CN114484946A - 具有串流蒸发器的冷却器*** - Google Patents

Abstract

一种加热、通风、空调和/或制冷(HVAC&R)***包括第一制冷剂回路，所述第一制冷剂回路具有被配置成将第一制冷剂置于与调节流体处于热交换关系的第一蒸发器，其中，所述第一蒸发器包括被配置成引导所述调节流体通过所述第一蒸发器的第一组第一管和第二组第一管。所述HVAC&R***还包括第二制冷剂回路，所述第二制冷剂回路具有被配置成将第二制冷剂置于与所述调节流体处于热交换关系的第二蒸发器，其中，所述第二蒸发器包括被配置成引导所述调节流体通过所述第二蒸发器的第一组第二管和第二组第二管。所述HVAC&R***进一步包括调节流体回路，所述调节流体回路被配置成使所述调节流体连续地循环通过所述第一组第一管、所述第二组第一管、所述第一组第二管和所述第二组第二管。

Description

具有串流蒸发器的冷却器***

背景技术

本章节旨在向读者介绍可能涉及本披露内容的各个方面的各领域方面，所述各领域方面将在以下进行描述。本讨论被认为有助于向读者提供背景信息以促进对本披露内容各个方面的更好理解。因此，应当注意的是，这些陈述将从这个角度被解读，而不是作为对现有技术的承认。

冷却器***或蒸气压缩***利用响应于暴露于冷却器***的部件内的不同温度和压力而在蒸气、液体及其组合之间改变相态的工作流体(例如，制冷剂)。冷却器***可以使工作流体与调节流体(例如，水)处于热交换关系，并且可以将调节流体输送至由冷却器***服务的调节设备和/或受调节环境。在此类应用中，调节流体可以穿过下游设备(如空气处理机)以调节其他流体(如建筑物中的空气)。

传统的冷却器***包括制冷剂回路，所述制冷剂回路包括例如压缩机、冷凝器和蒸发器。在一些情况下，冷却器***可以包括多个制冷剂回路，并且每个制冷剂回路包括相应的压缩机、冷凝器和蒸发器。所述多个制冷剂回路可以单独地或彼此结合地操作，以调节用于输送到调节设备的调节流体。遗憾的是，具有多个制冷剂回路的现有冷却器***可能以限制冷却器***的性能和/或效率的构型被布置。

发明内容

以下陈述了本文中披露的某些实施例的概述。应当注意的是，这些方面仅被呈现用于向读者提供对这些特定实施例的简要概述，并且这些方面不旨在限制本披露内容的范围。实际上，本披露内容可以涵盖以下可能没有陈述的各个方面。

在实施例中，一种加热、通风、空调和/或制冷(HVAC&R)***包括第一制冷剂回路，所述第一制冷剂回路具有被配置成将第一制冷剂置于与调节流体处于热交换关系的第一蒸发器，其中，所述第一蒸发器包括被配置成引导所述调节流体通过所述第一蒸发器的第一组第一管和第二组第一管，所述管。所述HVAC&R***还包括第二制冷剂回路，所述第二制冷剂回路具有被配置成将第二制冷剂置于与所述调节流体处于热交换关系的第二蒸发器，其中，所述第二蒸发器包括被配置成引导所述调节流体通过所述第二蒸发器的第一组第二管和第二组第二管。所述HVAC&R***进一步包括调节流体回路，所述调节流体回路被配置成使所述调节流体连续地循环通过所述第一组第一管、所述第二组第一管、所述第一组第二管和所述第二组第二管。

在实施例中，一种加热、通风、空调和/或制冷(HVAC&R)***包括：第一蒸发器，所述第一蒸发器具有第一下部管束和第一上部管束，其中，所述第一下部管束和所述第一上部管束各自被配置成将调节流体置于与第一制冷剂处于热交换关系；以及第二蒸发器，所述第二蒸发器具有第二下部管束和第二上部管束，其中，所述第二下部管束和所述第二上部管束各自被配置成将所述调节流体置于与第二制冷剂处于热交换关系。所述HVAC&R***还包括：导管，所述导管在所述第一蒸发器与所述第二蒸发器之间流体地延伸并且使所述第一下部管束和所述第二上部管束流体地联接；以及调节流体回路，所述调节流体回路被配置成使所述调节流体连续地循环通过所述第二下部管束、所述第二上部管束、所述导管、所述第一下部管束和所述第一上部管束。

在实施例中，一种冷却器***包括第一制冷剂回路，所述第一制冷剂回路具有被配置成将第一制冷剂置于与调节流体处于热交换关系的第一蒸发器，其中，所述第一蒸发器包括被配置成引导所述调节流体通过所述第一蒸发器的第一多个第一管和第二多个第一管，所述第一多个第一管限定所述第一蒸发器的下部通道，并且所述第二多个第一管限定所述第一蒸发器的上部通道。所述冷却器***还包括第二制冷剂回路，所述第二制冷剂回路具有被配置成将第二制冷剂置于与调节流体处于热交换关系的第二蒸发器，其中，所述第二蒸发器包括被配置成引导所述调节流体通过所述第二蒸发器的第一多个第二管和第二多个第二管，其中，所述第一多个第二管限定所述第二蒸发器的下部通道，并且所述第二多个第二管限定所述第二蒸发器的上部通道。所述冷却器***进一步包括导管，所述导管流体地联接在所述第二多个第二管与所述第一多个第一管之间。

附图说明

在阅读以下详细描述并且在参考附图之后，可以更好地理解本披露内容的各个方面，在附图中：

图1是根据本披露内容的一方面的可以在商业环境中利用加热、通风、空调和/或制冷(HVAC&R)***的实施例的建筑物的透视图；

图2是根据本披露内容的一方面的蒸气压缩***的实施例的示意图；

图3是根据本披露内容的一方面的具有多个制冷剂回路的HVAC&R***的实施例的示意图，展示了多个制冷剂回路中的采用串流布置的蒸发器；

图4是根据本披露内容的一方面的多个制冷剂回路中的采用串流布置的蒸发器的实施例的侧视图，展示了采用对齐构型的蒸发器；

图5是根据本披露内容的一方面的多个制冷剂回路中的采用串流布置的蒸发器的实施例的俯视图，展示了采用并排构型的蒸发器；

图6是根据本披露内容的一方面的多个制冷剂回路中的采用串流布置的蒸发器的实施例的轴向视图，展示了采用并排构型的蒸发器；以及

图7是根据本披露内容的一方面的具有多个制冷剂回路的HVAC&R***的实施例的示意图，展示了控制***以及多个制冷剂回路中的采用串流布置的蒸发器。

具体实施方式

以下将描述一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简洁描述，并没有在说明书中描述实际实施方式的全部特征。应当注意的是，在任何这种实际实施方式的开发中(如在任何工程或设计方案中)，必须作出大量实施方式特定的决定以实现开发者的特定目标(诸如符合***相关的和商业相关的约束)，所述目标从一个实施方式到另一个实施方式可能有所变化。此外，应当注意的是，这种开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于从本披露内容受益的普通技术人员来说，这仍是常规的设计、生产和制造工作。

在介绍本披露内容的各个实施例的元件时，冠词“一”、“一个”和“所述”旨在意指存在一个或多个元件。术语“包括(comprising)”、“包括(including)”和“具有”旨在是包含性的，并且意指除了列出的元件之外，可能还存在附加元件。另外，应当注意的是，本披露内容对“一个实施例”或“实施例”的提及不旨在被解释为排除还包含所阐述特征的附加实施例的存在。

本披露内容的实施例涉及诸如冷却器***的加热、通风、空调和/或制冷(HVAC&R)***。HVAC&R***可以包括蒸气压缩***，制冷剂被引导通过所述蒸气压缩***以便加热和/或冷却调节流体。作为示例，蒸气压缩***可以包括压缩机，所述压缩机被配置用于对制冷剂加压并且将经加压的制冷剂引导到被配置成冷却经加压的制冷剂的冷凝器。蒸气压缩***的蒸发器可以接收经冷却的制冷剂，并且可以将经冷却的制冷剂置于与调节流体处于热交换关系，以从调节流体吸收热能或热量，从而冷却调节流体。然后，可以将经冷却的调节流体引导到调节设备(诸如空气处理机和/或终端单元)，以用于调节供应给建筑物或其他受调节的空间的空气。

在一些实施例中，蒸气压缩***可以包括多个制冷剂回路，并且每个制冷剂回路包括相应的压缩机、冷凝器和蒸发器。例如，多个制冷剂回路中的蒸发器可以协作地冷却与调节设备一起使用的调节流体。换言之，这些蒸发器可以操作以冷却调节流体的共同流。一些蒸发器被配置成经由形成流动路径的管来冷却调节流体，所述流动路径限定通过蒸发器的多个通道。例如，在双通道蒸发器中，可以引导调节流体在第一方向上通过蒸发器的第一管束，并且可以对调节流体的流动进行反向(例如，经由蒸发器的水箱)并然后引导其在与第一方向相反的第二方向上通过蒸发器的第二管束。

具有多个(例如，两个)制冷剂回路的现有***通常包括封装在一起的蒸发器，并且所述蒸发器被配置成通过在蒸发器之间交替地引导调节流体来冷却调节流体。例如，现有***可以引导调节流体顺序地通过第一蒸发器的第一(例如，下部)管束或通道，并然后通过第二蒸发器的第一(例如，下部)管束或通道。此后，可以对调节流体的流动方向进行反向，并且可以顺序地引导调节流体通过第二蒸发器的第二(例如，上部)管束或通道，并然后通过第一蒸发器的第二(例如，上部)管束或通道。遗憾的是，现有***的配置可能导致比所期望的更高的蒸发器接近温度，这可能导致制冷剂与调节流体之间的热传递减少，(例如，多个制冷剂回路中的压缩机的)能耗升高和/或多个制冷剂回路的容量减小。

因此，目前认识到，需要通过降低HVAC&R***的(多个)蒸发器接近温度来改善具有多个制冷剂回路的HVAC***的操作。以这种方式，可以提高蒸发器中的制冷剂压力，这可以降低HVAC&R***的升力(例如，冷凝器制冷剂压力与蒸发器制冷剂压力之间的差)，并且因此减小由HVAC&R***的压缩机所作的功。相应地，减少了HVAC&R***的能耗。为了降低蒸发器接近温度，多个制冷剂回路中的蒸发器可以以串流布置的方式布置。如本文所使用的，“串流”是指调节流体首先通过HVAC&R***的一个蒸发器的通道，随后通过HVAC&R***的另一个蒸发器的通道。换言之，从调节设备接收到的调节流体首先通过HVAC&R***的第一蒸发器，然后通过HVAC&R***的第二蒸发器，并且然后被引导回到调节设备。如以下详细讨论的，串流布置多个制冷剂回路***中的蒸发器实现了与HVAC&R***相关联的效率提升和成本降低。

现在转到附图，图1是用于加热、通风、空调和/或制冷(HVAC&R)***的应用的实施例的透视图。通常，此类***可以在HVAC&R领域内和所述领域外的一系列环境中应用。HVAC&R***可以通过蒸气压缩制冷、吸收制冷或热电冷却为数据中心、电气装置、冷冻机、冷却器或其他环境提供冷却。然而，在当前预期的应用中，HVAC&R***可以用于住宅、商业、轻工业、工业以及任何其他用于加热或冷却如住宅、建筑物、结构等的体积或封闭空间的应用。此外，HVAC&R***可以用于工业应用中，在适当情况下用于各种流体的基本冷却和加热。

所展示的实施例示出了可以利用热交换器的用于建筑物环境管理的HVAC&R***。建筑物10由包括冷却器12和锅炉14的***冷却。如图所示，冷却器12布置在建筑物10的屋顶上，并且锅炉14位于地下室中；然而，冷却器12和锅炉14可以位于建筑物10旁边的其他设备室或区域中。冷却器12可以是实施制冷循环以冷却水或其他调节流体的空冷式或水冷式装置。冷却器12容纳在可以包括一个或多个制冷回路、自然冷却***和诸如泵、阀和管路等相关联设备的结构内。例如，冷却器12可以是单个封装式屋顶单元。锅炉14是在其中加热水的密闭容器。来自冷却器12和锅炉14的水通过水导管16在建筑物10中循环。水导管16被引导到位于各个楼层上和建筑物10的部分内的空气处理机18(例如，调节设备)。

空气处理机18联接至管道***20，所述管道***被适配用于在空气处理机18之间分配空气并且可以从外部进气口(未示出)接收空气。空气处理机18包括热交换器，所述热交换器使来自冷却器12的冷水和来自锅炉14的热水循环，以将加热或冷却的空气提供给建筑物10内的受调节的空间。空气处理机18内的风扇将空气抽吸通过热交换器，并且将经调节的空气引导至建筑物10内的环境，如房间、公寓或办公室，以将环境维持在指定温度。这里示出为包括恒温器22的控制装置可以用于指定经调节的空气的温度。控制装置22还可以用于控制通过和来自空气处理机18的空气流量。***中可以包括其他装置，如调节水流量和压力的控制阀和/或感测水、空气等的温度和压力的温度传感器或开关。此外，控制装置可以包括与其他建筑物控制或监测***以及甚至是远离建筑物10的***集成或分离的计算机***。

图2是HVAC&R***的蒸气压缩***30的实施例的示意图，所述蒸气压缩***包括被配置用于冷却调节流体(例如，水)的制冷剂回路34。例如，蒸气压缩***30可以是空冷式冷却器的一部分。但是，应当注意的是，所披露的技术可以与多种其他类型的冷却器(诸如水冷式冷却器)结合。制冷剂回路34被配置用于使诸如制冷剂等工作流体循环，在其中沿制冷剂回路34布置有压缩机36(例如，螺杆式压缩机)。制冷剂回路34还包括闪蒸罐32、冷凝器38、膨胀阀或装置40、以及液体冷却器或蒸发器42。制冷剂回路34的部件实现工作流体与其他流体(例如，调节流体、空气、水)之间的热传递，以便向如建筑物10的内部等环境提供冷却。

可以在蒸气压缩***30中用作制冷剂的工作流体的一些示例是基于氢氟烃(HFC)的制冷剂，例如，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)、或者烃基制冷剂、水蒸气、具有低全球变暖潜势(GWP)的制冷剂或任何其他合适的制冷剂。在一些实施例中，蒸气压缩***30可以被配置成高效地利用在一个大气压下具有约19摄氏度(66华氏度或以下)的标准沸点的制冷剂(相对于诸如R-134a等中压制冷剂，也称为低压制冷剂)。如本文所使用的，“标准沸点”可以指在一个大气压下测得的沸点温度。

蒸气压缩***30可以进一步包括控制面板44(例如，控制器)，所述控制面板具有模数(A/D)转换器46、微处理器48、非易失性存储器50和/或接口板52。在一些实施例中，蒸气压缩***30可以使用变速驱动装置(VSD)54和马达56中的一个或多个。马达56可以驱动压缩机36，并且可以由VSD 54供电。VSD 54从交流(AC)电源接收具有特定的固定线电压和固定线频率的AC电力，并且向马达56提供具有可变电压和频率的电力。在其他实施例中，马达56可以直接由AC或直流(DC)电源供电。马达56可以包括可以由VSD 54供电或者直接由AC或DC电源供电的任何类型的电动马达，诸如开关磁阻马达、感应马达、电子换向永磁马达或其他合适的马达。

压缩机36压缩制冷剂蒸气，并且可以将蒸气输送至将油与制冷剂蒸气分离的油分离器58。然后，制冷剂蒸气被引向冷凝器38，并且油回流至压缩机36。输送至冷凝器38的制冷剂蒸气可以将热量传递至冷凝器38中的冷却用流体。例如，冷却用流体可以是由冷凝器风扇62迫使跨过冷凝器38的热交换器盘管的环境空气60。由于与冷却用流体(例如，环境空气60)进行热传递，制冷剂蒸气可以在冷凝器38中冷凝为制冷剂液体。

液体制冷剂离开冷凝器38，然后通过第一膨胀装置64(例如，膨胀装置40、电子膨胀阀等)。第一膨胀装置64可以是被配置用于控制液体制冷剂到闪蒸罐32的流量的闪蒸罐给送阀。第一膨胀装置64还被配置用于降低从冷凝器38接收的液体制冷剂的压力(例如，膨胀)。在膨胀过程期间，液体的一部分可能会蒸发，并且因此，闪蒸罐32可以用于将蒸气与从第一膨胀装置64接收的液体分离。另外，由于液体制冷剂在进入闪蒸罐32时经历了压降(例如，由于进入闪蒸罐32时体积快速增加)，闪蒸罐32可以使液体制冷剂进一步膨胀。

闪蒸罐32中的蒸气可以离开并且流向压缩机36。例如，蒸气可以被吸引至压缩机36的中间阶段或排放阶段(例如，非吸入阶段)。阀66(例如，节能阀、电磁阀等)可以包括在制冷剂回路34中，以控制蒸气制冷剂从闪蒸罐32到压缩机36的流量。在一些实施例中，当阀66打开(例如，完全打开)时，闪蒸罐32内的附加液体制冷剂可以蒸发并且为闪蒸罐32内的液体制冷剂提供附加过冷。由于在第一膨胀装置64和/或闪蒸罐32中的膨胀，聚集在闪蒸罐32中的液体制冷剂的焓可以低于离开冷凝器38的液体制冷剂的焓。液体制冷剂可以从闪蒸罐32流出，通过第二膨胀装置68(例如，膨胀装置40、节流孔等)，并且到达蒸发器42。在一些实施例中，制冷剂回路34还可以包括阀70(例如，排水阀)，所述阀被配置用于调节从闪蒸罐32到蒸发器42的液体制冷剂的流量。例如，可以基于制冷剂的吸入过热量来控制阀70(例如，经由控制面板44)。

输送至蒸发器42的液体制冷剂可以吸收来自调节流体的热量，所述调节流体可以与冷凝器38中使用的冷却用流体相同或不同。蒸发器42中的液体制冷剂可能经历相变而变成蒸气制冷剂。例如，蒸发器42可以包括一个或多个管束，所述一个或多个管束流体地联接至供应管线72和回流管线74，所述供应管线和所述回流管线连接至冷却负载。蒸发器42的调节流体(例如，水、油、氯化钙盐水、氯化钠盐水或任何其他合适的流体)经由回流管线74进入蒸发器42，并且经由供应管线72离开蒸发器42。蒸发器42可以经由与制冷剂进行热传递来降低管束中的调节流体的温度，使得可以利用调节流体为受调节环境提供冷却。蒸发器42中的管束可以包括多个管和/或多个管束。在一些实施例中，管或管束可以限定穿过蒸发器42的多个通道。在任何情况下，制冷剂蒸气都离开蒸发器42并且通过吸入管线回流至压缩机36来完成制冷剂循环。

在一些情况下，HVAC&R***可以包括多个制冷剂回路，所述制冷剂回路被配置成单独地和/或协作地冷却调节流体。如本文所披露的，本实施例包括具有多个制冷剂回路的HVAC&R***，其中多个制冷剂回路中的蒸发器以串流布置(例如，相对于通过蒸发器的调节流体的流动)被布置。换言之，蒸发器被布置、流体地联接和/或封装成使得从冷却负载接收的调节流体首先通过一个制冷剂回路的一个蒸发器，然后通过另一个制冷剂回路的另一个蒸发器，并且然后被引导回到冷却负载。例如，可以将调节流体首先顺序地引导通过一个蒸发器的多个通道，并且随后顺序地引导通过另一个蒸发器的多个通道。以这种方式，可以降低HVAC&R***的(多个)蒸发器接近温度，这会引起与HVAC&R***相关联的效率提升和成本降低。

考虑到这一点，图3是具有多个制冷剂回路34的HVAC&R***100的实施例的示意图。更具体地，HVAC&R***100包括第一制冷剂回路102(例如，蒸气压缩回路)和第二制冷剂回路112(例如，蒸气压缩回路)，所述第一制冷剂回路具有第一压缩机104、第一冷凝器106、第一膨胀装置108和第一蒸发器110，并且所述第二制冷剂回路具有第二压缩机114、第二冷凝器116、第二膨胀装置118和第二蒸发器120。每个制冷剂回路34都被配置成使相应的制冷剂循环通过其自身，被配置成以类似于上文参考图2所示的制冷剂回路34描述的方式操作。应当注意的是，每个制冷剂回路34还可以包括除了图3中示出的那些部件之外的部件，诸如图2的制冷剂回路34中展示的一个或多个部件。在一些实施例中，第一制冷剂回路102和第二制冷剂回路112可以被一起封装在单个封装单元(例如，屋顶单元)中。

如上所述，HVAC&R***100的第一蒸发器110和第二蒸发器120以串流布置的方式布置。具体地，第一蒸发器110和第二蒸发器120被配置成限定调节流体流动路径或回路124的一部分，所述调节流体流动路径或回路从冷却负载122(例如，空气处理机118)延伸，顺序地通过蒸发器110和蒸发器120，并且回到冷却负载122。如下文进一步详细描述的，第一蒸发器110和第二蒸发器120中的每一个可以包括被配置成引导调节流体通过其的多个通道(例如，多个管通道、多个管束、多组管等)。根据串流布置，HVAC&R***100被配置成在引导从冷却负载122接收的调节流体回到冷却负载122之前，引导调节流体首先通过一个蒸发器的通道，并且随后通过另一个蒸发器的通道。例如，在所展示的实施例中，HVAC&R***100(例如，调节流体回路124)被配置成在引导调节流体回到冷却负载122之前，引导调节流体首先通过第二蒸发器120，然后通过第一蒸发器110。然而，在其他实施例中，HVAC&R***100可以被配置成在引导调节流体回到冷却负载122之前，引导调节流体首先通过第一蒸发器110，然后通过第二蒸发器120。所披露的串流布置使得能够降低第一蒸发器110和/或第二蒸发器120的单独蒸发器接近温度和/或组合蒸发器接近温度。因此，可以提高第一蒸发器110和/或第二蒸发器120内的制冷剂压力，这可以分别降低第一制冷剂回路102和/或第二制冷剂回路112的升力。因此，可以减少第一压缩机104和/或第二压缩机114的能耗，从而使得能够降低与操作HVAC***100相关联的成本。

图4是HVAC&R***100的第一蒸发器110和第二蒸发器120的实施例的侧视图，所述第一蒸发器和所述第二蒸发器相对于通过其的调节流体的流动以串流布置150的方式连接。更具体地，第一蒸发器110和第二蒸发器120被定位成对齐构型(例如，沿着第一蒸发器110和第二蒸发器120的纵向轴线对齐)。图4所示的构型也可以被称为端到端布置。进一步地，虽然参考具有第一蒸发器110和第二蒸发器120的实施方式描述了本文披露的串流布置150，但是在其他实施例中，可以以其他类型的热交换器(诸如冷凝器)和/或其他数量的热交换器来利用串流布置150。

在所展示的配置中，HVAC&R***100(例如，调节流体回路124)被配置成引导来自冷却负载122的调节流体首先通过第二蒸发器120，然后通过第一蒸发器110，并且然后回到冷却负载122。第一蒸发器110和第二蒸发器120各自被配置为双通道热交换器。也就是说，第一蒸发器110包括第一通道152和第二通道154，并且第二蒸发器120包括第一通道156和第二通道158。通道152、通道154、通道156和通道158中的每一个可以由相应的一组管(例如，相应的管束)来限定，所述相应的一组管被配置成引导调节流体通过其。

在第一蒸发器110和第二蒸发器120中的每一个中，热量在调节流体与被引导通过第一蒸发器110和第二蒸发器120的相应制冷剂之间进行交换。也就是说，通过第一制冷剂回路102的第一制冷剂(如箭头160所示)可以被引导到第一蒸发器110的壳体162中，并且热量可以从第一制冷剂160传递到通过第一蒸发器110的第一通道152和第二通道154的管的调节流体。类似地，通过第二制冷剂回路112的第二制冷剂(如箭头164所示)可以被引导到第二蒸发器120的壳体166中，并且热量可以从第二制冷剂164传递到通过第二蒸发器120的第一通道156和第二通道158的管的调节流体。在一些实施例中，第一蒸发器110和/或第二蒸发器120可以被配置成溢流式蒸发器，而在其他实施例中，第一蒸发器110和/或第二蒸发器120可以被配置成降膜蒸发器。

在所展示的实施例中，第一蒸发器110和第二蒸发器120的串流布置150经由第二蒸发器120的入口170接收调节流体(由箭头168表示)。也就是说，来自冷却负载122的调节流体经由入口170被引导到串流布置150中。入口170将调节流体引导到第二蒸发器120的第一水箱172中。第一水箱172被挡板178分成第一区段174和第二区段176，所述挡板实现了第一区段174和第二区段176的流体分离。调节流体从第一水箱172的第一区段174被引导通过限定第二蒸发器120的第一管通道156的第一管束180(例如，一组管)，如箭头182所示。在所展示的实施例中，第一管通道156是第二蒸发器120的下部管通道，但是在其他实施例中，第一管通道156可以是上部管通道或中间管通道。

调节流体从第一管通道156被引导到第二蒸发器120的第二水箱184中。第二水箱184使调节流体的流动反向、通过第二蒸发器120(如箭头186所示)，从而引导调节流体通过第二蒸发器120的第二通道158。具体地，调节流体被引导通过第二通道158的第二管束188(例如，一组管)(如箭头190所示)，所述第二通道是第二蒸发器120的上部通道。然后，调节流体被引导到第一水箱172的第二区段176中，并从此处经由第二蒸发器120的出口192从第二蒸发器120排出。

在调节流体循环通过第二蒸发器120之后，调节流体然后循环通过第一蒸发器110。具体地，如箭头193所示，调节流体经由导管(例如，传输导管)194从第二蒸发器120被引导到第一蒸发器110，所述导管使第二蒸发器120的出口192与第一蒸发器110的入口196流体地联接。第一蒸发器110具有与第二蒸发器120类似的构造和/或构型，并且调节流体以类似于上文参考第二蒸发器120所述的方式被引导通过第一蒸发器110。例如，第一蒸发器110的入口196将调节流体引导到第一蒸发器110的第一水箱198中。第一水箱198被挡板204分成第一区段200和第二区段202，所述挡板实现了第一区段200和第二区段202的流体分离。调节流体从第一水箱198的第一区段200被引导通过限定第一蒸发器110的第一管通道152的第一管束206，如箭头208所示。在所展示的实施例中，第一管通道152是第一蒸发器110的下部管通道，但是在其他实施例中，第一管通道152可以是上部管通道或中间管通道。

调节流体从第一管通道152被引导到第一蒸发器110的第二水箱210中。第二水箱210使调节流体的流动反向、通过第一蒸发器110(如箭头212所示)，从而引导调节流体通过第一蒸发器110的第二通道154。具体地，调节流体被引导通过第二通道154的第二管束214(如箭头216所示)，所述第二通道是第一蒸发器110的上部通道。调节流体然后被引导到第一水箱198的第二区段202中，并从此处经由第一蒸发器110的出口218从第一蒸发器110排出，如箭头220所示。此后，调节流体被引导回到冷却负载122以用于调节空气或另一流体。

如上所述，第一蒸发器110和第二蒸发器120的串流布置150使得能够降低第一蒸发器110和/或第二蒸发器120的蒸发器接近温度。如将理解的，还可以减小第一蒸发器110和第二蒸发器120中的每一个的进入调节流体和离开调节流体的相应温差。例如，经由出口192离开第二蒸发器120的调节流体的温度与第二制冷剂164的饱和蒸发温度之间的差可以比上述现有***的温差更小。其结果是，离开第二蒸发器120的第二制冷剂164的压力、以及因此第二制冷剂164的抽吸压力可以比现有***的抽吸压力更大，这使得能够降低第二压缩机114的能耗。类似地，经由出口218离开第一蒸发器110的调节流体的温度与第一制冷剂160的饱和蒸发温度之间的差可以比现有***的温差更小。其结果是，离开第一蒸发器110的第一制冷剂160的压力以及因此第一制冷剂160的抽吸压力可以比现有***的压力更大，这使得能够降低第一压缩机104的能耗。以这种方式，可以降低HVAC&R***100的操作成本。实际上，虽然第一蒸发器110和第二蒸发器120的平均制冷剂温度和/或平均调节流体温度可能会稍微升高，但是利用本文描述的串流布置150可以凭借上述优点实现HVAC&R***100的总体益处和效率提升。

第一蒸发器110和第二蒸发器120的串流布置150的另一个益处与HVAC&R***100的制造有关。如上所述，第一蒸发器110和第二蒸发器120具有类似的构型和/或构造，并且经由导管194连接。因此，在一些实施例中，可以制造和批量生产具有共同或单一设计的热交换器，以用作第一蒸发器110和第二蒸发器120中的每一个。因此，可以降低HVAC&R***100的设计成本和制造成本。进一步地，可以根据HVAC&R***100的期望构型、封装和/或实施方式来选择第一蒸发器110和第二蒸发器120相对于彼此的位置，并且可以成本有效地制造或生产导管194的合适实施例，以实现第一蒸发器110和第二蒸发器120的流体联接。类似地，可以容易地选择或相应地调整入口170和196、出口192和218的构型和/或取向。

图5是HVAC&R***100的第一蒸发器110和第二蒸发器120的实施例的俯视图，所述第一蒸发器和所述第二蒸发器以串流布置150的方式连接。类似地，图6是图5中所示的第一蒸发器110和第二蒸发器120的实施例的轴向视图。更具体地，所展示的实施例中的第一蒸发器110和第二蒸发器120以并排构型定位或布置(例如，被定位成使得第一蒸发器110和第二蒸发器120的长度彼此相邻或紧挨)。图5和图6的实施例具有与图4的实施例类似的元件和元件标记，并且被配置成以与上述方式类似的方式操作。如上所述，第一蒸发器110和第二蒸发器120的串流布置150使得能够有利地选择第一蒸发器110和第二蒸发器120的相对布置，同时还使得与HVAC&R***100的制造和操作相关联的成本降低。实际上，第一蒸发器110和第二蒸发器120可以以串流布置150的方式具有相对于彼此的其他构型，诸如堆叠构型。

图7是具有多个制冷剂回路34的HVAC&R***100的实施例的示意图，所述制冷剂回路包括采用串流布置150的第一蒸发器110和第二蒸发器120。所展示的实施例还包括使得能够选择性地和/或可调节地控制HVAC&R***100的特征。例如，HVAC&R***100包括控制器240(例如，控制面板44)，所述控制器具有存储器242(例如，非易失性存储器50)和处理器244(例如，微处理器48)。控制器240可以与控制面板44一起被包括或与控制面板分离。存储器242可以是大容量存储装置、闪存装置、可移除存储器或包括供处理器244执行的指令的任何其他非暂态计算机可读介质。存储器242还可以包括易失性存储器(诸如随机存取存储器(RAM))和/或非易失性存储器(诸如硬盘存储器、闪存和/或其他合适的存储器格式)。处理器244可以执行存储在存储器242中的指令，以便调整HVAC&R***100的操作。

控制器240可以被配置成控制HVAC&R***100的部件(诸如本文所述的第一制冷剂回路102和第二制冷剂回路104的部件)的操作。在一些实施例中，控制器240可以基于由控制器240接收的反馈(诸如从HVAC&R***100的传感器246接收的反馈)来调整HVAC&R***100的操作。传感器246中的一个或多个传感器可以被配置用于检测HVAC&R***100的操作参数，诸如由第一制冷剂回路102循环的第一制冷剂160的温度或压力、由第二制冷剂回路104循环的第二制冷剂164的温度或压力、调节流体的温度、HVAC&R***或其部件的操作模式、HVAC&R***的操作负载或容量、环境温度、另一合适的操作参数和/或其任何组合。进一步地，传感器246中的一个或多个传感器可以被定位在任何期望的位置处以检测操作参数，诸如沿着第一制冷剂回路102、第二制冷剂回路104和/或调节流体的流动路径(例如，调节流体回路124)的任何期望的位置。

控制器可以基于接收的反馈来调整HVAC&R***100的操作。在一些实施例中，可以基于HVAC&R***100的操作负载来调整第一制冷剂回路102和第二制冷剂回路104的操作。例如，当HVAC&R***100以50％的容量操作时，经由控制器240，第一制冷剂回路102和第二制冷剂回路104(例如，压缩机104和压缩机114)可以各自以50％的容量操作。作为另一示例，当HVAC&R***100以75％的容量操作时，第一制冷剂回路102可以以100％的容量操作，并且第二制冷剂回路104可以以25％操作。

在一些情况下，控制器240可以控制HVAC&R***100的操作，使得一个制冷剂回路操作而另一个制冷剂回路不操作。例如，在HVAC&R***100以25％的容量操作的情况下，控制器240可以暂停第二制冷剂回路104的操作，并且可以操作第一制冷剂回路102。为此，HVAC&R***100(例如，调节流体回路124)可以包括旁通管线，所述旁通管线被配置成将调节流体从冷却负载122引导通过第一蒸发器110并回到冷却负载122，使得调节流体的流动绕过第二蒸发器120。在所展示的实施例中，沿着导管194设置旁通阀(例如，三通阀)248，并且可以(例如，经由控制器240)致动所述旁通阀以使得能够绕过第二蒸发器120，并且使得调节流体能够从冷却负载122流到第一蒸发器110(如箭头250所示)。

上述实施例和特征的技术效果包括具有多个制冷剂回路的HVAC&R***(例如，冷却器)的操作和制造的改善，诸如与HVAC&R***的操作和制造相关联的操作效率提升和成本降低。具体地，多个制冷剂回路中的蒸发器的串流布置使得能够降低HVAC&R***的蒸发器接近温度。以这种方式，可以提高蒸发器中的制冷剂压力，这可以降低HVAC&R***的升力，并且因此减小由HVAC&R***的压缩机所作的功。相应地，减少了HVAC***的能耗。另外，串流布置使得能够以多种不同的结构构型或布置来成本有效地制造HVAC&R***。

尽管本文仅展示和描述了本实施例的某些特征，但是本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此，应当注意的是，所附权利要求旨在覆盖如落入本披露内容的真正精神内的所有这种修改和改变。进一步地，应当注意的是，所披露的实施例的某些元件可以彼此组合或互换。

本文中所呈现和所要求保护的技术参考了并应用于明显改进本技术领域的实质对象和实际性质的具体示例并且因此不是抽象的、无形的或纯理论性的。进一步地，如果附于本说明书结尾的任何权利要求含有指定为“用于[执行][功能]的装置”或“用于[执行][功能]的步骤”的一个或多个要素，则意图是在根据35U.S.C.112(f)对此类要素进行解释。然而，对于含有以任何其他方式指定的要素的任何权利要求，意图是不根据35U.S.C.112(f)对此类要素进行解释。

Claims (20)

1.一种加热、通风、空调和/或制冷(HVAC&R)***，包括：

第一制冷剂回路，所述第一制冷剂回路包括被配置成将第一制冷剂置于与调节流体处于热交换关系的第一蒸发器，其中，所述第一蒸发器包括被配置成引导所述调节流体通过所述第一蒸发器的第一组第一管和第二组第一管；

第二制冷剂回路，所述第二制冷剂回路包括被配置成将第二制冷剂置于与所述调节流体处于热交换关系的第二蒸发器，其中，所述第二蒸发器包括被配置成引导所述调节流体通过所述第二蒸发器的第一组第二管和第二组第二管；以及

调节流体回路，所述调节流体回路被配置成使所述调节流体连续地循环通过所述第一组第一管、所述第二组第一管、所述第一组第二管和所述第二组第二管。

2.如权利要求1所述的HVAC&R***，其中，所述第一组第一管限定所述第一蒸发器的下部通道，并且所述第二组第一管限定所述第一蒸发器的上部通道。

3.如权利要求2所述的HVAC&R***，其中，所述第一蒸发器包括水箱，所述水箱被配置成从所述第一组第一管接收所述调节流体、使所述调节流体通过所述第一蒸发器的流动方向反向并将所述调节流体引导到所述第二组第一管中。

4.如权利要求2所述的HVAC&R***，其中，所述第一组第二管限定所述第二蒸发器的下部通道，并且所述第二组第二管限定所述第二蒸发器的上部通道。

5.如权利要求4所述的HVAC&R***，其中，所述调节流体回路包括从所述第二蒸发器的出口延伸到所述第一蒸发器的入口的导管，所述第二蒸发器的所述出口被配置成将所述调节流体从所述第二组第二管朝向所述导管引导，并且所述第一蒸发器的所述入口被配置成将所述调节流体从所述导管朝向所述第一组第一管引导。

6.如权利要求1所述的HVAC&R***，其中，所述第一蒸发器包括出口，所述第二蒸发器包括入口，所述出口被配置成将所述调节流体朝向冷却负载引导，并且所述入口被配置成从所述冷却负载接收所述调节流体。

7.如权利要求1所述的HVAC&R***，其中，所述第一蒸发器和所述第二蒸发器相对于彼此以端到端构型布置。

8.如权利要求1所述的HVAC&R***，其中，所述第一蒸发器和所述第二蒸发器相对于彼此以并排构型布置。

9.如权利要求1所述的HVAC&R***，包括冷却器，所述冷却器具有所述第一制冷剂回路和所述第二制冷剂回路，其中，所述第一制冷剂回路包括被配置成将所述第一制冷剂置于与环境空气处于热交换关系的第一冷凝器，并且所述第二制冷剂回路包括被配置成将所述第二制冷剂置于与环境空气处于热交换关系的第二冷凝器。

10.一种加热、通风、空调和/或制冷(HVAC&R)***，包括：

第一蒸发器，所述第一蒸发器包括第一下部管束和第一上部管束，其中，所述第一下部管束和所述第一上部管束各自被配置成将调节流体置于与第一制冷剂处于热交换关系；

第二蒸发器，所述第二蒸发器包括第二下部管束和第二上部管束，其中，所述第二下部管束和所述第二上部管束各自被配置成将所述调节流体置于与第二制冷剂处于热交换关系；

导管，所述导管在所述第一蒸发器与所述第二蒸发器之间流体地延伸并且使所述第一下部管束和所述第二上部管束流体地联接；以及

调节流体回路，所述调节流体回路被配置成使所述调节流体连续地循环通过所述第二下部管束、所述第二上部管束、所述导管、所述第一下部管束和所述第一上部管束。

11.如权利要求10所述的HVAC&R***，其中，所述调节流体回路被配置成将所述调节流体从冷却负载引导到所述第二下部管束，并将所述调节流体从所述第一上部管束引导到所述冷却负载。

12.如权利要求10所述的HVAC&R***，其中，所述第一下部管束限定所述第一蒸发器的第一通道，并且所述第一上部管束限定所述第一蒸发器的第二通道。

13.如权利要求12所述的HVAC&R***，其中，所述第二下部管束限定所述第二蒸发器的第一通道，并且所述第二上部管束限定所述第二蒸发器的第二通道。

14.如权利要求10所述的HVAC&R***，包括：

第一制冷剂回路，所述第一制冷剂回路包括所述第一蒸发器、第一压缩机以及第一冷凝器，其中，所述第一冷凝器被配置成将所述第一制冷剂置于与环境空气处于热交换关系；以及

第二制冷剂回路，所述第二制冷剂回路包括所述第二蒸发器、第二压缩机以及第二冷凝器，其中，所述第二冷凝器被配置成将所述第二制冷剂置于与环境空气处于热交换关系，

其中，所述第一制冷剂回路和所述第二制冷剂回路彼此流体地分离。

15.一种冷却器***，包括：

第一制冷剂回路，所述第一制冷剂回路包括被配置成将第一制冷剂置于与调节流体处于热交换关系的第一蒸发器，其中，所述第一蒸发器包括被配置成引导所述调节流体通过所述第一蒸发器的第一多个第一管和第二多个第一管，其中，所述第一多个第一管限定所述第一蒸发器的下部通道，并且所述第二多个第一管限定所述第一蒸发器的上部通道；

第二制冷剂回路，所述第二制冷剂回路包括被配置成将第二制冷剂置于与所述调节流体处于热交换关系的第二蒸发器，其中，所述第二蒸发器包括被配置成引导所述调节流体通过所述第二蒸发器的第一多个第二管和第二多个第二管，其中，所述第一多个第二管限定所述第二蒸发器的下部通道，并且所述第二多个第二管限定所述第二蒸发器的上部通道；以及

导管，所述导管在所述第二多个第二管与所述第一多个第一管之间延伸并且使所述第二多个第二管和所述第一多个第一管流体地联接。

16.如权利要求15所述的冷却器***，其中，所述第一蒸发器、所述第二蒸发器和所述导管被配置成引导所述调节流体连续地通过所述第二多个第二管、所述第一多个第二管、所述导管、所述第一多个第一管和所述第二多个第一管。

17.如权利要求15所述的冷却器***，其中，所述第一制冷剂回路包括第一空冷式冷凝器，所述第二制冷剂回路包括第二空冷式冷凝器，并且所述第一制冷剂回路和所述第二制冷剂回路彼此流体地分离。

18.如权利要求15所述的冷却器***，其中，所述第一蒸发器和所述第二蒸发器相对于彼此以端到端布置定位。

19.如权利要求15所述的冷却器***，其中，所述第一蒸发器和所述第二蒸发器相对于彼此以并排布置定位。

20.如权利要求15所述的冷却器***，包括控制器，所述控制器被配置成基于从所述冷却器***的一个或多个传感器接收的反馈来调节所述第一制冷剂回路和所述第二制冷剂回路独立于彼此的操作。

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