[发明专利]跨临界二氧化碳制冷系统的冷凝液热量传递

说明书

相关申请的交叉引用

本发明主张美国专利申请第60/663,912号的权益，名称为“跨临界二氧化碳制冷系统的冷凝液热量传递”并申请于2005年3月18号。共同未决申请档案号为05-258，名称为跨临界蒸气压缩系统的高侧压力调节，并申请于同一日期，公开了现有技术及发明的冷却器系统。本申请公开了这种系统的可能的变化。详细描述的该申请的公开通过参考而结合于此处。

发明背景

本发明涉及制冷。更具体地，本发明涉及饮料冷却器。

作为自然的及环境上良性的制冷剂，CO₂(R-744)正引起重大的关注。在大多的空调操作范围内，CO₂系统以跨临界模式操作。利用CO₂作为工作流体的跨临界蒸汽压缩系统的示例包括压缩机、气体冷却器、膨胀装置、蒸发器及类似设备(见图1)。因为CO₂的临界温度为87.8F，跨临界操作与传统操作之间的主要区别是气体冷却器内的排热在超临界的区域内。从而，压力不仅取决于温度，且其展现了系统操作的另外的控制和最优化问题。

图1示意性地示出了跨临界蒸汽压缩系统20，其利用CO₂作为工作流体。系统包括压缩机22、气体冷却器24、膨胀设备26、及蒸发器28。示例的气体冷却器及蒸发器可以各自采取制冷剂-空气的热交换器的形式。通过这些热交换器中的一个或两个的空气流可以被驱使。例如，一个或多个风扇30及32可以驱使各自的空气流34及36通过两个热交换器。制冷剂流动路径40包括从蒸发器28的出口延伸至压缩机22的入口42的抽气管道。排气管道从压缩机的出口44延伸至气体冷却器的入口。另外的管道连接气体冷却器出口至膨胀设备入口，及连接膨胀设备出口至蒸发器入口。

电子膨胀阀通常用作设备26来控制高侧压力以优化CO₂蒸汽压缩系统的COP。电子膨胀阀通常包括步进马达，步进马达附接于针形阀，用以改变有效阀开启或改变流量至大量的可能位置(通过超过100个)。其提供了超过大范围的操作条件的高侧压力的良好控制。阀的开启是由控制器50电子控制的，以匹配实际的高侧压力至所希望的设点。控制器50配接于传感器52以测量高侧压力。

当空气流36通过热交换器28上时，空气流36的冷却造成离开该空气流的水的冷凝。需要选址进行水的处置。一种方法包括使用排热热交换器加热水以引导其蒸发。这种系统60的示例示于图2中。

在所示的系统60中，与系统20类似的那些构件用类似的标号表示。为图示说明，隐藏了控制器和传感器构件。气体冷却器62分成第一部件64及第二部件66。沿制冷流动路径66，第一部件64在第二部件66的上游。部件64及66可以沿共同的空气流动路径接收共同的空气流68(如，由风扇70驱动)或可以在分离的空气流动路径上(如，由分离的风扇驱动)。如果在共同的空气流动路径上，第一部件可以在第二部件的上游/下游。

从空气流36冷凝的水由收集系统80收集。示例性的系统80包括盘80，水被传送至盘80。安置部分第一部件64使其沉浸在盘的积水中。由第一部件64的水的加热促进水的蒸发。

发明概述

然而，对于有益的性能，可以优选地暴露冷凝液于排热热交换器的更下游部件。瓶冷却器(bottle cooler)系统包括使用从蒸发器冷凝的大气水以吸取冷凝器热量的装置。

本发明的一个或更多实施例的细节在下面的附图及描述中提出。本发明的其它特征、目的、及优点由于描述和附图、及权利要求将会显而易见。

附图简述

图1为现有技术的制冷系统的示意图。

图2为另一现有技术的制冷系统的示意图。

图3为本发明制冷系统的示意图。

图4为陈列柜瓶冷却器的侧视图，陈列柜瓶冷却器包括制冷器及空气管理盒体。

图5为制冷器及空气管理盒体的图示。

图6为选择的盒体的局部侧面示意图。

图7为选择的盒体的局部侧面示意图。

图8为选择的盒体的局部侧面示意图。

类似的参考标号及标示在不同的附图中指示类似的元件。

详细描述