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CN101855502A - 热交换器 - Google Patents

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CN101855502A
CN101855502A CN200980100951A CN200980100951A CN101855502A CN 101855502 A CN101855502 A CN 101855502A CN 200980100951 A CN200980100951 A CN 200980100951A CN 200980100951 A CN200980100951 A CN 200980100951A CN 101855502 A CN101855502 A CN 101855502A
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CN
China
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tube bank
hood
shell
heat exchanger
passage
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Application number
CN200980100951A
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English (en)
Inventor
P·德拉米纳特
J·A·科勒
M·K·亚尼克
W·F·麦奎德
J·考夫曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Johnson Controls Technology Co
Original Assignee
Johnson Controls Technology Co
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Abstract

公开了一种包括一热交换器的蒸气压缩系统，和一种用在一蒸气压缩系统中的热交换器，该热交换器包括一个外壳(76)、一个机罩(86)、一个管束(78)、一个分配器(80)和一个封闭的通道。该外壳(76)可包括一个出口(104)，该出口被配置为允许来自外壳(76)的蒸气(96)通过，该机罩(86)可被配置和定位为覆盖该管束(78)和该分配器(80)，该管束(78)可基本水平地在该外壳(76)内延伸，该分配器(80)可被配置为将流体施用到该管束(78)，以及该通道被配置和定位为接收蒸气(96)并且为该蒸气(96)提供到出口(104)的流动路径。

Description

热交换器
相关申请的交叉参引
本申请要求提交于2008年1月11日的题为“FALLING FILMEVAPORATOR SYSTEMS(降膜式蒸发器)”的美国临时申请No.61/020,533的优先权和权益，该申请以参引方式纳入本文。
背景技术
本申请主要涉及热交换器。本申请更具体地涉及热交换器外壳结构。
用在加热、通风和空调系统中的传统的冷却液体系统(chilledliquid system)包括一个蒸发器，以实现在该系统的制冷剂和另一种待冷却的液体之间的热能传递。一种类型的蒸发器包括一个带有形成管束的多个管子的外壳，待要被冷却的液体通过该管束循环。使得该制冷剂接触该外壳之内的管束的外部或外在表面，导致在待冷却的液体和该制冷剂之间的热能的传递。例如，在通常称为“降膜式”蒸发器中，通过喷雾或其他类似技术，可将制冷剂沉积于管束的外表面。在又一个实施例中，在通常称为“溢流式”蒸发器中，管束的外表面可被完整地或部分地浸没在液体冷却液中。在又一个实施例中，在通常称为“混合降膜式”蒸发器中，该管束的一部分可具有沉积在外表面的制冷剂，而该管束的另一部分可浸没在液体制冷剂中。
由于和该液体的热能传递，该制冷剂被加热并被转化到蒸气态，其然后返回到一个压缩机，在该压缩机处该蒸气被压缩，以开始另一个制冷剂循环。被冷却的液体可以被循环到位于整个建筑物中的多个热交换器。来自该建筑物的较暖的空气经过该热交换器，在该热交换器处已冷却的液体被加热，同时为该建筑物冷却空气。由建筑物空气所加热的液体返回到该蒸发器，以重复该过程。
发明内容
本发明涉及一种用于蒸气压缩系统中的热交换器，包括一个外壳；一个机罩；一个管束；一个分配器；和一个封闭的通道。该通道包括一个出口，该出口被配置为允许将蒸气传到该蒸气压缩系统的一个部件；该机罩被配置和定位为覆盖该管束和该分配器；该管束基本水平地在该外壳内延伸；该分配器被配置为将流体施用到该管束；以及该封闭的通道被配置和定位为接收来自外壳内的蒸气并且为该蒸气提供到出口的流动路径。
本发明还涉及一种蒸气压缩系统，包括在制冷剂管线中连接的一个压缩机、一个冷凝器、一个膨胀装置和一个蒸发器。该蒸发器包括一个外壳、一个机罩、一个管束、一个分配器和一个通道。该外壳包括一个出口，该出口被配置为允许来自该外壳的蒸气通过，该机罩被配置和定位为覆盖该管束和该分配器，该管束基本水平地在该外壳内延伸，该分配器被配置为将流体施用到该管束，以及该通道被配置为和定位为接收蒸气并且为该蒸气提供到出口的流动路径。
本发明还涉及用于蒸气压缩系统中的热交换器，该热交换器包括一个外壳、一个机罩、一个管束、一个分配器、一个分隔部和一个腔。该外壳包括一个出口，该出口被配置为允许来自该外壳的蒸气通过，该机罩被配置和定位为覆盖该管束和该分配器，该管束基本水平地在该外壳内延伸，该分配器被配置为将流体施用到该管束，该分隔部被配置和定位为将该机罩和该腔隔离，而该腔与该出口流体连通。
本发明还涉及用于蒸气压缩系统中的热交换器，该热交换器包括一个外壳、一个机罩、一个管束和一个分配器。该外壳包括一个出口，该出口被配置为允许来自该外壳的蒸气通过，该机罩从该外壳延伸并且被配置和定位为覆盖该管束和该分配器，该管束基本水平地在该外壳内延伸，以及该分配器被配置为将流体施用到该管束。
附图说明
图1示出了加热、通风和空调系统的一个示例实施方案。
图2示出了示例蒸气压缩系统的立体图。
图3和图4示意性地示出了该蒸气压缩系统的示例实施方案。
图5A示出了一个示例蒸发器的分解的、部分切去的视图。
图5B示出了图5A的蒸发器的俯视立体图。
图5C示出了沿着图5B的线5-5的蒸发器的横截面图。
图6A示出了一个示例蒸发器的顶视立体图。
图6B和6C示出了沿着图6A的线6-6的蒸发器横截面。
图7A示出了一个蒸发器的示例实施方案的横截面。
图7B示出了图7A的蒸发器的歧管的立体图。
图8至13示出了蒸发器的一些示例实施方案的横截面。
具体实施方式
图1示出了典型的商务配置下的建筑物12中的、包括一个冷却液体系统的加热、通风和空调(HVAC)系统10的示例环境。系统10可包括一个蒸气压缩系统14，该蒸气压缩系统可供应一可用于冷却建筑12的冷却液体。系统10可包括一个锅炉16以及一个使空气在建筑物12内循环的空气分配系统，所述锅炉供应加热的液体，所述的加热的液体可用于给建筑物12供暖。该空气分配系统也可以包括空气返回管18、空气供应管20和空气处理器22。空气处理器22可包括一个热交换器，该热交换器通过导管24连接到锅炉16和蒸气压缩系统14。根据系统10的运行模式，空气处理器22中的热交换器可从锅炉16接收加热的液体或从蒸气压缩系统14接收冷却的液体。系统10被显示为在建筑物12的每一层具有分立的空气处理器，但应理解所述部件可在两层或多层之间共享。
图2和3示出了可在HVAC系统，诸如HVAC系统10中使用的示例蒸气压缩系统14。蒸气压缩系统14可通过由马达50驱动的压缩机32、冷凝器34、膨胀装置36，以及一个液体冷却器或液体蒸发器38，来循环制冷剂。蒸气压缩系统14还可包括一个控制面板40，该控制面板可包括模数(A/D)转换器42、微处理器44、非易失性存储器46和界面板48。在蒸气压缩系统14中可用作制冷剂的流体的一些实施例是基于氢氟碳化合物(HFC)的制冷剂——如R-410A、R-407、R-134a——氢氟烯烃(HFO)、“天然”制冷剂——如氨(NH3)、R-717、二氧化碳(CO2)、R-744——或基于碳氢化合物的制冷剂、水蒸气或任何其他合适类型的制冷剂。在一个示例实施方案中，蒸气压缩系统14可使用一个或多个VSD 52、一个或多个马达50、一个或多个压缩机32、一个或多个冷凝器34和/或一个或多个蒸发器38。
和压缩机32一同使用的马达50，可由变速驱动装置(VSD)52供电，或可直接由交流电(AC)或直流电(DC)电源供电。如果使用了VSD 52，该VSD从AC电源接收具有某一固定的线电压和固定的线频率的AC电力，并且向马达50提供具有可变电压和频率的电力。马达50可包括任何类型的电动马达，其可由VSD或直接由AC或DC电源供电。例如，马达50可以是开关磁阻马达、感应马达、电子整流永磁式马达或任何其他适合的马达类型。在一个替代示例实施方案中，其他驱动机构——诸如蒸汽式或燃气式涡轮机或发动机——以及相关联的部件可被用于驱动压缩机32。
压缩机32将制冷剂蒸气压缩，并且通过排出管线将该蒸气递送到冷凝器34。压缩机32可以是离心式压缩机、螺杆式压缩机、往复式压缩机、旋转式压缩机、摆杆式压缩机、涡旋式压缩机、涡轮式压缩机或任何其他合适的压缩机。由压缩机32递送到冷凝器34的制冷剂蒸气将热传递给流体，例如水或空气。由于与流体的热传递，制冷剂蒸气在冷凝器34中冷凝成制冷剂液体。来自冷凝器34的液体制冷剂流经膨胀装置36流到蒸发器38。在图3所示的示例实施方案中，冷凝器34是由水来冷却的，并且包括了连接到冷却塔56的管束54。
递送到蒸发器38的液体制冷剂从另一流体——其可以是与用于冷凝器34的流体相同或不同类型的流体——吸收热，并且经历变化至制冷剂蒸气的相变。在图3示出的示例实施方案中，蒸发器38包括连接到冷却负载62的一个管束，其具有供应管线60S和返回管线60R。过程流体，例如水、乙二醇、氯化钙盐水、氯化钠盐水或任何其他适合的流体，经由返回管线60R进入蒸发器38，并且经由供应管线60S离开蒸发器38。蒸发器38冷却了管子中的过程流体的温度。在蒸发器38中的管束可包括多个管子和多个管束。蒸气制冷剂离开蒸发器38并且通过吸入管线返回压缩机32以完成该循环。
图4与图3相似，其示出了具有中间回路64的制冷剂回路，所述中间回路64可被加入在冷凝器34和膨胀装置36之间，以提供增大的冷却能力、效率和性能。中间回路64具有入口管线68，该入口管线可直接连接至冷凝器34或可与冷凝器34流体连通。如图所示，入口管线68包括一个定位于中间容器70上游的膨胀装置66。在一个示例实施方案中，中间容器70可以是也称为闪蒸式中冷器(flashintercooler)的闪蒸罐。在一个替代实施方案中，中间容器70可被配置为一个热交换器或“表面式经济器(surface economizer)”。在这一闪蒸式中冷器配置中，第一膨胀装置66起到的作用为降低从冷凝器34接收的液体的压力。在闪蒸式中冷器中的膨胀过程中，液体的一部分被蒸发。中间容器70可被用于将已蒸发的蒸气与从冷凝器接收的液体分离。蒸发的液体可由压缩机32通过管线74以介于吸入和排出之间的压力或以压缩的中间级，抽到一个端口。未蒸发的液体通过该膨胀过程被冷却，并且在中间容器70的底部聚集，在该中间容器70的底部处，通过一个包括了第二膨胀装置36的管线72，液体被回收以流到蒸发器38。
在“表面式中冷器”配置中，如本领域技术人员所公知，该实施方式略有不同。中间回路64可以以如上所述类似的方式运行，除了它不像图4中所示的那样接收来自冷凝器34的全部数量的制冷剂，而是中间回路64仅仅接收来自冷凝器34的一部分制冷剂，而剩余制冷剂直接继续前进到膨胀设备36。
图5A至5C示出了被配置为“混合降膜式”蒸发器的一个蒸发器示例实施方案。如图5A至5C中所示，蒸发器138包括基本圆柱形的外壳76，其中多个管形成了管束78，所述管束78基本水平地沿着外壳76的长度延伸。至少一个支承件116可位于外壳76内侧，以支持管束78中的多个管。合适的流体——诸如水、乙烯、乙二醇或氯化钙盐水——流过管束78的管子。定位在管束78上方的分配器80，将来自多个位置的制冷剂110分配、沉积或施用到管束78中的管子之上。在一个示例实施方案中，由分配器80所沉积的制冷剂可以完全是液体制冷剂，但是在另一个示例实施方案中，由分配器80所沉积的制冷剂可以既包括液体制冷剂又包括蒸气制冷剂。
在管束78的管子周围流动而不改变状态的液体制冷剂在外壳76的下部聚集。所聚集的液体制冷剂可形成一池或一储存器的液体制冷剂82。来自分配器80的沉积位置可包括相对于管束78的纵向或横向位置的任意组合。在另一个示例实施方案中，来自分配器80的沉积位置不限于沉积到管束78的上部管子之上的沉积位置。分配器80可包括通过制冷剂的散布源提供的多个喷嘴。在一个示例实施方案中，所述散布源是和制冷剂源——诸如冷凝器34——连接的一个管。喷嘴包括喷雾嘴，但也包括可将制冷剂导引或引导到管子的表面上的机械加工的开口。所述喷嘴可将制冷剂以预定图案——诸如喷射图案——来施用，以使得管束78的上排的管子被覆盖。可布置管束78的管子以促进制冷剂以围绕管子表面的薄膜的形式进行流动，所述液体制冷剂凝聚以形成微滴，或者在某些情况下在管子表面的底部形成液体制冷剂的帘或薄片。所得到的薄片促进了管子表面的润湿，这增强了在管束78的管子之内流动的流体和围绕管束78的管子的表面流动的制冷剂之间的热传递效率。
在一池液体制冷剂82中，管束140可被浸没或者至少部分地浸没，以提供在制冷剂和过程流体之间更多的热能传递，以将该池液体制冷剂82蒸发。在一个示例实施方案中，管束78可以被定位为至少部分在管束140之上(也即，至少部分覆在管束之上)。在一个示例实施方案中，蒸发器138包括一个双行程系统，在该双程系统中待要被冷却的过程流体首先流入管束140的管子内，然后被引导为沿着与管束140中的流动方向相反的方向在管束78的管子之内流动。在该双行程系统的第二行程中，在管束78中流动的流体的温度降低，从而需要与管束78表面上流动的制冷剂之间发生较少量的热传递来获得过程流体的期望温度。
应理解，虽然描述的是双行程系统，其中第一行程和管束140相关联，而第二行程和管束78相关联，但其它布置也在预期之内。例如，蒸发器138可以包括一个单行程系统，在单行程系统中过程流体以相同方向流过管束140和管束78。替代地，蒸发器138可以包括一个三行程系统，其中两个行程与管束140相关联，而余下的行程和管束78相关联，或者其中一个行程和管束140相关联而余下的两个行程和管束78相关联，此外，蒸发器138可包括交变的双行程系统，其中一个行程既和管束78关联又和管束140相关联，而第二行程也既和管束78关联又和管束140相关联。在一个示例实施方案中，管束78被定位为至少部分在管束140之上，同时一条缝隙将管束78与管束140隔离开。在又一个示例实施方案中，机罩86覆在该管束78之上，且机罩86朝向所述缝隙延伸并止于该缝隙附近。总之，其中每个行程可与管束78和管束140中的一个或两个相关联的任意数量的行程是在预期之内的。
一个机壳或机罩86被定位于管束78之上，以基本阻止交叉流动，也即，阻止蒸气制冷剂，或液体和蒸气制冷剂106在管束78的管子之间的横向流动。机罩86定位于管束78的管子之上并且横向地限定管束78的管子的边界。机罩86包括一个靠近机壳76的上部定位的上端88。分配器80可以定位于机罩86和管束78之间。在又一示例实施方案中，分配器80可被定位在机罩86附近但在其外部，以使得分配器80不被定位在机罩86和管束78之间。然而，即使分配器80未被定位在机罩86和管束78之间，分配器80的喷嘴仍然被配置为将制冷剂导引或施用到管子的表面上。机罩86的上端88被配置为基本阻止所施加的制冷剂110和部分蒸发的制冷剂——也即液体和/或蒸气制冷剂106——的流直接流至出口104。相反，施加的制冷剂110和制冷剂106均被机罩86约束，更具体地，施加的制冷剂110和制冷剂106被强迫为在壁92之间向下运动——在所述制冷剂能够通过机罩86的开口端94离开之前。围绕机罩86的蒸气制冷剂96的流，也包括了远离所述池的液体制冷剂82流动的蒸发的制冷剂。
应理解，至少上述的相关术语对于本公开内容中其他示例实施方案是非限制性的。例如，机罩86可相对于先前所讨论的其他蒸发器部件旋转，也即，机罩86，包括壁92，不限于竖直方向。一旦绕着基本平行于管束78的管子的一个轴线充分地旋转机罩86，机罩86就不能再被认为是“定位为”在管束78的管子“之上”或“在横向限定”管束78的管子的“边界”。类似地，机罩86的“上”端88可以不再靠近外壳76的“上部”，而其他示例实施方案并不限于在机罩和外壳之间的这些布置。在一个示例实施方案中，机罩86在覆盖管束78之后终止，虽然在另一个示例实施方案中，机罩86在覆盖管束78之后继续延伸。
当机罩86迫使制冷剂106在壁92之间向下行进并且通过开口端104之后，在该蒸汽制冷剂从外壳76的下部到外壳76的上部于外壳76和壁92之间的空间内行进之前，所述蒸气制冷剂经历方向上的突然变化。与重力的影响相结合，流的突然方向改变，导致所夹带的任何制冷剂微滴的一部分与液体制冷剂82或外壳76碰撞，从而将这些微滴从蒸气制冷剂96的流中除去。而且，在壁92之间沿着机罩86的长度行进的制冷剂雾，凝聚成了更容易通过重力分离的更大的点滴，或是保持充分地接近于管束78或与其接触，以允许制冷剂雾通过与管束的热传递而蒸发。由于增大的点滴尺寸，提高了通过重力分离液体的效率，允许了于壁92和外壳76之间的空间流过蒸发器的蒸气制冷剂96的向上速度增加。蒸气制冷剂96，无论是从开口端94还是从所述液体制冷剂82的池流出的，都流经靠近上端88从壁92突出的一对延长部98，并且进入沟道100。在于出口104处离开蒸发器138之前，蒸气制冷剂96通过槽102进入沟道100，该槽是在延长部98末端和外壳76之间的空间。在另一个示例实施方案中，蒸气制冷剂96可通过形成于延长部98中的开口或孔而不是通过槽102进入沟道100。在另一个示例实施方案中，槽102可由机罩86和外壳76之间的空间形成，也即，机罩86不包括延长部98。
换句话说，一旦制冷剂106从机罩86离开，蒸气制冷剂96就沿着前述的通道从外壳76下部流到外壳76上部。在一个示例实施方案中，在到达出口104之前，所述通道在机罩86和外壳76的表面之间可以是基本对称的。在一个示例实施方案中，挡板，诸如延长部98靠近蒸发器出口设置，以阻止一个从蒸气冷却剂96到压缩机入口的直接路径。
在一个示例实施方案中，机罩86包括相对的基本平行的壁92。在另一个示例实施方案中，壁92可以基本竖直地延伸并且止于开口端94，所述开口端94定位为基本与上端88相对。上端88和壁92紧靠管束78的管子定位，而壁92朝向外壳76的下部延伸，以基本横向地限定管束78的管子的边界。在一个示例实施方案中，壁92与管束78中的管子可间隔大约0.02英寸(0.5mm)到大约0.8英寸(20mm)之间。在另一个示例实施方案中，壁92与管束78中的管子可间隔大约0.1英寸(3mm)到大约0.2英寸(5mm)之间。然而，在上端88和管束78的管子之间的间隔可显著大于0.2英寸(5mm)，以提供足够的间隔来将分配器80定位在所述管子和机罩上端之间。在一个示例实施方案中，机罩86的壁92基本是平行的，而外壳76是圆柱形的，壁92也可相对于该外壳的一个中心竖直对称平面对称，该中心竖直对称平面将隔离了壁92的空间平分。在其他示例实施方案中，壁92不需要竖直地延伸经过管束78的下部管子，壁92也不需要是平面的，因为壁92可以是弯曲的或具有其他非平面形状。无论何种具体结构，机罩86均被配置为在壁92的约束之内引导制冷剂106通过机罩86的开口端94。
图6A至6C示出了被配置为“降膜式”蒸发器128的蒸发器的一个示例实施方案。如图6A至图6C所示，蒸发器128类似于在图5A至5C示出的蒸发器138，除了蒸发器128不包括位于制冷剂82池——所述制冷剂82池聚集在外壳的下部——中的管束140外。在一个示例实施方案中，机罩86在覆盖管束78之后终止，而在另一个示例实施方案中，机罩86在覆盖管束78之后进一步朝向所述池的制冷剂82延伸。在又一个示例实施方案中，机罩86止于使得机罩不完全覆盖该管束，也即并不基本覆盖该管束。
如图6B和6C所示，可使用泵84来将所述液体制冷剂82池从外壳76下部经由管线114再循环到分配器80。如图6B中进一步示出，管线114可包括一个可与一冷凝器(未示出)流体连通的调节装置112。在另一示例实施方案中，可采用一个排出器(未示出)将液体冷却剂82从外壳76下部抽出，其中使用来自冷凝器34的加压制冷剂，并借助伯努利效应来运作。该排出器结合了调节装置112和泵84的功能。
在一个示例实施方案中，管子或管束的一个布置可由多个均匀间隔的管子所限定，所述管子竖直和水平对齐，形成了一个基本为矩形的轮廓。然而，可使用管束的堆栈布置，其中不仅该布置不是均匀间隔，而且管子既不是竖直也不是水平对齐的。
在另一示例实施方案中，设想了不同的管束结构。例如，可在管束中使用翅片管(未示出)，例如沿着该管束的最上方的水平行或最上方部分。除了可能使用翅片管之外，也可采用为使池沸腾应用(poolboiling application)——例如在“溢流式”蒸发器中的池沸腾应用——的运行更有效率而开发的管子。除此之外，或者，作为与翅片管的结合，对管束的管子的外表面应用多孔涂层。
在又一示例实施方案中，蒸发器外壳的横截面轮廓可以是非圆形的。
在一个示例实施方案中，该机罩的一部分可以部分地延伸进入外壳出口中。
此外，可将系统14的膨胀装置的膨胀功能纳入分配器80中。在一个示例实施方案中，可使用两种膨胀装置。在分配器80的喷雾嘴中显示了一个膨胀装置。另一个膨胀装置，例如膨胀装置36，可在定位于蒸发器内部的喷雾嘴提供膨胀之前，提供制冷剂的初步部分膨胀。在一个示例实施方案中，另一个膨胀装置，也即该非喷雾喷嘴膨胀装置，可通过液体制冷剂82在蒸发器中的水平来控制，以考虑操作条件中的变化，诸如蒸发和冷凝压力以及部分冷却负载的变化。在一个替代示例实施方案中，膨胀装置可通过在冷凝器中的液体制冷剂的水平来控制，或者在又一个示例实施方案中，膨胀装置可由在“闪蒸式经济器”容器中的液体制冷剂的水平来控制。在一个示例实施方案中，大部分膨胀可发生在喷嘴中，这提供了更大的压力差，且同时允许喷嘴具有减少的尺寸，因此减少了喷嘴的尺寸和成本。
图7A至图13示出了在蒸气压缩系统中使用的蒸发器的示例实施方案。如图所示，蒸发器包括外壳76、机罩86、管束78、分配器80、出口104以及用于蒸气从蒸发器流出的一个或多个通道。在一个示例实施方案中，外壳76、机罩86、管束78、分配器80和出口104可类似于在图5A至5C所示的蒸发器128和/或图6A至6C所示的蒸发器138中所示的相应部件。
图7A示出了蒸发器148的一个示例实施方案。蒸发器148包括一对歧管144，该对歧管被配置为通过孔154接收蒸气制冷剂96，并且向出口104提供蒸气制冷剂96。在另一个示例实施方案中，在蒸发器148中可使用仅一个歧管144。在又一个示例实施方案中，在机罩86的一侧上可定位多个歧管。歧管144可靠近机罩86的壁92定位。每个歧管144可沿着机罩86的长度延伸。出口104可在沿着歧管144的任何适当位置连接到歧管144。壁92和外壳76可形成机罩86。在一个示例实施方案中，机罩86可由从外壳延伸出的一个或多个分隔部形成，而这些分隔部形成了机罩86的壁92。在另一个示例实施方案中，机罩的上部可从机罩86的一个壁92延伸到机罩86的另一个壁92，同时邻接外壳76。参见图7A和7B，蒸气制冷剂96从机罩86和液体制冷剂82流出，围绕歧管144流动并且在蒸气制冷剂96改变方向之后流入孔154。
在一个示例实施方案中，突出部(未示出)可被用于在蒸气制冷剂96进入歧管144中的孔154之前，辅助蒸气制冷剂96的方向的改变。在一个示例实施方案中，所述突出部可从机罩86突出，而在另一示例实施方案中，所述突出部可从外壳76向机罩86延伸。所述突出部可形成一个流动路径，该流动路径可在蒸气制冷剂96到达出口104之前增加从蒸气制冷剂96除去的所夹带的液体的量。
参见图7A和7B，在一个示例实施方案中，其尺寸和间隔被选择性地设计的孔154可沿着包括了所述孔154的歧管144定位，该歧管从出口104附近沿着机罩86延伸。孔154的变化的尺寸和间隔，可通过控制提供到孔154的蒸气制冷剂96的压力，允许制冷剂96到出口104的更为一致的流动。在一个示例实施方案中，蒸气制冷剂96到出
104的流动可被配置为降低蒸气制冷剂96流向压缩机32的速度。在另一个示例实施方案中，孔154被定位为进一步形成一个用于制冷剂96的流动路径。例如，孔154可被定位为，使突出部98部分地阻碍到孔154的流动路径。歧管144可具有如图7B所示基本圆柱形的几何形状、基本长方体的几何形状、部分弯曲的几何形状或任何合适的几何形状。在又一个示例实施方案中，歧管144可具有一个沿着机罩86延伸的非均一横截面面积。
图9示出了蒸发器168的一个示例实施方案。蒸发器168包括一对歧管145，该对歧管被配置为通过孔154接收蒸气制冷剂96并且将蒸气制冷剂96提供到出口104。歧管145可靠近机罩86的壁92定位，且可基本为直线形。每个歧管145可以沿着机罩86的长度延伸。出口104可在沿着歧管145的任何合适位置被连接到歧管145。壁92和外壳76可形成机罩86。在一个示例实施方案中，机罩86可由一个或多个从外壳76延伸的分隔部形成，而这些分隔部形成了机罩86的壁92。在另一个示例实施方案中，机罩的上部可从机罩86的一个壁92延伸到机罩86的另一壁92，同时邻接外壳76。蒸气制冷剂96从机罩86和所述液体制冷剂82池流出并围绕所述歧管145流动，且流入孔154。在另一个示例实施方案中，在蒸发器168中可使用仅一个歧管145。歧管145可以部分地由机罩86的壁92形成。在一个示例实施方案中，歧管145可被附接到机罩86的壁92。歧管145的孔154可形成沿着歧管145延伸的沟道。所述沟道在歧管145上可具有变化的尺寸和位置，以通过维持沿着歧管的基本恒定的压力，允许蒸气制冷剂96更一致的流动。
图10示出了蒸发器178的一个示例实施方案。蒸发器178包括一对歧管147，该对歧管被配置为通过孔154接收蒸气制冷剂96并且向出口104提供蒸气制冷剂96。歧管147可邻近机罩86的壁92定位，且可被充分地弯曲。每个歧管147可沿着机罩86的长度延伸。出口104可在沿着歧管147的任何合适位置被连接到歧管147。壁92和外壳76可形成机罩86。在一个示例性实施方案中，机罩86可由从外壳76延伸的一个或多个分隔部形成，其中这些分隔部形成了机罩86的壁92。在另一个示例实施方案中，机罩的上部可从机罩86的一个壁92延伸到机罩86的另一个壁92，同时邻接外壳76。蒸气制冷剂96从机罩86和所述液体制冷剂82池流出，围绕歧管147流动，并且流入孔154。在另一个示例实施方案中，在蒸发器178中可使用仅一个歧管147。歧管147可部分由机罩86的壁92形成。在一个示例实施方案中，歧管147可被附接到机罩86的壁92。歧管147的孔154可以是沿着歧管147延伸的沟道。所述沟道在歧管147上可具有变化的尺寸和位置，以通过维持沿着该歧管的基本恒定的压力，允许蒸气制冷剂96更为一致的流动。
图12示出了蒸发器198的一个示例实施方案。蒸发器198包括一个突出部98，以辅助除去在蒸气制冷剂96中夹带的液体制冷剂微滴，同时分隔部152和外壳76形成了一个用于蒸气制冷剂96的通道。蒸气制冷剂96从机罩86和所述液体制冷剂82池流出，通过间隙155并且流至出口104，在到达出口104之前围绕和/或沿着分隔部152和/或突出部98流动。突出部98可被定位在分隔部152之上。在一个示例实施方案中，当机罩86的壁代替了分隔部152时，突出部98可被定位在机罩86上。在另一个示例实施方案中，突出部98可被定位在外壳76上。在另一个示例实施方案中，机罩86可被略去，且该机罩可由从该外壳延伸的分隔部形成。在另一个示例实施方案中，机罩86可被略去，且该机罩可由从该外壳延伸的两个分隔部形成，所述分隔部被定位在分配器的相对侧。在其他示例实施方案中，所述蒸发器的部件可相应于机罩86的一个或多个壁92而被非对称地形成。在一个示例实施方案中，该分隔部可基本竖直地延伸。
图13示出了蒸发器208的一个示例实施方案。蒸发器208包括机罩86的延伸到外壳76的上端88。蒸发器208包括突出部98，该突出部从机罩86延伸并且形成了蒸气制冷剂96的流动路径。蒸气制冷剂96从机罩86和所述液体冷却剂82池流出，围绕和/或沿着突出部98流动并且通过开口154。在一个示例实施方案中，突出部98被定位在外壳76上。在另一个示例实施方案中，机罩86的上端88可朝向出口104延伸，从而允许了蒸发器208的更小的尺寸。例如，当出口104基本被定位在蒸发器208顶部时，机罩86的上端88可延伸使得机罩86的上端88的正上部朝向出口104延伸。也即，在一个示例实施方案中，机罩86的上端88可朝向出口延伸，且可与外壳的内表面基本齐平。
图8示出了蒸发器158的一个示例实施方案。蒸发器158包括一个腔142，该腔被配置为通过一个或多个具有过滤器150——例如消除器或液-气分离器——的开口来接收蒸气制冷剂96。然后蒸气制冷剂96可通过腔142流至出口104。腔142可被定位于外壳76顶部，以降低外壳76的尺寸。出口104可在沿着腔142的任何合适位置被连接到腔142。壁92和外壳76可形成机罩86。在一个示例实施方案中，机罩86可由从外壳76延伸的一个或多个分隔部形成，同时所述分隔部形成机罩86的壁92。在另一个示例实施方案中，机罩的上部可从机罩86的一个壁92延伸到机罩86的另一个壁92，同时邻接外壳76。蒸气制冷剂96，包括来自液体制冷剂82的蒸发的制冷剂，从机罩流出，流入定位于外壳76和机罩86之间的通道内，并围绕机罩86的壁92流动，并通过过滤器150流入腔142以及流入出口104。在一个示例实施方案中，蒸发器158可包括从机罩86延伸的突出部98。在一个示例实施方案中，用于蒸气制冷剂96流的通道可包括腔孔146(见图11)，过滤器150，或其组合。在一个示例实施方案中，腔142可被形成在该外壳中。
图11示出了蒸发器188的一个示例实施方案。蒸发器188包括一个腔142，该腔被配置为通过一个或多个腔孔146接收蒸气制冷剂96。然后蒸气制冷剂96通过该腔142流至出口104。腔142可被定位于外壳76顶部，以减小外壳76的尺寸。出口104可在沿着腔142的任何合适位置连接到腔142。蒸气制冷剂96，包括来自液体制冷剂82的蒸发的制冷剂，从机罩流出，流入位于外壳76和机罩86之间的通道内，并围绕机罩86的壁92流动并通过孔146流入腔142以及流入出口104。在一个示例实施方案中，蒸发器158可包括从机罩86延伸的突出部98。在一个示例实施方案中，用于蒸气制冷剂96流的通道可包括腔孔146、过滤器150(见图8)或其组合。在一个示例实施方案中，腔142可形成在外壳中。
虽然示出并描述了本发明的仅仅某些特征和实施方案，本领域普通技术人员可想到许多修改和变化(例如，各种不同元件的大小、尺寸、结构、外形和比例，参数的值(例如温度、压力等等)，安装布置，材料使用、颜色、方向等的变化)而不实质性地背离权利要求记载的发明主题的新颖教导和优点。可根据替代实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的顺序或次序。因此应理解，所附权利要求意在覆盖落入本发明的真实主旨内的所有这样的修改和改变。此外，在致力于提供对示例实施方案的简洁说明的过程中，可能并未描述实际实施方式的所有特征(也即，那些和当前构想的实施本发明的最佳模式无关的，或那些和实施所要求保护的发明无关的特征)。应理解，在任何这些实际实施方式的开发中，如同在任何工程或设计项目中那样，可作出许多实施方式具体决定。这样的开发努力可以是复杂的和耗时的，但对于已从本公开内容获益的本领域技术人员而言，仍然是设计、装配和制造的常规工作，无须过度的实验。

Claims (31)

1.一种用于蒸气压缩系统中的热交换器，包括：
一个外壳；
一个机罩；
一个管束；
一个分配器；和
一个封闭的通道；
该通道包括一个出口，该出口被配置为允许将蒸气传到该蒸气压缩系统的一个部件；
该机罩被配置和定位为覆盖该管束和该分配器；
该管束基本水平地在该外壳内延伸；
该分配器被配置为将流体施用到该管束；以及
该封闭的通道被配置和定位为接收来自外壳内的蒸气并且为该蒸气提供到出口的流动路径。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述通道包括一个被配置和定位为接收来自外壳的蒸气的孔。
3.根据权利要求2所述的热交换器，其中所述通道包括多个孔。
4.根据权利要求3所述的热交换器，其中所述多个孔具有大小不相等的面积。
5.根据权利要求4所述的热交换器，其中在所述多个孔中，一些面积比所述多个孔中的其余的孔的面积更大的孔靠近所述通道的每个末端定位。
6.根据权利要求3的热交换器，还包括多个过滤器，所述多个过滤器的每个过滤器靠近所述多个孔的一个孔被定位。
7.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述通道被定位在该外壳之内。
8.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述通道被定位在该外壳之外。
9.根据权利要求1所述的热交换器，还包括一个突出部，该突出部从该机罩延伸并被配置为将蒸气流导引入该通道。
10.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述通道包括一个歧管，所述歧管被配置为使得蒸气制冷剂从一个受阻的方向进入该歧管。
11.根据权利要求10所述的热交换器，其中所述机罩包括被配置和定位为靠近所述管束的相对的壁。
12.根据权利要求11所述的热交换器，其中所述通道包括多个歧管，所述多个歧管靠近所述机罩的相对的壁被定位。
13.根据权利要求12所述的热交换器，其中所述多个歧管的每个歧管均和机罩的相对的壁成整体。
14.根据权利要求1所述的热交换器，还包括至少一个分隔部，该分隔部从机罩延伸并形成了该机罩的至少一个壁。
15.根据权利要求1所述的热交换器，还包括：
第二管束；以及
其中所述第一管束至少部分在所述第二管束之上；
其中所述机罩在覆盖所述第一管束之后终止。
16.一种蒸气压缩系统，包括：
在一个制冷剂管线中连接的一个压缩机、一个冷凝器、一个膨胀装置和一个蒸发器；
该蒸发器包括：
一个外壳；
一个机罩；
一个管束；
一个分配器；和
一个通道；
该外壳包括一个出口，该出口被配置为允许来自该外壳的蒸气通过，
该机罩被配置和定位为覆盖该管束和该分配器，
该管束基本水平地在该外壳内延伸，
该分配器被配置为将流体施用到该管束，以及
该通道被配置为和定位为接收蒸气并且为该蒸气提供到出口的流动路径。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述通道包括了具有大小不相等的面积的多个孔，其中在所述多个孔中，一些面积比所述多个孔中的其余的孔的面积更大的孔靠近所述通道的每个末端定位。
18.根据权利要求16所述的系统，还包括一个突出部，该突出部从该机罩延伸并被配置为将蒸气流导引入该通道。
19.根据权利要求16所述的系统，其中所述通道包括一个歧管，所述歧管被配置为使得蒸气制冷剂从一个受阻的方向进入该歧管。
20.根据权利要求16所述的系统，其中所述通道包括多个歧管，所述多个歧管靠近所述机罩的相对的壁被定位。
21.根据权利要求16所述的系统，还包括：
第二管束；以及
其中所述第一管束至少部分在所述第二管束之上；
其中所述机罩在覆盖所述第一管束之后终止。
22.一种用于蒸气压缩系统中的热交换器，包括：
一个外壳；
一个机罩；
一个管束；
一个分配器；
一个分隔部；和
一个腔；
该外壳包括一个出口，该出口被配置为允许来自该外壳的蒸气通过；
该机罩被配置和定位为覆盖该管束和该分配器；
该管束基本水平地在该外壳内延伸；
该分配器被配置为将流体施用到该管束；
该分隔部被配置和定位为将该机罩和该腔隔离；以及
该腔与该出口流体连通。
23.根据权利要求22所述的热交换器，其中所述分隔部包括该机罩的一部分。
24.根据权利要求22所述的热交换器，还包括一个突出部，所述突出部从该分隔部延伸，以干扰该腔中的蒸气流。
25.根据权利要求24所述的热交换器，其中所述突出部从该外壳延伸。
26.根据权利要求22所述的热交换器，其中所述分隔部基本竖直地在外壳之内延伸。
27.根据权利要求22所述的热交换器，还包括：
第二管束；以及
其中所述第一管束至少部分在所述第二管束之上；
其中所述机罩在覆盖所述第一管束之后终止。
28.一种用于蒸气压缩系统中的热交换器，包括：
一个外壳；
一个机罩；
一个管束；
一个分配器；以及
该外壳包括一个出口，该出口被配置为允许来自该外壳的蒸气通过；
该机罩从该外壳延伸，被配置和定位为覆盖该管束和该分配器；
该管束基本水平地在该外壳内延伸；以及
该分配器被配置为将流体施用到该管束。
29.根据权利要求28所述的热交换器，还包括一个从该外壳延伸的突出部。
30.根据权利要求28所述的热交换器，还包括一个从该机罩延伸的突出部。
31.根据权利要求28所述的热交换器，还包括：
第二管束；以及
其中所述第一管束至少部分在所述第二管束之上；
其中所述机罩在覆盖所述第一管束之后终止。
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