专利名称：蒸汽压缩系统的制作方法
蒸汽压缩系统相关申请的交叉参引本申请要求提交于2008年1月11日的题为“FALLING FILMEVAP0RAT0R SYSTEMS(降膜式蒸发器)”的美国临时申请No. 61/020, 533的优先权和权益，该申请以参引 方式纳入本文。
背景技术：
本申请总体涉及制冷、空调和冷却液体系统中的蒸汽压缩系统。用在加热、通风和空调系统中的传统的冷却液体系统(chilledliquid system)包 括一个蒸发器，以实现在该系统的制冷剂和另一种待冷却的液体之间的热能传递。一种类 型的蒸发器包括一个带有形成管束的多个管子或者带有多个管束的外壳，待要被冷却的液 体通过该管束循环。使得该制冷剂接触该外壳之内的管束的外部或外在表面，导致在待冷 却的液体和该制冷剂之间的热能的传递。例如，在通常称为“降膜式”蒸发器中，通过喷雾 或其他类似技术，可将制冷剂沉积于管束的外表面。在又一个实施例中，在通常称为“溢流 式”蒸发器中，管束的外表面可被完整地或部分地浸没在液体冷却液中。在又一个实施例 中，在通常称为“混合降膜式”蒸发器中，该管束的一部分可具有沉积在外表面的制冷剂，而 该管束的另一部分可浸没在液体制冷剂中。由于和该液体的热能传递，该制冷剂被加热并被转化到蒸汽态，其然后返回到一 个压缩机，在该压缩机处该蒸汽被压缩，以开始另一个制冷剂循环。被冷却的液体可以被循 环到位于整个建筑物中的多个热交换器。来自该建筑物的较暖的空气经过该热交换器，在 该热交换器处已冷却的液体被加热，同时为该建筑物冷却空气。由建筑物空气所加热的液 体返回到该蒸发器，以重复该过程。
发明内容
本发明涉及一种蒸汽压缩系统，其包括由一制冷剂管线连接的一个压缩机、一 个冷凝器、一个膨胀装置以及一个蒸发器。该蒸发器包括一个外壳；一个第一管束；一个 机罩；一个分配器；一个第一供应管线；一个第二供应管线；一个定位于第二供应管线内的 阀；以及一个传感器。该第一管束包括在该外壳中基本水平延伸的多个管子。该分配器定 位于该第一管束的上方。该机罩覆盖该第一管束。该第一供应管线被连接至该分配器，且 该第二供应管线的一端靠近该机罩定位。该传感器被配置且定位为检测该外壳中液态制冷 剂的水位。该阀被配置且定位为，响应于水位传感器所检测到的液态制冷剂的水位，调节该 第二供应管线中的流量。本发明还涉及一种蒸汽压缩系统，其包括由一制冷剂管线连接的一个压缩机、一 个冷凝器、一个膨胀装置以及一个蒸发器。该蒸发器包括一个外壳；一个第一管束；一个 机罩；一个分配器；一个供应管线；一个泵；一个膨胀装置；以及一个传感器；以及其中该 第一管束包括在该外壳中基本水平延伸的多个管子。该分配器定位于该第一管束的上方。 该机罩覆盖该第一管束。该供应管线被连接至该膨胀装置，并且该膨胀装置被连接至该泵的排出口。该传感器被配置且定位为检测该外壳中液态制冷剂的水位。响应于，该膨胀装 置处于打开位置时所检测到的液态制冷剂的水位降低至一个预定水位以下，该泵运行。本发明还涉及一种蒸发器，其包括一个外壳；一个管束；一个机壳；一个供应管 线。该管束包括在该外壳中基本水平延伸的多个管子。该机壳接收来自该供应管线的制冷 剂，且向该管束提供液态制冷剂以及向与该外壳连接的出口提供蒸汽制冷剂。
图1示出了加热、通风和空调系统的一个示例实施方案。图2示出了示例蒸汽压缩系统的立体图。图3和图4示意性地示出了该蒸汽压缩系统的示例实施方案。图5A示出了一个示例蒸发器的分解的、部分切去的视图。图5B示出了图5A的蒸发器的俯视立体图。图5C示出了沿着图5B的线5-5的蒸发器的横截面图。图6A示出了一个示例蒸发器的顶视立体图。图6B和6C示出了沿着图6A的线6_6的蒸发器横截面。图7A示出了具有一附加的制冷剂分配供应管线的另一示例性蒸发器的横截面。图7B示出了具有一被连接至该附加的制冷剂分配供应管线的分配器的又一示例 性蒸发器的横截面。图8示出了一个示例性蒸发器，该蒸发器具有一个连接至其的增压泵。图9示出了一个示例性蒸发器，该蒸发器具有一个位于内部机壳中的用于改变制 冷剂方向的导向装置。
具体实施例方式图1示出了典型的商务配置下的建筑物12中的、包括一个冷却液体系统的加热、 通风和空调(HVAC)系统10的示例环境。系统10可包括一个蒸汽压缩系统14，该蒸汽压缩 系统可供应一可用于冷却建筑12的冷却液体。系统10可包括一个锅炉16以及一个使空 气在建筑物12内循环的空气分配系统，所述锅炉供应加热的液体，所述的加热的液体可用 于给建筑物12供暖。该空气分配系统也可以包括空气返回管18、空气供应管20和空气处 理器22。空气处理器22可包括一个热交换器，该热交换器通过导管24连接到锅炉16和蒸 汽压缩系统14。根据系统10的运行模式，空气处理器22中的热交换器可从锅炉16接收加 热的液体或从蒸汽压缩系统14接收冷却的液体。系统10被显示为在建筑物12的每一层 具有分立的空气处理器，但应理解所述部件可在两层或多层之间共享。图2和3示出了可在HVAC系统，诸如HVAC系统10中使用的示例蒸汽压缩系统 14。蒸汽压缩系统14可通过由马达50驱动的压缩机32、冷凝器34、膨胀装置36，以及一个 液体冷却器或液体蒸发器38，来循环制冷剂。蒸汽压缩系统14还可包括一个控制面板40， 该控制面板可包括模数(A/D)转换器42、微处理器44、非易失性存储器46和界面板48。在 蒸汽压缩系统14中可用作制冷剂的流体的一些实施例是基于氢氟碳化合物(HFC)的制冷 剂——如R-410A、R-407、R-134a——氢氟烯烃(HFO)、“天然”制冷剂——如氨(NH3)、R_717、 二氧化碳(CO2)、R-744——或基于碳氢化合物的制冷剂、水蒸汽或任何其他合适类型的制冷剂。在一个示例实施方案中，蒸汽压缩系统14可使用一个或多个VSD 52、一个或多个马 达50、一个或多个压缩机32、一个或多个冷凝器34和/或一个或多个蒸发器38。和压缩机32 —同使用的马达50，可由变速驱动装置(VSD)52供电，或可直接由交 流电(AC)或直流电(DC)电源供电。如果使用了 VSD 52，该VSD从AC电源接收具有某一 固定的线电压和固定的线频率的AC电力，并且向马达50提供具有可变电压和频率的电力。 马达50可包括任何类型的电动马达，其可由VSD或直接由AC或DC电源供电。例如，马达 50可以是开关磁阻马达、感应马达、电子整流永磁式马达或任何其他适合的马达类型。在一 个替代示例实施方案中，其他驱动机构——诸如蒸汽式或燃气式涡轮机或发动机——以及 相关联的部件可被用于驱动压缩机32。压缩机32将制冷剂蒸汽压缩，并且通过排出管线将该蒸汽递送到冷凝器34。压缩 机32可以是离心式压缩机、螺杆式压缩机、往复式压缩机、旋转式压缩机、摆杆式压缩机、 涡旋式压缩机、涡轮式压缩机或任何其他合适的压缩机。由压缩机32递送到冷凝器34的 制冷剂蒸汽将热传递给流体，例如水或空气。由于与流体的热传递，制冷剂蒸汽在冷凝器34 中冷凝成制冷剂液体。来自冷凝器34的液体制冷剂流经膨胀装置36流到蒸发器38。在图 3所示的示例实施方案中，冷凝器34是由水来冷却的，并且包括了连接到冷却塔56的管束 54。递送到蒸发器38的液体制冷剂从另一流体——其可以是与用于冷凝器34的流体 相同或不同类型的流体——吸收热，并且经历变化至制冷剂蒸汽的相变。在图3示出的示 例实施方案中，蒸发器38包括连接到冷却负载62的一个管束，其具有供应管线60S和返回 管线60R。过程流体，例如水、乙二醇、氯化钙盐水、氯化钠盐水或任何其他适合的流体，经由 返回管线60R进入蒸发器38，并且经由供应管线60S离开蒸发器38。蒸发器38冷却了管 子中的过程流体的温度。在蒸发器38中的管束可包括多个管子和多个管束。蒸汽制冷剂 离开蒸发器38并且通过吸入管线返回压缩机32以完成该循环。图4与图3相似，其示出了具有中间回路64的制冷剂回路，所述中间回路64可被 加入在冷凝器34和膨胀装置36之间，以提供增大的冷却能力、效率和性能。中间回路64 具有入口管线68，该入口管线可直接连接至冷凝器34或可与冷凝器34流体连通。如图所 示，入口管线68包括一个定位于中间容器70上游的膨胀装置66。在一个示例实施方案中， 中间容器70可以是也称为闪蒸式中冷器(flashintercooler)的闪蒸罐。在一个替代实施 方案中，中间容器70可被配置为一个热交换器或“表面式经济器(surface economizer) 在这一闪蒸式中冷器配置中，第一膨胀装置66起到的作用为降低从冷凝器34接收的液体 的压力。在闪蒸式中冷器中的膨胀过程中，液体的一部分被蒸发。中间容器70可被用于将 已蒸发的蒸汽与从冷凝器接收的液体分离。蒸发的液体可由压缩机32通过管线74以介于 吸入和排出之间的压力或以压缩的中间级，抽到一个端口。未蒸发的液体通过该膨胀过程 被冷却，并且在中间容器70的底部聚集，在该中间容器70的底部处，通过一个包括了第二 膨胀装置36的管线72，液体被回收以流到蒸发器38。在“表面式中冷器”配置中，如本领域技术人员所公知，该实施方式略有不同。中 间回路64可以以如上所述类似的方式运行，除了它不像图4中所示的那样接收来自冷凝器 34的全部数量的制冷剂，而是中间回路64仅仅接收来自冷凝器34的一部分制冷剂，而剩余 制冷剂直接继续前进到膨胀设备36。
图5A至5C示出了被配置为“混合降膜式”蒸发器的一个蒸发器示例实施方案。如 图5A至5C中所示，蒸发器138包括基本圆柱形的外壳76，其中多个管形成了管束78，所述 管束78基本水平地沿着外壳76的长度延伸。至少一个支承件116可位于外壳76内侧，以 支持管束78中的多个管。合适的流体——诸如水、乙烯、乙二醇或氯化钙盐水——流过管 束78的管子。定位在管束78上方的分配器80，将来自多个位置的制冷剂110分配、沉积或 施用到管束78中的管子之上。在一个示例实施方案中，由分配器80所沉积的制冷剂可以 完全是液体制冷剂，但是在另一个示例实施方案中，由分配器80所沉积的制冷剂可以既包 括液体制冷剂又包括蒸汽制冷剂。在管束78的管子周围流动而不改变状态的液体制冷剂在外壳76的下部聚集。所 聚集的液体制冷剂可形成一池或一储存器的液体制冷剂82。来自分配器80的沉积位置可 包括相对于管束78的纵向或横向位置的任意组合。在另一个示例实施方案中，来自分配器 80的沉积位置不限于沉积到管束78的上部管子之上的沉积位置。分配器80可包括通过制 冷剂的散布源提供的多个喷嘴。在一个示例实施方案中，所述散布源是和制冷剂源——诸 如冷凝器34——连接的一个管。喷嘴包括喷雾嘴，但也包括可将制冷剂导引或引导到管子 的表面上的机械加工的开口。所述喷嘴可将制冷剂以预定图案——诸如喷射图案——来施 用，以使得管束78的上排的管子被覆盖。可布置管束78的管子以促进制冷剂以围绕管子 表面的薄膜的形式进行流动，所述液体制冷剂凝聚以形成微滴，或者在某些情况下在管子 表面的底部形成液体制冷剂的帘或薄片。所得到的薄片促进了管子表面的润湿，这增强了 在管束78的管子之内流动的流体和围绕管束78的管子的表面流动的制冷剂之间的热传递 效率。在一池液体制冷剂82中，管束140可被浸没或者至少部分地浸没，以提供在制冷 剂和过程流体之间更多的热能传递，以将该池液体制冷剂82蒸发。在一个示例实施方案 中，管束78可以被定位为至少部分在管束140之上(也即，至少部分覆在管束之上)。在一 个示例实施方案中，蒸发器138包括一个双行程系统，在该双程系统中待要被冷却的过程 流体首先流入管束140的管子内，然后被引导为沿着与管束140中的流动方向相反的方向 在管束78的管子之内流动。在该双行程系统的第二行程中，在管束78中流动的流体的温 度降低，从而需要与管束78表面上流动的制冷剂之间发生较少量的热传递来获得过程流 体的期望温度。应理解，虽然描述的是双行程系统，其中第一行程和管束140相关联，而第二行程 和管束78相关联，但其它布置也在预期之内。例如，蒸发器138可以包括一个单行程系统， 在单行程系统中过程流体以相同方向流过管束140和管束78。替代地，蒸发器138可以包 括一个三行程系统，其中两个行程与管束140相关联，而余下的行程和管束78相关联，或者 其中一个行程和管束140相关联而余下的两个行程和管束78相关联，此外，蒸发器138可 包括交变的双行程系统，其中一个行程既和管束78关联又和管束140相关联，而第二行程 也既和管束78关联又和管束140相关联。在一个示例实施方案中，管束78被定位为至少 部分在管束140之上，同时一条缝隙将管束78与管束140隔离开。在又一个示例实施方案 中，机罩86覆在该管束78之上，且机罩86朝向所述缝隙延伸并止于该缝隙附近。总之，其 中每个行程可与管束78和管束140中的一个或两个相关联的任意数量的行程是在预期之 内的。
一个机壳或机罩86被定位于管束78之上，以基本阻止交叉流动，也即，阻止蒸汽 制冷剂，或液体和蒸汽制冷剂106在管束78的管子之间的横向流动。机罩86定位于管束 78的管子之上并且横向地限定管束78的管子的边界。机罩86包括一个靠近外壳76的上 部定位的上端88。分配器80可以定位于机罩86和管束78之间。在又一示例实施方案中， 分配器80可被定位在机罩86附近但在其外部，以使得分配器80不被定位在机罩86和管 束78之间。然而，即使分配器80未被定位在机罩86和管束78之间，分配器80的喷嘴仍 然被配置为将制冷剂导引或施用到管子的表面上。机罩86的上端88被配置为基本阻止所 施加的制冷剂110和部分蒸发的制冷剂——也即液体和/或蒸汽制冷剂106——的流直接 流至出口 104。相反，施加的制冷剂110和制冷剂106均被机罩86约束，更具体地，施加的 制冷剂110和制冷剂106被强迫为在壁92之间向下运动——在所述制冷剂能够通过机罩 86的开口端94离开之前。围绕机罩86的蒸汽制冷剂96的流，也包括了远离所述池的液体 制冷剂82流动的蒸发的制冷剂。应理解，至少上述的相关术语对于本公开内容中其他示例实施方案是非限制性 的。例如，机罩86可相对于先前所讨论的其他蒸发器部件旋转，也即，机罩86，包括壁92， 不限于竖直方向。一旦绕着基本平行于管束78的管子的一个轴线充分地旋转机罩86，机 罩86就不能再被认为是“定位为”在管束78的管子“之上”或“在横向限定”管束78的管 子的“边界”。类似地，机罩86的“上”端88可以不再靠近外壳76的“上部”，而其他示例实 施方案并不限于在机罩和外壳之间的这些布置。在一个示例实施方案中，机罩86在覆盖管 束78之后终止，虽然在另一个示例实施方案中，机罩86在覆盖管束78之后继续延伸。当机罩86迫使制冷剂106在壁92之间向下行进并且通过开口端104之后，在该蒸 汽制冷剂从外壳76的下部到外壳76的上部于外壳76和壁92之间的空间内行进之前，所 述蒸汽制冷剂经历方向上的突然变化。与重力的影响相结合，流的突然方向改变，导致所夹 带的任何制冷剂微滴的一部分与液体制冷剂82或外壳76碰撞，从而将这些微滴从蒸汽制 冷剂96的流中除去。而且，在壁92之间沿着机罩86的长度行进的制冷剂雾，凝聚成了更 容易通过重力分离的更大的点滴，或是保持充分地接近于管束78或与其接触，以允许制冷 剂雾通过与管束的热传递而蒸发。由于增大的点滴尺寸，提高了通过重力分离液体的效率， 允许了于壁92和外壳76之间的空间流过蒸发器的蒸汽制冷剂96的向上速度增加。蒸汽 制冷剂96，无论是从开口端94还是从所述液体制冷剂82的池流出的，都流经靠近上端88 从壁92突出的一对延长部98，并且进入沟道100。在于出口 104处离开蒸发器138之前， 蒸汽制冷剂96通过槽102进入沟道100，该槽是在延长部98末端和外壳76之间的空间。 在另一个示例实施方案中，蒸汽制冷剂96可通过形成于延长部98中的开口或孔而不是通 过槽102进入沟道100。在另一个示例实施方案中，槽102可由机罩86和外壳76之间的空 间形成，也即，机罩86不包括延长部98。换句话说，一旦制冷剂106从机罩86离开，蒸汽制冷剂96就沿着前述的通道从外 壳76下部流到外壳76上部。在一个示例实施方案中，在到达出口 104之前，所述通道在机 罩86和外壳76的表面之间可以是基本对称的。在一个示例实施方案中，挡板，诸如延长部 98靠近蒸发器出口设置，以阻止一个从蒸汽冷却剂96到压缩机入口的直接路径。在一个示例实施方案中，机罩86包括相对的基本平行的壁92。在另一个示例实 施方案中，壁92可以基本竖直地延伸并且止于开口端94，所述开口端94定位为基本与上端88相对。上端88和壁92紧靠管束78的管子定位，而壁92朝向外壳76的下部延伸，以 基本横向地限定管束78的管子的边界。在一个示例实施方案中，壁92与管束78中的管子 可间隔大约0.02英寸(0.5mm)到大约0. 8英寸(20mm)之间。在另一个示例实施方案中， 壁92与管束78中的管子可间隔大约0. 1英寸(3mm)到大约0. 2英寸(5mm)之间。然而， 在上端88和管束78的管子之间的间隔可显著大于0. 2英寸(5mm)，以提供足够的间隔来将 分配器80定位在所述管子和机罩上端之间。在一个示例实施方案中，机罩86的壁92基本 是平行的，而外壳76是圆柱形的，壁92也可相对于该外壳的一个中心竖直对称平面对称， 该中心竖直对称平面将隔离了壁92的空间平分。在其他示例实施方案中，壁92不需要竖 直地延伸经过管束78的下部管子，壁92也不需要是平面的，因为壁92可以是弯曲的或具 有其他非平面形状。无论何种具体结构，机罩86均被配置为在壁92的约束之内引导制冷 剂106通过机罩86的开口端94。图6A至6C示出了被配置为“降膜式”蒸发器128的蒸发器的一个示例实施方案。 如图6A至图6C所示，蒸发器128类似于在图5A至5C示出的蒸发器138，除了蒸发器128 不包括位于制冷剂82池——所述制冷剂82池聚集在外壳的下部——中的管束140外。在 一个示例实施方案中，机罩86在覆盖管束78之后终止，而在另一个示例实施方案中，机罩 86在覆盖管束78之后进一步朝向所述池的制冷剂82延伸。在又一个示例实施方案中，机 罩86止于使得机罩不完全覆盖该管束，也即并不基本覆盖该管束。如图6B和6C所示，可使用泵84来将所述液体制冷剂82池从外壳76下部经由管 线114再循环到分配器80。如图6B中进一步示出，管线114可包括一个可与一冷凝器(未 示出)流体连通的调节装置112。在另一示例实施方案中，可采用一个排出器(未示出)将 液体冷却剂82从外壳76下部抽出，其中使用来自冷凝器34的加压制冷剂，并借助伯努利 效应来运作。该排出器结合了调节装置112和泵84的功能。在一个示例实施方案中，管子或管束的一个布置可由多个均勻间隔的管子所限 定，所述管子竖直和水平对齐，形成了一个基本为矩形的轮廓。然而，可使用管束的堆栈布 置，其中不仅该布置不是均勻间隔，而且管子既不是竖直也不是水平对齐的。在另一示例实施方案中，设想了不同的管束结构。例如，可在管束中使用翅片管 (未示出)，例如沿着该管束的最上方的水平行或最上方部分。除了可能使用翅片管之外， 也可采用为使池沸腾应用(poolboiling application)——例如在“溢流式”蒸发器中的池 沸腾应用——的运行更有效率而开发的管子。除此之外，或者，作为与翅片管的结合，对管 束的管子的外表面应用多孔涂层。在又一示例实施方案中，蒸发器外壳的横截面轮廓可以是非圆形的。在一个示例实施方案中，该机罩的一部分可以部分地延伸进入外壳出口中。此外，可将系统14的膨胀装置的膨胀功能纳入分配器80中。在一个示例实施方 案中，可使用两种膨胀装置。在分配器80的喷雾嘴中显示了一个膨胀装置。另一个膨胀装 置，例如膨胀装置36，可在定位于蒸发器内部的喷雾嘴提供膨胀之前，提供制冷剂的初步部 分膨胀。在一个示例实施方案中，另一个膨胀装置，也即该非喷雾喷嘴膨胀装置，可通过液 体制冷剂82在蒸发器中的水位来控制，以考虑操作条件中的变化，诸如蒸发和冷凝压力以 及部分冷却负载的变化。在一个替代示例实施方案中，膨胀装置可通过在冷凝器中的液体 制冷剂的水位来控制，或者在又一个示例实施方案中，膨胀装置可由在“闪蒸式经济器”容器中的液体制冷剂的水位来控制。在一个示例实施方案中，大部分膨胀可发生在喷嘴中，这 提供了更大的压力差，且同时允许喷嘴具有减少的尺寸，因此减少了喷嘴的尺寸和成本。图7A示出了蒸发器168的一个示例性实施方案。蒸发器通过供应管线142和供应 管线144接收制冷剂。供应管线142和供应管线144在控制装置122处分为两支。供应管 线142和供应管线144在上端88处穿入罩86中以将制冷剂分配到该管束78之上。蒸发 器168包括一个向下开口的机罩86，该机罩86基本围绕且覆盖管束78。图7A示出了由传 感器控制的膨胀装置36。供应管线142经由分配器80分配制冷剂。供应管线144是一个 附加的供应装置，其可提供一个附加的分配装置以将制冷剂分配到该管束78之上。供应管 线144可由控制装置122控制，例如，一个控制阀。响应于，水位传感器150所检测到的蒸 发器168中的制冷剂水位下降，控制装置122可基本完全打开，以提供来自冷凝器的更多的 制冷剂。当膨胀装置36打开且液态制冷剂82的水位继续下降时，控制装置122打开。水 位传感器150检测到蒸发器168中一个预定的低制冷剂水位已达到时，发送一个信号，该信 号导致控制装置122打开且通过供应管线144向蒸发器168供应制冷剂。水位传感器150 是一个用来确定低水位的制冷剂的示例性装置。其他装置可被用来确定低水位的蒸发器制 冷剂，其中包括但不限于，例如，冷凝器34中的高制冷剂水位、系统14上增加的头部(head) 压力或者高过冷度。当蒸发器168中的制冷剂水位高于预定水位时，控制装置处于闭合位 置，阻止供应管线144中的制冷剂流量。图7B示出了蒸发器168的一个替代实施方案。在 图7B示出的替代实施方案中，供应管线144被连接至分配器80a，以将制冷剂分配到该管 束78之上。在一个示例性实施方案中，分配器80a可包括一个或多个低压喷嘴。在另一个 示例性实施方案中，供应管线144可直接将制冷剂提供至液态制冷剂82的储藏器或者管束 78、140中的其他位置。图8示出了蒸发器178的一个示例性实施方案。蒸发器178包括向下开口的机罩 86，该机罩86围绕且覆盖管束78。管束78接收来自分配器80的制冷剂。管束140至少 部分位于管束78的下方。管束140使在蒸发器178底部聚集在液态制冷剂82池中的液态 制冷剂沸腾。一个增压泵152可从冷凝器或者中间容器——诸如中冷器或者闪蒸罐——接 收液态冷却剂。响应于对系统14中头部压力的检测——其低于一个预定的头部压力值，可 以致动增压泵152。增压泵152可以在不同的速度下运行。响应于，膨胀装置36处于完全 打开位置时水位传感器150所检测到的蒸发器178中的制冷剂水位下降，还可以使增压泵 152打开或关闭。图7A、图7B和图8中示出的蒸发器实施方案中的每一个都可被布置为仅 有第一管束78，也即，没有管束140，如图6A和图6B中所示。图9示出了蒸发器188的另一个示例性实施方案。蒸发器188包括一个制冷剂入 口管线154，该入口管线154引导两相制冷剂(即液态和蒸汽制冷剂)流过外壳76且进入 内部机壳160中。该两相制冷剂进入机壳160的流量可由膨胀装置156控制。一个折流板 或者导向装置158被定位在机壳160内部，以引导向内流动的制冷剂在机壳160中向下流 动。在一个示例性实施方案中，导向装置158可以是，例如一个从机壳160的壁延伸的向下 弯曲的突出部。机壳160包括一个分配器162。分配器162允许在机壳160中聚集的液态 制冷剂从机壳160行进至管束78。液态制冷剂82可在机壳76中积聚，该液态制冷剂82借 助一个针对图6B和图6C所描述的排水管被移除。分配器162可以是一个可提供对来自机 壳160的液体的流量调节的冲孔板(perforated sheet)或者其他结构元件或装置。机壳160的上端170允许机壳160中的蒸汽制冷剂166从机壳160流至出口 104，同时通过与管 束78的热交换而产生的蒸汽制冷剂96沿着围绕机壳160的侧壁的路径而行。在一个示例 性实施方案中，上端170可以是一个网状结构164。 虽然示出并描述了本发明的仅仅某些特征和实施方案，本领域普通技术人员可想 到许多修改和变化(例如，各种不同元件的大小、尺寸、结构、外形和比例，参数的值(例如 温度、压力等等)，安装布置，材料使用、颜色、方向等的变化)而不实质性地背离权利要求 记载的发明主题的新颖教导和优点。可根据替代实施方案改变或重新排序任何过程或方法 步骤的顺序或次序。因此应理解，所附权利要求意在覆盖落入本发明的真实主旨内的所有 这样的修改和改变。此外，在致力于提供对示例实施方案的简洁说明的过程中，可能并未描 述实际实施方式的所有特征(也即，那些和当前构想的实施本发明的最佳模式无关的，或 那些和实施所要求保护的发明无关的特征)。应理解，在任何这些实际实施方式的开发中， 如同在任何工程或设计项目中那样，可作出许多实施方式具体决定。这样的开发努力可以 是复杂的和耗时的，但对于已从本公开内容获益的本领域技术人员而言，仍然是设计、装配 和制造的常规工作，无须过度的实验。
1权利要求
一种蒸汽压缩系统，包括由一制冷剂管线连接的一个压缩机、一个冷凝器、一个膨胀装置以及一个蒸发器；该蒸发器包括一个外壳；一个第一管束；一个机罩；一个分配器；一个第一供应管线；一个第二供应管线；一个定位于第二供应管线内的阀；以及一个传感器；其中该第一管束包括在该外壳中基本水平延伸的多个管子；其中该分配器定位于该第一管束的上方；其中该机罩覆盖该第一管束；其中该第一供应管线被连接至该分配器，且该第二供应管线的一端靠近该机罩定位；其中该传感器被配置且定位为检测该外壳中液态制冷剂的水位；以及其中该阀被配置且定位为，响应于水位传感器所检测到的液态制冷剂的水位，调节该第二供应管线中的流量。
2.如权利要求1所述的系统，还包括一个第二管束，以及一个将该第一管束和该第二管束分隔的间隙。
3.如权利要求2所述的系统，其中该第一管束至少部分位于该第二管束的上方。
4.如权利要求2所述的系统，其中该机罩朝向所述间隙延伸并止于该缝隙附近。
5.如权利要求2所述的系统，其中该第二管束包括在该外壳中基本水平延伸的多个管子。
6.如权利要求1所述的系统，其中该第二供应管线的端部被配置且定位为将制冷剂分 配到该第一管束之上。
7.如权利要求1所述的系统，其中，响应于，该膨胀装置处于打开位置以及所检测到的 液态制冷剂的水位低于一预定的水位，该阀打开。
8.如权利要求7所述的系统，其中，响应于，所检测到的液态制冷剂的水位高于预定的 水位，该阀关闭以阻止该第二管束中的流量。
9.如权利要求1所述的系统，还包括一个第二分配器，该第二分配器被定位在该第一 管束的上方，且被连接至该第二供应管线以将制冷剂分配到该第一管束之上。
10.如权利要求9所述的系统，其中该第二分配器包括一个低压喷嘴。
11.一个蒸汽压缩系统，包括由一制冷剂管线连接的一个压缩机、一个冷凝器、一个膨胀装置以及一个蒸发器； 该蒸发器包括 一个外壳； 一个第一管束； 一个机罩；一个分配器； 一个供应管线； 一个泵；一个膨胀装置；以及 一个传感器；其中该第一管束包括在该外壳中基本水平延伸的多个管子； 其中该分配器定位于该第一管束的上方； 其中该机罩覆盖该第一管束；其中该供应管线被连接至该膨胀装置，并且该膨胀装置被连接至该泵的排出口 ； 其中该传感器被配置且定位为检测该外壳中液态制冷剂的水位； 其中响应于，该膨胀装置处于打开位置时所检测到的液态制冷剂的水位降低至一个预 定水位以下，该泵运行。
12.如权利要求11所述的系统，还包括一个第二管束，以及一个将该第一管束和该第二管束分隔的间隙； 其中该第一管束至少部分位于该第二管束的上方。
13.如权利要求12所述的系统，其中该机罩朝向所述间隙延伸并止于该缝隙附近。
14.如权利要求12所述的系统，其中该第二管束包括在该外壳中基本水平延伸的多个管子。
15.如权利要求11所述的系统，其中该第二管束的端部被配置且定位为将制冷剂分配 到该第一管束之上。
16.如权利要求11所述的系统，其中该泵与冷凝器或者中间容器中的一个流体连通并 从中接收液态制冷剂。
17.如权利要求16所述的系统，其中该中间容器包括中冷器或闪蒸罐中的一个。
18.如权利要求11所述的系统，还包括一个变速驱动装置，其连接至该泵以在可变的 速度下驱动该泵。
19.一种蒸发器，包括 一个外壳；一个管束； 一个机壳； 一个供应管线；其中该管束包括在该外壳中基本水平延伸的多个管子；以及其中该机壳接收来自该供应管线的制冷剂，且向该管束提供液态制冷剂以及向与该外 壳连接的出口提供蒸汽制冷剂。
20.如权利要求19所述的蒸发器，还包括一个导向装置，该导向装置定位在该机壳中 以弓I导制冷剂向下流至该机壳。
21.如权利要求20所述的蒸发器，其中该导向装置包括一个从该机壳延伸的弯曲的突 出部。
22.如权利要求19所述的蒸发器，其中该机壳包括一个分配器，以及其中该分配器被 配置且定位为向该管束提供液态制冷剂。
23.如权利要求22所述的蒸发器，其中该分配器包括一个冲孔板。
24.如权利要求19所述的蒸发器，其中该机壳的上端被配置为允许蒸汽制冷剂离开该 机壳。
25.如权利要求24所述的蒸发器，其中该机壳的上端包括一个网状结构。
全文摘要
在一个蒸汽压缩系统(14)(168)中的蒸发器(168)包括一个外壳(76)、一个第一管束(78)、一个机罩(86)、一个分配器(80)、一个第一供应管线(142)、一个第二供应管线(144)、一个定位于第二供应管线(144)内的阀(122)以及一个传感器(150)。该分配器(80)定位于该第一管束(78)的上方。该机罩(88)覆盖该第一管束(78)。该第一供应管线(142)被连接至该分配器(80)，且该第二供应管线(144)的一端部靠近该机罩(88)定位。该传感器(150)被配置且定位为检测该外壳中液态制冷剂(82)的水位。根据来自传感器(150)的液态制冷剂(82)的水位，该阀(122)调节该第二供应管线中的流量。
文档编号F25B39/02GK101903714SQ200980101449
公开日2010年12月1日 申请日期2009年1月9日 优先权日2008年1月11日
发明者J·A·科勒, J·施瑞博尔, J·考夫曼, M·K·亚尼克, P·德拉米纳特, S·B·波尔森, S·库兰卡拉, W·F·麦奎德, 王利 申请人:江森自控科技公司