[发明专利]低充量封装式制冷系统

说明书

低充量封装式制冷系统。一种封装式泵送液体循环制冷系统，所述系统的每吨制冷容量的致冷剂充量为10lbs或更小。压缩机和相关部件位于预封装式模块化机房中，并且其中冷凝器安装在机房上，并且蒸发器紧密联接到预封装式模块化机房。现有技术的大型接收器容器可以用单相或双相回旋分离器来代替，所述单相或双相回旋分离器也安放在所述预封装式模块化机房中。

本申请是申请日为2015年7月2日、申请号为201580036543.1(国际申请号为PCT/US2015/039111)、发明名称为“低充量封装式制冷系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及工业制冷系统。

背景技术

现有技术的工业制冷系统，例如用于冷藏仓库的制冷系统，特别是氨基制冷系统，是高度分隔的。蒸发器盘管经常安装在制冷空间的天花板上，或者收集在制冷空间的屋顶上的屋顶室中，冷凝器盘管和风扇通常安装在包含所述制冷空间的建筑物的屋顶上的单独空间中，并且压缩机、接收罐、油分离罐和其它机械系统通常收集在远离公共空间的单独的机房中。由于氨对人类的毒性、由人为错误或机械完整性引起的释放的影响以及恐怖主义的威胁，含有大量氨的氨基工业制冷系统受到高度调节。含有超过10,000lbs氨的系统需要EPA的风险管理计划(Risk Management Plan,RMP)和OSHA的过程安全管理计划(OSHA'sProcess Safety Management Plan)，并可能导致联邦机构的检查。加利福尼亚州对含有超过500lbs氨的系统有额外的限制/要求。导致100磅或更多的氨排放的任何制冷系统泄漏，必须报告给EPA。

发明内容

本发明是一种封装式泵送液体循环制冷系统，其每吨制冷容量的致冷剂充量为10lbs或更少。本发明是一种低充量封装式制冷系统，其中压缩机和相关部件位于预封装式模块化机房中，并且其中冷凝器紧密地联接到预封装式模块化机房。根据本发明的实施例，可以用安放在预封装式模块化机房中的液体-蒸汽分离结构/装置替代用于分离从蒸发器离开的致冷剂蒸汽和致冷剂液体并且存储备用致冷剂液体的、现有技术的大型接收器容器。根据一个实施例，液体-蒸汽分离结构/装置可以是单相或双相气旋分离器。根据本发明的另一个实施例，标准节能器容器(其收集来自冷凝器的液体)还可以任选地由也安放在预封装式模块化机房中的单相或双相回旋分离器替换。蒸发器盘管优选地形成有内部增强，以改进致冷剂液体通过管道的流动，增强热交换并减少致冷剂充量。根据一个实施例，冷凝器可以由优选地形成有内部增强的盘管构成，所述内部增强改进通过管道的致冷剂蒸汽的流动，增强热交换并减少致冷剂。根据更优选实施例，蒸发器管增强和冷凝器管增强彼此不同。名称为“Internally Enhanced Tubes for Coil Products(用于盘管产品的内部增强管)”的共同未决临时申请62/188,264的全部内容通过引用并入本文。根据替代实施例，冷凝器系统可以采用微通道热交换器技术。冷凝器系统可以是本领域中已知的用于将致冷剂蒸汽冷凝成液体致冷剂的任何类型。

根据各种实施例，所述系统可以是液体过量供给系统或直接膨胀系统，但是最优选具有过量供给率(进入蒸发器的液体致冷剂质量流率与产生冷却效果所需的蒸汽质量流率相比的比率)的非常低充量或“临界充注”系统，其中过量供给率为1.05:1.0至1.8:1.0，优选的过量供给率为1.2:1。为了保持这种低过量供给率，例如在美国专利申请14/221,694和14/705,781(该两个申请的全部内容均通过引用并入本文)中描述的那些电容传感器可以设置在系统中的各个点处，以确定液体和蒸汽的相对量，从而可以相应地调节系统。这种传感器优选地位于液体-蒸汽分离装置的入口处和/或蒸发器的出口处，和/或位于蒸发器的出口和液体-蒸汽分离装置之间的致冷剂管线中的某处和/或压缩机的入口处和/或在液体-蒸汽分离装置的蒸汽出口和压缩机之间的致冷剂管线中的某处。