Многоуровневая распределительная система для испарителя
Испаритель с падающими пленками содержит корпус и множество трубок испарителя, расположенных в корпусе. Система распределения жидкого хладагента расположена в корпусе и содержит коллектор, имеющий множество выпускных отверстий коллектора, расположенных ниже горизонтали относительно центра поперечного сечения коллектора, и перегородку, расположенную между множеством выпускных отверстий коллектора и распределительным резервуаром и содержащую множество отверстий перегородки. Перегородка содержит первую часть и вторую часть, каждая из которых отходит от оболочки по направлению к распределительному резервуару и которые расположены с противоположных сторон от коллектора таким образом, что расстояние между первой частью и второй частью перегородки увеличивается по мере увеличения расстояния от распределительного резервуара. Распределительный резервуар имеет множество отверстий распределительного резервуара, подающих жидкий хладагент на множество трубок испарителя во время работы. Способ работы испарителя включает в себя подачу двухфазной смеси парообразного и жидкого хладагента в коллектор и разбрызгивание смеси из коллектора через множество отверстий коллектора в направлении распределительного резервуара. Смесь сталкивается с перегородкой, расположенной между коллектором и распределительным резервуаром, и жидкий хладагент отделяется от смеси благодаря столкновению. Жидкий хладагент накапливается в распределительном резервуаре. Техническим результатом является снижение риска неравномерного распределения и/или пересыхания трубок испарителя. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Объект изобретения, описанный в данном документе, относится к системам отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и охлаждения (ОВКВиО). Конкретнее, объект изобретения, описанный в данном документе, относится к испарителям для систем ОВКВиО.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Системы ОВКВиО, такие как холодильники, используют испаритель, способствующий обмену тепловой энергией между хладагентом в испарителе и средой, текущей во множестве трубок, расположенных в испарителе. В затопленном испарителе трубки погружены в ванну с хладагентом. Это создает необходимость особенно большого объема хладагента, в зависимости от количества и размера трубок испарителя, для эффективной работы системы. Другой тип испарителя, используемый в холодильных системах, это испаритель с падающими пленками. В испарителе с падающими пленками трубки испарителя расположены как правило под распределительным коллектором, из которого выходит хладагент, образующий «падающие пленки» на трубках испарителя.
[0003] Жидкий хладагент течет в направлении действия силы тяжести, падает на трубки испарителя и испаряется. Испарение происходит в тонкой пленке на поверхности трубок испарителя. Малая часть жидкого хладагента выкипает в зоне кипения в большом объеме, как правило, расположенной под трубками испарителя. Различные способы применялись для распределения жидкости по трубкам с падающими пленками с помощью однофазной гравитационной подачи вместо распыления под давлением через форсунки. Преимущества гравитационной подачи могут включать в себя снижение риска неравномерного распределения и/или пересыхания трубок испарителя. Обеспечивая превосходное распределение, этот способ гравитационной подачи может потребовать перекачивания значительных объемов как для разделения пара и жидкости, так и для сети распределяемого в последствии потока жидкости. Эти объемы могут быть значительными из-за их влияния на размеры резервуара теплообменника и задержку порции жидкости в распределительной системе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] В одном варианте реализации изобретения испаритель с падающими пленками содержит корпус и множество трубок испарителя, расположенных по меньшей мере частично в корпусе. Система распределения жидкого хладагента расположена в корпусе и содержит коллектор, имеющий множество выпускных отверстий коллектора, и перегородку, расположенную между коллектором и распределительным резервуаром, и содержащую множество отверстий перегородки. Распределительный резервуар имеет множество отверстий распределительного резервуара для подачи жидкого хладагента на множество трубок испарителя во время работы.
[0005] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения коллектор и распределительный резервуар по меньшей мере частично заключены в оболочку.
[0006] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения оболочка образует канал потока хладагента между оболочкой и распределительным резервуаром, позволяющий смеси парообразного и жидкого хладагента выходить из распределительного резервуара.
[0007] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения перегородка расположена между оболочкой и распределительным резервуаром.
[0008] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения коллектор содержит цилиндр, причем осевой размер цилиндра самый большой.
[0009] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения множество выпускных отверстий коллектора расположены под углом от 15 до 60 градусов ниже горизонтали.
[0010] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения перегородка содержит пористый кинетический барьер.
[0011] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения множество отверстий распределительного резервуара выполнены с возможностью поддержания постоянного уровня жидкого хладагента в распределительном резервуаре во время работы в условиях полной нагрузки.
[0012] В другом варианте реализации изобретения система отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и охлаждения (ОВКВиО) содержит конденсатор, через который течет поток хладагента, и испаритель с падающими пленками с гидравлическим сообщением с конденсатором. Испаритель с падающими пленками содержит корпус, множество трубок испарителя, расположенных по меньшей мере частично в корпусе, и систему распределения жидкого хладагента, расположенную в корпусе. Система распределения содержит коллектор, имеющий множество выпускных отверстий коллектора, и перегородку, расположенную между коллектором и распределительным резервуаром, и содержащую множество отверстий перегородки. Распределительный резервуар имеет множество отверстий распределительного резервуара для подачи жидкого хладагента на множество трубок испарителя во время работы. Компрессор принимает поток парообразного хладагента из испарителя с падающими пленками.
[0013] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения коллектор и распределительный резервуар по меньшей мере частично окружены оболочкой.
[0014] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения оболочка образует канал потока хладагента между оболочкой и распределительным резервуаром, позволяющий смеси парообразного и жидкого хладагента выходить из распределительного резервуара.
[0015] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения перегородка расположена между оболочкой и распределительным резервуаром.
[0016] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения коллектор содержит цилиндр, причем осевой размер цилиндра самый большой.
[0017] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения множество выпускных отверстий коллектора расположены под углом от 15 до 60 градусов ниже горизонтали.
[0018] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения перегородка содержит пористый кинетический барьер.
[0019] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения множество отверстий распределительного резервуара выполнены с возможностью поддержания постоянного уровня жидкого хладагента в распределительном резервуаре во время работы в условиях полной нагрузки.
[0020] Еще в одном варианте реализации изобретения способ работы испарителя включает в себя подачу двухфазной смеси парообразного и жидкого хладагента в коллектор и разбрызгивание двухфазной смеси парообразного и жидкого хладагента из коллектора через множество отверстий коллектора в направлении распределительного резервуара. Смесь парообразного и жидкого хладагента сталкивается с перегородкой, расположенной между коллектором и распределительным резервуаром, и жидкий хладагент отделяется от смеси парообразного и жидкого хладагента благодаря столкновению. Жидкий хладагент накапливается в распределительном резервуаре.
[0021] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения жидкий хладагент подается через множество отверстий распределительного резервуара на множество трубок испарителя; и
[0022] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения происходит обмен тепловой энергией между жидким хладагентом и теплоносителем, текущим через множество трубок испарителя.
[0023] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения парообразный хладагент из смеси парообразного и жидкого хладагента подается из распределительного резервуара через паровой канал, образованный паровой оболочкой и корпусом испарителя.
[0024] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения разбрызгивание дополнительно включает направление двухфазной смеси парообразного и жидкого хладагента через множество отверстий коллектора под углом от 15 градусов до 60 градусов ниже горизонтальной центральной линии коллектора.
[0025] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения в распределительном резервуаре поддерживается средний уровень жидкого хладагента между первым уровнем и вторым уровнем, причем первый уровень составляет 50% от второго уровня.
[0026] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения в распределительном резервуаре поддерживается такой средний уровень жидкого хладагента, что скорость потока жидкого хладагента через множество отверстий распределительного резервуара по существу постоянна.
[0027] Эти и другие преимущества и характеристики станут более понятными из следующего описания в сочетании с графическими материалами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0028] Объект изобретения конкретно указан и определенно заявлен в заключении спецификации. Предыдущие и другие характеристики и преимущества данного изобретения очевидны из следующего подробного описания в сочетании с приложенными графическими материалами, в которых:
[0029] Фиг. 1 представляет собой схематический вид варианта реализации системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха;
[0030] Фиг. 2 представляет собой схематический вид варианта реализации испарителя с падающими пленками системы ОВКВиО;
[0031] Фиг. 3 представляет собой вид в поперечном разрезе варианта реализации распределителя хладагента для испарителя с падающими пленками;
[0032] Фиг. 4 представляет собой вид сверху варианта реализации распределителя хладагента для испарителя с падающими пленками; и
[0033] Фиг. 5 представляет собой вид сверху другого варианта реализации распределителя хладагента для испарителя с падающими пленками.
[0034] Подробное описание объясняет варианты реализации данного изобретения, а также их преимущества и особенности, с помощью примеров со ссылкой на графические материалы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0035] На Фиг. 1 показан схематический вид варианта реализации системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и охлаждения (ОВКВиО), например, холодильника 10, использующего испаритель с падающими пленками 12. Поток парообразного хладагента 14 направляется в компрессор 16, а затем в конденсатор 18, выдающий поток жидкого хладагента 20 в дроссельный вентиль 22. Дроссельный вентиль 22 выпускает смесь парообразного и жидкого хладагента 24 в направлении испарителя 12, из которого парообразный хладагент 14 возвращается в компрессор 16.
[0036] Теперь, ссылаясь на Фиг. 2, как указано выше, испаритель 12 представляет собой испаритель с падающими пленками. Испаритель 12 содержит корпус 26 с компонентами испарителя 12, расположенными по меньшей мере частично в нем, среди которых множество трубок 28 испарителя. Распределитель 30, расположенный над трубками 28 испарителя, распределяет жидкий хладагент 32 по трубкам 28 испарителя. Происходит обмен тепловой энергией между потоком теплоносителя 34 (показан на Фиг. 1), текущим через трубки 28 испарителя в испаритель 12 и из него, и жидким хладагентом 32. По мере выкипания жидкого хладагента 32 в испарителе 12, полученный парообразный хладагент 14 направляется в компрессор 16 через всасывающий патрубок 38 и через всасывающую линию 40.
[0037] Распределитель 30 проиллюстрирован более подробно на Фиг. 3. Распределитель 30 содержит впускной канал 42, через который смесь парообразного и жидкого хладагента 24 попадает в распределитель 30. Впускной канал 42 направляет смесь парообразного и жидкого хладагента 24 в двухфазную коллекторную трубу 44. Коллекторная труба 44, расположенная в распределителе 30, может иметь любую подходящую форму поперечного сечения, в том числе круглую, как показано на Фиг. 3, эллиптическую, или многогранную с прямыми и/или изогнутыми сторонами. Коллекторная труба 44 расположена вдоль длины и ширины в обоих горизонтальных измерениях распределителя 30, как показано на Фиг. 4 и 5. Коллекторная труба 44 расположена по меньшей мере частично над множеством трубок 28 испарителя. Например, наибольший размер поперечного сечения коллекторной трубы 44 может проецироваться на множество трубок 28 испарителя, занимая от 10% до 100% площади множества трубок 28 испарителя (например, площади множества трубок 28 испарителя, взятой при виде сверху). Снова ссылаясь на Фиг. 3, коллекторная труба 44 содержит множество выпускных отверстий 46 коллектора, расположенных вдоль коллекторной трубы 44 (следует отметить, что схема расположения отверстий может быть любой). Выпускные отверстия 46 могут быть расположены в любом порядке вдоль коллекторной трубы 44, например, в одном или более продольно расположенных рядах, в шахматном порядке, по криволинейной или многоугольной схеме расположения и тому подобное. Например, один вариант реализации изобретения, как показано, использует два продольных ряда выпускных отверстий 46. Выпускные отверстия 46 могут быть одинакового размера или в альтернативном варианте могут различаться по размеру. Кроме того, выпускные отверстия 46 могут иметь любую подходящую форму, в том числе, но без ограничения, круглую, эллиптическую, многоугольную или подобную. Множество выпускных отверстий 46 выполнены с возможностью подачи смеси хладагента 24 вниз в направлении распределительного резервуара 50, причем множество выпускных отверстий 46 расположены в положении ниже горизонтали относительно центра поперечного сечения коллекторной трубы 44, как представлено позицией 48. В некоторых вариантах реализации изобретения множество выпускных отверстий 46 расположены на от около 15 градусов до 60 градусов ниже горизонтали, а в других вариантах реализации изобретения множество выпускных отверстий 46 могут быть расположены, например, между 10 градусами и 70 градусами, или между 5 градусами и 90 градусами относительно горизонтали. Выпускные отверстия 46 имеют соответствующий размер и расположение для надлежащей работы коллекторной трубы 44, так что смесь хладагента 24 остается распределенной по коллекторной трубе 44, в то же время предотвращая неконтролируемое разбрызгивание смеси хладагента 24 из выпускных отверстий 46.
[0038] Как отмечено выше, смесь хладагента 24 разбрызгивается в направлении распределительного резервуара 50. Распределительный резервуар 50 содержит закрытые торцы 52 и дроссельную диафрагму 54, образующую нижнюю поверхность распределительного резервуара 50. Дроссельная диафрагма 54 содержит множество отверстий 56, расположенных над пакетом трубок 28 испарителя ниже. Отверстия 56 имеют такие размеры и расположение, что в условиях полной нагрузки уровень жидкого хладагента 58 постоянный, и при этом с помощью гравитации достигается по существу постоянная скорость потока жидкого хладагента 58 через дроссельную диафрагму 54 и по трубкам 28 испарителя. Высота постоянного уровня жидкого хладагента 58 может изменяться во время работы, но отверстия могут иметь такой размер, что при постоянной нагрузке скорость потока жидкого хладагента через них может быть по существу постоянной (например, все скорости потока через множество отверстий составляют от 85% до 115% от средней скорости потока через множество отверстий при постоянной полной нагрузке). Сами отверстия 56 могут иметь любую подходящую форму, например, круглую, эллиптическую или многоугольную, либо могут быть выполнены в виде прорезей в дроссельной диафрагме 56. Кроме того, отверстия 56 могут быть расположены в любом подходящем порядке, например, рядами, причем каждый ряд расположен непосредственно над одной из множества трубок 28 испарителя и вдоль ее длины.
[0039] Перегородка 60 может быть расположена между выпускными отверстиями 46 коллектора и распределительным резервуаром 50. Перегородка 60 может быть расположена по существу перпендикулярно направлению разбрызгивания 62 из выпускных отверстий 46 коллектора. Перегородка 60 может представлять собой плоский лист. Перегородка 60 может содержать множество отверстий 64. Множество отверстий 64 могут иметь любую форму, например, круглых отверстий или продолговатых прорезей. Перегородка 60 или ее часть может содержать пористый кинетический барьер другого типа, такой как - сито. Возможна любая комбинация упомянутых выше конструкций перегородки, например, плоская перегородка, содержащая множество отверстий круглой формы.
[0040] Паровая оболочка 66 расположена над коллекторной трубой и распределительным резервуаром 50 так, что в некоторых вариантах реализации изобретения перегородка 60 расположена между паровой оболочкой 66 и распределительным резервуаром 50. Паровая оболочка 66 образует паровой канал 68 между паровой оболочкой 66 и торцом 52 распределительного резервуара.
[0041] Во время работы двухфазная смесь парообразного и жидкого хладагента 24 попадает в коллекторную трубу 44 через впускной канал 42. Смесь парообразного и жидкого хладагента 24 накапливается в коллекторной трубе 44 и разбрызгивается из выпускных отверстий 46 коллектора. Разбрызганная смесь парообразного и жидкого хладагента 24 сталкивается с перегородкой 60 и проходит через нее, уменьшая кинетическую энергию жидкой части хладагента 58 смеси парообразного и жидкого хладагента 24 так, что стоячие волны и динамические возмущения, создаваемые направленным вниз потоком жидкого хладагента 58 не вызывают значительных локальных отклонений скорости потока через отверстия 56 дроссельной диафрагмы 54. Такие нежелательные колебания уровня и отклонения скорости потока могут вызывать несбалансированность составляющих потока из отверстий 56 или образование сухих пятен на поверхности дроссельной диафрагмы 54. Жидкий хладагент 58 осаждается в распределительном резервуаре 50 и проходит через множество отверстий 56 и по множеству трубок 28 испарителя. После прохождения через перегородки 60 парообразный хладагент 72 из смеси парообразного и жидкого хладагента 24 выходит из распределителя 30 через паровой канал 68, проходя свой путь между паровой оболочкой 66 и корпусом 26 во всасывающий патрубок 38 (показан на Фиг. 2), чтобы вернуться в компрессор 16. Паровой канал 68 повышает вероятность того, что капли жидкости, выходящие из распределительной системы, столкнутся с оболочкой 66, трубками 28 испарителя или жидкой поверхностью в зоне кипения в большом объеме 74 испарителя. Это может уменьшить вероятность того, что нежелательное количество жидкого хладагента 58 попадет во всасывающий патрубок 38, по сравнению с другими испарительными системами. Следовательно, количество жидкого хладагента 58, испаряющегося внутри испарителя 12, может быть увеличено по сравнению с другими испарительными системами.
[0042] Теперь, ссылаясь на Фиг. 5, в одном из вариантов реализации изобретения коллекторная труба 44 может содержать эллиптический канал. Это может давать особые преимущества в системах, в которых доступное падение давления недостаточно для поддержания равномерной скорости потока из выпускных отверстий 46 вдоль коллектора 44. Впускной канал 42 выполнен с возможностью подачи смеси парообразного и жидкого хладагента 24 в коллектор 44 коаксиально с направлением 76 потока смеси парообразного и жидкого хладагента 24 в коллекторе 44. Кинетическая энергия высокоскоростного потока через впускной канал 42 добавляется к рециркулирующему потоку смеси парообразного и жидкого хладагента 24, таким образом создавая более равномерные условия потока внутри коллектора 44, а также делая возможным более равномерное осевое распределение хладагента из выпускных отверстий 46 коллектора, благодаря конструкции с двумя (или более) проходами.
[0043] Распределитель по данному изобретению сохраняет преимущества регулирования потока гравитационной подачи через дроссельную диафрагму 54, в тоже время устраняя требования большого объема хладагента вверх по потоку и размера резервуара, которые могут быть характерными для парожидкостных сепараторов и трубопроводов жидкого хладагента других конструкций. Это может уменьшить общее количество хладагента в системе и соответственно позволяет уменьшить затраты и сложность.
[0044] В одном варианте реализации изобретения испаритель с падающими пленками содержит корпус и множество трубок испарителя, расположенных по меньшей мере частично в корпусе. Система распределения жидкого хладагента расположена в корпусе и содержит коллектор, имеющий множество выпускных отверстий коллектора, и перегородку, расположенную между коллектором и распределительным резервуаром, и содержащую множество отверстий перегородки. Распределительный резервуар имеет множество отверстий распределительного резервуара для подачи жидкого хладагента на множество трубок испарителя во время работы.
[0045] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения коллектор и распределительный резервуар по меньшей мере частично заключены в оболочку.
[0046] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения оболочка образует канал потока хладагента между оболочкой и распределительным резервуаром, позволяющий смеси парообразного и жидкого хладагента выходить из распределительного резервуара.
[0047] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения перегородка расположена между оболочкой и распределительным резервуаром.
[0048] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения коллектор содержит цилиндр, причем осевой размер цилиндра самый большой.
[0049] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения множество выпускных отверстий коллектора расположены под углом от 15 до 60 градусов ниже горизонтали.
[0050] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения перегородка содержит пористый кинетический барьер.
[0051] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения множество отверстий распределительного резервуара выполнены с возможностью поддержания постоянного уровня жидкого хладагента в распределительном резервуаре во время работы в условиях полной нагрузки.
[0052] В другом варианте реализации изобретения система отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и охлаждения (ОВКВиО) содержит конденсатор, через который течет поток хладагента, и испаритель с падающими пленками с гидравлическим сообщением с конденсатором. Испаритель с падающими пленками содержит корпус, множество трубок испарителя, расположенных по меньшей мере частично в корпусе, и систему распределения жидкого хладагента, расположенную в корпусе. Система распределения содержит коллектор, имеющий множество выпускных отверстий коллектора, и перегородку, расположенную между коллектором и распределительным резервуаром, и содержащую множество отверстий перегородки. Распределительный резервуар имеет множество отверстий распределительного резервуара для подачи жидкого хладагента на множество трубок испарителя во время работы. Компрессор принимает поток парообразного хладагента из испарителя с падающими пленками.
[0053] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения коллектор и распределительный резервуар по меньшей мере частично окружены оболочкой.
[0054] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения оболочка образует канал потока хладагента между оболочкой и распределительным резервуаром, позволяющий смеси парообразного и жидкого хладагента выходить из распределительного резервуара.
[0055] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения перегородка расположена между оболочкой и распределительным резервуаром.
[0056] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения коллектор содержит цилиндр, причем осевой размер цилиндра самый большой.
[0057] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения множество выпускных отверстий коллектора расположены под углом от 15 до 60 градусов ниже горизонтали.
[0058] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения перегородка содержит пористый кинетический барьер.
[0059] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения множество отверстий распределительного резервуара выполнены с возможностью поддержания постоянного уровня жидкого хладагента в распределительном резервуаре во время работы в условиях полной нагрузки.
[0060] Еще в одном варианте реализации изобретения способ работы испарителя включает в себя подачу двухфазной смеси парообразного и жидкого хладагента в коллектор, и разбрызгивание двухфазной смеси парообразного и жидкого хладагента из коллектора через множество отверстий коллектора в направлении распределительного резервуара. Смесь парообразного и жидкого хладагента сталкивается с перегородкой, расположенной между коллектором и распределительным резервуаром, и жидкий хладагент отделяется от смеси парообразного и жидкого хладагента благодаря столкновению. Жидкий хладагент накапливается в распределительном резервуаре.
[0061] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения жидкий хладагент подается через множество отверстий распределительного резервуара на множество трубок испарителя; и
[0062] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения происходит обмен тепловой энергией между жидким хладагентом и теплоносителем, текущим через множество трубок испарителя.
[0063] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения парообразный хладагент из смеси парообразного и жидкого хладагента подается из распределительного резервуара через паровой канал, образованный паровой оболочкой и корпусом испарителя.
[0064] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения разбрызгивание дополнительно включает направление двухфазной смеси парообразного и жидкого хладагента через множество отверстий коллектора под углом от 15 градусов до 60 градусов ниже горизонтальной центральной линии коллектора.
[0065] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения в распределительном резервуаре поддерживается средний уровень жидкого хладагента между первым уровнем и вторым уровнем, причем первый уровень составляет 50% от второго уровня.
[0066] В дополнительном или альтернативном варианте, в этом или в других вариантах реализации изобретения в распределительном резервуаре поддерживается такой средний уровень жидкого хладагента, что скорость потока жидкого хладагента через множество отверстий распределительного резервуара по существу постоянна.
[0067] Хотя данное изобретение подробно описано в связи только с ограниченным количеством вариантов реализации изобретения, следует понимать, что данное изобретение не ограничено такими описанными вариантами реализации изобретения. Напротив, данное изобретение может быть модифицировано для реализации любого количества вариаций, изменений, замен или равноценных конструкций, не описанных в данном документе, но соответствующих его идее и/или объему. Кроме того, хотя были описаны различные варианты реализации изобретения, следует понимать, что аспекты данного изобретения могут содержать только некоторые из описанных вариантов реализации изобретения. Соответственно, данное изобретение не следует рассматривать как ограниченное предшествующим описанием, оно ограничено только объемом приложенной формулы изобретения.
1. Испаритель с падающими пленками, содержащий:
корпус;
множество трубок испарителя, расположенных по меньшей мере частично в корпусе; и
систему распределения жидкого хладагента, расположенную в корпусе, содержащую:
коллектор, имеющий множество выпускных отверстий коллектора, расположенных ниже горизонтали относительно центра поперечного сечения коллектора;
распределительный резервуар, расположенный ниже коллектора и на расстоянии от него;
оболочку, по меньшей мере частично окружающую коллектор и распределительный резервуар;
перегородку, расположенную между множеством выпускных отверстий коллектора и распределительным резервуаром и содержащую множество отверстий перегородки, причем перегородка содержит первую часть и вторую часть, каждая из которых отходит от оболочки по направлению к распределительному резервуару и которые расположены с противоположных сторон от коллектора таким образом, что расстояние между первой частью и второй частью перегородки увеличивается по мере увеличения расстояния от распределительного резервуара, и распределительный резервуар имеет множество отверстий распределительного резервуара для подачи жидкого хладагента на множество трубок испарителя во время работы.
2. Испаритель с падающими пленками по п. 1, отличающийся тем, что оболочка образует канал потока хладагента между оболочкой и распределительным резервуаром, позволяющий выход смеси парообразного и жидкого хладагента из распределительного резервуара.
3. Испаритель с падающими пленками по п. 1, отличающийся тем, что коллектор содержит цилиндр, причем осевой размер цилиндра самый большой.
4. Испаритель с падающими пленками по п. 1, отличающийся тем, что множество выпускных отверстий коллектора расположены под углом от 15 до 60 градусов ниже горизонтали.
5. Испаритель с падающими пленками по п. 1, отличающийся тем, что перегородка содержит пористый кинетический барьер.
6. Испаритель с падающими пленками по п. 1, отличающийся тем, что множество отверстий распределительного резервуара выполнены с возможностью поддержания постоянного уровня жидкого хладагента в распределительном резервуаре во время работы в условиях полной нагрузки.
7. Система отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и охлаждения (ОВКВиО), содержащая:
конденсатор с потоком хладагента, текущим через него;
испаритель с падающими пленками с гидравлическим сообщением с конденсатором, содержащий:
корпус;
множество трубок испарителя, расположенных по меньшей мере частично в корпусе; и
систему распределения жидкого хладагента, расположенную в корпусе, содержащую:
коллектор, имеющий множество выпускных отверстий коллектора, расположенных ниже горизонтали относительно центра поперечного сечения коллектора;
распределительный резервуар, расположенный ниже коллектора и на расстоянии от него;
оболочку, по меньшей мере частично окружающую коллектор и распределительный резервуар;
перегородку, расположенную между множеством выпускных отверстий коллектора и распределительным резервуаром, и содержащую множество отверстий перегородки, причем перегородка содержит первую часть и вторую часть, каждая из которых отходит от оболочки по направлению к распределительному резервуару и которые расположены с противоположных сторон от коллектора таким образом, что расстояние между первой частью и второй частью перегородки увеличивается по мере увеличения расстояния от распределительного резервуара, и распределительный резервуар имеет множество отверстий распределительного резервуара для подачи жидкого хладагента на множество трубок испарителя во время работы; и
компрессор, принимающий поток парообразного хладагента из испарителя с падающими пленками.
8. Система ОВКВиО по п. 7, отличающаяся тем, что оболочка образует канал потока хладагента между оболочкой и распределительным резервуаром, позволяющий выход смеси парообразного и жидкого хладагента из распределительного резервуара.
9. Система ОВКВиО по п. 7, отличающаяся тем, что коллектор содержит цилиндр, причем осевой размер цилиндра самый большой.
10. Система ОВКВиО по п. 7, отличающаяся тем, что множество выпускных отверстий коллектора расположены под углом от 15 до 60 градусов ниже горизонтали.
11. Система ОВКВиО по п. 7, отличающаяся тем, что перегородка содержит пористый кинетический барьер.
12. Система ОВКВиО п. 7, отличающаяся тем, что множество отверстий распределительного резервуара выполнены с возможностью поддержания постоянного уровня жидкого хладагента в распределительном резервуаре во время работы в условиях полной нагрузки.
13. Способ работы испарителя, включающий следующие этапы:
подача двухфазной смеси парообразного и жидкого хладагента в коллектор;
разбрызгивание двухфазной смеси парообразного и жидкого хладагента из коллектора через множество отверстий коллектора, расположенных ниже горизонтали относительно центра поперечного сечения коллектора, в направлении распределительного резервуара;
сталкивание двухфазной смеси парообразного и жидкого хладагента с перегородкой, расположенной между коллектором и распределительным резервуаром и содержащей первую часть и вторую часть, каждая из которых отходит от оболочки по направлению к распределительному резервуару и которые расположены с противоположных сторон от коллектора таким образом, что расстояние между первой частью и второй частью перегородки увеличивается по мере увеличения расстояния от распределительного резервуара;
отделение жидкого хладагента от двухфазной смеси парообразного и жидкого хладагента с помощью столкновения; и
сбор жидкого хладагента в распределительном резервуаре.
14. Способ по п. 13, дополнительно включающий этап подачи жидкого хладагента через множество отверстий распределительного резервуара на множество трубок испарителя.
15. Способ по п. 14, дополнительно включающий этап обмена тепловой энергией между жидким хладагентом и теплоносителем, текущим через множество трубок испарителя.
16. Способ по п. 13, дополнительно включающий этап подачи парообразного хладагента из смеси парообразного и жидкого хладагента из испарителя через паровой канал, образованный паровой оболочкой и корпусом испарителя.
17. Способ по п. 13, отличающийся тем, что этап разбрызгивания дополнительно включает направление двухфазной смеси парообразного и жидкого хладагента через множество отверстий коллектора под углом от 15 до 60 градусов ниже горизонтальной центральной линии коллектора.
18. Способ по п. 13, дополнительно включающий поддержание среднего уровня жидкого хладагента в распределительном резервуаре между первым уровнем и вторым уровнем, причем первый уровень составляет 50% от второго уровня.
19. Способ по п. 14, дополнительно включающий поддержание такого среднего уровня жидкого хладагента в распределительном резервуаре, что скорость потока жидкого хладагента через множество отверстий распределительного резервуара по существу постоянна.
