HVAC系统中的制冷剂处理技术方案

一般来说，描述了一种HVAC制冷器的蒸发器中制冷剂的处理。蒸发器中的制冷剂处理的方法、系统和设备，可包括下列方式中任何一个或组合：(1)通过采用制冷剂置换阵列来物理上避免制冷剂驻留在阵列所处的位置；(2)通过控制在蒸发器壳体空间内流动的制冷剂的间隙速率；(3)通过制冷剂混合物的相态倾向性分配，使气态部分均匀地分配入蒸发器的壳体，而液体制冷剂和油被分配到蒸发器壳体的指定区域；以及(4)通过消泡表面，如通过使用疏制冷剂材料和疏润滑剂材料，来避免或降低蒸发器内泡沫的产生。制冷剂处理可以反过来提高蒸发器的热性能和整体效率。

【技术实现步骤摘要】
本申请要求在2012年7月23号递交的申请号为61/674601以及标题为“HVAC系统的制冷剂处理”的美国临时申请的优先权，并且要求在2011年9月26号递交的申请号为61/539325以及标题为《制冷剂蒸发器》的美国临时申请的优先权，两个上述临时申请通过引用的方式将全部内容并入本申请中。
本公开文件涉及暖通空调(HVAC)系统，特别是涉及用于HVAC系统的蒸发器。通常描述了用于HVAC制冷器的蒸发器中的制冷剂处理的方法、系统和设备。
技术介绍
溢流式蒸发器和降膜蒸发器一般是已知的，并且通常具有处于壳体中的管束结构。这种蒸发器通常用于HVAC制冷器来冷却工艺流体(如水)，该工艺流体反过来通常用于连接热交换器盘管或空气处理单元以冷却穿过盘管或空气处理单元的空气。因为壳体容积中的间隙间距，如有工艺流体流过的管束中的管与管之间的间隙间距，可能需要较大量的液体制冷剂来将所有管的外部用制冷剂润湿从而实现蒸发器的效率最大化。蒸发器壳体旁边的管邻近的或管之间的多余的液体制冷剂对HVAC制冷器的整体效率没有贡献，并且可能是操作和维护制冷机的成本的负担。
技术实现思路
可以对用于HVAC制冷器系统的蒸发器中的制冷剂处理做出改进，进而反过来可以显著降低制冷剂的充灌量而不用牺牲蒸发器的热性能和整体效率，在某些情况下，如可能在降低或不到满载的工作模式下，可以提高蒸发器的热性
能和整体效率。通常描述了蒸发器中的制冷剂处理的方法、系统和设备，可包括下列方式中任何一个或组合。在一种方式中，采用制冷剂置换阵列，该制冷剂置换阵列可包括多个垫片或折流板。该制冷剂置换阵列物理上防止制冷剂驻留在阵列所处的位置。另一种方式中，制冷剂处理可以通过对进入蒸发器的制冷剂混合物的分配来实现。这里术语“制冷剂混合物”通常是指但不限于一个或多个制冷剂，该制冷剂可以表现出一个或多个相态，如液态，气态，固态，并且可以包括其他处于一种或多种相态的非制冷剂材料。例如，制冷剂混合物可以包括处于气态和液态的形式的液体制冷剂，以及润滑剂材料如石油或其他也作为润滑材料的制冷剂。例如，制冷剂混合物可以分配到蒸发器的壳体中，如通过使用分配器来以一种流动的方式分配制冷剂混合物的气体部分，该流动的方式与制冷剂混合物的液体部分的分配和流动方式不同。例如，可优化气体部分的流动方式来实现所需的流动以促进热传递，如以均匀流过分配器的方式，而液体部分的流动方式可由分配器从指定区域集中，以及分配。这样可以实现制冷剂混合物的液态和气态部分的相态倾向性分配。在又一个方式中，制冷剂处理可以通过控制蒸发器的壳体的空间中的制冷剂流的间隙速度来实现。在另一个方式中，制冷剂处理可以通过阻止或者至少减少蒸发器内泡沫的发生来实现。例如通过用一种或多种疏制冷剂和疏润滑剂的材料涂覆，形成，或者其他形式放在蒸发器内的表面，蒸发器内的表面可以消泡。在使用制冷剂置换阵列的方法中，HVAC制冷器的蒸发器中的制冷剂处理方法的实施例包括：令制冷剂进入蒸发器的壳体内的空间。壳体的内部的空间的一部分设置有制冷剂置换阵列，该制冷剂置换阵列包括从壳体下部的内表面物理延伸到管束中的管的外表面的垫片。置换壳体的内部的空间的一部分的步骤包括：物理上防止制冷剂驻留在垫片所处的空间的部分，从而使垫片置换的空间的部分没有制冷剂。管束的管的外表面用制冷剂润湿。在一些实施例中的
润湿步骤包括：通过壳体内的间隙空间，包括管束中的相邻的管的外表面之间的间隙空间和管的外表面和垫片的外表面之间的间隙空间，来实现制冷剂雾或喷流。壳体中的制冷剂通过用与穿过管束的管工艺液体进行热传递方式蒸发以及蒸发的制冷剂从壳体中释放。HVAC制冷器的蒸发器的制冷剂处理系统的一个实施例中具有制冷剂置换阵列。该系统包括壳体，该壳体具有接收制冷剂的空间，该制冷剂在该空间中蒸发，以及设置于壳体内的管束。该管束包括在壳体内延伸的管，用于让工艺流体流过并与制冷剂进行热传递。制冷剂置换阵列，包括多个用于置换壳体空间的一部分的垫片。该垫片设置于壳体内，从壳体下部的内表面物理延伸到管束中的管的外表面。该垫片物理上防止制冷剂驻留在垫片所处的空间的部分。在一些例子中，该制冷剂置换阵列包括多个用于置换壳体中的空间的一部分的折流板，该空间的部分为在管束中的管之间的间隙空间的一部分。该折流板包括开口，如通孔，管可插入该通孔。在一些例子中，该开口的内径大于管的外径，以及该折流板物理上防止制冷剂驻留在折流板所处的空间的部分。在对进入蒸发器的制冷剂混合物进行分配的方式中，例如通过使用相态倾向性分配，一种HVAC制冷器的蒸发器的制冷剂处理方法包括：令制冷剂混合物进入位于内部具有空间的壳体下部的分配器，以及令制冷剂混合物进入壳体内的空间。令制冷剂混合物进入壳体内的空间可以包括，例如，将制冷剂混合物分配到壳体中，如通过使用分配器来达到一种分配制冷剂混合物的气体部分的流动方式，该流动方式与制冷剂混合物的液体部分的分配的流动方式不同。例如，以均匀流过分配器的方式，可达到优化促进热传递的气体部分的流动方式，而液体部分的流动方式可由分配器从指定区域集中，以及分配。这样可以实现制冷剂混合物的液态和气态部分的相态倾向性分配。在一个实施例中，相态倾向性分配可包括将制冷剂混合物的液体部分从分配器的一端送入壳体内的空间，以及将制冷剂混合物的气体部分从沿分配器的长度的部分设置的注入孔送入壳体内的空间。管束的管的外表面用制冷剂混合物中的制冷剂润湿。壳体中的制冷剂通过与穿过管束的管的工艺液体进行热传递方式蒸发，以及蒸发的制冷剂从壳体中释放。HVAC制冷器的蒸发器的制冷剂处理系统的一个实施例中具有相态倾向性分配器。该系统包括壳体，该壳体内具有接收制冷剂混合物的空间。壳体具有接收制冷剂混合物进入壳体的空间的入口，以及从壳体释放制冷剂混合物蒸发的制冷剂的出口。管束设置在壳体内。该管束包括在壳体内延伸的管，用于让工艺流体流过并与制冷剂进行热传递。该分配器设置在壳体的下部，如接近壳体的底部或下端。制冷剂混合物可以分配到蒸发器的壳体中，如通过使用分配器的流体调节器和孔，来达到一种分配制冷剂混合物的气体部分的流动方式，该流动方式与制冷剂混合物的液体部分的分配的流动方式不同。例如，气体部分的流动方式可以是均匀的通过分配器的孔，而液体部分的流动方式部分可由分配器从指定区域的进行集中，以及分配。这样可以实现制冷剂混合物的液态和气态部分的相态倾向性分配。在一些实施例中，该分配器包括设置于其内的流体调节器和注入孔。该流体调节器可用于将制冷剂混合物的液体部分从指定的位置，如分配器的一端，输送到壳体内的空间。该注入孔用于将制冷剂混合物的气体部分，如沿分配器的长度的部分输送，进入壳体内的空间。控制在蒸发器的壳体的空间内制冷剂流的间隙速率的方式中，如已知的低压制冷剂的两相间隙速率，制冷剂处理方法的一个实施例包括：令制冷剂进入蒸发器的壳体内的空间，以及用制冷剂将管束的管的外表面润湿。润湿的步骤包括：通过壳体的间隙空间，包括管束中的相邻的管的外表面之间的间隙空间和管的外表面和垫片的外表面之间的间隙空间，来实现制冷剂雾或喷流，该制冷剂可以是气态和液态制冷剂形式的。实现制冷剂雾或喷流的步骤包括：维持适于实现制冷剂的喷流的制冷剂流的目标间隙速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种HVAC制冷器的蒸发器中制冷剂的处理方法，包括：令制冷剂进入蒸发器的壳体内的空间；用从壳体下部的内表面物理延伸到管束中的管的外表面的垫片置换壳体内的空间的一部分，置换壳体内的空间的一部分的步骤包括物理上防止制冷剂驻留在垫片所处的壳体内的空间的部分，从而使垫片置换的壳体内的空间的部分没有制冷剂；将管束的管的外表面用制冷剂润湿；以及通过与穿过管束的管的工艺液体进行热传递的方式将壳体中的制冷剂蒸发以及从壳体中释放蒸发的制冷剂。

【技术特征摘要】
2011.09.26 US 61/539,325;2012.07.23 US 61/674,6011.一种HVAC制冷器的蒸发器中制冷剂的处理方法，包括：令制冷剂进入蒸发器的壳体内的空间；用从壳体下部的内表面物理延伸到管束中的管的外表面的垫片置换壳体内的空间的一部分，置换壳体内的空间的一部分的步骤包括物理上防止制冷剂驻留在垫片所处的壳体内的空间的部分，从而使垫片置换的壳体内的空间的部分没有制冷剂；将管束的管的外表面用制冷剂润湿；以及通过与穿过管束的管的工艺液体进行热传递的方式将壳体中的制冷剂蒸发以及从壳体中释放蒸发的制冷剂。2.一种用于HVAC制冷器的蒸发器的制冷剂处理系统，包括：壳体，具有接收在壳体中蒸发的制冷剂的空间；设置于壳体中的管束，该管束包括在壳体内延伸的管，用于让工艺流体流过并与制冷剂进行热传递；制冷剂置换阵列，包括多个用于置换壳体空间的一部分的垫片，该垫片设置于壳体内，从壳体下部的内表面物理延伸到管束中的管的外表面，其中，该垫片物理上防止制冷剂驻留在垫片所处的壳体空间的部分，从而使垫片置换的空间的部分没有制冷剂。3.如权利要求2所述的制冷剂处理系统，其中，该制冷剂置换阵列包括多
\t个用于置换壳体中的空间的一部分的折流板，该空间的一部分为在管束中的管之间的间隙空间的一部分，该折流板包括通孔，管可插入该通孔，该通孔的内径大于管的外径，该折流板物理上避免制冷剂驻留在折流板所处的位置的间隙空间的部分，从而由折流板置换的间隙空间的部分没有制冷剂。4.如权利要求3所述的制冷剂处理系统，其中，该通孔具有沿内径的凸起，该凸起防止管接触通孔的内径。5.如权利要求2所述的制冷剂处理系统，其中，一个或多个垫片的顶部与折流板连接以置换壳体中的空间的一部分，该空间的一部分为在管束中的管之间以及管和垫片之间的间隙空间的一部分，该折流板包括通孔，管可插入该通孔，该通孔的内径大于管的外径。6.如权利要求3所述的制冷剂处理系统，其中一个或多个垫片和折流板被安排和配制成在壳体的间隙空间，包括管束中的相邻的管的外表面之间的间隙空间和管的外表面和垫片的外表面之间的间隙空间，实现制冷剂雾或喷流流态。7.一种HVAC制冷器的蒸发器的制冷剂处理方法，包括：令制冷剂混合物进入分配器，该分配器设置于内部具有空间的壳体的下部；令制冷剂混合物进入壳体中的空间，令制冷剂混合物进入壳体中的空间的步骤包括：将制冷剂的液体部分从分配器的一个或多个指定的位置送入壳体内的空间，以及将制冷剂的气体部分从沿分配器的长度的部分设置的注入孔送入壳体内的空间，其中液体部分和气体部分均以相态倾向性方式从分配器释放；将管束的管的外表面用制冷剂混合物中的制冷剂润湿；以及通过与穿过管束的管的工艺液体进行热传递的方式将壳体中的制冷剂蒸
\t发以及从壳体中释放蒸发的制冷剂。8.一种用于HVAC制冷器的蒸发器的制冷剂处理系统，包括：壳体，具有接收在制冷剂混合物壳体的空间，接收制冷剂混合物进入壳体的空间的入口，以及从壳体释放制冷剂混合物蒸发的制冷剂的出口；设置于壳体中的管束，该管束包括在壳体内延伸的管，用于让工艺流体流过并与制冷剂进行热传递；以及设置于壳体底部的分配器，该分配器包括设置于其内的流体调节器和沿分配器的长度部分设置的注入孔，该流体调节器用于将制冷剂混合物的液体部分从分配器的一个或多个指定的位置送入壳体内的空间，以及该注入孔用于将制冷剂混合物的气体部分从注入孔送入壳体内的空间，其中该流体调节器和注入孔均用于将液体部分和气体部分以相态倾向性方式分配进入壳体的空间。9.一种HVAC制冷器的蒸发器的制冷剂处理方法，包括：令制冷剂进入蒸发器的壳体内的空间；将管束的管的外表面用制冷剂润湿；以及通过和穿过管束的管的工艺液体进行热传递方式将壳体中的制冷剂蒸发；在蒸发步骤减少一个或多个制冷剂和润滑剂的泡沫的形成，减少泡沫的形成的步骤包括：令制冷剂与壳体内的消泡表面相互作用；以及从所述壳体中释放蒸发的制冷剂。10.如权利要求9所述的方法，其中，令制冷剂与壳体内的消泡表面相互作用的步骤包括：令制冷剂与疏制冷剂表面相互作用以及令与制冷剂一起的...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔恩·菲利普·哈特菲尔德，哈里·肯尼思·林，迈克尔·威廉·格伦，斯蒂芬·安东尼·库杰克，罗纳德·莫里斯·科斯比，
申请(专利权)人：特灵国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US