无压缩机冷却系统的制作方法

本公开一般涉及冷却系统。

背景技术：

冷却系统可以循环制冷剂以冷却空间。现有冷却系统可以使用一个或多个压缩机来压缩制冷剂，然后将蒸发该制冷剂以冷却空间。使用压缩机压缩蒸气制冷剂的冷却系统效率低下而且维护成本高昂。存在其他制冷循环，例如斯特林循环制冷，但尚未成功应用于通常由常规蒸气制冷剂压缩冷却系统支持的非低温、高容量商业制冷应用。

技术实现要素：

根据一个实施例，一种设备包括分离罐、热交换器、无压缩机热分离器和流体冷却器。分离罐将第一制冷剂分离成蒸气组分和液体组分。热交换器暴露于负载。热交换器使用第一制冷剂的液体组分从靠近负载的空间中移除热量。该空间包括至少一个包含热交换器和步入式冷却器或冷柜的制冷单元。无压缩机热分离器从第一制冷剂的蒸气组分中提取热量，并使用电力将热量转移到第二制冷剂。流体冷却器从第二制冷剂中移除热量。

根据另一实施例，一种方法包括在分离罐处将第一制冷剂分离成蒸气组分和液体组分。该方法还包括使用来自分离罐的第一制冷剂的液体组分从靠近负载的空间中移除热量。该空间包括处于步入式冷却器或冷柜内的热交换器。该方法还包括从第一制冷剂的蒸气组分中提取热量，并使用电力将热量转移到无压缩机热分离器处的第二制冷剂。该方法还包括在流体冷却器处从第二制冷剂中移除热量。

根据又一个实施例，一种设备包括负载回路、蒸气回路和流体回路。负载回路包括分离罐、热交换器和第一泵。分离罐将第一制冷剂分离成蒸气组分和液体组分。热交换器暴露于负载。热交换器使用第一制冷剂的液体组分从靠近负载的空间中移除热量。该空间包括至少一个包含热交换器和步入式冷却器或冷柜的制冷单元。第一泵控制第一制冷剂的液体组分从分离罐到热交换器的流速。蒸气回路包括分离罐和无压缩机热分离器。无压缩机热分离器从接收自分离罐的第一制冷剂的蒸气组分中提取热量，并使用电力将该热量转移到第二制冷剂。流体回路包括无压缩机热分离器、流体冷却器和第二泵。流体冷却器从接收自无压缩机热分离器的第二制冷剂中移除热量。第二泵控制第二制冷剂在流体冷却器和无压缩机热分离器之间的流速。

某些实施例可以提供一个或多个技术优点。例如，无压缩机冷却系统和方法的某些实施例可以比用于高容量冷却或制冷的传统蒸气压缩制冷系统和方法更有效。例如，无压缩机冷却系统避免了蒸气压缩循环的固有低效率，并且可以利用更有效的制冷循环来提供冷却。作为另一个示例，某些实施例可以使用天然制冷剂，例如二氧化碳制冷剂，从而消除了对可以针对蒸气压缩循环进行优化的氢氟烃(hfc)制冷剂的需要。与传统冷却系统相比，使用天然制冷剂可降低冷却系统对环境的影响。作为再一个示例，与传统系统相比，无压缩机冷却系统和方法的某些实施例可能需要较少的维护成本。特别地，压缩机的移除减少了传统蒸气压缩冷却系统中的主要维护/故障点。此外，无压缩机冷却系统和方法的某些实施例可以减少在操作期间产生的噪音。某些实施例可能不包括上述技术优点，也可以包括上述技术优点中的一部分或全部。根据本申请包括的附图、描述和权利要求，本领域技术人员可以容易地明白一个或多个其他技术优点。

附图说明

为了更完整地理解本公开，现在参考以下结合附图的描述，在附图中：

图1示出了示例性蒸气压缩循环冷却系统；

图2示出了示例性无压缩机冷却系统；

图3是说明操作图2的示例性无压缩机冷却系统的方法的流程图；和

图4示出了与无压缩机冷却系统一起使用的示例控制器。

具体实施方式

通过参考附图的图1至图3可以最好地理解本公开的实施例及其优点，相同的附图标记用于各个附图的相同和相应的部分。

冷却系统(例如制冷系统)使用制冷剂从空间中移除热量。这些系统可以使制冷剂循环通过位于建筑物内的多个负载。例如，在杂货店中，负载可以是用于存储冷冻食品的冷柜或用于存储新鲜农产品的冷藏架。制冷剂可以循环通过这些冷柜和架子，用于从这些空间中移除热量。

现有传统大容量制冷系统(例如商业空间中使用的那些系统)使用蒸气压缩制冷。通常，利用蒸气压缩制冷的系统使制冷剂循环通过压缩制冷剂的压缩机，然后通过从制冷剂中移除热量的第一热交换器，再到使用制冷剂从靠近负载的空间中移除热量的第二热交换器。通常，制冷剂在暴露于负载的第二热交换器处膨胀，使得其从液态转变为气态。该相变允许第二热交换器内的制冷剂从在靠近负载的空间中循环的空气中接收热量。例如，在商用制冷系统中，负载位于步入式冷柜或冷却器或封闭空间内，在该空间中物品被保持在低于环境温度的温度下。

图1以一般方式示出了典型的蒸气压缩制冷循环。冷却系统100包括压缩机105、第一热交换器110和暴露于负载115下的第二热交换器116。制冷剂在压缩机105、第一热交换器110和第二热交换器116之间流动。制冷剂首先在压缩机105处被压缩。制冷剂从压缩机105流动到第一热交换器110。第一热交换器110将热量从制冷剂传递到环境空气或另一种热传递介质，例如流体或第二制冷剂。在第一热交换器110中，制冷剂可以变相或以其他方式改变其温度或热量，以便适合于从负载115中移除热量。例如，第一热交换器110可以是冷凝器，在其中将第一制冷剂从气态转变为液态。在第一热交换器110之后，制冷剂可以流动到暴露于热负载115下的第二热交换器116。在负载115处，第二热交换器116内的制冷剂可以用于从靠近负载115的空间中移除热量。负载115可以是来自商用冰箱、冷却器、步入式冷柜、冷藏展示柜、制冰机、冷水机、空调设备或类似设备的负载。负载115处的制冷剂可以经受热传递，使得第一制冷剂的温度升高和/或从液态转变为气态。在负载115之后，第一制冷剂可以循环回到压缩机105，在其中可以重复该循环。以这种方式，冷却系统100代表一般的制冷循环，其体现了传统的蒸气压缩制冷循环。

传统的制冷循环(例如图1中的冷却系统100所代表的制冷循环)具有多种缺点。例如，蒸气压缩制冷循环的效率低于其他制冷循环(例如斯特林循环)。作为另一个示例，传统的蒸气压缩制冷系统使用氢氟烃(hfc)并且不容易使用可能更环保的天然制冷剂，例如二氧化碳(co2)。例如，天然制冷剂在其应用中可能需要考虑另外的因素，因此使得使用hfc的简单蒸气压缩系统更复杂。使用co2需要高压(需要更昂贵的组件和管道)并且在高环境温度下会损失效率(需要通过添加组件来补偿以提高效率)。氨是有毒且易燃的，不能与铜管和管道一起使用。碳氢化合物是高度易燃的，建筑规范目前不允许使用碳氢化合物。

已经引入了几种措施来处理蒸气压缩循环的各种缺点，包括添加组件以提高效率或允许使用天然制冷剂。此外，典型的蒸气压缩循环压缩机和其他组件具有不太有利的寿命期气候性能(lccp)等级，这代表了这些系统在其寿命期间具有更高的环境影响。此外，蒸气压缩循环制冷系统的典型组件(包括压缩机)产生大量噪音，这可能使某些空间在操作期间不能使用或给客户或雇员带来不便，或者在某些调节噪音的市场中妨碍监管。代替对使用蒸气压缩循环的系统提供边际改进，需要一种替代制冷系统，其不需要压缩机也能够运行使用蒸气压缩循环的高容量匹配系统。

本公开考虑了利用无压缩机热分离器冷却空间的冷却系统和方法的各种实施例。无压缩机热分离器可以是任何合适的热传递装置，其能够接收两种流体并在它们之间交换热量而无需使用压缩机。在某些实施例中，无压缩机热分离器可以使用第三流体来实现其功能。例如，热分离器可以是高容量斯特林冷却器、热电冷却器、磁冷却器或热声冷却器。使用这种热分离器允许移除任何压缩机装置，这些压缩机装置是上述蒸气压缩循环中许多缺点的主要来源。虽然之前已经考虑了过非蒸气压缩循环，但本公开包括能够利用无压缩机热分离器进行高容量制冷的各种系统和方法。例如，某些实施例可以包括商用制冷装置，例如步入式冷却器、冷柜或大型冷却器。热分离器本身不能提供这种冷却，并且需要额外的组件来以受控方式提供高容量制冷。使用热分离器控制热传递需要考虑与关于蒸气压缩制冷系统所考虑的因素不同的因素，这些因素将在本申请中加以考虑。

某些实施例可以提供一种或多种技术优点。例如，无压缩机冷却系统和方法的某些实施例可以比用于高容量冷却或制冷的传统蒸气压缩制冷系统和方法更有效。例如，无压缩机冷却系统避免了蒸气压缩循环的固有低效率，并且可以利用更有效的制冷循环来提供冷却。作为另一个示例，某些实施例可以使用天然制冷剂(例如二氧化碳制冷剂)，从而消除了对可以针对蒸气压缩循环进行优化的氢氟烃(hfc)制冷剂的需要。与传统冷却系统相比，使用天然制冷剂可降低冷却系统对环境的影响。作为再一个示例，与传统系统相比，无压缩机冷却系统和方法的某些实施例可能需要较少的维护成本。特别地，压缩机的移除减少了传统蒸气压缩冷却系统中的主要维护/故障点。此外，无压缩机冷却系统和方法的某些实施例可以减少在操作期间产生的噪音。某些实施例可以不包括上述技术优点，也可以包括上述技术优点的一部分或全部。根据本申请所包括的附图、描述和权利要求，本领域技术人员可以容易地明白一个或多个其他技术优点。

图2示出了示例性冷却系统200。冷却系统200包括热分离器205、分离罐210、暴露于负载215下的热交换器216和流体冷却器220。如图2所示，冷却系统200的各种组件可以通过任何数量的各种类型的管道、管材或类似部件连接，这些管道、管材或类似部件适合于在典型制冷剂和商业冷却系统的典型压力和温度下流动流体。

冷却系统200可以被认为具有三条线路或回路。例如，冷却系统200可以具有“负载回路”，其包括分离罐210和暴露于负载215下的热交换器216。第一制冷剂可以从分离罐210流动到热交换器216。热交换器216可以以关于在图1中所述的类似方式，使用第一制冷剂从靠近负载215的空间中移除热量。负载215可以包括来自商用冰箱、冷却器、步入式冷柜、冷藏展示柜、制冰机、冷水机、空调设备和/或类似设备中的一个或多个的负载。在某些实施例中，靠近负载215的空间可以包括制冷单元和步入式冷柜中的至少一者。在从靠近负载215的空间中移除热量之后，第一制冷剂可以通过第一入口213流回到分离罐210。该回路可以连续重复，或者可以根据各种控制机构制和/或自动标准循环开启和关闭。

冷却系统200还可以具有“蒸气回路”，其中第一制冷剂的蒸气组分可以从分离罐210流动到热分离器205并通过第二入口214返回到分离罐210中。例如，第一制冷剂的蒸气组分可以从蒸气出口211流动到热分离器205。在热分离器205处，可以使用电力来从第一制冷剂中提取热量，以将热量转移到第二制冷剂。在从第一制冷剂的蒸气组分中提取热量之后，第一制冷剂可以通过第二入口214流回到分离罐210。在热分离器205中从第一制冷剂的蒸气组分中提取热量之后，从热分离器205流出的第一制冷剂可以包括第一制冷剂的液体组分，这是由于在热分离器205中的热传递之后第一制冷剂处于低热量和/或压力。在一些实施例中，从热分离器205中流出的第一制冷剂可以仅包括第一制冷剂的液体组分。

冷却系统200还可以具有“流体回路”，其包括热分离器205和流体冷却器220。第二制冷剂可以在热分离器205和流体冷却器220之间流动。例如，第二制冷剂可以从流体冷却器220流动到热分离器205。在热分离器205内部，使用电力从第一制冷剂中提取热量，并且将所提取的热量转移到第二制冷剂。在热量从第一制冷剂传递到第二制冷剂之后，第二制冷剂可以进一步将热量传递到流体冷却器220中，在其中该热量被传递到另一种介质，例如围绕流体冷却器220的周围环境。如上所述，这三条回路组成了使用第一制冷剂和第二制冷剂以便维护负载215的无压缩机冷却系统220。虽然该特定配置可以用于利用热分离器205进行高容量冷却，但可以考虑使用热分离器205的其他这样的回路组合。

在某些实施例中，冷却系统200还可以包括第一泵225。第一泵225可以控制第一制冷剂的液体组分从分离罐210到暴露于负载215下的热交换器216的流速。例如，第一泵225可以包括控制第一制冷剂在分离罐210和热交换器216之间的流速的各种设定。作为一个示例，当需要额外的热传递以在负载215处移除热量时，第一泵225可以在更高的设定下运行以使得第一制冷剂以更高的速率从分离罐210流动到热交换器216。

在某些实施例中，第一制冷剂的蒸气部分到热分离器205的流速可以是通过暴露于负载215下的热交换器216的热交换的结果。例如，当热交换器216处的负载215导致在热交换器216中的更多液体(例如在热交换器216的单元冷却器处)蒸发时，第一制冷剂的更多蒸气组分可用于热分离器205。在这种情况下，如果热分离器205在此时间在其操作者功率下具有足够的容量，则热分离器205可以冷凝第一制冷剂的更多供应的蒸气组分以送回分离罐210。

在某些实施例中，冷却系统200可以不在分离罐210和暴露于负载215下的热交换器216之间包括泵225或任何泵。例如，冷却系统200可以配置成使得第一制冷剂的液体组分在没有泵225的情况下流动至热交换器216。类似地，可以将第一制冷剂的蒸气组分提供到热分离器205。以这种方式，某些实施例可以具有省略了泵225的简化配置。分离罐210可以包括可以用于分离制冷剂或其他热传递介质的液体组分和蒸气组分的任何合适组件。在某些实施例中，分离罐210可以包括第一入口213和第二入口214，第一入口213和第二入口214被配置成接收第一制冷剂。例如，第一入口213可能从热交换器216接收到具有纯蒸气或蒸气和液体的两相混合物形式的第一制冷剂。作为另一个示例，第二入口214可能接收到基本上处于液相的第一制冷剂，而在一些情况下，可能接收到仅处于液相而没有蒸气组分的第一制冷剂。在一些实施例中，第一入口213和第二入口214是不同的入口，两者都位于分离罐210中的液面之上。在某些实施例中，分离罐210可以包括多于一个入口，蒸气和液体可以在其中分别流入分离罐210中。可以考虑各种分离罐。例如，在本公开中可以考虑任何合适的汽液分离罐，例如闪蒸气罐和其他制冷剂蒸气液体分离器。

在某些实施例中，冷却系统200中的分离罐210可以被配置成防止第一制冷剂的任何液体组分流动到热分离器205中。热分离器205可以仅使用第一制冷剂的蒸气组分以将热量传递给第二制冷剂。流动到热分离器205的液体可以通过减少热分离器205处的潜热提取来降低热分离器205的效率。以这种方式，仅将第一制冷剂的蒸气组分提供给热分离器205可以提高其效率和可供提取的热量量值。分离罐210提供对第一制冷剂流动的简单且有效的控制，同时仍然能够在热交换器216和热分离器205处进行有效的热传递。

流体冷却器220可以包括任何合适的流体冷却装置。在某些实施例中，流体冷却器220可以包括盘管与风扇组合，其能够使用风扇进行从第二制冷剂到穿过盘管的空气的热传递。其他流体冷却装置可以组合使用或者替代使用。例如，直接或间接蒸发冷却可以与流体冷却器220中的盘管与风扇组合结合使用。在另一个示例中，流体冷却器220可以使用额外的液体来从第二制冷剂传递热量。

在特定实施例中，额外的液体可以是热回收系统的一部分。例如，额外的液体可以是可以用来自热分离器205的余热加热的水。在该示例中，加热的水可以减少提供能量以加热水以用作超市或餐馆中的卫生热水的需要。以这种方式，冷却系统200可以提供额外的效率。

在某些实施例中，第一制冷剂包含二氧化碳。二氧化碳是传统制冷剂的环保替代品，但在传统冷却系统(例如冷却系统100)中，使用二氧化碳会导致在高环境温度下效率较低的效果，并且需要使用额外的组件来消除与hfc或其他人造制冷剂之相比的一些缺点。使用二氧化碳作为制冷剂还可能需要额定压力更高的更昂贵的组件。然而，冷却系统200可以使用天然制冷剂(例如二氧化碳)，同时保持高效率和简化的结构。以这种方式，冷却系统200允许热分离器205高效地使用制冷剂(例如天然制冷剂)，而不需要过于复杂或昂贵的配置或组件。

在热分离器205和流体冷却器220中使用的第二制冷剂可以包括任何合适的制冷剂。在某些实施例中，第二制冷剂可以包括水。在一些实施例中，第二制冷剂可以包括水乙二醇混合物。例如，热分离器205可以被配置成在低温部分接收水乙二醇混合物，并在从第一制冷剂传递热量之后将水乙二醇混合物喷射到流体冷却器220。以这种方式，水乙二醇混合物可以提供易得且成本低廉的第二制冷剂，其几乎不需要维护并且易于更换。在某些实施例中，更有效或更先进的制冷剂可用于第二制冷剂。在一些实施例中，附加装备可以与不同的制冷剂结合使用。

在某些实施例中，热分离器205可以是无压缩机热传递装置，其使用动力源来提取和转移热量。例如，热分离器205可以是热电热传递装置。在另一个示例中，热分离器205可以是磁热传递装置。在再一示例中，热分离器可以是热声热传递装置。在又一个示例中，热分离器205可以是斯特林循环热传递装置。这些示例性无压缩机热传递装置不需要额外的压缩来将热量从第一制冷剂转移到第二制冷剂。在斯特林循环和热声热传递装置的情况下，可以使用第三制冷剂来实现热传递。例如，第三制冷剂可以在施加电力的情况下使用，以将热量从第一制冷剂转移到第二制冷剂。从冷却或制冷系统中移除压缩机提供了如上所述的几个优点。特别地，无压缩机冷却系统可能更有效，需要更少的维护，减少对环境的影响，并产生更少的噪音。因为开发了更有效和更高容量的无压缩机热传递装置，本申请公开的某些实施例的另一个优点是能够容易地扩展由热分离器205服务的负载215。

此外，无压缩机热传递装置可以包括优于传统压缩机系统的附加效率因素。例如，由于能够以低于全功率保持高效率，所以无压缩机装置可以在部分负载的条件下保持更高的效率。相比之下，蒸气压缩系统通常仅在某些功率范围内是有效的，并且通常仅在那些满负载的条件下循环运行。蒸气压缩系统支付与每个开关循环相关的效率损失。

在某些实施例中，冷却系统200可以包括一个或多个传感器。例如，如图2中公开的实施例所示，冷却系统200可以包括第一温度传感器241。温度传感器241可以联接到包括如图2所示的热分离器205和流体冷却器220的循环。温度传感器241可以配置成在第二制冷剂在热分离器205和流体冷却器220之间流动时测量第二制冷剂的温度。该温度可以表示热分离器205处的热传递量和/或流体冷却器220处的热传递量。在一些实施例中，来自温度传感器241的温度值可以与温度设定值进行比较。基于来自温度传感器241的测量温度与温度设定值之间的比较，可以在热分离器205和流体冷却器220之间增大第二制冷剂的流速。例如，如果第二制冷剂的温度达到某个温度阈值以上，则可以运行诸如第二泵230之类的泵来以更高的速率增大制冷剂在热分离器205和流体冷却器220之间的流量。结果，由于第二制冷剂的流量增大，热分离器205可以通过使用第二制冷剂提供更多的热传递能力，例如可以以更高的速率从第一制冷剂传递更多的热量到第二制冷剂。

在特定实施例中，冷却系统200可以包括一台或多台风扇，其配置成将空气吹过包括流体冷却器220和热交换器216中的一台或多台的冷却系统200中的热交换器。在一些实施例中，一台或多台风扇是可变速度风扇。风扇的速度可以基于暴露于热交换器的负载而变化。例如，可以响应于负载215的增大而增大靠近热交换器216的风扇的速度，以便从靠近负载215的空间移除更多的热量。在某些实施例中，可以基于来自温度传感器241的测量到的温度与温度设定值的比较结果，来增大一台或多台风扇的速度以增加热传递。

在某些实施例中，可以使用来自温度传感器241的温度值来控制冷却系统200的其他组件。在一些实施例中，如果第二制冷剂的测量温度超过阈值或预定值，则流体冷却器220可以改变其操作状态。例如，可以控制流体冷却器220以打开风扇或增大风扇或任何其他热传递介质移动装置的速度，以增加从流体冷却器220处的第二制冷剂的热传递。

在某些实施例中，冷却系统200还可以包括压力传感器243和温度传感器242。在这样的实施例中，压力传感器243和温度传感器242中的一个或多个可以用于控制第一制冷剂的流量。例如，在某些实施例中，压力传感器243可以配置为测量第一制冷剂的压力，而温度传感器242可以配置为测量第一制冷剂的温度。第一制冷剂的温度和压力的测量值可用于确定基于测量到的温度和压力的负载值。可以将该负载值与设定值进行比较。例如，可以将该负载值与基于诸如pt曲线之类的制冷剂曲线的设定值进行比较，这种制冷曲线表示在负载215处或靠近负载215的空间的期望冷却。基于负载值和设定值的比较结果，可以增大第一制冷剂到热交换器216的流速。例如，第一泵225可以以更高的速率运行以使第一制冷剂以更高的速率从分离罐210流动到热交换器216并且从分离罐210流动到热分离器205。作为另一个示例，靠近热交换器216的风扇的速度可以基于负载值和设定值的比较结果来增大。

冷却系统200还可以包括诸如图4中描述的控制器400之类的控制器。该控制器(例如控制器400)可以联接到冷却系统200的一个或多个组件。例如，在某些实施例中，控制器400可以是通信地联接到温度传感器241。控制器400可以配置成将测量到的温度与设定值进行比较，并且基于该比较结果来增大第一制冷剂的液体组分到热交换器216的流速。在某些实施例中，控制器400可以与流体冷却器220联接。在这样的实施例中，控制器400可以配置成增大流体冷却器220中的风扇速度，以增加从第二制冷剂到环境温度或到另一个热传递介质的热传递。在某些实施例中，控制器400可以联接到第二泵230。例如，控制器400可以配置成改变第二泵230运行的速率，从而控制第二制冷剂在热分离器205和流体冷却器220之间的流速。以这种方式，控制器400可以配置成控制热分离器205中的第二制冷剂的热传递速率和容量。

在某些实施例中，控制器400可以联接到压力传感器243和温度传感器242。控制器400可以被配置为基于来自温度传感器242的测量温度和来自压力传感器243的测量压力来确定负载值。控制器400可以进一步配置成将负载值与设定值进行比较并且基于该比较结果来增大第一制冷剂的液体组分到热交换器216的流速。例如，在某些实施例中，控制器400可以联接到第一泵225并且可操作来通过改变第一泵225的状态以改变第一制冷剂的流速。通过增大通过第一泵225的流速，第一制冷剂的液体组分可以以更高的速率从分离罐210流动到加热交换器216，从而增大了第一制冷剂负载215处的热传递能力。

可以使用各种设定值和预定值来控制系统200的各种组件。例如，可以为第一制冷剂和第二制冷剂中的每一个单独设定温度设定值。可以基于其他读数或预定信息，而将不同的设定值用于不同的操作模式。例如，控制器400或冷却系统200的操作者可以使用一天中的时间、环境温度、湿度和考虑因素来控制冷却系统200的任何组分和/或组件的流动和/或操作。

在某些实施例中，可以将一个或多个热分离器205布置成串联或并联形式。例如，热分离器205可以包括一个或多个热传递装置。在某些实施例中，多个热传递装置并联配置。在某些实施例中，热分离器205的多个加热装置串联配置。在某些实施例中，热分离器205的多个装置以串联和并联两种方式配置。例如，热分离器205可以包括四个热传递装置并配置成两对。每对并联配置，而两对串联配置。另外，各种配置可以应用于流体冷却器220和/或热交换器216。例如，可以在冷却系统200中配置多个流体冷却器220和/或热交换器216。此外，热分离罐210可以包括多个分离罐和/或在每个分离罐210内的多个级。以这种方式，冷却系统200可以容易地进行缩放以有效地和/或通过更多控制来服务更大或更多的负载215。

冷却系统200的某些实施例可以提供一个或多个技术优点。例如，冷却系统200可以比用于高容量冷却或制冷的传统蒸气压缩制冷系统更有效。例如，冷却系统200避免了蒸气压缩循环的固有低效率，并且可以利用更有效的制冷循环来为家庭和商业应用(例如为步入式冷柜或制冷单元)提供冷却。作为另一个示例，冷却系统200可以使用天然制冷剂(例如二氧化碳制冷剂)，而不需要专门的装备或组件，从而在保持环境意识的同时提供高容量冷却。作为再一个示例，与现有蒸气压缩系统相比，冷却系统200可能需要较少的维护。特别地，缺少压缩机减少了现有传统蒸气压缩冷却系统中的那种主要维护和故障点。

图3是示出运行图2的示例性冷却系统200的方法300的流程图。在特定实施例中，冷却系统200的各种组件执行方法300的步骤。方法300可以从步骤305开始。在步骤305中，分离罐210将第一制冷剂分离成蒸气组分和液体组分。蒸气组分和液体组分可以通过任何合适的方式在分离罐210的不同部分内进行分离。然后，第一制冷剂的液体组分可以从分离罐210流动到热交换器216。

在步骤310，热交换器216使用第一制冷剂的液体组分从靠近负载215的空间中移除热量。例如，可以在热交换器216处蒸发第一制冷剂的一部分液体组分，以便于从靠近负载215的空间中的环境空气到第一制冷剂的热传递。在该热传递之后，第一制冷剂可以从热交换器216流回到分离罐210。

在步骤315，热分离器205可以从第一制冷剂的蒸气组分中提取热量，并且使用电力将热量转移到第二制冷剂。例如，热分离器205可以从分离罐210接收第一制冷剂的蒸气组分并使用电力从蒸气组分中提取热量，从而冷凝第一制冷剂，并将热量转移到第二制冷剂。在某些实施例中，第一制冷剂的一部分蒸气组分可以冷凝，形成第一制冷剂的蒸气组分和液体组分。在一些实施例中，第一制冷剂的蒸气组分的整个部分都冷凝，仅形成第一制冷剂的液体组分。第一制冷剂可以从热分离器205流回到分离罐210。

在步骤320，流体冷却器220可以从第二制冷剂中移除热量。例如，在热分离器205处从第一制冷剂中接收到热量之后，可以在流体冷却器220处接收第二制冷剂。流体冷却器220可以使第二制冷剂通过一系列盘管以将热量从第二制冷剂传递到靠近流体冷却器220的环境空气。在某些实施例中，流体冷却器220可以使用风扇来使空气通过盘管，以便增强从第二制冷剂到靠近流体冷却器220的环境空间的热传递。在某些实施例中，步骤320可以包括子步骤，在子步骤中将第二制冷剂用作热回收系统的一部分。例如，第二制冷剂可以是被加热以用于超市或餐馆的卫生水系统的水。虽然已经描述了某些方法来从第二制冷剂中移除热量，但可以使用任何合适的方法从第二制冷剂中移除热量。

在特定实施例中，方法300可以包括额外的步骤。作为一个示例，可以存在额外的步骤来控制第一制冷剂的液体组分从分离罐210的流速和第一制冷剂的蒸气组分从分离罐210的流速。例如，第一泵225可以控制第一制冷剂的液体组分从分离罐210到热交换器216的流速和第一制冷剂的蒸气组分从分离罐210到热分离器205的流速。此外，可以使用第二泵230来控制第二制冷剂在流体冷却器220和热分离器205之间的流速。作为额外的示例，方法300还可以包括如参考图2和上面的冷却系统200所讨论的那样测量第一制冷剂和第二制冷剂的温度和压力的其他步骤。方法300可以包括以下步骤：比较第一制冷剂和第二制冷剂的各种温度和压力，并基于比较结果来改变第一制冷剂和第二制冷剂中的一种或多种到冷却系统200的各种组件的流量。作为又一个示例，方法300可以进一步包括以下步骤：将第一制冷剂分离成蒸气组分和液体组分，并且将蒸气组分和液体组分分别排放到热分离器205和热交换器216中。任何其他步骤，如方法300中的任何步骤那样，可以通过联接到冷却系统200的组件的控制器400来自动或手动执行。例如，一个或多个步骤可以由操作者手动来执行，也可以基于预定的设定值或期望的操作范围自动来执行。

可以对图3中描绘的方法300进行修改、添加或省略。方法300可以包括更多或更少或其他步骤。例如，步骤可以并行或以任何合适的顺序形成。虽然在冷却系统200的各种组件执行这些步骤的情况下进行了讨论，但冷却系统200的任何合适的组件或组件的组合可以执行上述步骤中的一个或多个。

图4示出了根据本公开的某些实施例的冷却系统200的示例性控制器400。控制器400可以包括一个或多个接口410、存储器420和一个或多个处理器430。接口410接收输入(例如传感器数据或系统数据)、发送输出(例如指令)、处理输入和/或输出和/或执行其他合适的操作。接口410可以包括硬件和/或软件。作为一个示例，接口410(例如经由传感器)接收关于制冷系统100的一个或多个组件的信息(例如温度和/或压力信息)。

存储器(或存储器单元)420存储信息。作为一个示例，存储器420可以存储方法300。存储器420可以包括一个或多个非暂时性有形计算机可读和/或计算机可执行存储介质。存储器420的示例包括计算机存储器(例如随机存取存储器(ram)或只读存储器(rom))、大容量存储介质(例如硬盘)、可移动存储介质(例如光盘(cd)或数字视频盘(dvd))、数据库和/或网络存储器(例如服务器)和/或其他计算机可读介质。

处理器430可以包括以一个或多个模块实现的硬件和软件的任何合适组合，以执行指令和操纵数据来执行控制器400的一些或所有被描述的功能。在一些实施例中，处理器430可以包括例如一个或多个更多计算机、一个或多个中央处理单元(cpu)、一个或多个微处理器、一个或多个应用、一个或多个专用集成电路(asic)、一个或多个现场可编程门阵列(fpga)和/或其他逻辑模块。

尽管本公开包括若干实施例，但可以向本领域技术人员建议无数种改变、变型、变更、变换和修改，并且本公开旨在包括这样的改变、变型、变更、变换和修改，只要它们落入所附权利要求的范围内。