[發(fā)明專利]制冷系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580030331.9
• 申請(qǐng)日: 2005-07-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101432581A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·B·戈?duì)柌贾Z夫;J·J·桑喬瓦尼;I·韋斯曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 開(kāi)利公司
• 主分類號(hào): F25B41/00
• 分類號(hào): F25B41/00;F25B39/02
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;趙 辛

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求享有2004年7月14日提交的題目為“制冷系統(tǒng)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/587793的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及制冷系統(tǒng)，具體涉及蒸發(fā)器，其帶有要求分布兩相制冷劑的平行管路。

在平行管路，例如在小通道或微通道熱交換器中，非均勻分布的兩相制冷劑可極大地降低熱交換效率。這稱作分布不均，并且是帶有平行制冷劑管路的熱交換器的共同的問(wèn)題。兩相分布不均問(wèn)題是由蒸氣相和液相的密度差造成的。

除了降低效率外，兩相分布不均還可造成壓縮機(jī)損壞，這是因?yàn)橐后w會(huì)阻塞蒸發(fā)器。

發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容

本發(fā)明的目的是消除由兩相制冷劑分布不均所造成的蒸發(fā)器低效率和消除液體阻塞蒸發(fā)器導(dǎo)致的有害作用。同時(shí)，本發(fā)明可避免設(shè)置另外的部件所導(dǎo)致的尺寸和成本增加，例如設(shè)置過(guò)熱熱交換器來(lái)處理過(guò)大的熱負(fù)荷。

本發(fā)明提供了一種封閉回路的制冷系統(tǒng)，其包括至少下面的部件：吸入管路，加壓機(jī)構(gòu)，冷凝器，液體管路，過(guò)熱熱交換器，膨脹器，和用于冷卻流體的蒸發(fā)器。蒸發(fā)器設(shè)有入口集管，出口集管和集管之間的制冷劑通道。制冷劑通道的外表面熱暴露于冷卻的流體中。蒸發(fā)器出口集管具有液體出口，蒸氣出口和液體分離機(jī)構(gòu)。過(guò)熱熱交換器有高壓側(cè)和低壓側(cè)。高壓側(cè)傳輸來(lái)自液體管路的液體制冷劑。低壓側(cè)傳輸來(lái)自出口集管的液體出口的制冷劑。過(guò)熱熱交換器的尺寸設(shè)置成可使未蒸發(fā)的液體部分完全蒸發(fā)，并且在其低壓側(cè)出口提供了過(guò)熱，在各個(gè)具體的應(yīng)用場(chǎng)合中，根據(jù)需要在蒸發(fā)器出口提供過(guò)熱。

本發(fā)明的另一主要方面是基于設(shè)置有液體分離器，所述液體分離器設(shè)有液體出口，其為蒸發(fā)器入口集管提供供給；和蒸氣出口，其從出口集管蒸氣出口的出口處連接到吸入管路上。

在本發(fā)明中，在蒸發(fā)器出口集管內(nèi)的液體分離機(jī)構(gòu)是基于重力的。液體出口根據(jù)重力的方向設(shè)置，并且當(dāng)制冷劑流從蒸發(fā)器的通道出現(xiàn)在出口時(shí)，液體出口傳輸兩相制冷劑流的未蒸發(fā)的液體部分。蒸氣出口根據(jù)重力的相反方向設(shè)置，并且可傳輸兩相制冷劑流的蒸氣部分，將其從蒸發(fā)器傳輸?shù)轿苈贰３隹诩艿闹睆胶鸵后w出口的直徑設(shè)置成可提供從出口集管的蒸氣和液體出口流出的適當(dāng)質(zhì)量流量。出口集管的蒸氣出口可設(shè)限制器，以補(bǔ)償過(guò)熱熱交換器的低壓側(cè)的壓力降。另外，液體分離機(jī)構(gòu)的蒸氣出口可設(shè)限制器，以補(bǔ)償蒸發(fā)器的壓力降。蒸氣壓縮系統(tǒng)的加壓機(jī)構(gòu)是壓縮機(jī)。吸收系統(tǒng)的加壓機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)吸收器，泵和發(fā)生器。空氣冷卻蒸發(fā)器使用空氣作為流體，但在其他應(yīng)用中，可采用各種不同的二次制冷劑。膨脹器可用作熱膨脹閥，其帶有連接到蒸氣集管的蒸氣出口的傳感包(sensing?bulb)。當(dāng)使用液體分離器時(shí)，傳感包相對(duì)于連接到液體分離器的蒸氣出口而連接到集管下游的蒸氣出口上。膨脹器、液體分離器(如果使用的話)、蒸發(fā)器和過(guò)熱熱交換器可設(shè)置成一個(gè)共同的蒸發(fā)器單元。還可選擇性地設(shè)置液體吸入式熱交換器，其可提供從冷凝器流出的熱接觸液體制冷劑，以及從過(guò)熱熱交換器的低壓側(cè)流出的蒸氣制冷劑。液體管路可包括兩個(gè)平行管路：帶有主膨脹器的主液體管路；和另外的管路，所述另外的管路設(shè)有過(guò)熱熱交換器的高壓側(cè)和另外的膨脹器。如果所述另外的膨脹器是熱膨脹閥，則傳感包可連接到過(guò)熱熱交換器的蒸氣出口上。如果所述另外的膨脹器是毛細(xì)管并且過(guò)熱熱交換器是殼-管交換器，則毛細(xì)管可設(shè)置在殼-管熱交換器內(nèi)的過(guò)熱熱交換器的高壓側(cè)。

在本發(fā)明中，過(guò)熱熱交換器的尺寸設(shè)置成可使未蒸發(fā)的液體部分完全蒸發(fā)，并在其低壓側(cè)出口提供過(guò)熱，在特殊應(yīng)用場(chǎng)合，根據(jù)需要，在蒸發(fā)器出口提供過(guò)熱。由于過(guò)熱區(qū)從蒸發(fā)器上取消掉，因此蒸發(fā)器的容量得到很大的增強(qiáng)。此外，在蒸發(fā)器入口減少的蒸氣量導(dǎo)致蒸發(fā)器容量的改進(jìn)。由于在本發(fā)明中過(guò)熱熱交換器只涉及壓縮機(jī)所提供的整個(gè)質(zhì)量流量的僅僅一部分，因此過(guò)熱熱交換器的成本和尺寸也得到減小。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種制冷系統(tǒng)，其具有形成封閉回路關(guān)系的加壓器、冷凝器、膨脹器和蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器具有入口集管、出口集管和多個(gè)將所述入口集管流體式互連在所述出口集管上的通道，所述系統(tǒng)包括：

過(guò)熱熱交換器，其在所述系統(tǒng)內(nèi)流體式互連，并具有熱連接的高壓側(cè)和低壓側(cè)，其中，所述高壓側(cè)通過(guò)所述膨脹器而將所述冷凝器流體式互連到所述入口集管，并且所述低壓側(cè)將所述出口集管流體式互連到所述加壓器，其中，

所述出口集管包括液體出口、蒸氣出口，和用于將液體制冷劑與制冷劑蒸氣分開(kāi)的機(jī)構(gòu)；

所述液體出口流體式連接在所述過(guò)熱熱交換器上；

所述蒸氣出口流體式連接在所述加壓器上；