专利名称：热交换器的制作方法
热交换器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2007年4月5日提交的临时专利申请No. 60/910， 334的优先权，该临时专利申请特此通过引用的方式全文纳入本申请。
背景
本申请总体涉及暖通空调(HVAC)系统中多通道热交换器的应用。 更具体而言，本申请涉及用于冷凝器的多通道热交换器盘管的制冷剂 存储的致冷剂存储容器构造。
应注意的是，本文的讨论用术语"多通道"管道或"多通道热交 换器"来表示装置，在所述装置中，传热管道包括歧管间的多个流道， 所述多个流道向所述管道分配流动或从所述管道收集流动。多个其他 术语可用于本领域的类似装置。这种替换性术语可能包括"微通道 (microchannel )，，(有时旨在意p未着具有樣i:米或更小量级的流体通 路)和"微型口 (microport)"。有时用于本领域的其他术语包括"平 行流(parallel flow)，，和"铜焊铝(brazed aluminum)"。然而， 所有这类装置和结构都旨在包括于术语"多通道"的范围内。总体来 说，这类"多通道"管道包括沿大体平整、平坦的管道的宽(width) 布置或在所述管道的平面中布置的流道，尽管如此，本发明并不意在 局限于任何具体的几何结构，除非在所附权利要求书中另有说明。
在一个典型的多通道热交换器或多通道热交换器盘管中， 一系列 管段通过散热片物理连接和热连接，该散热片被配置为允许空气流穿 过热交换器，以在空气流和循环流体之间传递热，所述循环流体例如 为水或制冷剂，在多通道热交换器中循环。多通道热交换器的管段被 定向为水平地或竖直地延伸，并且每个管段具有用于使流体循环的多 个管道或通道。所述管段的外部可能是一个典型地具有椭圆形形状或 大致矩形的连续表面。
在用于风冷式冷凝器时，相比于传统圆管式冷凝器盘管，多通道 盘管具有显著的成本优势和性能优势。然而，多通道冷凝器盘管具有比传统盘管所具有的内部容量更小的内部容量。美国采暖、制冷与空
调工程师学会(ashrae) 15-2004. 9. 11.4描述了 "液体接收装置(如 果使用的话)、或者被设计成在排空过程中接收制冷剂充注量的系统 的部分，应该有足够的容积来接收排空充注量。当制冷剂温度为90°f 或30。c时，液体不应占所述容量的90%以上。"更具体地，为了保持 制冷剂变化以便排空或维修来满足该要求，多通道盘管中较小的内部 容量通常需要一个冷凝器，该冷凝器包括一个制冷剂存储的制冷剂存 储容器，该制冷剂存储容器可称为接收器或者是制冷剂存储容器。关 于涉及接收器现有技术的实施例，参见ashrae手册。
所需要的是能够满足这些需求中的一个或多个、或者能提供其他 的有益特征的系统和/或方法。其他的特征和优点从本说明书中显而易 见。所公开的教导扩展到落入权利要求书范围内的那些实施方案，而 不论它们是否实现一个或多个上述需要。
发明内容
一个实施方案涉及一个应用于暖通空调(hvac)系统的制冷回路。 在一个实施方案中，公开了一个用于hvac系统的冷却器。该冷却器包 括压缩机、冷凝器单元、膨胀设备和蒸发器，所述冷凝器单元包括 至少一个多通道热交换器盘管。所述hvac系统还包括一个制冷剂存储
容器，该制冷剂存储容器被配置为从多通道热交换器盘管中接收制冷 剂。
另一个实施方案涉及一个hvac系统，该hvac系统包括压缩机、 冷凝器单元、膨胀设备、蒸发器和空气调节单元，所述冷凝器单元包 括至少一个多通道热交换器盘管。所述hvac系统还包括一个制冷剂存 储容器，该制冷剂存储容器与多通道热交换器盘管的回程集合管流体 连通。
另一个实施方案涉及一种运行制冷回路的方法，所述制冷回路包 括压缩机、冷凝器单元、膨胀设备和蒸发器，所述冷凝器单元包括 多通道热交换器盘管。该方法还包括提供一个与多通道热交换器盘 管流体连通的制冷剂存储容器，以及在正常运行情况下运行制冷回路。 所述制冷剂存储容器被配置为在制冷回路正常运行条件的过程中包含基本全部制冷剂蒸气。
在本说明书中所描述的实施方案的具体优点在于改善的液体再冷 却，这保证了膨胀阀的可靠性能，通过增加或减少制冷剂充注量更好
地控制冷却器，提高了冷却器的冷却能力，改善了满足ASHRAE90.1 的效率，并且通过降低充注需求减少了成本。
可替代的示例性实施方案涉及总体记栽在权利要求书中的其他特 征以及特征的结合。
从结合附图所进行的下文详细描述中将更全面地理解本申请，其 中相同的参考标记表示同一元件，在附图中
图1是使用根据本公开内容的示例性HVAC系统的示例性环境图。
图2是示例性制冷回路的示意图。
图3是冷凝器一个示例性实施方案的立体图。
图4是图3所示冷凝器从B方向所取的端视图。
图5是图3所示冷凝器从C方向所取的端视图。
图6是示例性双通道热交换器盘管的图示。
图7是示例性热交换器盘管截面的局部视图。
图8是图3所示冷凝器从D方向且去除盘管6的截面的俯视立体图。
在可能的情形下，相同的参考数字在上述附图中用来表示相同或 同一的部件。
具体实施例方式
在参看详细示出示例性实施方案的附图之前，应理解的是，本申 请不限于在以下说明中所陈述或在附图中所示出的细节或方法。还应 理解的是，在本说明书中使用的措辞和术语仅为了说明目的，而并不 应理解为限制。
参见图1,示出了一个使用根据本公开内容的HVAC系统10的示 例性环境。如图1所示，HVAC系统10向商业建筑物12提供冷却作 用。在替换性实施方案中，HVAC系统IO可用于商业、轻工业、工业以及其他任何合适的应用领域，以在区域(如建筑物、结构物等)内
提供冷却作用。HVAC系统10包括一个风冷柜式冷却器(冷却器)14 和至少一个空气调节单元22。 HVAC系统IO还包括在冷却器14和至少 一个空气调节单元22之间流体连通的辅助供给/回程管线24。冷却器 14将被冷却的流体——例如水——提供到至少一个空气调节单元22， 通过本领域公知的传统热交换方法，该空气调节单元22还向另一种流 体一一通常为建筑物的空气一一提供冷却作用，以给建筑物12提供冷 却作用。在替换性实施方案中，所述被冷却的流体可以是任何与空气 调节单元22提供热交换的流体，如一种制冷剂。本领域普通技术人员 应理解的是，冷却器14并不限于布置在建筑物12的顶部，而是可位 于建筑物12外部的任意位置。在替换性实施方案中，冷却器14的一 些构件可位于建筑物12的内部。HVAC系统10包括在图1中未显示和 /或描述的许多其他特征，如连接管和电气特征。这些特征被故意略去， 以简化附图便于说明。
图2示出了一个示例性制冷回路200。该制冷回路200包括压 缩机202、冷凝器204、膨胀设备206和蒸发器208。制冷剂循环通过 制冷回路200，所述制冷剂的实例在下面讨论，所述制冷剂通过制冷 回路200完成一个制冷循环。
压缩机202压缩蒸气制冷剂，并通过压缩机排放管线203将所述 蒸气制冷剂输送至冷凝器204。压缩机202可以是任何合适型号的压 缩机。例如，压缩才几202可以是螺杆式压缩机、往复式压缩机、离心 式压缩机、旋转式压缩机、摆杆式压缩机、涡旋式压缩机、涡轮式压 缩机或本领域公知的任何其他合适的压缩机。制冷剂可以是本领域公 知的任何合适的制冷剂。例如，制冷剂可以是基于氢氟烃(HFC)的制 冷剂，如R-410A、 R-407或R-134a。另外，制冷剂还可以是二氧化碳 (也被称为R-744 ) 、 C02、氨(也被称为R-717) 、 NH3、 HF01234yf (CF3CF=CH3)或适合在蒸气-压缩制冷循环中用作工作流体的其他类 似或等价的化合物或化合物的混合物。
压缩机202由电动机(未示出)驱动，电动机被集成至压缩机202。 本领域普通技术人员可以理解的是，所述电动机可由变速驱动器(VSD ) (未示出)供电，或者可直接由交流或直流电源(未示出)供电。例如，所述电动机可以是开关式磁阻(SR)电动机、感应式电动才几、电 子整流永磁式电动机(ECM )或任何其他合适的电动机类型。所述VSD， 如果使用的话，从交流电源中接收具有具体固定线电压和固定线频率 的交流电，并且向电动机供给具有可变电压和频率的电。在一个替换 性实施方案中，其他驱动机构一一如蒸汽或燃气轮机或发动机及其相 关构件——可用于驱动压缩机202。
在冷凝器204,蒸气制冷剂与一种流体(如空气)形成热交换关 系，且因与该流体的热交换关系而经历至液体制冷剂的相变。随后， 冷凝器204中的制冷剂通过制冷剂液体管线205提供至膨胀设备206， 所述膨胀设备206降低制冷剂的压力，之后，所述制冷剂经由蒸发器 制冷剂入口管线207被提供至蒸发器208。
在蒸发器208,制冷剂与另一种流体形成热交换关系，且因与该 流体的热交换关系而经历至蒸气制冷剂的相变，所述另 一 种流体可以 是用于冷凝器204的相同类型的流体，也可以不同的流体类型。例如， 在蒸发器208,制冷剂可以与水进行热交换。所述制冷剂通过压缩机 吸入管线209从蒸发器206提供至压缩机202以完成该制冷循环。
根据在本说明书中描述的制冷系统和制冷回路，可以理解的是， 与回路外部的二级流体(secondary fluid)的有效热交换——例如在 冷凝器204处一一对于制冷回路的总效率和上述制冷系统的总效率来 说是很重要的。另外，可以理解的是，制冷剂以液相或气相方式连续 占据该回路。因此，为了使制冷剂可从压缩机202、制冷剂液体管线 205或蒸发器208中去除或排空，而不从回路中去除制冷剂，就必须 向该回路增加一个设备，以暂时存放排空的制冷剂。另外，为了能便 于检修这些构件，可使用排空作业(pumpdown)来确保蒸发器208在 启动时含有很少或不含液体制冷剂，这可减少在启动条件时液体对压 缩机202损害的潜在问题。
一个控制系统(未示出)可被提供用于控制压缩机202的运行。 所述控制系统可包括模数(A/D)转换器、微处理器、非易失性存储器 以及接口板。优选地，该控制系统可执行控制算法，以控制压缩机202 的运行。另外，本领域普通技术人员可理解的是，该控制系统可给制 冷回路200提供其他控制操作和监测系统。尽管控制算法可嵌入计算机程序并被微处理器执行，但可理解的是，所述控制算法可由本领域 技术人员使用数字和/或模拟硬件来实现并执行。如果使用硬件执行控 制算法，那么可改变所述控制系统的相应配置，以包含必要的构件和 去除可能不再需要的任何构件。
压缩机202、冷凝器204、膨胀设备205和蒸发器208构成冷却器 14 (图1 )的制冷回路的主要构件。冷却器14可包括一个或多个制冷 回路，并且每个回路可共用一个或多个构件，包括上述主要构件。
图3-5示出了根据本公开内容的冷却器14的一个示例性实施方 案。冷却器12包括至少一个压缩机302、冷凝器304、至少一个膨胀 设备305、至少一个蒸发器308和控制器312。如图所示，至少一个压 缩机302顺序标记为1-4。两个压缩4几302——被j示记为压缩机la和 2a——被连接作为第一制冷剂回路的一部分，另外两个压缩机4a和 5a被连接作为第二制冷剂回路的一部分。对于使用涡旋式压缩机的系 统，通常在每个回路中使用两个或三个压缩机，用于提供容量控制并 获得一个较大的系统容量，该较大的系统容量可由单个压缩机提供。 两个或更多个制冷剂回路通常与风冷式冷却器一起使用，以在一个制 冷剂回路中构件失效的情况下允许持续地冷却作用。多个制冷剂回路 允许在单个回路中具有多于三个涡旋式压缩机的制冷容量。如果运行 单个压缩机，那么在一个制冷剂回路中，使用超过三个或四个涡旋式 压缩机能导致吸入管线中的低蒸气速度。该低速度的蒸气速度可导致 油从蒸发器不利的回流，因此，通常优选地使用多个制冷剂回路，而 不是在一个制冷回路中增加压缩机的数量——超过三个或四个。
在这个示例性实施方案中，蒸发器306被隔开，以向第一和第二 制冷剂回路提供分立的热交换区域(未示出)。然而，在替换性实施 方案中，根据本领域普通技术人员可理解的，根据需要，可使用和配 置一个或多个蒸发器306,以提供在制冷剂和冷却流体间的热交换， 所述冷却流体被提供到至少一个空气调节单元22 (图1 )。泵316与 冷却器14设置在一起，所述泵提供在蒸发器308和至少一个空气调节 单元22之间的冷却流体的流动。在替换性实施方案中，泵316可从冷 却器14中分立。
冷凝器304包括至少一个多通道热交换器盘管(盘管)314、至少一个制冷剂存储容器315和至少一个风机单元317。制冷剂存储容器 315还可称作接收机。盘管314是被配置为在盘管314内流动的制冷 剂和越过和/或通过盘管314的流体之间进行热交换的热交换器。例 如，盘管314可为本领域公知的微通道热交换器盘管或其他类似热交 换器盘管。
在这个示例性实施方案中，冷凝器304包括六个盘管314,如图 所示，所述六个盘管314被顺序标记为1-6。另外，在这个示例性实 施方案中，三个盘管314——标记为盘管1、 2和3——被连接作为第 一制冷剂回路的一部分，另外三个盘管314——标记为盘管4、 5和 6—一被连接作为第二制冷剂回路的一部分。在替换性实施方案中，冷 凝器304可包括被配置在一个或多个制冷剂回路中一个或多个盘管 314，盘管314的数量和配置取决于冷却器12的冷却需求。
至少一个风机单元317将空气吸入到冷凝器304中，并且从冷凝 器304沿方向A将空气排出。在这个示例性实施方案中，冷却器14包 括六个风机单元317。然而，在替换性实施方案中，根据冷却器14的 冷却需求确定，可使用多于或少于六个具有不同尺寸和配置的风机单 元317。冷却器304包括端部面板320和一个底部面板322 (见图8 )， 以辅助将基本所有被风机单元317吸入冷凝器304的冷却空气引导通 过盘管314。
图6所示为一个双通道流动设计盘管(设计盘管)614。集合管供 给管线(header feed line) 616向集合管618提供制冷剂蒸气用于 分配至多排管道(未示出)，所述多排管道横跨设计盘管614的上半 段620。上半段620——也可称为减温段——被配置为提供通过设计盘 管614的制冷剂的第一通道。在这个第一通道期间，蒸气制冷剂与冷 却流体(如空气)进行热交换并被冷却。制冷剂在上半段620中还冷 凝。当制冷剂完全通过第一通道后，制冷剂被收集在回程集合管622 中，所述回程集合管622被配置为从上半段620收集制冷剂并且将制 冷剂分配到设计盘管614的下半段630中的多排管道(未示出)。下 半段630—一也称为再冷却段一一被配置为制冷剂通过其他多排管(未 示出)提供笫二通道，用于进一步与冷却流体进行热交换。集合管618 收集来自形成第二通道的多排管(未示出)的制冷剂，并且将制冷剂提供至制冷剂液体管线634。集合管618和回程集合管622优选地由 单个管道组成，该单个管道有一个将制冷剂蒸气的输入流与制冷剂液 体的输出流分离的内部分割物。替换性地是，集合管618和回程集合 管622可由物理分立的管道构成，所述管道提供制冷剂的分配和收集。 普通技术人员应该理解的是，上半段620和下半段630分别与形成制 冷剂第一通道和回程通道的相应管道(未示出)的相对比例，基于应 用可能不同。另外，尽管本示例性实施方案的设计盘管614被配置为 提供一个双通道流动，但在冷凝器614中可使用单通道或超过双通道 的配置。
图7示出了集合管718和管道720的示例性构造的局部截面视图， 所述集合管718和管道720用于传送制冷剂通过一盘管(未示出)。 集合管718可是进给、回程或排出集合管。管道720包括通路722, 该通路722传送制冷剂通过管道720，在所述管道720，制冷剂与经过 管道720的空气或另一冷却流体进行热交换。在替换性实施方案中， 其他适合的流体分配系统或结构可用于向管道720分配制冷剂。
管道720可具有矩形、平行四边形、梯形、椭圆形、卵形或其他 类似的几何形状形式的横截面形状。在管道720中的通路722可具有 矩形、正方形、圆形、卵形、椭圆形、三角形、梯形、平行四边形或 其他适合的几何形状形式的横截面形状。在一个实施方案中，管道720 中的通路730可具有在大约半毫米(0. 5mm)到大约三毫米(3mm )的 尺寸，该尺寸例如是宽度或直径。在另一个实施方案中，管道720中 的通路730可具有大约一毫米(lmm)的尺寸，该尺寸例如是宽度和直 径。
在管道720之间连接的是两个或更多个的散热片或散热片段(未 示出)。在一个实施方案中，所述散热片可被布置为大致垂直于管段 中的制冷剂流而延伸。然而，在另一个实施方案中，所述散热片可被 布置为大致平行于管段中的制冷剂流而延伸。所述散热片可以是百叶 窗片式散热片、波紋式散热片或任何其他适合类型的散热片。
管道720可以是任何合适的尺寸和形状，包括、但并不局限于， 大致矩形、正方形、圆形、卵形、三角形或其他适合的几何形状。如 本领域公知的，散热片、平板或其他类似的热交换表面(未示出)可被置于管道720间或与管道720 —起使用，以提高从管道720到周围 环境的热传递效率。
参见图4，冷凝器304还包括压缩机排出管线410,该压缩机排出 管线410通过蒸其供给管线416向入口集合管418提供制冷剂蒸气。 压缩机排出管线410流体连通以接收来自至少一个压缩机302的制冷 剂蒸气，并且流体连通以向蒸气供给管线416传送制冷剂。蒸气供给 管线416向盘管314的入口集合管418分配制冷剂蒸气。入口集合管 418被配置为向盘管314的上部(未示出)提供制冷剂蒸气，用于经 过盘管314的管道(未示出)的第一通道。在制冷剂经过第一通道之 后，该制冷剂被回程集合管522 (见图5)收集，所述回程集合管522 位于盘管314的对面，远离入口集合管418。回程集合管522向盘管 314的下部(未示出)分配制冷剂，用于经过盘管314的其他管道(未 示出)的第二通道。在制冷剂经过第二通道之后，该制冷剂被向液体 管线422提供制冷剂的液体集合管420收集，所述液体管线422被配 置为向至少一个膨胀设备305 (图3)提供制冷剂。
如图1和5所示，冷凝器304还包括一个制冷剂存储容器315, 该存储容器315通过制冷剂管线530与盘管314的回程集合管522流 体连通。制冷剂存储容器315还通过热气管线532与压缩机排出管线 203 (图2)流体连通。压缩机排出管线203 (图2)向制冷剂存储容 器315提供蒸气制冷剂。在替换性实施方案中，热气管线532可与其 他含有蒸气制冷剂的制冷剂管线流体连通。制冷剂存储容器315提供 附加的制冷剂回路容量，从而提供来自制冷回路的其它构件的排空制 冷剂容量。
在正常运行条件的过程中，从热气管线532将制冷剂蒸气引入制 冷剂存储容器315，会使存在于制冷剂存储容器315中的任意液体制 冷剂蒸发，但是在排空运行的过程中，允许液体制冷剂从制冷剂回路 流入制冷剂存储容器315。
对于适当控制制冷剂存储容器315中的制冷剂来说，热气管线532 的几何形状很重要。例如，对于几英尺长的铜线来说，热气管线532 可具有大约1/4-3/8英寸的优化标称直径。显著更大直径的热气管线 532可向制冷剂存储容器315引入过量的热制冷剂蒸气，而通过制冷剂管线530向盘管314引入过量制冷剂蒸气，这会对冷凝器304的性 能产生不利影响。较大直径的热气管线532还会将制冷剂存储容器315 的壁温度提高到 一 高温，所述高温将影响排空过程中液体制冷剂流入 制冷剂存储容器315。在启动或运行条件的过程中，尤其是外界温度 较低时，较小直径的热气管线530可允许过量的制冷剂液体留在制冷 剂存储容器315中。
制冷剂存储容器315的位置优选地在气流(air stream)中远离 盘管314。这个位置使得制冷剂存储容器315处于接近冷凝器304中 制冷剂饱和温度的一个温度。其他位置也是可能的，并且不妨碍系统 可接收的运行。
制冷剂管线530优选地在制冷剂存储容器315的底部和回程集合 管522的下部之间连接。例如，大约3/8英寸的管线标称直径可充分 允许在制冷剂存储容器315和盘管314之间的足够制冷剂流。在替换 性实施方案中，每个制冷剂存储容器315可使用多个制冷剂管线530。 总体来说，制冷剂存储容器315的底部应连接至盘管314，所述盘管 314位于在蒸气供给管线416和液体管线422之间的中间位置处。
尽管这些实施方案示出了具有两条制冷剂通道的盘管314，其他 的盘管通道配置也是可能的。例如，可使用超过两条的制冷剂通道。 根据盘管几何形状和设计情况的细节，三个或超过三个的通道是优选 的。在这种情况下，制冷剂管线530到盘管314的优选连接位置在集 合管的到第二或更高通道的入口处。
由于两个重要的因素，至入口集合管418的连接不是优选的。第 一，在盘管几乎充满流体以前，液体制冷剂不能在这个位置出现，这 可导致至少一个压缩机302在排空过程完成之前因高排出压力而关 闭。第二因素在于，在这个位置，几乎没有制冷剂压力降来驱动制冷 剂蒸气流至制冷剂存储容器315，这可导致在冷却器正常运行期间液 体制冷剂堆积于制冷剂存储容器。
此外，制冷剂管线530在盘管314出口处的连接也不是优选的。 问题在于，离开制冷剂存储容器315的任何制冷剂蒸气都会直接进入 液体管线530。这种配置可导致减少的再冷却，甚至导致蒸气进入至 少一个膨胀设备305,这会不利于系统性能，甚至会产生可靠性问题，除非热气管线532中包括一个阀门或其他有效控制设备，以防止制冷 剂蒸气过量流出制冷剂存储容器315。
在这个示例性实施方案中，冷凝器304包括两个制冷剂存储容器 315,其被标记为第一制冷剂存储容器315a和第二制冷剂存储容器 315b,如图5所示。制冷剂管线530与回程集合管522流体连通，该 连通位置接近于回程集合管522向盘管314的下半段(未示出)提供 制冷剂处，在此处在冷凝器正常运行的过程中回程集合管522包含进 本液态的制冷剂。制冷剂管线530还与制冷剂存储容器315a、 315b 的底部流体连通，从而与制冷剂存储容器315a、 315b内任何现存的液 体制冷剂流体连通。
第一制冷剂存储容器315a与盘管1流体连通，以给第一制冷剂回 路提供排空容量，第二制冷剂存储容器315b与盘管6流体连通，以给 第二制冷剂回路提供排空制冷剂容量。制冷剂存储容器315a、 315b 分别与盘管l、 6仅在一个回程集合管位置处连接，由于不同回程集合 管522(图5)之间的压力差，这排除将液体引入制冷剂存储容器315a、 315b中的可能性。在这个示例性实施方案中，制冷剂管线530连接至 盘管1、 6，因为在该冷凝器配置中，相比于盘管2、 3、 4和5,盘管 1、 6具有改进的被风机317吸入冷却空气的入口通道。该改进气流入 口通道导致改善的对盘管1、 6的冷却和再冷却，这使得盘管1、 6的 回程集合管522内的制冷剂更有可能是液体。在一个替换性的实施方 案中，制冷剂存储容器315可连接至盘管1-6中的任何一个，并且可 使用一个或超过两个的制冷剂存储容器315。
例如，在这个示例性实施方案中，如该示例性实施方案所示的制 冷剂存储容器315a、 315b的配置使得制冷剂在冷凝器314中再冷却大 约15。F到大约20°F，而同时没有大量液体制冷剂存在于制冷剂存储容 器315a、 315b中。换句话说，在制冷系统正常运行条件的过程中，制 冷剂存储容器315a、 315b含有基本所有的蒸气制冷剂。
图8示出了冷凝器304的一个截面的侧视立体图，该冷凝器304 去除了盘管6以观察内部细节。从图8中可以看出，制冷剂存储容器 315为大致圆柱形的几何形状。制冷剂存储容器315是一个中空的圆 柱体，优选具有小于六英寸的内径，从而对于压力容器来说免除ASME规范。制冷剂存储容器315设有一个绝缘外层805，但是在优选实施 方案中，制冷剂存储容器没有绝缘外层805。制冷剂存储容器315由 端壁320和内壁812支撑，所述内壁812置于所述端壁之间，如图8 所示。然而，在替换性实施方案中，制冷剂存储容器315可被器壁和 支撑件的任何类似构造所支撑。
当制冷回路中的构件被排空时，至少一个制冷剂存储容器315被 配置为存放来自该制冷回路的液体制冷剂。在制冷剂回路中至少一个 压缩机302关闭之前，通常立即开始排空操作。排空操作通常以控制 系统312关闭一个液体-管线电磁阀(未示出)开始，该液体-管线电 磁阀在制冷剂回路中位于冷凝器304和至少一个膨胀设备305之间。 关闭液体-管线电磁阀将阻断制冷剂液体从冷凝器304中流出，这使得 液体制冷剂回流至冷凝器304。至少一个压缩机302持续运行，并将 制冷剂蒸气从至少一个蒸发器308泵至冷凝器304。随着液体制冷剂 开始聚积在冷凝器304中，适用于制冷剂冷凝的热传递表面区域减少， 由此导致冷凝器内制冷剂压力快速上升。快速上升的压力使得冷凝器 304回程集合管522中的液体制冷剂通过连接到至少一个制冷剂存储 容器315的制冷剂管线530流出，这使得液体制冷剂可在至少一个制 冷剂存储容器315中聚积。在压缩机排出管线203 (图2)上、与控制 器312结合的压力变换器(未示出)可在排空过程中降低压缩机容积， 以此来防止产生过高的排出压力。当压缩机的吸入压力降到预先设定 的最小值以下时，这相应于至少一个蒸发器308中有很少或没有液体 制冷剂的情况，与控制器312结合的吸入压力变换器(未示出)终止 排空过程。冷凝器304中至少一个制冷剂存储容器315的构造允许控 制器312以与用于传统圆管形冷凝器盘管相类似的方式运行，该传统 圆管形冷凝器盘管具有足够的内部容量来存放制冷剂液体而没有分立 的制冷剂存储容器。
为了存储制冷剂以便于检修或运输，排空操作可通过手动关闭检 修阀(未示出)来启动，所述检修阀位于制冷剂液体管线205 (图2) 上。检修阀通常位于制冷剂液体管线205上，且位于冷凝器304和液 体管线电磁阀(未示出)之间。关闭检修阀，将会使液体制冷剂在类 似于上述过程的过程中进入冷凝器304和至少一个制冷剂存储容器315,除非在该过程中液体管线电磁阀保持打开。控制器312通常只在 吸入压力降到指定的最小值以下——这相应于至少一个压缩机302关 闭——之后才关闭液体管线电磁阀。
尽管在附图中所示出和在本说明书中所描述的示例性实施方案是 目前优选的，但应理解的是，这些实施方案仅通过实施例的方式提供。 因此，本申请不限于具体的实施方案，而是扩展到许多仍落在所附权 利要求书范围内的修改。任何过程和方法步骤的次序或顺序可根据替 换性实施方案而修改或重新排序。
尽管仅说明和描述了本发明的一些特征和实施方案，但是在本质 上不偏离在权利要求中所陈述的主题的新颖性教导和优点的情况下， 本领域的技术人员将想到许多修改和变化(例如，在各种元件的大小、 尺寸、结构、形状和比例，参数值(例如温度、压力等)，安装布置， 材料的使用，颜色，定向等方面的变型)。任何过程或方法步骤的次 序或顺序可根据替代实施方案而改变或重新排序。因此，可以理解的 是，所附权利要求书旨在覆盖所有这种落在本发明真实精神内的修改 和改变。另外，为了提供示例性实施方案的简练说明，并没有描述实 际实施方案的所有特征(例如，那些不涉及目前实施本发明所预期的 最佳模式的特征，或那些不涉及本发明要求授权的特征)。应理解的 是，在任何实际实施方案的发展过程中，如在任何工程或设计项目中， 可做出大量的具体实施决策。如此的开发工作是复杂和费时的，但仍 然是受益本公开内容的普通技术人员设计、加工和生产的常规任务， 在没有不当实验的情况下。
权利要求
1.一种用于HVAC系统的冷却器，包括压缩机、冷凝器单元、膨胀设备和蒸发器，所述冷凝器单元包括至少一个多通道热交换器盘管，其中所述HVAC系统还包括制冷剂存储容器，该制冷剂存储容器被配置为从所述多通道热交换器盘管中接收制冷剂。
2. 根据权利要求1所述的冷却器，其中所述制冷剂存储容器通过制冷剂管线与所述多通道热交换器盘管流体连通。
3. 根据权利要求1所述的冷却器，其中所述制冷剂存储容器与压 缩机排出管线流体连通。
4. 根据权利要求2所述的冷却器，其中所述制冷剂存储容器的制 冷剂管线与所述制冷剂存储容器的底部相连。
5. 根据权利要求1所述的冷却器，其中所述多通道热交换器盘管 具有至少两个制冷剂通道。
6. 根据权利要求1所述的冷却器，其中所述多通道热交换器盘管 是一个微通道热交换器盘管。
7. 根据权利要求1所述的冷却器，其中所述多通道热交换器盘管 是空气冷却的。
8. —种HVAC系统，包括压缩机、冷凝器单元、膨胀设备、蒸发 器和空气调节单元，所述冷凝器单元包括至少一个多通道热交换器盘 管， 其中所述HVAC系统还包括制冷剂存储容器，该制冷剂存储容器与所述多通道热交换器盘管 的回程集合管流体连通。
9. 根据权利要求8所述的系统，其中所述制冷剂存储容器通过制冷剂管线与所述多通道热交换器盘管的回程集合管流体连通。
10. 根据权利要求8所述的系统，其中所述制冷剂存储容器通过热气管线与所述蒸发器的制冷剂蒸气管线流体连通。
11. 根据权利要求8所述的系统，其中所述多通道热交换器盘管是 具有双通道的多通道热交换器盘管。
12. 根据权利要求8所述的系统，其中所述多通道热交换器盘管是一个微通道热交换器盘管。
13. —种运行制冷回路的方法，该制冷回路包括压缩机、冷凝器 单元、膨胀设备和蒸发器，所述冷凝器单元包括一个多通道热交换器盘管；该方法还包括提供制冷剂存储容器，其与所述多通道热交换器盘管流体连通；以及在正常运行条件下运行该制冷回路；其中所述制冷剂存储容器被配置为在制冷回路正常运行条件的过 程中含有基本全部制冷剂蒸气。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中所述制冷剂存储容器还与制冷剂管线流体连通，所述制冷剂管线在正常运行条件的过程中包含 制冷剂蒸气。
15. 根据权利要求13所述的方法，还包括在排空作业期间运行制 冷回路，其中所述制冷剂存储容器接收和容纳由于排空作业从所述多 通道热交换器处所接收的制冷剂液体。
16. 根据权利要求13所述的方法，其中所述制冷剂存储容器通过 制冷剂管线与所述多通道热交换器盘管的回程集合管流体连通。
17. 根据权利要求13所述的方法，其中所述多通道热交换器盘管 是双通道的多通道热交换器盘管。
18. 根据权利要求13所述的方法，其中所述多通道热交换器盘管 是一个微通道热交换器盘管。
19. 根据权利要求13所述的方法，其中所述多通道热交换器盘管 是空气冷却的。
20. 根据权利要求13所述的方法，其中所述多通道热交换器盘管 向被供给至HVAC系统的空气调节单元的流体提供冷却。
全文摘要
公开了一种冷却器，该冷却器包括冷凝器，该冷凝器具有一个与多通道热交换器流体连通的制冷剂存储容器。该冷却器还包括连接在制冷剂回路中的压缩机、蒸发器和膨胀设备。所述制冷剂存储容器为排空作业提供系统容量。
文档编号F25B43/00GK101652611SQ200880011337
公开日2010年2月17日 申请日期2008年4月4日 优先权日2007年4月5日
发明者J·德拉克鲁兹, W·科普科 申请人:江森自控科技公司