[發明專利]HVAC系統中的制冷劑處理

有效

• 申請號: 201280058102.8
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN103958996A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 喬恩·菲利普·哈特菲爾德;哈里·肯尼思·林;邁克爾·威廉·格倫;斯蒂芬·安東尼·庫杰克;羅納德·莫里斯·科斯比
• 申請（專利權）人: 特靈國際有限公司
• 主分類號: F28D7/16
• 分類號: F28D7/16;F28F9/013;F25B39/02
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

本申請要求在2012年7月23號遞交的申請號為61/674601以及標題為“HVAC系統的制冷劑處理”的美國臨時申請的優先權，并且要求在2011年9月26號遞交的申請號為61/539325以及標題為《制冷劑蒸發器》的美國臨時申請的優先權，兩個上述臨時申請通過引用的方式將全部內容并入本申請中。

技術領域

本公開文件涉及暖通空調(HVAC)系統，特別是涉及用于HVAC系統的蒸發器。通常描述了用于HVAC制冷器的蒸發器中的制冷劑處理的方法、系統和設備。

背景技術

溢流式蒸發器和降膜蒸發器一般是已知的，并且通常具有處于殼體中的管束結構。這種蒸發器通常用于HVAC制冷器來冷卻工藝流體(如水)，該工藝流體反過來通常用于連接熱交換器盤管或空氣處理單元以冷卻穿過盤管或空氣處理單元的空氣。因為殼體容積中的間隙間距，如有工藝流體流過的管束中的管與管之間的間隙間距，可能需要較大量的液體制冷劑來將所有管的外部用制冷劑潤濕從而實現蒸發器的效率最大化。蒸發器殼體旁邊的管鄰近的或管之間的多余的液體制冷劑對HVAC制冷器的整體效率沒有貢獻，并且可能是操作和維護制冷機的成本的負擔。

發明內容

可以對用于HVAC制冷器系統的蒸發器中的制冷劑處理做出改進，進而反過來可以顯著降低制冷劑的充灌量而不用犧牲蒸發器的熱性能和整體效率，在某些情況下，如可能在降低或不到滿載的工作模式下，可以提高蒸發器的熱性能和整體效率。通常描述了蒸發器中的制冷劑處理的方法、系統和設備，可包括下列方式中任何一個或組合。

在一種方式中，采用制冷劑置換陣列，該制冷劑置換陣列可包括多個墊片或折流板。該制冷劑置換陣列物理上防止制冷劑駐留在陣列所處的位置。

另一種方式中，制冷劑處理可以通過對進入蒸發器的制冷劑混合物的分配來實現。這里術語“制冷劑混合物”通常是指但不限于一個或多個制冷劑，該制冷劑可以表現出一個或多個相態，如液態，氣態，固態，并且可以包括其他處于一種或多種相態的非制冷劑材料。例如，制冷劑混合物可以包括處于氣態和液態的形式的液體制冷劑，以及潤滑劑材料如石油或其他也作為潤滑材料的制冷劑。例如，制冷劑混合物可以分配到蒸發器的殼體中，如通過使用分配器來以一種流動的方式分配制冷劑混合物的氣體部分，該流動的方式與制冷劑混合物的液體部分的分配和流動方式不同。例如，可優化氣體部分的流動方式來實現所需的流動以促進熱傳遞，如以均勻流過分配器的方式，而液體部分的流動方式可由分配器從指定區域集中，以及分配。這樣可以實現制冷劑混合物的液態和氣態部分的相態傾向性分配。

在又一個方式中，制冷劑處理可以通過控制蒸發器的殼體的空間中的制冷劑流的間隙速度來實現。

在另一個方式中，制冷劑處理可以通過阻止或者至少減少蒸發器內泡沫的發生來實現。例如通過用一種或多種疏制冷劑和疏潤滑劑的材料涂覆，形成，或者其他形式放在蒸發器內的表面，蒸發器內的表面可以消泡。

在使用制冷劑置換陣列的方法中，HVAC制冷器的蒸發器中的制冷劑處理方法的實施例包括：令制冷劑進入蒸發器的殼體內的空間。殼體的內部的空間的一部分設置有制冷劑置換陣列，該制冷劑置換陣列包括從殼體下部的內表面物理延伸到管束中的管的外表面的墊片。置換殼體的內部的空間的一部分的步驟包括：物理上防止制冷劑駐留在墊片所處的空間的部分，從而使墊片置換的空間的部分沒有制冷劑。管束的管的外表面用制冷劑潤濕。在一些實施例中的潤濕步驟包括：通過殼體內的間隙空間，包括管束中的相鄰的管的外表面之間的間隙空間和管的外表面和墊片的外表面之間的間隙空間，來實現制冷劑霧或噴流。殼體中的制冷劑通過用與穿過管束的管工藝液體進行熱傳遞方式蒸發以及蒸發的制冷劑從殼體中釋放。

HVAC制冷器的蒸發器的制冷劑處理系統的一個實施例中具有制冷劑置換陣列。該系統包括殼體，該殼體具有接收制冷劑的空間，該制冷劑在該空間中蒸發，以及設置于殼體內的管束。該管束包括在殼體內延伸的管，用于讓工藝流體流過并與制冷劑進行熱傳遞。制冷劑置換陣列，包括多個用于置換殼體空間的一部分的墊片。該墊片設置于殼體內，從殼體下部的內表面物理延伸到管束中的管的外表面。該墊片物理上防止制冷劑駐留在墊片所處的空間的部分。

在一些例子中，該制冷劑置換陣列包括多個用于置換殼體中的空間的一部分的折流板，該空間的部分為在管束中的管之間的間隙空間的一部分。該折流板包括開口，如通孔，管可插入該通孔。在一些例子中，該開口的內徑大于管的外徑，以及該折流板物理上防止制冷劑駐留在折流板所處的空間的部分。