CN115398162A - 水箱混合歧管 - Google Patents

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Abstract

一种加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统包含具有外壳的热交换器，所述外壳具有被配置成使流体与第一制冷剂成热交换关系的第一通道和被配置成使所述流体与第二制冷剂成热交换关系的第二通道。所述热交换器还包含耦合到所述外壳且配置成将所述流体从所述第一通道引导到所述第二通道的水箱。所述HVAC&R系统还包含：流体混合歧管，其安置于所述水箱内，其中所述流体混合歧管被配置成收集并混合来自所述水箱内的所述流体的多个流以产生混合流体；以及传感器，其耦合到所述流体混合歧管，其中所述传感器被配置成测量所述混合流体的参数。

Description

水箱混合歧管
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年2月27日提交的标题为“水箱混合歧管(WATER BOX MIXINGMANIFOLD)”的美国临时申请第62/982,582号的优先权和权益，所述美国临时申请出于所有目的特此以全文引用的方式并入本文中。
背景技术
本公开大体上涉及蒸汽压缩系统，尤其涉及蒸汽压缩系统中用于测量流体温度的系统。
此部分旨在向读者介绍可与下文描述的本公开的各个方面相关的技术的各个方面。此论述被认为有助于向读者提供背景信息以促进更好地理解本公开的各个方面。因此，应理解，应鉴于此来阅读这些陈述，而不是作为对现有技术的认可。
诸如冷却器系统之类的蒸汽压缩系统利用工作流体(例如，制冷剂)响应于暴露于蒸汽压缩系统的组件内的不同温度和压力而在蒸汽、液体及其组合之间改变相。冷却器系统可使工作流体与调节流体成热交换关系，并且可将调节流体递送到冷却器系统所服务的调节设备和/或调节环境。在一些情况下，加热、通风、空气调节和/或制冷(HVAC&R)系统可包含多个冷却器系统，并且每一冷却器系统可循环相应的工作流体。每一工作流体可经由冷却器系统的组件(例如，蒸发器)从与相应的工作流体成热交换关系的调节流体流中去除热量。在此类实施例中，每一冷却器系统还可具有配置成冷却加热的工作流体的冷凝器。举例来说，冷却流体(例如，水或气流)可被引导通过或跨越每一冷却器系统的相应冷凝器以冷却相应工作流体。可单独控制每一冷却器系统的各种组件以平衡或分布由冷却器系统共享的负载。不利的是，冷却器系统内的不同位置处的工作流体和/或调节流体的变化可能会使负载的有效平衡复杂化。
发明内容
在本公开的实施例中，一种加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统包含具有外壳的热交换器，所述外壳具有被配置成使流体与第一制冷剂成热交换关系的第一通道和被配置成使流体与第二制冷剂成热交换关系的第二通道。所述热交换器还包含耦合到外壳且配置成将流体从第一通道引导到第二通道的水箱。所述HVAC&R系统还包含：安置于水箱内的流体混合歧管，其中流体混合歧管被配置成收集并混合来自水箱内的流体的多个流以产生混合流体；以及耦合到流体混合歧管的传感器，其中传感器被配置成测量混合流体的参数。
在另一实施例中，一种热交换器包含：水箱，其被配置成将流体从热交换器的第一通道引导到热交换器的第二通道；以及流体混合歧管，其安置于水箱内。流体混合歧管包含：多个取样管道，其被配置成从水箱内的相应多个位置收集并混合流体的多个流；混合接头，其流体地耦合到多个取样管道中的每一取样管道，其中混合接头被配置成混合流体的多个流以产生混合流体；以及排放端口，其流体地耦合到混合接头且配置成将混合流体排放到水箱中。
在另一实施例中，一种加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统包含热交换器，其具有：外壳；水箱，其耦合到外壳；隔板，其安置于外壳内以限定外壳内的第一体积和外壳内的第二体积；管的第一子集，其安置于第一体积内且配置成将流体引导到水箱中；以及管的第二子集，其安置于第二体积内且配置成从水箱接收流体。HVAC&R系统还包含安置于水箱内的流体混合歧管。流体混合歧管被配置成从沿着水箱的高度排列的相应多个位置收集流体的多个流且配置成混合所述多个流以产生混合流体。所述HVAC&R系统进一步包含温度传感器，其安置于流体混合歧管内且配置成检测混合流体的温度。
附图说明
在阅读以下详细描述并且参考附图之后可以更好地理解本公开的各个方面，在附图中：
图1是根据本公开的一方面可在商业环境中利用加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统的建筑物的实施例的透视图；
图2是根据本公开的一方面的蒸汽压缩系统实施例的透视图；
图3是根据本公开的一方面的蒸汽压缩系统的实施例的示意图；
图4是根据本公开的一方面的蒸汽压缩系统的实施例的示意图；
图5是根据本公开的一方面的具有呈串联逆流布置的多个制冷剂回路的蒸汽压缩系统的实施例的示意图；
图6是根据本公开的一方面的利用HVAC&R系统的两个制冷剂回路实施的热交换器的实施例的示意性侧视图；
图7是根据本公开的一方面的利用HVAC&R系统的两个制冷剂回路实施的热交换器的实施例的示意性轴向视图；
图8是根据本公开的一方面的具有流体混合歧管的水箱的实施例的透视图；且
图9是根据本公开的一方面的用于具有两个制冷剂回路和流体混合歧管的HVAC&R系统的控制系统的实施例的示意图。
具体实施方式
以下将描述本公开的一个或多个具体实施例。这些所描述实施例是当前公开的技术的实例。另外，在努力提供这些实施例的简明说明的过程中，说明书中可能未描述实际实施方案的所有特征。应了解，在任何此类实际实施方案的开发过程中，如在任何工程或设计项目中一样，必须制定许多实施方案特定的决策以实现开发者的特定目标，例如服从系统相关的和商业相关的约束，所述约束可以从一个实施方案到另一实施方案变化。此外，应了解，这种开发工作可能是复杂且耗时的，但对于受益于本公开的一般技术人员来说，这些都是设计、构造和制造中的常规任务。
在介绍本公开的各种实施例的元件时，冠词“一(a/an)”和“所述”旨在表示存在所述元件中的一或多个。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在为包含性的并且意味着可以存在除所列元件之外的额外元件。另外，应理解，对本公开“一个实施例”或“实施例”的参考并非旨在解释为排除同样并入有所叙述特征的额外实施例的存在。
本公开的实施例涉及一种流体混合歧管，其可用于蒸汽压缩系统(例如，加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统)的热交换器。更确切地说，本发明实施例包含流体混合歧管，其被配置成对来自热交换器内的不同位置的流体进行取样且混合所取样的流体以产生混合流体。可测量混合流体的温度以用于控制蒸汽压缩系统或与蒸汽压缩系统和热交换器一起利用的其它系统的操作。
举例来说，热交换器可包含外壳和安置于外壳内的多个管，所述管被配置成引导冷却流体或调节流体(例如，水)从中通过。当冷却或调节流体被引导通过多个管时，工作流体(例如，制冷剂)可被引导通过热交换器的外壳，使得能够在冷却或调节流体与工作流体之间传递热量。在一些实施例中，热交换器可为多通道热交换器。也就是说，热交换器可被配置成沿着热交换器的第一通道引导冷却或调节流体以与制冷剂(例如，第一制冷剂)交换热量，且随后沿着热交换器的第二通道引导冷却或调节流体以与制冷剂(例如，第二制冷剂)交换热量。为此目的，热交换器可包含耦合到外壳且配置成将冷却或调节流体从热交换器的第一通道重新引导到热交换器的第二通道的水箱(例如，冷却流体箱、调节流体箱等)。安置于外壳内的多个管可划分成限定第一通道的管的第一子集和限定第二通道的管的第二子集。在操作中，冷却或调节流体被引导通过管的第一子集并进入水箱中，且水箱将冷却或调节流体引导到管的第二子集中。在一些实施例中，管的第一子集可安置于与蒸汽压缩系统的第一制冷剂回路相关联的外壳的第一部分内，且管的第二子集可安置于与蒸汽压缩系统的第二制冷剂回路相关联且与第一部分流体地分离的外壳的第二部分内。如将了解，可能需要基于第一通道与第二通道之间水箱内的冷却或调节流体的温度来控制蒸汽压缩系统。
多个管可在外壳内成束布置，使得管定位在外壳内的不同位置(例如，高度)处。由于各个管的热传递性能不同(例如，基于每个管在外壳内的相应位置)，流动通过管的冷却或调节流体的温度可能不均匀。换句话说，离开多个管中的一个管的冷却或调节流体的温度可不同于离开多个管中的另一管的冷却或调节流体的温度。举例来说，经由管的第一子集中的第一管引导到水箱中的冷却或调节流体的温度可不同于经由管的第一子集中的第二管引导到水箱中的冷却或调节流体的温度。为了确定水箱内冷却或调节流体的平均温度，本发明实施例涉及流体混合歧管，所述流体混合歧管被配置成在水箱内的不同位置处对流体进行取样且混合所取样的流体以产生混合流体。混合流体的温度可进行测量并且可用于控制蒸汽压缩系统的操作。此外，如下文详细论述，流体混合歧管的配置使得能够进行更准确的流体温度测量以用于控制蒸汽压缩系统的操作，并且与配置成(例如，经由安置于水箱内的挡板)在水箱内产生混合流体的传统系统相比，还实现了水箱内流体压降的减小。
现在转向图式，图1是用于典型商业环境的建筑物12中的加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统10的环境的实施例的透视图。HVAC&R系统10可包含供应冷却液的蒸汽压缩系统14，所述冷却液可用于使建筑物12保持凉爽。HVAC&R系统10还可包含用于供应温暧液体来为建筑物12供暖的锅炉16，以及使空气在建筑物12内循环的空气分布系统。空气分布系统还可包含空气返回管18、空气供应管20和/或空气处置器22。在一些实施例中，空气处置器22可包含热交换器，所述热交换器通过管道24连接到锅炉16和蒸汽压缩系统14。空气处置器22中的热交换器可接收来自锅炉16的受热液体或来自蒸汽压缩系统14的冷却液体，这取决于HVAC&R系统10的操作模式。HVAC&R系统10展示为具有建筑物12的每一层上的单独的空气处置器，但在其它实施例中，HVAC&R系统10可包含可在楼层之间共享的空气处置器22和/或其它组件。
图2和3说明可用于HVAC&R系统10中的蒸汽压缩系统14的实施例。蒸汽压缩系统14可使制冷剂循环经过从压缩机32开始的回路。所述回路还可包含冷凝器34、膨胀阀或装置36，以及液体冷却器或蒸发器38。蒸汽压缩系统14可进一步包含控制面板40，其具有模/数(A/D)转换器42、微处理器44、非易失性存储器46和/或接口板48。
可用作蒸汽压缩系统14中的制冷剂的流体的一些实例为基于氢氟碳(HFC)的制冷剂，例如R-410A、R-407、R-134a、氢氟烯烃(HFO)；“天然”制冷剂，如氨(NH3)、R-717、二氧化碳(CO2)、R-744；或烃基制冷剂、水蒸汽，或任何其它合适的制冷剂。在一些实施例中，蒸汽压缩系统14可被配置成有效地利用在一个大气压下具有约19摄氏度(66华氏度)的正常沸点的制冷剂，其相对于例如R-134a等中压制冷剂也被称为低压制冷剂。如本文所使用，“正常沸点”可指在一个大气压下测量的沸点温度。
在一些实施例中，蒸汽压缩系统14可使用变速驱动器(VSD)52、电机50、压缩机32、冷凝器34、膨胀阀或装置36和/或蒸发器38中的一个或多个。电机50可驱动压缩机32并且可由变速驱动器(VSD)52供电。VSD 52从交流(AC)电源接收具有特定固定线电压和固定线频率的AC电力，并向电机50提供具有可变电压和频率的电力。在其它实施例中，电机50可直接由AC或直流(DC)电源供电。电机50可包含可由VSD或直接从AC或DC电源供电的任何类型的电机，例如开关磁阻电机、感应电机、电子换向永磁电机或另一合适的电机。
压缩机32压缩制冷剂蒸汽并且通过排放通路将蒸汽递送到冷凝器34。在一些实施例中，压缩机32可为离心式压缩机。由压缩机32递送到冷凝器34的制冷剂蒸汽可将热量传递到冷凝器34中的冷却流体(例如，水或空气)。与冷却流体进行热传递的结果是，制冷剂蒸汽可在冷凝器34中冷凝成制冷剂液体。来自冷凝器34的液体制冷剂可通过膨胀装置36流动到蒸发器38。在图3的所说明实施例中，冷凝器34是水冷式的并且包含连接到冷却塔56的管束54，所述冷却塔将冷却流体供应到冷凝器34。
递送到蒸发器38的液体制冷剂可从另一冷却流体(例如，调节流体)吸收热量，所述另一冷却流体可为或可不为在冷凝器34中使用的相同冷却流体。蒸发器38中的液体制冷剂可经历从液体制冷剂到制冷剂蒸汽的相变。如图3的所说明实施例中所展示，蒸发器38可包含管束58，所述管束具有连接到冷却负载62的供应管线60S和回流管线60R。蒸发器38的调节流体(例如，水、乙二醇、氯化钙盐水、氯化钠盐水或任何其它合适的流体)经由回流管线60R进入蒸发器38并且经由供应管线60S离开蒸发器38。蒸发器38可经由与制冷剂的热传递来降低管束58中的调节流体的温度。蒸发器38中的管束58可包含多个管和/或多个管束。在任何情况下，蒸汽制冷剂离开蒸发器38，并且通过吸入管线返回到压缩机32，以完成循环。
图4为具有并入在冷凝器34与膨胀装置36之间的中间回路64的蒸汽压缩系统14的实施例的示意图。中间回路64可具有直接流体地连接到冷凝器34的入口管线68。在其它实施例中，入口管线68可间接流体地耦合到冷凝器34。如图4的所说明实施例中所展示，入口管线68包含定位于中间容器70上游的第一膨胀装置66。在一些实施例中，中间容器70可为闪蒸罐(例如，闪蒸中间冷却器)。在其它实施例中，中间容器70可被配置成“热交换器”或“表面节能器”。在图4的所说明实施例中，中间容器70用作闪蒸罐，并且第一膨胀装置66被配置成降低(例如，膨胀)从冷凝器34接收到的液体制冷剂的压力。在膨胀过程期间，一部分液体可能会蒸发，且因此中间容器70可用于将蒸汽与从第一膨胀装置66接收到的液体分离。另外，由于液体制冷剂在进入中间容器70时经历的压降(例如，由于进入中间容器70时经历的体积快速增加)，中间容器70可以提供液体制冷剂的进一步膨胀。中间容器70中的蒸汽可以由压缩机32抽吸通过压缩机32的吸入管线74。在其它实施例中，中间容器中的蒸汽可以被抽吸到压缩机32的中间级(例如，非吸入级)。由于膨胀装置66和/或中间容器70中的膨胀，收集在中间容器70中的液体可比离开冷凝器34的液体制冷剂具有更低的焓。接着，来自中间容器70的液体可以在管线72中通过第二膨胀装置36流动到蒸发器38。
如上文所提及，蒸汽压缩系统14的热交换器可包含具有安置于其中的多个管的外壳，其中所述多个管被配置成引导冷却流体或调节流体(例如，水)从中通过，且所述外壳被配置成引导工作流体(例如，制冷剂)从中通过以实现冷却或调节流体与工作流体之间的热传递。在一些实施例中，热交换器可为多通道热交换器，其被配置成引导冷却或调节流体通过由不同管子集限定的多个通道。在一些多通道热交换器实施例中，热交换器的每一通道可与循环从中通过的相应制冷剂的单独制冷剂回路相关联。举例来说，蒸汽压缩系统14可包含多个制冷剂回路，且多个制冷剂回路的冷凝器可一起封装在共同热交换器外壳中，和/或多个制冷剂回路的蒸发器可一起封装在共同热交换器外壳中。热交换器进一步包含水箱，其被配置成将冷却或调节流体从第一通道的管引导到第二通道的管。
图5为具有多个制冷剂回路80(例如，制冷剂环路)的蒸汽压缩系统14的实施例的示意图。特别是，所说明的实施例包含以串联逆流布置而布置的第一制冷剂回路82和第二制冷剂回路84。第一制冷剂回路82包含第一压缩机32A、第一冷凝器34A、第一膨胀装置36A和第一蒸发器38A。第二制冷剂回路84包含第二压缩机32B、第二冷凝器34B、第二膨胀装置36B和第二蒸发器38B。制冷剂回路80中的每一个被配置成循环从中通过的相应制冷剂，并且被配置成以类似于上文参考图2-4中所展示的蒸汽压缩系统14所描述的方式操作。应注意，制冷剂回路80中的每一个还可包含除图2到4中所展示的组件之外的组件。
在所说明的实施例中，蒸汽压缩系统14的第一制冷剂回路82和第二制冷剂回路84以串联逆流布置而布置。具体地说，第一蒸发器38A和第二蒸发器38B限定调节流体流动路径或回路86的一部分，所述调节流体流动路径或回路从冷却负载88(例如，空气处置器22)延伸，依序穿过第二蒸发器38B和第一蒸发器38A，且返回到冷却负载88。类似地，第一冷凝器34A和第二冷凝器34B限定冷却流体流动路径或回路90的一部分，所述冷却流体流动路径或回路从冷却流体源92(例如，冷却塔56)延伸，依序穿过第一冷凝器34A和第二冷凝器34B，且返回到冷却流体源92。因此，调节流体被引导通过蒸汽压缩系统14，首先通过第二蒸发器38B，且接着通过第一蒸发器38A，而冷却流体被引导通过蒸汽压缩系统14，首先通过第一冷凝器34A，且接着通过第二冷凝器34B，由此提供串联逆流布置。
如上文所提及，多个制冷剂回路80的热交换器可一起封装在共同热交换器外壳中。举例来说，在一些实施例中，第一冷凝器34A和第二冷凝器34B可封装在共同热交换器外壳中，和/或第一蒸发器38A和第二蒸发器38B可封装在共同热交换器外壳中。共同热交换器外壳可划分成第一通道和第二通道，所述第一通道和第二通道各自与制冷剂回路80中的一个的相应热交换器相关联。共同热交换器外壳的第一通道和第二通道可引导冷却流体或调节流体依序穿过安置于第一通道内的管和安置于第二通道内的管。为此目的，共同热交换器外壳可包含水箱，其被配置成将调节流体流从第一通道的管重新引导到第二通道的管。
举例来说，图6为可包含于蒸汽压缩系统14中的热交换器100(例如，封装式热交换器、双回路热交换器、蒸发器、冷凝器等)的横截面示意图。热交换器100包含第一水箱102和第二水箱104。第一水箱102和第二水箱104耦合到热交换器100的外壳106，所述外壳具有安置于其中的多个管108。多个管108可被布置和/或划分成管束。外壳106、第一水箱102和第二水箱104可经由凸缘110紧固到彼此。虽然图6的所说明的实施例展示凸缘110的直径大于外壳106、第一水箱102和/或第二水箱104的直径，但在其它实施例中，凸缘110可包含与外壳106、第一水箱102和/或第二水箱104中的每一个相同的直径。此外，在其它实施例中，外壳106、第一水箱102和/或第二水箱104可使用另一合适的技术(例如，焊接)彼此耦合。另外，在一些实施例中，外壳106、第一水箱102和/或第二水箱104中的每一个可为单独组件，所述单独组件可通过彼此耦合和/或彼此移除此类组件而互换。
如上文所提及，多个管108在外壳106内以一个或多个管束112形式布置。在配置为一个或多个浸没式蒸发器的热交换器100的实施例中，调节流体(例如，水、冷却流体等)循环通过多个管108，且热量从调节流体传递到制冷剂114，所述制冷剂通过外壳106的底部处的入口116进入外壳106。当热量从管108内的调节流体传递到制冷剂114时，制冷剂114蒸发并最终经由位于外壳106顶部处的出口118离开外壳106。应了解，本文所公开的技术可与具有其它配置的热交换器100一起利用。举例来说，热交换器100可为降膜蒸发器、混合降膜蒸发器、冷凝器或其它类型的热交换器，且因此，制冷剂114可在除图6中展示的位置之外的外壳106的位置处进入和离开热交换器100的外壳106。举例来说，在配置为降膜蒸发器的热交换器100的实施例中，入口116和出口118可定位在外壳106的顶部处。
根据本发明技术，热交换器100可被配置为多通道热交换器。更具体地说，外壳106内的多个管108可划分成管的第一子集和管的第二子集，其中管的每一子集与热交换器100的单独通道相关联。在所说明的实施例中，调节流体120(例如，水)经由第一水箱102的入口122进入热交换器100。然而，在其它实施例中，冷却流体、过程流体或其它流体可经由入口102进入热交换器100。调节流体120从第一水箱102引导到多个管108的第一子集，使得调节流体120流动通过热交换器100的第一通道，如箭头124所指示。调节流体120离开多个管108的第一子集且进入第二水箱104，所述第二水箱将调节流体120引导和/或重新引导到多个管108的第二子集，如箭头126所指示。多个管108的第二子集限定热交换器100的第二通道。在调节流体120离开多个管108的第二子集之后，调节流体120可流动到第一水箱102中，且可经由出口(未展示)离开第一水箱102。为此目的，第一水箱102可包含隔板，其被配置成分离从入口122通过第一水箱102流动到多个管108的第一子集的调节流体120与从多个管108的第二子集通过第一水箱102流动到出口的调节流体120。在图7中更详细地展示热交换器100的第一通道和第二通道以及多个管108的第一子集和第二子集。
如上文所提及，本公开的实施例涉及被配置成对流动通过热交换器100的流体进行取样和混合的流体混合歧管128。更具体地说，在所说明的实施例中，流体混合歧管128定位于第二水箱104内且配置成对在第二水箱104内的不同位置处流动通过第二水箱104的调节流体120进行取样。流体混合歧管128进一步配置成混合所取样的调节流体120以产生混合调节流体120。如上文所提及，离开热交换器100的第一通道中的每一管108的调节流体120的温度可不同，例如，因为每一管108的各个热传递效率，以及其它因素。因此，通过在第二水箱104内的不同位置处对调节流体120进行取样并混合所取样的调节流体120以产生混合调节流体120，流体混合歧管128能够有效检测第二水箱104内(例如，在热交换器100的第一通道与第二通道之间)的调节流体120的平均温度。在第二水箱104内以及在热交换器100的第一通道和第二通道之间检测到的调节流体120的平均温度可用作调节具有热交换器100的系统(例如，蒸汽压缩系统14)的组件的操作的反馈。
图7为热交换器100的示意性轴向视图，其说明热交换器100的第一通道140和第二通道142。如上文所提及，安置于外壳106内的多个管108可划分成第一子集144和第二子集146。在所说明的实施例中，管108的第一子集144限定热交换器100的第一通道140，且管108的第二子集146限定热交换器100的第二通道142。管108的第一子集144定位在外壳106的第一体积148内，且管108的第二子集146定位在外壳106的第二体积150内，由此第一体积148和第二体积150由安置于外壳106内的隔板152分隔开或间隔开。
在一些实施例中，第一通道140和第二通道142可各自与被配置成循环相应制冷剂的相应制冷剂回路相关联。因此，热交换器100可为多回路系统(例如，双制冷剂回路冷却器)的组件。举例来说，外壳106的第一通道140和第一体积148可为图5中展示的第二制冷剂回路84的第二蒸发器38B的组件，并且外壳106的第二通道142和第二体积150可为图5中展示的第一制冷剂回路82的第一蒸发器38A的组件。在一些实施例中，外壳106的第一通道140和第一体积148可为第一制冷剂回路82的第一冷凝器34A的组件，且外壳106的第二通道142和第二体积150可为第二制冷剂回路84的第二冷凝器34B的组件。因此，所说明的实施例的热交换器100可包含一起封装在外壳106中的两个热交换器(例如，两个蒸发器、两个冷凝器)。以下论述将热交换器100的操作描述为包含一起封装在外壳106中的两个蒸发器，但应了解，热交换器100的其它实施例可包含一起封装的两个冷凝器。
如所展示，经由外壳106的入口156将第一制冷剂154引导到热交换器100的第一体积148中。如上文所描述，调节流体120经由第一水箱102进入管108的第一子集144。当调节流体120流动通过第一体积148中的管108的第一子集144(例如，第一通道140)时，热量从调节流体120传递到第一制冷剂154，这可使调节流体120冷却且使得第一制冷剂154蒸发。蒸发的第一制冷剂154接着可经由外壳106的出口158离开外壳106的第一体积148，且继续循环通过与第一体积148和第一通道140相关联的制冷剂回路(例如，第二制冷剂回路84)。
类似地，第二制冷剂160经由外壳106的入口162被引导到热交换器100的第二体积150中。如上文所提及，第二制冷剂160和第一制冷剂154可经由单独制冷剂回路(例如，第一制冷剂回路82和第二制冷剂回路84)进行引导。如上所述，调节流体120从第二水箱104引导到管108的第二子集146中。当调节流体120流动通过第二体积150中的管108的第二子集146(例如，第二通道142)时，热量从调节流体120传递到第二制冷剂160，这可进一步使调节流体120冷却且使得第二制冷剂160蒸发。蒸发的第二制冷剂160接着可经由外壳106的出口164离开外壳106的第二体积150，且继续循环通过与第二体积150和第二通道142相关联的制冷剂回路(例如，第一制冷剂回路82)。
如将了解，可能需要在两个制冷剂回路之间划分或平衡热交换器100的冷却负载。为此目的，可个别地操作多个制冷剂回路的相应组件以实现制冷剂回路之间的冷却负载的所要平衡，且可至少部分地基于第二水箱104内的调节流体120(例如，第一通道140与第二通道142之间的调节流体120)的平均温度来操作多个制冷剂回路的相应组件。因此，本发明实施例涉及流体混合歧管128，其实现对第二水箱104内的调节流体120的平均温度的测量，同时还减小第二水箱104内的调节流体120的压降。如在下文进一步详细论述，流体混合歧管128被配置成在第二水箱104内的不同位置(例如，相对于热交换器100的高度166)处对第二水箱104内的调节流体120进行取样。以此方式，流体混合歧管128被配置成混合第二水箱104内的调节流体120的部分以产生混合调节流体120，其温度可经测量以获得和/或粗略估计第二水箱104内的调节流体120的平均温度。
图8为第二水箱104的实施例的透视图，其说明安置于其中的流体混合歧管128的实施例。第二水箱104具有主体180(例如，圆顶形主体)和外部凸缘182，所述外部凸缘可被配置成耦合到热交换器100的外壳106的凸缘110中的一个。在安装配置中，第二水箱104的内部体积184(其通常由主体180限定)从管108的第一子集144接收调节流体120，并且主体180将调节流体120引导到管108的第二子集146。主体180包含流体混合歧管128耦合(例如，紧固、安装、附着等)到的内表面186。
在所说明的实施例中，流体混合歧管128包含混合接头188和从混合接头188延伸且流体地耦合到所述混合接头的多个取样管道190。每一取样管道190被配置成接收第二水箱104内的调节流体120的流且将调节流体120的流引导到混合接头188，其中混合不同的所取样调节流体120的流以产生混合调节流体120。更具体地说，每一取样管道190被配置成在第二水箱104内的不同位置处(例如，在相对于热交换器100的高度166的不同位置处)对调节流体120进行取样。举例来说，第一取样管道192被配置成在第二水箱104内的第一位置或高度处接收调节流体120的第一流，如箭头194所指示，第二取样管道196被配置成在第二水箱104内的第二位置或高度处接收调节流体120的第二流，如箭头198所指示，且第三取样管道200被配置成在第二水箱104内的第三位置或高度处接收调节流体120的第三流，如箭头202所指示。调节流体120的第一、第二和第三流在混合接头188内混合以形成混合调节流体120，且混合调节流体120可经由流体混合歧管128的排放端口204(如由箭头206所指示)从流体混合歧管188排放，所述排放端口从混合接头188延伸且流体地耦合到所述混合接头。
每一取样管道190包含大体上面向第一方向210(例如，第一横向方向、第二水箱104的第一侧)的相应入口端口208。面向第一方向210的入口端口208还面向与管108的第一通道140和第一子集144大体上对准(例如，相对于热交换器100的纵向轴线或长度)的第二水箱104的一部分(例如，内体积184的一部分)。因此，每一取样管道190被布置成从热交换器100内的管108的第一子集144有效地接收进入第二水箱104的调节流体120。另一方面，排放端口204包含大体上面向与第一方向210相反的第二方向214(例如，第二横向方向、第二水箱104的第二侧)的出口212。面向第二方向214的排放端口212面向第二水箱104的一部分(例如，内体积184的一部分)，所述部分通常与管108的第二通道142和第二子集146对准(例如，相对于热交换器100的纵向轴线或长度)。因此，排放端口204有效地将混合调节流体120从流体混合歧管128朝向热交换器100内的管108的第二子集146引导。
流体混合歧管128进一步包含从混合接头188延伸的传感器端口216。传感器端口216流体地耦合到混合接头188，且通过第二水箱104的主体180延伸到主体180的外表面218。因此，传感器(例如，温度传感器)可从第二水箱104的外部插入到传感器端口216中，且因此插入到混合接头188中。以此方式，传感器可用于检测混合调节流体120在混合接头188内的温度或其它特性。
在所说明的实施例中，流体混合歧管128包含耦合到第二水箱104的大体上管状结构(例如，取样管道190)。在一些实施例中，流体混合歧管128的组件可由金属材料(例如，碳钢、聚合材料或其它合适的材料)形成。混合接头188经由传感器端口216耦合到第二水箱104，且取样管道190经由支撑延伸件220耦合到第二水箱104。因此，流体混合歧管128从第二水箱104的内表面186偏移。然而，流体混合歧管128的其它实施例可具有其它配置。举例来说，流体混合歧管128可具有直接固定到主体180的内表面186的组件，以在组件与内表面186之间形成被配置成接收调节流体120的流的管道或通道。在其它实施例中，流体混合歧管128可安置于第二水箱104的内体积184外部，且可具有延伸穿过主体180的管道，以与内体积184流体耦合且在第二水箱104内的各种位置处接收和/或排放调节流体120的样本或流。在任何情况下，流体混合歧管128被配置成对第二水箱104内的调节流体120的不同部分或流进行取样(例如，从沿着高度166的各种位置)且产生混合调节流体120，可测量所述混合调节流体的温度以确定和/或粗略估计第二水箱104内的调节流体120的平均温度。此外，与配置成在水箱内混合调节流体120的传统组件(例如安置于其中的挡板)相比，流体混合歧管128的实施例可减小第二水箱104内的调节流体120的压降。实际上，如在图8的所说明的实施例中所展示，流体混合歧管128占据内体积184内的相对较小空间量，相比于传统挡板和其它混合系统，所述相对较小空间量不会对第二水箱104内的调节流体120施加显著的流量限制。
图9为控制系统240的实施例的示意图，所述控制系统被配置成测量和/或粗略估计调节流体120的平均温度，且基于所确定的平均温度而控制HVAC&R系统(例如，HVAC&R系统10、蒸汽压缩系统14等)的操作。举例来说，控制系统240可被配置成确定和/或粗略估计上文所论述的热交换器100内(例如，第二水箱104内)的调节流体120的平均温度。控制系统240可被配置成调节结合热交换器100使用的第一制冷剂回路242(例如，第一制冷剂回路82)和第二制冷剂回路244(例如，第二制冷剂回路84)的各种组件的操作。
控制系统240包含具有存储器248的控制器246和处理电路系统250，例如微处理器。存储器248可包含易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)，和/或非易失性存储器，例如只读存储器(ROM)、光学驱动器、硬盘驱动器、固态驱动器，或包含(例如，存储)可由处理电路系统250执行以操作HVAC&R系统10的指令的任何其它有形的非暂时性计算机可读媒体。处理电路系统250可包含被配置成执行存储于存储器248中的指令以操作HVAC&R系统10的一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个通用处理器或其任何组合。
控制器246被配置成从一个或多个传感器252接收反馈。举例来说，传感器252中的一个可与流体混合歧管128一起使用。如上文所论述，传感器252可为被配置成测量混合调节流体120的温度(例如，在流体混合歧管128的混合接头188内)的温度传感器。基于所测量的混合调节流体120的温度，控制器246可调整第一制冷剂回路242和/或第二制冷剂回路244的一个或多个组件(例如，第一制冷剂回路82和第二制冷剂回路84的任何组件)的操作。在一个实施例中，控制器246可调整HVAC&R系统10的操作，以使第一制冷剂回路242与第二制冷剂回路244之间的HVAC&R系统10的冷却负载平衡。作为实例，传感器252中的一个或多个可配置成检测进入热交换器100的调节流体120的温度(例如，进入第一水箱102且被引导到管108的第一子集144)且检测离开热交换器100的调节流体120的温度(例如，在流动通过热交换器100之后离开第一水箱102)。基于所检测到的进入和离开热交换器100的调节流体120的温度和第二水箱104内的混合调节流体120的温度，控制器246可确定调节流体跨越热交换器100的第一通道140和第二通道142的相应温度差。所计算的温度差接着可用于调整第一制冷剂回路242和/或第二制冷剂回路244的组件(例如，压缩机、膨胀装置等)的操作，以便实现具有热交换器100的HVAC&R系统10上的冷却负载(例如，冷却负载88)的所要平衡。控制器246还可调整第一制冷剂回路242、第二制冷剂回路244和/或HVAC&R系统10的其它组件的操作，和/或以所要方式卸载HVAC&R系统10。
如上文所论述，本发明实施例涉及一种流体混合歧管，其被配置成在热交换器(例如，并入有多个制冷剂回路的热交换器)的水箱内的不同位置处对流体(例如，冷却或调节流体)进行取样。流体混合歧管混合所取样的流体以产生混合流体。混合流体的温度可测量并且可用于控制具有热交换器的蒸汽压缩系统的操作，以便使由多个制冷剂回路共享的负载平衡。流体混合歧管的配置实现了用于控制蒸汽压缩系统的操作的流体的更准确的温度测量，并且与配置成在水箱内产生混合流体的传统系统相比，还实现了在水箱内减小流体的压降。
尽管仅说明和描述本公开的某些特征和实施例，但所属领域的技术人员可以在不实质上脱离权利要求书中所叙述的主题的新颖教示和优点的情况下想到许多修改和变化，例如各个元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值(包含温度和压力)、安装布置、材料的使用、颜色、定向等的变化。任何程序或方法步骤的次序或顺序可根据替代实施例变化或重新排序。因此，应理解，所附权利要求书旨在涵盖如属于本公开的真实精神内的所有此类修改和改变。此外，为了提供示例性实施例的简洁描述，可能未描述实际实施方案的全部特征，例如与实行本公开的当前审慎考虑的最佳模式不相关的那些特征，或与实现所要求的公开不相关的那些特征。应注意，在任何此类实际实施方案的发展中，如同在任何工程或设计项目中，可以作出许多实施方案特定的决策。此开发努力可能是复杂且耗时的，然而将是从本公开获益的一般技术人员从事的设计、制作和制造的惯例，而无需过度的实验。
本文中提出且主张的技术参考且应用于具有实践本质的实质对象和具体实例，所述实质对象和具体实例以可论证方式改进本发明的技术领域且因此不是抽象的、无形的或纯理论的。另外，如果随附于本说明书的末尾的任何权利要求项含有表示为“用于[执行][功能]的构件…”或“用于[执行][功能]的步骤…”的一个或多个元素，那么预期将依照35U.S.C.112(f)解释此类元素。然而，对于含有以任何其它方式指定的要素的任何权利要求项，意图将不会依照35U.S.C.112(f)解译此类要素。

Claims (20)

1.一种加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统，其包括：
热交换器，其包括具有被配置成使流体与第一制冷剂成热交换关系的第一通道和被配置成使所述流体与第二制冷剂成热交换关系的第二通道的外壳，且包括耦合到所述外壳且被配置成将所述流体从所述第一通道引导到所述第二通道的水箱；以及
流体混合歧管，其安置于所述水箱内，其中所述流体混合歧管被配置成收集并混合来自所述水箱内的所述流体的多个流以产生混合流体；以及
传感器，其耦合到所述流体混合歧管，其中所述传感器被配置成测量所述混合流体的参数。
2.根据权利要求1所述的HVAC&R系统，其中所述混合流体的所述参数为所述混合流体的温度。
3.根据权利要求1所述的HVAC&R系统，其中所述流体混合歧管被配置成从所述水箱内的相应多个位置收集来自所述水箱内的所述流体的所述多个流。
4.根据权利要求3所述的HVAC&R系统，其中所述多个位置沿着所述热交换器的高度排列。
5.根据权利要求1所述的HVAC&R系统，其中所述流体混合歧管被配置成将所述混合流体排放到所述水箱中。
6.根据权利要求1所述的HVAC&R系统，其中所述流体混合歧管包括混合接头以及流体耦合到所述混合接头并从所述混合接头延伸的多个取样管道，其中所述多个取样管道中的每一取样管道被配置成收集来自所述水箱内的所述流体的所述多个流中的相应一个并将所述相应一个引导到所述混合接头。
7.根据权利要求6所述的HVAC&R系统，其中所述传感器安置于所述混合接头内。
8.根据权利要求6所述的HVAC&R系统，其中所述流体混合歧管包括流体耦合到所述混合接头且从所述混合接头延伸的排放端口。
9.根据权利要求8所述的HVAC&R系统，其中所述多个取样管道中的每一取样管道包括面向第一方向的相应入口，所述排放端口包括面向第二方向的出口，并且所述第一方向和所述第二方向彼此相反。
10.根据权利要求1所述的HVAC&R系统，所述热交换器包括安置于所述外壳内的多个管，所述外壳包括具有安置于其中且配置成将所述流体引导到所述水箱的所述多个管的第一子集的第一体积，所述外壳包括具有安置于其中且配置成从所述水箱接收所述流体的所述多个管的第二子集的第二体积，其中所述第一体积和所述第二体积由安置于所述外壳内的隔板分离。
11.根据权利要求10所述的HVAC&R系统，其中所述第一体积被配置成从第一制冷剂回路接收所述第一制冷剂，所述第二体积被配置成从第二制冷剂回路接收所述第二制冷剂，且所述第一制冷剂回路和第二制冷剂回路彼此流体地分离。
12.一种热交换器，其包括：
水箱，其被配置成将流体从所述热交换器的第一通道引导到所述热交换器的第二通道；以及
流体混合歧管，其安置于所述水箱内，其中所述流体混合歧管包括：
多个取样管道，其被配置成从所述水箱内的相应多个位置收集并混合所述流体的多个流；
混合接头，其流体地耦合到所述多个取样管道中的每一取样管道，其中所述混合接头被配置成混合所述流体的所述多个流以产生混合流体；以及
排放端口，其流体地耦合到所述混合接头且配置成将所述混合流体排放到所述水箱中。
13.根据权利要求12所述的热交换器，其包括安置于流体混合歧管内的传感器，其中所述传感器被配置成检测所述混合流体的温度。
14.根据权利要求13所述的热交换器，其中所述流体混合歧管包括流体地耦合到所述混合接头的传感器端口，所述传感器端口附接到所述水箱的主体，且所述传感器延伸到所述传感器端口中。
15.根据权利要求14所述的热交换器，其中所述多个取样管道、所述混合接头和所述排放端口经由所述传感器端口从所述水箱的所述主体偏移且悬浮于所述水箱的内体积内。
16.根据权利要求12所述的热交换器，其中所述多个取样管道中的每一取样管道包括面向第一方向的相应入口，所述排放端口包括面向第二方向的出口，并且所述第一方向和所述第二方向彼此相反。
17.根据权利要求16所述的热交换器，其中所述入口面向所述水箱的内体积的第一部分，所述第一部分与所述热交换器的所述第一通道对准，且所述出口面向所述水箱的所述内体积的第二部分，所述第二部分与所述热交换器的所述第二通道对准。
18.一种加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统，其包括：
热交换器，其包括：外壳；水箱，其耦合到所述外壳；隔板，其安置于所述外壳内以限定所述外壳内的第一体积和所述外壳内的第二体积；管的第一子集，其安置于所述第一体积内且配置成将流体引导到所述水箱中；以及管的第二子集，其安置于所述第二体积内且配置成从所述水箱接收所述流体；以及
流体混合歧管，其安置于所述水箱内，其中所述流体混合歧管被配置成从沿着所述水箱的高度排列的相应多个位置收集所述流体的多个流且配置成混合所述多个流以产生混合流体；以及
温度传感器，其安置于所述流体混合歧管内且配置成检测所述混合流体的温度。
19.根据权利要求18所述的HVAC&R系统，其包括：
第一制冷剂回路，其被配置成将第一制冷剂引导到所述外壳的所述第一体积中以与被引导通过管的所述第一子集的所述流体交换热量；以及
第二制冷剂回路，其被配置成将第二制冷剂引导到所述外壳的所述第二体积中以与被引导通过管的所述第二子集的所述流体交换热量，
其中所述第一制冷剂回路和所述第二制冷剂回路彼此流体地分离。
20.根据权利要求19所述的HVAC&R系统，其包括控制器，所述控制器被配置成接收指示所述混合流体的所述温度的反馈且基于所述反馈调节所述第一制冷剂回路和所述第二制冷剂回路的操作。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120111040A1 (en) * 2009-06-29 2012-05-10 Johnson Controls Technology Company System for limiting pressure differences in dual compressor chillers
CN103003653A (zh) * 2010-06-29 2013-03-27 江森自控科技公司 采用流分配歧管的多通道换热器
US20150034284A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 Trane International Inc. Return waterbox for heat exchanger
CN105324529A (zh) * 2013-06-24 2016-02-10 伊莱克斯家用电器股份公司 热泵式衣物干燥机
CN106461351A (zh) * 2014-05-02 2017-02-22 达纳加拿大公司 用于重新引导流体流的歧管结构
CN108979865A (zh) * 2017-05-30 2018-12-11 通用电气阿维奥有限责任公司 增材制造的热交换器
CN110168303A (zh) * 2016-11-30 2019-08-23 法雷奥热系统公司 构成用于均匀化热交换器的管内的制冷剂分配的装置的混合构件

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09166370A (ja) * 1995-12-14 1997-06-24 Hitachi Ltd ブライン冷却器
JPH10132400A (ja) * 1996-10-24 1998-05-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd パラレル型冷凍機
US6244058B1 (en) * 2000-01-21 2001-06-12 American Standard International Inc. Tube and shell evaporator operable at near freezing
US9857109B2 (en) * 2008-01-02 2018-01-02 Johnson Controls Technology Company Heat exchanger
US20120103009A1 (en) * 2009-05-15 2012-05-03 Carrier Corporation Hybrid serial counterflow dual refrigerant circuit chiller
KR101175777B1 (ko) * 2012-04-10 2012-08-21 이관희 오일회수용 열교환판이 구비된 냉매증발기 및 이를 이용한 압축식냉동기

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120111040A1 (en) * 2009-06-29 2012-05-10 Johnson Controls Technology Company System for limiting pressure differences in dual compressor chillers
CN103003653A (zh) * 2010-06-29 2013-03-27 江森自控科技公司 采用流分配歧管的多通道换热器
CN105324529A (zh) * 2013-06-24 2016-02-10 伊莱克斯家用电器股份公司 热泵式衣物干燥机
US20150034284A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 Trane International Inc. Return waterbox for heat exchanger
CN106461351A (zh) * 2014-05-02 2017-02-22 达纳加拿大公司 用于重新引导流体流的歧管结构
CN110168303A (zh) * 2016-11-30 2019-08-23 法雷奥热系统公司 构成用于均匀化热交换器的管内的制冷剂分配的装置的混合构件
CN108979865A (zh) * 2017-05-30 2018-12-11 通用电气阿维奥有限责任公司 增材制造的热交换器

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