的電力提供到馬達50。馬達50可包含可由VSD提供動力或從AC或DC電源直接供電的任一類型的電動機。舉例來說，馬達50可為切換式磁阻電動機、感應電動機、電子換向永磁電動機或任一其它合適的馬達類型。在替代示例性實施方案中，例如蒸氣或燃氣渦輪機或引擎等其它驅動機構以及相關聯組件可用以驅動壓縮器32。
[0029]壓縮器32對制冷劑蒸汽進行壓縮并且通過排放管線將蒸汽遞送到冷凝器34。壓縮器32可為離心壓縮器、螺旋壓縮器、往復式壓縮器、旋轉壓縮器、擺桿壓縮器、渦旋式壓縮器、渦輪壓縮器，或任一其它合適的壓縮器。由壓縮器32遞送到冷凝器34的制冷劑蒸汽將熱傳遞到流體，例如水或空氣。由于與流體發生熱傳遞，因此制冷劑蒸汽在冷凝器34中冷凝為制冷劑液體。來自冷凝器34的液體制冷劑流過膨脹裝置36到達蒸發器38。在圖3所示的示例性實施方案中，冷凝器34是水冷卻式的，且包含連接到冷卻塔56的管束54。
[0030]遞送到蒸發器38的液體制冷劑從另一流體吸收熱，并且發生了相變而成為制冷劑蒸汽，所述另一流體與冷凝器34所用的流體類型可以相同也可以不同。在圖3所示的示例性實施方案中，蒸發器38包含具有供應管線60S和返回管線60R的管束，其中供應管線60S和返回管線60R連接到冷卻負荷62上。過程流體，例如水、乙二醇、氯化鈣鹵水、氯化鈉鹵水或任一其它合適的液體，經由返回管線60R進入蒸發器38并且經由供應管線60S退出蒸發器38。蒸發器38使管中的過程流體的溫度降低。蒸發器38中的管束可