本发明专利技术公开了具有制冷剂相分离器的浪涌式蒸汽压缩传热系统、装置和方法，该相分离器在压缩机运行周期的初始冷却之后产生进入蒸发器的入口中的汽相制冷剂的至少一次浪涌。汽相制冷剂的浪涌比液相制冷剂的温度高，该浪涌可增加蒸发器入口的温度，因而相对于缺少使汽相制冷剂的浪涌进入蒸发器的常规制冷系统，可减少霜冻形成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】减少除霜的浪涌式蒸汽压缩传热系统相关申请的交叉引用本申请要求2008年5月5日提交的名称为“减少除霜需求的浪涌式蒸汽压缩传热 系统、装置和方法”的美国临时申请No. 61/053，452的权利，引入该申请的全部内容作为参考。
技术介绍
蒸汽压缩系统使制冷剂在闭合回路系统中循环以从一种外部介质向另一种外部 介质传热。蒸汽压缩系统被用于空调、热泵和制冷系统中。图1示出了常规蒸汽压缩传热 系统100，该系统通过制冷剂流体的压缩和膨胀来工作。蒸汽压缩系统100通过闭合回路从 第一外部介质150向第二外部介质160传热。流体包括液相和/或气相流体。压缩机110或其它压缩装置减小制冷剂的体积，于是产生使制冷剂在回路中循环 的压差。压缩机110可机械地或用热的方法减小制冷剂的体积。然后，压缩的制冷剂流过 冷凝器120或热交换器，这增大了制冷剂和第二外部介质160之间的表面积。随着热量从 制冷剂传递到第二外部介质160，制冷剂体积缩小。当热量从第一外部介质150传递到压缩的制冷剂时，压缩的制冷剂体积膨胀。通 常利用包括膨胀装置的计量装置130以及热交换器或蒸发器140来促进该膨胀。蒸发器 140增大了制冷剂和第一外部介质150之间的表面积，于是增加了制冷剂和第一外部介质 150之间的热传递。热量传递到制冷剂使至少一部分膨胀的制冷剂经历从液体到气体的相 变。然后，变热的制冷剂返回到压缩机110和冷凝器120，在那里当热量传递给第二外部介 质160时，至少一部分变热的制冷剂经历从气体到液体的相变。闭合回路传热系统100可包括诸如连接压缩机110和冷凝器120的压缩机排出管 线115等其它部件。冷凝器120的出口可连接到冷凝器排出管线125，并且可连接到用于 存储液体的波动水平的接收器、用于去除污染物的过滤器和/或干燥器等部件(图未示)。 冷凝器排出管线125可使制冷剂循环到一个以上的计量装置130。计量装置130可包括一个以上的膨胀装置。膨胀装置可以是能够以与系统100的 期望运行相适合的速度来膨胀制冷剂或测量制冷剂压降的任何装置。可用的膨胀装置包括 热膨胀阀、毛细管、固定的和可调节的喷嘴、固定的和可调节的喷口、电子膨胀阀、自动膨胀 阀、手动膨胀阀等。膨胀的制冷剂大部分以液态进入蒸发器140中，只有很小部分以汽态进 入。离开计量装置130膨胀部分的制冷剂在流到蒸发器140之前流过膨胀的制冷剂传 递系统135，该系统可包括一个以上的制冷剂导流器136。膨胀的制冷剂传递系统135可与 计量装置130相结合，例如当计量装置130靠近于蒸发器140或与其合成一体时。这样，计 量装置130的膨胀部分可通过膨胀的制冷剂传递系统135连接至一个以上的蒸发器，该系 统可以是单管或者包括多个部件。例如美国专利No. 6，751，970和No. 6，857，281中所述， 计量装置130和膨胀的制冷剂传递系统135可具有更多的或附加的部件。一个以上的制冷剂导流器可与计量装置130、膨胀的制冷剂传递系统135和/或蒸发器140相结合。这样，计量装置130的功能可在一个以上的膨胀装置和一个以上的制冷 剂导流器之间分离，并且可与膨胀的制冷剂传递系统135和/或蒸发器140相分离或一体 化。可用的制冷剂导流器包括管、喷嘴、固定的和可调节的喷口、分配器、一系列分配管、阀寸。蒸发器140接收膨胀的制冷剂并且将热量从存在于闭合回路传热系统100外部的 第一外部介质150传递到膨胀的制冷剂。这样，蒸发器或热交换器140有助于热量从一个 源如环境温度空气转移到另一个源如膨胀的制冷剂。适合的热交换器可采取多种形式，包 括铜管、板框、管壳、冷壁等。常规系统至少在理论上设计成在蒸发器140中由于热传递而 将制冷剂的液体部分完全汽化的制冷剂。除了热传递使液体制冷剂转化为汽相之外，汽化 的制冷剂还会变得过热，从而使温度超过沸点温度和/或增大了制冷剂的压力。制冷剂通 过蒸发器排出管线145离开蒸发器140并返回到压缩机110。在常规的蒸汽压缩系统中，膨胀的制冷剂以显著低于蒸发器周围空气温度的温度 进入蒸发器140中。随着热量从蒸发器140传递到制冷剂，在蒸发器140的后部或下游部 分的制冷剂温度增加到高于蒸发器140周围的空气温度。蒸发器140的起始部分或入口部 分和蒸发器140的后部或出口部分之间的这一相当显著的温度差会导致入口部分处涂有 润滑油和霜冻问题。蒸发器140的入口部分和蒸发器140的出口部分之间的显著的温度梯度会导致期 望通过制冷剂载送的润滑油与制冷剂分离并且在蒸发器的入口部分“混凝(puddling) ”。蒸 发器140涂有润滑油的部分极大地降低了传热能力并导致传热效率降低。如果进入蒸发器140的膨胀的制冷剂使蒸发器140的起始部分冷却到0°C以下， 那么在周围的空气中存在湿气的情况下会形成霜冻。为了从这些系统中获得最好的蒸发器 性能，蒸发器140的散热片之间的距离很窄。但是，形成于这些窄散热片上的霜冻很快地阻 塞了气流通过蒸发器140，于是，减少了向第二外部介质160的热传递并迅速降低了运行效 率。常规传热系统可设计成蒸发器的温度绝对不会降到0°C以下。在这种类型的系统中，在 压缩机110的运行过程中蒸发器140的平均温度在大约4°至大约8°C的范围内，从而使蒸 发器140的起始部分中的制冷剂保持在0°C以上。但是，如果条件改变，例如蒸发器140周 围的空气温度降低，那么蒸发器140的起始部分会降到0°C以下并形成霜冻。为了防止这种霜冻，如果蒸发器140周围的空气降到特定温度以下，那么可使这 些系统停止运行。于是，通过关闭压缩机Iio使得热量从第一外部介质150传递到蒸发器 140中，可使系统被动地除霜。由于缺乏通过诸如利用电加热元件等外部热源的热传递的能 力，或者通过在运行过程中使例如来自系统高压侧预先加热的制冷剂流过蒸发器140主动 地去除蒸发器140的霜冻，所以通常关闭系统100以防故障。除非压缩机110不运行时通 过制冷剂、压缩机110或冷凝器120之外的源向蒸发器140供热，那么主动地除霜不包括压 缩机110不运行的时间段。尽管空调系统蒸发器通常以高于0°C的温度运行，但如果流过蒸发器的空气温度 降低，那么空调蒸发器的温度可降到o°c以下。而且，由于食物储藏所需的温度已从大约 7. 2°C降低到5°C，所以在0°C以及更低温度下运行蒸发器的需求也增加了。但是，当常规空 调蒸发器温度突然降到0°C或0°C以下或者当常规传热系统配有期望在0°C或0°C以下运行 而进行制冷的蒸发器时，常规系统在运行过程中，在蒸发器140的起始部分中通常具有低于周围空气露点温度的膨胀的制冷剂，这导致了湿气冷凝并冻结在蒸发器上。由于该霜冻 覆盖一部分蒸发器的表面，于是隔离了该霜冻表面而不与周围空气直接接触。因此，在蒸发 器140上和/或通过蒸发器140的气流减少并且冷却效率降低。由于在压缩机110的运行 周期中所形成的霜冻在压缩机110的停机周期中基本上不会融化，所以当以0°C或0°C以下 运行时，利用除霜周期去除霜冻并恢复系统100的效率。常规传热系统可通过关闭压缩机110被动地除霜或通过在除霜周期中对蒸发器 140加热进行主动地除霜。由于压缩机110在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种运行传热系统的方法，所述方法包括：压缩制冷剂；膨胀所述制冷剂；至少部分地分离所述制冷剂的液相和汽相；将所述汽相制冷剂的至少一次浪涌导入蒸发器的起始部分中；将所述液相制冷剂导入所述蒸发器中；并且响应于所述汽相制冷剂的至少一次浪涌加热所述蒸发器的起始部分。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴维A怀特曼，
申请(专利权)人：XDX创新制冷有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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