CN117168022A - 蒸发器充注管理及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种蒸发器,该蒸发器包括壳体,该壳体具有与第二端纵向相对的第一端。蒸发器包括设置在壳体上并被配置为接收流体的入口。蒸发器还包括管束,该管束布置在壳体中并被配置为蒸发流体以提供蒸汽流,该蒸汽流被布置成通过壳体上的出口离开。此外,蒸发器具有设置在管束和壳体上的出口之间的流动平衡器,并且流动平衡器被配置为通过控制蒸汽流来平衡蒸发器的第一端和第二端之间的制冷剂质量。
Description
技术领域
本公开涉及热交换器。更具体地,本公开涉及管理加热、通风、空调和制冷(“HVACR”)系统中使用的热交换器壳体中的制冷剂充注。
背景技术
HVACR系统通常用于提供封闭空间(例如,商业建筑或住宅建筑的内部空间、冷藏运输单元的内部空间等)的环境控制。HVACR系统可以包括利用工作流体向区域提供冷却或加热的空气或水的传热回路。传热回路包括蒸发器。蒸发器被配置为蒸发工作流体以产生蒸汽流。
发明内容
本公开涉及热交换器。更具体地,本公开涉及管理加热、通风、空调和制冷(“HVACR”)系统中使用的热交换器壳体中的制冷剂充注。
在一些实施例中,蒸发器包括壳体,该壳体具有与第二端纵向相对的第一端。入口被设置在壳体上并且被配置为接收流体。管束设置在壳体中,并被配置为蒸发流体以提供蒸汽流,该蒸汽流布置成通过壳体上的出口离开。流动平衡器设置在管束和壳体上的出口之间,并且被配置为通过控制蒸汽流来平衡蒸发器中的制冷剂质量(refrigerantquality)。
在一些实施例中,HVACR系统可以包括蒸发器,该蒸发器被布置成将流体蒸发成蒸汽流。蒸发器包括壳体,该壳体具有与第二端纵向相对的第一端。入口被设置在壳体上并且被配置为接收流体。管束设置在壳体中,并被配置为蒸发流体以提供蒸汽流,该蒸汽流布置成通过壳体上的出口离开。流动平衡器设置在管束和壳体上的出口之间,并且被配置为通过控制蒸汽流来平衡蒸发器中的制冷剂质量。
在一些实施例中,公开了一种操作蒸发器的方法。该方法包括从设置在壳体上的入口接收流体,该壳体具有与第二端纵向相对的第一端;通过设置在壳体中的管束蒸发流体,提供流体的蒸汽流;通过控制蒸汽流来平衡蒸发器中的制冷剂质量;以及蒸汽流通过出口离开。
附图说明
在下面的详细描述中,实施例的描述仅作为说明,因为根据下面的详细说明,各种变化和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。在不同的附图中使用相同的附图标记表示相似或相同的项目。
图1示出了蒸发器中制冷剂质量的图形表示。
图2示出了进入蒸发器的除雾器的液体量。
图3示出了蒸发器中的温差。
图4示出了由于朝向蒸发器出口的轴向流动而引起的压力变化。
图5示出了蒸发器中摩擦损失引起的压降。
图6示出了蒸发器中动量损失引起的压降。
图7示出了蒸发器中的静态压降。
图8结合图5-7说明了蒸发器中的总压降。
图9是根据一个实施例的HVACR系统的传热回路100的示意图。
图10是根据一个实施例的蒸发器的透视图。
图11是根据图10的实施例的蒸发器的透视图,省略了流动平衡器以示出内部。
图12是根据图10的实施例的蒸发器的侧视图。
图13是根据图10的实施例的蒸发器的俯视图。
图14是根据图10的实施例的蒸发器的纵向截面图。
图15是根据一个实施例的流动平衡器的透视图。
图16是根据图15的实施例的流动平衡器的另一透视图。
图17A是根据一个实施例的蒸发器的纵向截面图,其示出了蒸汽流的流动模式。
图17B是示出不包括流动平衡器的蒸发器的纵向截面图。
图18A是根据一个实施例的蒸发器的纵向截面图,其示出了蒸发器中的静压。
图18B是不包括流动平衡器的蒸发器的纵向截面图。
具体实施方式
在下面的详细描述中,参考构成描述的一部分的附图。在附图中,除非上下文另有规定,否则相似的符号通常表示相似的部件。此外,除非另有说明,否则每个连续附图的描述可以参考一个或多个先前附图的特征,以提供当前示例实施例的更清晰的上下文和更实质性的解释。尽管如此,在详细描述、附图和权利要求书中描述的示例性实施例不是限制性的。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围的情况下,可以利用其他实施例,并且可以进行其他改变。将容易理解的是,本公开的各方面,如本文中总体描述的和附图中所示,可以以各种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计,所有这些在本文中都是明确考虑的。
本文描述的实施例涉及热交换器,并且优选地涉及蒸发器,以及包括蒸发器的HVACR系统,其中蒸发器包括流动平衡器以管理蒸发器中的制冷剂充注。制冷剂充注量或工作流体充注量可以是在给定时间、在稳定状态下和/或在蒸发器的操作期间布置在蒸发器的壳体的一区段中的壳体或其部分中的流体量。在一些实施例中,蒸发器可以是溢流式蒸发器,其中溢流式蒸发器从溢流式蒸发器的底部接收制冷剂以用制冷剂覆盖管束的至少一部分。
HVACR系统可以包括被配置为加热或冷却过程流体(例如,空气、水和/或乙二醇等)的传热回路。传热回路包括蒸发器以将液体形式或液体和蒸汽混合物形式的工作流体(例如制冷剂)蒸发成蒸汽流。例如,在冷却模式中,蒸发器可以被配置为使工作流体从过程流体吸收热能以冷却过程流体。在一些实施例中,冷却的过程流体可以与室内空气交换热能以调节室内空气。
蒸发器可以包括壳体、管束、入口和出口。入口接收工作流体,由工作流体形成的蒸汽流可以在出口处离开蒸发器。过程流体可以从壳体的第一端流动通过管束到纵向相对的第二端,以与工作流体交换热能,从而蒸发工作流体以提供蒸汽流。
工作流体是液体或液体和蒸汽的混合物,并且可以积聚在蒸发器的下部,例如,覆盖管束的至少一部分。工作流体可以沿壳体纵向积聚并蒸发成蒸汽流。
管束在壳体的下部纵向延伸以提供热能来蒸发工作流体。工作流体从过程流体吸收热能,过程流体在流过管束时,例如通过降低其温度,释放热能。在一个实施例中,管束在壳体中具有单通路。过程流体的温度可以沿着壳体的纵向从管束的入口到出口降低。降低的温度可导致工作流体和过程流体之间沿着壳体内的纵向方向的较低的温差,并降低壳体的纵向区段中的蒸发率。
应当理解,一区段中的蒸汽速度可以与蒸发率成比例。此外,与其他区段相比,更高的蒸汽速度可以更有效地提升液滴。更有效的液滴提升可以将更多的制冷剂吸引到高蒸发区段。在现有的蒸发器中,蒸汽速度可以非常有效地提升液滴,使得在高蒸发区段中,可获得的液体制冷剂比管束的区段所能蒸发的量更多,这导致液体制冷剂离开管束,液体制冷剂降低了制冷循环的总效率。此外,具有高蒸发率的(一个或多个)区段可以具有比其它区段(例如,具有较低蒸发率的(一个或多个)区段)更高的制冷剂充注量,并且在现有蒸发器的区段之间产生不平衡的制冷剂充注量。应当理解,制冷剂流提升液滴和/或液体和蒸汽混合物制冷剂的能力可以称为液滴提升的有效性。
为了控制或平衡蒸发器中的制冷剂质量,公开了蒸发器的实施例。在一些实施例中,蒸发器可以包括设置在其中的流动平衡器。流动平衡器可以通过在具有较大温差(dT)的(一个或多个)纵向区段(即,较大的dT区段)上引起压降来平衡制冷剂质量。在一些实施例中,较大的dT区段可以与具有较高蒸汽流速的区段相关或重叠。
由流动平衡器引起的压降可以控制可用于提升(一个或多个)较大dT区段中的液体制冷剂(例如液滴)的压力,以管理较大dT区段中的液滴提升和/或制冷剂充注。应当理解,管理较大dT区段中的制冷剂充注可以允许更多的制冷剂流到其他区段,从而平衡蒸发器壳体的区段之间的制冷剂充注量。
平衡的充注量可以帮助提供工作流体对管束的适当润湿,例如,在具有较低温差的(一个或多个)区段中。通常,润湿的管比干燥或润湿不足的管具有更高的传热率。因此,与具有不平衡制冷剂充注量的现有蒸发器相比,增加管束中充分润湿的管的部分(例如,在壳体的一些低dT区段中提供适当的润湿)可以增加整个管束的传热速率,并增加蒸发器的传热效率。在一些实施例中,应当理解,从管束的完全润湿或适当润湿获得的效率可以抵消由流动平衡器引起的压降。
流动平衡器可以引导蒸发器的某些区段中的蒸汽流的流动方向,以对准(align)蒸汽流的分布。例如,流动平衡器可以通过改变、引导和/或调节蒸汽流的至少一部分的流动方向来对准分布。对准可以包括将蒸汽流的至少一部分轴向地朝向壳体的制冷剂出口对准,使得蒸汽流可以更均匀地分布,例如,跨过蒸发器的壳体的制冷剂入口。对准可以布置在雾气消除器或除雾器附近、邻近或上方的位置。蒸发器中分布更均匀的蒸汽流(例如,穿过图14的出口240的蒸汽流的均匀流动,例如,具有相同的蒸汽速度)可以导致提供给下游设备的蒸汽流分布更均匀,从而提高下游设备的效率,进而提高HVACR系统的整体效率。在一些实施例中,下游设备可以是压缩机(例如,图9的压缩机110)。在一些实施例中,更均匀分布的蒸汽流可以包括减少或消除流夹。例如,横截面可以是压缩机的入口、蒸发器的出口(例如,图14中的240)、压缩机和蒸发器之间的管道内,等等。应当理解,在相同的操作条件下,可以将均匀性与现有蒸发器(例如,没有流动平衡器)的均匀性进行比较。
此外,通过平衡制冷剂充注量,现有蒸发器的较大dT区段的液滴高度可以高于本文公开的具有相同总制冷剂充注量的蒸发器的实施例的液滴高度。图1-8是没有流动平衡器的蒸发器(例如,现有蒸发器)的流体动力学图。图1-8所描述的现有蒸发器可以是类似于图14的蒸发器200的蒸发器,而不具有流动平衡器250。如图1-8所示,x轴是从的一端到现有蒸发器的纵向距离。与蒸发器的示例性实施例相比,例如,如图14所示,x轴的左端可以对应于第一端211,而x轴的右端可以对应第二端212。
图1示出了蒸发器中制冷剂质量的图形表示。例如,图1可以是蒸发器壳体内部的下部的制冷剂质量。蒸发器的制冷剂质量如图1所示,蒸发器可以是类似于图14的蒸发器200的现有蒸发器,其中去除了流动平衡器250。在图1中,830可以表示蒸发器管束中管的位置,其制冷剂质量如图1所示。该管可以对应于蒸发器的管束的最上面的管的位置。
y轴可以是在纵向和/或垂直设置在蒸发器壳体内的中心平面处距蒸发器内底部的距离。线上的数字表示壳体中相应位置的制冷剂质量。例如,0.2的线表示在蒸发器壳体的与0.2的线对应的位置处的蒸汽百分比为20%。数字为1.0的线表示在壳体中对应于1.0的线的位置处工作流体包含100%或几乎100%的蒸汽。
过程流体(例如水)可以流过管束的管的内部,以与工作流体(例如制冷剂)交换热能。如图1所示,相对于图,水可以从左边进入,从右边离开。过程流体的温度可以在流过管束时降低,并导致过程流体与工作流体之间(例如,水与制冷剂之间)的dT降低。较高的dT可以与蒸发率相关,该蒸发率最初足够高以蒸发掉大部分可用的工作流体,并且在管束的出口处具有等于或几乎1的制冷剂质量。离开管束的制冷剂可以是到达蒸发器中管束中最上端管正上方的位置的制冷剂,例如在830A处。由于气相制冷剂向上携带液相制冷剂(例如液滴、液体和蒸汽的混合物等),液相制冷剂可以向上流动以离开管束。
至少部分地由于大的温差,例如在位置810A处,液滴提升可以是非常有效的,同时蒸发率已经降低。这导致大部分液态工作流体被提升,并且大量液态工作流体可能离开管束。位置810A可以是从水进入的左端沿着蒸发器的长度的大约20%。
此外,如图1所示,位置810可以具有1.0的局部制冷剂质量。在该区段中,蒸发率的降低导致蒸汽速度不足,无法将液态工作流体提升至管束的上部管以进行适当的润湿。因此,区域810中的管束中的管区段可能在蒸汽流中并且具有较差的传热速率。
根据一个实施例,流动平衡器(例如,图12的250)可以被配置为选择性地引起压降,以控制沿管束的某些区段的压力,例如,在810A处。由流动平衡器引起的压力的量可以与蒸汽速度成比例,使得引起的压降在810A处较大,但在810B处较小,这平衡了蒸发器的各区段之间的压力、制冷剂充注量和/或管束出口质量(例如,制冷剂离开管束的位置处的制冷剂质量)。应当理解,与具有相同制冷剂充注量的现有蒸发器相比,本文公开的蒸发器的示例性示例可以包括流动平衡器,使得在810A处的壳体区段中的管束出口质量更高,而在810B处的管束出口质量更低(液体密集的)。通过均衡或平衡管束出口质量(例如,在810A和810B之间),在810B处的壳体的区段处的管束中的管可以被适当地或完全地润湿,并且以比管干燥或不适当地润湿更高的速率交换热能。
应当理解,(一个或多个)管可以由于浸入工作流体的液体流中而被润湿,例如在低于线0.2的区域中。在管位于具有较高制冷剂质量(例如0.6、0.8等)的位置的情况下,工作流体可以是蒸汽和流体的混合物,或者其中蒸汽可以携带工作流体的液滴,围绕管束流动,并使管束与液态工作流体交换热能。
随着壳体中工作流体的充注量被均衡或平衡,810B区域中的低质量持续高于现有蒸发器,从而减少了管束暴露于蒸汽流的部分。应当理解,不需要将(例如,在810B处的)液位升高到将管束完全浸没在液体流中的程度。具有更高百分比的液体接触管束的充分降低的制冷剂质量可以改善整体传热并提高蒸发器的效率。
与图1中工作流体的液体携带类似,图2示出了进入现有蒸发器的除雾器的液体量(例如,没有流动平衡器但制冷剂充注量相同的蒸发器)。如图2所示,大量夹带的液滴在810A处进入除雾器。应当理解,位置810A可以是具有高效液滴提升但蒸发率更适中(例如,与图1中所示的830A处的蒸发率相比)的相同位置810A。高效的提升和适度的蒸发可以与进入除雾器的工作流体的蒸汽流中携带的更多液滴相关联。
蒸发器的工作流体或制冷剂出口通常可以设置在除雾器上方的位置810A处或附近,这可以例如由于压缩机吸入而进一步降低该位置处的蒸汽压力。较低的蒸汽压可与较低的饱和温度、更有效的液滴提升和/或甚至更快速的蒸发相关。夹带的液滴可以通过在液体流中快速上升的大量制冷剂气泡产生,并进一步将工作流体的充注引向蒸发器壳体的区段和远离蒸发器壳体的其他区段。
图3示出了蒸发器中的温差。y轴可以与图1中的y轴相同。温差可以是工作流体和过程流体之间的温度差。在图3所示的示例中,过程流体从左侧提供,从右侧离开。因此,左侧具有最大的温差,该温差朝向右侧逐渐减小。
过程流体(例如,水)可以被布置为被工作流体冷却并且加热/蒸发工作流体(例如制冷剂)。应当理解,在右上角820A处,过程流体温度不改变,这表明如果存在液态工作流体,则可以潜在地提供过程流体以增加热交换速率。应当理解,820A和820B可以是与图1中所示的810B下方的位置相对应的位置。位置820A可以对应于图1的位置810。
应当理解,图1-3中所示的位置810A处的高液滴提升可能是过程流体(例如水)进入端附近的大dT和/或高沸腾或蒸发率的结果。
图4示出了由于朝向蒸发器出口的轴向流动而引起的压力变化。蒸发器可以是没有流动平衡器但具有相同制冷剂充注量的现有蒸发器。如图4所示,较大幅度的压力变化可能发生在位置810A处或附近。轴向流动可以是沿着蒸发器纵向的流动方向。在一些示例中,810A可以位于蒸发器的制冷剂出口正下方的纵向位置。
通常,轴向流动的压力变化可能是由离开管束的质量流量(mass flow)和/或制冷剂出口的位置引起的。较大的压力变化允许低质量(即液体密集的)流在管束中爬升得更高,使得蒸汽流携带更多夹带的液滴。刚好在管束的远区段上方的压力可以高于810A处的压力,从而抑制这些区段中的低质量流动。
根据一些实施例,包括流动平衡器的蒸发器可以添加额外的压力损失机构,该压力损失机构可以选择性地应用以抑制低质量的制冷剂流动。这可以减少蒸发器的制冷剂出口处的蒸汽流中夹带的液滴的量(例如,与具有相同制冷剂充注量的现有蒸发器相比)。压力损失机构可以进一步被配置为有利地对准蒸汽流的流动,以减少当蒸汽例如经由制冷剂出口离开蒸发器的壳体时的摩擦损失。
为了帮助理解蒸发器沿线的压力变化,提供了图5-8来说明蒸发器中工作流体的压降。例如,管束上的总压降可以包括摩擦、动量和静态损失的累积效应。图5-8的y轴示出了与蒸发器底部的距离。
图5说明了由于摩擦损失引起的压降,其包括由于例如工作流体接触管束在工作流体的蒸汽和液体流的流动中产生阻力而导致的压降。如图5所示,由于摩擦损失导致的压降量在左上角910处较高,在右侧920较低,这表明由于蒸发器左侧的蒸发比右侧的蒸发更快,因此质量流量速率更高。
图6示出了动量损失引起的压降,其可以包括蒸发、从液态转化为蒸汽以及在膨胀时加速流动引起的压降。如图6所示,动量损失引起的压降在左侧930比右侧940高,这对应于蒸发器壳体从左到右的蒸发率下降的模式。应当理解,压降的大小是模式匹配的,使得930处的动量损失引起的压降量与950处的摩擦损失引起的压降量(如图5所示)相似;940处的动量损失引起的压降量与950处的摩擦损失引起的压降量(如图5所示)相似。
图7示出了蒸发器中的静压变化。静压表示将制冷剂从蒸发器底部的入口向上提升到蒸发器顶部的出口所需的能量。如图7所示,由于提升引起的压力变化在右上角960处较高,在左上角970处较低,在底部980最低。应当理解,压降的大小是模式匹配的,因此960处的静压引起的压力变化量与图5中910处的压力变化量相似,970处的压力变化量与图5中950处的压力变化量相似,以及980处的压力变化量与图5的920处的压力变化量相似。
图8结合图5-7示出了蒸发器中的总压降。如图5-8所示,在给定轴向位置产生的蒸汽量在很大程度上是(例如,水和制冷剂之间)温差的函数,与摩擦和动量损失相关的压力损失在很大程度上将由该温差驱动。为了保持管束出口处的压力的近乎均匀性,轴向位置处的静压差会发生变化。在一些轴向位置(例如,810A处),产生的静压差为管束提供了太多低质量(液体密集的)的工作流体。因此,引入额外的压降可以减少静压分量,从而使管束出口处的工作流体质量更高(更少的液体)。这样,可以在蒸发器中控制工作流体质量和/或工作流体的出口质量。出口质量可以是管束中最上端管正上方位置(例如,图1的830A处)的制冷剂质量。例如,可以提高蒸发器左侧或较大dT区段的出口质量水平。多余的工作流体量从蒸发器左侧转移到蒸发器右侧。右端的低质量(例如,蒸发器的较低dT区段)在管束的较高位置持续存在,因此这些管接收足够量的低质量工作流体,以保持高的蒸发传热率,从而提高蒸发器的整体效率。
根据一些实施例,为了控制或平衡蒸发器中制冷剂的质量,可以在蒸发器(例如用于HVACR系统)中使用流动平衡器。流动平衡器可以在管束出口质量过低的(一个或多个)区段(例如,较大dT区段)上引起压降,以抑制这些区段中的制冷剂量。转移工作流体所需的压降通常不足以对蒸发器的较大dT区段中的传热率产生负面影响。因此,工作流体可以迁移到壳体的其他区段,从而平衡和/或优化布置在蒸发器壳体的区段中的制冷剂的充注量,如下文进一步讨论的。
图9是根据一个实施例的HVACR系统的传热回路100的示意图。传热回路100包括彼此流体连接的部件,包括压缩机110、冷凝器120、膨胀器130、蒸发器140等。在其他实施例中,附加部件可以包括节能器热交换器、一个或多个流量控制装置、接收罐、干燥器、吸液式热交换器等。
传热回路100可以被配置为可以在冷却模式下操作的冷却系统(例如,水冷却器、HVACR的流体冷却器、空调系统等)。传热回路100可以被配置为作为热泵系统操作,该热泵系统可以在冷却模式和加热模式下运行。
传热回路100应用蒸汽压缩制冷循环的已知原理。传热回路100可以被配置为加热或冷却过程流体,例如水、乙二醇、气体、空气等。在一个实施例中,传热回路100可以表示冷却任何过程流体(例如水、乙二醇、气体、空气等)的冷却器系统。在一个实施例中,传热回路100可以表示冷却和/或加热过程流体(例如空气、水等)的空调器和/或热泵。
在传热回路100的操作期间,(例如,制冷剂、制冷剂混合物等)的处于相对低压的工作流体的蒸汽流可以从蒸发器140流入压缩机110。蒸汽流可以是蒸汽形式或主要是蒸汽形式的工作流体。压缩机110将蒸汽流压缩成具有相对高压力的高压状态,这也可以提高蒸汽流的温度,使其具有相对较高的温度。在被压缩之后,蒸汽流从压缩机110流到冷凝器120。除了流过冷凝器120的工作流体的蒸汽流之外,第一过程流体150(例如,外部空气、外部水、冷水、传热流体等)也单独地流过冷凝器120。当第一过程流体150流过冷凝器120时,第一过程流体150与工作流体交换热能,从而在第一过程流体150流过冷凝器120时冷却工作流体。工作流体的蒸汽流冷凝成液体形式或主要是液体形式,从而提供液体流。液体流然后流入膨胀器130中。
膨胀器130允许工作流体膨胀,从而降低工作流体的压力。在一个实施例中,膨胀器130可以是任何膨胀装置,例如膨胀阀、膨胀板、膨胀容器、节流孔等。应当理解,膨胀器可以是在膨胀工作流体以使工作流体的压力和/或温度降低的领域中使用的任何类型的膨胀器。
压力相对较低的工作流体的液体流然后例如经由管道135流入蒸发器140。第二过程流体160(例如,外部空气、外部水、冷却器水、传热流体等)也流过蒸发器140。工作流体在流过蒸发器140时与第二过程流体160交换热能,从而冷却第二过程流体160。当工作流体交换热能(例如,吸收热量)时,工作流体蒸发成蒸汽或主要是蒸汽形式,从而提供蒸汽流。工作流体的蒸汽流然后例如经由管道145从蒸发器140返回到压缩机110。
图10是根据一个实施例的蒸发器200的透视图。在一些实施例中,蒸发器200可以是图9中所示的蒸发器140。
如图10所示,蒸发器200包括壳体210,壳体210具有与第二端212纵向相对的第一端211。入口220设置在壳体100上,并且被配置为接收第一流体(例如,工作流体、制冷剂等)。第一流体可以是工作流体。管束230设置在壳体210中,并且被配置为蒸发工作流体,从而提供被布置为通过壳体上的出口240离开的蒸汽流。流动平衡器250设置在壳体210中,位于管束230和壳体上的出口240之间,该流动平衡器被配置为在壳体210的第一端211处提供蒸汽流中的压降。
壳体210可以是具有内部205的外壳,内部205包含诸如管束230、流动平衡器250等的部件。壳体210可以具有细长主体,其中第一端211和第二端212在细长主体的纵向方向上彼此相对。
入口220设置在壳体210上。入口220可以是壳体210上的用于接收工作流体的开口。在一些实施例中,管道222可以通过入口220流体连接到壳体210的内部205,以提供例如来自膨胀器(例如,图9的膨胀器130)的工作流体。在一些实施例中,连接到入口220的管道222可以是如图9所示的管道135,或者是管道135的一部分。
在一些实施例中,接收在蒸发器200中的工作流体可以是液体形式或主要是液体形式的制冷剂的液体流。在一些实施例中,液体流可以包括制冷剂蒸汽在液体流中的重量、体积等的百分比,例如作为在液体流中流动的气泡。例如,不具有(例如,0%或几乎0%)蒸汽的液体流可以具有0的制冷剂质量;并且没有或几乎没有液体的液体流可以具有1的制冷剂质量。
入口220可以可选地连接到分配器224,分配器224在壳体210的内部205中沿纵向方向延伸。分配器224可以是一个或多个管或通道,用于分配工作流体以在壳体210的内部205中沿纵向方向流动。应当理解,入口220示出为位于壳体210的第一端211和第二端212之间的中间。然而,入口220可以位于壳体210上的任何位置,用于接收工作流体。在一些实施例中,入口220位于壳体210的下部213(如图12所示)。在一些实施例中,入口220可以是制冷剂入口、液体流入口、制冷剂液体流入口等。
管束230可以包括多个管,所述多个管被构造成接收第二流体以蒸发工作流体。第二流体可以是流过管束230的管的内部的过程流体(例如,空气、水、乙二醇、乙二醇和/或水的混合物等)。
过程流体可从管231的第一端进入管束230的管的内部,并从管232的第二端离开管。在一些实施例中,管231的第一端可以是入口端,管232的第二端可以是出口端。在冷却模式中,在过程流体被工作流体冷却之后,过程流体可以被提供到受调节空间,以直接或间接地在受调节空间中提供冷却。
管束230可以接收来自过程流体供应的过程流体,该过程流体供应设置在例如壳体210的第一端211和/或第二端212上。过程流体供应可以包括例如水箱(未示出),该水箱流体连接过程流体源(例如水源)以将过程流体分配到管束230中的管的进入端中。在一些实施例中,过程流体可以经由管入口231进入管的内部。在一些实施例中,接收过程流体的(一个或多个)管入口231设置在壳体210的第一端上。过程流体可以经由管出口232离开管束230的管的内部。在一些实施例中,(一个或多个)管出口232可以设置在壳体210的第二端212处。
应当理解,管束可以具有单个路径或多于一个路径。在所示的示例中,管束230具有包括直管的单通路,直管从第一端211延伸到第二端212,使得(一个或多个)管入口231设置在第一端211处,(一个或多个)管出口232可以设置在壳体210的第二端部212处。在一些实施例中,管束可以在端部包括弯管或多通道布置,以产生一条或多条向前路径和一条或多条返回路径。例如,管可以在第二端212处或附近弯曲180度,使得(一个或多个)管入口231和(一个或多个)管出口232都设置在壳体210的第一端211上。
出口240设置在壳体210上。出口240可以是壳体210上的开口,以允许工作流体的蒸汽流从壳体210离开。蒸汽流可以离开壳体210,并通过图9中所示管道145流向压缩机110。在一些实施例中,管道242可以经由出口240流体连接到壳体210的内部205,以允许蒸汽流离开壳体210。在一些实施例中,连接到出口240的管道242可以是图9中所示的管道145,或者是管道145的一部分。在一些实施例中,出口240可以是制冷剂出口、蒸汽流出口、蒸汽物流制冷剂出口等。
在一些实施例中,工作流体的蒸汽流可以是蒸汽形式或主要是蒸汽形式的制冷剂。在一些实施例中,蒸汽流可以是过热蒸汽流,以减少向下游设备提供或携带液滴。例如,压缩机(例如,图9中的110)可能位于蒸发器200的下游,液体(例如,夹带的液滴)可能会因液滴与高速旋转的压缩机部件碰撞而造成机械损坏和/或因腐蚀而造成损坏和/或者降低效率。
应当理解,蒸发器200可以是壳管式蒸发器,例如在制冷系统中使用的溢流式蒸发器或浸没式蒸发器。在一些实施例中,工作流体可以积聚在壳体210的下部中以润湿管束230。
应当理解,管可以通过浸没在液态工作流体中和/或通过制冷剂蒸汽携带液滴与管束中的管或管的一部分接触的而被润湿。例如,制冷剂质量可以被平衡或控制,使得在界限的位置(例如,下面讨论的215),制冷剂质量在优选范围内。在一些实施例中,优选范围可以是0.5-0.8、0.6-0.8等。在管位于制冷剂质量较高的位置(例如0.6、0.8等)的情况下,工作流体蒸汽可以携带工作流体的液滴流过管束并与管束接触,从而使管束与液态工作流体交换热能。在一定的制冷剂质量(例如0.8或0.9)或以上时,流动的工作流体可以包含很少的液体,使得管束中的上部管与主要蒸发的工作流体交换很少的热能,因为蒸汽通常具有较低的传热速率。
流动平衡器250可以设置在壳体210的内部205中且在工作流体的蒸汽流中,以优化或平衡由管束230蒸发的蒸汽流的压降和/或蒸发器中的制冷剂充注量。优化或平衡蒸汽流压降可以包括使蒸汽速度、压差等在壳体210的纵向区段上被选择性地感应等,例如,在纵向区段上基本上不同。应当理解,离开流动平衡器250的蒸汽流的速度矢量可以被引导以向蒸发器200的出口240呈现更均匀分布的流和/或更均匀分布地蒸汽流。均匀的流动分布减少了局部分离和/或流动再循环区。从而减少或消除了局部高速区和相关的摩擦压力损失。
流动平衡器250可以引起蒸汽流中的压降,例如通过减小通过流动平衡器250的流动路径中的总横截面积、改变蒸汽流的流动方向等,和/或增加蒸发器中的压力,特别是在某些区段处。由流动平衡器250在给定节区段中产生的压降大小通常可以对应于壳体210的相应区段中的蒸汽速度,这可以影响壳体210的不同节区段中制冷剂的液位和/或制冷剂充注量。因此,流动平衡器250可以在具有更高流速、更高液位和/或更有效液滴提升的区段中产生更大的压降。在一些实施例中,流动平衡器250不从蒸汽流中去除或减少夹带的液滴。
除雾器260可以设置在壳体210中。除雾器260可以设置在壳体210的内部205中的蒸汽流中,以从蒸汽流中去除或减少夹带的液滴。在一些实施例中,除雾器260可以设置在液位和流动平衡器250之间。在一些实施例中,流动平衡器250可以设置在除雾器260和壳体210的出口240之间。
图11是根据图10的实施例的蒸发器200的透视图,省略了流动平衡器250以示出内部205。在一些实施例中,过量的液滴通过雾气消除器或除雾器去除。如图11所示,管束230设置为从第一端211延伸到第二端212,以蒸发从入口220接收的液体流270。过程流体237可以在管束230的管231内部从第一端211经由管入口231朝向第二端212处的管出口232流动。应当理解,过程流体237可以在任何方向上流动以与工作流体交换热能以蒸发液体流270。例如,在具有相同或不同方向的多条路径中的相反方向(即,从第二端212朝向第一端211)流动,等等。如图11所示,除雾器260可以设置在壳体210中从第一端211延伸到第二端212。应当理解,除雾器可以设置在壳体210中的任何位置,以从蒸汽流280中去除夹带的液滴。
除雾器260可以具有多孔结构以允许蒸汽流中的蒸汽穿过多孔结构中的空隙。夹带在蒸汽流中的任何液滴可以在离开除雾器260之前被多孔结构去除,例如,由于摩擦和/或导致夹带液滴彼此碰撞和/或与多孔结构碰撞,并产生更可能从蒸汽流中掉出的较大液滴。
应当理解,除雾器260可以是任何多孔结构、翅片结构、过滤器等,例如网、具有相同或不同结构的网的堆叠、(一个或多个)翅片板、(一个或多个)金属丝网、(一个或多个)过滤器等或其组合。除雾器260可以利用电源(例如电加热器或传热流体流)主动加热或冷却,以去除或减少夹带的液滴。还应理解的是,除雾器260被配置为对蒸汽流产生很少或没有压力下降,同时提供用于从蒸汽流去除液滴的大表面积。例如,除雾器的表面积可以是每立方米100-5000m2,使得通过除雾器260的蒸汽流中的液滴更可能与除雾器260的表面碰撞并从蒸汽流中去除。除雾器被进一步配置为捕获小至5-10微米的几乎所有液滴。除雾器通常包括大量的开放区域,以允许有效排液并将压力损失降至最低。压力损失通常保持在小于0.01psi,但在重液体负载下可能增加到0.03psi。
图12是根据图10的实施例的蒸发器200的侧视图。图12的视角可以是从第一端211(如图10所示)朝向壳体210的中心的视角。如图12所示,蒸发器200具有下部213和上部214。管束230可以设置在壳体的下部213中以从液体流270蒸发工作流体275,从而提供蒸汽流280。蒸汽流280可以经由出口240离开壳体210。
液体流270可以是液体形式或主要是液体形式(其包含与液体流一起流动的一部分汽泡271)的工作流体(例如制冷剂)。当液体流270积聚在壳体210的下部213中时,管束230可以蒸发工作流体以产生更多的气泡,这些气泡包含工作流体275的蒸汽袋。在液体空间和蒸汽空间之间的界限215处,来自工作流体275的全部或几乎全部液体蒸发成蒸汽。在一些实施例中,界限215表示最小质量界限在壳体210内的位置。如果工作流体的质量低于该最小质量,就会进入除雾器,它们将淹没除雾器并使液态工作流体流出蒸发器管束。界限215也可以表示可用的液体制冷剂的量不足以支持从管蒸发的全部潜力的情况。应当理解,蒸发成蒸汽形式的工作流体可以包括具有与蒸汽流280一起流动的夹带液滴281的蒸汽流。应当理解,浸没式蒸发器的管束中的管通常被蒸汽流中的流动液滴润湿、浸没或两者的组合。布置在管束230的上部中的管(即,上部管)可以主要由流动的蒸汽携带的液滴润湿。液滴接触管并覆盖管的外表面,使得管与由液滴形成的液膜交换热能。布置在管束下部的管(即下部管)可以被汇集或积聚的液体润湿。
流动平衡器250可以设置在蒸汽流280中,高于界限215,以引起蒸汽流280和/或壳体210中的压降。在一个实施例中,流动平衡器250可以沿蒸汽流280的流动方向设置在除雾器260上方。在图12所示的示例中,流动平衡器250位于除雾器260的正上方。在一些实施例中,流动平衡器250可以位于界限215或除雾器260上方,并且与界限215和/或除雾器260间隔开。应当理解,流动平衡器250可以设置在壳体210的内部205和/或上部214中的任何位置,以管理蒸汽流280的流动。
图13是根据图10的实施例的蒸发器200的俯视图。如图13所示,管束230在蒸发器200的壳体210的纵向方向L上延伸。壳体210可以包括包围壳体210的内部205的端板216、端板217、侧壁218和侧壁219。侧壁218、219可以在内部205的上方和下方弯曲以形成壳体210的细长主体。在一些实施例中,侧壁218、219和端板216、217可以形成壳体210的内部205的圆柱形体积。端板216设置在壳体210的第一端211上,端板217设置在壳体的第二端212上。
流动平衡器250可以设置在除雾器260(未示出)上方的壳体的第一端211处。出口240设置在流动平衡器250的上方。应当理解,流动平衡器250可以与蒸发器200的壳体210的端板216、端板217、侧壁218和/或侧壁219中的任何一个或全部相邻、连接、接触或间隔开。在一些实施例中,流动平衡器250可以沿着管束230的整个长度延伸,以与所有端板216、端板217和侧壁218、侧壁219连接或相邻,从而迫使所有或几乎所有蒸汽流280通过流动平衡器250。在一些实施例中,流动平衡器250沿着管束230的某些区段设置,以控制蒸发器200中的制冷剂充注量。
图14是根据图10的实施例的蒸发器200的纵向截面图。如图14所示,工作流体的液体流270从入口220流入壳体210,并蒸发以提供蒸汽流280。分配器224可以是一个或多个管或通道,用于分配工作流体以在壳体210的内部205中沿纵向方向流动。蒸汽流280通过出口240离开壳体210。过程流体237可以通过管束230的管的内部从第一端211流到第二端212。过程流体237将热能传递到工作流体以蒸发液体流270。
应当理解,在壳体210中的工作流体的蒸发期间,界限215可以在壳体210的一些纵向区段中获得较高水平,而在其它纵向区段中获得较低水平。界限215的高度可以是在D方向上距壳体210的底部210D的垂直距离。底部210D可以位于壳体210的下部213的中心线上。在壳体210的第一端211处,区段210A处的界限可以较低,区段210B处的液位可以较高,并且区段210C处的液位可以较低。
如图14的示例所示,在工作流体蒸发的过程中,(在例如区段210C处的)工作流体质量可能会使管束230的部分区段暴露于过高的质量,从而无法完全支持蒸发。因此,管束230的部分区段在区段210C处可以与蒸汽流280接触。当液体流270蒸发时,界限215可以在区段210B处上升,这减少了在其它区段(例如,区段210A、210C)中可用的液体。蒸汽流280可以流过在蒸汽流280中提供压降的流动平衡器250,使得区段210B周围的界限215被向下压。
流动平衡器250可以是被配置为通过限制、对准和/或改变蒸汽流280的流动路径的方向来平衡制冷剂质量的装置,以在管束的特定区段处产生压降或增加压力。压降的大小可以与蒸汽流的蒸汽流速或流速成比例或相关,使得具有较高蒸汽流量的区段可以与由流动平衡器250产生的较高压降相关。
在一些实施例中,流动平衡器250可以是包括多个板条的百叶窗或百叶窗板。蒸汽流280流过板条之间的间隙,这就产生了压降,例如由于摩擦、方向变化或类似原因。在一些实施例中,百叶窗板可以是无框架面板,其包括相对于壳体210、管束230等的纵向方向成角度的多个板条或成角度的板。成角度的板可以附接到蒸发器200的壳体210。在一些实施例中,流动平衡器250可以是穿孔板。在一些实施例中,穿孔板可以具有成角度的穿孔,以引导或倾斜蒸汽流的流动方向来对准流动,从而平衡制冷剂质量。
应当理解,除雾器通常被设计成去除液滴,同时使蒸汽流280中的压降最小化。通常,由金属丝网除雾器产生的压降可以是大约0.01-0.03psi,并且倾向于随着进入除雾器或雾气消除器的液体量而变化。相反,根据一个实施例,流动平衡器259(例如,百叶窗板)可以选择性地引起比除雾器的压降大一个数量级的压降。在一些示例中,流动平衡器250可以选择性地引起0.05-0.3psi的压降。在一些实施例中,流动平衡器250引起的压降可以不受液体负载的影响。此外,由流动平衡器250引起的压降的影响可以被局部化并集中在蒸汽速度高的区段上。在一些实施例中,流动平衡器250在壳体的纵向方向上平衡液位。增加(例如,区段210A和210C中的)液位可以减少管束230在蒸汽流280中的部分,从而增加蒸发器200的总传热速率和/或管束的适当润湿。
应当理解,如图14所示,流动平衡器250设置在第一端211上,覆盖蒸发器200的大约一半。然而,流动平衡器250可以覆盖蒸发器200的整个长度(例如,从第一端211到第二端212)。在具有较低蒸汽流速的区段处的流动平衡器250将在区段中引起较小的压降,从而允许界限215经由从较高蒸汽流速区段(例如210B)和/或较高dT区段迁移的液体团而升高。
图15是根据一个实施例的流动平衡器600的透视图。图16是根据图15的实施例的流动平衡器600的另一透视图。在一些实施例中,流动平衡器600可以是如图10-14中所示和描述的流动平衡器250。在一些实施例中,图15可以是从流动平衡器250上方(即从出口240与方向D相反)示出的流动平衡器250;以及图16可以是从流动平衡器250下方(即从入口220沿方向D)示出的流动平衡器250。
如图14和15所示,流动平衡器600是一个百叶窗板,具有多个板条610,板条610附接到围绕板条610的框架620上。蒸汽流680可以流过板条610之间的间隙,从而在流动平衡器600上引起压降。在一些实施例中,蒸汽流680可以是图14中的蒸汽流280。
在一些实施例中,板条610被布置成相对于框架620具有角度630或640。角度630或640可以管理蒸汽流680在壳体(例如壳体210)内朝着特定方向流动,使得出口240处的蒸汽流动模式和/或蒸汽速度更加均匀,如关于图17和18的进一步示出和描述的。
应当理解,角度630或640可以是适于引导蒸汽流680经由出口(例如,图10的240)离开壳体(例如,图10的210)任何的角度。在一些实施例中,角度630和640可以布置成彼此面对和/或面向出口240的方向。在一些实施例中,角度630和640可以是相同的角度或者沿框架620有不同的模式。例如,变化的模式可以包括角度630和640越远离出口240越小,越靠近出口240越大。在一些实施例中,角度630和640(例如,通过固定地附接到框架620的板条610)可以具有固定的角度。板条610可以通过由同一块金属板形成、焊接或类似方式固定地附接到框架620。在一些实施例中,板条610可以被配置为使得角度630和640是可调节的角度,例如,通过经由柔性材料、可调节结构(例如铰链)、由致动器致动等将板条610附接到框架620。
图17A是根据一个实施例的蒸发器200的纵向截面图,其示出了蒸汽流的流动模式。在图17A中,线条代表蒸发器200中蒸汽流280的流动模式(例如流线),以示出流动平衡器250对蒸汽流280流动模式和/或蒸汽速度的影响。流动平衡器250被配置为使得流体的蒸汽流280被布置成流过流动平衡器250,以将蒸汽流280的流动对准为通过壳体的出口(例如朝向壳体出口的中心)的更均匀分布的蒸汽流。根据一个实施例的均匀性(例如,如图17A中所示)可以与去除了流动平衡器250的类似蒸发器的均匀性(例如,如图17B中所示)进行比较。例如,当蒸发器200包括流动平衡器250时,流动被向内引导并且相对于壳体的出口对准,以使蒸汽流通过出口的损耗更小,或蒸汽流分布更均匀。应当理解,对于任何下游设备,例如压缩机,通常更优选更均匀的流动。
图17B示出了不包括流动平衡器250的蒸发器。如图17B所示,当不设置流动平衡器250时,流动不会重新导向壳体上的出口。因此,流动可能会在出口处(出口附近)收缩或变窄,这导致蒸汽流的损耗更大,或蒸汽流的分布更不均匀,例如,使用较小部分的出口。
还应理解的是,蒸汽流的流动可导致连接蒸发器内部和下游设备的管道(例如,图14的242)中的再循环流动区域(例如,在1240处)。蒸汽流可以具有再循环流动区域,例如,这是由于管道中的蒸汽流变窄(例如,由于蒸汽流未利用管道的整个宽度或直径,以及蒸发器的制冷剂出口处产生的蒸汽流的夹点(pinch point))引起的蒸汽流的高蒸汽速度所致。在1240处,蒸汽流的流动可以是循环的并且在将蒸汽流从蒸发器引导到下游设备方面是无效的。结果,循环流动区域1240会占据管道中的体积,使得可用于流动蒸汽流的体积从管道的内部体积减小。
因此,比较图17A和17B,包括流动平衡器250的蒸发器可以将蒸汽流280对准,使其更多地流向出口240的中心241,从而降低在位于出口240的流动路径的夹点245处集中的高流速。此外,与图17B所示的没有流动平衡器250的248处的相同位置相比,位于夹点245下游的位置248处的流动模式可以更均匀,如图17A所示。
在一些实施例中,如比较图17A和17B所示,流动平衡器250可以减少或消除再循环流动区域,并使管道的更多内部体积可用于引导蒸汽流流过管道。可供蒸汽流流过的更多体积通常与管道中较慢的蒸汽速度和较低的摩擦损失相关,使得HVACR系统的整体效率可以比配置有蒸发器而没有流动平衡器的HVACR系统得到改善。
类似地,图18A和18B是蒸发器200的纵向截面图,示出了根据一个实施例的蒸发器200中的静压。
在图18A中,阴影表示蒸发器200的壳体210内的不同静压。流动平衡器250设置在壳体210中。在区域1020、1040和1010中,区域1010具有最高的静压,区域1040具有较小的静压,以及区域1020具有最小的静压,例如,在流动平衡器250下方的管束部分具有最高的压力。
在图18B中,静压的大小与图18A的模式相匹配。如图18B所示,没有设置流动平衡器250。沿壳体纵向方向的静压相对相似,且与图18A中1040处的静压相似。
应当理解,1020处的静压示出为低于1030处的静压。因此,通过包括使蒸汽流的流动对准的流动平衡器250,可以降低1020处的静压以增加工作流体和过程流体之间的热交换。例如,与图18B的蒸发器相比,1020处的管束可以具有更低的静压、更低的饱和温度、更高的蒸发率、更多的夹带液滴和更好的润湿上部管,从而具有更高的传热效率。
方面:
值得注意的是,方面1-9中的任何一个都可以与方面10-18中的任何一个以及方面19-20中的任何一个相结合。
方面1、一种蒸发器,包括:
壳体,所述壳体具有与第二端纵向相对的第一端;
入口,所述入口设置在所述壳体上并且构造成接收流体;
管束,所述管束布置在所述壳体中并且构造成蒸发所述流体以提供蒸汽流,所述蒸汽流布置成通过所述壳体上的出口离开;以及
流动平衡器,所述流动平衡器设置在所述管束和所述壳体上的所述出口之间,所述流动平衡器被配置为通过控制所述蒸汽流来平衡所述蒸发器的所述第一端和所述第二端之间的制冷剂质量。
方面2、根据方面1所述的蒸发器,其中,所述流动平衡器被配置为沿着所述管束的选定区段提供选定的压降。
方面3、根据方面1或2所述的蒸发器,其中,所述流动平衡器被配置为纵向地朝向所述出口引导所述蒸汽流的流动。
方面4、根据方面1-3中任一方面所述的蒸发器,还包括除雾器,所述除雾器设置在所述壳体中,并配置为从所述蒸汽流中去除夹带的液滴,其中所述流动平衡器设置在所述除雾器和所述出口之间。
方面5、根据方面1-4中任一项所述的蒸发器,其中,所述流体的蒸汽流被布置为流过所述流动平衡器,并在所述管束的选定区段中引起选定的压降,从而影响所述选定区段中的所述流体的管束出口质量。
方面6、根据方面1-5中任一项所述的蒸发器,其中,所述流体的蒸汽流被布置为流过所述流动平衡器,以使所述蒸汽流的流动对准为通过所述壳体的所述出口的更均匀分布的蒸汽流。
方面7、根据方面1-6中任一方面所述的蒸发器,其中,所述流动平衡器包括多个成角度的板条。
方面8、根据方面1-7中任一方面所述的蒸发器,其中,所述流动平衡器包括穿孔板。
方面9、根据方面1-8中任一方面所述的蒸发器,其中,所述入口设置在所述壳体的下部。
方面10、一种加热、通风、空调或制冷(HVACR)系统,包括布置成将流体蒸发成蒸汽流的蒸发器,其中
所述蒸发器包括:
壳体,所述壳体具有与第二端纵向相对的第一端;
入口,所述入口设置在所述壳体上并且构造成接收流体;
管束,所述管束布置在所述壳体中并构造成蒸发所述流体以提供蒸汽流,所述蒸汽流布置成通过所述壳体上的出口离开;以及
流动平衡器,所述流动平衡器设置在所述管束和所述壳体上的所述出口之间,所述流动平衡器被配置为通过控制所述蒸汽流来平衡所述蒸发器的所述第一端和所述区段端之间的制冷剂质量。
方面11、根据方面10所述的HVACR系统,其中,所述流动平衡器被配置为沿着所述管束的选定区段提供选定的压降。
方面12、根据方面10或11所述的HVACR系统,其中,所述流动平衡器被配置为纵向地朝向所述出口引导所述蒸汽流的流动。
方面13、根据方面10-12中任一方面所述的HVACR系统,进一步包括
除雾器,所述除雾器设置在所述壳体中,并被配置为从所述蒸汽流中去除夹带的液滴,其中所述流动平衡器设置在所述除雾器和所述出口之间。
方面14、根据方面10-13中任一方面所述的HVACR系统,其中,所述流体的所述蒸汽流被布置成流过所述流动平衡器,以沿着所述管束的选定区段引起选定的压降,从而影响所述管束出口质量的分布。
方面15、根据方面10-14中任一项所述的HVACR系统,其中,所述流体的蒸汽流被布置为流过所述流动平衡器,以使所述蒸汽流的流动对准为通过所述壳体的所述出口的更均匀分布的蒸汽流。
方面16、根据方面10-15中任一方面所述的HVACR系统,其中,所述流动平衡器包括多个成角度的板条。
方面17、根据方面10-16中任一方面所述的HVACR系统,其中,所述流动平衡器包括穿孔板。
方面18、根据方面10-17中任一方面所述的HVACR系统,其中,所述入口设置在所述壳体的下部。
方面19、一种操作蒸发器的方法,包括
从设置在壳体上的入口接收流体,所述壳体具有与第二端纵向相对的第一端;
利用设置在所述壳体中的管束蒸发所述流体,提供所述流体的蒸汽流;
通过控制所述蒸汽流来平衡所述蒸发器所述的第一端和所述第二端之间的制冷剂质量;以及
所述蒸汽流通过出口离开。
方面20、根据方面19所述的方法,进一步包括:
使所述蒸汽流流动通过除雾器以从所述蒸汽物流中去除夹带的液滴,其中流动平衡器设置在所述除雾器和出口之间,所述出口设置在所述壳体上。
本申请中公开的示例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而不是由前述描述来指示;并且在权利要求的含义和等效范围内的所有变化都将包含在其中。
Claims (20)
1.一种蒸发器,其特征在于,包括:
壳体,所述壳体具有与第二端纵向相对的第一端;
入口,所述入口设置在所述壳体上并且构造成接收流体;
管束,所述管束布置在所述壳体中并且构造成蒸发所述流体以提供蒸汽流,所述蒸汽流布置成通过所述壳体上的出口离开;以及
流动平衡器,所述流动平衡器设置在所述管束和所述壳体上的所述出口之间,所述流动平衡器被配置为通过控制所述蒸汽流来平衡所述蒸发器的所述第一端和所述第二端之间的所述流体的制冷剂质量。
2.根据权利要求1所述的蒸发器,其特征在于,所述流动平衡器被配置为沿着所述管束的选定区段提供选定的压降。
3.根据权利要求1所述的蒸发器,其特征在于,所述流动平衡器被配置为纵向地朝向所述出口引导所述蒸汽流的流动。
4.根据权利要求1所述的蒸发器,其特征在于,还包括除雾器,所述除雾器设置在所述壳体中,并配置为从所述蒸汽流中去除夹带的液滴,其中所述流动平衡器设置在所述除雾器和所述出口之间。
5.根据权利要求1所述的蒸发器,其特征在于,所述流体的蒸汽流被布置为流过所述流动平衡器,并在所述管束的选定区段中引起选定的压降,从而影响所述选定区段中的所述流体的管束出口质量。
6.根据权利要求1所述的蒸发器,其特征在于,所述流体的蒸汽流被布置为流过所述流动平衡器,以使所述蒸汽流的流动对准为通过所述壳体的所述出口的更均匀分布的蒸汽流。
7.根据权利要求1所述的蒸发器,其特征在于,所述流动平衡器包括多个成角度的板条。
8.根据权利要求1所述的蒸发器,其特征在于,所述流动平衡器包括穿孔板。
9.根据权利要求1所述的蒸发器,其特征在于,所述入口设置在所述壳体的下部。
10.一种加热、通风、空调或制冷(HVACR)系统,包括布置成将流体蒸发成蒸汽流的蒸发器,其特征在于,
所述蒸发器包括:
壳体,所述壳体具有与第二端纵向相对的第一端;
入口,所述入口设置在所述壳体上并且构造成接收流体;
管束,所述管束布置在所述壳体中并构造成蒸发所述流体以提供蒸汽流,所述蒸汽流布置成通过所述壳体上的出口离开;以及
流动平衡器,所述流动平衡器设置在所述管束和所述壳体上的所述出口之间,所述流动平衡器被配置为通过控制所述蒸汽流来平衡所述蒸发器的所述第一端和所述第二端之间的制冷剂质量。
11.根据权利要求10所述的HVACR系统,其特征在于,所述流动平衡器被配置为沿着所述管束的选定区段提供选定的压降。
12.根据权利要求10所述的HVACR系统,其特征在于,所述流动平衡器被配置为纵向地朝向所述出口引导所述蒸汽流的流动。
13.根据权利要求10所述的HVACR系统,其特征在于,进一步包括
除雾器,所述除雾器设置在所述壳体中,并且被配置为从所述蒸汽流中去除夹带的液滴,其中所述流动平衡器设置在所述除雾器和所述出口之间。
14.根据权利要求10所述的HVACR系统,其特征在于,所述流体的所述蒸汽流被布置成流过所述流动平衡器,以沿着所述管束的选定区段引起选定的压降,从而影响所述管束出口质量的分布。
15.根据权利要求10所述的HVACR系统,其特征在于,所述流体的蒸汽流被布置为流过所述流动平衡器,以使所述蒸汽流的流动对准为通过所述壳体的所述出口的更均匀分布的蒸汽流。
16.根据权利要求10所述的HVACR系统,其特征在于,所述流动平衡器包括多个成角度的板条。
17.根据权利要求10所述的HVACR系统,其特征在于,所述流动平衡器包括穿孔板。
18.根据权利要求10所述的HVACR系统,其特征在于,所述入口设置在所述壳体的下部。
19.一种操作蒸发器的方法,其特征在于,包括
从设置在壳体上的入口接收流体,所述壳体具有与第二端纵向相对的第一端;
利用设置在所述壳体中的管束蒸发所述流体,提供所述流体的蒸汽流;
通过控制所述蒸汽流来平衡所述蒸发器所述的第一端和所述第二端之间的制冷剂质量;以及
所述蒸汽流通过出口离开。
20.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,进一步包括:
使所述蒸汽流流动通过除雾器以从所述蒸汽物流中去除夹带的液滴,其中流动平衡器设置在所述除雾器和出口之间,所述出口设置在所述壳体上。
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