冷却系统的制作方法

本公开一般涉及冷却系统，诸如致冷系统。

背景技术：

冷却系统被用于冷却空间，诸如住宅、商业大楼和/或致冷单元。这些系统循环被用于冷却空间的致冷剂(也被称为装填(charge))。

技术实现要素：

典型的商用致冷系统包括中温部分(例如，产品架)和低温部分(例如，冷冻室)。低温压缩机压缩来自低温部分的致冷剂。中温压缩机压缩来自中温部分的致冷剂和被压缩的来自低温压缩机的致冷剂的混合物。因此，来自低温部分的致冷剂的温度和来自中温部分的致冷剂的温度影响在中温压缩机处接收到的混合物的温度。通常，当来自中温部分的致冷剂和来自低温部分的致冷剂混合时，来自中温部分的致冷剂冷却来自低温部分的致冷剂。

当中温负载被关闭或从系统中移除时，现有系统中问题出现。例如，杂货店可能决定缩小规模和移除产品架，但保留具有冷冻食品的冷冻室。作为另一个示例，便利店可以仅安装冷冻室。在这些系统中，可能没有来自中温部分的任何致冷剂(或可能有不足量的来自中温部分的致冷剂)来冷却来自低温部分的致冷剂。因此，由中温压缩机接收到的致冷剂对于中温压缩机进行适当地处理可能是太热。因此，中温压缩机的性能和效率受到损害。

本公开期望一种非常规冷却系统，该非常规冷却系统将来自低温压缩机的致冷剂引导进闪蒸箱内的盘管中。闪蒸箱中的液体致冷剂冷却盘管内的致冷剂。然后被冷却的致冷剂被引导出闪蒸箱并且到中温压缩机。因此，由中温压缩机接收到的致冷剂是在更合适的温度，并且中温压缩机的性能被改善。下面将描述该系统的某些实施例。

根据实施例，一种装置包括闪蒸箱、负载、第一压缩机、盘管、第一管道和第二压缩机。闪蒸箱存储致冷剂。负载使用来自闪蒸箱的致冷剂来冷却靠近负载的空间。第一压缩机压缩来自负载的致冷剂。闪蒸箱内的盘管接收来自第一压缩机的致冷剂，使得接收到的致冷剂是在盘管内。存储在闪蒸箱内的致冷剂冷却盘管内的致冷剂。第一管道是在闪蒸箱内。第一管道将致冷剂从盘管内引导出闪蒸箱。第二压缩机压缩被引导出闪蒸箱的致冷剂。

根据另一个实施例，一种方法包括通过闪蒸箱存储致冷剂。该方法还包括通过负载使用来自闪蒸箱的致冷剂来冷却靠近负载的空间并通过第一压缩机压缩来自负载的致冷剂。该方法还包括通过闪蒸箱内的盘管接收来自第一压缩机的致冷剂，使得接收到的致冷剂是在盘管内。存储在闪蒸箱内的致冷剂冷却盘管内的致冷剂。该方法还包括通过闪蒸箱内的第一管道将致冷剂从盘管内引导出闪蒸箱并且通过第二压缩机压缩被引导出闪蒸箱的致冷剂。

根据又另一个实施例，一种系统包括高侧热交换器、闪蒸箱、负载、第一压缩机、盘管、第一管道和第二压缩机。高侧热交换器从致冷剂中去除热量。闪蒸箱存储来自高侧热交换器的致冷剂。负载使用来自闪蒸箱的致冷剂来冷却靠近负载的空间。第一压缩机压缩来自负载的致冷剂。闪蒸箱内的盘管接收来自第一压缩机的致冷剂，使得接收到的致冷剂是在盘管内。存储在闪蒸箱内的致冷剂冷却盘管内的致冷剂。第一管道是在闪蒸箱内。第一管道将致冷剂从盘管内引导出闪蒸箱。第二压缩机压缩被引导出闪蒸箱的致冷剂并将致冷剂引导到高侧热交换器。

某些实施例提供了一个或多个技术优点。例如，当中温负载不是正存在或不是存在时，实施例降低中温压缩机的吸口处的致冷剂的温度。作为另一个示例，实施例通过冷却在压缩机的吸口处的致冷剂混合物来改善压缩机的性能。某些实施例可以不包括上述技术优点、包括一些上述技术优点或包括全部上述技术优点。根据在此处包括的各个图、描述和权利要求，一个或多个其它技术优点对于本领域技术人员来说能够是容易明白的。

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，附图中：

图1图示了示例冷却系统；

图2图示了示例冷却系统；以及

图3是图示用于操作图2的冷却系统的方法的流程图。

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，相同的标号被用于各个附图的相同和相应的部分。

冷却系统被用于冷却空间，诸如住宅、商业大楼和/或致冷单元。这些系统循环被用于冷却空间的致冷剂(也被称为装填)。典型的商用致冷系统包括中温部分(例如，产品架)和低温部分(例如，冷冻室)。低温压缩机压缩来自低温部分的致冷剂。中温压缩机压缩来自中温部分的致冷剂和被压缩的来自低温压缩机的致冷剂的混合物。因此，来自低温部分的致冷剂的温度和来自中温部分的致冷剂的温度影响在中温压缩机处接收到的混合物的温度。通常，当来自中温部分的致冷剂和来自低温部分的致冷剂混合时，来自中温部分的致冷剂冷却来自低温部分的致冷剂。

当中温负载被关闭或被从系统中移除时，现有系统中问题出现。例如，杂货店可能决定缩小规模和移除产品架，但保留具有冷冻食品的冷冻室。作为另一个示例，便利店可以仅安装冷冻室。在这些系统中，可能没有来自中温部分的任何致冷剂(或可能有不足量的来自中温部分的致冷剂)来冷却来自低温部分的致冷剂。因此，由中温压缩机接收到的致冷剂对于中温压缩机进行适当地处理可能太热。因此中温压缩机的性能和效率受到损害。

例如，图1图示了示例冷却系统100。如图1中所示，系统100包括高侧热交换器105、闪蒸箱110、中温负载115、低温负载120、低温压缩机125和中温压缩机130。通常，这些部件使致冷剂循环以冷却靠近中温负载115和低温负载120的空间。

高侧热交换器105从致冷剂(例如，二氧化碳)中去除热量。当热量被从致冷剂中去除时，致冷剂被冷却。本公开期望高侧热交换器105作为冷凝器和/或气体冷却器被操作。当作为冷凝器操作时，高侧热交换器105冷却致冷剂，使得致冷剂的状态从气体变为液体。当作为气体冷却器操作时，高侧热交换器105冷却气态和/或超临界致冷剂，并且致冷剂保持为气体和/或超临界流体。在某些构造中，高侧热交换器105被定位成使得从致冷剂去除的热量可以被排放进空气中。例如，高侧热交换器105可以被定位在屋顶上，使得从致冷剂去除的热量可以被排放进空气中。作为另一个示例，高侧热交换器105可以被定位在建筑物外部和/或建筑物的侧面。

闪蒸箱110存储从高侧热交换器105接收到的致冷剂。本公开期望存储任何状态,诸如例如，液态和/或气态的致冷剂的闪蒸箱110。离开闪蒸箱110的致冷剂被馈送到低温负载120和中温负载115。在一些实施例中，闪蒸气体和/或气态致冷剂从闪蒸箱110被释放。通过释放闪蒸气体，闪蒸箱110内的压力可以被减小。

系统100包括低温部分和中温部分。低温部分通常在比中温部分更低的温度下操作。在一些致冷系统中，低温部分可以是冷冻室系统，并且中温系统可以是常规致冷系统。在杂货店设置中，低温部分可以包括被用于容纳冷冻食品的冷冻室，并且中温部分可以包括被用于容纳产品的冷藏架。如图1中所见，系统100包括中温负载115和低温负载120。中温部分包括中温负载115，并且低温部分包括低温负载120。这些负载中的每个负载被用于冷却特定的空间。例如，中温负载115可以是杂货店中的产品架，并且低温负载120可以是冷冻箱。通常，低温负载120保持空间被冷却至冷冻温度(例如，低于32华氏度)并且中温负载115保持空间被冷却到高于冷冻温度(例如，高于32华氏度)。

致冷剂从闪蒸箱110流到致冷系统的低温部分和中温部分两者。例如，致冷剂可以流到低温负载120和中温负载115。当致冷剂到达低温负载120或中温负载115时，致冷剂从低温负载120或中温负载115周围的空气中去除热量。因此，空气被冷却。然后被冷却的空气可以诸如例如通过风扇进行循环来冷却空间，诸如，例如，冷冻室和/或冷藏架。当致冷剂通过低温负载120和中温负载115时，致冷剂可以随着吸收热量从液态变为气态。

致冷剂从低温负载120和中温负载115流到压缩机125和130。本公开期望系统100包括任何数量的低温压缩机125和中温压缩机130。低温压缩机125和中温压缩机130可以被构造为增加致冷剂的压力。因此，致冷剂中的热量可能变得集中，并且致冷剂可能变成高压气体。低温压缩机125压缩来自低温负载120的致冷剂并将被压缩的致冷剂发送至中温压缩机130。中温压缩机130压缩来自低温压缩机125和/或中温负载115的致冷剂。来自低温压缩机125的致冷剂在进入中温压缩机130之前与来自中温负载115的致冷剂混合并被其冷却。然后，中温压缩机130可以将被压缩的致冷剂发送到高侧热交换器105。

当中温负载115被关闭或被从系统100中去除时，在现有系统中问题出现。例如，杂货店可以决定缩小规模和移除产品架，但保留具有冷冻食品的冷冻室。作为另一个示例，便利店可能仅安装冷冻室。在中温负载115被关闭或被移除之后，可能没有来自中温部分的任何致冷剂(或可能没有足量的来自中温部分的致冷剂)来冷却来自低温压缩机125的致冷剂。因此，由中温压缩机130接收到的致冷剂对于中温压缩机130进行适当地处理可能太热。因此，中温压缩机130的性能和效率受到损害。

本公开期望一种非常规冷却系统，该非常规冷却系统将来自低温压缩机的致冷剂引导进闪蒸箱内的盘管中。闪蒸箱中的液体致冷剂冷却盘管内的致冷剂。然后被冷却的致冷剂被引导出闪蒸箱并且到中温压缩机。因此，由中温压缩机接收到的致冷剂是在更合适的温度，并且中温压缩机的性能得到改善。将使用图2至图3更详细地描述该冷却系统。

图2图示了示例冷却系统200。如图2中所示，系统200包括高侧热交换器105、闪蒸箱110、低温负载120、低温压缩机125、中温压缩机130、盘管205、管道215、管道220、过热降温器230和油分离器234。通常，系统200通过将来自低温压缩机125的致冷剂引导进盘管205中来改善中温压缩机130的性能。然后，存储在闪蒸箱110中的致冷剂210冷却盘管205中的致冷剂。然后，被冷却的致冷剂被引导出闪蒸箱110，到了中温压缩机130。以这种方式，中温压缩机130接收它可以适当处理的致冷剂。因此，在某些实施例中改善了中温压缩机130的性能。

高侧热交换器105、闪蒸箱110、低温负载120、低温压缩机125和中温压缩机130与它们在系统100中类似地操作。例如，高侧热交换器105从致冷剂中去除热量。闪蒸箱110存储致冷剂。低温负载120使用致冷剂来冷却靠近低温负载120的空间。低温压缩机125压缩来自低温负载120的致冷剂。中温压缩机130压缩来自低温压缩机125的致冷剂。系统200和系统100之间的一个显著差异是系统200不包括中温负载。因此，在来自低温压缩机125的致冷剂被引导到中温压缩机130之前，没有来自中温负载的致冷剂与来自低温压缩机125的致冷剂混合。因为没有来自中温负载的致冷剂冷却来自低温压缩机125的致冷剂，因此系统200采用不同的机制在来自低温压缩机125的致冷剂到达中温压缩机130之前冷却自低温压缩机125的致冷剂。

盘管205被定位在闪蒸箱110内。在某些实施例中，盘管205的部分被浸没在存储在闪蒸箱110内的液体致冷剂210内。来自低温压缩机125的致冷剂被引导进盘管205中，使得致冷剂在盘管205内流动。随着致冷剂流动通过盘管205，存储在闪蒸箱110内的液体致冷剂210从在盘管205内流动的致冷剂吸收热量。因此，盘管205内的致冷剂被冷却。如图2中所见，盘管205被定位在闪蒸箱110的底表面附近。来自低温压缩机125的致冷剂进入闪蒸箱110的底表面附近的盘管205。由于致冷剂是气体，因此致冷剂朝着闪蒸箱110的顶表面向上流动通过盘管205。随着致冷剂朝着顶表面流动，液体致冷剂210从在盘管205内流动的致冷剂吸收热量。盘管205可以使用任何导热材料，诸如例如金属制成。虽然盘管205被称为盘管，但是本公开期望盘管205是包含来自低温压缩机125的致冷剂的任何结构并允许致冷剂流动通过该结构。例如，盘管205可以是直管道或被以任何形状构造的管道。

系统200包括被耦联到盘管205的管道215。如图2中所见，管道215耦联到盘管205的顶部。管道215被定位在盘管205上方，使得管道215比盘管205更靠近闪蒸箱110的顶表面。管道215包括顶端225a和底端225b。底端225b耦联到盘管205。向上流动通过盘管205的致冷剂通过底端225b进入管道215。在某些实施例中，管道215被定位在液体致冷剂210上方，使得管道215不与液体致冷剂210接触。

闪蒸箱110内的闪蒸气体通过顶端225a进入管道215。例如，随着液体致冷剂210从在盘管205内流动的致冷剂吸收热量，液体致冷剂210的部分可以转换成闪蒸气体。闪蒸气体在闪蒸箱110中上升并通过顶端225a进入管道215。

管道220被定位在闪蒸箱110内。如图2中所见，管道220耦联到管道215。在一些实施例中，管道220被定位在闪蒸箱110内，使得管道220不与存储在闪蒸箱110中的致冷剂210的液体部分接触。来自盘管205的通过底端225b进入管道215的致冷剂和闪蒸箱110中的通过顶端225a进入管道215的闪蒸气体流动通过管道215进入到管道220中。然后，管道220将通过管道220并离开闪蒸箱110的致冷剂和闪蒸气体引导到中温压缩机130。然后，中温压缩机130压缩致冷剂和闪蒸气体。在某些实施例中，由于中温压缩机130的吸口处于比闪蒸箱110的内部压力更低的压力，因此中温压缩机130通过管道215和管道220有效地将盘管205内的致冷剂和闪蒸箱110中的闪蒸气体吸到中温压缩机130。

如前面所讨论的，由于来自低温压缩机125的致冷剂在盘管205内被冷却，因此中温压缩机130可以适当地处理致冷剂。因此，在某些实施例中，中温压缩机130的性能改善。以这种方式，即使中温负载被关闭或被从系统中移除，系统200能够有效地操作。

系统200可以包括过热降温器230。如图2中所见，过热降温器230从低温压缩机125接收致冷剂并将该致冷剂引导到盘管205。过热降温器230从流过过热降温器230的致冷剂中去除热量。以这种方式，来自低温压缩机125的致冷剂在它在盘管205内被进一步冷却之前被过热降温器230冷却。某些实施例不包括过热降温器230。在那些实施例中，来自低温压缩机125的致冷剂直接流到盘管205。

系统200包括油分离器235。来自中温压缩机130的致冷剂在到达高侧热交换器105之前流动通过油分离器235。油分离器235分离可能已经与致冷剂混合的油。油可能已经与低温压缩机125和/或中温压缩机130中的致冷剂混合。通过将油与致冷剂分离，油分离器235保护系统200的其它部件免于被油阻塞和/或损坏。油分离器235可以收集被分离的油。然后油可以被从油分离器235中去除并被加回到低温压缩机125和/或中温压缩机130。某些实施例不包括油分离器235。在这些实施例中，来自中温压缩机130的致冷剂直接流到高侧热交换器105。

图3是图示用于操作图2的冷却系统200的方法300的流程图。在特定实施例中，系统200的各个部件执行方法300的步骤。在特定实施例中，通过执行方法300，系统200改善了系统200内的压缩机的性能。

在步骤305中，高侧热交换器通过从致冷剂去除热量开始。在步骤310中，闪蒸箱存储致冷剂。然后，在步骤315中，负载使用致冷剂来冷却空间。在步骤320中，低温压缩机压缩致冷剂。

在低温压缩机压缩致冷剂之后，在步骤325中，低温压缩机将致冷剂引导到闪蒸箱内的盘管以冷却致冷剂。随着盘管内的致冷剂流动通过盘管，盘管内的致冷剂可以被存储在闪蒸箱内的液体致冷剂冷却。在步骤330中，致冷剂被引导出闪蒸箱。可以有在闪蒸箱内构造的管道，以便将致冷剂引导出闪蒸箱并且到中温压缩机。在步骤335中，中温压缩机压缩致冷剂。在致冷剂被压缩之后，中温压缩机可以将致冷剂引导到高侧热交换器。

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、更少或其它步骤。例如，可以并行或以任何合适的顺序执行步骤。虽然作为执行步骤的系统200(或其部件)进行了讨论，但系统200的任何合适的部件可以执行该方法的一个或多个步骤。

在不脱离本公开的范围的情况下，可以对本文描述的系统和装置进行修改、添加或省略。系统和装置的部件可以是集成的或分离的。另外，系统和装置的操作可以由更多的、更少的或其它部件来执行。此外，可以使用包括软件、硬件和/或其它逻辑的任何合适的逻辑来执行系统和装置的操作。如在本文件中所使用的，“每个”是指集合中的每个成员或集合的子集中的每个成员。

虽然本公开包括若干实施例，但是可以向本领域技术人员建议无数的改变、变化、变更、变换和修改，并且本公开旨在包含落入所附权利要求范围内的这样的改变、变化、变更、变换和修改。