致冷剂置换装置和hvac系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及采暖、通风和空调(“HVAC”)应用、系统和方法，并且尤其涉及具有致冷剂置换装置的过冷器，可适用于HVAC部件、单元和系统的冷凝器。
【背景技术】
[0002]已知过冷器用于管壳式换热器，例如用于水冷式HVAC制冷器的冷凝器并在冷凝温度下运行。过冷器设计通常受到管壳式换热器内的换热管几何尺寸和壳尺寸容差的影响。
[0003]现有的过冷器设计可以是单独的外壳，范围从例如冷凝器壳内的分离包到冷凝器壳内不同的焊接外壳。
[0004]其它过冷器设计可不使用单独的外壳，并且可替换的用冷凝器壳壁的一部分作为过冷器外壳的一部分。
【实用新型内容】
[0005]上文所述可以是分离包的过冷器设计通常是焊接的外壳，以防止泄漏和旁通。所述过冷器设计的成本可能较高。上文所述可利用冷凝器壳壁作为过冷器外壳的一部分的过冷器设计可比分离包设计具有相对更多的致冷剂充注量，并且可具有明显更大的过流面积/减小的流速。另，未来新的可替换致冷剂的致冷剂税和/或更高的价格可能约束利用冷凝器壳壁的部分的所述设计的结构。此外，在可能有减小的流速的地方，过冷器性能可能变差并需要额外的管表面面积以调整传热性能的不足。
[0006]本文所述并在附图中所示的致冷剂置换装置通过不仅使经由过冷器的致冷剂充注量最小化而且使自由流动区域最小化以增大在过冷器管上的流速，可以解决可能与前文所述的现有过冷器设计相关的性能和成本问题。
[0007]在一个实施例中，致冷剂置换装置是挡板结构，所述挡板结构包括主体，所述主体适于被设置在过冷器内，例如沿换热管延伸的方向，例如沿端到端的方向或纵长方向/设置。主体在物理上(有形地)从否则会被致冷剂占据的过冷器外壳内的空间或自由流动区域置换致冷剂。主体具有穿过主体的多个孔，换热管可适当地通过所述孔被插入。孔具有支架，以在换热管的外径和由孔形成的挡板上的表面之间形成间隔。在单元、系统、部件运行期间，允许致冷剂流过挡板和换热管之间的孔，并且致冷剂被引导流向换热管附近。
[0008]在一个实施例中，置换装置可以是一系列挡板，其中每个挡板可具有不同的深度(例如，沿管长度的维度)，或在一些实施例中可以是一个突出部或几个较大的突出件。在一些实施例中，无论是有一系列挡板、突出件还是单个突出部，致冷剂置换装置可以沿着换热管长度的大部分或几乎全部延伸贯穿过冷器。
[0009]在一个实施例中，致冷剂置换装置可被适当地结合入HVAC系统，例如结合入冷凝器。在一些实施例中，致冷剂置换装置可被适当地结合入具有专用分离包的过冷器。在一些实施例中，致冷剂置换装置可被适当地结合入利用冷凝器壳壁的一部分的过冷器。
[0010]在一个实施例中，披露了一种致冷剂置换装置，所述致冷剂置换装置适用于HVAC单元的过冷器，包括一个或多个挡板，每个挡板包括:主体，所述主体适于被设置在过冷器内，沿着换热管在过冷器内部延伸的方向，所述主体被设置成有形地阻止致冷剂占用过冷器内否则会被致冷剂占据的空间或自由流动区域；多个孔，所述孔伸过所述主体，并且换热管可通过所述孔被适当插入；和，一个或多个支架，所述支架在插入穿过孔的换热管的外径和由孔形成的挡板上的表面之间形成间隔。其中，在单元、系统和/或部件运行期间，允许致冷剂流过挡板和换热管之间的孔，并且致冷剂被引导流向换热管附近。
[0011]在一个实施例中，致冷剂置换装置被构造和设置为一系列挡板，每个挡板具有相同或不同的深度。
[0012]在一个实施例中，挡板是沿着穿过过冷器的长度的大部分延伸的单个突出部。
[0013]在一个实施例中，披露了一种HVAC系统，所述HAVC系统包括:冷凝器；作为冷凝器的一部分的过冷器；和，致冷剂置换装置，所述致冷剂置换装置包括一个或多个挡板，每个挡板包括:主体，所述主体适于被设置在过冷器内，沿着换热管在过冷器内部延伸的方向，所述主体被设置成有形地阻止致冷剂占用过冷器内否则会被致冷剂占据的空间或自由流动区域；多个孔，所述孔伸过所述主体，并且换热管可通过所述孔被适当插入；和，一个或多个支架，所述支架在插入穿过孔的换热管的外径和由孔形成的挡板上的表面之间形成间隔。其中，在单元、系统和/或部件运行期间，允许致冷剂流过挡板和换热管之间的孔，并且致冷剂被引导流向换热管附近。所述致冷剂置换装置适当地被结合在过冷器的内部。所述过冷器被构造为冷凝器内部的分离包。
[0014]在一个实施例中，披露了一种HVAC系统，所述HVAC系统包括:冷凝器；作为冷凝器的一部分的过冷器；和，致冷剂置换装置，所述致冷剂置换装置包括一个或多个挡板，每个挡板包括:主体，所述主体适于被设置在过冷器内，沿着换热管在过冷器内部延伸的方向，所述主体被设置成有形地阻止致冷剂占用过冷器内否则会被致冷剂占据的空间或自由流动区域；多个孔，所述孔伸过所述主体，并且换热管可通过所述孔被适当插入；和，一个或多个支架，所述支架在插入穿过孔的换热管的外径和由孔形成的挡板上的表面之间形成间隔。其中，在单元、系统和/或部件运行期间，允许致冷剂流过挡板和换热管之间的孔，并且致冷剂被引导流向换热管附近。所述致冷剂置换装置适当地被结合在过冷器的内部。所述过冷器通过利用冷凝器壳壁的一部分而构造。
[0015]在一个实施例中，一种操作HVAC单元或系统的冷凝器中的过冷器的方法包括:使致冷剂进入过冷器的入口 ；使致冷剂流过致冷剂置换装置的孔；使致冷剂由致冷剂置换装置引导流向换热管附近由孔形成的挡板的表面和换热管的外表面之间的区域；使致冷剂不有形地存在于过冷器中离开换热管并朝向过冷器的外壳的区域，并且不邻近换热管；和，使致冷剂过冷，同时降低通过过冷器的致冷剂充注量并增大换热管附近的流速。
[0016]在一些实施例中，所述方法还包括使致冷剂流过由挡板的孔上的支架形成的环形空间，以便致冷剂在挡板的孔和插入其中的换热管之间流动。
[0017]系统、方法和控制方面的其它特征和方面通过下文的详细描述和附图会变得显而易见。
【附图说明】
[0018]现在参见附图，其中相同的附图标记贯穿全文表示相应的部件。
[0019]图1是致冷剂置换装置的一个实施例的端视图，并且示意性地示出可以变化的从一端到另一端的深度。
[0020]图2是HVAC系统的冷凝器的开口端示意图，其中过冷器利用冷凝器壳壁的一部分作为过冷器外壳。
[0021]图3是HVAC系统的另一冷凝器的开口端示意图，其中过冷器为单独的分离外壳。
[0022]图4示出了安装在过冷器中的致冷剂置换装置的示意性侧视图。
【具体实施方式】
[0023]本文描述并在附图中示出了致冷剂置换装置，通过不仅使经由过冷器的致冷剂充注量最小化而且使自由流动区域最小化以增大在过冷器管上的流速，可以解决可能与前文所述现有的过冷器设计相关的性能和成本问题。一般，致冷剂置换装置是挡板结构或构造以及适用于过冷器的一系列挡板的设置。
[0024]—个或多个致冷剂置换挡板的使用不仅使致冷剂最少化，而且还有助于聚焦换热管附近和周围的高速致冷剂流，以引导热量离开致冷剂进入换热管内部的冷却液。可以减少致冷剂充注量，和/或可提高冷却器效率，和/或可节省铜管成本。本文的致冷剂置换装置可灵活应用于任何类型的过冷器中，例如，分离包设计和利用冷