CN103946650A - 用于加热和冷却系统的压力校正分配器 - Google Patents

用于加热和冷却系统的压力校正分配器 Download PDF

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Abstract

一种分配器组件具有沿中心轴线在第一端(120)和与第一端相对的第二端之间延伸的分配器(110)。分配器具有从分配器的第一端延伸的流道和从分配器的第二端延伸到流道的多个馈送端口(130)，并且每个馈送端口与流道流体连通。每个馈送端口沿中心轴线从流道处的第一端延伸到分配器第二端处的第二端，并且每个馈送端口包括第一轴向段和第二轴向段，第一轴向段连接在流道和第二轴向段之间，第二轴向段连接在第一轴向段和分配器的第二端之间。

Description

用于加热和冷却系统的压力校正分配器
背景技术
本发明大体上涉及加热和冷却系统，并且更具体地涉及加热或冷却系统中位于膨胀阀和多回路蒸发器之间的分配器组件。在热泵和制冷循环中，制冷剂随着其循环通过系统并被压缩、冷凝、膨胀和蒸发而交替地吸收和放出热能。具体而言，液体制冷剂从冷凝器流出，经过膨胀装置(如膨胀阀)，然后进入蒸发器。当制冷剂流经膨胀装置和蒸发器时，制冷剂的压力减小，制冷剂相变成气体并且吸收热能。从蒸发器出来后，气态制冷剂行进至压缩机，然后返回到冷凝器。当制冷剂流经压缩机和冷凝器时，制冷剂的压力增加，制冷剂相变回液体并放出热能。该过程重复进行以将热能辐射进空间(例如，对房屋加热)，或者从空间移除热能(例如，对房屋进行空调)。
一些常规蒸发器具有多个制冷剂的流动路径或回路，它们各自流经蒸发器的不同部分。这类蒸发器称为多回路蒸发器，它们利用设置在蒸发器上游的分配器装置或组件将制冷剂流分开并引导制冷剂从膨胀装置流入蒸发器中的多个回路。分配器组件还起到如下作用：将气态和液态制冷剂从膨胀装置大致均等地分配到蒸发器的每个回路，并进一步给每个蒸发器回路提供大致均匀的制冷剂分布。更进一步地，分配器组件还构造成使流经分配器组件的制冷剂在通向蒸发器的通路中产生压降，使得制冷剂的压力继续降低，而且制冷剂吸收热能、膨胀并相变成气体。
发明内容
在本发明的一些实施例中设有分配器组件，该分配器组件包括沿中心轴线在第一端和与第一端相对的第二端之间延伸的分配器。分配器可以包括从分配器的第一端延伸的流道和从分配器的第二端延伸到流道的多个馈送端口，每个馈送端口与流道流体连通。每个馈送端口可沿中心轴线从流道处的第一端延伸到分配器的第二端处的第二端，并且每个馈送端口可包括第一轴向段和第二轴向段，第一轴向段连接在流道和第二轴向段之间，并且第二轴向段连接在第一轴向段和分配器的第二端之间。
在本发明的其它实施例中设有分配器组件，该分配器组件包括沿中心轴线在第一端和与第一端相对的第二端之间延伸的分配器。分配器可以包括从分配器的第一端延伸的流道和从分配器的第二端延伸到流道的多个馈送端口，每个馈送端口与流道流体连通。每个馈送端口可包括第一轴向段和第二轴向段，第一轴向段连接在流道和第二轴向段之间，并且第二轴向段连接在第一轴向段和分配器的第二端之间，并且第一轴向段中的至少两个可以包括不同的第一轴向段直径。
在本发明的另一些实施例中，公开了修正通过分配器组件的制冷剂分配的方法，该方法包括如下步骤中的至少一个：(1)增加馈送端口的直径并增加相关联的馈送导管的长度，以及(2)减小馈送端口的直径并减小相关联的馈送导管的长度。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现参照如下简述并结合附图和详细说明，其中类似的附图标记表示类似的部件。
图1是根据本发明实施例的制冷系统的简化示意图；
图2是图1的分配器组件和多回路蒸发器的简化示意图；
图3是图2中的分配器的端视图；
图4是沿图3中剖面线4-4截取的、图2和图3所示的分配器的局部侧剖视图；
图5是本发明的压力校正分配器组件的替代实施例的示意图；以及
图6是构造分配器组件的方法和通过分配器组件的制冷剂分配的修正方法的流程图。
具体实施方式
分配器组件有时包括分配器和多个从分配器延伸到蒸发器的细长馈送管。在一些应用中，分配器可以将制冷剂流分成多个流动路径，并且每个馈送管可以将制冷剂从分支流动路径中的一个导引到蒸发器回路中的一个。为了达到越过分配器组件的所需压降，一些常规的馈送管相对较长——约30英寸(～0.76米)长。如此相对较长的馈送管会存在设计和维护上的限制，因为它们的尺寸可能会限制制冷系统的特定部件(例如，分配器、蒸发器等)的可能位置。此外，在维修过程中馈送管过长会不利于接近系统的其它部件。因此，本发明提供了允许有足够制冷剂压降的更紧凑的分配器组件，提供了常规分配器组件的一种成本较低的替代方案，并且能更容易地维修包括更紧凑的分配器组件的制冷系统。
现在参照图1，其中示意性地示出了气候控制系统10。在一般情况下，系统10可以用于管理和控制空间(例如，房屋、办公楼、车厢等的内部)的温度。系统10包括压缩机20、与压缩机20流体连通的冷凝器30、与冷凝器30流体连通的膨胀装置40、与膨胀装置40流体连通的分配器组件100以及与分配器组件100和压缩机20流体连通的多回路蒸发器50。在一些实施例中，由流向箭头60表示的流体制冷剂(即，液体和/或气体)循环通过系统10，流经压缩机20、冷凝器30、膨胀装置40、分配器组件100和蒸发器50又返回到压缩机20。
在每个循环过程中，流体制冷剂60的至少一部分可从液体相变至气体或从气体相变至液体。例如，在压缩机20中，基本上为气体的制冷剂60被压缩并泵送至冷凝器30，其中制冷剂60放出热能并冷凝成基本为液体的制冷剂60。因此，热能从制冷剂60转移到冷凝器30周围的环境，从而在冷凝器30处提供加热效果。液体制冷剂60然后从冷凝器30流出，通过膨胀装置40(例如，膨胀阀)和分配器组件100，制冷剂在该处膨胀、经受压力降低，并转变成混合的气/液制冷剂60。该混合的气/液制冷剂60从分配器组件100流过蒸发器50，制冷剂60在该处吸收热能，并膨胀成基本上为气体的制冷剂60。因此，热能从在蒸发器50周围的环境转移到制冷剂60中，从而在蒸发器50处提供冷却效果。基本上为气体的制冷剂60从蒸发器50返回到压缩机20，并使循环重复进行。应当理解，系统10为闭环系统，因此，制冷剂60通过系统10的任何特定区域的质量流率基本相同。
如上所述，热能从制冷剂60转移到在冷凝器30周围的环境，并且热能从周围环境转移到蒸发器50处的制冷剂60。根据蒸发器50和冷凝器30的位置，系统10通常可以用来进行加热或冷却。例如，系统10可以被布置成使得蒸发器50从室内吸收热能，并通过冷凝器30将被吸收的热能放出到外部，从而给房屋提供空调制冷。替代地，系统10可配置成使得冷凝器30在室内通过冷凝器30放热，并通过蒸发器50从室外吸收热能，从而给房屋提供加热。通过包括换向阀，图1中所示的系统(例如，系统10)也可替代地配置成选择性地向特定空间提供加热和制冷(即，配置成其中冷凝器30和蒸发器50的功能可以根据期望加热还是制冷而转换的热泵)。
现在参照图1和2，在本实施例中，蒸发器50是一种多回路蒸发器，包括多个内部流道或回路51。如图1所示，在制冷剂60从分配器组件100流经蒸发器50到达压缩机20时，各回路51具有上游入口51a和下游出口51b。在入口51a和出口51b之间流经每个回路51的制冷剂60与流过其它回路51的制冷剂60分开。此外，蒸发器50包括具有多个入口52a和一个与压缩机20流体连通的出口52b的排出集管52。每个回路出口51b与集管入口52a之一流体连通。
在系统10的运行期间，来自分配器组件100的制冷剂60在其对应的入口部51a处进入多个回路51之一，通过回路51向下游流动至其出口51b，然后在该处通过其对应的集管入口52a流入排出集管52。制冷剂60从所有的回路51进入集管52汇合，并通过集管出口52b向下游流至压缩机20。因而，流过每个回路51的制冷剂60流到一起，重新汇合在集管52中，然后通过出口52b流向压缩机20。
如图2中最佳所示，分配器组件100包括分配器110和多个细长馈送导管150，每个导管150在分配器110和蒸发器50之间延伸。在本实施例中，每个馈送导管150被定尺寸和构造成基本相同。尤其是，每个馈送导管150具有中心或纵向轴线155、附连到分配器110的第一或分配器端150a、附连到蒸发器50的第二或蒸发器端150b以及在端150a、b之间延伸的中央流道151。当制冷剂60从分配器端150a到蒸发器端150b流过每个馈送导管150的流道151时，流道151限定了位于分配器端150a的馈送导管入口151a和位于蒸发器端150b的馈送导管出口151b。如下文更详细描述的那样，每个馈送导管的流道151与分配器110的馈送端口130(图3和4)和一个蒸发器回路51流体连通。因而，在本实施例中，对于分配器110的每个出口馈送端口130设置一个馈送导管150，并对于每个馈送导管150设置一个回路51。
不受以下或任何特定理论的限制，系统(例如，系统10)的效率可以通过(a)越过分配器组件的多个馈送导管(例如，馈送导管150)基本均匀地分配制冷剂；(b)使制冷剂以基本相同的质量流率移动通过每个馈送导管；以及(c)产生越过每个馈送导管的基本相同的压降而得到改善。使分配器组件的每个馈送导管(例如，每个馈送导管150)的构造和尺寸基本相同，就有可能期望地实现：越过多个馈送导管的制冷剂的均匀分配、通过每个馈送导管的制冷剂的均匀质量流率以及越过每个馈送导管的相等压降。因此，在本文描述的一些实施例中，分配器组件的每个馈送导管(例如，每个馈送导管150)可被定尺寸和构造成基本相同。
仍参照图2，每个馈送导管150具有平行于其轴线155在两端150a、b之间测量的长度L150。如上所述，在本实施例中，每个馈送导管150被定尺寸和构造成基本相同，因而每个馈送导管150具有大致相同的长度L150。在一些实施例中，每个馈送导管的长度(例如，每个馈送导管150的长度L150)可以在约10英寸到约30英寸之间，并且可替代地可以在约15英寸到约20英寸之间。
一般地，馈送导管(例如，导管150)可包括任何合适的材料，包括但不限于金属和金属合金(例如，不锈钢、黄铜、铜、铝等)、非金属(例如，陶瓷)或复合材料(例如，碳纤维基材和环氧基复合材料)。然而，在一些实施例中，馈送导管150可包括适于与压缩的制冷剂一起使用的耐腐蚀材料，如黄铜、铜或铝。虽然示于图2和4中的馈送导管150为圆柱形管，但在其它实施例中，馈送导管可具有不同的横截面形状(例如，矩形)。
现在参照图1-4，分配器110沿中心或纵向轴线115在第一或入口端110a和第二或出口端110b之间延伸。入口端110a联接到制冷剂管41并且多个馈送导管150联接到出口端110b并从该出口端延伸。如图1和2所示，管41从冷凝器30供给制冷剂60至分配器组件100和分配器110。在本实施例中，分配器110的入口端110a被定尺寸和构造成由管41的端部接纳。分配器110可以任何合适的方式联接到管41的端部，包括但不限于焊接、钎焊、粘接、螺纹配合或它们的组合。
仍参照图1-4，分配器110还包括从第一端110a轴向延伸(相对于轴线115)的入口流道120和多个从入口流道120延伸到第二端110b的馈送端口130。入口流道120具有与轴线115重合的中心或纵向轴线125、位于分配器110的第一端110a处的第一端120a和位于其与馈送端口130相交处的第二端120b。如图1所示，当制冷剂60通过分配器110从第一端110a流向第二端110b时，入口流道120的第一端120a可称为“入口”，而入口流道120的第二端120b可称为“出口”。
每个馈送端口130具有中心或纵向轴线135、位于其与入口流道120相交处的第一端130a和位于分配器110的第二端110b处的第二端130b。如图1所示，当制冷剂60通过分配器110从第一端110a流向第二端110b时，每个馈送端口130的第一端130a可称为“入口”，并且每个馈送端口的第二端130b可称为“出口”。
所有馈送端口130的第一端130a汇合在入口流道120的第二端120b处，而每个出口馈送端口130的中轴线135相交于轴线115、125上的公共点131。此外，如图3中最佳所示，馈送端口130的第二端130b围绕轴线115基本均匀地周向隔开。
不受以下或任何特定理论的限制，系统(例如，系统10)的效率可以通过(a)越过分配器的多个馈送端口(例如，分配器110的馈送端口130)基本均匀地分配制冷剂；(b)使制冷剂以基本相同的质量流率移动通过每个馈送端口；以及(c)产生越过每个馈送端口的基本相同的压降而得到改善。使分配器的每个馈送端口的构造、取向和尺寸基本相同，就有可能实现这些性能特征。因此，在一些实施例中，每个馈送端口130可被构造和定尺寸成基本相同。
具体参照图4，每个馈送端口130相对于轴线115、125以锐角α取向。对于给定的出口馈送端口130，角α是在垂直于包含轴线115、125和轴线135的平面上观看时在轴线115、125和轴线135之间测量的角度。在本实施例中，每个馈送端口130以基本相同的角度α取向，该角度在垂直于包含轴线115、125和轴线135的平面上观看时在轴线115、125和轴线135之间测得。在一些实施例中，每个出口馈送端口130的角度α可为在约10°至约45°之间的锐角，并且可替代地在约15°至约20°之间。在一般情况下，馈送端口130的取向角度(例如，馈送端口130的角度α)可以根据需要变化，以适应不同数量的馈送端口130和馈送端口130的出口端(例如，馈送端口130的出口130b)所需的周向间隔。
仍然参照图4，入口流道120具有长度L120，该长度平行于轴线125从第一端120a测量至位于轴线125和轴线135的交点处的第二端120b。换句话说，长度L120平行于轴线125从第一端120a测量至点131。在一些实施例中，分配器110的入口流道的长度(例如，入口流道120的长度L120)可以在约1/8英寸至约3英寸之间，并且可替代地在约1/4英寸至约3/8英寸之间。
每个馈送端口130具有长度L130，该长度平行于其轴线135从其位于轴线135与轴线115、125的交点处的第一端130a测至其第二端130b。换句话说，每个馈送端口130的长度L130平行于其轴线135从点131测量到其第二端130b。如上所述，在本实施例中，每个馈送端口130被构造和定尺寸成基本相同，因此，每个馈送端口130具有基本相同的长度L130。在一些实施例中，分配器的每个馈送端口的长度(例如，每个馈送端口130的长度L130)可以在约1/8英寸至约1/2英寸之间，并且可替代地在约0.2英寸至约0.3英寸之间。
在图4所示的实施例中，入口流道120由一系列形成在分配器110中的轴向沉孔和设置在分配器110内的环形限流器140限定。在本实施例中，三个沉孔121、122和123位于两端120a和120b之间。第一沉孔121从入口流道120的第一端120a轴向延伸(相对于轴线115、125)至第二沉孔122。第二沉孔122从第一沉孔121轴向延伸(相对于轴线115、125)至第三沉孔123。第三沉孔123从入口流道120的第二端120b轴向延伸(相对于轴线115、125)至第二沉孔122。第一沉孔121具有直径D121，第二沉孔122的直径D122小于直径D121，并且第三沉孔123的直径D123小于直径D122。每个直径D121、D122、D123垂直于轴线115、125测量。虽然包括沉孔121、122和123的每个沉孔组可以基本相同，以使各个入口流道120基本相似，但在替代实施例中，在各种入口流道120中沉孔121、122和123可以不同。
仍参照图4，圆筒形限流器140具有与第二沉孔122大致相同的轴向长度(相对于轴线115、125)并且同轴地设置在第二沉孔122中。限流器140包括与沉孔121、122，123和入口流道120同轴对齐的中央通孔或孔141。在本实施例中，孔141具有小于直径D121、D122、D123的直径D141(垂直于轴线115、125测量)。在一般情况下，孔径(例如，直径D141)可以小于或等于入口流道的最小直径(例如，入口流道120的沉孔123的直径D123)。限流器140总体上轴向地抵靠凸肩126。
在本实施例中，限流器140借助过盈配合联接到分配器110。然而，在一般情况下，限流器140可以任何合适的方式在第二沉孔122内联接到分配器110，包括但不限于压配、粘接、钎焊、焊接、螺纹连接、机加工和/或它们的组合。由于孔141的缩减直径以及通过系统10的基本不变的质量流率，当制冷剂60流过限流器140时，与紧靠孔141上游的制冷剂的速度和压力相比，制冷剂的流速通常会增加并且制冷剂的压力通常会降低。
由于在直径D121与D122和直径D121与D141的差异，环形台肩124在沉孔121、122的相交处形成在入口流道120中。入口流道120的内径在台肩124和限流器140处的突然变化提供了这样的可能性，即：增大流过入口流道120的制冷剂的湍流，在某些情况下增大通过入口流道120并最终进入馈送端口130的制冷剂60的液相和气相的混合。不受以下或任何特定理论的限制，增加流经入口流道120的制冷剂60的紊流和混合可以为制冷剂60在馈送端口130之间提供更均匀的分配。
现在参照图3和4，如前文描述，每个馈送端口130在位于其与入口流道120的交叉处的第一端130a和位于分配器110的第二端110b处的第二端130b之间延伸。在本实施例中，每个馈送端口130包括第一或减径轴向段132和第二或扩径轴向段133。第一轴向段132从第一端130a轴向延伸(相对于轴线135)至第二轴向段133，第二轴向段133从第二端130b轴向延伸(相对于轴线135)至第一轴向段132。第一轴向段132具有基本上不变或基本上一致的直径D132。如上所述，在本实施例中，每个馈送端口130被构造和定尺寸成基本相同，因此，每个馈送端口130的第一轴向段132的直径D132基本相同。在一些实施例中，每个馈送端口130的第一轴向段132的直径D132可小于或等于0.125英寸(1/8”)，并且可替代地在约0.046875英寸(3/64”)至约0.125英寸(1/8”)之间。
每个馈送端口130的第二轴向段133具有大于直径D132的基本上不变的或基本上一致的直径D133。因此，第二轴向段133和第二端130b也可以被称为形成从分配器端110b轴向延伸的“沉孔”。如上所述，在本实施例中，每个馈送端口130被构造和定尺寸成基本相同，因此，每个馈送端口130的第二轴向段133的直径D133基本相同。每个馈送端口130的第二轴向段133适于接纳馈送导管150之一的端部150a。如图4中最佳所示，直径D133比其对应的馈送导管150的端部150a的外径基本相同或稍大，并且直径D132可以比其对应的馈送导管150的端部150a的内径小。因此，当制冷剂通过第一轴向段132时可能存在压力下降和相关联的速度增加。
一般来说，每个馈送导管150可以任何适当的方式联接到其对应的第二轴向段133，包括但不限于焊接、钎焊、螺纹配合、机加工等。每个第二轴向段133和馈送导管150之间的连接可形成大致环形的基本上流体密封的密封件，从而防止制冷剂泄漏和/或流动通过分配器组件100的制冷剂60的损失。
再次参照图2-4，在本实施例中，对每个分配器馈送端口130设置一个馈送导管150，并且对每个馈送导管150设置一个蒸发器回路51。因此，分配器110中馈送端口130的数量与馈送导管150的数量基本相同，其又与蒸发器50中回路51的数量基本相同。在本实施例中，分配器组件100包括四个馈送导管150，蒸发器50包括四个回路51，并且分配器110包括四个馈送端口130。然而，在其它实施例中，分配器组件(例如，组件100)、蒸发器(例如，蒸发器50)和分配器(例如，分配器110)可以分别具有任意合适数量的馈送导管(例如，馈送导管150)、回路(例如，回路51)和馈送端口(例如，馈送端口130)，尽管分配器中的馈送导管、回路和馈送端口的数量可以基本相同(即，对每个馈送端口设置一个馈送导管，并且对每个馈送导管设置一个蒸发器回路)。馈送导管、馈送端口和回路的数量可根据各种因素而改变，包括但不限于：用途(例如，住宅用、商用等)、被实施气候控制的容积或空间尺寸(例如，立方英尺数量)、需要的空气调节能力(例如，加热和/或冷却能力的吨和/或BTU数量)、越过分配器组件(例如，组件100)的所需压降和/或这些因素的组合。
一般来说，分配器(例如，分配器110)可包括任何合适的材料，包括但不限于金属和金属合金(例如，不锈钢、铝等)、非金属(例如，陶瓷)和/或复合材料(例如，碳纤维基材和环氧基复合材料)。在一些实施例中，分配器110可包括适于与压缩的制冷剂一起使用的耐腐蚀材料，例如铝和/或不锈钢。
在一些实施例中，分配器组件100的馈送导管150可以比一些常规馈送导管短很多。尤其是，一些常规馈送导管具有约30英寸的长度。相比之下，本发明的一些实施例的一些馈送导管150的长度可包括每个馈送导管150的长度L150，该长度L150可在约10英寸到约20英寸之间，并且可替代地在约12英寸到约15英寸之间。然而，应当理解，如果常规分配器组件100的馈送导管被简单地缩短，越过分配器组件100的总体压降会减少。本发明提供的系统和方法可用于维持越过具有与常规馈送导管相比缩短的馈送导管150的分配器组件100的总体压降。在一些实施例中，尽管馈送导管150短得多(与常规馈送导管相比)，通过有选择地减小馈送端口130的直径而实现和/或维持越过整个分配器组件100的总体压降。
再次参照图4，在一些实施例中，分配器组件100可通过减小馈送端口130的第一轴向段132的直径D132来接纳较短的馈送导管150而不影响越过分配器组件100的总体压降。可以选择和/或确定直径D132的这种减小，以使D132的减少增加了越过分配器组件100的总体压降，其基本上等效于归因于具有较短长度L150的馈送导管150的分配器组件100的总体压降的任何减少。在本文描述的一些实施例中，每个馈送端口的第一或缩径段的直径(例如，第一轴向段132的直径D132)可以小于或等于约0.125英寸，并且可替代地在约0.046875英寸(3/64")至约0.125英寸(1/8")之间。
现在参照图5，该图示出了压力校正分配器组件500的替代实施例的简化示意图。压力校正分配器组件500基本上类似于分配器组件100，除了分配器组件500包括三个馈送端口530而不是四个馈送端口之外，馈送端口530的每个第一轴向段532包括不同直径，并且馈送导管550具有不同的长度L550。更具体地说，由于馈送端口530a的第一轴向段532a包括与其它馈送端口530相比相对较大的直径D532a，馈送端口530a联接和/或关联于具有相对较长的长度L550a的馈送导管550a。类似地，由于馈送端口530b的第二轴向段532b包括与D532a相比相对较小的直径D132b，馈送端口530b联接和/或关联于具有与长度L550a相比相对较短的长度L550b的馈送导管550b。此外，由于馈送端口530c的第三轴向段532c包括与D532b相比相对较小的直径D132c，馈送端口530c联接和/或关联于具有与长度L550b相比相对较短的长度L550c的馈送导管550c。在一些实施例中，越过每对上述馈送端口530和所关联的馈送导管550的压降可以基本上相等，使得通过每个馈送导管550输送的制冷剂的质量流率基本相同。因此，分配器组件500可能非常适合于用刚好足够的馈送导管材料在例如但不限于分配器510和蒸发器的多个回路之间进行流体连接。
现在参照图6，该图示出了构造分配器组件的方法600的流程图。在一些实施例中，图6的流程图也可以被称作通过分配器组件的制冷剂的分配的修正方法。应当理解，各种软件模拟程序可以用来根据所谓性能模型模拟HVAC系统性能，这些性能模型包括代表分配器组件100的特征和/或部件的模拟要素以及HVAC系统的其它要素。在一些模拟程序中，可以规定一些假设和/或标准并保持不变，例如制冷剂的质量流率与其它操作条件和/或实际元件尺寸。在某些情况下，通过保持许多变量不变而仅选择性地改变模拟参数中的特定参数(例如但不限于元件尺寸)，可以对相对的模拟性能结果进行比较，以确定改变了某个模拟参数的效果。因此，本发明考虑使用HVAC操作模拟软件来研究常规的和/或现有的分配器组件100的设计，以确定直径D132和长度L150之间的函数关系。
更具体地，方法600可以开始于框602，首先(通过实验或模拟)分析现有的分配器组件100的配置对于特定的分配器组件100收集有关直径D132和长度L150之间的函数关系的数据。在一些实施例中，数据可以在注意到直径D132和/或长度L150中的至少一个被有选择地改变而引起的系统性能差别而被收集。在一些实施例中，每个长度L150可以改变相同的量，同时保持直径D132不变。或者，在一些实施例中，长度L150也可以改变不同的量，同时保持直径D132不变。更进一步，在其它实施例中，每个直径D132可以改变相同的量，同时保持长度L150不变。或者，在一些实施例中，直径D132可以改变不同的量，同时保持长度L150不变。
不管直径D132和长度L150之间的函数关系如何确定，在框604处，可以用数学回归技术产生二阶多项式方程，该方程定义直径D132和L150之间的关系。在一些实施例中，等式可以采取D132＝a+b×L150的形式：其中变量“a”和“b”作为适用于模拟和/或实验测试结果的上述回归的结果而确定。在替代实施例中，其它回归技术和/或方法可以被用于产生较低或较高阶数的关系和/或等式(例如，一阶多项式方程、三阶多项式方程、四阶多项式方程等等)。
一旦上述等式已经产生，在框606的步骤中，可在上述公式中使用特定的所需长度L150来确定用于设计定制的分配器组件100的适当直径D132。应当理解，包括特定所需长度L150和适当直径D132的分配器组件100会导致分配器组件100产生与越过以上在框602中研究的常规分配器组件的基本相同的总压差。因此，通过改变在框602中研究的常规分配器组件并在框604中建立数学模型以求得特定的所需长度L150并算出相关联的适当直径D132，通常被限制为以长度L150运行的常规分配器组件可以定制成具有任何所需长度L150而不会给运行造成实质性的损害。
虽然上述直径D132可能是优选的直径D132，但是有很大可能以上确定的直径不是容易在制造环境中实现的直径。因此，在框608的步骤中，可以确定两个最接近的标准化钻头尺寸，而不管是何种测定系统(即，ANSI钻头尺寸、ISO公制钻头尺寸和/或其它)。
接下来，在框610的步骤中，可在上述的模拟和/或实验测试装置中使用两个最接近的标准化钻头尺寸中的第一个的上述所需长度L150，以确定系统性能结果。同样在框610的步骤中，在上述的模拟和/或实验测试装置中使用两个最接近的标准尺寸钻头尺寸中的第二个，以确定另一组系统性能结果。
在框612的步骤中，通过选择两个最接近的标准化钻头尺寸中的一个取得最理想性能结果的尺寸，可以可靠地制成定制的分配器组件100。
在实施框606-612的第一示例中，从框602-604的性能，直径D132和长度L150之间的函数关系可能已被确定为：D132＝0.0958+0.000997×L150。因此，在框606的步骤中，其中所需的长度L150是15英寸，该15英寸值可以用于上面的等式来确定D132＝0.110755英寸。接着，在框608的步骤中，因为0.110755英寸不是标准化的钻头尺寸，可以通过确定两个最接近的ANSI和ISO钻头尺寸来确定两个最接近的钻头尺寸。特别是，就D132＝0.110755英寸而言，该值被界定在分别具有0.11英寸和0.111英寸的ANSI钻头尺寸#35和#34之间。同样，对于D132＝0.110755英寸而言，该值被界定分别相当于0.1102英寸和0.1142英寸尺寸的ISO钻头尺寸在2.8毫米和2.9毫米之间。因此，D132＝0.110755英寸被最接近地界定在低端的ISO钻头尺寸2.8mm(相差0.000555英寸)和高端的ANSI钻头尺寸#34(相差0.000245英寸)之间。接着，在框610的系统性能评估中，用0.1102英寸和0.111英寸的值替换预先确定的D132＝0.110755英寸。在比较了在框610获得的性能结果后，在框612的步骤中，D132可被最终选定为取得最理想性能结果的钻头尺寸。下表，根据本例的方程进一步表示出了直径D132和长度L150之间的关系。
L150(英寸) D132(英寸)
30 0.126
29 0.125
28 0.124
27 0.123
26 0.122
25 0.121
24 0.120
23 0.119
22 0.118
21 0.117
20 0.116
19 0.115
18 0.114
17 0.113
16 0.112
15 0.111
14 0.110
13 0.109
12 0.108
11 0.107
10 0.106
在其它实施例中，可以在框602和604的步骤中产生替代的方程。例如，直径D132和长度L150之间的关系可以被确定为D132＝－0.0630+0.000946×L150，或者D132＝0.0816+0.000158×L150等等。在确定上述方程的过程中，在一些实施例中，一些操作和/或模拟参数一般可以在各种实验和/或模拟方案中保持不变。例如，制冷剂的质量流率可保持基本恒定在每个制冷剂回路51为100lb/小时。另外，馈送导管的内径可保持不变。
本发明考虑提供包括不同数量和尺寸的馈送端口和/或馈送导管的分配器组件。在一些实施例中，本发明还表明尽管使用更短的馈送导管，也可以维持越过分配器组件的总体压降，并且可以通过分配器内产生内部压降来补偿由于使用较短馈送导管导致的压降损失，从而保持总体压降。使用与馈送导管一起使用的直径减小的馈送端口，可以提供允许尺寸和/或制造分配器组件的成本降低的分配器组件。在一些实施例中，减少馈送导管的长度可以降低制造分配器组件的材料成本，同时还可提供较小的分配器组件。而且，本文所公开的分配器组件的一个或多个特征和/或组件可以包括所谓的文丘里管轮廓，例如但不限于流量限制器140的小孔141。例如，在一些替代实施例中，分配器可包括文丘里管轮廓，其包括起初直径大但随后减小的嘴部。在某些情况下，分配器的大倒角内壁可以转变成弯曲的或带“钟形嘴部”的壁，并且诸壁可以与分配器本体构成一体。其它替代实施例可以包括锐缘小孔。在某些情况下，锐缘小孔可包括具有钻穿薄板的光滑小孔(small clean hole)的薄板。锐缘小孔可以限制流量而无论流体粘度如何，从而以大致相同的方式限制不同温度和粘度的流体。
在一些实施例中，常规的分配器组件可根据图6的方法改型。在常规的分配器组件的现有D132比与所需L150相关联的D132小的情况下，可以采用在框612的步骤中确定的合适的钻头尺寸将现有的直径扩大。在常规的分配器组件的现有D132比与所需L150相关联的D132大的情况下，在一些实施例中，可将变径管(包括金属圆筒管)插入端口，以减少制冷剂可行进通过其中的端口的有效直径。
虽然已经主要从空调系统(即，给空间提供制冷)的角度示出并描述了气候控制系统10，本文所述的分配器组件(例如，分配器组件100)和分配器(例如，分配器110)的实施例也可以用在任何合适的基于制冷剂的加热和/或冷却的气候控制系统中。例如，图1中所示的组件可替代地布置成提供加热，并且/或者图1中所示的系统可以通过包含换向阀而配置成热泵。
公开了至少一个实施例，本技术领域内技术人员对于实施例和/或实施例的特征所作出的变型、组合和/或修改均落入在本发明的范围之内。通过组合、整合和/或省略实施例的某些特征而得出的可替代实施例也都落入在本发明范围之内。在表达陈述数值范围或限值的情形中，如此表达的范围或限值应被理解为：包括落入所表达陈述的范围或限值内的类似值的迭代范围或限值(例如，从约1至约10就包括2、3、4等；大于0.10就包括0.11、0.12、0.13等)。例如，只要公开了具有下限R1和上限Ru的数值范围，那么落入该范围内的任何数值就被具体地公开了。尤其是，该范围内的以下数值特别地予以公开：R＝R1+k×(Ru-R1)，其中，k是以1％为增量变化从1％至100％的变量，即，k是1％、2％、3％、4％、5％、…50％、51％、52％、…95％、96％、97％、98％、99％或100％。此外，由上述定义的两个R数值限定的任何数值范围也被具体地公开了。对于权利要求书中的任何要素使用术语“可选地”，是指需要该要素或替代地不需要该要素，两种替换方式都在权利要求的范围之内。使用诸如包括、包含和具有的广义术语应被理解为是对诸如由什么组成、主要地由什么组成以及大致由什么组成的较狭义术语提供支持。因此，保护范围不受以上阐述的介绍所限制，但由附后的权利要求书所限定，该范围包括权利要求主题的所有等价物。将各个和每个权利要求作为进一步揭示纳入到本说明书中，并且权利要求书是本发明的实施例。

Claims (20)

1.一种分配器组件，包括：
分配器，沿中心轴线在第一端和与所述第一端相对的第二端之间延伸，所述分配器包括：
流道和多个馈送端口，所述流道从所述分配器的所述第一端延伸，所述馈送端口从所述分配器的所述第二端延伸到所述流道，每个馈送端口与所述流道流体连通；
其中每个馈送端口沿中心轴线从位于所述流道的第一端延伸到位于所述分配器的所述第二端处的第二端；并且
其中每个馈送端口包括第一轴向段和第二轴向段，所述第一轴向段连接在所述流道和所述第二轴向段之间，并且所述第二轴向段连接在所述第一轴向段和所述分配器的所述第二端之间。
2.根据权利要求1所述的分配器组件，其特征在于，所述多个馈送端口位于基本上均匀分布的角向阵列中。
3.根据权利要求1所述的分配器组件，其特征在于，所述第一轴向段的直径小于所述第二轴向段的直径。
4.根据权利要求1所述的分配器组件，其特征在于，所述第一段和所述第二段中的至少一个被构造成接纳馈送导管。
5.根据权利要求1所述的分配器组件，其特征在于，还包括：
与所述流道相关联的文丘里管轮廓和锐缘小孔中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的分配器组件，其特征在于，还包括：
接纳在馈送端口内的馈送导管。
7.根据权利要求6所述的分配器组件，其特征在于，所述馈送导管的内径大于相关联的第一轴向段的直径。
8.根据权利要求6所述的分配器组件，其特征在于，还包括：
多个馈送导管，所述多个馈送导管中的至少两个具有不同的馈送导管长度。
9.根据权利要求1所述的分配器组件，其特征在于，所述多个馈送端口中的至少两个具有不同的第一轴向段直径。
10.一种分配器组件，包括：
分配器，沿中心轴线在第一端和与所述第一端相对的第二端之间延伸，所述分配器包括：
流道和多个馈送端口，所述流道从所述分配器的所述第一端延伸，所述馈送端口从所述分配器的所述第二端延伸到所述流道，每个馈送端口与所述流道流体连通；
其中每个馈送端口包括第一轴向段和第二轴向段，所述第一轴向段连接在所述流道和所述第二轴向段之间，并且所述第二轴向段连接在所述第一轴向段和所述分配器的所述第二端之间；并且
其中所述第一轴向段中的至少两个包括不同的第一轴向段直径。
11.根据权利要求10所述的分配器组件，还包括：
第一馈送导管，所述第一馈送导管接纳在所述多个馈送端口中的第一个内；以及
第二馈送导管，所述第二馈送导管接纳在所述多个馈送端口中的第二个内；
其中所述第一馈送端口的直径大于所述第二馈送端口的直径，并且其中所述第一馈送导管的长度大于所述第二馈送导管的长度。
12.根据权利要求11所述的分配器组件，其特征在于，在越过所述第一馈送端口的入口和所述第一馈送导管的出口测得的压降与在越过所述第二馈送端口的入口和所述第二馈送导管的出口测得的压降基本相似。
13.根据权利要求11所述的分配器组件，其特征在于，所述馈送导管的内径大于相关联的馈送端口的直径。
14.根据权利要求10所述的分配器组件，其特征在于，还包括：
三个馈送端口，它们的第一轴向段的直径都不相等。
15.根据权利要求10所述的分配器组件，其特征在于，还包括：
与所述流道关联的文丘里管轮廓和锐缘小孔中的至少一个。
16.一种修正通过分配器组件的制冷剂分配的方法，包括以下步骤中的至少一个：
(1)增加第一馈送端口直径并增加相关联的第一馈送导管的长度；以及(2)减小第二馈送端口直径并减小相关联的馈送导管的长度。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括：
增加第一馈送端口的直径并增加相关联的第一馈送导管的长度；以及
增加第二馈送端口的直径并增加相关联的第二馈送导管的长度。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第一馈送端口增加后的直径大于所述第二馈送端口增加后的直径。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第一馈送导管增加后的长度大于所述第二馈送导管增加后的长度。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括：
使制冷剂通过与所述分配器组件的流道相关联的文丘里管轮廓和锐缘小孔中的至少一个。
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