[发明专利]HVAC系统中的制冷剂处理

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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。