[发明专利]包括热电模块的制冷系统

说明书

本申请为2006年10月11日提出的、国家申请号为200680041922.0、名称为“包括电热模块的制冷系统”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及制冷系统，更具体地，涉及包括热电模块的制冷系统。

背景技术

包括蒸汽压缩循环的制冷系统能够用于单温应用以及多温应用，单温应用为例如具有保持在相似温度的一个或多个隔室的冷冻机或冰箱，而多温应用为例如具有保持在不同温度的多个隔室的冰箱，所述多个隔室如低温(冷冻)隔室以及中温或高温(新鲜食品储藏)隔室。

蒸汽压缩循环利用压缩机来压缩工作流体(如制冷剂)并且还利用了冷凝器、蒸发器和膨胀装置。对于多温应用，压缩机的尺寸一般根据低温隔室的最低运行温度来确定。于是，压缩机的尺寸一般大于实际需求的尺寸，从而导致效率降低。此外，较大的压缩机会以较高的内部温度运行，从而需要用于压缩机内的润滑油的辅助冷却系统来防止压缩机烧坏。

基于上述考虑，制冷系统可使用多个压缩机以及使用相同或不同的工作流体。但是，使用多个压缩机和/或多种工作流体，会增加制冷系统的成本和/或复杂性，并且无法提高整体的效率增益。

此外，在某些应用中，压缩机和/或制冷剂的使用受到所要达到的温度的限制。例如，对于开式传动轴的压缩机，需利用沿着传动轴的密封将工作流体维持在压缩机内。当在密封开式传动轴的压缩机中采用例如R134A的工作流体时，在不引起传动轴密封泄漏的情况下能够取得的最低温度是受到限制的。即，如果期望取得过低的温度，则会形成真空，使得周围的空气被吸入压缩机内部并使系统受到污染。为避免这种情况，则需要其它类型的压缩机和/或工作流体。然而，这些其它类型的压缩机和/或工作流体可能会更加昂贵和/或更加低效。

此外，制冷系统需要除霜循环用以融化在蒸发器上聚集或形成的冰。传统的除霜系统利用有选择地操作的电辐射热源来加热蒸发器并融化其上形成的冰。然而，辐射热源的效率较低，因此增加了操作制冷系统的成本并加大了复杂性。还可利用来自压缩机的热的气体来为蒸发器除霜。然而这种系统需要额外的管道设备和控制器，因此增加了制冷系统的成本和复杂性。

发明内容

一种可用来满足多温应用和单温应用二者的温度/负载要求的制冷系统。该制冷系统包括蒸汽压缩(制冷)回路以及液体传热回路，通过一个或多个热电装置使它们彼此具有传热关系。该制冷系统可将制冷分级，其中由蒸汽压缩回路提供第二级制冷，并且由与传热回路相结合的热电装置提供第一级制冷。分级制冷可降低施加在单个压缩机上的负荷，从而允许使用更小、更高效的压缩机。此外，降低压缩机的负荷允许在使用的压缩机和/或制冷剂的类型上具有更多的选择。而且，可通过反转热电装置的操作来提供除霜功能。

热电装置的第一端和第二端分别与流经制冷回路的可压缩工作流体以及流经传热回路的传热流体具有传热关系。热电装置在可压缩工作流体和传热流体之间形成温度梯度，从而允许从可压缩工作流体和传热流体中的其中一种中提取热量并通过热电装置将热量传送至另一种中。

制冷系统可包括与传热回路和蒸汽压缩回路具有传热关系的热电装置。传热回路可在流经其中的传热流体和第一制冷空间之间传送热量。蒸汽压缩回路可在流经其中的制冷剂和气流之间传送热量。热电装置在传热流体和制冷剂之间传送热量。

具有蒸汽压缩回路、传热回路和热电装置的制冷系统的运行方法包括：在流经传热回路的传热流体和热电装置的第一端之间传送热量，以及在流经蒸汽压缩回路的制冷剂和热电装置的第二端之间传送热量。

另外，制冷系统可以以冷却模式运行，包括将热量从传热回路传送至热电装置，以及将热量从热电装置传送至制冷回路。而且，制冷系统还可以以除霜模式运行，包括将热量从热电装置传送至传热回路，并利用流经传热回路的传热流体来为热交换器除霜。制冷系统的运行可以有选择地在冷却模式和除霜模式之间转换。

利用制冷系统为空间调节温度的方法包括：利用蒸汽压缩循环形成用于热电装置第一端的第一吸热源，以及利用热电装置的第二端形成用于传热流体的第二吸热源。热量可经由热电装置从传热流体传送至蒸汽压缩循环中的制冷剂，从而实现对于空间的温度调节。

从下文具体的描述中将更加了解本发明所能够适用的更多领域。应当理解，详细的描述和具体的示例只是用于说明的目的，而非意于限制本发明的范围。

附图说明

从详细描述和附图中可以更加全面地理解本发明，其中：

图1为根据本发明的制冷系统的示意图；

图2为根据本发明的制冷系统的示意图；