用于降膜蒸發(fā)器的集成分離器-分配器的制造方法
【專利說明】用于降膜蒸發(fā)器的集成分離器-分配器
[0001 ] 背景
[0002]本文所公開的主題涉及加熱、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)(HVAC)系統(tǒng)。更具體地說，本文所公開的主題涉及用于HVAC系統(tǒng)的降膜蒸發(fā)器。
[0003]HVAC系統(tǒng)諸如冷卻器使用蒸發(fā)器來促進(jìn)蒸發(fā)器中的制冷劑與定位在蒸發(fā)器中的許多蒸發(fā)器管中流動的介質(zhì)之間的熱能交換。在滿液式蒸發(fā)器中，管浸沒在制冷劑池中。這導(dǎo)致有效的系統(tǒng)操作需要特別高體積的制冷劑，該體積取決于蒸發(fā)器管的數(shù)量和大小。用在冷卻器系統(tǒng)中的另一類型的蒸發(fā)器是降膜蒸發(fā)器。在降膜蒸發(fā)器中，蒸發(fā)器管通常被定位在分配歧管的下方，制冷劑被從分配歧管迫出，在蒸發(fā)器管上形成“降膜”。
[0004]降膜蒸發(fā)器通常采用分配系統(tǒng)，其功能在于在降膜管束上合理地傳送液體制冷劑。供應(yīng)給降膜束的液體制冷劑的均勻度對于降膜蒸發(fā)器的性能極為重要。多個有效做法中的一個是使用分離器自進(jìn)入分離器的液體-蒸汽制冷劑混合物中分離液體制冷劑。液體制冷劑然后從分離器中排出且被傳送到在蒸發(fā)器管上合理地計(jì)量液體制冷劑流的分配歧管。分離器可以外接蒸發(fā)器或在蒸發(fā)器內(nèi)部，然而通常為后者，因?yàn)榍罢呓?jīng)由外接管、包裝和為了符合壓力容器認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)例如ASME VIII的分離器的需求的增加的成本和復(fù)雜度。
[0005]概述
[0006]在一個實(shí)施方案中，加熱、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)(HVAC)系統(tǒng)包括其中流動有制冷劑流的壓縮機(jī)以及與冷凝器流動連通的降膜蒸發(fā)器。降膜蒸發(fā)器包括:多個蒸發(fā)器管，一定體積的熱能傳遞介質(zhì)流經(jīng)多個蒸發(fā)器管;和分離器，其自蒸汽與液體制冷劑混合物中分離液體制冷劑流。一種分配器將液體制冷劑流分配在多個蒸發(fā)器管上。一個或多個通風(fēng)豎管將蒸汽流或多數(shù)蒸汽制冷劑從分離器導(dǎo)引到蒸發(fā)器的制冷劑池附近。
[0007]在另一實(shí)施方案中，一種降膜蒸發(fā)器包括:多個蒸發(fā)器管，一定體積的熱能傳遞介質(zhì)流經(jīng)該多個蒸發(fā)器管;和分離器，其自蒸汽與液體制冷劑混合物中分離液體制冷劑流。分配器，其將液體制冷劑流分配在多個蒸發(fā)器管上。一個或多個通風(fēng)豎管將蒸汽流或多數(shù)蒸汽制冷劑從分離器導(dǎo)引到蒸發(fā)器的制冷劑池附近。
[0008]通過結(jié)合附圖所進(jìn)行的以下描述，這些和其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更加顯而易見。
[0009]附圖簡述
[0010]在本說明書結(jié)尾處的權(quán)利要求書中具體指出和明確要求了被認(rèn)為是本發(fā)明的主題。通過結(jié)合附圖所進(jìn)行的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，其中:
[0011]圖1是加熱、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實(shí)施方案的示意圖；
[0012]圖2是降膜蒸發(fā)器的實(shí)施方案的示意圖；
[0013]圖3是降膜蒸發(fā)器的實(shí)施方案的俯視圖；
[0014]圖4是降膜蒸發(fā)器的另一個實(shí)施方案的橫截面圖；且
[0015]圖5是降膜蒸發(fā)器的實(shí)施方案的另一個橫截面圖。
[0016]詳細(xì)描述通過例如參照附圖闡明了本發(fā)明的實(shí)施方案以及優(yōu)點(diǎn)和特征。
[0017]詳述
[0018]圖1示出了加熱、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)(HVAC)單元(例如利用降膜蒸發(fā)器12的冷卻器10)的一個實(shí)施方案的示意圖。蒸汽制冷劑流14被導(dǎo)引到壓縮機(jī)16中，然后進(jìn)入冷凝器18，其輸出液體制冷劑流20至膨脹閥22。膨脹閥22輸出蒸汽和液體制冷劑混合物24至蒸發(fā)器
12ο
[0019]現(xiàn)在參照圖2，如上所述，蒸發(fā)器12是降膜蒸發(fā)器。蒸發(fā)器12包括外殼26，其中至少部分布置于其中的蒸發(fā)器12組件包括多個蒸發(fā)器管28。分配器30位于蒸發(fā)器管28上方以在蒸發(fā)器管28上分配液體制冷劑32。通過蒸發(fā)器管28流入和流出蒸發(fā)器12的熱傳遞介質(zhì)流34與液體制冷劑32之間發(fā)生熱能交換。由于液體制冷劑32在蒸發(fā)器12中被汽化，所得蒸汽制冷劑36經(jīng)由吸嘴38且通過吸管40被導(dǎo)引到壓縮機(jī)16。
[0020]分離器42位于分配器30上游的外殼26中。在一些實(shí)施方案中，分離器42鄰接分配器30，共用公共壁。分離器42包括用于蒸汽和液體制冷劑混合物24進(jìn)入分離器42的制冷劑入口44。在一些實(shí)施方案中，制冷劑入口44被布置在分離器42的橫向中心處。分離器42利用重力自蒸汽與液體制冷劑混合物24中分離液體制冷劑32，導(dǎo)致分離器42中有一定體積的蒸汽制冷劑36。在一些實(shí)施方案中，分離器42還利用機(jī)械消除器56以進(jìn)一步增強(qiáng)液體-蒸汽分離。液體制冷劑32經(jīng)由一個或多個排出口 46離開分離器42且進(jìn)入分配器30。
[0021]液體制冷劑32在分離器42中經(jīng)由排出口 46進(jìn)入噴灑通道48。噴灑通道48可以是具有圓形橫截面或可具有其它橫截面形狀的管道，諸如曲線形、橢圓形、三角形、矩形等等。配置在噴灑通道48的上部52上的噴灑通道開口 50允許液體制冷劑32流出噴灑通道48，流入分配器腔30，且流經(jīng)在蒸發(fā)器管28上形成降膜的分配板54。
[0022]如果需要，蒸汽制冷劑36通過在一些實(shí)施方案中為一個或多個穿孔板或一個或多個網(wǎng)篩的機(jī)械消除器56流到分離器出口 58。機(jī)械消除器56捕捉蒸汽制冷劑36中央帶的額外液體制冷劑32。一旦通過分離器出口 58，蒸汽制冷劑36和夾帶的液體制冷劑32的剩余物尤其利用其接近蒸發(fā)器12的底部處的制冷劑池62的出口而流經(jīng)通風(fēng)豎管60，向下進(jìn)入蒸發(fā)器12中。離開通風(fēng)豎管的蒸汽制冷劑36中央帶的液體制冷劑在制冷劑池62中被捕獲，因此只允許蒸汽制冷劑36經(jīng)由吸嘴38且通過吸管40返回到壓縮機(jī)16。在圖2和圖3所示的實(shí)施方案中，兩個通風(fēng)豎管60相對于分離器42的制冷劑入口 44對稱定位，然而，可以使用與一個或兩個以上一樣少的通風(fēng)豎管。通風(fēng)豎管60及其接近制冷劑池62的出口是本公開內(nèi)容的關(guān)鍵特征，因?yàn)槠淙菰S使用高度緊湊的分離器42，從而促進(jìn)其在蒸發(fā)器12內(nèi)具有成本效益的集成。
[0023]圖4圖不蒸發(fā)器12的另一實(shí)施方案。在這個實(shí)施方案中，分離器42位于外殼26中，其中制冷劑入口 44位于分離器42的第一端64且排出口 46位于分離器42的第二端66，