Hvac系統(tǒng)中的制冷劑處理的制作方法
【專利摘要】一般來說，描述了一種HVAC制冷器的蒸發(fā)器中制冷劑的處理。蒸發(fā)器中的制冷劑處理的方法、系統(tǒng)和設(shè)備，可包括下列方式中任何一個或組合：(1)通過采用制冷劑置換陣列來物理上避免制冷劑駐留在陣列所處的位置；(2)通過控制在蒸發(fā)器殼體空間內(nèi)流動的制冷劑的間隙速率；(3)通過制冷劑混合物的相態(tài)傾向性分配，使氣態(tài)部分均勻地分配入蒸發(fā)器的殼體，而液體制冷劑和油被分配到蒸發(fā)器殼體的指定區(qū)域；以及(4)通過消泡表面，如通過使用疏制冷劑材料和疏潤滑劑材料，來避免或降低蒸發(fā)器內(nèi)泡沫的產(chǎn)生。制冷劑處理可以反過來提高蒸發(fā)器的熱性能和整體效率。
【專利說明】HVAC系統(tǒng)中的制冷劑處理
[0001]本申請要求在2012年7月23號遞交的申請?zhí)枮?1/674601以及標(biāo)題為“HVAC系統(tǒng)的制冷劑處理”的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，并且要求在2011年9月26號遞交的申請?zhí)枮?1/539325以及標(biāo)題為《制冷劑蒸發(fā)器》的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，兩個上述臨時申請通過引用的方式將全部內(nèi)容并入本申請中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本公開文件涉及暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)，特別是涉及用于HVAC系統(tǒng)的蒸發(fā)器。通常描述了用于HVAC制冷器的蒸發(fā)器中的制冷劑處理的方法、系統(tǒng)和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]溢流式蒸發(fā)器和降膜蒸發(fā)器一般是已知的，并且通常具有處于殼體中的管束結(jié)構(gòu)。這種蒸發(fā)器通常用于HVAC制冷器來冷卻工藝流體(如水)，該工藝流體反過來通常用于連接熱交換器盤管或空氣處理單元以冷卻穿過盤管或空氣處理單元的空氣。因為殼體容積中的間隙間距，如有工藝流體流過的管束中的管與管之間的間隙間距，可能需要較大量的液體制冷劑來將所有管的外部用制冷劑潤濕從而實現(xiàn)蒸發(fā)器的效率最大化。蒸發(fā)器殼體旁邊的管鄰近的或管之間的多余的液體制冷劑對HVAC制冷器的整體效率沒有貢獻(xiàn)，并且可能是操作和維護(hù)制冷機的成本的負(fù)擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]可以對用于HVAC制冷器系統(tǒng)的蒸發(fā)器中的制冷劑處理做出改進(jìn)，進(jìn)而反過來可以顯著降低制冷劑的充灌量而不用犧牲蒸發(fā)器的熱性能和整體效率，在某些情況下，如可能在降低或不到滿載的工作模式下，可以提高蒸發(fā)器的熱性能和整體效率。通常描述了蒸發(fā)器中的制冷劑處理的方法、系統(tǒng)和設(shè)備，可包括下列方式中任何一個或組合。
[0005]在一種方式中，采用制冷劑置換陣列，該制冷劑置換陣列可包括多個墊片或折流板。該制冷劑置換陣列物理上防止制冷劑駐留在陣列所處的位置。
[0006]另一種方式中，制冷劑處理可以通過對進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑混合物的分配來實現(xiàn)。這里術(shù)語“制冷劑混合物”通常是指但不限于一個或多個制冷劑，該制冷劑可以表現(xiàn)出一個或多個相態(tài)，如液態(tài)，氣態(tài)，固態(tài)，并且可以包括其他處于一種或多種相態(tài)的非制冷劑材料。例如，制冷劑混合物可以包括處于氣態(tài)和液態(tài)的形式的液體制冷劑，以及潤滑劑材料如石油或其他也作為潤滑材料的制冷劑。例如，制冷劑混合物可以分配到蒸發(fā)器的殼體中，如通過使用分配器來以一種流動的方式分配制冷劑混合物的氣體部分，該流動的方式與制冷劑混合物的液體部分的分配和流動方式不同。例如，可優(yōu)化氣體部分的流動方式來實現(xiàn)所需的流動以促進(jìn)熱傳遞，如以均勻流過分配器的方式，而液體部分的流動方式可由分配器從指定區(qū)域集中，以及分配。這樣可以實現(xiàn)制冷劑混合物的液態(tài)和氣態(tài)部分的相態(tài)傾向性分配。
[0007]在又一個方式中，制冷劑處理可以通過控制蒸發(fā)器的殼體的空間中的制冷劑流的間隙速度來實現(xiàn)。
[0008]在另一個方式中，制冷劑處理可以通過阻止或者至少減少蒸發(fā)器內(nèi)泡沫的發(fā)生來實現(xiàn)。例如通過用一種或多種疏制冷劑和疏潤滑劑的材料涂覆，形成，或者其他形式放在蒸發(fā)器內(nèi)的表面，蒸發(fā)器內(nèi)的表面可以消泡。
[0009]在使用制冷劑置換陣列的方法中，HVAC制冷器的蒸發(fā)器中的制冷劑處理方法的實施例包括:令制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器的殼體內(nèi)的空間。殼體的內(nèi)部的空間的一部分設(shè)置有制冷劑置換陣列，該制冷劑置換陣列包括從殼體下部的內(nèi)表面物理延伸到管束中的管的外表面的墊片。置換殼體的內(nèi)部的空間的一部分的步驟包括:物理上防止制冷劑駐留在墊片所處的空間的部分，從而使墊片置換的空間的部分沒有制冷劑。管束的管的外表面用制冷劑潤濕。在一些實施例中的潤濕步驟包括:通過殼體內(nèi)的間隙空間，包括管束中的相鄰的管的外表面之間的間隙空間和管的外表面和墊片的外表面之間的間隙空間，來實現(xiàn)制冷劑霧或噴流。殼體中的制冷劑通過用與穿過管束的管工藝液體進(jìn)行熱傳遞方式蒸發(fā)以及蒸發(fā)的制冷劑從殼體中釋放。
[0010]HVAC制冷器的蒸發(fā)器的制冷劑處理系統(tǒng)的一個實施例中具有制冷劑置換陣列。該系統(tǒng)包括殼體，該殼體具有接收制冷劑的空間，該制冷劑在該空間中蒸發(fā)，以及設(shè)置于殼體內(nèi)的管束。該管束包括在殼體內(nèi)延伸的管，用于讓工藝流體流過并與制冷劑進(jìn)行熱傳遞。制冷劑置換陣列，包括多個用于置換殼體空間的一部分的墊片。該墊片設(shè)置于殼體內(nèi)，從殼體下部的內(nèi)表面物理延伸到管束中的管的外表面。該墊片物理上防止制冷劑駐留在墊片所處的空間的部分。
[0011]在一些例子中，該制冷劑置換陣列包括多個用于置換殼體中的空間的一部分的折流板，該空間的部分為在管束中的管之間的間隙空間的一部分。該折流板包括開口，如通孔，管可插入該通孔。在一些例子中，該開口的內(nèi)徑大于管的外徑，以及該折流板物理上防止制冷劑駐留在折流板所處的空間的部分。
[0012]在對進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑混合物進(jìn)行分配的方式中，例如通過使用相態(tài)傾向性分配，一種HVAC制冷器的蒸發(fā)器的制冷劑處理方法包括:令制冷劑混合物進(jìn)入位于內(nèi)部具有空間的殼體下部的分配器，以及令制冷劑混合物進(jìn)入殼體內(nèi)的空間。令制冷劑混合物進(jìn)入殼體內(nèi)的空間可以包括，例如，將制冷劑混合物分配到殼體中，如通過使用分配器來達(dá)到一種分配制冷劑混合物的氣體部分的流動方式，該流動方式與制冷劑混合物的液體部分的分配的流動方式不同。例如，以均勻流過分配器的方式，可達(dá)到優(yōu)化促進(jìn)熱傳遞的氣體部分的流動方式，而液體部分的流動方式可由分配器從指定區(qū)域集中，以及分配。這樣可以實現(xiàn)制冷劑混合物的液態(tài)和氣態(tài)部分的相態(tài)傾向性分配。
[0013]在一個實施例中，相態(tài)傾向性分配可包括將制冷劑混合物的液體部分從分配器的一端送入殼體內(nèi)的空間，以及將制冷劑混合物的氣體部分從沿分配器的長度的部分設(shè)置的注入孔送入殼體內(nèi)的空間。
[0014]管束的管的外表面用制冷劑混合物中的制冷劑潤濕。殼體中的制冷劑通過與穿過管束的管的工藝液體進(jìn)行熱傳遞方式蒸發(fā)，以及蒸發(fā)的制冷劑從殼體中釋放。
[0015]HVAC制冷器的蒸發(fā)器的制冷劑處理系統(tǒng)的一個實施例中具有相態(tài)傾向性分配器。該系統(tǒng)包括殼體，該殼體內(nèi)具有接收制冷劑混合物的空間。殼體具有接收制冷劑混合物進(jìn)入殼體的空間的入口，以及從殼體釋放制冷劑混合物蒸發(fā)的制冷劑的出口。管束設(shè)置在殼體內(nèi)。該管束包括在殼體內(nèi)延伸的管，用于讓工藝流體流過并與制冷劑進(jìn)行熱傳遞。該分配器設(shè)置在殼體的下部，如接近殼體的底部或下端。制冷劑混合物可以分配到蒸發(fā)器的殼體中，如通過使用分配器的流體調(diào)節(jié)器和孔，來達(dá)到一種分配制冷劑混合物的氣體部分的流動方式，該流動方式與制冷劑混合物的液體部分的分配的流動方式不同。例如，氣體部分的流動方式可以是均勻的通過分配器的孔，而液體部分的流動方式部分可由分配器從指定區(qū)域的進(jìn)行集中，以及分配。這樣可以實現(xiàn)制冷劑混合物的液態(tài)和氣態(tài)部分的相態(tài)傾向性分配。在一些實施例中，該分配器包括設(shè)置于其內(nèi)的流體調(diào)節(jié)器和注入孔。該流體調(diào)節(jié)器可用于將制冷劑混合物的液體部分從指定的位置，如分配器的一端，輸送到殼體內(nèi)的空間。該注入孔用于將制冷劑混合物的氣體部分，如沿分配器的長度的部分輸送，進(jìn)入殼體內(nèi)的空間。
[0016]控制在蒸發(fā)器的殼體的空間內(nèi)制冷劑流的間隙速率的方式中，如已知的低壓制冷劑的兩相間隙速率，制冷劑處理方法的一個實施例包括:令制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器的殼體內(nèi)的空間，以及用制冷劑將管束的管的外表面潤濕。潤濕的步驟包括:通過殼體的間隙空間，包括管束中的相鄰的管的外表面之間的間隙空間和管的外表面和墊片的外表面之間的間隙空間，來實現(xiàn)制冷劑霧或噴流，該制冷劑可以是氣態(tài)和液態(tài)制冷劑形式的。實現(xiàn)制冷劑霧或噴流的步驟包括:維持適于實現(xiàn)制冷劑的噴流的制冷劑流的目標(biāo)間隙速率等于或高于不能實現(xiàn)制冷劑的噴流的閾值間隙速率。殼體中的制冷劑通過與穿過管束的管的工藝液體進(jìn)行熱傳遞方式蒸發(fā)，以及蒸發(fā)的制冷劑從殼體中釋放。在這個方式中，制冷劑置換陣列和相態(tài)傾向性分配中的一個或兩者可用于促進(jìn)實現(xiàn)制冷劑流的所需的間隙速率。
[0017]在使用消泡表面的方式中，HVAC制冷器的蒸發(fā)器中的制冷劑處理方法包括:令制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器的殼體的內(nèi)部的空間，以及用制冷劑將管束的管的外表面潤濕。殼體中的制冷劑通過與穿過管束的管的工藝液體進(jìn)行熱傳遞方式蒸發(fā)；在蒸發(fā)步驟過程中一個或多個制冷劑和潤滑劑形成的泡沫被減少。減少泡沫形成的步驟包括:令制冷劑與殼體內(nèi)的消泡表面進(jìn)行相互作用。蒸發(fā)的制冷劑從殼體中釋放。
[0018]HVAC制冷器的蒸發(fā)器的制冷劑處理系統(tǒng)的一個實施例中具有消泡表面。該系統(tǒng)包括:殼體，該殼體內(nèi)具有接收制冷劑混合物的空間；以及設(shè)置于殼體內(nèi)的管束。該管束包括在殼體內(nèi)延伸的管，用于讓工藝流體流過并與制冷劑進(jìn)行熱傳遞。消泡表面設(shè)置在殼體的空間內(nèi)。該消泡表面設(shè)置在殼體內(nèi)并用于與制冷劑混合物相互作用并且適于防止或至少減少可能出現(xiàn)的泡沫。
[0019]應(yīng)當(dāng)注意的是，消泡表面可以通過使用已知的或新穎的材料，涂料、表面增效，新型網(wǎng)材料，及其組合來實現(xiàn)。在一些實施例中，該消泡表面可為設(shè)置在殼體的空間內(nèi)的疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面中的一者或兩者。應(yīng)當(dāng)注意的是，使用消泡表面不限于蒸發(fā)器，包括但不限于制冷器的HVAC系統(tǒng)的其他裝置，器件，以及元件可使用該消泡表面。例如，該制冷劑處理方法可用于HVAC制冷器的油和/或制冷劑罐或源。
[0020]通過考慮下面【具體實施方式】和附圖，制冷劑處理方法的其他特征和方面將變得清
λ.Μ
/E.ο
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]參考附圖，其中至始至終相同的標(biāo)號表示相應(yīng)的部分。[0022]圖1為有殼體和管溢流式蒸發(fā)器的內(nèi)部端面圖。
[0023]圖2A為管束的示意側(cè)視圖。
[0024]圖2B為示出了管的外表面之間的間隙空間以及表示了制冷劑混合物流過管束的間隙速率的管束的示意端面圖。
[0025]圖3為管束的示意側(cè)視圖，該管束具有含有連接的墊片和折流板的制冷劑置換陣列的一個實施例。
[0026]圖4為管束的示意側(cè)視圖，該管束具有含有墊片和折流板的制冷劑置換陣列的另一個實施例。
[0027]圖5為管束的示意側(cè)視圖，該管束具有含有墊片和折流板的制冷劑置換陣列的又一個實施例。
[0028]圖6為管束的端面圖，該管束具有插入到折流板的一個實施例中的通孔的管，該折流板示出了其中一個孔內(nèi)的凸起的一個實施例。
[0029]圖7為用于制冷劑置換陣列的墊片的一個實施例的側(cè)視圖。
[0030]圖8為作為分離墊片組裝到折流板的一個實施例的墊片的照片。
[0031]圖9是為單獨示出墊片和折流板的另一實施例的側(cè)視圖，該折流板為部分高折流板。
[0032]圖10是為單獨示出墊片和折流板的一個實施例的側(cè)視圖，該折流板為全高折流板。
[0033]圖11為制冷劑置換陣列的另一個實施例的立體圖，該制冷劑置換陣列包括間隔排列的墊片和具有全高折流板的墊片。
[0034]圖12為制冷劑置換陣列的另一個實施例的側(cè)視圖，該制冷劑置換陣列包括一系列墊片，以及具有全高和部分高折流板的墊片。
[0035]圖13A是沒有用制冷劑置換陣列的蒸發(fā)器工作時的圖片，圖片顯示“泡沫”流或非
霧/噴流。
[0036]圖13B是采用具有一系列全高折流板的制冷劑置換陣列的蒸發(fā)器工作時的照片，照片顯示了在熱傳遞過程中的霧/噴流。
[0037]圖14是降膜溢流式蒸發(fā)器的一個例子，制冷劑置換陣列可以在該降膜溢流式蒸發(fā)器中實施。
[0038]圖15是蒸發(fā)器內(nèi)的分配器的一個實施例的示意側(cè)視圖。
[0039]圖16A是單獨示出的圖15的分配器的示意側(cè)視圖。
[0040]圖16B是單獨示出的分配器的另一實施例的示意側(cè)視圖。
[0041]圖17A是分配器的另一實施例的部分側(cè)面的截面圖。
[0042]圖17B是圖17A的17B-17B線處的截面圖。
[0043]圖18A是圖17A-B的上分配器板的一個實施例的側(cè)視圖。
[0044]圖18B是圖18A的上分配器板的端視圖。
[0045]圖19A是圖17A-B的下分配器板的一個實施例的側(cè)視圖。
[0046]圖19B是圖19A的下分配器板的端視圖。
[0047]圖20是一個實施例的蒸發(fā)器的側(cè)面截面圖，在該蒸發(fā)器中，制冷劑置換陣列的一個實施例和圖17A-B的分配器被實施。[0048]圖21是一個分配器的相態(tài)傾向性流動形態(tài)的一個實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0049]可以對用于HVAC制冷器系統(tǒng)的蒸發(fā)器中的制冷劑處理做出改進(jìn)，進(jìn)而反過來可以顯著降低制冷劑充灌量而不用犧牲蒸發(fā)器的熱性能和整體效率，在某些情況下，可以提高蒸發(fā)器的熱性能和整體效率。通常描述了蒸發(fā)器中的制冷劑處理的方法、系統(tǒng)和設(shè)備，可包括下列方式的任何一個或組合:(I)采用制冷劑置換陣列來物理上防止制冷劑駐留在陣列所處的位置；(2)控制在蒸發(fā)器殼體內(nèi)的空間的制冷劑流的間隙速率；(3)使用制冷劑混合物的相態(tài)傾向性分配，從而使氣態(tài)部分分配入蒸發(fā)器的殼體的流動方式與液體制冷劑和油被分配到蒸發(fā)器殼體的流動方式不同，例如其中氣體部分以均勻的流和間隙速率被分配，以及液體部分從指定的和/或集中的位置分配；以及(4)用消泡表面來進(jìn)行泡沫消除，如通過使用疏制冷劑材料和疏潤滑劑材料來防止或降低蒸發(fā)器內(nèi)泡沫的產(chǎn)生。使用該方式的制冷劑處理可以顯著降低制冷劑充灌量而不用犧牲蒸發(fā)器的熱性能和整體效率，在某些情況下，可以提高蒸發(fā)器的熱性能和整體效率。
[0050]對于這里整個說明書提及的溢流式蒸發(fā)器的基本設(shè)計，圖1展示了基本的溢流式蒸發(fā)器的端面圖。蒸發(fā)器10具有殼體12，在殼體中制冷劑14的混合物在管16的外面并通過和管16里面的工藝流體進(jìn)行熱傳導(dǎo)來氣化。在很多情況下，制冷劑的混合物表現(xiàn)出氣體和液體部分兩種相態(tài)，并且進(jìn)入殼體12的下部，如殼體12的底部。在底部18的管16的布置的形狀為分配器(圖1未示出)留出空間。
[0051]在后面圖15-19中描述的分配器設(shè)計成以一種流動方式引導(dǎo)制冷劑混合物14的氣體部分，該流動方式不同于液體部分的分配和流動方式。在某些情況下，該氣體部分可沿蒸發(fā)器殼體的長度的部分或方向從分配器分配并且有時以均勻的方式分配，以滿足某個需要和/或特定的性能。例如，氣體可以沿著外殼12的長度相對均勻地分配，但液體從指定的位置分配，比如分配到一端。通過在濃縮的位置放置更多的液體，例如殼體的一端相對于另一端，可以控制最高的油的濃度的位置。下面圖15-19的描述提供了該分配器的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。此外，美國專利6516927描述了具有液相和池遷移的處理的議題，該議題在此通過引用的方式被整個合并于本文中。
[0052]在圖1顯示了 12行管16，但這只是作為一個例子，應(yīng)當(dāng)注意的是，行數(shù)以及在一行的管的數(shù)量是可以改變的。氣體和液體從殼體的底部進(jìn)入管束。如果氣體流的量足夠低，則管之間的向上速率低，蒸發(fā)器底部的管行四周的間隙區(qū)域大體上為液體池，該液體池具有穿過液體上升的氣泡，有點像從沸騰的一鍋水的底部上升的泡沫，或從戴水肺的潛水員上升到湖頂部的氣泡。為討論方便，這被稱為“泡沫流”。泡沫流對將蒸發(fā)器的制冷劑灌充量減到最少和實現(xiàn)合適的熱處理并不理想，靠水頭壓力提高液體制冷劑的沸點可以減少該泡沫流。
[0053]應(yīng)當(dāng)注意的是，因為制冷劑流過管16，從底部起向上的每一行都有大量的氣體流過。例如，氣體從較下面的行進(jìn)入較上面的行的空間。由較下面的行產(chǎn)生的氣體添加到較上面的行的流量，從而進(jìn)入較上面的行的氣體多于進(jìn)入較下面的行的氣體的量，以此沿管束向上類推。因為氣體流的量沿管束向上增加，其速率可以增加到使得那里不再有具有穿過池上浮的泡沫的液體池。通過這種方式，基本兩相流模式可以變化到“噴流”，其中液體飛沫被氣流攜帶通過管束以潤濕管。
[0054]在管之間的空間中，泡沫流比噴流具有更高的液體百分比，所以已經(jīng)確定更需要噴流來減少在蒸發(fā)器的制冷劑灌充量。噴流的品質(zhì)可以充分將管潤濕來實現(xiàn)高效的熱傳遞，相比起上述的具有更多液體并可能在蒸發(fā)器中的不同位置如殼體的底部形成池的泡沫流來講，噴流在蒸發(fā)器中需要更少的制冷劑灌充量或庫存。如果在蒸發(fā)器的整個管束都可以獲得噴流的品質(zhì)，則可以實現(xiàn)所希望的制冷劑處理，從而將制冷劑灌充量或庫存減到最小，而且由于管束中的壓力差可以減少寄生損失，并從而維持或提高蒸發(fā)器的效率。
[0055]參見圖1的左下方，在殼體周邊附近的“浪費空間”20通常在很多蒸發(fā)器中存在。鄰近殼體12的下部的空間可以完全被置換而不會對蒸發(fā)器的性能產(chǎn)生不利影響。
[0056]如上面提及的，進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑混合物通常具有兩種相態(tài)的制冷劑和其他材料。也可以有僅是液體進(jìn)入的情況，但這可能是一個不太常見的工作條件。如果管16之間的速率Vi (間隙速率)大于最小閾值，那么噴流就可能形成。如果速率Vi小于最小閾值，那么會產(chǎn)生泡沫流。例如參見圖2A和2B，分別表示了單獨的管束和穿過管的間隙速率(見圖2B的管16之間的箭頭)。
[0057]泡沫流是不想要的，因此如果增加制冷劑置換陣列，如一系列的墊片和/或折流板，有效的間隙速率可以增加。然而，在間隙速度高于獲得的噴流所需的閾值的工作條件下，則可能需要較少的或不需要一系列的墊片和/或折流板。
[0058]在一種有利于獲得噴流條件的方式中，該制冷劑置換陣列置換由制冷劑混合物占據(jù)的空間中包括前面描述的“浪費空間”20。如果只有很少或沒有氣體進(jìn)入底部管的行，添加制冷劑置換陣列可以置換管束底部的液體，但仍然有助于將間隙流態(tài)增加到噴流，該噴流最大限度地減少或降低可能產(chǎn)生“泡沫流”的間隙空間。
[0059]例如，通過引入制冷劑置換陣列，通過減少管之間的間隙區(qū)域的長度，例如沿管的軸向長度減少間隙區(qū)域的長度，制冷劑混合物的氣體部分可能超過閾值速度。因為流區(qū)域減少，可以增加向上的氣體速率以獲得噴流并避免泡沫流。
[0060]制冷劑置換陣列圖1-14
[0061]圖3-5示出了制冷劑置換陣列的例子，該制冷劑置換陣列可包括一系列的物理上駐留在蒸發(fā)器的殼體的墊片和折流板。例如，墊片是指用于殼體下部的部分，如朝向殼體的底部和朝向管束的下部。墊片可以與蒸發(fā)器的殼體壁對接。折流板是指用于殼體上部和繞在管束的管四周的部分。應(yīng)當(dāng)注意的是折流板可包括在折流板的底部的“墊片”部分，但為了便于描述他們以后稱為折流板。
[0062]圖3為具有一個實施例的含有墊片32和連接到墊片的折流板34的制冷劑置換陣列30的管束36的端面圖。圖3顯示了大體垂直的折流板的一側(cè)，但應(yīng)當(dāng)注意的是，側(cè)面截面可以根據(jù)需要改變和/或適當(dāng)改變。
[0063]例如，圖4為管束46的端面圖，展示了另一個實施例的具有不同側(cè)面截面的折流板44的制冷劑置換陣列40。雖然底部墊片沒有示出，應(yīng)當(dāng)注意的是墊片可包括在折流板44中。折流板44具有從頂部向底部向外變粗的側(cè)面截面，例如作為可變寬度的折流板。應(yīng)當(dāng)注意的是，所需的和/或必要的側(cè)面截面可以和具體示出的截面不同。
[0064]圖3示出了沿管束36的高度延長的全高折流板34，圖示4出了沿管束46部分高度延長的部分高折流板44。應(yīng)當(dāng)注意的是，全高，部分高或兩者的結(jié)合可以用于圖3和4的陣列30，40兩者中的任意一個。
[0065]例如，圖5為展示了具有另一個實施例的具有墊片52和折流板54的制冷劑置換陣列50的管束56的端面圖。如所示的，折流板54具有不同的高度。
[0066]通常，具有一系列的墊片和/或折流板的制冷劑置換陣列被放置成置換制冷劑，令蒸發(fā)器里的制冷劑灌充量降低。除了置換制冷劑，墊片和/或折流板的存在和間隔可將管之間的間隙速率保持在一個范圍，從而實現(xiàn)制冷劑的兩相噴流而不是如穿過制冷劑液體池的制冷劑氣泡的制冷劑的泡沫流。在一些實施例中，折流板或墊片的厚度可為約0.25到約0.5英寸。應(yīng)當(dāng)注意的是，厚度可以變化，并且可稍微大于或小于上述范圍，但折流板的厚度可能有限制以使制冷劑混合物能自由通過折流板，如通過折流板的開口或通孔(見下面圖7到12的開口的進(jìn)一步描述)。
[0067]為了將管插入制冷劑置換陣列的折流板，可以使用開口如通孔。圖6為具有管16的管束的一部分的端面圖，管16插入一個實施例的折流板60的通孔62。應(yīng)當(dāng)注意的是，管16和折流板60之間，例如孔62的內(nèi)徑，有間隔或間隙。圖6還示出了通過使用在一個孔中的凸起66來保持環(huán)狀間隙的一個實施例。凸起66可設(shè)置在孔62的內(nèi)徑以給管16提供間隙來避免接觸內(nèi)徑。應(yīng)當(dāng)注意的是這里描述的任何墊片/折流板可具有設(shè)置在通孔的凸起66。間隙，例如在孔內(nèi)徑和管外徑之間的徑向間隙，可取決于管的直徑，例如對于較大直徑的管，如I英寸的管，可需要更多的間隙，但對于較小直徑的管，如3/4英寸的管，可需要較少的間隙。在一些例子中，對于I英寸直徑的管，徑向間隙可以是約0.1875英寸，以及對于3/4英寸直徑的管，徑向間隙可以是約0.125英寸用。在一些情況下，在凸起66的最外面的突出表面和管的外徑之間可能有間隙。該間隙可以是，例如約1/32英寸。
[0068]圖7至10展示了墊片和折流板(部分和全高)的不同的實施例，這些實施例可單獨使用或用某些組合來構(gòu)造制冷劑置換陣列。
[0069]圖7為用于制冷劑置換陣列的墊片70的一個實施例的側(cè)視圖。墊片70具有靠近頂部的凹槽或開口 72，該凹槽或開口 72能夠容納管束的管，以及也包括如圖7所示的凸起或支撐柱。墊片70具有部分74，76，這些部分能夠置換在蒸發(fā)器殼體中的空間，如殼體下部和朝向管束底部的管之間的空間(如74)，以及在分配器和朝向管束底部的管之間的空間(如76)。圖8顯示了可作為分離墊片組裝到一個實施例折流板80的墊片70的圖片，折流板可以是部分或全部高度。折流板80具有通孔82，通孔82具有開口 84，管可通過開口82插入。折流板80還具有凸起86，如上面已經(jīng)描述的凸起。圖9是為單獨示出的折流板80 (具有下墊片部)的側(cè)視圖，該折流板為部分高折流板。
[0070]圖10為單獨示出的另一實施例的折流板100(具有下墊片部)的側(cè)視圖。折流板100為全高折流板，并且具有通孔102，通孔102具有開口 104，管可通過開口 104插入。折流板100還具有如上面已經(jīng)描述的凸起106。
[0071]圖11和12展示了構(gòu)建制冷劑置換陣列的另外的實施例的局部視圖。圖11為制冷劑置換陣列110的另一實施例的立體圖。該制冷劑置換陣列包括一系列交替設(shè)置的墊片112和全高折流板114(具有下墊片部)。僅作為一個例子，圖11的陣列可沿蒸發(fā)器殼體內(nèi)的長度使用，以及該折流板/墊片交替設(shè)置可每隔約I英寸重復(fù)，其中在70英寸長的蒸發(fā)器，大約有70個折流板和70個墊片。根據(jù)折流板/墊片的縱向間距(蒸發(fā)器殼內(nèi)縱向)，可以減少或消除某些傳統(tǒng)的管支撐的需要。圖12為另一個實施例的制冷劑置換陣列120側(cè)視圖，該制冷劑置換陣列120包括一系列的墊片122，以及全高和部分高折流板124，126，折流板也可包括下墊片部以連接到相鄰的墊片122。
[0072]圖13A和圖13B展示了沒有制冷劑置換陣列的蒸發(fā)器的工作(圖13A)與具有含有一系列的全高折流板的制冷劑置換陣列的蒸發(fā)器的工作(圖13B)比較照片。如上面描述的，如果氣體流的量足夠低從而管之間的向上速率低，則蒸發(fā)器底部的管行周圍的間隙區(qū)域可遭受具有上升穿過液體的泡沫的液體池，也就是“泡沫流”。如照片中可看到的，預(yù)計泡沫流與噴流(圖13B)相比在管之間的空間將有相當(dāng)高的液體百分比。噴流的品質(zhì)將管充分潤濕來實現(xiàn)高效的熱傳遞，而比起上述的在蒸發(fā)器中泡沫流情況需要更少的制冷劑充注量或庫存，該泡沫流具有更多液體并取決于在蒸發(fā)器中的不同位置會形成池，如沒有使用制冷劑置換陣列的殼體的底部或可能有低速率的其他區(qū)域。圖13A展示了低于閾值速率導(dǎo)致了泡沫流的速率，而圖13B展示了大于或等于閾值速率以獲得所需的噴流的速率。
[0073]圖14是降膜溢流式蒸發(fā)器140的一個實施例，在該降膜溢流式蒸發(fā)器中，可以實施這里描述的任何制冷劑置換陣列。在一些情況下，降膜蒸發(fā)器具有不同的制冷劑流特性以及可具有不同的流速問題。已知降膜蒸發(fā)器140可以具有降膜區(qū)域142，其中液體從管束的一個管到另一個管向下流動(例如通過重力作用從上到下)。蒸汽可以更容易向上和向外漏出，所以具有全高折流板可能沒有優(yōu)勢。但是，在工作中池區(qū)144可能在蒸發(fā)器140中出現(xiàn)，因此墊片和部分高折流板可用于置換該液體池以通過高蒸汽速率來幫助促進(jìn)有效的蒸發(fā)以及限制制冷劑灌充量。例如，折流板和/或墊片可設(shè)置在池區(qū)144中和設(shè)置在降膜區(qū)域142中的管束的中間部分中。
[0074]圖15-19B的相杰傾向件分配
[0075]圖15和16A和B展示了相態(tài)傾向性分配器的實施例。一般來說，這里描述的相位傾向性分配器設(shè)計用于蒸發(fā)器殼體的底部，根據(jù)對某些或最佳性能的需要，將制冷劑的氣體引入蒸發(fā)器殼體，例如沿外殼12的長度的部分均勻分配氣體。應(yīng)當(dāng)要注意是，這里描述的分配器部不限于底部安裝設(shè)置，可設(shè)置于其他部分，例如根據(jù)要求和/或需要的設(shè)置在殼體相對的上方或者下方或側(cè)面部分，例如取決于特定的實施。
[0076]通過分配器，液體從分配器的一部分分配到如其一端或其他指定的位置。通過將更多的液體放置到例如殼體的相對于另一端的一端，最高的油濃度的位置可以被控制，這是潤滑劑處理和回收所需要的。
[0077]圖15是一個實施例的蒸發(fā)器158內(nèi)的分配器150的側(cè)視圖。圖16A是單獨示出的圖15的分配器150的側(cè)視圖。該分配器150具有主體，該主體裝有流體調(diào)節(jié)器152并具有開口 154，其中開口在本實施例中沿主體的長度設(shè)置。在一些實施例中的流體調(diào)節(jié)器152可為導(dǎo)流葉片，當(dāng)制冷劑混合物進(jìn)入分配器150時，該導(dǎo)流葉片引導(dǎo)該制冷劑混合物流。該流體調(diào)節(jié)器152為導(dǎo)流葉片時，流體可進(jìn)入分配器150并且制冷劑混合物的液體部分的流動方式可被流體調(diào)節(jié)器152進(jìn)行引導(dǎo)或根據(jù)相態(tài)有傾向性的向下流過分配器內(nèi)的主體的大部分，并在或靠近另一端離開。這可提供液相制冷劑的集中或局部流，如在分配器的側(cè)面，其他出口，或分配器的某個開口提供。分配器150的開口或孔154的尺寸可設(shè)計成提高氣體從分配器中流出，例如沿分配器的長度方向以均勻，統(tǒng)一的方式流出。
[0078]圖16B是單獨示出的分配器160的另一實施例的側(cè)視圖。分配器160也包括主體，該主體裝有流體調(diào)節(jié)器162，如導(dǎo)流葉片，以及例如沿主體的長度的部分或方向設(shè)置的開口164。在流體調(diào)節(jié)器162為導(dǎo)流葉片時，流體能夠從一端進(jìn)入分配器160并由流體調(diào)節(jié)器162根據(jù)相態(tài)傾向性讓液體在或靠近同一端離開。開口或孔164的尺寸可以設(shè)計成提高氣體從分配器中流出，例如沿分配器的長度方向以均勻，統(tǒng)一的方式流出。當(dāng)進(jìn)入分配器160的流體主要是液體時該設(shè)置可能是有用的。如圖16B所示的實施例，制冷劑混合物的氣體和液體部分可在分配器160的最右端離開，并在流體調(diào)節(jié)器162的一端附近改變方向并向左流向流體調(diào)節(jié)器162和具有開口的分配器的上部之間。當(dāng)氣體和液體部分在流體調(diào)節(jié)器162附近轉(zhuǎn)向并向左加速后，最右端的開口開啟。
[0079]這里描述的分配器用于提供在降低制冷劑灌充量的同時實現(xiàn)合適的熱傳遞而所需的制冷劑混合物的氣體部分的注入。例如，從分配器進(jìn)入殼體的氣體分配可以是沿殼體和管殼蒸發(fā)器的長度相對均勻地注入氣體，而在局部位置，例如在一端或兩端，注入大部分液體。工作時，該分配器具有入口，該入口能夠接收通常處于氣體和液體的兩相形式的制冷劑混合物。在分配器壁內(nèi)的流體調(diào)節(jié)器152，162，如導(dǎo)流葉片或其他的導(dǎo)流器或形狀，能夠給予制冷劑混合物的液相一個合適的動量從而該制冷劑混合物的液相被迫走向分配器的一端(多端)。在這樣的位置，液體能夠從分配器噴出并進(jìn)入蒸發(fā)器殼體內(nèi)的空間。這種制冷劑的傾向性液體輸送能夠在提供制冷劑合適分配的同時在流體池的運作過程中促進(jìn)非常好的的油處理和回收。
[0080]應(yīng)當(dāng)注意的是，流體調(diào)節(jié)器可以不是導(dǎo)流葉片并可以構(gòu)建成任何能夠?qū)崿F(xiàn)相態(tài)傾向性分配的合適的導(dǎo)流器或形狀，例如可從氣體部分將制冷劑混合物的液體部分分離或集中出來，并能夠均衡分配進(jìn)入殼體空間的氣體部分的導(dǎo)流器或形狀。應(yīng)當(dāng)注意的是，液體部分可以在不同所需的地點分配，例如在分配器的一端或兩端，以及在一些實施例中，液體部分的適當(dāng)?shù)姆峙淇梢允羌械街行?，例如制冷劑混合物的動量可來自一端或兩端。?yīng)當(dāng)注意的是，液體部分的分配位置可以是非中心的但是離開兩端的位置。也可用一個或多個流體調(diào)節(jié)器以實現(xiàn)所需的制冷劑流/分配。
[0081]對于通過入口進(jìn)入分配器的氣體，這里的分配器在一些情況下能夠相對均勻地通過開口如開口 154，164，沿著分配器的長度注入氣相。應(yīng)當(dāng)注意的是孔的排布，尺寸和數(shù)量可以變化以促進(jìn)和幫助實現(xiàn)所需的分配注入。這里描述的分配器是指利用不同氣體和液體的屬性，如密度，來達(dá)到相態(tài)傾向性的效果。例如，制冷劑氣體的密度小于制冷劑液體。如果需要，流體調(diào)節(jié)器可以利用這個屬性來創(chuàng)建動量迫使液體到所需的離開位置，如從入口向另一端。該氣體具有相對較少的動量并能夠通過分配器的開口被注入。相對均勻和均衡的氣體的注入能夠產(chǎn)生想要的操作和熱性能，例如在溢流式蒸發(fā)器中為更好地分配制冷劑混合物，可避免管束以上，相對于其它有較低局部放樣(如較低速度)區(qū)域的，有相對較高的液滴放樣的局部(例如，更高的速率)，這可能不適于充分潤濕管子。同樣，過多的放樣可以令液滴或液體進(jìn)入吸入流，這也是不希望發(fā)生的。
[0082]圖17A到圖19B為設(shè)置于蒸發(fā)器殼體180底部的分配器170的另一實施例的視圖。分配器170包括流體調(diào)節(jié)器172，該流體調(diào)節(jié)器172設(shè)置在分配器170的主體里面。在一些實施例中，流體調(diào)節(jié)器172可以構(gòu)建成導(dǎo)流葉片。主體可包括兩個板，頂板174和底板176，每個板均具有開口進(jìn)行制冷劑分配，例如讓氣體穿過該開口。當(dāng)從分配器的一端來看時，分配器170可以具有一個整體上三角形狀的傾斜，但這僅僅是作為其他可以采用的幾何圖形的范例。從流體調(diào)節(jié)器172到在底板176內(nèi)部空間的開口 178能夠讓液體制冷劑離開流體調(diào)節(jié)器172內(nèi)的區(qū)域，轉(zhuǎn)過流體調(diào)節(jié)器172并被引向分配器170的另一端。氣體可以離開頂板和底板174，176的開口，在一些實施例中頂板和底板的開口可以相互相對偏移并可以具有相對不同的尺寸(見圖18A-19B)。應(yīng)當(dāng)注意的是，頂板和底板174，176的開口的尺寸和幾何形狀可以適當(dāng)變化以實現(xiàn)想要的和/或需要的分配。
[0083]圖20是蒸發(fā)器200的一個實施例的側(cè)面截面圖，制冷劑置換陣列202的一個實施例和圖17A和B的分配器170在該蒸發(fā)器中實施。如圖所示，制冷劑置換陣列可以具有固態(tài)材料，例如殼體旁邊的墊片和底折流板，但是其中全高和部分高折流板交替設(shè)置以讓制冷劑混合物能夠在殼體的空間，折流板的貫通開口，通孔中自由移動。如示出的，在一些情況下分配器可具有兩個流體調(diào)節(jié)器，這兩個流體調(diào)節(jié)器從兩個入口接收制冷劑混合物并引導(dǎo)該制冷劑流。
[0084]圖21是分配器的相態(tài)傾向性流動形態(tài)的一個實施例的示意圖。向上的箭頭線代表氣體制冷劑流/分配例如從分配器的開口離開分配器。從左到右上升的輪廓實線代表了分配器的液體制冷劑流/分配的一個例子。應(yīng)當(dāng)注意的是，液體制冷劑流/分配根據(jù)流體調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)，如導(dǎo)流葉片，以及需要液體制冷劑集中的位置，可以變化。
[0085]控制在蒸發(fā)器殼體內(nèi)的空間的制冷劑流的兩級間隙速率的方式中，制冷劑置換陣列中的或相態(tài)傾向性分配器中的一個或者兩個一起可用于促進(jìn)獲得制冷劑流的所需的或目標(biāo)間隙速率。在一些實施例中，目標(biāo)間隙速率可為約5ft/s，但根據(jù)系統(tǒng)操作，負(fù)載和根據(jù)某些油處理/回收目的，可大于或小于5ft/s。在一些實施例中，該閾值速率可為約3ft/s，小于該閾值速率可能會產(chǎn)生泡沫流。應(yīng)當(dāng)注意的是，可對管束逐行進(jìn)行分析測試來確定閾值和目標(biāo)速率，以及可能對是否可以使用制冷劑置換陣列，是否有所需的和/或需要的進(jìn)行估計。在其他的情況，可以通過修改管束的管間距以有助于獲得目標(biāo)間隙速率。例如，對于低壓制冷劑，管間距和線路可以修改，例如可通過增加殼體中可用體積或空間從而獲得間隙速率。僅作為一個例子，例如，可以把管間距減小到管外表面之間只有3/16英寸的間隔/距離，但仍然適于典型的管板/或支撐組件。在一些例子中，可以使用管間距(P)和管直徑(D)的比例來確定管束設(shè)計。僅作為一個例子，可以使用P/D約大于1.16和約小于
1.375的比率來確定管束結(jié)構(gòu)。管間距可在局部放大，例如向管束的頂部放大，管間距可以不是至始至終都是恒定的。同樣，應(yīng)當(dāng)注意的是，如果有使用的話，折流板陣列的管開口也可以根據(jù)需要修改以適應(yīng)不同的管間距和管束之間的間距。
[0086]通常，一個實施例的制冷劑處理方法包括令制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器的殼體的內(nèi)部的空間，以及用制冷劑將管束的管的外表面潤濕。潤濕的步驟包括通過殼體的間隙空間包括通過管束中的相鄰的管的外表面之間的間隙空間和和管的外表面和間隔的外表面之間的間隙空間實現(xiàn)制冷劑的噴流。實現(xiàn)制冷劑的噴流的步驟包括維持適于實現(xiàn)制冷劑的噴流的制冷劑流的目標(biāo)間隙速率高于不能實現(xiàn)制冷劑的噴流的閾值間隙速率。例如，維持目標(biāo)間隙速率包括維持兩相間隙速率高于閾值，低于該閾值，不是所需的液體相對高的，即泡沫流，可能存在。殼體中的制冷劑通過和穿過管束的管的工藝液體進(jìn)行熱傳遞方式蒸發(fā)，以及蒸發(fā)的制冷劑從殼體中釋放。
[0087]消泡表面
[0088]在使用消泡表面的方式中，HVAC制冷器的蒸發(fā)器中的制冷劑處理方法包括令制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器的殼體內(nèi)的空間，以及用制冷劑將管束的管的外表面潤濕。殼體中的制冷劑通過和穿過管束的管的工藝液體進(jìn)行熱傳遞方式被蒸發(fā)；在蒸發(fā)步驟中由制冷劑和潤滑劑中的一個或多個形成的泡沫被降低，比如通過減少可能在制冷劑混合物上面出現(xiàn)的泡沫層的高度。減少泡沫形成的步驟包括:令制冷劑與殼體內(nèi)的消泡表面進(jìn)行相互作用。蒸發(fā)的制冷劑從殼體中釋放。
[0089]HVAC制冷器的蒸發(fā)器的制冷劑處理系統(tǒng)的一個實施例中具有消泡表面。該系統(tǒng)包括:殼體，該殼體內(nèi)具有接收制冷劑混合物的空間；制冷劑的混合物可包括潤滑劑。管束設(shè)置在殼體內(nèi)。該管束包括在殼體內(nèi)延伸的管，用于讓工藝流體流過并與制冷劑進(jìn)行熱傳遞。消泡表面設(shè)置在殼體的空間內(nèi)。該消泡表面設(shè)置在殼體內(nèi)并用于與制冷劑混合物相互作用并且適于避免或至少減少可能出現(xiàn)的泡沫。
[0090]在一些實施例中，該消泡表面可為設(shè)置在殼體的空間內(nèi)的疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面中的一者或兩者。在一些實施例中，這樣的表面可以通過使用某些材料創(chuàng)造，以及可以應(yīng)用涂料，表面增效，網(wǎng)或這些的組合，該表面還可以仍然允許制冷劑蒸汽流并足夠疏導(dǎo)而不至于涂覆使用的材料。
[0091]一般來說，如在HVAC系統(tǒng)的水制冷器的蒸發(fā)器內(nèi)的表面，使用疏制冷劑和/或疏油材料，可以降低或避免制冷劑混合物的泡沫。例如，這樣的表面可能被應(yīng)用在包括例如置換折流板的蒸發(fā)器的殼體內(nèi)的其他結(jié)構(gòu)的表面，或可以應(yīng)用于管/殼式蒸發(fā)器的銅管。此夕卜，這樣的表面可以是網(wǎng)的形式，可以用來擾亂和破壞泡沫的形成。
[0092]該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面可設(shè)置在一個或多個設(shè)置于殼體內(nèi)的墊片和具有被管插入的開口的折流板的上。一般來說，該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面可設(shè)置在一個或多個殼體的內(nèi)表面和管束的外表面上。
[0093]可用于制造這樣的表面的材料包括高分子塑料如聚丙烯、聚乙烯、或聚四氟乙烯；鍍鋅或鋁鐵材料；無機涂料；或這些材料的組合。使用這樣的材料破壞在蒸發(fā)過程中可能產(chǎn)生的泡沫，并降低在制冷劑/潤滑劑混合物中泡沫的量。
[0094]應(yīng)當(dāng)注意的是，消泡表面可以通過使用已知的或新穎的材料，涂料、表面增效，新型網(wǎng)材料，及其組合來實現(xiàn)。在一些實施例中，該消泡表面可為設(shè)置在殼體的空間內(nèi)的疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面中的一者或兩者。應(yīng)當(dāng)注意的是，材料也可以利用已經(jīng)建立的表面增效來創(chuàng)建疏制冷劑和/或潤滑劑的表面。表面增效可使用包括但不限于毫米，微型、和/或納米結(jié)構(gòu)，來破壞在蒸發(fā)過程中可能形成的泡沫，并減少在制冷劑/潤滑劑混合物中的泡沫的量。
[0095]應(yīng)當(dāng)注意的是，使用消泡表面不限于蒸發(fā)器，包括但不限于制冷器的HVAC系統(tǒng)的其他裝置，器件，以及元件可使用該消泡表面。例如，該制冷劑處理方式可用于HVAC制冷器的油或制冷劑罐或源。
[0096]例如，在HCAV制冷器的油罐或制冷劑罐的制冷劑處理的另一種方法包括令制冷劑進(jìn)入罐的殼體內(nèi)存在的空間。殼體內(nèi)的制冷劑通過壓力均衡來被擴容實現(xiàn)蒸發(fā)。例如在閃蒸步驟過程中，制冷劑和潤滑劑中一個或多個形成的泡沫被減少。泡沫可能會通過制冷劑的攪拌和閃蒸產(chǎn)生。減少泡沫形成的步驟包括令制冷劑與罐的殼體內(nèi)的消泡表面進(jìn)行相
互作用。
[0097]制冷劑處理系統(tǒng)的另一個實施例中，HVAC制冷器的油罐或制冷劑罐具有消泡表面。該系統(tǒng)包括殼體，該殼體內(nèi)具有接收制冷劑/油混合物的空間。消泡表面設(shè)置在殼體的空間內(nèi)。該消泡表面設(shè)置在殼體內(nèi)并用于與制冷劑混合物相互作用并且適于避免或至少減少可能出現(xiàn)的泡沫。
[0098]在一些實施例中，該消泡表面可為設(shè)置在殼體的空間內(nèi)的疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面中的一者或兩者。這些表面可以通過材料使用、涂料、表面增效，或網(wǎng)絲設(shè)置。
[0099]一般來說，如在HVAC系統(tǒng)的水制冷器的制冷劑和/或潤滑劑源或罐內(nèi)的表面使用疏制冷劑和/或疏油材料，可以降低或避免制冷劑混合物的泡沫。例如，這樣的表面可以應(yīng)用于罐內(nèi)其他結(jié)構(gòu)的表面，例如罐折流板或罐內(nèi)部的表面。此外，這樣的表面可以是網(wǎng)的形式，可以用來擾亂和破壞泡沫的形成。
[0100]可用于創(chuàng)建這樣的表面的材料包括高分子塑料如聚丙烯、聚乙烯、或聚四氟乙烯；鍍鋅或鋁鐵材料；無機涂料；或這些材料的組合。使用這樣的材料可破壞在制冷劑噴濺過程中可能產(chǎn)生的泡沫，并降低在制冷劑/潤滑劑混合物中泡沫的量。材料也可以利用已經(jīng)建立的表面增效來創(chuàng)建疏制冷劑和/或潤滑劑的表面。使用這樣的表面增效，無論是否是毫米，微型、和/或納米結(jié)構(gòu)，來破壞在蒸發(fā)過程中可能形成的泡沫，并減少在制冷劑/潤滑劑混合物中的泡沫的量。
[0101]關(guān)于上述說明，可以理解，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下在細(xì)節(jié)上可作修改。但是說明和描述的實施例僅作為示例，權(quán)利要求書的廣泛含義指出了本發(fā)明的真正范圍和精神。
【權(quán)利要求】
1.一種HVAC制冷器的蒸發(fā)器中制冷劑的處理方法，包括: 令制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器的殼體內(nèi)的空間； 用從殼體下部的內(nèi)表面物理延伸到管束中的管的外表面的墊片置換殼體內(nèi)的空間的一部分， 置換殼體內(nèi)的空間的一部分的步驟包括物理上防止制冷劑駐留在墊片所處的殼體內(nèi)的空間的部分，從而使墊片置換的殼體內(nèi)的空間的部分沒有制冷劑； 將管束的管的外表面用制冷劑潤濕；以及 通過與穿過管束的管的工藝液體進(jìn)行熱傳遞的方式將殼體中的制冷劑蒸發(fā)以及從殼體中釋放蒸發(fā)的制冷劑。
2.一種用于HVAC制冷器的蒸發(fā)器的制冷劑處理系統(tǒng)，包括: 殼體，具有接收在殼體中蒸發(fā)的制冷劑的空間； 設(shè)置于殼體中的管束，該管束包括在殼體內(nèi)延伸的管，用于讓工藝流體流過并與制冷劑進(jìn)行熱傳遞； 制冷劑置換陣列，包括多個用于置換殼體空間的一部分的墊片， 該墊片設(shè)置于殼體內(nèi)，從殼體下部的內(nèi)表面物理延伸到管束中的管的外表面， 其中，該墊片物理上防止制冷劑駐留在墊片所處的殼體空間的部分，從而使墊片置換的空間的部分沒有制冷劑。
3.如權(quán)利要求2所述的制冷劑處理系統(tǒng)，其中，該制冷劑置換陣列包括多個用于置換殼體中的空間的一部分的折流板，該空間的一部分為在管束中的管之間的間隙空間的一部分，該折流板包括通孔，管可插入該通孔，該通孔的內(nèi)徑大于管的外徑，該折流板物理上避免制冷劑駐留在折流板所處的位置的間隙空間的部分，從而由折流板置換的間隙空間的部分沒有制冷劑。
4.如權(quán)利要求3所述的制冷劑處理系統(tǒng)，其中，該通孔具有沿內(nèi)徑的凸起，該凸起防止管接觸通孔的內(nèi)徑。
5.如權(quán)利要求2所述的制冷劑處理系統(tǒng)，其中，一個或多個墊片的頂部與折流板連接以置換殼體中的空間的一部分，該空間的一部分為在管束中的管之間以及管和墊片之間的間隙空間的一部分，該折流板包括通孔，管可插入該通孔，該通孔的內(nèi)徑大于管的外徑。
6.如權(quán)利要求3所述的制冷劑處理系統(tǒng)，其中一個或多個墊片和折流板被安排和配制成在殼體的間隙空間，包括管束中的相鄰的管的外表面之間的間隙空間和管的外表面和墊片的外表面之間的間隙空間，實現(xiàn)制冷劑霧或噴流流態(tài)。
7.—種HVAC制冷器的蒸發(fā)器的制冷劑處理方法，包括: 令制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器的殼體內(nèi)的空間； 將管束的管的外表面用制冷劑潤濕；以及 潤濕的步驟包括通過殼體的間隙空間，包括通過管束中的相鄰的管的外表面之間的間隙空間，實現(xiàn)制冷劑混合物的霧或噴流， 實現(xiàn)制冷劑的噴流的步驟包括:維持適于實現(xiàn)制冷劑的噴流的制冷劑流的目標(biāo)間隙速率高于不能實現(xiàn)制冷劑的噴流的閾值間隙速率；以及 通過與穿過管束的管的工藝液體進(jìn)行熱傳遞方式將殼體中的制冷劑蒸發(fā)以及從殼體中釋放蒸發(fā)的制冷劑。
8.—種HVAC制冷器的蒸發(fā)器的制冷劑處理方法，包括: 令制冷劑混合物進(jìn)入分配器，該分配器設(shè)置于內(nèi)部具有空間的殼體的下部； 令制冷劑混合物進(jìn)入殼體中的空間， 令制冷劑混合物進(jìn)入殼體中的空間的步驟包括:將制冷劑的液體部分從分配器的一個或多個指定的位置送入殼體內(nèi)的空間，以及將制冷劑的氣體部分從沿分配器的長度的部分設(shè)置的注入孔送入殼體內(nèi)的空間，其中液體部分和氣體部分均以相態(tài)傾向性方式從分配器釋放； 將管束的管的外表面用制冷劑混合物中的制冷劑潤濕；以及 通過與穿過管束的管的工藝液體進(jìn)行熱傳遞的方式將殼體中的制冷劑蒸發(fā)以及從殼體中釋放蒸發(fā)的制冷劑。
9.一種用于HVAC制冷器的蒸發(fā)器的制冷劑處理系統(tǒng)，包括: 殼體，具有接收在制冷劑混合物殼體的空間，接收制冷劑混合物進(jìn)入殼體的空間的入口，以及從殼體釋放制冷劑混合物蒸發(fā)的制冷劑的出口 ； 設(shè)置于殼體中的管束，該管束包括在殼體內(nèi)延伸的管，用于讓工藝流體流過并與制冷劑進(jìn)行熱傳遞；以及 設(shè)置于殼體底部的分配器，該分配器包括設(shè)置于其內(nèi)的流體調(diào)節(jié)器和沿分配器的長度部分設(shè)置的注入孔， 該流體調(diào)節(jié)器用于將制冷劑混合物的液體部分從分配器的一個或多個指定的位置送入殼體內(nèi)的空間，以及 該注入孔用于將制冷劑混合物的氣體部分從注入孔送入殼體內(nèi)的空間， 其中該流體調(diào)節(jié)器和注入孔均用于將液體部分和氣體部分以相態(tài)傾向性方式分配進(jìn)入殼體的空間。
10.一種HVAC制冷器的蒸發(fā)器的制冷劑處理方法，包括: 令制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器的殼體內(nèi)的空間； 將管束的管的外表面用制冷劑潤濕；以及 通過和穿過管束的管的工藝液體進(jìn)行熱傳遞方式將殼體中的制冷劑蒸發(fā)； 在蒸發(fā)步驟減少一個或多個制冷劑和潤滑劑的泡沫的形成，減少泡沫的形成的步驟包括:令制冷劑與殼體內(nèi)的消泡表面相互作用；以及從所述殼體中釋放蒸發(fā)的制冷劑。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，令制冷劑與殼體內(nèi)的消泡表面相互作用的步驟包括:令制冷劑與疏制冷劑表面相互作用以及令與制冷劑一起的潤滑劑與疏潤滑劑表面相互作用，該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面設(shè)置于殼體內(nèi)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面設(shè)置在一個或多個設(shè)置于殼體內(nèi)的墊片和具有用于插入管的開口的折流板上。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面設(shè)置在一個或多個殼體的內(nèi)表面和管束的外表面上。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面設(shè)置在位于蒸發(fā)器的殼體內(nèi)的網(wǎng)上。
15.如權(quán)利要求11-14任一項所述的方法，其中，該消泡表面既疏制冷劑也疏潤滑劑。
16.一種用于HVAC制冷器的蒸發(fā)器的制冷劑處理系統(tǒng)，包括: 殼體，具有接收制冷劑混合物的空間； 設(shè)置于殼體中的管束，該管束包括在殼體內(nèi)延伸的管，用于讓工藝流體流過并與制冷劑進(jìn)行熱傳遞；以及 設(shè)置在殼體的空間內(nèi)的消泡表面，該消泡表面設(shè)置于殼體內(nèi)，用于與制冷劑混合物相互作用。
17.一種如權(quán)利要求16所述的制冷劑處理系統(tǒng)，其中該消泡表面包括: 設(shè)置在殼體的空間內(nèi)的疏制冷劑表面；以及 設(shè)置在殼體的空間內(nèi)的疏潤滑劑表面， 其中該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面設(shè)置于殼體內(nèi)，用于分別與制冷劑混合物中的制冷劑和潤滑劑相互作用。
18.—種如權(quán)利要求17所述的制冷劑處理系統(tǒng)，其中該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面包括一種或多種材料，該材料為高分子塑料，鍍鋅材料，鋁鐵材料，無機涂料，以及表面上整合設(shè)置的表面增效。
19.如權(quán)利要求17所述的制冷劑處理系統(tǒng)，其中，該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面設(shè)置在一個或多個設(shè)置于殼體內(nèi)的墊片和具有用于插入管的開口的折流板上。
20.如權(quán)利要求17所述的制冷劑處理系統(tǒng)，其中，該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面設(shè)置在一個或多個殼體的內(nèi)表面和管束的外表面上。
21.如權(quán)利要求17所述的制冷劑處理系統(tǒng)，其中，該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面設(shè)置在一個或多個網(wǎng)的表面上并位于蒸發(fā)器的殼體內(nèi)。
22.如權(quán)利要求16-21任一項所述的制冷劑處理系統(tǒng)，其中，該消泡表面既為疏制冷劑也為疏潤滑劑表面。
23.—種HVAC制冷器的制冷劑和/或油罐的制冷劑處理方法，包括: 令一個或多個制冷劑和潤滑劑進(jìn)入罐的殼體內(nèi)的空間； 通過壓力損失將殼體內(nèi)的一個或多個制冷劑和潤滑劑進(jìn)行閃蒸；以及 在制冷劑閃蒸步驟減少一個或多個制冷劑和潤滑劑的泡沫的形成， 減少泡沫形成的步驟包括:令一個或多個制冷劑和潤滑劑與殼體內(nèi)的消泡表面進(jìn)行相互作用。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，令一個或多個制冷劑和潤滑劑與殼體內(nèi)的消泡表面相互作用的步驟包括:令制冷劑與疏制冷劑表面相互作用以及令存在的潤滑劑與疏潤滑劑表面相互作用，該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面設(shè)置于殼體內(nèi)。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面設(shè)置在殼體或殼體內(nèi)的折流板的一個或多個內(nèi)表面上。
26.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面設(shè)置在位于蒸發(fā)器的殼體內(nèi)的網(wǎng)上。
27.如權(quán)利要求23-26任一項所述的方法，其中，該消泡表面既為疏制冷劑也為疏潤滑劑表面。
28.—種HVAC制冷器的制冷劑和/或油罐的制冷劑處理系統(tǒng)，包括: 殼體，具有接收制冷劑混合物的空間；以及設(shè)置在殼體的空間內(nèi)的消泡表面，用于與制冷劑混合物相互作用。
29.如權(quán)利要求28所述的制冷劑處理系統(tǒng)，其中，該消泡表面包括: 設(shè)置在殼體的空間內(nèi)的疏制冷劑表面；以及 設(shè)置在殼體的空間內(nèi)的疏潤滑劑表面， 其中，該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面，用于在殼體內(nèi)分別與制冷劑混合物中的制冷劑和潤滑劑相互作用。
30.一種如權(quán)利要求28所述的制冷劑處理系統(tǒng)，其中，該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面包括一種或多種材料，該材料為高分子塑料，鍍鋅材料，鋁鐵材料，無機涂料，以及在表面上整合設(shè)置的表面增效。
31.如權(quán)利要求28所述的制冷劑處理系統(tǒng)，其中，該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面設(shè)置在一個或多個位于殼體內(nèi)的折流板上。
32.如權(quán)利要求28所述的制冷劑處理系統(tǒng)，其中，該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面設(shè)置在殼體內(nèi)的一個或多個內(nèi)表面上。
33.如權(quán)利要求28所述的制冷劑處理系統(tǒng)，其中，該疏制冷劑表面和疏潤滑劑表面設(shè)置在殼體內(nèi)的一個或多個網(wǎng)的表面上。
34.如權(quán)利要求27 -31任一項所述的制冷劑處理系統(tǒng)，其中，該消泡表面既疏制冷劑也疏潤滑劑。
【文檔編號】F28F9/013GK103958996SQ201280058102
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月26日
【發(fā)明者】喬恩·菲利普·哈特菲爾德, 哈里·肯尼思·林, 邁克爾·威廉·格倫, 斯蒂芬·安東尼·庫杰克, 羅納德·莫里斯·科斯比 申請人:特靈國際有限公司