[发明专利]具有液体捕集器以提供更好流动分布的平行流蒸发器

说明书

技术领域

本发明涉及一种平行流蒸发器，其中液体捕集器设置在进气歧管上游，以在平行通道中提供更好的流动分布，改进传热并增强系统可靠性。

背景技术

利用制冷剂系统以在被调节的各种室内环境下控制空气的温度和湿度。在冷却状态运行的典型制冷剂系统中，制冷剂在压缩机中被压缩，并且传送到冷凝器(或在这种情况下是户外热交换器)。在冷凝器中，热在外部大气和制冷剂之间交换。制冷剂从冷凝器传到膨胀装置，在膨胀装置中被膨胀到更低的压力和温度，然后到达蒸发器(或如果系统在冷却状态运行，到达室内热交换器)。在蒸发器内，热在制冷剂和室内空气之间交换，以调节室内空气。当制冷剂系统在冷却状态运行时，蒸发器冷却，并且典型地使提供给室内环境的空气除湿。

一种可以在制冷剂系统中利用的蒸发器是平行流蒸发器。这种蒸发器具有一些平行通道，所述平行通道用于在进气歧管和排气歧管之间使制冷剂连通。典型地，每个通道具有由内部壁分离的各种横截面形状的多个平行内部通道。波纹状翅片布置在通道之间，用于增强传热和提高结构刚度。通常，通道、歧管和翅片由相似的材料构造，例如铝，并且通过炉内钎焊互相连接。最近，平行流蒸发器吸引了人们许多注意，并且由于它们优越的性能、紧凑、刚性结构和增强的耐腐性生，在空调领域很有利。然而，对平行流蒸发器的一个担心是在它们通道之中制冷剂的分布不均。在平行流蒸发器中的分布不均问题典型地由于液相从进气歧管中的蒸汽中分离产生，而这种分离是由于重力与不足的制冷剂速度相结合所引起，并由此表明它本身以不相等的蒸气和液体制冷剂的数量经过蒸发器通道。影响分布不均的附加现象可以归因于制冷剂必须流到各种通道并排出的不同的距离、不相等的压力阻抗、和在通道之间传热速度的变化等等。

已知的平行流蒸发器典型地具有圆柱形的进气和排气歧管。通道典型地是由形成扁平管相同的铝挤压制成。当两相制冷剂进入进气歧管，气相经常从液相分离。由此两个相位分离之后互相独立地移动，从而导致制冷剂分布不均问题经常发生。

当这种分布不均发生时，热交换器性生能显著下降，经常导致液体制冷剂离开排气歧管，这种液体制冷剂可能导致严重的可靠性问题和永久的压缩机损坏。很明显这是不希望有的。

发明内容

在本发明公开的实施例中，平行流蒸发器在它的进气歧管上游设有液体捕集器。以这样的方式，制冷剂将以液相不会从气相分离的速度移动，它可以流过捕集器、进入歧管、并以通常均匀的分布进入蒸发器通道。然而，制冷剂将以降低的速度移动，以使液体的分离可能发生，然后液体将会分离并在液体捕集器中积聚。当液体在液体捕集器中积聚时，用于制冷剂剩余流体的流动截面积变得更小。由于流动截面积变得更小，那么制冷剂速度将会增加，产生的喷射效应将携带液体液滴进入进气歧管，并且将限制进一步的相位分离。这种现象将是自动调节的，以保证获得足够的制冷剂速度，使得制冷剂液体将不会从蒸气中分离。

在一个实施例中，利用由多个这种U形结构提供的蛇形通道，而不是具有单个U形捕集器的蛇形通道。

在另一个公开的实施例中，制冷剂系统设有经济器回路，并且在引导要分离的两相制冷剂混合物进入经济器热交换器的管路上利用液体捕集器。这种实施例提供了如第一公开实施例一样的好处与作用。

本发明的这些及其他特征可以根据以下说明书和附图更好地理解，以下是简要的描述。

附图说明

图1是本发明结合的蒸发器的横断面图。

图2示出了不同流动条件的图1蒸发器。

图3示出了另一个实施例。

图4示出了又一实施例。

具体实施方式

在图1中示出了具有平行流蒸发器22的制冷剂系统20。如已知的，制冷剂从蒸发器22下游移动到压缩机24、冷凝器26、经过膨胀装置28，最后回到蒸发器22。离开膨胀装置28的制冷剂是蒸气和液体的混合状态。蒸发器22具有多个沿着进气歧管34间隔开的平行通道32。通道32和进气歧管34互相流体连通。进一步地，通道32类似地设置并与排气歧管35相连通。翅片30布置在通道32之间。典型地，通道32、翅片30、进气歧管34和排气歧管35通过炉内钎焊互相连接。如已知的，空气穿过翅片30和通道32以被调节。由于与供应到调节空间的空气进行相互传热，制冷剂在通道32内蒸发。

如上所述的，进入进气歧管34的制冷剂速度不够低，这可能导致液体制冷剂从蒸气中分离。这可能导致通道32中两种制冷剂相位的分配较差。如图1所示，制冷剂以足够的速度移动，并且几乎没有制冷剂相位分离发生。