SE531665C2 - Förfarande och anordning för fördelning av en expanderande vätska - Google Patents

Description

ET! EEE 2 inmatas i kanalerna. Som ett resultat av detta uppsamlas det mesta av det vätskeformiga kylmediet iden bortersta delen av fördelarkanalen. varvid det inmatas i kanalerna i denna bortersta del.

Det problem som uppstår som ett resultat av detta beteende är att kyl- egenskaperna blir lidande, både i termer av kapacitet och homogenitet, efter- som kylegenskaperna kommer att variera mellan enskilda kanaler.

Fördelningen kan förbättras om tryckfallet över kanalerna är stort jäm- fört med tryckfallet i fördelarkanalen. Ju högre detta förhållande är, desto mindre blir tryckfallsskillnaden mellan kanalerna och desto bättre blir fördel- ningen.

Lösningar enligt känd teknik innefattar fördelare som är anordnade nära ingången till varje (eller varannanlvar tredje) kanal. Fördelarna innefattar vanligen en fast begränsning av kanalens tvärsnitt, vilket resulterar i ett tryck- fall före kanalen men efter det att blandningen har fördelats längs fördelarka- nalens längd, till skillnad mot den tidigare beskrivna situationen i vilken det huvudsakliga tryckfallet sker i ventilen, innan blandningen fördelas. Tryckfallet i kanalen ökar därigenom relativt tryckfallet i fördelarkanalen. Denna typ av lösning löser en del av problemet, dock endast i ett statiskt arrangemang.

Flödet i fördeiarkanalen är fortfarande en tvåfasblandning, med det uppträ- dande som beskrivits ovan.

En anordning för jämn expansion av ett vätske/gas-tvàfasmassflöde av kylmedium i en plattevaporator beskrivs i US-A-S 806 586. Evaporatorn har en fördelarledning som på inloppssldan kan matas med ett kylmediemassflö- de som kommer från en enxpansionsventil. Evaporatorn har vidare ett flertal växlarsektioner som är väsentligen vinkelrätt avgrenade, med ett inbördes avstånd från varandra, från fördelarledningen längs den senare. För uppnå- ende av en jämn fördelning av massflödet till växlarsektionerna är en porös kropp anordnad ifördelarledningen. Med denna expansionsventil förbättras fördelningen men är fortfarande långt från att vara ideal.

Sammanfattninq av uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är att eliminera eller åtminstone mildra ovanstående nackdelar och att åstadkomma ett förbättrat förfarande och ett system för precis fördelning av ett kylmedium in till varje kanal hos en värmeväxlare, i synnerhet under dellastförhållanden.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom ett förfarande och me- delst ett värmeväxlarsystem med de särdrag som anges i efterföljande själv- 10 15 20 25 30 35 531 E55 3 ständiga patentkrav. Föredragna utföringsformer anges i efterföljande därtill knutna underkrav.

Genom tillhandahållandet av ett antal begränsare före varje kanal sker expansionen av vätskan just före varje kanal. Därmed kommer tryckfallet i fördelarkanalen att vara relativt litet medan tryckfallet i kanalerna är stort, d v s nära differentialtrycket mellan kondensations- och förångningstrycket.

Enligt uppfinningen kommer varje begränsare matas med en precis mängd vätska, varvid varje kanal matas med en precis mängd vätska och ånga.

Valfritt av ovanstående steg, eller en kombination av båda, resulterar i att kylmediet kan förhindras från att stötkokta när det passerar det tryckför- ändrande organet. Detta resulterar i ett enfasflöde i fördelarkanalen, vilket medför ett litet tryckfall och en precis fördelning. Notera att parametrar såsom kondensationstryck/-temperatur och förångningstryckl-temperatur, och lik- nande, är ämnesspecifika och varierar mellan olika kylmedier. l en utföringsform är det tryckförändrande organet en pump, varvid steget att förändra trycket utförs medelst nämnda pump. En pump som är anordnad uppströms evaporatorn är ett enkelt sätt att erhålla ett ökat tryck.

Tryckökningen före evaporatorn gör det möjligt att variera trycket uppströms begränsarna inom ett större intervall utan risk för att kylmediet stötkokar. Ef- tersom tryckfallet över begränsarna avgör flödet genom kanalerna kommer det större intervallet resultera i ett större flödesintervall och därigenom ett större kapacitetsintervall. l en utföringsform där trycket som genereras av pumpen är svårt att reglera anordnas en ventil nedströms pumpen. Ventilen gör det möjligt att sänka trycket före begränsarna och det variabla tryckfallet över begränsarna innebär en ändrad kapacitet (ändrat flöde).

Enligt en utföringsform regleras trycket som genereras av pumpen me- delst en motor med variabelt varvtal. Detta är ett rättframt sätt att uppnå ett variabelt tryck före evaporatorn. l en sådan utföringsform är ventilen överflö- dig.

Steget att förändra temperaturen utförs företrädesvis medelst en underkylare/subcooler som är anordnad uppströms evaporatorn. Underkyla- ren kan sänka kylmediets temperatur på ett sådant sätt att kylmediet kvar- stannar i det vätskeformiga tillståndet, även efter den tryckminskning som sker i det tryckförändrande organet. Det tryckförändrande organet omfattar företrädesvis en ventil men skulle även kunna utgöras av den tidigare nämn- da pumpen. 10 15 20 25 30 531 E55 4 Enligt en utföringsform utgör underkylaren en separat sektion av eva- poratorn, varvid kylmediet flödar från kondensorn in i nämnda separata sek- tion av evaporatorn, där det kyls ned, och därefter till ventilen. Underkylning- en kan också utföras med kylmedium som omleds från värmeväxlarkretsen, i ett system som kallas en "economizer" inom kylområdet. l ytterligare en an- nan utföringsform omfattar underkylaren en självständig kyikrets i vilken ett tillräckligt kallt kylmedium flödar. En självständig krets är ett smidigt sätt att göra underkylaren fristående från resten av värmeväxlarsystemet.

Ett uppfinningsenligt värmeväxlarsystem omfattar organ för utförande av ovanstående steg.

Andra syften, egenskaper, fördelar och föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning framgår tydligare ur efterföljande detaljerade beskriv- ning i samband med ritningarna och bifogade krav.

Kort beskrivninq av ritninqarna Föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning beskrivs nedan under hänvisning till bifogade ritningar.

Fig 1 är en schematisk vy av en grundläggande kylcykel.

Fig 2 är en partiell illustration av en plattvärmeväxlare enligt känd tek- nik.

Fig 3 är en illustration av en plattvärmeväxlare enligt fig 2, vilken är för- sedd med en huvudexpansionsventil.

Fig 4 är en illustration av en plattvärmeväxlare enligt fig 2, vilken är för- sedd med enskilda expansionsventiler för varje kanal.

Fig 5-7 är illustrationer av plattvärmeväxlare enligt fig 2, vilka är för- sedda med enskilda fasta begränsare för varje kanal och en huvudexpan- sionsventil.

Fig 8 är en illustration av en plattvärmeväxlare enligt en första utfö- ringsform av föreliggande uppfinning.

F ig 9 är en illustration av en plattvärmeväxlare enligt en tredje utfö- ringsform av föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 35 531 565 5 Detaljerad beskrlvningav föredragna utförinßformer av uppfinningen En grundläggande kompressorkylcykel enligt känd teknik visas i fig 1.

Själva användningen av cykeln kan givetvis föreligga i en luftkonditionerings- anordning/-anläggning, en värmepump såväl som i en riktig kylanordningl- anläggning.

I kondensorn 1 kondenserar gasformigt kylmedel med högt tryck. Det kondenserade kylmediet flödar sedan till expansionsventilen 2. l expansions- ventilen 2 passerar vätskan genom en begränsad tvärsektion. Detta orsakar ett stort tryckfall, varvid trycket faller till en nivå nära förångningstrycket. När detta sker förångas en del av det vätskeformiga kylmediet och blandningen kyls ned till en temperatur nära förångningstemperaturen. Vid ventilens 2 ut- lopp lämnar en kall tvåfasblandning ventilen 2. Tvåfasblandningen matas in i evaporatorn 3 i vilken det kalla vätskeformiga kylmediet förångas och kyler ned processfluiden. Det finns flera allmänt kända processfluider, såsom luft, vatten, saltlösning, en processvätska, etc. Det kalla gasformiga kylmediet med lågt tryck matas sedan in i kompressorn 4. Där ökas kylmedietrycket till en nivå som ärtillräcklig för att det avsedda kylmediet skall kondensera i kon- densorn 1.

Regleringen av ventilen 2 tillsammans med evaporatorn 3 är kritisk för en god funktion av cykeln. När kylbehoven förändras måste ventilen föränd- ras i motsvarande grad. Om alltför mycket kylmedium lämnar ventilen förelig- ger det en risk för att vätskan inte förångas fullständigt i kanalerna, vilket i vissa fall kan skada kompressorn. Om alltför lite kylmedium passerar genom ventilen 2 kan inte den efterfrågade kapaciteten bibehàllas. l en värmeväxlare, se fig 2, som består av ett antal parallella kanaler 6, kan det vara svårt att erhålla en precis fördelning av fluid från en fördelarka- nal 5 till de parallella kanalerna 6 och sedan in i en uppsamlingskanal 7. För- delarkanalen 5, eller "headern", är en fördelningskammare från vilken kana- lerna 6 är avgrenade. l fig 2 visas endast flödesmönstret, värmeväxlaren indi- keras bara som separerade ytor 8. Den kan bestå av valfri typ av parallellt kopplade kanaler.

Antag att tryckfallen A-B och C-D är stora jämfört med A-D och B-C.

Eftersom tryckfallet måste vara lika från inlopp till utlopp vare sig vi följer vä- gen A-D eller A-B-C-D följer att tryckfallet A-D är större än B-C. Eftersom tryckfallet är drivkraften för flödet följer att kylmedieflödet kommer att vara olika för olika kanaler. 10 15 20 25 30 35 531 E55 6 En korrekt fördelning är än svårare för ett tvåfasflöde, exempelvis för en evaporator i en kylanordning/-anlåggning_ Fig 3 visar ventillevaporator- aggregatet. Mättat eller nästan mättat kylmedium matas in i ventilen 2 under högt tryck, vanligen nära kondensationstrycket. l ventilen 2 expanderar det till ett tryck precis över förångningstrycket, varigenom en del av vätskan förång- as. Den resulterande tvåfasfluiden har en stor volym, vilket ökar tryckfallet i fördelarkanalen, vilket utgör problemet. Om kylmediets hastighet är låg iför- delarkanalen 5 sätter sig den vätskeformiga delen i inloppsdelen av fördelar- kanalen 5 och matas företrädesvis in i de första kanalerna som sträcker sig från den delen av fördelarkanalen 5. Om kylmediets hastighet är väldigt hög kommer trögheten att resultera i att det vätskeformiga kylmediet får svårt att ändra riktning och matas in i kanalerna. I detta fall kommer vätskeformigt kylmedel att samlas i den bortersta delen av fördelarkanalen 5 och därefter matas in i de bortersta kanalerna 6. Därigenom är kylmediets flödeshastighet i fördelarkanalen 5 en parameter som påverkar värmeväxlarens prestanda på ett negativt sätt.

Båda dessa problem skulle kunna lösas om expansionen av vätskan utfördes precis före varje kanal 6. I fig 4 har ett antal variabla begränsare 2' placerats framför varje kanal 6. l fördelarkanalen 5 finns nu endast vätska, och därmed inget problem med fasseparation, och tryckfallet A-B är lågt.

Tryckfallet C-D år fortfarande relativt lågt medan tryckfallet A-A'-D och B-B'-C är högt, praktiskt taget motsvarande differentialtrycket mellan kondensations- och förångningstrycket. Kylmedieflödet genom olika kanaler kommer att vara precist eftersom en precis mängd vätskeformigt kylmedium passerar varje variabel begränsare 2”. Det föreligger således inget fördelningsproblem efter- som det endast finns vätskeformigt kylmedium och inget gasformigt kylmedi- um i fördelarkanalen 5. Lösningen att använda ett stort antal små, justerbara begränsare är kostsam och att verkligen integrera ventilerna i evaporatorn 3 är svårt. Vidare är underhåll och rengöring av sådana ventiler eller begränsa- re en svår uppgift.

En praktisk lösning är att behålla huvudexpansionsventilen 2 och att in- troducera fasta begränsare 9, 10, 11 istället för de variabla begränsarna 2', såsom visas i fig 5-7. De fasta begränsarna 9-11 kan utgöras av ett rör med fasta begränsare, varvid röret är infört ifördelarkanalen 5, se fig 5. När det gäller plattvärmevåxlare kan plattorna vara försedda med plattliknande be- gränsare 10 vid varje kanalinlopp, se fig 6, eller skivor med borrade begrän~ sare 11 som är införda i porthålet hos varje kanal, se fig 7. De fasta begrän- 10 15 20 25 30 35 531 E55 7 sarna 9-11 kommer, om de får ta hela differentialtrycket, utföra ett gott arbete vad gäller att fördela kylmediet. För att fungera bra vid dellastförhållande måste dock ventilen 2 användas för uppnående av det tryckfall som krävs för att variera flödet genom kanalerna, och ju större tryckfallet är, desto mer kommer de tidigare nämnda problemen med tvåfasflöde att återkomma. Vida- re varierar begränsarnas optimala storlek med nominell kapacitet, tryck, typ av kylmedium, med mera, vilket innebär att varje kylsystem måste ha indivi- duellt skräddarsydda begränsare. Därmed är användningen av fasta begrän- sare i ovanstående sammanhang en oflexibel lösning.

En första utföringsform av föreliggande uppfinning beskrivs nedan un- der hänvisning till fig 8. Uppfinningen löser de praktiska problem som är för- enade med ett tvåfasflöde. F ig 8 visar en partiell översiktsvy av ett uppfin- ningsenligt plattvärmeväxlarsystem i enlighet med den första utföringsformen av uppfinningen och visar evaporatorn 3 med sin fördelarkanal 5 och kanaler 6 som förbinder fördelarkanalen 5 med uppsamlingskanalen 7. Fasta begrän- sare 12 är fördelade längs fördelarkanalens 5 längd, vilka begränsare sätter fördelarkanalens 5 insida l fluidförbindelse med kanalerna 6. Begränsarna 12 kan vara av en sort som beskrevs tidigare under hänvisning till fig 5-7. Upp- ströms ventilen 2 är en underkylare 13 anordnad för kylning av kylmediet.

Underkylaren 13 kan utgöra en del av evaporatorn 3 på så vis att kylmediet flödar från kondensorn 1 in i en separat sektion av evaporatorn 3, där den kyls ned, och sedan till ventilen 2. Underkylaren 13 kan även omfatta en se- parat kylkrets eller en economizer. Underkylaren 13 kyler ned kylmediet med en kylfluid och rent allmänt kan kylfluiden utgöras av valfri tillräckligt kall fluid, innefattande ett flöde från en economizer. Problemet med variering av kapaci- tet med expansionsventilen 2 var alltså att stötkokning skedde när kylmediet expanderade i ventilen 2. Om det vätskeformiga kylmediet stötkokar så upp- kommer problemen med ojämn fördelning som är relaterade till tvåfasflöde.

Denna första uppflnningsenliga utföringsform löser fördelningsproblemet på följande sätta: Betrakta en situation där stötkokning sker vid expansionsventi- len 2. Med det uppfinningsenliga systemet kan kylmediet kylas ned av under- kylaren 13 innan det matas in i expansionsventilen 2. När kylmediet passerar expansionsventilen 2 kommer det att utsättas för ett tryckfall, men eftersom temperaturen är sänkt kommer kylmediet inte stötkoka. Därmed föreligger ett enfasflöde i fördelarkanalen 5, vilket eliminerar nämnda nackdelar.

Föregående förfarande för säkerställande av en precis distribution nytt- jar det faktum att när kylmediet kyls ned från den mättade kondensationstem- 10 15 20 25 30 35 531 EES 8 peraturen till en temperatur något högre än förångningstemperaturen kan trycket sänkas i fördelarkanalen 5 från vilken begränsarna 12 leder in i kana- lerna 6, utan att stötkokning sker. Notera att relevanta tryck och temperaturer varierar mellan olika sorters kylmedia och att det uppfinningsenliga konceptet inte begränsas till något särskilt kylmedium. När väl ett specifikt kylmedium har valts följer temperaturerna och trycken. Det variabla differentialtrycket över begränsarna 12 utgör den parameter som reglerar kylmedieflödet och därigenom kapaciteten.

I denna första utföringsform föreligger evaporatorns maximala kapaci- tet när begränsarna 12 tar väsentligen hela differentialtrycket. Det totala diffe- rentialtrycket motsvarar skillnaden mellan kondensations- och förångnings- trycket. Differentialtrycket över begränsarna 12 är drivkraften för flödet. För att sänka kapaciteten ökas tryckfallet över ventilen 2, vilket minskar tryckfallet över begränsarna 12 och därigenom flödet genom kanalerna 6.

Enligt en andra utföringsform, se fig 9, är en pump 14 anordnad upp- ströms expansionsventilen 2. Pumpen gör det möjligt att exempelvis öka trycket före ventilen 2. l den andra utföringsformen är temperaturen i flödet mellan kondensorn 1 och evaporatorn 3 konstant medan trycket ökas med hjälp av pumpen 14. Pumpen 14 ökar trycket (a') efter kondensorn (visas ej) till ett högre tryck (a). Den variabla ventilen minskar detta tryck (a) till ett lägre tryck (b). Trots att trycket faller i ventilen 2 är trycket hos det vätskeformiga kylmediet hela tiden över mättnadstrycket och ingen stötkokning sker innan det har matats in i begränsarna 12. Reglervariabeln för kylmedieflödet är den variabla tryckdifferentialen över begränsarna 12. l den andra utföringsformen är begränsarna 12 utformade för att ge den efterfrågade minimala kapaciteten vid hela differentialtryckfallet, vilket innebär att ventilen 2 är helt öppen och pumpen 14 inte används. När pum- pen 14 börjar öka trycket före begränsarna 12, möjligen modifierat av ventilen 2, ökar det drivande differentialtrycket och därmed även kapaciteten.

Ventilen 2 är endast nödvändig i det fall pumpen levererar ett tryck a som är konstant eller svårt att reglera. Om det tryck som tillhandahålls av pumpen 14 enkelt kan regleras, exempelvis av en motor med variabelt varvtal (visas ej) kan ventilen 2 elimineras. Pumpen 14 kan utgöras av valfri lämplig tryckökande anordning, såsom en mekanisk eller termisk pump.

Såsom har poängterats ovan är det uppfinningsenliga konceptet uni- versellt i den mening att det kan användas för många sorters kylmedium. I efterföljande tabeller visas dock ett antal exemplifierande sifferuppgifter för 531 E55 9 flera olika fall. l de exempel som visas i efterföljande tabeller har lednings- tryckförluster och andra, irrelevanta tryokförluster uteslutits.

Tabell 1. Grundläggande kylsystem (kylmedium R507A).

Komponent Temperaturl°C Trycklbar Sammansättn.

Kondensor, in 75 18,7 Mättad ånga Kondensation 40 18,7 Mättad Kondensor, ut 37 18,7 Underkyld väts- ka Expansionsventil, in 37 18,7 Underkyld väts- ka Expansionsventil, ut -40 1,39-t Tvåfasblandning Evaporator, in -40 1,39+ Tvåfasblandning Föràngning -40 1,39 Mättad Evaporator, ut -35 1,39 Överhettad ånga Kompressor, in -35 1,39 överhettad ànga Kompressor, ut -35 1,39 Ånga + avser att trycket är något högre före evaporatorn än förångningstrycket, vilket definieras vid evaporatorns utlopp.

Ett exempel på ett system enligt den första utföringsformen visas i ta- bell 2, nedan.

Tabell 2. Första utföringsformen.

Komponent Temperaturl°C Tryck/bar Sammansättn.

Kondensor, in 75 18,7 Mättad ånga Kondensation 40 18,7 Mättad Kondensor, ut 37 18,7 Underkyld väts- ka Underkylare, in 37 18,7 Underkyld väts- ka Underkylare, ut 7 18,7 Underkyld väts- ka, verklig Underkylare 7 7,74 Mättat tillstånd Expansionsventil, in 7 18,7 Underkyld väts- ka 10 10 15 20 533 E55 l O Forts. tabell 2 Expansionsventil, ut 7 7,74-17 Underkyld väts- ka Begränsare, in 7 7,74-17 Underkyld väts- ka Begränsare, ut -40 1,39+ Tvåfasblandning variabelt tryckfall 6,354 5,61 Evaporator, in -40 1,39+ Tvàfasblandning Förångning -40 1,39 Mättad Evaporator, ut -35 1,39 Överhettad ånga Kompressor, in -35 1,39 Överhettad ånga Kompressor, ut -35 1,39 Ånga + avser att trycket är något högre före evaporatorn än förängningstrycket, vilket definieras vid evaporatorns utlopp.

Notera att termen ”expansionsventil” inte längre är helt korrekt efter- som ingen expansion sker. Vidare är, i tabell 2, tryckfallet minimalt över ex- pansionsventilen. Trycket före de fasta begränsarna kan, utan att stötkokning före de fasta begränsarna sker, variera mellan 17,0 bar och 7,74 bar (mätt- nadstrycket vid 7°C), varigenom kapaciteten kan varieras i motsvarande grad.

Notera vidare att underkylningen kan utföras med valfri av de anordningar som beskrivits ovan. l ovanstående exempel kan överhettningen användas för att reglera expansionsventilen. Kortfattat gäller att om lasten ökar så gör överhettningen också det. Detta ökar tryckfallet över expansionsventilen och minskar därmed trycket före de fasta begränsarna (fortfarande inom intervallet ovan), vilket sänker evaporatorns kapacitet för att möte den minskade lasten. Använd- ningen av överhettning som reglerparameter kan även appliceras på nedan- stående exempel. Denna parameter används då för att reglera expansions- ventilen eller, när så är tillämpligt, pumpen.

Tabell 3 exemplifierar den andra utföringsformen, i vilken en pump är anordnad nedströms kondensorn. Såsom nämnts tidigare kan expansions- ventilen elimineras och pumpen kan tillhandahålla ett varierbart tryck. Vidare kan en underkylare läggas till. 10 15 531 EEE 1 1 Tabell 3.

Komponent Temperatur-PC Trycklbar Sammansättn.

Kondensor, in 75 18,7 Mättad ånga Kondensation 40 18,7 Mättad Kondensor, ut 37 18,7 Underkyld väts- ka Pump, in 37 18,7 Underkyld väts- ka Pump. ut 37 30 Underkyld väts- ka Expansionsventil, in 37 30 Underkyld väts- ka Expansionsventll, ut 37 18,7-30 Underkyld väts- ka Begränsare, in 37 18,7-30 Underkyld väts- ka Begränsare, ut -40 1,39+ Tvåfasblandning variabelt tryckfall 17,31-28,61 Evaporator, in -40 1,39+ Tvàfasblandning Föràngning -40 1,39 Mattad Evaporator, ut -35 1,39 överhettad ånga Kompressor, in -35 1,39 Överhettad ånga Kompressor, ut -35 1,39 Ånga + avser att trycket är något högre före evaporatorn än föràngningstrycket, vilket definieras vid evaporatorns utlopp.

Användningen av en underkylare 13 ger vissa fördelar l kombination med en pump. Den kan öka systemets termodynamiska effektivitet och vidare kan den förbättra pumpens 14 drift, eftersom pumpar i vissa fall har svårt att pumpa mättade vätskor. Därför är, i en tredje utföringsform, en underkylare 13 enligt den första utföringsformen anordnad uppströms en pump 14 enligt den andra utföringsformen. Detta ger nämnda fördelar.

Begränsaren kan antingen vara en begränsare eller ett antal begränsa- re som vardera försörjer en eller flera kanaler. l den senare konfigurationen kommer fördelningen att förbättrats, såsom beskrivits l det föregående.

Uppfinningen avser således ett förfarande och en anordning för förbätt- rad fördelning av en expanderande vätska i ett värmeväxlarsystem genom förändring av en eller flera intensiva variabler hos ett kylmedium som flödari ett värmeväxlarsystem. Det skall poängteras att de ovan beskrivna utförings- former som används som fristående lösningar kan kombineras. 10 15 5534 B55 12 Uppfinningen gör det möjligt att reglera kylmedieflödet (kapaciteten) genom att förändra uppdelningen av tryckfall mellan en ventil och en begrän- sare istället för att reglera flödet genom ett variabelt tvärsnitt hos en ventil.

Notera även att det uppfinningsenliga konceptet har bäring på flera ap- plikationer där ett antal parallella kanaler skall matas med ett tvåfasflöde, vil- ka applikationer innefattar luftkylare, etc.

Vidare torde det inses att en liten mängd ånga, mindre än vad som an- vänds i system enligt känd teknik, efter det tryckförändrande organet inte för- stör det uppfinningsenliga konceptet och innefattas inom ramen för bifogade krav.

Claims (21)

10 15 20 25 30 35 531 555 13 PATENTKRAV

1. Förfarande för fördelning av en expanderande vätska i ett värmeväx- larsystem med en krets som omfattar komponenterna: en kondensor (1), tryckförändrande organ (2; 14), en evaporator (3) som innefattar en fördelar- kanal (5) vilken via begränsare (9-12) står i fluidkontakt med ett flertal paral- lellkopplade fluidkanaler (6), och en kompressor (4), vilka komponenter var för sig har ett inlopp och ett utlopp, varvid kondensorns (1) utlopp är förbundet med inloppet hos nämnda tryckförändrande organ, nämnda tryckförändrande organs utlopp är förbundet med evaporatorns (3) inlopp, evaporatorns (3) ut- lopp är förbundet med kompressorns (4) inlopp och kompressorns (4) utlopp är förbundet med kondensorns (1) inlopp, och varvid kretsen innehåller kylmediefluid samt förfarandet innefattar stegen: (a) att sänka kylmediets temperatur nedströms kondensorn (1 ) och uppströms nämnda tryckförändrande organ; och/eller (b) att förändra kylmediets tryck medelst organ (14) som är kapabla att öka kylmediets tryck nedströms kondensorn (1 ), för att därigenom hindra kylmediet från att stötkoka till dess att det passerar begränsarna (9-12), vilket resulterar i ett enfasigt, vätskeformigt kylmedieflöde i fördelarkanalen (5).

2. Förfarande enligt krav 1, varvid det tryckförändrande organet är en pump (14) och steget att förändra trycket utförs medelst nämnda pump (14).

3. Förfarande enligt krav 2, varvid pumpen (14) anordnas före ett ytter- ligare tryckförändrande organ, och nämnda tryckförändrande organ utgörs av en ventil (2).

4. Förfarande enligt krav 2 eller 3, varvid trycket som genereras av pumpen (14) regleras medelst en motor med variabelt varvtal.

5. Förfarande enligt något föregående krav, varvid steget att förändra kylmediets temperatur utförs medelst en underkylare (13).

6. Förfarande enligt krav 5, varvid det tryckförändrande organet omfat- tar en ventil (2).

7. Förfarande enligt krav 5 eller 6, varvid underkylaren (13) utför kyl- ning genom omledning av en del av kylmediefluiden från värmeväxlarkretsen.

8. Förfarande enligt krav 7, varvid underkylaren (13) är en separat sek- tion av evaporatorn (3). 10 15 20 25 30 35 53? E55 14

9. Förfarande enligt krav 5 eller 6, varvid underkylaren (13) omfattar en självständig krets, åtskild från värmeväxlarkretsen.

10. Förfarande enligt något föregående krav, varvid nämnda flera fluid- kanaler (6) i värmeväxlarsystemet utgör en del av en plattvärmeväxlare.

11. Värmevâxlarsystem med en krets som omfattar komponenterna: en kondensor (1), tryckförändrande organ (2; 14), en evaporator (3) och en kom- pressor (4), vilka komponenter var för sig har ett inlopp och ett utlopp, varvid kondensorns (1) utlopp är förbundet med inloppet hos nämnda tryck- förändrande organ (2;14), nämnda tryckförändrande organs utlopp är förbun- det med evaporatorns (3) inlopp, evaporatorns (3) utlopp är förbundet med kompressorns (4) inlopp och kompressorns (4) utlopp är förbundet med kon- densorns (1) inlopp, och varvid kretsen innehåller kylmediefluid samt systemet innefattar: organ för sänkning av kylmediets temperatur nedströms kondensorn (1) och uppströms nämnda tryckförändrande organ (2; 14); och/eller organ för förändring av kylmediets tryck omfattande organ (14) som är kapabla att öka kylmediets tryck nedströms kondensorn (1), k ä n n e t e c k n a t a v att evaporatorn (3) innefattar en fördelarkanal (5) som via begränsare (9-12) står i fluidkontakt med ett flertal parallellkopplade fluidkanaler (6); och att nämnda organ för sänkning av kyl- mediets temperatur och/eller nämnda organ för förändring av kylmediets tryck hindrar kylmediet från att stötkoka till dess att det passerar begränsarna (9- 12), vilket resulterar i ett enfasigt, vätskeformigt kylmedieflöde i fördelarkana- len (5).

12. System enligt krav 11, varvid det tryckförändrande organet är en pump (14) som är kapabel att öka trycket.

13. System enligt krav 11, varvid pumpen (14) är anordnad före ett yt- terligare tryckförändrande organ och nämnda tryckförändrande organ utgörs av en ventil (2)

14. System enligt krav 12 eller 13, varvid trycket som genereras av pumpen (14) regleras medelst en motor med variabelt varvtal.

15. System enligt något av krav 11-14, varvid steget att förändra kyl- mediets temperatur utförs medelst en underkylare (13).

16. System enligt krav 15, varvid det tryckförändrande organet omfattar en ventil (2).

17. System enligt krav 15 eller 16, varvid underkylaren (13) utför kyl- ning genom omledning av en del av kylmediefluiden från värmeväxlarkretsen. 10 531 E55 15

18. System enligt krav 17, varvid underkylaren (13) är en separat sek- tion av evaporatorn.

19. System enligt krav 15 eller 16, varvid underkylaren (13) omfattar en självständig krets, åtskild från värmeväxlarkretsen.

20. System enligt något av krav 11-19, varvid nämnda flera fluidkanaler (6) i värmeväxlarsystemet utgör en det av en plattvärmeväxlare.

21. System enligt något av krav 11-19, varvid nämnda flera fluidkanaler (6) i värmeväxlarsystemet utgör en del av en luftkylare.