相關(guān)申請的交叉引用

該專利申請要求2014年10月14日提交的美國臨時申請no.62/063,501、62/063,507和62/063,520的根據(jù)35u.s.c.第119(e)節(jié)的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過引用并入本文中。本申請與其相關(guān)并且通過引用并入了如下共同待決和共同受讓的專利申請：2015/0135766，2015年1月3日提交，針對methodandapparatusforimprovingrefrigerationandairconditioningefficiency(用于改善制冷和空氣調(diào)節(jié)效率的方法和裝置)；2015/0040610,2014年9月29日提交，針對methodandapparatusforimprovingrefrigerationandairconditioningefficiency(用于改善制冷和空氣調(diào)節(jié)效率的方法和裝置)；2015/0082819，2014年9月29日提交，針對methodandapparatusforimprovingrefrigerationandairconditioningefficiency(用于提高制冷和空氣調(diào)節(jié)效率的方法和裝置)；14/500,477，2014年9月29日提交，針對methodandapparatusforimprovingrefrigerationandairconditioningefficiency(用于改善制冷和空氣調(diào)節(jié)效率的方法和裝置)；14/803,456，2015年7月20日提交，針對atomizingdeviceforimprovingtheefficiencyofaheatexchangesystem(用于改善熱交換系統(tǒng)的效率的霧化設(shè)備)；14/803,973，2015年7月20日提交，針對deviceforimprovingtheefficiencyofaheatexchangesystem(用于改善熱交換系統(tǒng)效率的設(shè)備)。

本發(fā)明總體上涉及熱交換系統(tǒng)，并且尤其涉及制冷和空氣調(diào)節(jié)設(shè)備。更具體地，公開了一種創(chuàng)新性的裝置，其實現(xiàn)最大制冷劑操作條件，同時降低系統(tǒng)的能量消耗。

背景技術(shù)：

依賴于標(biāo)準(zhǔn)制冷劑回收技術(shù)的各種設(shè)備已經(jīng)可用多年，諸如具有冷卻和加熱能力的制冷和熱泵設(shè)備。在每個相關(guān)設(shè)計規(guī)范的限制內(nèi)，熱泵設(shè)備使用戶能夠冷卻或加熱所選擇的環(huán)境或使用制冷單元來冷卻期望的位置。對于這些加熱和冷卻工作，通常而言，氣體或液體在基本上閉合的系統(tǒng)內(nèi)被壓縮、膨脹、加熱或冷卻，以在所選擇的環(huán)境中產(chǎn)生期望的溫度結(jié)果。

可膨脹可壓縮的制冷劑被包含在包括各種制冷劑操縱部件的基本封閉的系統(tǒng)內(nèi)并且在其中循環(huán)。當(dāng)液態(tài)制冷劑膨脹(在熱交換器或蒸發(fā)器內(nèi))產(chǎn)生氣體時，它以第一溫度降低的第一周圍環(huán)境為代價增加其熱含量。富熱制冷劑被傳輸?shù)降诙車h(huán)境，并且膨脹的制冷劑的熱含量經(jīng)由冷凝(在熱交換器或冷凝器內(nèi))釋放到第二周圍，由此增加第二周圍環(huán)境的溫度。如所指出的，即使該發(fā)明被優(yōu)選用于制冷系統(tǒng)，也設(shè)想到了改裝用于廣義熱泵系統(tǒng)。因此，對于熱泵，通過在封閉系統(tǒng)內(nèi)反轉(zhuǎn)過程，加熱或冷卻調(diào)節(jié)在第一和第二環(huán)境中產(chǎn)生。

所有系統(tǒng)中的四個基本部件是：壓縮器、冷凝器(熱交換器)、蒸發(fā)器(熱交換器)、膨脹閥以及連接部件必要的管道系統(tǒng)。這些部件都是相同的，而與系統(tǒng)的尺寸無關(guān)。氣態(tài)制冷劑被壓縮器壓縮并被傳輸?shù)嚼淠?，?dǎo)致氣體制冷劑液化。液態(tài)制冷劑被輸送到膨脹閥并允許逐漸膨脹到蒸發(fā)器內(nèi)。蒸發(fā)成其氣態(tài)后，氣態(tài)制冷劑移動到壓縮器，以重復(fù)循環(huán)。

操作冷卻或熱交換系統(tǒng)所需的能量(kw)主要由三個因素決定：壓縮器的壓縮比、制冷劑的冷凝溫度和制冷劑的流動特性。

壓縮比通過將排出壓力(頭)除以吸入壓力來確定。吸入或排出壓力的任何變化都會改變壓縮比。在壓縮期間，制冷劑氣體壓力增加，制冷劑氣體溫度升高。當(dāng)壓縮器的氣體溫度/壓力大于冷凝器的氣體溫度/壓力時，氣體將從壓縮器移動到冷凝器。將制冷劑氣體移動通過壓縮器所需的壓縮量稱為壓縮比。壓縮器的冷凝器側(cè)的氣體溫度/壓力越高，壓縮比越大。壓縮比越大，能耗越高。壓縮比應(yīng)盡可能低，同時保持操作溫度以滿足產(chǎn)品要求。壓縮比越低，體積效率越高。體積效率越高，壓縮器泵送的制冷劑的質(zhì)量流越多，導(dǎo)致更大的系統(tǒng)容量，和更短的運行時間。較低壓縮比的附加優(yōu)點是較低的排放溫度，這又導(dǎo)致較少的制冷劑油分解和較少高操作溫度下形成的污染物。因此，低壓縮比反映了更高的系統(tǒng)效率并且在操作期間消耗更少的能量。

應(yīng)當(dāng)注意，對于制冷系統(tǒng)或任何熱泵系統(tǒng)，當(dāng)執(zhí)行經(jīng)常進行的壓力計算時，通常采用絕對壓力單位(psia)。然而，由于大多數(shù)熱泵技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員更熟悉表壓(psig)，因此在以下示例性計算中使用表壓作為主要壓力單位。在傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)中，典型的排放壓力為226psig(241psia)，典型的吸入壓力為68psig(83psia)。通過226psig除以68psig產(chǎn)生約2.9的壓縮比。

冷凝溫度是在給定壓力下制冷劑氣體將冷凝成液態(tài)的溫度。眾所周知的標(biāo)準(zhǔn)表與此數(shù)據(jù)相關(guān)。在傳統(tǒng)的例子中，使用r22制冷劑，其壓力為226psig。這產(chǎn)生了110華氏度的冷凝溫度。在110華氏度時，進入蒸發(fā)器的每磅液態(tài)氟利昂將吸收70.052btu。然而，在90華氏度，每磅氟利昂將吸收75.461btu。因此，進入蒸發(fā)器的液態(tài)制冷劑的溫度越低，吸收熱量的能力越大。液態(tài)制冷劑的降低的每一度將系統(tǒng)的容量增加約0.5個百分點。

將液態(tài)制冷劑的溫度與移動每小時btu所需要的功率相關(guān)聯(lián)的眾所周知的數(shù)據(jù)表表明，如果液態(tài)制冷劑處于120華氏度，則0.98馬力將移動22873每小時btu。如果將液態(tài)制冷劑冷卻至60華氏度，則只需要0.2馬力來移動29563每小時btu。

另外，在大多數(shù)熱泵系統(tǒng)中，流過制冷劑系統(tǒng)的制冷劑是層流。認(rèn)識到這樣的流設(shè)計了傳統(tǒng)系統(tǒng)。然而，如從業(yè)已建立的數(shù)據(jù)表中已知的，湍流的能量效率要多得多。

通常，供應(yīng)到蒸發(fā)器的制冷劑以僅具有少量蒸氣的液態(tài)和蒸氣形式存在。首先，從冷凝器進入膨脹閥的制冷劑通常在約105℃(對應(yīng)于278psig的壓力)的高溫下為100％液態(tài)形式。一旦它通過膨脹閥，壓力和溫度急劇下降(至41華氏度)。溫度突然下降導(dǎo)致液態(tài)制冷劑的沸點或飽和溫度下降。因此，一些液態(tài)沸騰并閃蒸成蒸氣(閃蒸氣體)。因此，進入蒸發(fā)器的制冷劑部分為液態(tài)形式，具有較少的蒸氣組分。蒸發(fā)器中的液體處于絕熱狀態(tài)并且因此不能吸收或拒絕熱量。只有當(dāng)液體變?yōu)檎魵鉅顟B(tài)時，制冷劑才能從需要冷卻的較暖環(huán)境中吸收熱量。在如下較冷的條件下，問題尤其如此：到制冷劑在從蒸發(fā)器出來的時候，制冷劑不會被完全蒸發(fā)，并且少量的液體可能進入壓縮器。由于液體不能被壓縮，所以壓縮器被裝滿并且最終被損壞。

為了通過蒸發(fā)器盤管的高效熱傳遞，盡可能多地利用蒸發(fā)器盤管面積將是有益的。但是，通過蒸發(fā)器的低效率的流動速率導(dǎo)致低效率的冷卻以及霜或冰的積聚，特別是在盤管的初始下部，導(dǎo)致通過蒸發(fā)器盤管的差的熱傳導(dǎo)與低效率冷卻。

本發(fā)明尋求通過提供一種設(shè)計用于改善熱交換系統(tǒng)的效率的裝置來克服上述問題，其中制冷劑在進入蒸發(fā)器盤管之前被充分蒸發(fā)，使得制冷混合物比常規(guī)的制冷系統(tǒng)具有更高的蒸氣含量。此外，該裝置降低了壓縮比，從而提高了系統(tǒng)的效率和經(jīng)濟性。此外，該裝置將湍流引入到制冷或熱泵系統(tǒng)內(nèi)的液化的制冷劑中，從而增加了制冷劑的操作條件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在本發(fā)明的一方面中，提供一種用于熱交換系統(tǒng)(例如，制冷或熱泵設(shè)備)一起使用的、用于改善制冷和空氣調(diào)節(jié)效率的裝置，其具有壓縮器、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹設(shè)備以及循環(huán)制冷劑。該效率增強裝置包括：液態(tài)冷凝劑容納容器，該容納容器由被頂端蓋和底端蓋加蓋的圓筒形成，其中容器在冷凝器和蒸發(fā)器之間定位在熱交換系統(tǒng)中。制冷劑入口位于在容器的頂部區(qū)域，并且制冷劑出口位于在容器的底部區(qū)域。優(yōu)選地，制冷劑出口定位成大致不低于冷凝器中的最低點。裝置還包括第一部件，用于在入口處向容器輸送制冷劑，以及第二部件，用于產(chǎn)生離開容器的制冷劑中的湍流。

在本發(fā)明的另一方面中，提供一種增強熱交換系統(tǒng)的效率的方法，該熱交換系統(tǒng)具有壓縮器、冷凝器、蒸發(fā)器、循環(huán)制冷劑以及膨脹閥設(shè)備，該方法包括步驟：在冷凝器和蒸發(fā)器之間提供容器，該容器具有制冷劑入口和制冷劑出口；提供定位于所述入口處用于向所述容器輸送制冷劑的第一部件；以及在制冷劑出口處提供用于產(chǎn)生制冷劑湍流的第二部件。

在本發(fā)明的又一方面中，提供一種改善效率的熱交換系統(tǒng)，其具有壓縮器、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥以及循環(huán)制冷劑。該系統(tǒng)還包括：效率增強裝置，定位在冷凝器和蒸發(fā)器之間，其中所述裝置接收流自冷凝器的液態(tài)制冷劑的一部分。該裝置包括：用于在入口處向容器輸送制冷劑的第一部件、以及用于產(chǎn)生離開容器的制冷劑中的湍動的、與容器相關(guān)聯(lián)的第二部件。

例如，所述第一部件可以包括輸送管，所述輸送管被配置為產(chǎn)生進入所述容器的所述制冷劑的旋轉(zhuǎn)運動。在一個實施例中，所述輸送管包括圓盤，所述圓盤具有至少兩個開口。優(yōu)選地，所述圓盤可包括三個開口。

在另一示例中，第一部件包括旁路管，旁路管從入口延伸進入所述容器的中央，以次冷卻容器內(nèi)的液態(tài)制冷劑的一部分，旁路管以至少一個旁路出射口終結(jié)，從而釋放經(jīng)過熱交換器的旁路制冷劑，并且將旁路制冷劑重新引入到容器底部處的制冷劑。

在一個實施例中，旁路管還包括定位在所述液態(tài)制冷劑入口處的圓盤，其中所述圓盤包括用于制冷劑直接流入容器的至少兩個開口、以及用于制冷劑到旁路管的通路的中央孔。圓盤在背面形成低壓區(qū)域并且產(chǎn)生進入容器的(除旁路路徑)制冷劑的湍流，由此改善制冷劑的效率。

用于在制冷劑出口處產(chǎn)生湍流的第二部件包括一組固定角度葉片，該葉片定位在在制冷劑出口附近的容器的底部區(qū)域中。當(dāng)制冷劑離開容器時，葉片在制冷劑中產(chǎn)生湍流。更具體地，第二部件可以包括位于制冷劑出口附近的圓盤、形成在圓盤中的允許通過離開的制冷劑的中央開口、以及形成在圓盤中的突出到中央開口內(nèi)的一組固定成角度葉片，其中該組葉片對離開的制冷劑增加了湍流。在一個示例中，圓盤包括三個葉片，以在離開的制冷劑中產(chǎn)生湍流。

熱交換系統(tǒng)包括集成到膨脹閥的制冷劑路徑下游中并且在盤管之前的霧化器或霧化設(shè)備。

從結(jié)合附圖考慮的以下描述中將更好地理解作為本發(fā)明的特征的其他新穎特征，關(guān)于組織和操作方法、連同其進一步的目的和優(yōu)點，其中通過示例說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，應(yīng)當(dāng)明確地理解，附圖僅用于說明和描述，并不旨在作為本發(fā)明的限制的限定。利用附到本公開內(nèi)容并且形成其部分的權(quán)利要求中的特殊性指出了表征本發(fā)明的各種新穎特征。本發(fā)明不在于單獨使用的這些特征中的任何一個，而是針對所指定功能的所有其結(jié)構(gòu)的特定組合。

因此已經(jīng)寬泛地概述了本發(fā)明的更重要的特征，以便可以更好地理解下面的其詳細(xì)描述，并且以便更好地理解對本領(lǐng)域的貢獻。當(dāng)然，本發(fā)明的附加特征在下文中將被描述并且將形成所附權(quán)利要求的附加主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本公開內(nèi)容欣然基于的概念可以被利用作為用于設(shè)計用于實現(xiàn)本發(fā)明的若干目的的其他結(jié)構(gòu)、方法和系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，重要的是只要它們不脫離本發(fā)明的精神和范圍，將權(quán)利要求視為包括這些等同的構(gòu)造。

附圖說明

當(dāng)考慮本發(fā)明的以下詳細(xì)描述時，本發(fā)明將被更好地理解，并且除上述目的之外的目的將變得顯而易見。這樣的描述參考附圖，其中：

圖1示出利用在5,426,956號美國專利中公開的發(fā)明進行改裝的制冷系統(tǒng)的示意圖。

圖2示出本發(fā)明的一個實施例的示意圖，其示出使成角度以產(chǎn)生傳入的制冷劑的旋轉(zhuǎn)運動的輸送管以及具有定位在入口處的至少兩個開口的圓盤。

圖3(a)示出具有兩個開口的在制冷劑入口處的圓盤的橫截面示圖。圖3(b)是定位于制冷劑入口處并且包括三個開口的圓盤的橫截面。圖3(c)示出在制冷劑出口處的固定角度葉片的俯視圖，示出了所公開的發(fā)明的三個葉片。

圖4示出了創(chuàng)新性裝置的一個實施例的示意圖，該創(chuàng)新性裝置具有穿過容器的入口的旁路管和設(shè)置于入口處的圓盤。

圖5是所公開的發(fā)明的一個實施例的三維視圖。

圖6示出根據(jù)示出輸送管的本發(fā)明的一個實施例的熱交換系統(tǒng)的示意圖。

圖7示出根據(jù)具有穿過容器入口的旁路管的本發(fā)明的另一個實施例的熱交換系統(tǒng)的示意圖。

圖8示出具有螺旋形旁路管的熱交換系統(tǒng)的示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)在參考圖1，示出了利用在申請人的第5,426,956號美國專利中所公開的發(fā)明改裝的制冷系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)的部件包括壓縮器co、冷凝器cx、蒸發(fā)器ex和膨脹閥ev，其中’956專利的設(shè)備在冷凝器cx和蒸發(fā)器ex之間被安置在系統(tǒng)中。系統(tǒng)將額外的液態(tài)制冷劑(通常存儲在冷凝器中)存儲在保持容器1中，因此提供增加的冷凝體積(通常約20％的更多的冷凝體積)，從而使制冷劑進一步的冷卻(一種類型的次冷卻(subcooling))。通過增加這種另外的冷卻，系統(tǒng)降低了排放壓力和吸入壓力。對于在p1處的排放，壓力為168psig(183psia)，并且對于在p2處的吸入，壓力為60psig(74psia)。利用這些排放壓力和吸入壓力，壓縮比計算到2.5。對于傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)，以前計算的壓縮比為2.9。這示出約17％的壓縮功的減少。

關(guān)于所改裝的系統(tǒng)的冷凝溫度，t1處的液態(tài)制冷劑溫度為約90華氏度(從對于傳統(tǒng)系統(tǒng)的上述110華氏度下降而來)。液態(tài)制冷劑溫度中的20華氏度的下降產(chǎn)生系統(tǒng)容量的約10％的增加(如上所述，20華氏度乘以針對每度的0.5個百分點)。這是通過由該設(shè)備所提供的增加的冷凝體積來實現(xiàn)的。

該設(shè)備影響液態(tài)制冷劑的流動。通常，當(dāng)容器被引入到固定壓力系統(tǒng)中時(通常用于次冷卻)，因為大多數(shù)固定頭壓力系統(tǒng)使用固定孔口或毛細(xì)管類型的膨脹設(shè)備，所以發(fā)生系統(tǒng)容量的降低。這樣的設(shè)備需要壓力以迫使適當(dāng)體積的制冷劑通過它們，以便保持容量。壓力由壓縮器產(chǎn)生。對壓力的需求越大，對能量(kw)的需求越大。

利用通過該設(shè)備對浮頭壓力熱泵系統(tǒng)的改裝，容量得以維持。由于較低的冷凝溫度和引入的螺旋湍流，而不是直接的層流，而使制冷劑速度、體積和制冷劑btu容量增加，從而使得容量得以保持。如在流體動力學(xué)中所熟知的，湍流的平均速度比層流的平均速度均勻得多。事實上，與在層流中的拋物線相去甚遠(yuǎn)，用于具有湍流的流動液體的邊界區(qū)域的分布曲線實際上是對數(shù)形式的。因此，對于在渦流運動必須降低到最小值的邊界處的湍動，速度梯度遠(yuǎn)高于層流型的流。由于該設(shè)備及其對制冷劑流的影響，冷凝溫度越高并且負(fù)載越高，改裝的系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)的越好。

容器1具有內(nèi)部體積3，并且優(yōu)選地由適當(dāng)材料(諸如金屬、合金、或者天然或合成聚合物)的圓筒5和頂端蓋10和底端蓋15制成。通常，頂端蓋10和底端蓋15通過諸如焊接、鍛接、釬焊、膠合、螺紋等的適當(dāng)手段而固定到圓筒5，然而，整個容器1可以由單個單元形成，圓筒5和頂端蓋10和底端蓋15作為整體式構(gòu)造。

液態(tài)制冷劑入口20和液態(tài)制冷劑出口25穿入容器1。優(yōu)選地，制冷劑入口20定位于容器1的頂部區(qū)域中。頂部區(qū)域被限定為大致在圓筒5的中線和頂端蓋10之間，圓筒5的中線將圓筒5二等分成兩個更小的圓筒。雖然圖1將制冷劑入口20描繪為穿入圓筒5，但是入口可以穿入頂端蓋10。優(yōu)選地，制冷劑出口25定位于容器1的底部區(qū)域中。容器1的底部區(qū)域被限定為大致在中線和底端蓋15之間，在底端蓋15上方。雖然其他位置是可能的，但是制冷劑出口25優(yōu)選地定位于底端蓋15的中心附近。

通常，底端蓋15具有成角度或有坡度的內(nèi)表面30。然而，底端蓋15可以具有其它適合配置的內(nèi)表面，包括平坦的內(nèi)表面。

由冷凝器cx液化的液態(tài)制冷劑經(jīng)由制冷劑入口20和相關(guān)聯(lián)部件進入容器1。相關(guān)聯(lián)的入口部件包括制冷劑輸送管35和入口配件40，其中該入口配件將容器1固定到來自冷凝器cx的管道系統(tǒng)的出口部分。入口配件40是將該設(shè)備在冷凝器cx和蒸發(fā)器ex之間的所需位置耦接到管道系統(tǒng)的任何適合的部件。

制冷劑輸送管35被構(gòu)造成產(chǎn)生進入的制冷劑中的旋轉(zhuǎn)運動。管35穿入頂部區(qū)域并且大體上向下成角度以沿著適合于在容器1內(nèi)產(chǎn)生制冷劑的旋轉(zhuǎn)運動的路徑輸送進入的制冷劑。

為了觀察容器1內(nèi)的液態(tài)制冷劑的水平，提供窺視鏡45。鏡45在一定位置處安裝在圓筒5中以觀察制冷劑水平。

制冷劑出口25包括出口管和將該設(shè)備固定到系統(tǒng)的管道系統(tǒng)內(nèi)的配件50。出口配件50是將該設(shè)備在冷凝器cx和蒸發(fā)器ex之間的所需位置中耦接到管道系統(tǒng)的任何適合的部件。

用于將湍流引入到離開的液化制冷劑的第二部件安裝在出口25附近。通過出口管與配件50或任何其它等效部件之間的協(xié)作，“擾流器”60被保持就位。擾流器通常是固定在容器1的出口的部件內(nèi)的單獨部件，然而，擾流器可以是容器1制冷劑出口的組成部分。擾流器包括具有中心開口的圓盤和形成或切入圓盤中的至少一個固定角度葉片。優(yōu)選地，提供一組固定角度的葉片以向離開的制冷劑添加湍流。

隨著制冷劑離開容器1，葉片成角度以引起液態(tài)制冷劑的旋轉(zhuǎn)、湍流運動。葉片的各種角度適合于產(chǎn)生所需的湍流。

優(yōu)選地，將該容器1放置在該改裝的系統(tǒng)中，使得制冷劑出口25不低于冷凝器cx的最低部分。來自冷凝器cx的液態(tài)制冷劑進入容器1并且通過輸送管35被引導(dǎo)成圍繞內(nèi)部體積3的旋渦運動。旋渦的液態(tài)制冷劑通過制冷劑出口25離開容器1，然后遇到擾流器60。擾流器60的葉片在制冷劑的流動中增加了附加的湍流。

圖2是創(chuàng)新性裝置的一個實施例，用于對容器1內(nèi)的制冷劑的部分進行次冷卻。制冷劑輸送管35被配置成產(chǎn)生進入的制冷劑中的旋轉(zhuǎn)運動。定位于容器1的入口處的管35具有彎曲配置并且向下成角度以在容器1內(nèi)產(chǎn)生制冷劑的旋轉(zhuǎn)運動。產(chǎn)生這種旋轉(zhuǎn)制冷劑運動的管35的其它等效配置被設(shè)想為落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。圓盤70定位在液態(tài)制冷劑入口20處并與輸送管35連接。在一個實施例中，圓盤70如圖3(a)所示包括的至少兩個開口。優(yōu)選地，圓盤如圖3(b)所示可以包括三個開口。

圖4示出了創(chuàng)新性裝置的另一實施例。在這種情況下，旁路管72從制冷劑入口20延伸進入容器的中心，并且終結(jié)在至少一個旁路出射口74，從而釋放經(jīng)過熱交換器76的旁路制冷劑，從而將旁路制冷劑重新引入到容器底部的其余部分的制冷劑流。與上述相同的圓盤70定位于液態(tài)制冷劑入口20處并與入口旁路管連接。圖5是創(chuàng)新性裝置的三維視圖。清晰地顯示了具有三個開口的圓盤70。圓盤在后側(cè)形成低壓區(qū)域，并且產(chǎn)生進入容器的制冷劑的湍流，從而提高制冷劑效率。

擾流器60定位在出口處，其包括具有中心開口的圓盤和形成或切入到圓盤中的至少一個固定角度葉片。優(yōu)選地，提供三個固定角度的葉片以向出口的制冷劑添加湍流(圖3(c))。

在制冷劑進入容器并開始離開之后，制冷劑在容器1的底部形成淺窩(shallow-well)渦流。在淺窩渦流的中心，其形成低壓區(qū)域。渦流隨著其變熱而增強，渦流越強，渦流中心的低壓區(qū)域就越大，從而能在輸送管72底部次冷卻經(jīng)過熱交換器76的制冷劑。

隨著在渦流中心形成低壓區(qū)域，進入液態(tài)制冷劑入口20的少量制冷劑在出射口74處膨脹并出現(xiàn)，以對制冷劑進行次冷卻并允許由制冷劑攜帶的熱量氣泡以繼續(xù)冷凝，以允許向膨脹閥向下游輸送的制冷劑在其內(nèi)具有較少的非冷凝的制冷劑，從而改善系統(tǒng)的運行。

圖6是具有壓縮器、冷凝器、蒸發(fā)器和定位于冷凝器和蒸發(fā)器之間的創(chuàng)新性裝置的熱交換系統(tǒng)的表示。在優(yōu)選實施例中，系統(tǒng)可以包括霧化器80，其并入到膨脹閥下游的制冷劑路徑中、并且在蒸發(fā)器盤管之前，其細(xì)節(jié)已經(jīng)在申請人以前的申請pct/us15/41096和pct/us15/41148中進行了描述。霧化器優(yōu)選地包括在銅管系統(tǒng)內(nèi)的圓形圓盤。圓盤具有至少兩個豎直葉片，其與圓盤成角度，這有助于在制冷劑蒸氣流過管道中的霧化器圓盤時產(chǎn)生并保持螺旋狀的湍流。這形成了繼續(xù)通過制冷劑盤管的渦流，確保通過盤管的均勻流動以增加盤管效率并減少制冷劑形成池?？商鎿Q地，可以使用涂覆有鉆石的圓柱形篩網(wǎng)而不是霧化圓盤，其細(xì)節(jié)已在申請人的較早提交的申請pct/us15/41148中進行了描述。

圖7是包括創(chuàng)新性裝置的另一實施例的熱交換系統(tǒng)，該裝置包括旁路管。旁路管可以具有其它配置，例如，圖8所示的螺旋配置。

通過添加具有絕熱次冷卻的效率增強裝置，有可能使用可調(diào)恒溫器膨脹閥來調(diào)整制冷系統(tǒng)。正如恒溫器膨脹閥針對蒸發(fā)器的不同條件調(diào)節(jié)一樣，該冷凝器控制也允許冷凝器在不同的條件下被調(diào)節(jié)。

上述公開內(nèi)容足以使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，并且提供發(fā)明人目前預(yù)期到的實施發(fā)明的最佳方式。雖然本文提供了本發(fā)明的優(yōu)選實施例的完整和完全的公開，但是不期望將本發(fā)明限于所示出和所描述的確切構(gòu)造、尺寸關(guān)系和操作。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易想到各種修改、替換構(gòu)造、改變和等同物，并且它們可以在不脫離本發(fā)明的真實精神和范圍的情況下適當(dāng)?shù)厥褂?。這種改變可能涉及可替換的材料、部件、結(jié)構(gòu)布置、尺寸、形狀、形式、功能、操作特征等。

因此，上述描述和說明不應(yīng)被解釋為限制由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍。