热传递装置和包括热传递装置的储存系统制造方法及图纸

一种用于向所有室(310a、310b、310c)提供无阻碍的蒸汽通道(320)的热传递装置和系统。该装置和系统可以被用作蒸发器或冷凝器的一部分，在该部分处，液体与蒸汽之间的潜在的不期望的相互作用可以从缓解中受益。期望的相互作用可以从缓解中受益。期望的相互作用可以从缓解中受益。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热传递装置和包括热传递装置的储存系统


[0001]本专利技术涉及热传递装置和包含热传递装置的储存系统。特别地，本专利技术涉及诸如蒸发器或冷凝器之类的热传递装置，在该热传递装置中，减轻或减弱了液体与蒸汽之间的潜在的不期望的相互作用。这可以通过多个液体室或导管来实现，这些液体室或导管可以彼此流体连接，也可以不流体连接。液体室或导管设置有蒸汽出口或蒸汽旁通区域，蒸汽可以通过这些蒸汽出口或蒸汽旁通区域被排出或膨胀进入。热传递装置中可能存在经历相变的材料、液体和/或气体

技术介绍

[0002]主电源的成本历来相对便宜。然而，预计随着我们减少对化石燃料的依赖并增加可再生能源的使用，电力成本可能会继续增加。不断增加的电力成本促使消费者通过安装太阳能和其他“离网”系统来降低能源成本，所述“离网”系统中的许多系统例如在提供太阳能电池板和昂贵的电池组方面具有高得令人望而却步的初始设置成本。在住宅和商业环境中，制冷通常会导致显著的负载需求。目前市场上有许多不同的制冷系统设计，其旨在降低功耗以满足一些国家的能源合规要求。
[0003]便携式或移动式制冷系统通常是在缩小现有的国内和工业设计的基础上设计的。现有的便携式系统通常依赖电池来提供储存的能量以供消耗。预计在便携式或基于太阳能的系统的情况下，减少电力消耗可能会带来显著的好处。
[0004]现有的制冷系统设计效率低下
[0005]启动区
‑
现有系统中的压缩机每次开启时，系统都需要时间来稳定并向蒸发器提供液体制冷剂。在此期间，压缩机正在消耗功率并且无法提供有效的冷却。用于维持储存舱室温度的循环率越高、即每小时/天从开启到关闭的循环率越高，压缩机低效消耗功率的时间就越长。
[0006]现有系统使用高循环率来维持舱室温度，尤其是在高环境条件下。这是必需的，因为无法在任何时间长度内保持舱室温度稳定。
[0007]图1中提供了现有制冷系统的工作循环的示例。
[0008]铅酸电池
‑
当DC压缩机启动时，它们使用较高的电流直到系统稳定为止。较高的电流负载将减少铅酸电池的可用能量。铅酸电池的内部损耗随着负载电流的增加而增加。
[0009]热传递
‑
热传递依赖于从冷却(蒸发器)板到冰箱储存舱室内的空气的热传递。将热能从空气传递至蒸发器本质上是低效的，并且在板上需要具有低温的大表面以在蒸发器板与空气之间产生必要的温差(TD)，以维持储存舱室温度。通常，蒸发器与储存舱室温度之间的TD是10℃至15℃。压缩机只能在该TD下短时间运行，否则离蒸发器最近的产品的储存温度将开始低于期望的温度。当产品仅适用于冷藏温度储存时，这可能会导致产品冻结。
[0010]由于这种热传递，因此难以在储存舱室的所有区域中维持一致的温度。为了克服这个问题，一些系统使用风扇，其益处是减少蒸发器与储存舱室之间的TD。这也有助于在整个储存舱室中提供均匀的温度。
[0011]机柜保持时间
‑
常规系统中的储存舱室温度只能在系统不运行的情况下保持一小段时间。保持时间一般取决于储存舱室的尺寸、绝缘件的密度、厚度和热导率以及舱室内温度与外部大气温度之间的TD。
[0012]便携式制冷系统通常用于尺寸和重量是重要因素的应用中。这对绝缘件的厚度和密度施加了限制。市场对成本也非常敏感，并且因此保持低价格也是产品设计与机柜效率的重要因素。
[0013]由于这些因素，每天的运行时间可能高达25％至100％。
[0014]噪音和热
‑
在许多情况下，便携式和移动式制冷系统安装在靠近睡眠区域的位置。压缩机通常会在打开循环期间产生大量热和噪音，而风扇在夜间循环。就用户便利性而言，这不利于夜间操作。
[0015]现有的系统蒸发器设计效率低下
[0016]在常规的蒸发器系统中，考虑到由于液体和蒸汽流过蒸发器，通常会经历效率降低。通常，液体流向最低点并且被收集在积聚器中。在图2中图示了这种常规系统及其启动操作的示例。下面提供了对现有蒸发器系统的一些一般性评论。
[0017]许多系统将液体送入蒸发器的底部，并且然后使用膨胀的蒸汽和来自压缩机的吸力将液体的段塞通过组合路径移动至蒸发器的顶部。这导致更多的液体被收集在蒸发器的底部部段中，从而减少了有效的热传递面积并在舱室的底部部段中产生了更冷的温度。
[0018]单路径
‑
现有的蒸发器具有穿过蒸发器的一条组合的液体和蒸汽路径。
[0019]蒸汽和液体的热传递
‑
与液体相比，通过蒸汽的热传递明显效率更低。随着蒸发器中的蒸汽量的增加，可以被吸收的热负载越少。
[0020]液体段塞
‑
当液体被注入蒸发器板时，一部分液体会汽化成蒸汽。然后该蒸汽膨胀并置换与蒸发器板的金属表面接触的液体。来自压缩机的吸入压力将蒸汽朝向压缩机吸入，并且这反过来又在蒸汽移动穿过蒸发器时带走液体的段塞。蒸发器板的最后部段可以被设计成积聚器以捕获液体并防止液体到达并损坏压缩机。
[0021]积聚器液体浓度和积冰
‑
液体主要积聚在积聚器或蒸发器板的一个部段中，从而导致主要是在该部段周围的不一致的积冰。冰是绝缘体，并且因此减少了液体的热负载。最终结果是使热通过冰层传递所需的吸入压力/温度较低。冰层越厚，液体与储存舱室之间的TD越大，并且系统效率越低。
[0022]大型蒸发器
‑
由于从储存舱室空气到板的低效热传递，通常需要大型蒸发器板。通常，蒸发器板构成机柜的完整内衬并且粘合至绝缘件。这降低了生产成本，但也降低了系统性能(效率)。这在内部储存舱室温度降低和/或外部环境温度升高时是明显的。蒸发器板与储存舱室空气温度的TD通常为约10℃至15℃。这导致蒸发器温度为
‑
10℃至
‑
15℃。蒸发器温度越低，实现的COP(性能系数)越低。通常，冰箱的COP为约1。
[0023]液体捕获器
‑
为了增加液体传递，现有设计沿着通过蒸发器板的路径捕获液体。通常会添加小的旁通部段来捕获液体。由于液体流向最低点，并且汽化的液体产生被捕获的蒸汽部段，被捕获的蒸汽部段将液体沿着管道推出液体捕获器，因此这具有最小的影响。实际上，捕获器的顶部部段经常填充有蒸汽。液体在其汽化成蒸汽时的迅速膨胀容易地将蒸汽周围的液体置换并将其推出液体捕获器。
[0024]系统中的液体体积
‑
一种解决方案是通过增加制冷剂充注来增加蒸发器中的液体
体积。这通常会导致改善的蒸发器性能，但也会在不同的环境温度条件下导致液体溢流回压缩机。对此进行管理可能需要额外的积聚器或者机械和/或电子控制，这会增加系统的制造成本。额外的积聚器和/或增加的制冷剂充注也可能增加系统的热效率低下，并且限制压缩机以足够的速率排出蒸汽以降低和维持恒定的储存舱室条件在不同环境温度下所需的蒸发器温度/压力的能力。
[0025]一致的储存舱室温度和梯度
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热传递装置，包括：第一层和相对的第二层；多个流体连接的液体室，所述多个流体连接的液体室被布置在所述第一层与所述相对的第二层之间；液体入口，所述液体入口用于将液体引入至所述液体室；蒸汽回路，所述蒸汽回路被布置在所述第一层与所述第二层之间且与所述液体室连通并且适于接收离开所述液体室的蒸汽；以及蒸汽出口，所述蒸汽出口用于移除来自所述蒸汽回路的蒸汽。2.根据权利要求1所述的热传递装置，其中，所述第一层和所述第二层分别包括基本上平坦的第一板和基本上平坦的第二板。3.根据权利要求2所述的热传递装置，其中，所述基本上平坦的第一板和所述基本上平坦的第二板是轧制结合的金属板。4.根据权利要求3所述的热传递装置，其中，用于所述多个流体连接的液体室、所述液体入口、所述蒸汽回路和所述蒸汽出口的轮廓在轧制结合期间形成在所述基本上平坦的第一板和所述基本上平坦的第二板中。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的热传递装置，其中，与所述液体入口连通的第一液体室流体连接至第二液体室，所述第二液体室又流体连接至第三液体室。6.根据权利要求5所述的热传递装置，其中，所述第一液体室、所述第二液体室和所述第三液体室布置在所述热传递装置上。7.根据权利要求6所述的热传递装置，包括将所述第一液体室与所述第二液体室流体连接的第一液体溢流部和将所述第二液体室与所述第三液体室流体连接的第二液体溢流部。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的热传递装置，其中，所述蒸汽回路包括与所述多个流体连接的液体室相关联的多个蒸汽排出通道。9.根据权利要求8所述的热传递装置，其中，所述蒸汽排出通道与外围蒸汽通道流体连通，所述外围蒸汽通道与所述蒸汽出口流体连通。10.根据权利要求1至9中的任一项所述的热传递装置，其中，所述液体室中的一个或更多个液体室包括布置在所述液体室内并在所述第一层与所述第二层之间延伸且连接所述第一层和所述第二层的连接部分。11.根据权利要求1至10中的任一项所述的热传递装置，还包括布置在所述第一层和所述第二层中的至少一者的外部面上的至少一个液体储存器。12.根据权利要求11所述的热传递装置，包括在所述第一层和所述第二层两者的外表面上的至少一个液体储存器。13.根据权利要求11或12所述的热传递装置，其中，所述液体储存器包括液体和布置在所述液体储存器中的导热材料。14.根据权利要求11至13中的任一项所述的热传递装置，其中，所述导热材料包括铝丝棉、切屑或刨花。15.一种热传递装置，包括：第一层和相对的第二层；
多个液体室，所述多个液体室被布置在所述第一层与所述相对的第二层之间；多个液体入口，所述多个液体入口用于将液体引入至相应的液体室；以及多个蒸汽出口，所述多个蒸汽出口用于移除来自相应的液体室的蒸汽。16.根据权利要求15所述的热传递装置，其中，所述第一层和所述第二层分别包括基本上平坦的第一板和基本上平坦的第二板。17.根据权利要求16所述的热传递装置，其中，所述基本上平坦的第一板和所述基本上平坦的第二板是轧制结合的金属板。18.根据权利要求17所述的热传递装置，其中，用于所述多个液体室、所述液体入口和所述蒸汽出口的轮廓在轧制结合期间形成在所述基本上平坦的第一板和所述基本上平坦的第二板中。19.根据权利要求15至18中的任一项所述的热传递装置，其中，所述多个液体室布置在所述热传递装置上。20.根据权利要求15至19中的任一项所述的热传递装置，其中，所述液体入口和所述蒸汽出口布置在所述液体室的上部相反侧。21.根据权利要求15至20中的任一项所述的热传递装置，还包括布置在所述第一层和所述第二层中的至少一者的外部面上的至少一个液体储存器。22.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾伦，
申请(专利权)人：阿尔盖萨冷却有限责任公司，
类型：发明
国别省市：