专利名称：用于冷藏陈列柜的热电冷却的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及冷藏陈列才巨，尤其涉及用于冷藏陈列拒中的冷却 的方法和设备。
背景技术：
在目前的超市的敞开面陈列拒中，在敞开面上方提供冷气幕或气 流，以将冷气含在柜内，并且避免前面的商品暴露给热的周围空气。 当空气向下在陈列拒的敞开面上方流动时，沿着气幕出现大量的混 合，从而导致热储藏空气透过到拒内以及等量的冷气移出陈列拒并进 入店内的通道中。这就导致店内制冷系统的运行不太有效，而且也会 使店员感到店内的通道条件不舒适。目前所使用的其它设备一直以来尝试减少沿着冷气幕的混合。不 过，这些努力一直仍允许大量的混合出现在气幕接触面，从而导致大 量的冷空气离开陈列柜并降低用于产生冷气幕的蒸汽压缩制冷系统 的效率。因此，需要一种提高陈列柜的运行效率的冷藏陈列拒。还需要减 少离开陈列拒的冷空气的量。本发明的方法和设备通过利用热电热泵 或冷却器回收一些损失的能量。本发明的目的在于提供一种用于冷藏陈列柜的热电热泵，这种热 电热泵降低储藏蒸汽压缩系统的容量和能量消耗。本发明的又一个目的在于4是供一种热电热泵，这种热电热泵降低 用于蒸汽压缩机械设备的资金成本。本发明的再一个目的在于提供一种构造，这种构造虑及了热电热泵在较低温差(DT)时利用冷溢出空气的最佳运行。本发明的另 一个目的在于4是供一种用于冷藏陈列拒的热电热泵， 这种热电热泵改进了店员的店内通道条件。本发明的还有另一个目的在于提供一种用于冷藏陈列拒的热电 热泵，这种热电热泵降低了在陈列拒的基部的凝结的可能性。本发明的还有另 一个目的在于提供一种用于冷藏陈列拒的热电 热泵，这种热电热泵降低蒸发器负荷和除霜要求。发明内容在一个方面，提供一种冷却具有敞开面的陈列拒的方法，这种方法包括提供越过该敞开面的气流；将气流的第一部分引导到空气回 路，该空气回路与蒸汽压缩制冷系统流体连通；提供热电热泵，该热 电热泵与该第一部分流体连通；用该热电热泵冷却该第一部分；将该 第 一部分返回到该蒸汽压缩制冷系统以进行冷却；以及将该第 一部分 返回到越过该敞开面的气流。该热电热泵既可以与气流的该第 一部分 直接流体连通，也可以通过辅助热交换设备与气流的该第 一部分流体 连通。在另一个方面，提供一种制冷系统，这种制冷系统操作性地连接 至陈列拒，这种陈列柜具有敞开面。这种制冷系统包括提供越过敞开 面的气流的初级制冷系统，气流由该初级制冷系统冷却，且气流包括 气流的第一部分和气流的第二部分，气流的第一部分返回到初级制冷 系统，且气流的第二部分从陈列柜释^:。这种制冷系统还包括热电热 泵，这种热电热泵与气流的第一部分流体连通，以在将该第一部分返 回到初级制冷系统之前将该笫 一部分冷却。在又一个方面，提供一种冷藏陈列拒，这种冷藏陈列柜包括具有 敞开面的支撑结构、蒸汽压缩制冷系统和热电热泵。蒸汽压缩制冷系 统提供越过敞开面的气流。气流由蒸汽压缩制冷系统冷却。气流包括 气流的第一部分和气流的第二部分，气流的笫一部分返回到蒸汽压缩 制冷系统，且气流的第二部分/人陈列拒释^:。热电热泵与气流的第一部分流体连通，以在将该笫 一部分返回到蒸汽压缩制冷系统之前将该 第一部分冷却。这种方法还可包括引导气流的笫 一部分与热电热泵的冷侧热接 触。这种方法还可包括引导气流的第二部分与热电热泵的热侧热才妻 触。可从陈列拒将气流的第二部分释放。初级制冷系统可以是蒸汽压缩制冷系统。热电热泵可包括冷侧， 其中，该冷侧与气流的第一部分流体连通。热电热泵的冷侧可至少部 分地限定回路开口 ，这种回路开口与初级制冷系统流体连通。热电热 泵还可包括热侧，这种热侧与气流的第二部分流体连通。这种制冷系统还可包括风扇，这种风扇用于穿过回路开口抽出气 流的第一部分。支撑结构可具有在支撑结构的下部分的底梁(Still),且 热电热泵可在该底梁的附近。制冷系统或陈列拒还可包括与热电热泵 的冷侧和气流的第 一部分热连通的第 一热交换器和、或与热电热泵的 热侧和气流的第二部分热连通的第二热交换器。本领域中熟练的技术人员会从下面的详细描述、附图和所附权利 要求明白和理解前面所描述的和其它的本发明的特征和优点。
图1是目前所使用的敞开面冷藏陈列拒的透视图；图2是示于图1中的敞开面冷藏陈列拒的示意性截面图，该图示出了由蒸汽压缩制冷系统产生的冷气幕；图3是本发明的示范性实施例的敞开面冷藏陈列拒的示意性截面图；以及图4是本发明的另 一个示范性实施例的敞开面冷藏陈列拒的示意 性截面图。
具体实施方式
参看图3，图中示出了总体用标号IO表示的冷藏陈列柜的示范性实施例。陈列拒10在搁架15或其它类似的支撑或支持结构上储存冷 冻食品或其它类似的冷冻产品。蒸汽压缩系统20或其它的初级制冷 系统提供穿过或沿着陈列拒10的敞开面25的冷气幕30，以将冷气含 在陈列柜内，并且避免前面的商品暴露给热的周围空气。冷气幕30 在陈列拒10的前底梁50附近分成返回空气路径或空气流40和溢出 空气路径或空气流45。确定热电热泵或冷却器60的位置以与返回空气^f各径40和溢出空 气路径45均热和、或流体连通。在示范性实施例中，热电热泵60位 于返回空气路径40与溢出空气^各径45之间，以直4妄热接触。该位置 沿着邻近于回路开口 35的陈列拒10的前底梁50。不过，对于陈列拒 10的替代结构和设计而言，尤其是在以不同的方式构造返回空气路径 40时，热电热泵60的定j立可以不同。蒸汽压缩系统20包括典型的器件以提供陈列拒10的制冷，这些 典型的器件并未全部示出且包4舌各种阀门、管道或管道系统、压缩机、 冷凝器、蒸发器和适当的连接4妾头。在示范性实施例中，风扇75或 其它真空设备位于沿着返回空气路径40的位置并向蒸汽压缩系统20 供料。不过，可根据系统的特定要求改变蒸汽压縮系统20的特定定 位和构造。陈列拒IO具有回路开口 35，回路开口 35使沿着返回空气 路径40的空气与风扇75和蒸汽压缩系统20流体连通。热电热泵60具有冷侧65和热侧70。冷侧65朝向陈列拒10的内 部，而热侧70从陈列柜朝向外部。利用这种位置或构造，(除了将由 蒸汽压缩系统20提供的冷却之外)冷侧65将返回空气路径40进一步 冷却，而热侧由溢出空气路径45冷却。由冷侧对返回空气路径40的冷却减少在蒸汽压缩系统20的蒸发 器上的负荷，这样就减少所要求的蒸汽压缩制冷系统的总体容量。此 外，由于返回空气路径40内的水汽在热电热泵20的表面上局部冷凝， 所以就会降低对蒸汽压缩系统20的蒸发器的除霜要求。由于返回空气路径40与溢出空气路径45之间的温差相对较小，所以热电热泵60穿过相对较小的温差(DT)运行。热电热泵的性能系 数(COP)与温差成反比<formula>formula see original document page 9</formula>式中Tc是冷面或冷侧的温度。热电热泵的缺点在于COP低，这种 低COP对它们的商业应用造成了阻碍。不过，通过将热电热泵60构 造成或定位于返回空气路径40与溢出空气路径45之间(或以其它方式 提供这种热连通)以提供相对较小的温差，该示范性实施例克服了热电 热泵的这种缺陷，返回空气路径40和溢出空气路径45的温度通常约 为41°F和55°F。前面的这些温度是典型的中温陈列拒的具有代表性 温度。不过，结合示范性实施例说明的本发明还可用于低温或冷冻器 类型的陈列拒以及具有不同温度要求的其它陈列拒。可根据陈列拒10的特定需求改变所使用的热电热泵或冷却器60 的特定类型，包括材料、尺寸和形状。优选冷侧65和热侧70的尺寸 和形状将返回空气路径40与冷侧之间的以及溢出空气路径45与热侧 之间的热接触如表面区域最大化。在示范性实施例中，热电热泵60 和尤其是冷侧65部分地限定回路开口 35,以便于返回空气路径40与 热电热泵的冷侧之间的热连通和流体连通。参看图4，与图3中的示范性实施例的直接热接触相比，还可通 过一个或多个热交换器160(和160')的使用使热电热泵60与返回空气 路径40和溢出空气路径45热连通。在图4的这个替代实施例中，与 前面的实施例中的部件类似的部件用相同的参考数字表示。热电热泵60的冷侧65与第一热交4奐器160热连通，而热电热泵 的热侧70与第二热交换器160'热连通。第一热交换器160和第二热 交换器160'分别直接与返回空气路径40和溢出空气路径45热接触。 可根据陈列拒10的特定需求改变所使用的热交换器160和160'的特 定类型，包括材料、尺寸和形状以及定位和数量。优选热交换器160 和160'的定位、尺寸和形状将与冷侧65、热侧70、返回空气路径40 和溢出空气路径45的热接触如表面区域最大化。热交换器160和160'可包括热交换介质，如流动液体和制冷剂等，这些热交换介质提高热 交换的效率。在图4的实施例中，热电热泵60将穿过与返回空气路径40热接 触的液体至空气热交换器160抽运的液流冷却。热由热电热泵160排 到穿过与溢出空气路径45热接触的液体至空气热交换器160'抽运的 热(废)液流。将热最终排到溢出空气路径45。虽然通过参考一个或多个示范性实施例对本发明进行了描述，但 本领域中熟练的技术人员会理解，在并不背离本发明的范围的前提 下，可对本发明的进行各种变化并可对本发明的等同描述进行替代。 此外，在并不背离本发明的范围的前提下，可根据本发明的教导进行 许多修改，以适合于特定情形或材料。因此，本发明旨在并不受限于 作为公司用于实现本发明的最佳方式的特定实施例，而是将包括在所 附权利要求的范围内的所有实施例。
权利要求
1.一种冷却具有敞开面(25)的陈列柜(10)的方法，包括提供越过所述敞开面(25)的气流(30)；将所述气流(30)的第一部分(40)引导到与蒸汽压缩制冷系统(20)流体连通的空气回路(35)中；提供与所述第一部分(40)热连通的热电热泵(60)；用所述热电热泵(60)冷却所述第一部分(40)；将所述第一部分(40)返回到所述蒸汽压缩制冷系统(20)，以进行冷却；以及将所述第一部分(40)返回到越过所述敞开面(25)的所述气流(30)。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法还包括将 所述气流(30)的所述第一部分(40)引导成与所述热电热泵(60)的冷侧 (65)热接触。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法还包括将 所述气流(30)的第二部分(45)引导成与所述热电热泵(60)的热侧(70)热 接触。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于从所述陈列柜(IO) 释;^文所述气流(30)的所述第二部分(45)。
5. —种操作性地连接至具有敞开面(25)的陈列拒(10)的制冷系 统，所述系统包括初级制冷系统(20),其提供越过所述敞开面(25)的气流(30),所述 气流(30)由所述初级制冷系统(20)冷却，所述气流(30)包括气流(30)的 第一部分(40)和气流(30)的第二部分(45)，所述气流(30)的第一部分(40) 返回到所述初级制冷系统(20)，且所述气流(30)的第二部分(45)从所述 陈列拒(10)释放；以及热电热泵(60)，与气流(30)的所述第一部分(40)热连通，以在将所 述第 一部分(40)返回到所述初级制冷系统(20)之前将所述第 一部分(40)冷却。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于所述初级制冷系统 (20)是蒸汽压缩制冷系统(20)。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于所述热电热泵(60) 包括冷侧(65),且所述冷侧(65)与所述气流(30)的所述第一部分(40)热 连通。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于所述热电热泵(60) 的所述冷侧(65)至少部分地限定回路开口 (35)，所述回路开口 (35)与所 述初级制冷系统(20)流体连通。
9. 如^L利要求7所述的方法，其特征在于所述热电热泵(60) 还包括热侧(70),且所述热侧(70)与所述气流(30)的所述第二部分(45) 热连通。
10. 如权利要求8所述的方法，其特征在于所述方法还包括风 扇(75),所述风扇(75)用于通过所述回路开口(35)抽出气流(30)的所述 第一部分(40)。
11. 如权利要求9所述的方法，其特征在于所述方法还包括第 一热交换器和第二热交换器(160、 160')，所述第一热交换器(160)与所 述热电热泵(60)的所述冷侧(65)和气流(30)的所述第 一部分(40)热连 通，且所述第二热交换器(160')与所述热电热泵(60)的所述热侧(70)和 气流(30)的所述第二部分(45)热连通。
12. —种冷藏陈列拒(IO),包括 支撑结构(15)，具有敞开面(25);蒸汽压缩制冷系统(20),其提供越过所述敞开面(25)的气流(30), 所述气流(30)由所述蒸汽压缩制冷系统(20)冷却，所述气流(30)包括气 流(30)的第一部分(40)和气流(30)的第二部分(45),气流(30)的所述笫一 部分(40)返回到所述蒸汽压缩制冷系统(20)，且气流(30)的所述笫二部 分(45)从所述陈列柜(10)释放；以及热电热泵(60)，与气流(30)的所述第一部分(40)流体连通，以在将所述第 一部分(40)返回到所述蒸汽压缩制冷系统(20)之前将所述第一 部分(40)冷却。
13. 如权利要求12所述的陈列柜(IO)，其特征在于所述热电热 泵(60)包括冷侧(65)，且所述冷侧(65)与气流(30)的所述笫一部分(40) 流体连通。
14. 如权利要求13所述的陈列枉(IO),其特征在于所述热电热 泵(60)还包括热侧(70)，且所述热侧(70)与气流(30)的所述第二部分(45) 流体连通。
15. 如权利要求12所述的陈列拒(10)，其特征在于所述支撑结 构(15)具有在所述支撑结构(15)的下部分的底梁(50),且所述热电热泵 (60)在所述底梁(50)附近。
16. 如^l利要求13所述的陈列拒(IO)，其特征在于所述热电热 泵(60)的所述冷侧(65)至少部分地限定回路开口 (35)，所述回路开口 (35) 与所述蒸汽压缩制冷系统(20)流体连通。
17. 如权利要求16所述的陈列拒(IO)，其特征在于所述陈列拒 (10)还包括风扇(75)，所述风扇(75)用于通过所述回路开口 (35)抽出气 流(30)的所述第一部分(40)。
18. 如权利要求14所述的陈列拒(10),其特征在于所述陈列拒 (10)还包括第一热交换器和第二热交换器(160、 160'),所述第一热交 换器(160)与所述热电热泵(60)的所述冷侧(65)和气流(30)的所述第一 部分(40)热连通，且所述笫二热交换器(160')与所述热电热泵(60)的所 述热侧(70)和气流(30)的所述第二部分(45)热连通。
19. 一种冷却如在本文中参考附图中的图3和图4中的任4可一个 所描述的具有敞开面(25)的陈列拒(l O)的方法。
20. —种冷却如在本文中参考附图中的图3和图4中的任何一个 所描述的具有敞开面(25)的陈列拒(10)的设备。
全文摘要
本发明提供一种带有敞开面(25)和越过敞开面(25)的气流(30)的冷藏陈列柜(10)，该冷藏陈列柜(10)由初级制冷系统(20)和热电热泵(60)冷却。
文档编号F25D17/04GK101283224SQ200580051785
公开日2008年10月8日 申请日期2005年8月12日 优先权日2005年8月12日
发明者A·A·阿拉亚里 申请人:开利公司