用于降膜蒸发器的集成分离器-分配器的制造方法
【专利说明】用于降膜蒸发器的集成分离器-分配器
[0001 ] 背景
[0002]本文所公开的主题涉及加热、通风和空气调节(HVAC)系统。更具体地说，本文所公开的主题涉及用于HVAC系统的降膜蒸发器。
[0003]HVAC系统诸如冷却器使用蒸发器来促进蒸发器中的制冷剂与定位在蒸发器中的许多蒸发器管中流动的介质之间的热能交换。在满液式蒸发器中，管浸没在制冷剂池中。这导致有效的系统操作需要特别高体积的制冷剂，该体积取决于蒸发器管的数量和大小。用在冷却器系统中的另一类型的蒸发器是降膜蒸发器。在降膜蒸发器中，蒸发器管通常被定位在分配歧管的下方，制冷剂被从分配歧管迫出，在蒸发器管上形成“降膜”。
[0004]降膜蒸发器通常采用分配系统，其功能在于在降膜管束上合理地传送液体制冷剂。供应给降膜束的液体制冷剂的均匀度对于降膜蒸发器的性能极为重要。多个有效做法中的一个是使用分离器自进入分离器的液体-蒸汽制冷剂混合物中分离液体制冷剂。液体制冷剂然后从分离器中排出且被传送到在蒸发器管上合理地计量液体制冷剂流的分配歧管。分离器可以外接蒸发器或在蒸发器内部，然而通常为后者，因为前者经由外接管、包装和为了符合压力容器认证标准例如ASME VIII的分离器的需求的增加的成本和复杂度。
[0005]概述
[0006]在一个实施方案中，加热、通风和空气调节(HVAC)系统包括其中流动有制冷剂流的压缩机以及与冷凝器流动连通的降膜蒸发器。降膜蒸发器包括:多个蒸发器管，一定体积的热能传递介质流经多个蒸发器管;和分离器，其自蒸汽与液体制冷剂混合物中分离液体制冷剂流。一种分配器将液体制冷剂流分配在多个蒸发器管上。一个或多个通风竖管将蒸汽流或多数蒸汽制冷剂从分离器导引到蒸发器的制冷剂池附近。
[0007]在另一实施方案中，一种降膜蒸发器包括:多个蒸发器管，一定体积的热能传递介质流经该多个蒸发器管;和分离器，其自蒸汽与液体制冷剂混合物中分离液体制冷剂流。分配器，其将液体制冷剂流分配在多个蒸发器管上。一个或多个通风竖管将蒸汽流或多数蒸汽制冷剂从分离器导引到蒸发器的制冷剂池附近。
[0008]通过结合附图所进行的以下描述，这些和其它优点和特征将变得更加显而易见。
[0009]附图简述
[0010]在本说明书结尾处的权利要求书中具体指出和明确要求了被认为是本发明的主题。通过结合附图所进行的以下详细描述，本发明的上述和其它特征和优点是显而易见的，其中:
[0011]图1是加热、通风和空气调节系统的实施方案的示意图；
[0012]图2是降膜蒸发器的实施方案的示意图；
[0013]图3是降膜蒸发器的实施方案的俯视图；
[0014]图4是降膜蒸发器的另一个实施方案的横截面图；且
[0015]图5是降膜蒸发器的实施方案的另一个横截面图。
[0016]详细描述通过例如参照附图阐明了本发明的实施方案以及优点和特征。
[0017]详述
[0018]图1示出了加热、通风和空气调节(HVAC)单元(例如利用降膜蒸发器12的冷却器10)的一个实施方案的示意图。蒸汽制冷剂流14被导引到压缩机16中，然后进入冷凝器18，其输出液体制冷剂流20至膨胀阀22。膨胀阀22输出蒸汽和液体制冷剂混合物24至蒸发器
12ο
[0019]现在参照图2，如上所述，蒸发器12是降膜蒸发器。蒸发器12包括外壳26，其中至少部分布置于其中的蒸发器12组件包括多个蒸发器管28。分配器30位于蒸发器管28上方以在蒸发器管28上分配液体制冷剂32。通过蒸发器管28流入和流出蒸发器12的热传递介质流34与液体制冷剂32之间发生热能交换。由于液体制冷剂32在蒸发器12中被汽化，所得蒸汽制冷剂36经由吸嘴38且通过吸管40被导引到压缩机16。
[0020]分离器42位于分配器30上游的外壳26中。在一些实施方案中，分离器42邻接分配器30，共用公共壁。分离器42包括用于蒸汽和液体制冷剂混合物24进入分离器42的制冷剂入口44。在一些实施方案中，制冷剂入口44被布置在分离器42的横向中心处。分离器42利用重力自蒸汽与液体制冷剂混合物24中分离液体制冷剂32，导致分离器42中有一定体积的蒸汽制冷剂36。在一些实施方案中，分离器42还利用机械消除器56以进一步增强液体-蒸汽分离。液体制冷剂32经由一个或多个排出口 46离开分离器42且进入分配器30。
[0021]液体制冷剂32在分离器42中经由排出口 46进入喷洒通道48。喷洒通道48可以是具有圆形横截面或可具有其它横截面形状的管道，诸如曲线形、椭圆形、三角形、矩形等等。配置在喷洒通道48的上部52上的喷洒通道开口 50允许液体制冷剂32流出喷洒通道48，流入分配器腔30，且流经在蒸发器管28上形成降膜的分配板54。
[0022]如果需要，蒸汽制冷剂36通过在一些实施方案中为一个或多个穿孔板或一个或多个网筛的机械消除器56流到分离器出口 58。机械消除器56捕捉蒸汽制冷剂36中央带的额外液体制冷剂32。一旦通过分离器出口 58，蒸汽制冷剂36和夹带的液体制冷剂32的剩余物尤其利用其接近蒸发器12的底部处的制冷剂池62的出口而流经通风竖管60，向下进入蒸发器12中。离开通风竖管的蒸汽制冷剂36中央带的液体制冷剂在制冷剂池62中被捕获，因此只允许蒸汽制冷剂36经由吸嘴38且通过吸管40返回到压缩机16。在图2和图3所示的实施方案中，两个通风竖管60相对于分离器42的制冷剂入口 44对称定位，然而，可以使用与一个或两个以上一样少的通风竖管。通风竖管60及其接近制冷剂池62的出口是本公开内容的关键特征，因为其容许使用高度紧凑的分离器42，从而促进其在蒸发器12内具有成本效益的集成。
[0023]图4图不蒸发器12的另一实施方案。在这个实施方案中，分离器42位于外壳26中，其中制冷剂入口 44位于分离器42的第一端64且排出口 46位于分离器42的第二端66，