CN105980807B - 非对称式蒸发器 - Google Patents
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Abstract
一种降膜式蒸发器包括蒸发器外壳和多个蒸发器管,所述多个蒸发器管被设置在所述蒸发器外壳中并且被布置成一个或多个管束,一定体积的热能转移介质流动通过所述管束。多个管板支撑所述多个蒸发器管。第一壁构件和第二壁构件在所述多个蒸发器管的相对侧面处垂直延伸。所述第一壁构件和所述第二壁构件限定在所述壁构件之间的内蒸气通道,限定在所述第一壁构件与所述蒸发器外壳之间的第一外蒸气通道,并且限定在所述第二壁构件与所述蒸发器外壳之间的第二外蒸气通道。在第一壁构件下边缘与所述多个管板之间的第一间隙大于在第二壁下边缘与所述多个管板之间的第二间隙。
Description
技术领域
本文中所公开的主题涉及采暖、通风和空调(HVAC)系统。更确切地说,本文所公开的主题涉及用于HVAC系统的蒸发器。
背景技术
HVAC系统(诸如冷却器)使用蒸发器来促进蒸发器中的制冷剂与定位在蒸发器中的多个蒸发器管中流动的介质之间的能量交换。在溢流式蒸发器中,管浸没在制冷剂池中。在溢流式蒸发器系统中,压缩机导向叶片和系统计量工具控制通过系统的制冷剂循环的总速率。仅通过维持装料水平、或系统中制冷剂的总体积来实现维持池中的足够制冷剂水平的具体要求。
在冷却器系统中使用的另一种类型的蒸发器是降膜式蒸发器。在降膜式蒸发器中,成束或成组的蒸发器管通常定位在从其推进制冷剂的分配歧管下方,从而在蒸发器管上形成“降膜”。降膜终止在位于降膜式蒸发器底部处的制冷剂池中。在正常典型的蒸发器结构中,蒸发器管由沿管长度间隔的多个支撑板支撑,并且沿管的长度部分地封闭在护套中。护套促使蒸发器产生的蒸气向下朝向制冷剂池,在所述制冷剂池中,所述蒸气与来自制冷器池的蒸气混合并且改变方向,从而向上流动到抽吸嘴。甚至在通过护套将蒸气向下导向之后,在蒸气中夹带的不合需要量的液体制冷剂行进到抽吸嘴并且因此行进到压缩机,在所述压缩机处,所述液体制冷剂对压缩机性能具有负面影响。
发明内容
在一个实施方案中,采暖通风和空调(HVAC)系统的降膜式蒸发器包括蒸发器外壳和多个蒸发器管,所述多个蒸发器管被设置在蒸发器外壳中并且被布置成一个或多个管束,一定体积的热能转移介质流动通过所述管束。多个管板支撑多个蒸发器管。第一壁构件和第二壁构件在多个蒸发器管的相对侧面处垂直延伸。第一壁构件和第二壁构件限定在所述壁构件之间的内蒸气通道,限定在第一壁构件与蒸发器外壳之间的第一外蒸气通道,并且限定在第二壁构件与蒸发器外壳之间的第二外蒸气通道。在第一壁构件下边缘与多个管板之间的第一间隙大于在第二壁下边缘与多个管板之间的第二间隙。
在另一个实施方案中,采暖、通风和空调(HVAC)系统包括:使制冷剂流流动通过的冷凝器、与冷凝器流动连通的压缩机以及通过制冷剂入口与冷凝器流动连通并且通过蒸气出口与压缩机流动连通的降膜式蒸发器。降膜式蒸发器包括蒸发器外壳和多个蒸发器管,所述多个蒸发器管被设置在蒸发器外壳中并且被布置成一个或多个管束,一定体积的热能转移介质流动通过所述管束。多个管板支撑多个蒸发器管。第一壁构件和第二壁构件在多个蒸发器管的相对侧面处垂直延伸。第一壁构件和第二壁构件限定在所述壁构件之间的内蒸气通道,限定在第一壁构件与蒸发器外壳之间的第一外蒸气通道,并且限定在第二壁构件与蒸发器外壳之间的第二外蒸气通道。在第一壁构件下边缘与多个管板之间的第一间隙大于在第二壁下边缘与多个管板之间的第二间隙。
这些和其他优点和特征将从以下结合附图的描述中变得更加显而易见。
附图说明
在本说明书所附的权利要求书中具体指出并明确要求保护被认为是本发明的主题。本发明的前述和其他特征以及优点从结合附图进行的以下详述中显而易见,在附图中:
图1为采暖、通风和空调系统的实施方案的示意图;
图2为用于HVAC系统的降膜式蒸发器的实施方案的示意图;
图3为用于降膜式蒸发器的实施方案的横截面视图;并且
图4为用于HVAC系统的降膜式蒸发器的支撑板的实施方案的另一横截面视图。
详述参考附图以举例方式来说明本发明的实施方案连同优点和特征。
具体实施方式
图1中示出的是采暖、通风和空调(HVAC)单元的实施方案的示意图,所述单元例如利用降膜式蒸发器12的冷却器10。蒸气制冷剂流14被导向到压缩机16中并且然后导向到达冷凝器18,所述冷凝器18向膨胀阀22输出液体制冷剂流20。膨胀阀22向蒸发器12输出蒸气和液体制冷剂混合物24。热能交换在通过多个蒸发器管26流入和流出蒸发器12的传热介质流28与蒸气和液体制冷剂混合物24之间发生。当蒸气和液体制冷剂混合物24在蒸发器12中沸腾时,蒸气制冷剂14被导向到压缩机16。
现参照图2,如上所述,蒸发器12是降膜式蒸发器。蒸发器12包括具有外表面32和内表面34的壳体30,所述外表面32和内表面34限定热交换区36。在所示的示例性实施方案中,壳体30包括非圆形横截面。如图所示,壳体30包括矩形横截面,然而应当理解壳体30可采用包括圆形和非圆形的各种形式。壳体30包括被配置来接收制冷剂源(未示出)的制冷剂入口38。壳体30还包括被配置来连接到诸如压缩机16的外部装置的蒸气出口40。蒸发器12还被示出为包括布置在壳体30下部中的制冷剂池区42。制冷剂池区42包括使流体循环穿过制冷剂池46的池管束44。制冷剂池46包括具有上表面50的一定量的液体制冷剂48。循环通过池管束44的流体与制冷剂池46交换热量,以便将所述量的制冷剂48从液体转化成蒸气状态。在一些实施方案中,制冷剂可以是“低压制冷剂”,其被定义为在104℉(40℃)下的液相饱和压力低于约45psi(310.3kPa)的制冷剂。低压制冷剂的实例包括R245fa。
根据所示的示例性实施方案,蒸发器12包括一个或多个管束52或成组的管26,所述管束和管提供制冷剂与另一种流体之间的热交换界面。每个管束52可包括对应的制冷剂分配器54。制冷剂分配器54分别向管束52上提供制冷剂的均匀分配。如下文将变得更加充分明显,制冷剂分配器54将制冷剂递送到对应的管束52上。在一些实施方案中,如图2所示,蒸发器12具可有3个管束52和三个制冷剂分配器54,而在其他实施方案中,如图3所示,蒸发器可具有单个管束52。另外,在一些实施方案中,制冷剂分配器54的数量与管束52的数量是不等的。例如,此外,蒸发器12可包括两个制冷剂分配器54和两个制冷剂分配器54使制冷剂在其上流动的三个管束52。
管束52和池束44在蒸发器12中由固定在壳体30中并且具有管开口的多个管板56支撑,池束44和管束52延伸通过所述管开口从而得以保持。管束52部分地含在具有壁构件60和62的护套58中,从而限定在壁构件60与壁构件62之间的内蒸气通道64、在壁构件60与内表面34之间的第一外蒸气通道66以及在壁构件62与内表面34之间的第二外蒸气通道68。在蒸气和液体制冷剂混合物24在管束52上流动时,混合物24的一部分转变成蒸气,并且蒸气制冷剂70由于存在壁构件60和62而被迫使在内蒸气通道64中向下流动。在到达壁构件60、62的底边缘72时,蒸气制冷剂70流动通过底边缘72与管板56之间的间隙74,并且通过外蒸气通道66和68向上朝向蒸气出口40流动。
为减少蒸气制冷剂70中流动通过蒸气出口40的夹带液体制冷剂量,需要使得离开内蒸气通道64的蒸气制冷剂70的流动偏置到最远离蒸气出口40的第一外蒸气通道66中。这导致蒸气制冷剂70流动到达蒸气出口40的更长路径,从而减少与蒸气制冷剂70混合的夹带流体制冷剂的量。如图4所示,一个实施方案通过利用不等长度的壁构件60与62来实现这种偏置。第二壁构件62比第一壁构件60更长,以使得进入第一外蒸气通道66中的间隙74a大于进入第二外蒸气通道68中的间隙74b。在替代实施方案中,不通过具有不等长度的壁构件60、62,但通过具有不等高度78的管板基座76来实现不等间隙。最终,可通过这两种方式的组合来实现不等间隙74a、74b。在一些实施方案中,在间隙74a与间隙74b之间的尺寸差异是大约1英寸。在一些实施方案中,间隙74b比间隙74a更靠近蒸发器抽吸管线(例如,出口),以便使蒸气流朝向与蒸发器抽吸管线相对的侧面偏置,并且减少由于蒸气分配不均匀将液体携带到抽吸管线中的风险。
蒸发器12的其他不对称构造可用于使蒸气制冷剂70的流动偏置。例如,蒸发器12可被限定为具有对分蒸发器12的横轴80。在一些实施方案中,管束52相对于横轴80的位置移位,以使得与在横轴80上最远离蒸气出口40的侧面处的管26的数目相比较,在横轴80上最靠近蒸气出口40的侧面处存在更少的管26。壁构件60和62也相对于横轴80对应地移位。
尽管仅结合有限数量的实施方案对本发明进行了详细描述,但应易于理解,本发明不限于这类公开的实施方案。相反,可对本发明进行修改,以并入以上未描述但与本发明精神和范围相称的任何数量的变化、改变、替代或等效布置。另外,尽管已描述了本发明的各种实施方案,但应理解,本发明的方面可仅包括所述实施方案中的一些。因此,不应认为本发明受限于前述描述,而是仅受限于所附的权利要求书的范围。
Claims (12)
1.一种用于采暖通风和空调(HVAC)系统的降膜式蒸发器,其包括:
蒸发器外壳;
多个蒸发器管,其被设置在所述蒸发器外壳中并且被布置成一个或多个管束,一定体积的热能转移介质流动通过所述管束;
多个管板,其可支撑所述多个蒸发器管;
第一壁构件和第二壁构件,其在所述多个蒸发器管的相对侧面处垂直延伸,所述第一壁构件和所述第二壁构件限定在所述第一壁构件和所述第二壁构件之间的内蒸气通道,限定在所述第一壁构件与所述蒸发器外壳之间的第一外蒸气通道,并且限定在所述第二壁构件与所述蒸发器外壳之间的第二外蒸气通道;
其中在第一壁构件下边缘与所述多个管板之间的第一间隙大于在第二壁构件下边缘与所述多个管板之间的第二间隙。
2.如权利要求1所述的降膜式蒸发器,其中所述第一壁构件在竖向上比所述第二壁构件更短。
3.如权利要求1所述的降膜式蒸发器,其中在所述第一间隙处的管板基座的高度比在所述第二间隙处的管板基座的高度更低。
4.如权利要求1所述的降膜式蒸发器,其中从所述第一壁构件到所述蒸发器的蒸气出口的第一距离大于从所述第二壁构件到所述蒸气出口的第二距离。
5.如权利要求1所述的降膜式蒸发器,其中在所述第一间隙与所述第二间隙之间的差异是大约1英寸。
6.如权利要求1所述的降膜式蒸发器,其还包括对分所述蒸发器外壳的垂直延伸轴,其中不等数目的蒸发器管被设置在所述轴的两侧上。
7.一种采暖、通风和空调(HVAC)系统,其包括:
冷凝器,其使制冷剂流流动通过所述冷凝器;
压缩机,其与所述冷凝器流动连通;
降膜式蒸发器,其通过制冷剂入口与所述冷凝器流动连通并且通过蒸气出口与所述压缩机流动连通,其包括:
蒸发器外壳;
多个蒸发器管,其被设置在所述蒸发器外壳中并且被布置成一个或多个管束,一定体积的热能转移介质流动通过所述管束;
多个管板,其可支撑所述多个蒸发器管;
第一壁构件和第二壁构件,其在所述多个蒸发器管的相对侧面处垂直延伸,所述第一壁构件和所述第二壁构件限定在所述第一壁构件和所述第二壁构件之间的内蒸气通道,限定在所述第一壁构件与所述蒸发器外壳之间的第一外蒸气通道,并且限定在所述第二壁构件与所述蒸发器外壳之间的第二外蒸气通道;
其中在第一壁构件下边缘与所述多个管板之间的第一间隙大于在第二壁构件下边缘与所述多个管板之间的第二间隙。
8.如权利要求7所述的HVAC系统,其中所述第一壁构件在竖向上比所述第二壁构件更短。
9.如权利要求7所述的HVAC系统,其中在所述第一间隙处的管板基座的高度比在所述第二间隙处的管板基座的高度更低。
10.如权利要求7所述的HVAC系统,其中从所述第一壁构件到所述蒸发器的蒸气出口的第一距离大于从所述第二壁构件到所述蒸气出口的第二距离。
11.如权利要求7所述的HVAC系统,其中在所述第一间隙与所述第二间隙之间的差异是大约1英寸。
12.如权利要求7所述的HVAC系统,其还包括对分所述蒸发器外壳的垂直延伸轴,其中不等数目的蒸发器管被设置在所述轴的两侧上。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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