用于蒸汽压缩系统中的分配器的制造方法
【专利说明】用于蒸汽压缩系统中的分配器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年6月7日提交的名称为“蒸汽压缩系统”的第13/912634号美国非临时申请的优先权及权益。
【背景技术】
[0003]本申请总体涉及制冷、空调和冷冻液体系统中的蒸汽压缩系统。本申请更具体地涉及蒸汽压缩系统中的分配系统和方法。
[0004]在暖通空调系统中使用的常规冷冻液系统包括一个蒸发器，用以在系统的制冷剂与待冷却的其它液体之间进行热能传递。一种类型的蒸发器包括具有形成管束的多根管的壳体，待冷却的液体在管中循环。制冷剂被引导至与壳体内部的管束的外部或外侧表面相接触，导致待冷却液体与制冷剂之间发生热能传递。例如，在通常所谓的“降膜式”蒸发器中可以通过喷射或其它类似的技术将制冷剂沉积到管束的外侧表面上。在另一例子中，所述管束的外侧表面可以全部或部分地浸入通常所谓的“淹没式”蒸发器中的液体制冷剂中。在又一例子中，管束的一部分可以具有沉积在外侧表面上的制冷剂，并且所述管束的另一部分可以浸入通常被称为“混合降膜式”蒸发器中的液体制冷剂中。
[0005]由于与液体的热能传递，制冷剂被加热而转换为汽态，然后返回压缩机并且在此处蒸汽被压缩，以开始另一个制冷剂循环。冷却的液体可以被循环至遍布在整个建筑物中的多个热交换器。来自建筑物中的热空气经过所述热交换器，在所述热交换器处冷却的液体被加热，同时冷却建筑物的空气。由建筑物的空气加热的液体返回到蒸发器中，以重复该过程。
【发明内容】
[0006]本发明涉及一种用于蒸汽压缩系统中的分配器，包括配置成定位于具有管束的热交换器中的封壳(enclosure)，所述管束具有在所述热交换器中的大体上水平延伸的多根管。在所述封壳的被定位成面对所述管束的一个端部中形成至少一个分配装置，所述至少一个分配装置被配置成将进入所述分配器中的流体施加至所述管束上。所述封壳具有约1/2:1至约10:1之间的长宽比。
[0007]本发明还涉及一种用于蒸汽压缩系统中的分配器，包括配置成定位于具有管束的热交换器中的封壳，所述管束包括在所述热交换器中的大体上水平延伸的多根管。在所述封壳的被定位成面对所述管束的一个端部中形成至少一个分配装置，所述至少一个分配装置被配置成将进入所述分配器中的流体施加至所述管束上。所述封壳具有约1/2:1至约10:1之间的长宽比。所述封壳的所述端部包括一个端部特征，并且所述至少一个分配装置包括形成于所述端部特征中的至少一个开口。所述至少一个开口被配置和被设置为在与所述系统中的分配器的操作相关的基本上整个流体压力范围内以约60度至约180度之间的喷射角分配流体。
[0008]本发明另外还涉及一种在蒸汽压缩系统中分配流体的方法。所述方法包括提供被配置成定位于具有管束的热交换器中的封壳，所述管束包括在所述热交换器中的大体上水平延伸的多根管。所述方法包括在所述封壳的被定位成面对所述管束的一个端部中形成至少一个分配装置，所述至少一个分配装置被配置成将进入所述分配器中的流体施加至所述管束上。所述封壳具有约1/2:1至约10:1之间的长宽比。所述方法包括操作所述蒸汽压缩系统。
【附图说明】
[0009]图1示出了用于暖通空调系统的一个示例性实施方案。
[0010]图2示出了一个示例性蒸汽压缩系统的等距视图。
[0011]图3和4示意性地示出了所述蒸汽压缩系统的示例性实施方案。
[0012]图5A示出了示例性蒸发器的分解的部分剖视图。
[0013]图5B示出了图5A中的蒸发器的俯视等距视图。
[0014]图5C示出了沿图5B中的线5-5截取的蒸发器的截面图。
[0015]图6A示出了示例性蒸发器的俯视等距视图。
[0016]图6B和6C示出了沿图6A中的线6_6截取的蒸发器的截面图。
[0017]图7示出了封壳的一个示例性实施方案的上部立体图。
[0018]图8示出了图7中的封壳的平面图。
[0019]图9示出了沿图7中的线9-9截取的封壳的部分前视图。
[0020]图10示出了沿图9中的线10-10截取的封壳的截面图。
[0021]图11示出了沿图9中的线10-10截取的一个示例性实施方案的封壳的截面图。
[0022]图12示出了沿图9中的线10-10截取的另一示例性实施方案的封壳的截面图。
[0023]图13示出了沿图9中的线10-10截取的另一示例性实施方案的封壳的截面图。
[0024]图14示出了沿图9中的线10-10截取的又另一示例性实施方案的封壳的截面图。
[0025]图15不出了封壳的一个不例性实施方案。
【具体实施方式】
[0026]图1示出暖通空调(HVAC)系统10的一个示例性环境，所述系统10包括在典型商业设施的建筑物12中使用的冷冻液体系统。系统10可包含蒸汽压缩系统14，蒸汽压缩系统14可供应可用以冷却建筑物12的冷冻液体。系统10可包含:锅炉16，用以供应可用以对建筑物12加热的受热液体；以及使空气循环通过建筑物12的空气分配系统。所述空气分配系统还可包含空气返回管道18、空气供应管道20和空气处置器22。空气处置器22可包含热交换器，所述热交换器通过导管24连接到锅炉16和蒸汽压缩系统14。空气处置器22中的热交换器可依据系统10的操作模式，接收来自锅炉16的受热液体或者接收来自蒸汽压缩系统14的冷冻液体。所示的系统10在建筑物12的每一层上均具有独立的空气处置器，但应了解，在两个层或更多个层之间可共享一些组件。
[0027]图2和图3不出可用在HVAC系统--例如HVAC系统10--中的一个不例性蒸汽压缩系统14。蒸汽压缩系统14可使制冷剂循环经过由马达50驱动的压缩器32、冷凝器34、膨胀装置36以及液体冷冻器或蒸发器38。蒸汽压缩系统14还可包含控制面板40，该控制面板40可包含模/数(A/D)转换器42、微处理器44、非易失性存储器46以及接口板48。可用作蒸汽压缩系统14中的制冷剂的流体的一些实施例是基于氢氟烃(HFC)的制冷剂，例如R-410A、R-407、R-134a、氢氟烯烃(HFO)、例如氨气(NH3)的“天然”制冷剂、R-717、二氧化碳(C02)、R-744或烃基制冷剂、水蒸汽或任一其它合适类型的制冷剂。在示例性实施方案中，蒸汽压缩系统14可使用以下每种类型器件中的一个或多个:VSD52、马达50、压缩器32、冷凝器34和/或蒸发器38中。
[0028]与压缩器32 —起使用的马达50可由变速传动器(VSD)52提供动力，也可以从交流(AC)或直流(DC)电源直接供电。如果使用VSD52，那么VSD52从AC电源接收具有特定的固定线电压和固定线频率的AC电力，且将具有可变电压和频率的电力提供到马达50。马达50可包含可由VSD提供动力或从AC或DC电源直接供电的任一类型的电动机。举例来说，马达50可为切换式磁阻电动机、感应电动机、电子换向永磁电动机或任一其它合适的马达类型。在替代示例性实施方案中，例如蒸气或燃气涡轮机或引擎等其它驱动机构以及相关联组件可用以驱动压缩器32。
[0029]压缩器32对制冷剂蒸汽进行压缩并且通过排放管线将蒸汽递送到冷凝器34。压缩器32可为离心压缩器、螺旋压缩器、往复式压缩器、旋转压缩器、摆杆压缩器、涡旋式压缩器、涡轮压缩器，或任一其它合适的压缩器。由压缩器32递送到冷凝器34的制冷剂蒸汽将热传递到流体，例如水或空气。由于与流体发生热传递，因此制冷剂蒸汽在冷凝器34中冷凝为制冷剂液体。来自冷凝器34的液体制冷剂流过膨胀装置36到达蒸发器38。在图3所示的示例性实施方案中，冷凝器34是水冷却式的，且包含连接到冷却塔56的管束54。
[0030]递送到蒸发器38的液体制冷剂从另一流体吸收热，并且发生了相变而成为制冷剂蒸汽，所述另一流体与冷凝器34所用的流体类型可以相同也可以不同。在图3所示的示例性实施方案中，蒸发器38包含具有供应管线60S和返回管线60R的管束，其中供应管线60S和返回管线60R连接到冷却负荷62上。过程流体，例如水、乙二醇、氯化钙卤水、氯化钠卤水或任一其它合适的液体，经由返回管线60R进入蒸发器38并且经由供应管线60S退出蒸发器38。蒸发器38使管中的过程流体的温度降低。蒸发器38中的管束可