TWI586926B - 蒸氣壓縮系統 - Google Patents

Description

蒸氣壓縮系統 參考相關申請案

本案主張2013年6月7日提申的美國非臨時申請案13/912,634，名稱為蒸氣壓縮系統的優先權。

本案普遍地關於一種於冷凍、空調與冷卻液體系統的蒸氣壓縮系統，本案更具體的是關於蒸氣壓縮系統的分配系統與方法。

傳統冷卻液體系統用於加熱、通風與空調系統，該系統包括一蒸發器用以於系統的冷卻劑與另一待冷卻的液體之間產生熱能交換。一種形式的蒸發器包括一殼體帶有複數管件形成一管束供待冷卻的液體循環流通。冷卻劑被帶入與位在殼體內的管束的外部或外表面接觸，形成待冷卻液體與冷卻劑之間的熱能傳輸。例如，冷卻劑可被藉由噴灑或其他普遍可稱之為「降膜」蒸發器的類似技術附著於管束的外表面。在更進一步的範例中，管束的外表面可完全或部分浸置於普遍稱之為「滿溢式」蒸發器的液體冷卻劑中。在又另一個範例中，管束的一部分可具有冷卻劑附著於外表面而管束的另一部分可被浸置於普遍被稱之為「混合降膜式」蒸發器的液體冷卻劑中。

與液體熱能交換的結果，冷卻劑被加熱並且轉換為蒸氣狀態，其接著回到一壓縮器，於該處蒸氣被壓縮，以開始另一冷卻劑循環。冷卻的液體可被循環至複數設置通過一建築物的熱交換器。來自於建築物較暖的氣體通過熱交換器，於該處冷卻的液體被暖化，而冷卻用於建築物的氣體。被建築物的氣體暖化的液體回到蒸發器以重複此步驟。

本發明關於用於使用在蒸氣壓縮系統中的分配器，其包括一圍體組配以置設在一熱交換器中，該熱交換器具有包含於該熱交換器中實質水平延伸的複數管件的一管束。至少一分配裝置形成於該圍體的一末端以置設成面向該管束，該至少一分配裝置組配來將進入該分配器的流體施加至該管束上。該圍體具有介於約1/2：1與約10：1之間的深寬比。

本發明更關於用於使用在蒸氣壓縮系統中的分配器，其包括一圍體組配以置設在一熱交換器中，該熱交換器具有包含於該熱交換器中實質水平延伸的複數管件的一管束。至少一分配裝置形成於該圍體的一末端以置設成面向該管束，該至少一分配裝置組配來將進入該分配器的流體施加至該管束上。該圍體具有介於約1/2：1與約10：1之間的深寬比。該圍體的末端包括一末端形貌體且該至少一分配裝置包括形成於該末端形貌體的至少一開口。該至少一開口係組配且設置以在介於約60度至約180度之間實 質涵蓋與該系統的該分配器的運作相關的整個流體壓力範圍的一噴灑角度分配流體。

本發明又更關於蒸氣壓縮系統中分配流體的方法，該方法包括提供一圍體，其組配成置設在具有一管束的一熱交換器中，該管束包含於該熱交換器中實質水平延伸的複數管件。該方法包括形成於該圍體的一末端中置設成面向該管束的至少一分配裝置，該至少一分配裝置組配來將進入該分配器的流體施加至該管束上。該圍體具有介於約1/2：1與約10：1之間的深寬比。該方法包括運作該蒸氣壓縮系統。

10‧‧‧系統

12‧‧‧建築物

14‧‧‧蒸氣壓縮系統

16‧‧‧鍋爐

18‧‧‧氣體回流導管

20‧‧‧氣體供應導管

22‧‧‧氣體管理器

24‧‧‧導管

32‧‧‧壓縮機

34‧‧‧冷凝器

36‧‧‧膨脹裝置

38‧‧‧蒸發器

40‧‧‧控制面板

42‧‧‧類比數位(A/D)轉換器

44‧‧‧微處理器

46‧‧‧非揮發性記憶體

48‧‧‧介面板

50‧‧‧馬達

52‧‧‧可變速驅動器

54、78、140‧‧‧管束

56‧‧‧冷卻塔

60R‧‧‧回流線

60S‧‧‧供應線

62‧‧‧冷卻負載

64‧‧‧中間迴路

66‧‧‧膨脹裝置

68‧‧‧入口線

70‧‧‧中間管

72、74、114‧‧‧管線

76‧‧‧圓柱狀殼體

80、142‧‧‧分配器

82‧‧‧液態冷卻劑

84‧‧‧泵

86‧‧‧蓋體

92‧‧‧壁

94‧‧‧開口端

96、106‧‧‧蒸氣冷卻劑

98‧‧‧延伸部

100‧‧‧通道

102‧‧‧狹孔

104‧‧‧出口

110‧‧‧冷卻劑

112‧‧‧調節裝置

116‧‧‧支撐件

128、138‧‧‧蒸發器

144‧‧‧圍體

146‧‧‧分配裝置

148‧‧‧末端

150‧‧‧相反端

152‧‧‧端部

154‧‧‧相反端部

156‧‧‧入口

158、258、358、458‧‧‧末端形貌體

160、260、360‧‧‧開口

162、178‧‧‧寬度

164、202、204‧‧‧間隔

166‧‧‧噴灑角度

168、170‧‧‧圍體部

172、174‧‧‧角度誤差

176‧‧‧高度

180‧‧‧對稱平面

181、281、381、481‧‧‧中心點或重合點

182、183、282、283、382、383、482、483‧‧‧參考線

184‧‧‧遠端點切線位置/切點

185、285、385、485‧‧‧參考線

186、286、386、486‧‧‧距離

187、287、387、487‧‧‧遠端部

188、288、388、488‧‧‧距離

189、289、389、489‧‧‧有效半徑或有效半徑距離

194、200‧‧‧長度

196、198‧‧‧末端部

208‧‧‧分配流體

261、263、361、363、461、463‧‧‧邊緣

284、384、484‧‧‧切點

圖1示出一用於加熱、排氣與空調系統的範例實施例。

圖2示出一範例蒸氣壓縮系統的等角圖。

圖3與圖4簡要示出該蒸氣壓縮系統的範例實施例。

圖5A示出一範例蒸發器的展開、部分剖切視圖。

圖5B示出圖5A的蒸發器的頂部等角圖。

圖5C示出該蒸發器沿著圖5B的5-5線剖切的截面圖。

圖6A示出一範例蒸發器的頂部等角圖。

圖6B與圖6C示出該蒸發器沿著圖6A的6-6線剖切的截面圖。

圖7示出一圍體的範例實施例的頂部立體圖。

圖8示出圖7的圍體的平面圖。

圖9示出該圍體沿圖7的9-9線剖切的部分前視圖。

圖10示出該圍體沿圖9的10-10線剖切的截面圖。

圖11示出該圍體沿圖9的10-10線剖切的一範例實施例的截面圖。

圖12示出該圍體沿圖9的10-10線剖切的再一範例實施例的截面圖。

圖13示出該圍體沿圖9的10-10線剖切的再一範例實施例之截面圖。

圖14示出該圍體沿圖9的10-10線剖切的的又再一範例實施例之截面圖。

圖15示出該圍體的一範例實施例。

圖1示出用於典型商業用途的建築物12並且配合一冷卻液系統的一暖氣、通風、空調(HVAC)系統10的範例環境。系統10可包括一蒸氣壓縮系統14，其可供應用以冷卻建築物12的冷卻液。系統10可包括用以供應可使用在建築物12供暖的加熱液體的一鍋爐16、以及使氣體於建築物12中循環的一氣體分配系統。該氣體分配系統亦可包括一氣體回流導管18、一氣體供應導管20以及一氣體管理器22。氣體管理器22可包括藉由導管24連接至鍋爐16與蒸氣壓縮系統14的一熱交換器。位在氣體管理器22中的熱交換器可接收來自於鍋爐16的加熱液體或來自於蒸氣壓縮系統 14的冷卻液體，端視系統10的操作模式而定。系統10示出建築物12的每一層樓帶有一分離的氣體管理器，但該組件可在樓層之間共用也是可以理解的。

圖2與圖3示出一蒸氣壓縮系統14的範例，其可用於一暖氣、通風、空調(HVAC)系統，例如HVAC系統10。蒸氣壓縮系統14可循環一冷卻劑通過由一馬達50驅動的一壓縮機32、一冷凝器34、膨脹裝置36以及一液體冷卻器或蒸發器38。蒸氣壓縮系統14亦可包括一控制面板40，其可包括一類比數位(A/D)轉換器42、一微處理器44、一非揮發性記憶體46以及一介面板48。在某些可用在蒸氣壓系統14作為冷卻劑的流體範例可為氟碳化物(HFC)基底的冷卻劑，例如，R-410A、R-407、R-134a、氫氟烯烴(HFO)、「天然的」冷卻劑如氨(NH₃)、R-717、二氧化碳(CO₂)、R-744或碳氫化合物基底冷卻劑、水蒸氣或任何其他適合的形式的冷卻劑。在一個範例實施例中，蒸氣壓縮系統14可使用一或更多可變速驅動器52、馬達50、壓縮機32、冷凝器34及/或蒸發器38每一者。

與壓縮機32配合使用的馬達50可由一可變速驅動器(VSD)52驅動，或可直接由一交流或直流動力源驅動。使用時，可變速驅動器52由交流電源接收具有一特定線路固定電壓與線路固定頻率的交流電並且提供具有可變電壓與頻率的電源至馬達50。馬達50可包括任何形式的電動機，其可被由一可變速驅動器驅動或直接由一AC或DC電源驅動。例如，馬達50可為一切換式磁阻馬達、一感應馬達、 一電子整流永磁馬達、或其他任何適合的馬達形式。在一可替換的範例實施例中，其他驅動機械例如蒸氣或氣體渦輪或引擎以及相關的組件可被用於驅動壓縮機32。

壓縮機32壓縮冷卻劑蒸氣並且將蒸氣通過一排放管線傳送至冷凝器34。壓縮機32可為一離心式壓縮機、螺旋壓縮機、往復式壓縮機、旋轉壓縮機、擺臂式壓縮機、渦捲式壓縮機、渦輪壓縮機或任何其他適合的壓縮機。由壓縮機32傳送至冷凝器34的冷卻劑蒸氣傳輸熱能至流體，例如，水或氣體。冷卻劑蒸氣由於與流體熱傳的關係而於冷凝器34中冷凝為冷卻劑液體。該來自於冷凝器34的液體冷卻劑流過膨脹裝置36至蒸發器38。在圖3所示的範例實施例中，冷凝器34冷卻水式並且包括一管束54連接至一冷卻塔56。

傳送至蒸發器38的液體冷卻劑由另一流體吸收熱能，其可或不需與使用在冷凝器34的流體相同形式，且經歷一相變化至一冷卻劑蒸氣。在圖3所示的一範例實施例中，蒸發器38包括具有連接至一冷卻負載62的一供應線60S與一回流線60R的一管束。一工作流體，例如水、乙二醇、氯化鈣鹵水、氯化鈉鹵水或任何其他適合的流體，經由回流線60R進入蒸發器38並且經由供應線60S出蒸發器38。蒸發器38冷卻在管路中的工作流體的溫度。蒸發器38中的管束可包括複數管路以及複數管束，該蒸氣冷凝劑出蒸發器38並且藉由一吸入管線回流至壓縮機32而完成該循環。

圖4類似圖3，示出帶有可配合於冷凝器34與膨脹 裝置36之間以提供增加的冷卻能力、效能與性能的一中間迴路64的冷卻劑迴路。中間迴路64具有一入口線68可與冷凝器34直接連接或流體連通。如圖所示，在一範例實施例中，入口線68包括一膨脹裝置66位在一中間管70的上游，中間管70可為一閃蒸槽，亦可稱為一閃蒸中間冷卻器。在另一範例實施例中，中間管70可組配成一熱交換器或一「表面節約裝置」。於該閃蒸中間冷卻器的設置中，一第一膨脹裝置66運作以降低接收來自於冷凝器34的液體的壓力。在閃蒸中間冷卻器的膨脹過程中，液體的一部分被蒸發。中間管70可用以將蒸發蒸氣與接收自冷凝器的液體分離。蒸發的液體可通過一管線74由壓縮機32抽至介於吸入與排出之間或位在壓縮的一中間階段的一壓力中間的一部位。未被蒸發的液體藉由膨脹過程冷卻並且集中於中間管70的底部，於該處，液體藉由包含一第二膨脹裝置36的一管線72被回收以流至蒸發器38。

如本領域技術人員熟知的，於「表面中間冷卻器」的設置中，其進行方式是略有差異的。中間迴路64可運作於如前述類似的方式，除了如圖4所示，中間迴路64僅接收來自於冷凝器34的冷卻劑的一部分而剩餘的冷卻劑直接由膨脹裝置36處理，取代全數接收來自於冷凝器34的冷卻劑。

圖5A-5C示出組配成一「混合降膜式」蒸發器的一蒸發器的範例實施例，如圖5A-5C所示，一蒸發器138包括一實質圓柱狀殼體76帶有複數管件形成沿著殼體76的長度實質水平延伸的一管束78。至少一支撐件116可位在殼體 76內以支撐該管束78的該等複數管件。一適合的流體，例如水、乙烯、乙二醇或氯化鈣鹵水流過管束78的管件。位在管束78上方的一分配器80將冷卻劑110由數個位置分配、沉積或施加至管束78的管件上。在一個範例實施例中，藉由分配器80沉積的冷卻劑可為完全地液態冷卻劑，雖然在另一範例實施例中，由分配器80附著的冷卻劑可包括液態冷卻劑與蒸氣冷卻劑兩者。

圍繞管束78的管件流動的液體冷卻劑不改變狀態的集中在殼體76的底部。集中的液體冷卻劑可形成一池或儲存的液體冷卻劑82。由分配器80沉積的位置可包括任何相對於管束78的縱向或橫向位置的結合。在另一範例實施例中，由分配器80沉積的位置並不限於沉積至管束78的上部管件。分配器80可包括藉由冷卻劑的分散來源供應的複數噴嘴，在一個範例實施例中，該分散來源為一管件連接一冷卻劑來源，例如冷凝器34。噴嘴包括噴灑噴嘴但亦包括可導引或指引冷卻劑至管件的表面上的機械式開口。噴嘴可以預定的樣式施加冷卻劑，例如噴射樣式，以使管束78的管件的上排被覆蓋。管束78的管件可被排設以使冷卻液以膜的形式圍繞管件表面流動，此液態冷卻劑接合以形成水滴狀或在某些情況下，簾狀或片狀的液體冷卻劑位於管件表面的底部。此形成的片狀促使管件的表面沾濕以而增加流體流入管束78的管件內以及冷卻劑流動於管束78的管件表面之間的熱傳效能。

在液態冷卻劑82之池中，一管束140可被浸泡或 至少部分被浸泡，以提供冷卻劑與工作流體之間額外的熱能傳輸，以蒸發該液態冷卻劑82的池。在一個範例實施例中，管束78可至少部分位於管束140上方(亦即至少部分重疊)。在一個範例實施例中，蒸發器138配合一雙回合系統，其中待冷卻的工作流體首先流入管束140的管件內，接著被導引以流入位在相反於管束140中流動的方向的管束78的管件內。在雙回合系統的第二回合中，流動在管束78中的流體溫度減少，因而需要與流過管束78表面的冷卻劑有較少量的熱傳輸，以獲得工作流體所欲的溫度。

須了解的是，雖然一雙回合系統被描述，第一回合與管束140配合而第二回合與管束78配合，其他的排設是可預期的。例如，蒸發器138可配合一個單回合系統，其中工作流體於相同方向流過管束140與管束78兩者。或者，蒸發器138可配合一三回合系統，其中兩回合與管束140配合而剩餘的一回合與管束78配合，或者一回合與管束140配合而剩餘的兩回合與管束78配合。再者，蒸發器138可配合交替的二回合系統，其中，一回合與管束78及管束140兩者配合，而該第二回合與管束78及管束140兩者配合。在一個範例實施例中，管束78至少部分位於管束140上方，以一間隙將管束78與管束140分離。在又一範例實施例中，蓋體86以延伸朝向間隙並且鄰近間隙中止地覆蓋管束78。總之，任何回合數量其每一回合可與管束78與管束140的一或兩者配合是可預期的。

一圍體或蓋體86設置於管束78上以實質避免交 叉流，亦即，介於管束78的管件之間的蒸氣冷卻劑或液體與蒸氣冷卻劑106的一橫向流。蓋體86位於管束78的管件上方並且側向框住管束78的管件。蓋體86包括一上端88位在靠近殼體76的上部，分配器80可位在蓋體86與管束78之間。在又另一範例實施例中，分配器80可位在靠近但位在蓋體86的外部，以至於分配器80並不位在蓋體86與管束78之間。然而，雖然分配器80並不在蓋體86與管束78之間，分配器80的噴嘴仍組配成將冷卻劑導引或施加於管件的表面。蓋體86的上端88組配來實質避免施加的冷卻劑的流110以及部分被蒸發的冷卻劑，亦即液體及/或蒸氣冷卻劑106直接流向出口104，反而，施加的冷卻劑110、106受到蓋體86的限制，更具體的，在冷卻劑可由位在蓋體86的開口端94出去之前，被強迫往下通過壁92之間。圍繞蓋體86的蒸氣冷卻劑96的流亦包括由液體冷卻劑82之池流離之被蒸發的冷卻劑。

須了解的是，至少前述定義的、相關的用語於本文其他範例實施例並不作為限制。例如，蓋體86可相對於前述的其他蒸發器組件旋轉，亦即，蓋體86包括壁92，並不限於直立方向。基於蓋體86沿一實質平行管束78的管件的軸足夠的旋轉，蓋體86可不再被視為「位在管束78的管件上方」或「側向框住管束78的管件」。相同地，蓋體86的「上」端88不再接近殼體76的一「上部」，且其他的範例實施例於蓋體與殼體之間並不限於這樣的安排。在一個範例實施例中，蓋體86終止於覆蓋管束78之後，雖然在另一個範例實 施例中，蓋體86更在覆蓋管束78後延伸。

在蓋體86迫使冷卻劑106往下於壁92之間並且通過開口端94之後，蒸氣冷卻劑在由殼體76的底部流經殼體76與壁92之間的空間至殼體76的上部之前，於方向上產生突然的變化。結合重力的影響，此突然的流動方向變化導致一比例的冷卻劑夾帶的任何水滴隨液體冷卻劑82或殼體76冷卻，因而將這些水滴由蒸氣冷卻劑96的流中移除。此外，沿著蓋體86的長度介於壁92之間流動的冷卻劑霧結合成較大的水滴而較容易因為重力關係分離，或維持與管束78有足夠的接近或接觸管束78，以允許冷卻劑霧藉由與管束的熱傳的蒸發。水滴尺寸增加的結果，液體藉由重力分離的效能改善，允許蒸氣冷卻劑96於介於壁92與殼體76之間的空間流經蒸發器有增加的往上速度。蒸氣冷卻劑96無論由開口端94或液體冷卻劑82的池流出，流經由壁92接近上部末端88凸出的一對延伸部98並且進入一通道100。蒸氣冷卻劑96在出蒸發器138的一出口104前，經由介於延伸部98的末端與殼體76之間的空間的狹孔102進入通道100。在另一個範例實施例中，蒸氣冷卻劑96可經由形成於延伸部98的開口或孔洞進入通道100，取代狹孔102。在又另一個範例實施例中，狹孔102可由蓋體86與殼體76之間的空間形成，亦即，蓋體86並不包括延伸部98。

換言之，一旦冷卻劑106由蓋體86排出，蒸氣冷卻劑96接著由殼體76的底部沿著前述的通道路徑流向殼體76的頂部。在一個範例實施例中，通道路徑在到達出口104 之前，可實質對稱於蓋體86的表面與殼體76之間。在一個範例實施例中，擋板，例如延伸件98設置於靠近蒸發器出口，以防止蒸氣冷卻劑96至壓縮機入口的直接路徑。

在一個範例實施例中，蓋體86包括相對的實質平行的壁92。在另一個範例實施例中，壁92可實質縱向延伸並且終止於位在實質相對上端88的開口端94。上端88與壁92相當接近管束78的管件，而壁92朝向殼體76的底部延伸以致於實質橫向框住管束78的管件。在一個範例實施例中，壁92可間隔於管束78的管件約0.02英吋(0.5mm)與約0.8英吋(20mm)之間。在又一個範例實施例中，壁92可間隔於管束78的管件約0.1英吋(3mm)與約0.2英吋(5mm)之間。然而，為了提供足夠的空間以設置分配器80於管件與蓋體的上端之間，上端88與管束78的管件之間的間隔可遠大於0.2英吋(5mm)。在一個範例實施例中，蓋體86的壁92實質平行且殼體76呈圓柱狀，壁92可沿對稱的殼體將空間對分以將壁92隔開的一中央縱向平面對稱。在其他的範例實施例中，壁92不需縱向延伸超過管束78的底部管件，壁92也不需為平面，即壁92可為彎曲或具有其他非平面外型。不論其具體結構，蓋體86組配為在壁92的範圍內導引冷卻劑106通過蓋體86的開口端94。

圖6A至圖6C示出一蒸發器組配成一「降膜」蒸發器128的範例實施例，如圖6A至圖6C所示，蒸發器128類似於圖5A至圖5C所示的蒸發器138，除了蒸發器128不包括位在集中於殼體底部的冷卻劑82之池內的管束140。在一個範 例實施例中，蓋體86終止於蓋設於管束78之後，雖然在另一個範例實施例中，蓋體86更在覆蓋於管束78後朝向冷卻劑82之池延伸。在又一個範例實施例中，蓋體86終止以致於蓋體不完全覆蓋管束，亦即，實質覆蓋管束。

如圖6B與圖6C所示，一泵84可用於將液體冷卻劑82的池由殼體76的底部經由管線114再循環至分配器80。如圖6B所示，管線114可包括一調節裝置112，其可與一冷凝器(圖未示)流體相連通。在另一個範例實施例中，一噴射器(圖未示)可被應用利用來自於以白努利效應運作的冷凝器34的加壓冷卻劑將液體冷卻劑82由殼體76的底部抽出，此噴射器結合調節裝置112與泵84的功能。

在一個範例實施例中，管件或管束的一種排列可由複數等間隔的管件縱向與水平對齊界定出，形成實質矩形的輪廓。然而，管件並不縱向或水平對齊，以及不等間隔排列的管束堆疊排列可被使用。

在另一個範例實施例中，不同的管束結構被預期，例如，具有鰭片的管件(圖未示)可被使用在管束中，例如沿著最頂部的水平列或管束的最頂部。除了使用具有鰭片的管件的可能性以外，管件於池式沸騰應用形成更有效的運作，例如於「滿液式」蒸發器中，亦可被應用。此外，或與具有鰭片的管件結合，多孔塗層也可被施加於管束的管件外表面。

在再一個範例實施例中，蒸發器殼體的截面輪廓可為非圓形。

在一個範例實施例中，蓋體的一部分可部分延伸入殼體的出口。

此外，將分配器80加入系統14的膨脹裝置的膨脹功能是可能的。在一個範例實施例中，兩個膨脹裝置可應用。一個膨脹裝置是體現於分配器80的噴灑噴嘴。另一個膨脹裝置，例如膨脹裝置36，可在位於蒸發器內的噴灑噴嘴提供之前，提供一冷卻劑的初始部分膨脹。在一個範例實施例中，該另一膨脹裝置，亦即，非噴灑式噴嘴膨脹裝置，可由位在蒸發器內的液體冷卻劑82高度針對不同的操作環境控制計算，例如蒸發與冷凝壓力，以及部分冷卻負載。在一個可替換的範例實施例中，膨脹裝置可由位在冷凝器中的液體冷卻劑的高度控制，或於再一個範例實施例中，一「閃蒸節約器」導管。在一個範例實施例中，主要的膨脹可產生於噴嘴，提供較大的壓力差，同時容許噴嘴降低尺寸，因而降低噴嘴的尺寸與成本。

本案提出其他揭露，包括分配器，例如涵蓋在申請人於2010年9月3日提申的美國非臨時申請案12/875,748「蒸氣壓縮系統」中，其在此一併列為參考。

圖7示出一分配器142的範例實施例，其組配來將進入分配器142的流體以如類似前述的方式施加於一管束上，如圖6B所示。分配器142包括一圍體144，圍體144具有一末端148置設成面向一管束(如圖6B)以及一相反端150面向遠離管束。分配器142亦包括一入口156形成於末端150並且延伸於端部152與相反端部154之間。末端148包括至少一 分配裝置146或複數分配裝置146與其操作性地配合的一末端形貌體158。在一個實施例中，分配裝置146包括一開口160(圖9)形成於末端148的末端形貌體158。此排設的效果在於，可包括蒸氣與液體二相混合的流體206進入圍體144的入口156，沿著圍體144的長度分佈並且經由分配裝置146流出圍體144形成分配流體208。由於圍體144的新穎結構，分配流體208的流動沿著圍體144的長度被改善，亦即，形成沿著圍體的長度更均勻的流動。

須了解的是，一、二或更多分配器142可與單一管束使用。在一個實施例中，二或更多分配器對於分配流體208(圖11)可具有一重疊的噴灑角度166。在一個實施例中，一管束可區分為數區，例如縱向分離區，配合數個獨立的分配器。例如，針對一大管束區分為數個縱向分離區，一或更多分配器可置設於每一區之間以提供管束之管件改善的、多級的濕潤。

如圖7-圖10所示，為由多件組合，例如透過銲接的圍體144可伸出形成具有整體或一件式的結構。

圖10示出沿著圖9延伸通過形成於末端148的末端形貌體158的一開口160的10-10線的截面圖。末端148延伸至相對的圍體部168、170。如圖10所示，圍體部168、170彼此平行並且具有一對稱平面180相對於彼此。在如圖10所示，圍體具有一高度176與一寬度178，圍體的深寬比的用語是指高度176除以寬度178。圍體的深寬比可介於約1/2：1與約10：1之間、約1/2：1與約8：1、約2：1與約6：1、 約2：1與約4：1、約2：1與約3：1、約3：1與約8：1、約4：1與約6：1、約2：1、約3：1、約4：1或其任何次組合。適當尺寸的深寬比結果，結合開口160的尺寸與空間，流體流過圍體的開口160可優化，亦即，使實質涵蓋與本案的該分配器的運作相關的整個流體壓力範圍於該圍體的長度上更均一。

例如，如圖8-圖10所示，入口156具有介於長度200的1/6與1/3之間的長度194。入口156大致位在相對的末端部196、198之間的中央。在一個實施例中，形成於末端148的末端形貌體158的相鄰的開口160具有沿著長度200彼此實質相等的間隔164。在另一個實施例中，介於與入口156相關的相鄰的開口160的至少一部分之間的間隔164可大於介於與末端部196相關的鄰近開口160的至少一部分之間的間隔202，及/或大於與末端部198相關的鄰近開口160的至少一部分之間的間隔204，以促進更一致的流體流過沿著圍體144的長度200的集中開口160。在一個實施例中，介於與末端部196相關的鄰近開口160的至少一部分之間的間隔202可實質相對於介於與末端部198相關的鄰近開口160的至少一部分之間的間隔204等間隔。在一個實施例中，開口160包括一實質一致的寬度162。在一個實施例中，開口160的切口末端可為「方形」或實質矩形，雖然在另一個實施例中，切口的末端可為曲線或曲線與線性的結合，在如圖11-圖14分別所示的類似態樣的末端形貌體158、258、358、458，以下將更進一步說明。在另一個實施例中，開口160 可具有不同的寬度。因此，可了解的是，開口160的尺寸對應由開口160的切口的末端至圍體的末端形貌體158的遠端點切線位置184(圖11)的距離186的結合，亦即為高度以及寬度162(圖10)。亦即，若開口160的寬度162彼此實質相等，開口160的尺寸在開口的高度或距離186也實質相等的情況下被視為實質相等。在一個實施例中，開口160的寬度162彼此不同，則開口的高度或距離186可彼此不同，但開口160的尺寸可彼此實質相等，只要其結果為沿著圍體的長度200(圖8)的流體流動實質一致。在一個實施例中，至少兩開口160為彼此實質相等或實質等尺寸。

雖然圖10所示的圍體部168、170是大致平行的，圍體部168可包括一角度誤差172及/或圍體部170可包括一角度誤差174。亦即，圍體部168、170每一者可由彼此平行偏離為介於0與約45度之間或其他次組合，重組為V形。在一個實施例中，如果需要，角度誤差172及/或角度誤差174可沿著圍體的長度變化。

圖11為於圖10的區11的局部放大圖，其示出圍體144的末端形貌體158的一個範例的更進一步細節。如圖11所示，形貌體158界定出一曲形或半球形輪廓，其由具有一有效半徑或有效半徑距離189並且延伸至相對的圍體部168、170。在一個實施例中，半徑或有效半徑或半徑距離189可包括一或更多具有不同曲率半徑的曲線。有效半徑或有效放射距離189由重合於實質垂直相對的圍體部168、170的一參考線182的中心點或重合點181往外延伸。如圖10所 示，圍體部168、170彼此平行且具有相對於彼此的一對稱面180，且在一個實施例中，對稱面180與參考線182重合。在一個實施例中，重合點181不位在圍體144的中心。在一個實施例中，圍體不具有對稱平面。開口160包括與開口160相關的切口末端相關的邊緣161、163，邊緣161鄰近並且與圍體部168相關，邊緣163鄰近並且與圍體部170相關。再如圖11所示，一參考線183實質垂直相對的圍體部168、170並且延伸通過邊緣161、163。參考線182平行參考線183。末端148相對於圍體部168、170的末端形貌體158的一遠端部187包括一遠端切點184，其重合於共同平行於參考線182、183的一參考線185。開口160的邊緣161、163與沿著參考線185所量測的末端形貌體158的遠端部187的切點184之間的間隔或有效間隔形成一距離186。介於延伸通過重合點181的參考線182與沿著參考線185所量測的遠端切點184，形成一距離188。距離188大於距離186。亦即，與一遠端切線部，例如末端形貌體158的切點184(距離188)相關的有效半徑或有效放射距離189大於與遠端切線部，例如切點184(距離186)相關的邊緣161、163之間的有效間隔或間隔。其結果，流過開口160的分配流體被限制於介於約60度與約180度之間、介於約90度與約180度之間、介於約120度與約180度之間、介於約150度與約180度之間、介於約160度與約180度之間、介於約160度與約170度之間、介於約160度與約165度之間、約160度、約165度、以及約170度的一噴灑角度166，其噴灑角度166在與蒸氣壓縮系統的分配器的操作相 關的流體壓力的實質整體範圍之下維持相對固定。

圖12為類似於圖10的區11的局部放大圖，其示出圍體144的末端形貌體258的一個範例的更進一步細節。如圖12所示，形貌體258界定出一方形或矩形輪廓，其由具有一有效半徑或有效半徑距離289並且延伸至相對的圍體部168、170的圍體的線性段組成。有效半徑或有效放射距離289由重合於實質垂直相對的圍體部168、170的一參考線282的中心點或重合點281往外延伸。在一個實施例中，重合點281不位在圍體144的中心。在一個實施例中，圍體不具有對稱平面。開口260包括與開口260相關的切口末端相關的邊緣261、263，邊緣261鄰近並且與圍體部168相關，邊緣263鄰近並且與圍體部170相關。再如圖12所示，一參考線283實質垂直相對的圍體部168、170並且延伸通過邊緣261、263。參考線282平行參考線283。末端148相對於圍體部168、170的末端形貌體258的一遠端部287包括一遠端切點284，其重合於共同平行於參考線282、283的一參考線285。開口260的邊緣261、263與沿著參考線285所量測的末端形貌體258的遠端部287的切點284之間的間隔或有效間隔形成一距離286。介於延伸通過重合點281的參考線282與沿著參考線285所量測的遠端切點284，形成一距離288。距離288大於距離286。亦即，與一遠端切線部，例如末端形貌體258的切點284(距離288)相關的有效半徑或有效放射距離289大於與遠端切線部，例如切點284(距離286)相關的邊緣161、163之間的有效間隔或間隔。其結果，分配流體流 過開口260被限制於介於約60度與約180度之間、介於約90度與約180度之間、介於約120度與約180度之間、介於約150度與約180度之間、介於約160度與約180度之間、介於約160度與約170度之間、介於約160度與約165度之間、約160度、約165度、以及約170度的一噴灑角度166(圖11)，其噴灑角度166在與蒸氣壓縮系統的分配器的操作相關的流體壓力的實質整體範圍之下維持相對固定。

圖13為類似於圖10的區11的局部放大圖，其示出圍體144的末端形貌體358的一個範例的更進一步細節。如圖13所示，末端形貌體358界定出一V形輪廓由具有有效半徑或有效放射距離389並且延伸至相對的圍體部168、170的圍體的線性段組成。有效半徑或有效放射距離389由重合於實質垂直相對的圍體部168、170的一參考線382的中心點或重合點381往外延伸。在一個實施例中，重合點381不位在圍體144的中心。在一個實施例中，圍體不具有對稱平面。開口360包括與開口360相關的切口末端相關的邊緣361、363，邊緣361鄰近並且與圍體部168相關，邊緣363鄰近並且與圍體部170相關。再如圖13所示，一參考線383實質垂直相對的圍體部168、170並且延伸通過邊緣361、363。參考線382平行參考線383。末端148相對於圍體部168、170的末端形貌體358的一遠端部387包括一遠端切點384，其重合於共同平行於參考線382、383的一參考線385。開口360的邊緣361、363與沿著參考線385所量測的末端形貌體358的遠端部387的切點384之間的間隔或有效間隔形成一距離 386。介於延伸通過重合點381的參考線382與沿著參考線385所量測的遠端切點384，形成一距離388。距離388大於距離386。亦即，與一遠端切線部，例如末端形貌體358的切點384(距離388)相關的有效半徑或有效放射距離389大於與遠端切線部，例如切點384(距離386)相關的邊緣361、363之間的有效間隔或間隔。其結果，分配流體流過開口360被限制於介於約60度與約180度之間、介於約90度與約180度之間、介於約120度與約180度之間、介於約150度與約180度之間、介於約160度與約180度之間、介於約160度與約170度之間、介於約160度與約165度之間、約160度、約165度、以及約170度的一噴灑角度166(圖11)，其噴灑角度166在與蒸氣壓縮系統的分配器的操作相關的流體壓力的實質整體範圍之下維持相對固定。

圖14為類似於圖10的區11的局部放大圖，其示出圍體144的末端形貌體458的一個範例的更進一步細節。如圖14所示，形貌體458界定一”D”外型的底部由具有一有效半徑或有效半徑距離489並且延伸至相對的圍體部168、170的圍體的線性與彎曲段結合形成。在一個實施例中，彎曲段與線性段不同的排設或外型可被使用。有效半徑或有效放射距離489由重合於實質垂直相對的圍體部168、170的一參考線482的中心點或重合點481往外延伸。在一個實施例中，重合點481不位在圍體144的中心。在一個實施例中，圍體不具有對稱平面。開口460包括與開口460相關的切口末端相關的邊緣461、463，邊緣461鄰近並且與圍體部168 相關，邊緣463鄰近並且與圍體部170相關。再如圖13所示，一參考線483實質垂直相對的圍體部168、170並且延伸通過邊緣461、463。參考線482平行參考線483。末端148相對於圍體部168、170的末端形貌體458的一遠端部487包括一遠端切點484，其重合於共同平行於參考線482、483的一參考線485。開口460的邊緣461、463與沿著參考線485所量測的末端形貌體458的遠端部487的切點484之間的間隔或有效間隔形成一距離486。介於延伸通過重合點481的參考線482與沿著參考線485所量測的遠端切點484，形成一距離488。距離488大於距離486。亦即，與一遠端切線部，例如末端形貌體458的切點484(距離488)相關的有效半徑或有效放射距離489大於與遠端切線部，例如切點484(距離486)相關的邊緣461、463之間的有效間隔或間隔。其結果，分配流體流過開口460被限制於介於約60度與約180度之間、介於約90度與約180度之間、介於約120度與約180度之間、介於約150度與約180度之間、介於約160度與約180度之間、介於約160度與約170度之間、介於約160度與約165度之間、約160度、約165度、以及約170度的一噴灑角度166(圖11)，其噴灑角度166在與蒸氣壓縮系統的分配器的操作相關的流體壓力的實質整體範圍之下維持相對固定。

可被了解的是，與各個距離186、286、386、486相關的線183、283、383、483並不限於延伸通過對應的開口160、260、360、460的每一對應的邊緣161與163、261與263、361與363、461與463。例如，在一個實施例中，開口 160的邊緣161與163可相對於線183偏移，以使線183呈現介於邊緣161與163之間的平均距離186。然而，線183、283、383、483與至各切點184、284、384、484個別對應的距離186、286、386、486少於介於線182、282、382、482與至各別切點184、284、384、484的各別對應距離188、288、388、488之間的個別對應的距離188、288、388、488，為了確保一致性，被分配的流體流的受控制的噴灑角度166(圖11)，於上方所述的理由。

圖15示出分配器142的一範例實施例，對照具有線性軸線190，其具有一彎曲的軸線192，相較於具有筆直或線性軸線的分配器，例如結合不同組態的開口160(圖8)，在部分管束排設上可提供改善的流體分配。

雖然僅有本發明特定的特徵與實施例被示出與說明，在沒有實質偏離申請專利範圍中所描述的標的的新穎技術與優點的情況下，對於熟知該技術領域者而言，許多修飾與變化可產生(例如大小、尺寸、結構、不同元件的外型與比例、參數值(例如溫度、壓力等)、設置排列、使用的材料、顏色、方位等的變化)。根據不同的實施例，任何製程或方法步驟的順序可改變或重新排序。因此，須了解的是，附件的申請專利範圍是企圖以涵蓋落入本發明的主要精神的所有修飾與變化。再者，為提供範例實施例精確的描述，一實際態樣並非所有特徵均被描述(例如與目前企圖實現本發明的最佳實施例不相關的，或與賦予本發明的申請專利範圍意義不相關的)。需被了解的是，在任何這類 的實際態樣的發展中，如於任何工程或設計案中，數個特定實施態樣的決定可能產生。這樣的發展可能是複雜且耗時的，但對於受益於本揭露書的熟知該技術領域者而言，在不需過度實驗下，仍然為設計、製造與生產的慣常作法。

14‧‧‧蒸氣壓縮系統

32‧‧‧壓縮機

34‧‧‧冷凝器

36‧‧‧膨脹裝置

38‧‧‧蒸發器

40‧‧‧控制面板

42‧‧‧類比數位(A/D)轉換器

44‧‧‧微處理器

46‧‧‧非揮發性記憶體

48‧‧‧介面板

50‧‧‧馬達

52‧‧‧可變速驅動器

54‧‧‧管束

56‧‧‧冷卻塔

60R‧‧‧回流線

60S‧‧‧供應線

62‧‧‧冷卻負載

64‧‧‧中間迴路

66‧‧‧膨脹裝置

68‧‧‧入口線

70‧‧‧中間管

72、74‧‧‧管線

Claims (10)

1. 一種用於使用在蒸氣壓縮系統的分配器，包含：一圍體，其係經組配來置設在一熱交換器中，該熱交換器具有包含在該熱交換器中實質水平延伸的複數管件的一管束；以及至少一分配裝置，其係形成於該圍體的一末端中置設成面向該管束，該至少一分配裝置係經組配來將進入該分配器的流體施加至該管束上；其中該圍體具有介於約2：1與約6：1之間的一深寬比。
2. 如請求項1所述的分配器，其中該圍體的該末端包含一末端形貌體且該至少一分配裝置包含形成於該末端形貌體中的至少一開口；其中該至少一開口係經組配且設置來在介於約60度至約180度之間實質涵蓋與該系統的該分配器的運作相關的整個流體壓力範圍的一噴灑角度分配流體。
3. 如請求項2所述的分配器，其中該末端形貌體包含一曲線外型、一線性外型或其組合中的至少一者。
4. 如請求項2所述的分配器，包含延伸遠離該圍體的該末端的大體平行之相對部。
5. 如請求項4所述的分配器，該等相對部可從彼此平行偏離0度與約45度之間。
6. 如請求項4所述的分配器，其中與該末端形貌體相關並 且大體垂直於該末端形貌體的該等相對部的一參考線係置設為距該末端形貌體的一遠端切線部一第一距離，一第二距離係關於形成於該至少一開口之邊緣以及該末端形貌體之該遠端切線部的一有效間隔，該第一距離係大於該第二距離。
7. 如請求項6所述的分配器，其中該參考線係與該末端形貌體的一有效半徑的一中心點重合。
8. 如請求項7所述的分配器，其中該圍體的一對稱平面係與該中心點重合。
9. 如請求項1所述的分配器，其中該深寬比係介於約2：1與約4：1之間。
10. 一種用以於蒸氣壓縮系統中分配流體的方法，包含：提供一圍體，其係經組配來置設在具有一管束的一熱交換器中，該管束包含於該熱交換器中實質水平延伸的複數管件；以及形成於該圍體的一末端中置設成面向該管束的至少一分配裝置，該至少一分配裝置係經組配來將進入該分配器的流體施加至該管束上，其中該圍體具有介於約2：1與約6：1之間的一深寬比；以及運作該蒸氣壓縮系統。