液滴分离器及蒸发器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液滴分离装置或除雾器，并且，特别涉及用于热泵中的液滴分离器以及可用于加热或冷却建筑物或者加热或冷却其它物体的热泵。
【背景技术】
[0002]图5A和图5B表示如在欧洲专利EP 2016349 BI中所示的热泵。
[0003]图5A示出了热泵，其包括用于蒸发作为工作液体的水以在输出侧的工作蒸汽线12中生成蒸汽的水蒸发器10。蒸发器包括蒸发空间(图5A中未示出)并且被配置为在蒸发空间中产生小于20hPa的蒸发压力，使得水在蒸发空间中在低于15°C的温度下蒸发。水优选地为地下水，以自由的方式在地基土或热管中循环的盐水，也就是说，具有一定含盐量的水，河水，湖水或海水。根据本发明，所有类型的水，也就是说，石灰水，不含石灰的水，盐水，不含盐的水，可优选地被使用。这样做的原因是所有类型的水，也就是说，所有这些“水物质”，展现出水的良好特性，S卩，同样根据“R 718”已知的水包括大于例如R134a的典型有用焓差比两倍的焓差比6 (这可能利用热泵过程制成)的事实。
[0004]水蒸气通过吸入管12供给到压缩机或/冷凝器系统14，其包括流量机(flowmachine)，诸如，例如，离心式压缩机，其示例性地为涡轮压缩机的形式，其在图5A中由16所示。流量机被配置为将工作蒸汽压缩到至少高于25hPa的蒸汽压力。25hPa对应于大约22°C的冷凝温度，其至少在相对温暖的日子可能已经足够加热地板下供暖的流动温度。为了产生更高的流动温度，可对流量机16产生高于30hPa的压力，30hPa的压力对应于24°C的冷凝温度，60hPa的压力对应于36°C的冷凝温度，并且10hPa的压力对应于45°C的冷凝温度。地板供暖系统被设计为能够即使在很冷的日子通过使用45°C的流动温度提供足够的加热程度。
[0005]流量机耦接到被配置为冷凝压缩的工作蒸汽的冷凝器18。借助于冷凝，工作蒸汽中包含的能量被供给到冷凝器18以便随后通过推进元件20a被供给到供暖系统。工作液体通过返回元件20b流回到冷凝器中。
[0006]根据本发明，优选地通过直接加热冷却器的水从富含能量的水蒸气中汲取热(能量)，热(能量)通过加热水吸收从而使加热水升温。从蒸汽中汲取一些能量使得蒸汽被冷凝并且还参与到加热循环中。
[0007]这意味着在冷凝器或供暖系统中引入了材料，其通过出口 22调节使得冷凝器在其冷凝空间中具有尽管连续地供给水蒸气从而进行冷凝而将一直保持在最高水平以下的水位。
[0008]如已经解释过的那样，优选地无需热交换器而直接使用一种开式循环，也就是说，代表热源的蒸发水。或者，待蒸发的水然而还可以首先通过外部热源使用热交换器来升温。然而，在此必须牢记的是所述热交换器同样带来损耗或设备复杂性。
[0009]此外，为了避免到目前为止还必然存在于冷凝器侧的第二热交换器的损耗，优选地也在那里直接使用介质，也就是说，当以具有地板供暖的房子为例子时，具有来自蒸发器的水直接循环在地板供暖中。
[0010]或者，热交换器可设置在冷凝器侧，其通过推进元件20a供给并且包括返回元件20b，其中所述热交换器冷却冷凝器中的水从而升温单独的地板供暖液体(其通常是水)。
[0011]由于水用作工作介质，并且由于仅蒸发的部分地下水被供给到流量机，所以水的纯净度并不重要。所述流量机，也许，就像冷凝器和直接耦合的地下供暖，一直被提供给蒸馏水使得该系统和现有系统相比减少了维修。换句话说，系统是自清洁的，因为系统总是仅被提供给蒸馏水，这意味着出口 22中的水没有受到污染。
[0012]另外，要指出的是流量机表现出不会造成压缩介质与例如有问题的物质(诸如，油)接触的特征(与飞机的涡轮相似)。相反，水蒸气仅由涡轮或涡轮压缩机压缩，但不会造成与油或其它影响纯度的介质接触从而造成污染。
[0013]当没有其它限制规定时，通过出口排出的水随后可能轻易地再次供给到地下水。或则，例如，它还可以渗透到花园或开放区域，或者它还可以通过通道供给到水处理厂，如果规定这样要求的话。
[0014]通过结合与R134相比具有有用焓差比优于其两倍的特征的作为工作介质的水以及关闭系统(相反地，优选地为开放系统)因此而降低的要求，并且通过流量机，借助于流量机有效地实现了所需的压缩因素而不影响纯度，所实现的是高效环保的中性热泵过程，当水蒸汽直接在冷凝器中冷凝时，由于整个热泵过程不需要单个热交换器，所以热泵过程其变得更有效。
[0015]图5B示出了用于说明不同压力和与所述压力相关联的蒸发温度的表，结果是，特别是对于作为工作介质的水来说，在蒸发器中要选择相对较低的温度。
[0016]为了实现高效率的热泵，将所有组件(即，蒸发器，冷凝器或压缩机)设计成有利的是很重要的。
[0017]另一方面，它对于表现热泵的较高的长期稳定性具有重要意义，因为，根据使用，它需要操作很长时间而不产生任何损坏或必要的维修。
[0018]特别地，当水用作工作介质并且当流量机(诸如，例如，涡轮压缩机或离心压缩机)用于压缩时，压缩机叶轮的需要有相对较高的转数。
[0019]另一方面，问题是当蒸发时，结果不仅是纯蒸汽，而是蒸汽和工作液体的其它液滴。然而，当工作介质的这些液滴撞击到压缩机中的非常快速旋转的径向叶轮时，径向叶轮可能会损坏，这可以通过降低蒸发器中的蒸发效率来避免，也就是说将蒸发空间中的参数设置为使得蒸发空间中待蒸发的液体不会引起强烈的运动。然而，这是不利的，因为降低了蒸发器中的效率并且为了获得足够大量的蒸汽以实现热泵的必需性能而需要较大的体积。
[0020]另一方案是提供一种确保到达径向叶轮的蒸汽不含任何液滴或只含有数量很少的液滴的液滴分离器。
[0021]然而，对于这种液滴分离器来说，分离器本身不需要特别大的损耗是很重要的。如果液滴分离器表现出对蒸汽的较大阻力，所述阻力必须通过压缩机的更高的转数来补偿，反过来就会造成关于效率和体积的问题。已经发现，对于制造和安装来说，塑料线制成的网格形式的液滴分离器简单便宜，但是，一方面，让液滴通过可能会导致径向叶轮的问题，并且，另一方面，当实现这种液滴分离器使得仅非常少数的液滴或没有液滴通过时，表现出对蒸汽的相对较高的阻力。
【发明内容】
[0022]本发明的目的是提供一种更有效的液滴分离器概念。
[0023]该目的通过根据权利要求1的液滴分离器、根据权利要求14的包括液滴分离器的蒸发器、或根据权利要求18的用于制造液滴分离器的方法来实现。
[0024]本发明基于以下思想:可有效地实现液滴分离，并且同时，通过使用典型刚性材料制成的由支持件保持的多个弯曲翼片或叶片而无重大损耗。特别地，翼片和支持件被配置为使得通过液滴分离器的直接通道被封闭起来，从而使得液滴分离器从中分离出液滴的蒸汽液滴混合物中的液滴由于液滴的飞行路径而不经过液滴分离器而是撞击到翼片上。
[0025]另一方面，蒸汽可经过液滴分离器而不引起任何重大损耗。这就意味着液滴通过液滴撞击到翼片上并且从翼片上流下来并滴入蒸发器空间中而被充分地阻碍，而蒸汽可以通过液滴分离器。液滴分离是通过如下事实来保证的:无穿过液滴分离器的直接通道，即，当将液滴分离器保持为对着光线时，不能看透液滴分离器。因此，通常在直线飞行路径上的液滴不能穿过液滴分离器。
[0026]对蒸汽进行改向使得，也就是说，在从液相到气相过渡的位置，蒸汽被蒸发空间中的弯曲翼片“带走(take up)”并在最适于蒸汽跟随液滴分离器的路径的方向上穿过翼片并且被输出到液滴分离器的另一侧。典型地，压缩机的吸入口将设置在那里，该吸入口为漏斗状并且将蒸发器由较大直径结合到较小直径。优选地，朝向吸入口的液滴分离器的出口处的翼片的曲率被配置为使得蒸汽已经引入到吸入口，即，最好引入到其中央区域。这可以确保在液滴分离的前方和后方，以及在压缩机的前方或吸入口处不发生会影响热泵效率的损耗或湍流。另一方面，确保了液滴从蒸发器中有效地去除使得在液滴分离器后面完全没有液滴或仅有最低量的很小的液滴，即使当液滴撞击在压缩机叶轮上时，也