Hvac系统中的流体管理的制作方法
【技术领域】
[0001]本文的公开内容涉及供暖、通风和空调(“HVAC”)系统，且更具体而言，涉及HVAC系统中使用的蒸发器和压缩机。大体而言，所描述的方法、系统和设备涉及诸如HVAC冷却装置中可使用的蒸发器和/或压缩机中的流体(诸如制冷剂和/或油)管理。
【背景技术】
[0002]HVAC系统通常包括形成制冷回路的压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀装置。浸没式蒸发器和降膜蒸发器大体上是已知的，并且通常具有壳内管束的构造。此类蒸发器通常在HVAC冷却装置中使用，用于冷却在管束中流动的过程流体(例如，水)，而该管束通常与换热器盘管或空气处理机组结合使用，以冷却移动通过该盘管或空气处理机组的空气。管束通常从蒸发器的底部向上堆叠。在浸没式蒸发器中，理想的是，在壳中管束覆盖有制冷剂以帮助使得制冷剂与过程流体之间的换热最大化。蒸发器中的制冷剂的液位可由膨胀装置控制。
[0003]HVAC系统的压缩机通常需要润滑油来润滑压缩机的运转部件。在HVAC系统中，油可在制冷回路中与制冷剂一起循环，且然后返回至压缩机。HVAC系统通常结合有用于管理诸如制冷剂和/或油的流体的方法和系统。
【发明内容】
[0004]改善HVAC系统中的流体管理可有助于提高HVAC系统的效率。本文所述的流体管理大体上包括HVAC系统的蒸发器中的制冷剂液位管理以及通过结合溢流槽的HVAC系统的压缩机中的回油管理。本文所公开的实施方案可有助于改善制冷剂液位管理，例如在HVAC系统的蒸发器中维持所需的制冷剂液位。本文所公开的实施方案还可有助于改善HVAC系统的压缩机的润滑剂(例如油)回流管理，这可有助于在HVAC系统的压缩机中实现适当润滑。
[0005]在一些实施方案中，系统可包括溢流槽，该溢流槽具有用于接收从蒸发器溢出的制冷剂的容器。该溢流槽还可包括出口，该出口允许收集在溢流槽中的制冷剂从溢流槽流出。当蒸发器具有可运作的制冷剂液位时，溢流槽可具有对应的溢流制冷剂液位。
[0006]在一些实施方案中，溢流槽可包括流体液位传感器，该流体液位传感器用于测量溢流槽中的溢流制冷剂液位。由流体液位传感器测量的溢流制冷剂液位可用于控制和/或维持蒸发器中的可运作制冷剂液位，和/或控制回流至HVAC系统的压缩机的油。
[0007]在一些实施方案中，流出溢流槽的制冷剂可包括油部分，该油部分可被引回至压缩机。在一些实施方案中，流出溢流槽的制冷剂可被引导至换热器中，该换热器用于通过在流出溢流槽的制冷剂与热源之间交换热量来蒸发一些或大部分的制冷剂部分，以使得流回至压缩机的液体可主要为油部分，因为油较之于制冷剂来说基本上更难蒸发。在一些实施方案中，热源可为自冷凝器引出的制冷剂。在一些实施方案中，热源可为其它过程流体或加热元件。
[0008]在一些实施方案中，溢流槽可配备有位于溢流槽的出口处的流体流量调节装置。在一些实施方案中，流体流量调节装置可为流量调节阀。在一些实施方案中，流体流量调节装置可为定位在溢流槽的出口上游的立管。在一些实施方案中，立管可具有沿立管的高度分布的多个开口，其中该多个开口可设置为用于计量流至出口的流体。
[0009]在一些实施方案中，管理蒸发器中的可运作制冷剂液位的方法可包括:基于蒸发器中的可运作制冷剂液位与溢流槽中的溢流制冷剂液位的关联性确定溢流槽中的对应于可运作制冷剂液位的溢流制冷剂液位设定点；测量溢流槽中的溢流制冷剂液位；以及将溢流槽中的溢流制冷剂液位与溢流制冷剂液位设定点进行比较。在一些实施方案中，该方法还可包括当溢流槽中的溢流制冷剂液位高于溢流制冷剂液位设定点时，减少装载至蒸发器的制冷剂；当溢流槽中的溢流制冷剂液位低于溢流制冷剂液位设定点时，增加装载至蒸发器的制冷剂；以及当溢流槽中的溢流制冷剂液位大约与溢流制冷剂液位设定点相同时，维持装载至蒸发器的制冷剂。
[0010]在一些实施方案中，管理至HVAC系统的压缩机的回油的方法可包括:确定至压缩机的回流制冷剂流速；确定在溢流槽中实现通过计量装置的回流制冷剂流速所需的制冷剂液位；测量溢流槽中的制冷剂液位；以及将测量的溢流槽中的制冷剂液位与所需的制冷剂液位进行比较。在一些实施方案中，该方法可包括当测量的溢流槽中的制冷剂液位低于所需的制冷剂液位时，增加装载至蒸发器的制冷剂；当测量的溢流槽中的制冷剂液位高于所需的制冷剂液位时，减少装载至蒸发器的制冷剂；以及当测量的溢流槽中的制冷剂液位大约与所需的制冷剂液位相同时，维持装载至蒸发器的制冷剂。
[0011]在一些实施方案中，管理HVAC系统中的流体的方法可包括:将一部分制冷剂引导出HVAC系统的蒸发器，其中引导出蒸发器的制冷剂的流速与蒸发器中的可运作制冷剂液位具有关联性；测量引导出蒸发器的制冷剂的流速；以及将测量的引导出蒸发器的制冷剂的流速与预先确定的流速设定点进行比较。在一些实施方案中，该方法还可包括当测量的流速低于预先确定的流速设定点时，增加装载至蒸发器的制冷剂；当该流速高于预先确定的流速设定点时，减少装载至蒸发器的制冷剂；以及当该流速大约与预先确定的流速设定点相同时，维持装载至蒸发器的制冷剂。
[0012]在一些实施方案中，管理HVAC系统中的流体的方法可包括:确定蒸发器中所需的可运作制冷剂液位；以及基于引导出蒸发器的制冷剂的流速与蒸发器中的制冷剂液位之间的关联性确定与蒸发器中所需的可运作制冷剂液位相关联的流速设定点。在一些实施方案中，该方法可包括:将引导出蒸发器的制冷剂收集到收集装置中；将收集在收集装置中的制冷剂引导出收集装置；以及测量收集在收集装置中的制冷剂的流体液位。
[0013]在一些实施方案中，管理HVAC系统中的回油的方法可包括基于该HVAC系统的压缩机的操作需要确定流速设定点。
[0014]通过考虑以下详细描述和附图，该流体管理方法的其它特征和方面将变得显而易见。
【附图说明】
[0015]现对附图进行参考，其中相同的参考编号在全文中表示对应的部件。
[0016]图1A和图1B示出包括溢流槽的HVAC系统的实施方案，图1A为包括溢流槽的HVAC系统的示意图，图1B为包括溢流槽的HVAC系统的蒸发器的侧视图；
[0017]图2A和图2B示出溢流槽的两个实施方案，图2A示出包括流体控制阀的溢流槽，图2B示出包括立管作为计量装置的溢流槽；
[0018]图3示出用于管理HVAC系统的蒸发器中的制冷剂液位的方法；
[0019]图4示出用于管理至HVAC系统的压缩机的回油的方法。
【具体实施方式】
[0020]在HVAC系统中，诸如润滑油和/或制冷剂的流体可混合在通常由压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀装置形成的制冷剂回路中。该HVAC系统可包括用于管理诸如制冷剂和油的流体的方法和系统。
[0021]例如，在浸没式蒸发器中，可能期望的是浸润蒸发器的壳中具有制冷剂的管束的所有换热管。对蒸发器超额装载过多的制冷剂可导致制冷剂浪费；而蒸发器装载不足可引起一部分管束未被制冷剂浸润而导致换热效率降低。通常可通过打开膨胀装置来增加装载至蒸发器的制冷剂，或通过关闭膨胀装置来减少装载至蒸发器的制冷剂来调节蒸发器中的制冷剂液位。在一些蒸发器中，流体液位传感器定位在蒸发器壳的外壳内部以测量蒸发器中的制冷剂液位，并且膨胀装置可被控制用于基于测量的制冷剂液位调节蒸发器内部的制冷剂液位。然而，例如至少由于蒸发器内部的制冷剂的沸腾，可能难以利用定位在蒸发器内部的制冷剂液位传感器准确地测量制冷剂液位，以至于使得准确地管理蒸发器中的制冷剂液位变得困难。改善蒸发器中的制冷剂液位管理可有助于提高蒸发器的效率。
[0022]润滑压缩机的油可与制冷剂一起在制冷剂回路中循环。可需要至压缩机的适当回油，以用于当压缩机在运行中时对压缩机进行适当的润滑。管理至压缩机的回油可有助于在为压缩机供应油的吸入管线中维持适当的油位，和/或有助于在蒸发器中的制冷剂中维持可接受的含油量。
[0023]在以下描述中，描述了用于管理HVAC系统中的诸如油和/或制冷剂的流体的系统和方法。在一些实施方案中，用于管理流体的系统可包括溢流槽，该溢流槽用于接收从蒸发器溢出的制冷剂。该溢流槽可包括流体液位传感器，该流体液位传感器用于测量该溢流槽内部的溢流制冷剂液位。该溢流槽还可具有流体出口，该流体出口用于使得溢流槽中接收的制冷剂能流出该溢流槽并循环回到为压缩机供应油的吸入管线中。在一些实施方案中，用于管理HVAC系统的蒸发器中的制冷剂液位的方法可包括控制HVAC系统的膨胀装置，以使得溢流槽中的由流体液位传感器测量的溢流制冷剂液位可维持在预先确定的溢流制冷剂液位设定点处。在一些实施方案中，用于管理至压缩机的回油的方法可包括控制溢流槽中的由流体液位传感器测量的制冷剂液位，以便控制流出溢流槽的制冷剂的流速，这转而可影响HVAC系统中的来从蒸发器的回油率和/或蒸发器中的油浓度。
[0024]参考构成本文一部分的附图，并且附图中以图解方式示出可实施的实施方案。术语“上游”和“下游”是相对于流动方向指出。诸如制冷剂或油的流体还可包含其它组成部分。例如，制冷剂可包含油。术语“流体”为上位概念，可指代油、制冷剂、其它液体或它们的混合物。术语“大约相同”大体上指经调节的值位于所需