用于降膜蒸发器的制冷剂分配器

摘要

本发明涉及一种加热、通风和空气调节(HVAC)系统，其包括：冷凝器(18)，制冷剂流经其流过；以及降膜蒸发器(12)，其与所述冷凝器流体连通。所述降膜蒸发器包括：多个蒸发器管道(38)，一定体积的热能传递媒介经其流过；以及分配器(42)，其用以经由所述多个蒸发器管道分配液体制冷剂流。所述分配器包括：分配器箱(46)；以及分配片(48)，其定位于所述分配器箱的底部表面处，所述分配片中具有多个小口(56)以经由所述多个蒸发器管道向下分配所述液体制冷剂流。多个挡板(56)定位于所述分配片处以将所述分配器箱划分为多个隔室，以确保通过所述多个小口递送所述液体制冷剂的均质流。

说明书

背景技术

本文公开的主题涉及加热、通风和空气调节(HVAC)系统。更具体来说，本文公开的主题涉及用于HVAC系统的降膜蒸发器。

例如冷冻器等HVAC系统使用蒸发器来促进在蒸发器中的制冷剂与在定位于蒸发器中的许多蒸发器管道中流动的媒介之间的热能交换。在满液式蒸发器中，管道浸没于制冷剂池中。这导致取决于蒸发器管道的数量和大小，对于高效的系统操作所必要的尤其大量的制冷剂。冷冻器系统中使用的另一类型的蒸发器是降膜蒸发器。在降膜蒸发器中，蒸发器管道通常定位于制冷剂推进所来自的分配歧管下方，从而形成蒸发器管道上的“降膜”，其利用重力来驱动制冷剂流过蒸发器管道。蒸发主要通过蒸发器管道的表面上的薄膜蒸发而实现，同时在蒸发器的池沸腾区段中，一小部分的制冷剂汽化。

重力馈送的优点之一在于，下降的液体膜可以极为精确地定位，使得管道上的分配不当的风险降低。主要缺点来自于重力馈送自身的要求；在分配器中需要维持稳定的液位，使得分配器箱中的所有孔口遇到相同的流体静压力且将相同量的制冷剂递送到下方的管道。此外，希望降膜技术的实施不应增加对现有满液式产品的占据面积要求，也不应增加储存于分配系统中的液体制冷剂的量。这限制了可以使用的液体膜的高度，这又增加了通过孔口的流将不均匀的可能性，因为分配器内的液位高度的小改变(由于例如倾斜或不平的安装，或在操作期间的移位)都将带来与具有较一般液位容限的系统中相比更大的影响。

发明内容

在一个实施方案中，一种加热、通风和空气调节(HVAC)系统包括：冷凝器，制冷剂流经其流过；以及降膜蒸发器，其与所述冷凝器流体连通。所述降膜蒸发器包括：多个蒸发器管道，一定体积的热能传递媒介经其流过；以及分配器，其用以经由所述多个蒸发器管道分配液体制冷剂流。所述分配器包括：分配器箱；以及分配片，其定位于所述分配器箱的底部表面处，所述分配片中具有多个小口以经由所述多个蒸发器管道向下分配所述液体制冷剂流。多个挡板定位于所述分配片处以将所述分配器箱划分为多个隔室，以确保通过所述多个小口递送所述液体制冷剂的均质流。

在另一实施方案中，降膜蒸发器包括：多个蒸发器管道，一定体积的热能传递媒介经其流过；以及分配器，其用以经由所述多个蒸发器管道分配液体制冷剂流。所述分配器包括：分配器箱；以及分配片，其定位于所述分配器箱的底部表面处，所述分配片中具有多个小口以经由所述多个蒸发器管道向下分配所述液体制冷剂流。多个挡板定位于所述分配片处以将所述分配器箱划分为多个隔室，以确保通过所述多个小口递送所述液体制冷剂的均质流。

从以下结合附图做出的描述将更显而易见这些和其它优点及特征。

附图说明

在说明书的结论处的权利要求书中具体指出且清楚地要求视为本发明的主题。本发明的前述和其它特征及优点从以下结合附图做出的详细描述中显而易见，附图中：

图1是加热、通风和空气调节系统的实施方案的示意图；

图2是用于HVAC系统的降膜蒸发器的实施方案的示意图；

图3是用于HVAC系统的降膜蒸发器的实施方案的透视图；

图4是用于降膜蒸发器的分配器箱的实施方案的透视图；

图5是用于降膜蒸发器的分配器箱的实施方案的端视图；以及

图6是用于降膜蒸发器的分配器箱的实施方案的局部分解视图。

详细描述例如通过参考附图而阐释了本发明的实施方案以及优点和特征。

具体实施方式

图1中示出了一个加热、通风和空气调节(HVAC)单元的实施方案的示意图，所述HVAC单元例如为利用降膜蒸发器12的冷冻器10。将蒸汽制冷剂流14引导到压缩器16中，且随后引导到冷凝器18，所述冷凝器将液体制冷剂流20输出到膨胀阀22。膨胀阀22朝向蒸发器12输出蒸汽与液体制冷剂混合物24。

现在参见图2，如上文所述，蒸发器12是降膜蒸发器。分离器26位于蒸发器12的上游，用以从流自膨胀阀22的蒸汽与液体制冷剂混合物24分离蒸汽制冷剂28和液体制冷剂30分量。蒸汽制冷剂28流动到蒸发器吸入管线32，且返回到压缩器16。液体制冷剂30经由制冷剂输入管线34流动到蒸发器12中。虽然在此实施方案中将分离器26示出为位于蒸发器12的外部，但应了解，在其它实施方案中，分离器可以位于蒸发器12内。蒸发器12包含外壳36，蒸发器12的组件至少部分地安置于其中，所述组件包括分组成为管道束40的多个蒸发器管道38。分配器42位于管道束30上方以经由管道束40分配液体制冷剂30。在通过蒸发器管道38流入和流出蒸发器12的热传递媒介流44与液体制冷剂30之间发生热能交换。随着液体制冷剂30在蒸发器12中汽化，所得的蒸汽制冷剂28经由吸入管线32被引导到压缩器16。虽然所示的蒸发器12的横截面是矩形，但本领域的技术人员将了解，蒸发器12可以为多种形状，包含球形、圆柱形、直线形或例如这些形状的任何组合。

图3中示出分配器42的实施方案。分配器42包含分配器箱46，分配器箱具有分配片48，分配片具有布置于其中的多个小口50。在一些实施方案中，分配片48位于分配器箱46的底部表面处。液体制冷剂30经由制冷剂输入管线34流入分配器箱46且流过喷射管52，喷射管52的上部部分56上布置有喷射开口54。液体制冷剂30流出喷射开口54进入分配器箱46且通过小口50流出。典型的分配器仅依赖于流体静压头来使液体制冷剂推进通过小口50。

现在参见图4，为了增加液体制冷剂30的分配的均匀性且减少制冷剂装填或处置高负载所必要的蒸发器的大小和/或允许蒸发器12的不平安装，分配器箱46包含安置于喷射管52下方的多个挡板56(图5中所示)，其将分配器箱分隔为多个隔室58。挡板高度66大于分配器箱46中的液体制冷剂高度68。如图5中所示，挡板56包含穿孔60或其它开口以允许液体制冷剂30在隔室58之间流动，但挡板56提供足够的流动阻力以防止隔室58之间的液体制冷剂30液位的较大差异。因此，通过分配片48中的小口50递送的液体制冷剂30流是均质的，且确保蒸发器12的稳定操作。在一些实施方案中，穿孔60的直径在大约0.25”到0.50”的范围内。此外，虽然在图5中示出圆形穿孔60，但应了解，可以利用穿孔60的细长狭槽或其它形状。或者，挡板56可以由多孔材料形成，例如开孔泡沫。

现在参见图6，挡板56可以是U形板62，其放置于分配片48上且沿着分配器箱46的长度布置。U形板62可以单独使用或与例如平板64的其它挡板元件组合使用，以在分配器箱46中形成选定数目的具有所需形状和大小的隔室58。

虽然已经结合仅有限数目的实施方案详细描述了本发明，但应容易了解，本发明不限于这些公开的实施方案。而是，可以修改本发明以并入前文未描述但与本发明的精神和范围一致的任何数目的变化、更改、替换或等效布置。另外，虽然已经描述本发明的各种实施方案，但应了解，本发明的方面可以包含所描述实施方案中的仅一些实施方案。因此，本发明不应视为受前述描述的限制，而是仅受所附权利要求书的范围的限制。