带中间水箱的双回路串联逆流冷却器制造技术

双制冷回路水冷式冷却器具有其由水箱互连的相应的蒸发器和冷凝器，使得第一回路管道排入相应的水箱中且水流然后从相应的水箱传送到第二回路的相应的蒸发器／冷凝器管道。仪表附连至水箱上以使得能够测量离开温差，以提供改进的控制。因为第一回路管道和第二回路管道是分开的且独立的，所以显著地增强了设计中的可维护性和灵活性两者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带中间水箱的双回路串联逆流冷却器
技术介绍
本专利技术大体涉及水冷式冷却器，且更具体地，涉及呈串联逆流布 置的两个蒸汽压縮制冷系统的互连。串联逆流布置的水冷式冷却器包括两个独立的蒸汽压缩制冷系 统，这两个系统具有对两种回路来说公共的且串联地布置的冷却水回 路和冷凝器水回路。因为具有串联逆流的分开的回路在蒸发器和冷凝 器之间具有更低的平均压差，所以这种布置允许比单制冷回路设计更高的性能系数(COP),从而需要更少的能量来将制冷剂从蒸发器压缩到冷凝器。在这种系统中，蒸发器和冷凝器各自中的水流过跨过两个制冷回 路的多个管道，其中制冷回路一皮位于管道的中间处的管板分开，且各 个管道通常通过使管道向管板扩张而封闭地密封到管板上。出现的 一个问题是对管道进行维护的问题(例如如果管道在运行 中出现故障时可能需要的)。管道的这种移除需要在管道已经扩张的所 有位置处切割管道，然后拉出管道。不可能完全移除管道，因为不能 接近以切割在制冷剂边界内的中心管板位置处的管道。如果从内部切 割管道，或者如果管道在运行中出现故障，则会在回路之间产生不允 许任何一个回路运行的泄漏路径，/人而不利地影响可靠性和可维护性 两者。双回路系统的另一个问题是控制的问题。用于控制水冷式冷却器 的关键参数是离开温差的使用，离开温差是离开热交换器的水的温度 和热交换器内的制冷剂温度的差值。由于水管跨过双系统中的两个制 冷剂回路，所以不可能获得上游回路的冷凝器或蒸发器的离开水温。除了上述可维护性和控制之外，跨过双回路的现有技术热交换器管道还引起可靠性、运输和性能的问题。也就是说，因为公共的管道 延伸越过两个回路，所以不可能独立地优化各个回路中的热传递管 道，而且由于更长的管道引起的更长的机器运输也是困难的。专利技术概述简单地讲，根据本专利技术的一个方面，各个回路具有使制冷回路与 致冷介质分开的唯一的管板。在各个回路之间的是将水从上游回路传 到下游回路的中间水箱。水箱可以移除以便于维护，且使得能够以更 短的长度要求来分开运输元件。根据本专利技术的另一个方面，由于各个回路具有其分开且唯一的管 道，因此任何一个回路中的管道故障不再形成对相邻回路的制冷剂泄 漏路径，使得可以保持无故障回路的运行，从而提高可靠性。根据本专利技术的另一个方面，由于可从外面接近中间水箱，所以可 以安装温度测量仪，以获得第一回路的离开温差，从而提供对系统更 好的控制。根据本专利技术的另 一方面，中间水箱引起在进入下游回路之前离开上游回3各的水的混合，/人而4是高热传递岁丈能和COP。通过本专利技术的又一方面，使用水箱容许有可以改变以优化各个回 路的效率的多个参数。除了改变各个回路的长度，管道材料，管道热 传递增强以及管道的数量都是可配置的，并且对于各个回路可以是唯 一的。在以下所述的附图中描绘了一个优选实施例；然而，可以对其做 出各种其它修改和备选构造而不偏离本专利技术的精神和范围。附图说明图1是根据现有技术的单回路冷却器中的温度的示意性说明。 图2是根据现有技术的双回路冷却器中的温度的示意性说明。 图3是根据现有技术的双回路冷却器的冷凝器和蒸发器的示意性说明。图4是根据本专利技术的双回路冷却器系统的示意性说明。图5是本专利技术的双回路系统中的冷凝器和蒸发器的示意性说明。图6是根据本专利技术的双回路系统的水箱部分的示意性说明。 图7是根据本专利技术的双回路系统的水箱部分的透视图。 图8是根据本专利技术的双回路系统的水箱部分的端视图。优选实施例描迷图1显示了现有技术中典型的单回路冷却器的冷凝器11和致冷 器或蒸发器12。如图所示，冷凝器水和蒸发器水以逆流关系流动，且 引起的进入和离开冷凝器和蒸发器的温度如图所示。为了获得提高的COP，如图2所示，双回路以串联逆流布置连才矣。 此处，如图所示，两个独立的蒸汽压缩制冷回路13和14由中间管+反 15连接。第一回路13具有冷凝器16和蒸发器17,且第二回路14具 有其自己的冷凝器18和蒸发器19。然而，冷凝器16和18的冷凝器 水回路对两个回路是公共的且串联地布置。同样，蒸发器17和19的 冷却水回路对两个回路是/>共的且串联地布置。参照图3可以最佳地 了解这一点。在图3中将了解，冷凝器管道21很长且跨过回路13的冷凝器16 和回路14的冷凝器18其中各个冷凝器的长度。虽然中间管板15隔 离和分开了相应的回^各13和14中的制冷剂，^旦是经过冷凝器管道21 的水流从冷凝器16的进口到冷凝器18的出口是连续的。类似地，蒸发器管道22是延伸越过回路13和14两者的一体式 部件，中间管板仅为系统13和14中的制冷剂提供隔离，但允许蒸发 器水连续地从蒸发器19的入口端流到蒸发器17的出口端。如上所述，具有跨过两个回路的热交换器管道的这种双回路系统 提出了关于维护、可靠性、运输、性能和控制的问题。现参照图4，显示了克服上述问题的系统。第一回路23包括冷凝器24、膨胀装置26、蒸发器27和压缩器28，它们以众所周知的方式 以串联流动关系运行。第二回路29包括冷凝器31、膨胀装置32、蒸 发器33和压缩器34，它们也以串联流动关系连接，并且以众所周知 的方式运行。两个回i 各23和29以类似于图3所示的方式互连，^旦却 在两个回路之间的接口处有不同的结构，且关于管道在冷凝器和蒸发器两者内有不同的结构。如图4和5所示，两个蒸发器27和33之间的中间位置处有蒸发 器水箱36，且两个冷凝器24和31之间的中间位置处有冷凝器水箱 37。另外，不像以上所述的系统(在该系统中，管道是延伸越过两个回 路的一体式管道)，回路1的冷凝器管道38是分开的，并且独立于回 路2的冷凝器管道39，而且回路l中的蒸发器管道41是分开的且与 回路2的蒸发器管道42不同。也就是说，冷凝器管道38以流体的方 式连接(即以流体可在其间流动的方式连接)到水箱36的一侧上，且冷 凝器管道39以流体的方式连接到水箱36的另一侧上。类似地，蒸发 器管道41以流体的方式连接到水箱37的一侧上，且蒸发器管道42 以流体的方式连接到水箱37的另一侧上。因此，当水经过第一回路 23和第二回路29之间时，水箱36和37充当水的中间容器。上述设计的优点有很多。首先，不具有较长的一体式管道，而是 管道且因此制冷回路大体仅有约一半长，并且可以更容易地处理及运 输到某一地点，管道且因此制冷回路独立于水箱且可以与水箱分开。 其次，由于管道是独立的，所以它们可以构造成以便优化各个回路中 的性能。也就是说，除了各个回路中的管道的长度变化之外，第二回 路内的管道的数量可以与第一回路中的管道的数量不同，如图5所示， 而且可以做出其它改变，例如不同的管道材料或不同的热传递增强。 这允许设计者为各个回路优化合乎需要的容量、效率、压降或成本。通过参照图6可以了解本系统的其它优点。因为来自上游管道的 水沿着水箱36(或者在蒸发器的情况下是水箱37)的一侧排出，这倾向 于在水箱内引起紊流，从而使得单独的流动流混合，使得水箱在水进入下游回路的管道之前变成具有相对一致的温度的水的储器。这种混 合对热传递效用^L有益的，从而提高整个系统的COP。通过使用所述水箱36，现在可以从外面接近中间水箱36,而且 温度测量仪43可以容易地用于获得上游热交换器的离开温差，从而 提供对系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有第一制冷回路和第二制冷回路的类型的冷却器系统，其中各个制冷回路具有压缩器、冷凝器、膨胀装置和蒸发器，且所述第一回路和所述第二回路中的相应的蒸发器具有用以引导待冷却的流体的流动的多个管道，且所述第一回路和所述第二回路的所述相应的蒸发器以串联关系互连，使得所述待冷却的流体连续地经过所述第一回路和所述第二回路的所述相应的蒸发器，所述冷却器系统包括：　水箱，其互连于所述第一回路的蒸发器和所述第二回路的蒸发器之间并且具有整体式储器，以引导流体从所述第一回路的蒸发器中的管道 向所述第二回路的蒸发器的管道流动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：SM麦贝恩，MA斯塔克，RHJ羌，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]