提高制冷和空气调节效率的方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种提高制冷和空气调节效率的方法和设备，该设备在具有压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀装置和循环制冷剂的热交换系统上使用。该设备包括：具有制冷剂入口和制冷剂出口的液体制冷剂容纳容器，其中所述容器位于冷凝器与蒸发器之间的热交换系统中；用于产生液化制冷剂的湍流的装置。该设备还优选包括制冷剂分流路径，所述制冷剂分流路径用于局部冷却所述容器内的制冷剂的一部分；盘，该盘位于所述制冷剂入口处，用于在后侧形成低压区域并且使进入容器的制冷剂产生湍流；以及引入到膨胀阀的制冷剂路径下游并位于旋管之前的制冷剂阀，所述制冷剂阀产生连续通过制冷剂旋管的涡流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及制冷与空气调节，特别涉及提高制冷和空气调节效率的改进方法和设备。更具体地说，依靠制冷剂的流体力学和湍流的原理，本专利技术的设备实现了最大的制冷操作状态，同时降低了系统的能量损耗。
技术介绍
可以获得依靠标准的制冷剂循环技术的各种装置已经很多年，例如同是具有冷却和加热性能的制冷和热泵装置。热泵装置在各种相关设计规范的限制内使用户能够冷却或加热选定的环境或者利用制冷机组来冷却所需的位置。对于这些加热和冷却的工作方式， 在一般情况下，气体或液体在基本上封闭的系统内被压缩、膨胀、加热或冷却以在在选定的环境内生产所需的温度结果。传统的局部冷却器先于膨胀装置和后面的蒸发器部分地冷却制冷剂。这种制冷剂的冷却已被证明能增加蒸发器内的传热效率。存在各种局部冷却器，但是最普通的形式通过将较冷却的液体吸入到较温暖的制冷剂周围来冷却制冷剂。授予本文申请人的美国专利5，259，213披露了一种在热泵上使用的热泵增效器， 从而增加户外冷凝器与室内蒸发器之间的冷却和加热效率。制冷剂接收器或局部冷却器设置在系统的高压液体制冷剂部分中，该系统包括至少一个高流量、低压力释放单向阀，该单向阀具有带制冷剂湍流生产背面的内部控制部件，该内部控制部件用作增加膨胀装置以便通过增加膨胀来冷却并且通过湍流来加热高压液体制冷剂。授予本文申请人的美国专利5，426，956描述了一种在具有压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀装置和循环制冷剂的热交换系统上使用的制冷剂系统增效设备。该设备包括具有制冷剂入口和制冷剂出口的含有液体制冷剂的容器，该容器位于冷凝器与蒸发器之间的热交换系统中；以及与产生液化制冷剂湍流的容器有关的装置。授予本文申请人的美国专利5，727，398教导了一种具有湍流产生设备的制冷剂搅拌设备，该制冷剂搅拌设备在具有制冷剂运输管线的含有制冷剂的热交换系统上使用。 该专利技术包括适合于制冷剂运输管线的至少一个壳体，并且在每一个壳体内均包括制冷剂搅拌机构，该制冷剂搅拌机构包括在制冷剂流过设备时引起制冷剂搅拌的至少一个有叶片的盘。授予Wightman的美国专利6，401, 470和6，401, 471披露了一种在蒸汽压缩系统上使用的膨胀装置。蒸汽压缩系统包括用于使热传递流体流动的管线、与管线连接以增加热传递流体的压力和温度的压缩机、与管线连接以使热传递流体液化的冷凝器以及与管线连接以使热传递流体膨胀的膨胀装置。膨胀装置包括限定出第一孔的壳体以及与壳体连接的至少一个叶片，其中叶片可以在第一位置与第二位置之间移动，其中第一孔在第一位置时比在第二位置时大。蒸汽压缩系统还包括与管线连接以将热量从周围环境传递到热传递流体的蒸发器。前述专利反映了本专利技术人所知 道的目前的技术状态。参考并论述这些专利的目的是有助于履行申请人的在公开与审查本专利技术权利要求有关的信息方面的坦白承认义务。然而，恭敬地提出，在单独或者结合考虑时，上述指出的专利都没有披露、教导、暗示、示出或以其他方式明显呈现本文描述和权利要求书要求的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术提供了一种提高制冷和空气调节效率的方法和设备，该设备在至少具有压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀装置和循环制冷剂的热交换系统(例如，制冷装置或热泵装置) 上使用。本专利技术的增效设备包括由盖上顶部端盖和底部端盖的圆筒形成的液体制冷剂容纳容器，其中容器冷凝器与蒸发器之间的热交换系统中。制冷剂入口位于容器的顶部区域，而制冷剂出口位于容器的底部区域。优选的是，制冷剂出口的位置大致上不低于冷凝器的最低点。该设备可以包括用于在与顶部区域有关的制冷剂中产生湍流的第一装置和用于在与底部区域有关的制冷剂中产生湍流的第二装置。例如，第一装置可以包括在容器内使进入的制冷剂产生选择运动的装置。第二装置可以包括位于容器的底部区域的一组固定角度叶片。当制冷剂排出容器时，该叶片组在制冷剂中产生湍流。更具体地说，第二装置可以包括位于制冷剂出口附近的盘、形成在盘中以允许进入的制冷剂通过的中心孔以及形成在盘中并延伸入中心孔的一组固定角度叶片，其中叶片组使排出的制冷剂增加湍流，本文申请人在美国专利No. 5，426，956中描述了全部这些内容，通过引用方式将该公开所述的全部内容并入本文。本专利技术的设备还优选包括制冷剂分流路径，所述制冷剂分流路径用于局部冷却容器内的制冷剂的一部分。位于液体制冷剂入口的盘可以包括与延伸入容器中心的分流管连接的孔，该分流管终止于在热交换器上释放分流制冷剂的至少一个分流出口端并且在容器底部将分流制冷剂重新注入制冷剂流的其余部分。在优选实施例中，位于液体制冷剂入口的盘包括增加膨胀装置盘。该盘在后侧形成低压区域并且使进入容器(除了分流路径以外)的制冷剂产生湍流，从而提高了制冷剂效率。在另一优选实施例中，系统可以包括引入到膨胀阀的制冷剂路径下游并位于旋管之前的制冷剂阀装置。制冷剂阀优选包括在后侧产生低压区域的增加膨胀装置盘。然后， 制冷剂通过一组固定平面以螺旋方式聚集。这样产生了连续通过制冷剂旋管的涡流，从而保证通过旋管的均匀流提高旋管的效率并减少制冷剂的汇集。位于制冷剂阀外侧的热交换器用于消除膨胀装置所捕获的任何热量。作为选择并且代替传统热交换器的是，可以通过用钻石涂覆制冷剂阀装置来实现热量的消除。因此，本专利技术的目的是提供一种新型的、改进的制冷剂系统增效设备。本专利技术的另一个目的是提供一种新型的、改进的设备，该设备在热泵系统制冷时减低了发动压缩机所需的能量。本专利技术的另一个目的是提供一种新型的、改进的设备，该设备在热泵系统制冷时减低了压缩机的压缩比，从而增加了系统的效率和经济性。本专利技术的另一个目的是提供一种新 颖的设备，该设备将湍流引入制冷或热泵系统内的液化制冷剂中，因此增加了有助于系统增效的制冷剂操作状态。从结合附图考虑的以下描述中，将更好地理解与操作机构和方法有关的作为本专利技术特点的其他新颖性特征，以及本专利技术的进一步目的和优点，其中以实例方式示出了本专利技术的优选实施例。然而，应当清楚地理解，附图仅用于示出和描述本专利技术，而不是用来作为本专利技术的限制。在所附的并且形成本公开的一部分的权利要求书中详细地指出了体现本专利技术特点的各个新颖性特征。本专利技术不在于从这些特征中单独提出的任何一种特征，而是在于详细说明的所有功能结构的特定组合。因此，粗略地概括了本专利技术的较重要的特征，以便可以更好地理解后面的详细描述并且可以更好地意识到对本领域所表现出的贡献。当然，存在本专利技术的附加特征，这些附加特征将在后面描述并且将形成所附权利要求书的附加主题。技术人员将会意识到，本公开所基于的概念可以容易地用作实现本专利技术本专利技术的一些用途的其他结构、方法和系统的设计基础。因此，重要的是，权利要求被认为包括不脱离本专利技术精神和范围的这些等同结构。此外，说明书摘要的用途是，使国际、地区和国家专利局以及不熟悉专利或法律术语或措辞的一般公众，尤其是本领域的科学家、工程师和从业者，能够在粗略检查之后快速确定本技术申请公开的类别和实质。说明书摘要既不用来限定由权利要求书界定的本申请的专利技术，也不宜任何方式限制本专利技术的范围。某些术语及其派生语仅出于参考方便而在下面的描述中使用并且将不受到限制。 例如，除非另有说明，例如“上”、“下”、“左”和“右”等词语指的是在附图中进行参考的方向。 类似的是，例如“向内”和“向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.04.23 US 61/171,924;2009.04.23 US 61/171,919;1.一种在具有压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀装置和循环制冷剂的热交换系统上使用的增效设备，包括 具有制冷剂入口和制冷剂出口的液体制冷剂容纳容器，其中所述容器位于所述冷凝器与所述蒸发器之间的热交换系统中； 与所述容器有关的装置，所述装置用于产生液化制冷剂的湍流；以及 制冷剂分流路径，所述制冷剂分流路径用于局部冷却所述容器内的制冷剂的一部分。2.根据权利要求I所述的增效设备，其中所述制冷剂分流路径包括延伸入所述容器中心的分流管。3.根据权利要求2所述的增效设备，其中所述分流管终止于至少一个分流出口端。4.根据权利要求3所述的增效设备，其中所述分流管包括热交换器。5.根据权利要求I所述的增效设备，其中所述湍流产生装置包括位于所述制冷剂入口附近的盘，所述盘允许进入的制冷剂通过；以及形成在所述盘中的一组固定角度叶片，其中所述叶片组使所述进入的制冷剂增加所述湍流。6.根据权利要求I所述的增效设备，还包括引入到膨胀阀的制冷剂路径下游并位于旋管之前的制冷剂阀，所述制...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·E·菲利普，
申请(专利权)人：G·E·菲利普，
类型：发明
国别省市：