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本公开描述了用于HVAC系统的蒸发器的溢流槽的实施方案。所述溢流槽可用于接收引导出蒸发器的制冷剂。溢流槽可具有出口，以将溢流槽中的制冷剂引导出溢流槽并流回至HVAC系统的压缩机。溢流槽可配备制冷剂液位传感器，该制冷剂液位传感器用于测量溢流槽中的制冷剂液位。溢流槽中的测量的制冷剂液位可用于控制和/或维持蒸发器中的制冷剂液位，和/或可用于控制流入HVAC系统的压缩机的回流制冷剂，以便管理至压缩机的回油。

权利要求书
1.  一种用于HVAC系统的蒸发器的溢流槽，所述溢流槽包括：
容器；
流体液位传感器，所述流体液位传感器用于测量所述容器中的制冷剂液位；
其中所述溢流槽配置成定位在HVAC系统的蒸发器的外部，
所述容器具有入口和出口，所述入口用于将制冷剂从所述蒸发器引导至所述容器中，并且所述出口用于将所述容器中接收的制冷剂引导流出所述溢流槽。

2.  如权利要求1所述的溢流槽，其特征在于，所述出口用于引导制冷剂至换热器，所述换热器用于接收热源并帮助所述热源与引导至所述换热器中的所述制冷剂之间的换热。

3.  如权利要求1所述的溢流槽，其特征在于，所述溢流槽还包括：
流体流量调节装置，其中所述流体流量调节装置用于调节流出所述溢流槽的出口的制冷剂流量。

4.  如权利要求3所述的溢流槽，其特征在于，所述流体流量调节装置为流量控制阀。

5.  如权利要求3所述的溢流槽，其特征在于，所述流体流量调节装置为定位在所述出口上游的立管，并且所述立管具有沿所述立管的高度的多个开口，并且所述开口用于计量所述制冷剂流量。

6.  一种HVAC系统，所述系统包括：
具有外壳和溢流端口的蒸发器；以及
溢流槽，所述溢流槽包括容器和流体液位传感器；
其中所述溢流端口定位在所述蒸发器的所述外壳的一侧，所述溢流端口用于从所述蒸发器的所述外壳引导制冷剂至所述容器，并且
所述流体液位传感器用于测量所述溢流槽中的制冷剂液位。

7.  如权利要求6所述的HVAC系统，其特征在于，所述HVAC系统还包括：
在所述蒸发器的所述外壳内部的管束；
其中所述管束具有所述管束的顶部，并且所述溢流端口定位在所述管束的顶部附近。

8.  如权利要求6所述的HVAC系统，其特征在于，所述HVAC系统还包括：
换热器；
其中所述溢流槽的出口连接至换热器，所述换热器用于接收热源。

9.  如权利要求6所述的HVAC系统，其特征在于，所述HVAC系统还包括：流体流量调节装置，其中所述流体流量调节装置用于调节流出所述溢流槽的出口的制冷剂。

10.  如权利要求9所述的HVAC系统，其特征在于，所述流体流量调节装置为流量控制阀。

11.  如权利要求9所述的HVAC系统，其特征在于，所述流体流量调节装置为定位在所述出口上游的立管，并且所述立管沿所述立管的高度具有多个开口，所述开口用于计量流出所述出口的制冷剂。

12.  一种维持如权利要求6所述的HVAC系统的所述蒸发器中的流体液位的方法，所述方法包括：
基于所述蒸发器中的所需的可运作制冷剂液位和所述溢流槽中的对应溢流制冷剂液位确定所述溢流槽中的溢流制冷剂液位设定点；
测量所述溢流槽中的溢流制冷剂液位；以及
将所述溢流槽中的溢流制冷剂液位与所述溢流制冷剂液位设定点进行比较；其中
当所述溢流槽中的溢流制冷剂液位高于所述溢流制冷剂液位设定点时，减少装载至所述蒸发器的制冷剂；
当所述溢流槽中的溢流制冷剂液位低于所述溢流制冷剂液位设定点时，增加装载至所述蒸发器的制冷剂；以及
当所述溢流槽中的溢流制冷剂液位大约与所述制冷剂液位设定点相同时，维持装载至所述蒸发器的制冷剂。

13.  一种调节至如权利要求6所述的HVAC系统的压缩机的回流流体流量的方法，所述方法包括：
确定至所述压缩机的回流制冷剂流量；
确定用于实现所述回流制冷剂流量的所述溢流槽内部的制冷剂液位；
测量所述溢流槽中的制冷剂液位；以及
将所述溢流槽中的所述测量的制冷剂液位与所述确定的制冷剂液位进行比较；其中
当所述溢流槽中的所述测量的制冷剂液位低于所述确定的制冷剂液位时，增加装载至所述蒸发器的制冷剂；
当所述溢流槽中的所述测量的制冷剂液位高于所述确定的制冷剂液位时，减少装载至所述蒸发器的制冷剂；以及
当所述溢流槽中的所述测量的制冷剂液位大约与所述确定的制冷剂液位相同时，维持装载至所述蒸发器的制冷剂。

14.  一种管理HVAC系统中的流体的方法，所述方法包括：
将一部分制冷剂引导出HVAC系统的蒸发器，其中引导出所述蒸发器的所述制冷剂的流速与所述蒸发器中的制冷剂液位具有关联性；
测量引导出所述蒸发器的制冷剂的流速；以及
将引导出所述蒸发器的制冷剂的流速与流速设定点进行比较，
其中当所述流速低于所述流速设定点时，增加装载至所述蒸发器的制冷剂，
当所述流速高于所述流速设定点时，减少装载至所述蒸发器的制冷剂，并且
当所述流速大约与所述流速设定点相同时，维持装载至所述蒸发器的制冷剂。

15.  如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定所述蒸发器中的所需的可运作制冷剂液位；
基于所述流速与所述蒸发器中的所述可运作制冷剂液位之间的关联性确定与所述蒸发器中的所需的可运作制冷剂液位相关联的所需的流速设定点；以及
将所述流速设定点设置为所述所需的流速设定点。

16.  如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述HVAC系统的压缩机的要求确定所需的流速设定点；以及
将所述流速设定点设置为所述所需的流速设定点。

17.  如权利要求14所述的方法，其特征在于，测量引导出所述蒸发器 的制冷剂的流速包括：
在收集装置中收集引导出所述蒸发器的制冷剂；
将收集在所述收集装置中的制冷剂引导出所述收集装置；以及
测量收集在所述收集装置中的制冷剂的制冷剂液位。

说明书HVAC系统中的流体管理
技术领域
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
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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；
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；
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；
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
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。
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。
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。
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。
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的目标值范围内的情况。当经调节的值位于所需的范围内时，例如HVAC系统的蒸发器的性能可能与为目标值时的性能没有本质上的差异。应理解的是，本文使用的术语用于描述数值和实施方案的目的，并且不应被视为限制本申请的范围。
图1A和图1B示出HVAC系统100，该HVAC系统100包括压缩机110、冷凝器120、膨胀装置130、蒸发器140和连接HVAC系统的部件的制冷剂管线125。该HVAC系统还包括位于蒸发器140的出口129与压缩机110之间的吸入管线127。该吸入管线127用于接收从制冷剂管线125回流的润滑油，并且将该油引导至压缩机110。该HVAC系统100还包括具有容器151的溢流槽150，该容器151用于与蒸发器140的溢流端口142流体连通并接收从溢流端口142溢出的制冷剂。
从溢流端口142溢出的制冷剂可包括油部分和制冷剂部分。该溢流槽150配备有流体液位传感器154，该流体液位传感器154用于测量溢流槽150内部的制冷剂159液位。该溢流槽150还具有流体出口158。该流体出口158可配备有流体流量调节装置156用于控制流出溢流槽150的流体流速，其中应了解该流体流量调节装置156可为任选的。该溢流槽150的一些实施例可不配备有流体流量调节装置156。
该HVAC系统100包括控制器160，该控制器160可用于控制膨胀装置130和/或流体流量调节装置156。该HVAC系统100还可包括换热器170，该换热器170用于帮助制冷剂与热源之间的换热，以蒸发制冷剂部分，其中该制冷剂可包括流出溢流槽150的油部分。在图1A示出的实施例中，该热源为流出 冷凝器120的制冷剂(该制冷剂通常具有相对较高的温度)。剩余油部分可(例如以液态的形式)被引导回到吸入管线127。
应注意的是，换热器170可用于接收其它热源。例如，在一些实施方案中，换热器170可用于接收其它过程流体作为热源，诸如来自冷凝器120的冷却水。在一些实施方案中，加热元件可用作热源。大体而言，可使用的热源具有的温度高于蒸发流出溢流槽150的包含油的制冷剂的制冷剂部分所需的温度。
蒸发器140配备有管束144，该管束144从蒸发器140的底部146向上堆叠。蒸发器140还装载有制冷剂145。制冷剂145可包括制冷剂部分和用于压缩机110的润滑油部分。在一些实施方案中，期望的是保持管束144的顶部147浸润有制冷剂145，以使管束144内部的过程流体148与蒸发器140中的制冷剂145之间的换热最大化。
蒸发器140的溢流端口142定位在管束144的顶部147附近。溢流槽150大体上定位为低于溢流端口142，以使得从蒸发器140的溢流端口142溢出的制冷剂可，例如，借助于重力被动地流入溢流槽150。
在操作中，当管束144的顶部147浸润有制冷剂145时，一些制冷剂145可从溢流端口142溢出。图1A中的箭头示出HVAC系统100中的制冷剂145的流体流动方向。从溢流端口142流出至溢流槽150中的制冷剂(Fin)可由溢流槽150的容器151收集。流体液位传感器154可测量溢流槽150内部的溢流制冷剂液位H1。溢流制冷剂液位H1的值可发送至控制器160。
溢流槽150的出口158可用于使得溢流槽150中收集的制冷剂159能流出溢流槽150。流出溢流槽150的制冷剂(Fout)的流体流速可能由于例如重力作用受到溢流制冷剂液位H1的影响。大体来说，溢流制冷剂液位H1越高，则Fout越高。Fout还可任选地由流体流量调节装置156调节，该流体流量调节装置156可由控制器160控制。
可包括制冷剂部分和油部分的Fout可通过换热器170和制冷剂管线125引导回到吸入管线127。换热器170可用于蒸发Fout的制冷剂部分的至少一部分，以使得相对较高的油浓度可通过制冷剂管线125以液态形式被引导回到吸入管线127中。通过控制Fout，可控制至吸入管线127和压缩机110的回油。
应了解的是，在一些实施方案中，溢流槽150可能不配备有流体流量调 节装置156，并且Fout可取决于流体液位H1和重力。然而，流体流量调节装置156可提供额外方法用于调节Fout。例如，通过控制流体流量调节装置156，控制器160可用于控制Fout。然而，应了解的是，可不需要由控制器160对流体流量调节装置156进行控制。例如，如图2B中示出，计量的装置可用作流体流量调节装置156来计量Fout，而无需控制装置。
给定的Fin可在溢流槽150中产生对应的溢流制冷剂液位H1，因为溢流槽150设置为用于接收Fin，并且同时允许溢流槽150中收集的制冷剂159能通过出口158流出溢流槽150。Fin和对应的溢流制冷剂液位H1可能会受到蒸发器140中的制冷剂145的可运作制冷剂液位H2的影响。大体而言，提高可运作制冷剂液位H2可与较高的Fin相关联且因此与较高的H1相关联，且降低可运作制冷剂液位H2可与较低的Fin相关联且因此与较低的H1相关联。在一些情况下，当可运作制冷剂液位H2充分低于溢流端口142时，Fin可为零。
蒸发器140内部的可运作制冷剂液位H2可由膨胀装置130调节。通常地，打开膨胀装置130增加装载至蒸发器140的制冷剂，因而产生较高的可运作制冷剂液位H2；而关闭膨胀装置130减少装载至蒸发器140的制冷剂，因而产生较低的可运作制冷剂液位H2。可运作制冷剂液位H2中的变化可引起溢流制冷剂液位H1中的对应变化。因此，膨胀装置130可调节溢流槽150中的溢流制冷剂液位H1。
可运作制冷剂液位H2、Fin、溢流制冷剂液位H1与Fout之间的相关性可使得能使用由流体液位传感器154测量的溢流制冷剂液位H1来管理蒸发器140中的可运作制冷剂液位H2，以及例如借助于控制器160控制膨胀装置130和/或流体流量调节装置156来管理Fout(其为回流至吸入管线127的制冷剂)。
例如，在运行期间，可运作制冷剂液位H2可需要维持在所需(或预先确定)的可运作液位，例如正好足以浸润管束144的顶部147以实现蒸发器140的最佳效率的液位。处于所需(或预先确定)的可运作制冷剂液位H2处的制冷剂145可从溢流端口142溢出，从而引起Fin。因此，溢流槽150可具有对应的溢流制冷剂液位H1设定点。如果通过调节膨胀装置130使得溢流槽150中的溢流制冷剂液位H1维持在溢流制冷剂液位H1处，那么可运作制冷剂液位H2可维持在所需(或预先确定)的可运作液位。在本领域中应理解的是，在实际运行期间，制冷剂液位H2和/或溢流制冷剂液位H1在运行期间可波动。术 语“维持”表示制冷剂液位H2和/或溢流制冷剂液位H1的波动处于例如所需的范围内。例如，所需的范围可为制冷剂液位H2和/或溢流制冷剂液位H1的波动可能不会显著影响蒸发器140的性能的范围。
另外，可通过调节膨胀装置130和/或控制流体流量调节装置156来控制溢流制冷剂液位H1来控制Fout的流速。提高溢流制冷剂液位H1通常导致较高的Fout，并且降低溢流制冷剂液位H1通常导致较低的Fout。
参看下文中的控制蒸发器中的流体液位和至压缩机的回油的方法的实施方案。(参看图3和图4。)
溢流端口142的位置可变化。如图1B中示出，蒸发器140在纵向方向L上具有长度L2，该纵向方向L由长度L2限定。在该纵向方向上，溢流端口142定位在长度L2的中点附近。在由蒸发器140的高度H5限定的竖直方向上，溢流端口142定位在大约与制冷剂液位H2相同的高度处，该制冷剂液位H2可为正好足以将管束144的顶部147浸润的制冷剂液位(参见图1A)。
应注意的是，溢流端口142的位置可与图1B中示出的位置不同。在一些实施方案中，溢流端口142的位置可定位在对应于最高油浓度的位置，且位于蒸发器140内部。在一些实施方案中，溢流端口142可定位在更容易制造的地方。
在一些实施方案中，从管束144的顶部147到蒸发器140的顶部190的净空高度H4可相对较小。在这些实施方案中，可能的是进入制冷剂出口129中的制冷剂包含液体制冷剂传递(carry over)。可能期望的是将溢流端口142定位在管束144的顶部147的下方，并且使得蒸发器140中的液体制冷剂145远离制冷剂出口129，以帮助减少液体制冷剂传递。
应了解的是，本文所述的实施方案可与浸没式蒸发器设计或降膜蒸发器设计一起使用。还可对其进行适应以与具有存储池区段的可受益于制冷剂液位控制的任何其它蒸发器一起使用。本文所述的实施方案还可与任何其它类型的液体和具有存储池区段的可受益于该存储池区段中的液位控制的任何设备一起使用。例如，本文所述的实施方案可用于在设备的存储池区段中维持所需的流体液位。
还应了解的是，在一些实施方案中，可使用流量计而不是溢流槽。可运作制冷剂液位H2可产生对应的Fin的流速。可运作制冷剂液位H2中的变化可 引起Fin流速的对应变化。因此，可在Fin流速与蒸发器140中的可运作制冷剂液位H2之间建立关联性。通过例如借助于流速计测量Fin的流速，可基于Fin的流速与蒸发器140中的流体液位H2之间的关联性获得蒸发器140中的可运作制冷剂液位H2。因此，可通过基于Fin的流速来调节装载至蒸发器140的制冷剂以改变或维持可运作制冷剂液位H2。如关于图1A所讨论的，溢流槽150中的溢流制冷剂液位H1与Fin相关联。因此，配备流体液位传感器154的溢流槽150在广义上可视为流量计的实施例。
大体而言，装载至蒸发器140的制冷剂可由流量调节装置控制，该流量调节装置例如图1中所示的膨胀装置130。然而，应了解的是，可实施其它方法和/或装置来控制装载至蒸发器140的制冷剂。
应注意的是，在一些实施方案中，流量调节装置156可为由控制器160进行控制的装置。在一些实施方案中，流量调节装置156可并非由控制器160进行控制。例如，流量调节装置156可为被动计量装置，例如以下图2B中所示的立管256b，并且可通过改变溢流槽150中的流体液位来调节通过流量调节装置156的流速。
在一些实施方案中，当在运行过程中蒸发器中的制冷剂液位H2位于所需的液位附近时，例如当蒸发器140中的制冷剂液位H2正好足以浸润管束144的顶部147时，溢流槽150中的溢流制冷剂液位H1可配置成位于流体液位传感器154的总高度H3的半点附近。此配置可帮助流体液位传感器154具有良好的灵敏度来测量溢流槽150中的溢流制冷剂液位H1的增加和减少。
应了解的是，本文所述的实施方案为示例性的。该HVAC系统可具有不同的配置。一些HVAC系统可配置成具有定位在压缩机的上游或下游并且用于存储油的油槽或油箱。例如，Fout可在引导至压缩机110之前被引导至油箱或油槽中。
图2A和图2B分别示出溢流槽250a和250b的两个实施方案。如图所出，溢流槽250a和250b二者分别包括溢流槽入口257a和257b，该溢流槽入口257a和257b用于从蒸发器(例如图1A中的蒸发器140)接收流体Fin-a和Fin-b。溢流槽250a和250b还包括流体液位传感器254a和254b。
溢流槽250a包括流体控制阀256a作为流体流量调节/计量装置(例如，图1A中的流体流量调节装置156)，该流体流量调节/计量装置用于控制流出 溢流槽250a的出口258a的流体(Fout-a)。流体控制阀256a可配置成被手动地控制，或由例如控制器(例如，图1A中的控制器160)进行控制。
溢流槽250b包括立管256b作为流体流量调节/计量装置(例如，图1A中的流体流量调节装置156)，该流体流量调节/计量装置用于以计量方式控制流出溢流槽250b的出口258b的流体(Fout-b)。立管256b定位在出口258b的上游并且定向在由溢流槽250b的流体液位高度H2L限定的竖直方向附近。立管256b包括沿立管256b的高度H2b分布于不同高度处的多个开口259b。开口259b用于计量流到出口258b的下游的流体。大体而言，当流体液位高度H2L增加时，较多开口259b位于流体液位高度H2L下方，进而引起较高的Fout-b。
应了解的是，开口256b的大小和开口256b沿流体液位高度H2L限定的竖直方向的定位可变化。大体而言，较大的开口256b以及沿由流体液位高度H2L限定的竖直方向的较多的开口256b可引起较高的Fout-b。还应了解的是，开口259b的大小和开口259b沿流体液位高度H2L限定的竖直方向的定位可用于计量Fout-b的具体范围，以满足例如特定HVAC系统设计的需要。还应了解的是，开口的大小可沿由流体液位高度H2L限定的竖直方向变化；并且开口259b的分布和/或两个相邻开口259b之间的距离可沿流体液位高度H2L限定的竖直方向变化。通过改变开口259b的大小和/或分布，能够提供高度H2L与Fout-b的计量速率之间的具体关联性。
如上面所讨论的，如图1A、图1B和图2A、图2B中示出的溢流槽150、250a和250b的溢流槽可用于管理HVAC系统中的流体，该流体包括蒸发器内部的制冷剂液位和至压缩机的回油。
图3和图4分别示出HVAC系统中的流体管理的方法300、400的实施例。应注意的是，方法300和400可由HVAC系统的控制器执行，该控制器是例如图1A中示出的控制器160。
参考图3，示出了管理蒸发器(如图1A中的蒸发器140)中的制冷剂液位的方法300。
在310处，确定溢流槽(如图1A中的溢流槽150)中的溢流制冷剂液位设定点。蒸发器内部的可运作制冷剂液位(例如，图1A中的H2)与溢流槽中的溢流制冷剂液位(例如，图1A中的H1)相关联。大体而言，蒸发器中的可运作制冷剂液位越高，溢流槽中的溢流制冷剂液位越高。因此，例如可以实验室设 置建立蒸发器中的可运作制冷剂液位与溢流槽中的对应溢流制冷剂液位之间的关联性。因此溢流槽中的对应于蒸发器中所需的可运作制冷剂液位的溢流制冷剂液位设定点可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之间的关联性而确定。
例如，在一些实施方案中，蒸发器内部的所需可运作制冷剂液位可为正好足以借助于蒸发器内部的制冷剂(图1A中的制冷剂145)完全浸润管束(例如，图1A中的管束144)的液位。所需的可运作制冷剂液位可与溢流槽中的对应溢流制冷剂液位相关联。溢流槽中的与蒸发器内部的所需可运作制冷剂液位相关联的溢流制冷剂液位可用作301处的溢流制冷剂液位设定点(图3中的S)。
在320处，溢流槽内部的溢流制冷剂液位由流体液位传感器(例如图1A中的流体液位传感器154)测量。将溢流制冷剂液位(图3中的M)与310处确定的溢流制冷剂液位设定点进行比较。此比较可由控制器(例如图1A中的控制器160)执行。
如果溢流流体液位高于溢流制冷剂液位设定点(M>S)，这表明蒸发器内部的可运作制冷剂液位高于所需的可运作制冷剂液位，那么该方法继续进行到330。在330处，膨胀装置(例如图1A中的膨胀装置130)配置成由例如控制器关闭，以减少装载至蒸发器的制冷剂，以降低蒸发器中的可运作制冷剂液位。该方法300接着继续回到310来监控是否确定新的设定点或可运作制冷剂液位是否达到溢流制冷剂设定点。
如果溢流制冷剂液位低于溢流制冷剂液位设定点(M<S)，这表明蒸发器内部的可运作制冷剂液位低于所需的可运作制冷剂液位，那么该方法继续进行到340。在340处，膨胀装置(例如图1A中的膨胀装置130)配置成由例如控制器打开，以增加装载至蒸发器的制冷剂，以便提高蒸发器中的可运作制冷剂液位。该方法300接着继续回到310来监控是否确定新的设定点或可运作制冷剂液位是否达到溢流制冷剂设定点。
如果溢流制冷剂液位大约与溢流制冷剂液位设定点相同，这表明蒸发器内部的可运作制冷剂液位大约位于所需的可运作制冷剂液位，那么该方法300继续回到310来监控是否确定新的设定点，或是否维持装载至蒸发器的制冷剂。
该方法300可用于在蒸发器内部维持所需的制冷剂液位。因为与蒸发器相比，溢流槽的大小相对较小所以蒸发器中的制冷剂液位的相对较小的变化可能引起溢流槽中的相对较大的变化。因此，溢流槽中的溢流制冷剂液位变化可放大蒸发器中的制冷剂液位变化。因此，监控溢流槽中的制冷剂液位与不使用溢流槽相比可有助于更为精确地在蒸发器中维持制冷剂液位。这样做可有助于在HVAC系统的各种操作条件下提高蒸发器的效率。在一些实施方案中，与定位在蒸发器内部的流体液位传感器相比，溢流槽内部的相对不太灵敏的流体液位传感器可足以用于维持蒸发器中的制冷剂液位的目的，这可有助于节约制造成本。
在如图4中所示出的回油管理模式400中，在410处确定回流制冷剂流速。回流制冷剂流为流出溢流槽的制冷剂(例如，图1A中的Fout)。流出蒸发器的制冷剂可包含制冷剂部分和油部分。如图1A中示出，Fout可被引导至换热器(例如图1A中的换热器170)中以在Fout被引导回到吸入管线之前蒸发Fout的制冷剂部分的至少一部分，这有助于将油供应至压缩机(例如图1A中的吸入管线127和压缩机110)。油部分通常以液态形式被引导回来。因此，控制Fout可影响至压缩机的回油。
在410处，可基于例如压缩机的回油要求确定所需的制冷剂回流流速。压缩机的回油要求可例如受到压缩机和HVAC系统的操作条件的影响。在一些实施方案中，可确定回油要求以确保压缩机的适当润滑，从而帮助例如降低压缩机磨损。在一些实施方案中，可确定回油要求以确保例如蒸发器内部的制冷剂中的适当含油量，从而有助于蒸发器的效率。
在420处，在410处确定的回流制冷剂流速被用于确定例如实现计量的回流制冷剂流速所需要的制冷剂液位高度(例如图2B中的流体液位高度H2L)。如图2B中所示出，例如较高的流体液位高度H2L大体上与较多的用于将流体引导出溢流槽250b的开口259b相关联，并且因此与较高的计量的Fout-b相关联。相反，较低的流体液位高度H2L与用于将流体引导出溢流槽250b的较少的开口259b相关联，并且因此与较低的计量的Fout-b相关联。对于具有例如图2B中示出的立管256b的立管的溢流端口，可在流体液位高度H2L与计量的回流制冷剂流速(例如，图2B中的Fout-b)之间建立关联性。因此，可在420处确定溢流槽中的用于实现在410处确定的回流制冷剂流速的适当制冷剂液 位高度设定点。
在430处，溢流槽中的溢流制冷剂液位高度由流体液位传感器(例如图1A中的流体液位传感器154)测量。将溢流制冷剂液位高度(图4中的M)与在420处确定的制冷剂液位高度设定点(图4中的S)进行比较。
如果溢流槽中的溢流制冷剂液位高度高于制冷剂液位高度设定点(M>S)，这表明计量的制冷剂回流流速高于所需的制冷剂回流流速，那么该方法继续进行到440。在440处，膨胀装置(例如图1A中的膨胀装置130)配置成由例如控制器(例如，图1A中的控制器160)关闭，以减少装载至蒸发器的制冷剂，以便降低蒸发器和溢流槽中的可运作制冷剂液位。该方法400接着继续回到410来监控是否确定新的回流制冷剂流速或是否已经达到制冷剂液位高度设定点。
如果溢流槽中的溢流制冷剂液位高度低于流体液位高度设定点(M<S)，这表明计量的制冷剂回流流速低于所需的制冷剂回流速，那么该方法继续进行到450。在450处，膨胀装置(例如图1A中的膨胀装置130)配置成例如由控制器打开，以增加装载至蒸发器的制冷剂，以提高蒸发器和溢流槽中的流体液位。该方法400接着继续回到410来监控是否确定新的回流制冷剂流速或是否已经达到制冷剂液位高度设定点。
如果溢流制冷剂液位高度大约与制冷剂液位高度设定点相同，这表明计量的制冷剂回流流速大约为所需的制冷剂回流流速，那么该方法400继续进行到410来监控是否确定新的设定点或是否维持装载至蒸发器的流体。
该方法400可用于管理至压缩机的回油，这可有助于维持对压缩机的适当润滑，和/或维持所需的蒸发器效率。方法400还可帮助蒸发器为蒸发器内部的制冷剂维持可接受的油浓度。
应了解的是，图3和图4中公开的实施方案为示例性的。可采用其它方法以在溢流槽中使用该流体液位测量，通过流体液位传感器来管理HVAC系统中的流体。
另外，当使用诸如图2A中示出的控制阀256a的控制阀时，该控制阀可由控制器(例如，图1A中的控制器160)与膨胀装置一起控制，以管理蒸发器中的制冷剂液位和至压缩机的制冷剂回流。
本文所述的实施方案涉及通过使用在溢流槽中测量的流体液位的蒸发器 和/或压缩机中的流体管理。因为溢流槽接收来自蒸发器的流体，并且同时使得溢流槽中接收的流体能流出溢流槽，所以蒸发器中的某一可运作制冷剂液位可在溢流槽中产生对应的溢流制冷剂液位。因为可运作制冷剂液位的变化可引起溢流槽中的溢流制冷剂液位的对应变化，因此可在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之间建立关联性。
因为蒸发器中的制冷剂液位的相对较小的变化可引起溢流槽中的制冷剂液位的相对较大的变化，所以本文所述的实施方案可有助于更为精确地在蒸发器中维持所需的制冷剂液位。本文所述的实施方案还可有助于在(例如，从图1中的蒸发器140的制冷剂出口129和/或从溢流端口142)离开蒸发器的制冷剂与通过膨胀装置(例如，图1中的膨胀装置130)进入蒸发器的制冷剂之间维持平衡。本文所述的实施方案还可有助于管理至吸入管线的回油，以使得压缩机可被适当地润滑，和/或蒸发器中的含油量可为适当的。
应了解的是，一般原则可包括将一部分制冷剂(例如，图1A中的Fin)或其它液体引导出蒸发器(或含有液体的其它设备)。引导出蒸发器的制冷剂的流速可配置成与蒸发器中的制冷剂液位具有关联性。例如，蒸发器中的制冷剂液位越高，流速越高。因此，引导出蒸发器的制冷剂的流速可用于控制装载至蒸发器的制冷剂，以便在蒸发器中维持制冷剂液位。如果流速得到维持，那么蒸发器中的可运作制冷剂液位可维持在对应于该流速的可运作制冷剂液位处。
流速还可用于调节蒸发器中的可运作制冷剂液位。为了将蒸发器中的可运作制冷剂液位提高至新的液位，可打开膨胀装置以增加装载至蒸发器的制冷剂，直至流速达到对应于蒸发器中的新的可运作制冷剂液位的新的流速。为了将蒸发器中的可运作制冷剂液位降低至新的液位，可关闭膨胀装置以减少装载至蒸发器的制冷剂，直至流速达到对应于蒸发器中的新的可运作制冷剂液位的新的流速。
或者，例如可通过打开或关闭膨胀装置130来控制装载至蒸发器中的制冷剂，以实现至压缩机的所需的回流制冷剂流速。回流制冷剂流速大体上为由流速计测量的流速。大体而言，增加装载至蒸发器的制冷剂可提高至压缩机的回流制冷剂流速；并且减少装载至蒸发器的制冷剂可降低至压缩机的回流制冷剂流速。
遵循如上所述的一般原则，测量例如如图1A中所描述的溢流槽150的溢流槽中的溢流制冷剂液位可视为用于测量引导出蒸发器的制冷剂的流速的方法。大体而言，溢流槽中较高的溢流制冷剂液位与引导出蒸发器的更高的制冷剂流速相关联；溢流槽中的较低的溢流制冷剂液位与引导出蒸发器的更低的制冷剂流速相关联。因此，溢流槽中的溢流制冷剂液位可与引导出蒸发器的制冷剂的流速相关联。
溢流槽可配置成比蒸发器小。因此，蒸发器中的制冷剂液位的变化可放大成溢流槽中的制冷剂液位的变化，这有助于更为精确地控制蒸发器中的制冷剂液位。另外，这还可有助于更为精确地控制制冷剂回流流速。
应了解的是，本文所述的实施方案和原则可用于与任何其它含有流体的设备一起使用。
方面
就以下方面而言，应了解的是，方面1至5中的任一项可与方面6至17中的任一项结合。方面6至13中的任一项可与方面14至17中的任一项结合。
方面1：一种用于HVAC系统的蒸发器的溢流槽，该溢流槽包括：
容器；
流体液位传感器，该流体液位传感器用于测量该容器中的制冷剂液位；
其中该溢流槽配置成定位在HVAC系统的蒸发器的外部，
该容器具有入口和出口，该入口用于将制冷剂从该蒸发器引导至该容器中，并且该出口用于将接收在该容器中的该制冷剂流出该溢流槽。
方面2：如方面1所述的溢流槽，其中该出口配置用于引导制冷剂至换热器，该换热器用于接收热源以及帮助该热源与引导至该换热器中的该制冷剂之间的换热。
方面3：如方面1至2中所述的溢流槽，该溢流槽进一步包括：
流体流量调节装置，其中该流体流量调节装置用于调节流出该溢流槽的出口的制冷剂流量。
方面4：如方面3所述的溢流槽，其中该流体流量调节装置为流量控制阀。
方面5：如方面3至4所述的溢流槽，其中该流体流量调节装置为定位在该出口上游的立管，并且该立管具有沿该立管的高度设置的多个开口，并且 该开口用于计量该制冷剂流量。
方面6：一种HVAC系统，该系统包括：
具有外壳和溢流端口的蒸发器；以及
溢流槽，该溢流槽包括容器和流体液位传感器；
其中该溢流端口定位在该蒸发器的该外壳的一侧，该溢流端口用于从该蒸发器的外壳引导制冷剂至该容器，并且
该流体液位传感器用于测量该溢流槽中的制冷剂液位。
方面7：如方面6所述的HVAC系统，该系统进一步包括：
该蒸发器的该外壳内部的管束；
其中该管束具有该管束的顶部，并且该溢流端口定位在该管束的该顶部附近。
方面8：如方面6至7所述的HVAC系统，该系统进一步包括：
换热器；
其中该溢流槽的该出口连接至换热器，该换热器用于接收热源。
方面9：如方面6至8所述的HVAC系统，该系统进一步包括：流体流量调节装置，其中该流体流量调节装置用于调节流出该溢流槽的出口的制冷剂。
方面10：如方面9所述的HVAC系统，其中该流体流量调节装置为流量控制阀。
方面11：如方面9至10所述的HVAC系统，其中该流体流量调节装置为定位在该出口上游的立管，并且该立管具有沿该立管的高度的多个开口，该开口用于计量流至该出口的制冷剂。
方面12：一种维持如方面6所述的HVAC系统的蒸发器中的流体液位的方法，该方法包括：
基于该蒸发器中的所需的可运作制冷剂液位和该溢流槽中的对应溢流制冷剂液位确定该溢流槽中的溢流制冷剂液位设定点；
测量该溢流槽中的该溢流制冷剂液位；以及
将该溢流槽中的该溢流制冷剂液位与该溢流制冷剂液位设定点进行比较；其中
当该溢流槽中的该溢流制冷剂液位高于该溢流制冷剂液位设定点时，减少装载至该蒸发器的制冷剂；
当该溢流槽中的该溢流制冷剂液位低于该溢流制冷剂液位设定点时，增加装载至该蒸发器的制冷剂；以及
当该溢流槽中的该溢流制冷剂液位大约与该制冷剂液位设定点相同时，维持装载至该蒸发器的制冷剂。
方面13：一种调节至如方面6所述的HVAC系统的压缩机的回流流体流量的方法，该方法包括：
确定至该压缩机的回流制冷剂流量；
确定该溢流槽内部的用于实现该回流制冷剂流量的制冷剂液位；
测量该溢流槽中的制冷剂液位；以及
将该测量的溢流槽中的制冷剂液位与该确定的制冷剂液位进行比较；其中
当该测量的溢流槽中的制冷剂液位低于该确定的制冷剂液位时，增加装载至该蒸发器的制冷剂；
当该测量的溢流槽中的制冷剂液位高于该确定的制冷剂液位时，减少装载至该蒸发器的制冷剂；以及
当该测量的溢流槽中的制冷剂液位大约与该确定的制冷剂液位相同时，维持装载至该蒸发器的制冷剂。
方面14：一种管理HVAC系统中的流体的方法，该方法包括：
将一部分制冷剂引导出HVAC系统的蒸发器，其中引导出该蒸发器的制冷剂的流速与该蒸发器中的制冷剂液位具有关联性；
测量引导出该蒸发器的制冷剂的流速；以及
将引导出该蒸发器的制冷剂的流速与流速设定点进行比较，
其中当该流速低于该流速设定点时，增加装载至该蒸发器的制冷剂，
当该流速高于该流速设定点时，减少装载至该蒸发器的该制冷剂，并且
当该流速大约与该流速设定点相同时，维持装载至该蒸发器的该制冷剂。
方面15：如方面14所述的方法，该方法进一步包括：
确定该蒸发器中的所需的可运作制冷剂液位；
基于该流速与该蒸发器中的该可运作制冷剂液位之间的关联性确定与该蒸发器中所需的可运作制冷剂液位相关联的所需的流速设定点；以及
将该流速设定点设置为该所需的流速设定点。
方面16：如方面14至15所述的方法，该方法进一步包括：
基于该HVAC系统的压缩机的要求确定所需的流速设定点；以及
将该流速设定点设置为该所需的流速设定点。
方面17：如方面14至16所述的方法，其中测量引导出该蒸发器的该制冷剂的流速包括：
在收集装置中收集引导出该蒸发器的该制冷剂；
将收集在该收集装置中的制冷剂引导出该收集装置；以及
测量收集在该收集装置中的制冷剂的制冷剂液位。
就前面的描述而言，应理解的是，可在不脱离本发明的范围的情况下进行详细变更。应理解本说明书和描绘的实施方案仅视为示例性的，并且本发明的真实范围和精神由权利要求书的广泛含义指示。