用于制冷系統(tǒng)和方法的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)（ces）的制作方法
【專利摘要】一種冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)包括：冷凝器（200），被構(gòu)造為對來自所述壓縮的氣體制冷劑的源的氣體制冷劑進(jìn)行冷凝；壓力受控的收集器（202），用于保持液體制冷劑；第一液體制冷劑饋送管（210），用于將液體制冷劑從所述冷凝器傳輸?shù)剿鰤毫κ芸氐氖占?；蒸發(fā)器（204），用于蒸發(fā)液體制冷劑；以及第二液體制冷劑饋送管（214），用于將液體制冷劑從所述壓力受控的收集器傳輸?shù)剿稣舭l(fā)器。所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)可以被提供為從壓縮的氣體制冷劑的源操作的多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)。
【專利說明】用于制冷系統(tǒng)和方法的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)(CES)
[0001]本申請是以美國公民Fred Lingelbach和美國公民John Lingelbach的名義于2012年6月13日提交的PCT國際專利申請，該申請指定所有國家。本申請包括于2011年6月13日向美國專利商標(biāo)局提交的美國臨時申請N0.61/496，156的公開文本。以適當(dāng)?shù)某潭纫竺绹R時申請N0.61/496，156的優(yōu)先權(quán)。在本文中通過引用方式并入申請N0.61/496，156的完全公開文本。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本公開文本總體涉及用于制冷系統(tǒng)的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)(CES)以及冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)的操作。冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)可以被視為整體的制冷系統(tǒng)的子系統(tǒng)。氣體的制冷劑被遞送到冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，并且氣體的制冷劑被從冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)恢復(fù)。可以在具有中央壓縮機(jī)布置的制冷系統(tǒng)中設(shè)置多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)。通過利用一個或多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，可以相對于具有利用中央“冷凝器農(nóng)場(farm) ”的相等容積的傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)實現(xiàn)整體的制冷系統(tǒng)中的制冷劑的量的減小。特別是，冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)對于實質(zhì)上減小操作工業(yè)制冷系統(tǒng)所需的氨制冷劑的量是有益的。
【背景技術(shù)】
[0003]制冷利用蒸發(fā)的基本的熱力學(xué)屬性來從過程中移除熱量。當(dāng)在熱交換器中蒸發(fā)制冷劑時，與熱交換器接觸的媒介(即空氣、水、乙二醇、食物)將熱量從其自身通過熱交換器壁傳導(dǎo)并且所述熱量被制冷劑吸收，這導(dǎo)致制冷劑從液體狀態(tài)改變到氣體狀態(tài)。一旦制冷劑處于氣體狀態(tài)中，必須通過將氣體壓縮到高壓狀態(tài)并且隨后將氣體傳遞通過冷凝器(熱交換器)來排斥熱量，在所述冷凝器中，通過冷卻媒介導(dǎo)致氣體冷凝為液體以便從氣體中移除熱量。冷凝器中吸收熱量的媒介通常是水、空氣、或水和空氣兩者。該液體狀態(tài)下的制冷劑隨后準(zhǔn)備好作為吸收熱量的制冷劑被再次使用。
[0004]通常，工業(yè)的制冷系統(tǒng)使用大量的馬力，其往往需要多個工業(yè)壓縮機(jī)。由于這個事實，工業(yè)制冷系統(tǒng)通常包括大的中央引擎空間和大的中央冷凝系統(tǒng)。一旦壓縮機(jī)壓縮氣體，要被冷凝(并不用于除霜)的氣體被泵送到大的中央冷凝系統(tǒng)中的冷凝器。大的中央冷凝系統(tǒng)中的多個冷凝器通常被稱為“冷凝器農(nóng)場”。一旦制冷劑被冷凝，所得到的液體制冷劑被收集在稱為收集器的容器中，其基本上為液體制冷劑的箱。
[0005]通常有用于將液體從收集器傳輸?shù)秸舭l(fā)器從而其可以用于冷卻的三種系統(tǒng)。它們是液體過饋送系統(tǒng)(liquid overfeed system)、直接膨脹式系統(tǒng)和泵機(jī)鼓式系統(tǒng)。最常用類型的系統(tǒng)是液體過饋送系統(tǒng)。液體過饋送系統(tǒng)通常使用液體泵以將液體制冷劑從被稱為“泵累積器”的大容器并且有時從被稱為“中間冷卻器”的類似容器泵送到每一個蒸發(fā)器。單個的泵或多個泵可以將液體制冷劑遞送到給定的制冷系統(tǒng)中的多個蒸發(fā)器。由于液體制冷劑具有蒸發(fā)的趨勢，通常需要在容器(凈正吸頭(NPSH))中保持大量的液體，從而泵并不喪失其填裝和抽空。當(dāng)泵要泵送的液體吸收泵內(nèi)側(cè)和周圍的熱量并氣化時，泵被抽空。當(dāng)這發(fā)生時，泵無法將液體泵送到各個蒸發(fā)器從而使蒸發(fā)器缺乏液體，從而使得過程的溫度升高。重要的是需要注意，液體過饋送系統(tǒng)被設(shè)計為過饋送蒸發(fā)器。也就是說，系統(tǒng)將多余的液體發(fā)送到每一個蒸發(fā)器，以便確保蒸發(fā)器在蒸發(fā)器的整個回路中具有液體制冷劑。通過這樣做，通常大量的液體制冷劑將從蒸發(fā)器返回到累積器，在所述累積器中，液體制冷劑繼而被再次泵送出。一般而言，通常針對大約4:1的過饋送比率來設(shè)置系統(tǒng)，這意味著對于每4加侖液體被泵送出蒸發(fā)器，I加侖蒸發(fā)并吸收制冷所需的熱量，并且3加侖返回為未蒸發(fā)。系統(tǒng)需要非常大量的液化制冷劑來提供所需的過饋送。作為結(jié)果，系統(tǒng)需要保持大量的液體制冷劑來進(jìn)行適當(dāng)操作。
[0006]參見圖1，代表性的工業(yè)兩階制冷系統(tǒng)被以參考標(biāo)號10示出，并且提供用于其中制冷劑是氨的液體過饋送。各個液體過饋送制冷系統(tǒng)的管道設(shè)施可以不同，但總體的主旨是一致的?？傮w的主旨包括使用中央冷凝器或冷凝器農(nóng)場18、用于收集冷凝制冷劑的高壓收集器26和液體制冷劑從高壓收集器26到各個階段12和14的傳輸。兩階制冷系統(tǒng)10包括低階系統(tǒng)12和高階系統(tǒng)14。壓縮機(jī)系統(tǒng)16驅(qū)動低階系統(tǒng)12和高階系統(tǒng)14兩者，其中高階系統(tǒng)14將壓縮的氨氣體發(fā)送到冷凝器18。壓縮機(jī)系統(tǒng)16包括第一階壓縮機(jī)20、第二階壓縮機(jī)22和中間冷卻器24。中間冷卻器24還可以被稱為高階累積器。來自冷凝器18的冷凝的氨經(jīng)由冷凝器抽取管27被饋送到高壓收集器26，其中以通常介于大約IOOpsi和大約200psi之間的壓力保持高壓液體氨。對于低階系統(tǒng)12，液體氨被經(jīng)由液體管30和32以管輸送到低階累積器28。由低階泵34通過低階液體管36將低階累積器28中的液體氨泵送到低階蒸發(fā)器38。在低階蒸發(fā)器38中，液體氨與過程的熱量接觸，從而蒸發(fā)大約25%-33% (蒸發(fā)的百分比可以大幅度的變化)，剩余的氨為液體。氣體/液體混合物被經(jīng)由低階吸管40返回到低階累積器28。蒸發(fā)的氣體被經(jīng)由低階壓縮機(jī)吸管42抽取到低階壓縮機(jī)20中。隨著氣體被從低階系統(tǒng)12經(jīng)由低階壓縮機(jī)20移除，其被經(jīng)由管44排放到中間冷卻器24。需要補(bǔ)充已經(jīng)被蒸發(fā)的氨，從而液體氨被從收集器26經(jīng)由液體管30傳輸?shù)街虚g冷卻器24，并且隨后被經(jīng)由液體管32傳輸?shù)降碗A累積器28。
[0007]高階系統(tǒng)14以類似于低階系統(tǒng)12的方式工作。由高階泵50通過高階液體管52將高階累積器或中間冷卻器24中的液體氨泵送到高階蒸發(fā)器54。在蒸發(fā)器54中，液體氨與過程的熱量接觸，從而蒸發(fā)大約25%-33% (蒸發(fā)的百分比可以大幅度的變化)，剩余的氨為液體。氣體/液體混合物經(jīng)由高階抽吸管56被返回到高階累積器或中間冷卻器24。蒸發(fā)的氣體被經(jīng)由高階壓縮機(jī)吸管58抽取到高階壓縮機(jī)22中。隨著氣體被從高階系統(tǒng)14移除，需要補(bǔ)充已經(jīng)被蒸發(fā)的氨，從而液體氨被從高壓收集器26經(jīng)由液體管30傳輸?shù)街虚g冷卻器24。
[0008]系統(tǒng)10可以不同地以管輸送，但基本的概念在于存在由壓縮機(jī)系統(tǒng)16饋送的中央冷凝器18，并且冷凝的高壓液體氨被存儲在高壓收集器26中，直到其被需要為止，并且隨后，液體氨流到高階累積器或中間冷卻器24，并且被泵送到高階蒸發(fā)器54。此外，處于中間冷卻器壓力的液體氨經(jīng)由液體管32流到低階累積器28，在此處所述液體氨被保持，直到其被泵送到低階蒸發(fā)器38為止。來自低階壓縮機(jī)20的氣體通常被經(jīng)由低階壓縮機(jī)排放管44以管輸送到中間冷卻器24，在所述中間冷卻器24中氣體被冷卻。高階壓縮機(jī)22將氣體從中間冷卻器24抽出，將氣體壓縮到冷凝壓力并經(jīng)由高階排放管60排放到冷凝器18，在所述冷凝器18中，氣體冷凝回液體。液體被經(jīng)由冷凝器抽取管27抽取到高壓收集器26，在所述高壓收集器26處，再次開始該循環(huán)。[0009]直接膨脹式系統(tǒng)使用來自中央箱的高壓或減壓液體。由于中央箱處于與蒸發(fā)器相比較更高的壓力，因此通過中央箱和蒸發(fā)器之間的壓差來驅(qū)動液體。被稱為膨脹閥的專門的閥用于測量進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑的流量。如果饋送的過多，則允許未蒸發(fā)的液體制冷劑通過壓縮機(jī)系統(tǒng)。如果饋送的過少，則蒸發(fā)器并未用到其最大能力，這可能導(dǎo)致不充分的冷卻/冷凍。
[0010]泵機(jī)鼓式系統(tǒng)以與液體過饋送系統(tǒng)幾乎相同的方式工作，其中主要的不同在于小加壓的箱用作泵。通常而言，允許液體制冷劑填充泵機(jī)鼓，其中隨后更高壓冷卻劑氣體被注入到泵機(jī)鼓的頂部，因此使用壓差來將液體推入到進(jìn)入蒸發(fā)器的管中。由于利用該類型的系統(tǒng)需要大量的制冷劑，因此過饋送的比率大致相同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供了從壓縮的氣體制冷劑的源進(jìn)行操作的多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)。每一個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)包括:冷凝器，被構(gòu)造為對來自所述壓縮的氣體制冷劑的源的氣體制冷劑進(jìn)行冷凝；壓力受控的收集器，用于保持液體制冷劑；第一液體制冷劑饋送管，用于將液體制冷劑從所述冷凝器傳輸?shù)剿鰤毫κ芸氐氖占?；蒸發(fā)器，用于蒸發(fā)液體制冷劑；以及第二液體制冷劑饋送管，用于將液體制冷劑從所述壓力受控的收集器傳輸?shù)剿稣舭l(fā)器。
[0012]根據(jù)本發(fā)明提供冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)。所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)包括:冷凝器，被構(gòu)造為對以冷凝壓力提供的氣體制冷劑進(jìn)行冷凝；氣體制冷劑饋送管，用于將氣體制冷劑饋送到所述冷凝器；壓力受控的收集器，用于保持液體制冷劑；第一液體制冷劑饋送管，用于將液體制冷劑從所述冷凝器傳輸?shù)剿鰤毫κ芸氐氖占鳎徽舭l(fā)器，用于蒸發(fā)液體制冷劑；以及第二液體制冷劑饋送管，用于將液體制冷劑從所述壓力受控的收集器傳輸?shù)剿稣舭l(fā)器。所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)可以被構(gòu)造為使得其能夠使用氨作為制冷劑。所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)可以被構(gòu)造為使得所述冷凝器和所述蒸發(fā)器被平衡。所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)可以被構(gòu)造為使得所述冷凝器為板框式熱交換器。
[0013]本發(fā)明提供了一種用于操作冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)的方法。所述方法包括:(a)以制冷周期操作所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)包括:(i)將處于冷凝壓力的氣體制冷劑饋送到冷凝器，并且使得所述氣體制冷劑冷凝為液體制冷劑；(ii)在壓力受控的收集器中存儲所述液體制冷劑；(iii)將所述液體制冷劑從所述壓力受控的收集器饋送到其蒸發(fā)來自過程的剩余熱量的蒸發(fā)器；以及(b)以除霜周期操作所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)包括:(i)將處于冷凝壓力的氣體制冷劑饋送到所述蒸發(fā)器，并且使得所述氣體制冷劑冷凝為液體制冷劑；(ii)在所述壓力受控的收集器中存儲所述液體制冷劑；以及(iii)將所述液體制冷劑從所述壓力受控的收集器饋送到冷凝器。對于單個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)而言，所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)在制冷周期中的操作和所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)在除霜周期中的操作并不同時出現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是代表性的現(xiàn)有技術(shù)中的工業(yè)多階制冷系統(tǒng)的示意性表示。
[0015]圖2是根據(jù)本發(fā)明的主旨的包括多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)的制冷系統(tǒng)的示意性表
/Jn ο[0016]圖3是根據(jù)圖2的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)的示意性表示。
[0017]圖4是根據(jù)本發(fā)明的主旨的另一個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)的示意性表示。
[0018]圖5是根據(jù)本發(fā)明的主旨的另一個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)的示意性表示。
[0019]圖6是根據(jù)本發(fā)明的主旨的另一個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)的示意性表示。
[0020]圖7是根據(jù)本發(fā)明的主旨的另一個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)的示意性表示。
【具體實施方式】
[0021]冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)(CES)可以被視為制冷系統(tǒng)的子系統(tǒng)，并且制冷系統(tǒng)可以是工業(yè)環(huán)境中有用的系統(tǒng)。單個CES或多個CES可以用于工業(yè)制冷系統(tǒng)中。其中可以使用CES的制冷系統(tǒng)通?？梢跃哂兄醒雺嚎s機(jī)布置。當(dāng)基于中央壓縮機(jī)布置存在多個CES時，CES可以被表征為分散式(decentralized),從而來自中央壓縮機(jī)布置的氣體制冷劑饋送多個CES。作為將氣體制冷劑從中央壓縮機(jī)布置傳送到一個或多個CES并且從一個或多個CES傳送的結(jié)果，需要較少的制冷劑來實現(xiàn)與其他類型的制冷系統(tǒng)的制冷能力相同的制冷能力，根據(jù)圖1中所描述的制冷系統(tǒng)，在所述其他類型的制冷系統(tǒng)中，使用中央冷凝器布置來冷凝制冷劑，所述中央冷凝器布置將液體制冷劑傳輸?shù)蕉鄠€蒸發(fā)器。傳統(tǒng)的氨制冷系統(tǒng)通常使用中央冷凝系統(tǒng)和中央存儲箱或容器，其在壓力受控的收集器(CPR)中保持大量的液體氨。根據(jù)容器和系統(tǒng)的類型，液體泵可以用于通過系統(tǒng)泵送大量的液體氨，以將液體氨遞送到蒸發(fā)器，在所述蒸發(fā)器中，熱量傳導(dǎo)到液體氨制冷劑。
[0022]在于2011年6月13日向美國專利商標(biāo)局提交的美國臨時專利申請N0.61/496，160中描述了可以利用一個或多個CES的制冷系統(tǒng)，其全部內(nèi)容通過引用方式并入到本文中。這樣的制冷系統(tǒng)可以被提供為單階系統(tǒng)、兩階系統(tǒng)或多階系統(tǒng)。通常，單階系統(tǒng)是這樣的系統(tǒng)，其中單個壓縮機(jī)將制冷劑從蒸發(fā)壓力壓縮到冷凝壓力。例如，在氨制冷劑的情況下，蒸發(fā)壓力可以為大約30psi，并且冷凝壓力可以為大約150psi。諸如兩階系統(tǒng)之類的多階系統(tǒng)使用串聯(lián)的兩個或更多個壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)從低壓(蒸發(fā)壓力)泵送到中間壓力，并且隨后將氣體壓縮到冷凝壓力。此示例可以是第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)，所述第一壓縮機(jī)將氣體從大約Opsi的蒸發(fā)壓力壓縮到大約30psi的中間壓力，并且所述第二壓縮機(jī)將氣體從中間壓力壓縮到大約150psi的冷凝壓力。一些系統(tǒng)可以包括操作于從大約-40° F到大約150psi的單階系統(tǒng)，并且所述單階系統(tǒng)使用例如壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)可以大壓縮比進(jìn)行操作，例如螺桿式壓縮機(jī)。除了對一些模型的壓縮機(jī)的壓縮比限制之外，兩階系統(tǒng)的目的還主要在于節(jié)省馬力。一些設(shè)備可以具有兩個或更多的低階，其中一個階可以專用于以例如-10° F運(yùn)行冷凍器，而另一個階可以專用于以例如-40° F運(yùn)行例如氣流冷凍器。一些設(shè)備可以具有兩個或更多的高階、或低階和高階的任意組合。CES可以容納單、雙或任何數(shù)量或布置的階。
[0023]CES可以被視為整體制冷系統(tǒng)的子系統(tǒng)，并且整體制冷系統(tǒng)包括熱交換器(在制冷期間用作冷凝器(并且可選地在除霜周期期間用作蒸發(fā)器))、壓力受控的收集器(CPR)(用作液體制冷劑儲存器)、蒸發(fā)器(從過程吸收熱量(并且可選地在除霜周期期間用作冷凝器))、以及適當(dāng)?shù)拈y布置。由于CES可以在單個組件中包括冷凝器、液體制冷劑儲存器和蒸發(fā)器，因此可以使得部件的尺寸能夠相應(yīng)地容納熱負(fù)載。此外，利用一個或多個CES的制冷系統(tǒng)可以被表征為“分散式”，這是因為不存在中央冷凝器和用于存儲冷凝的液體制冷劑的中央收集器，所述冷凝的液體制冷劑可以被饋送到蒸發(fā)器。作為結(jié)果，可以顯著地減小通過制冷系統(tǒng)的液體制冷劑的移動。通過顯著地減小通過制冷系統(tǒng)傳輸?shù)囊后w制冷劑的量，可以顯著地減小制冷系統(tǒng)中的液體制冷劑的整體的量。例如，對于諸如圖1中所示的制冷系統(tǒng)之類的現(xiàn)有技術(shù)的制冷系統(tǒng)，作為利用為中央壓縮機(jī)布置和分散式CES提供的根據(jù)本發(fā)明的制冷系統(tǒng)的結(jié)果，可以將制冷劑的量減小大約85%或更多，同時保持相同的制冷能力。
[0024]現(xiàn)在參照圖2，以參考標(biāo)號100示出根據(jù)本發(fā)明的利用多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)(CES)的制冷系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)100包括中央壓縮機(jī)布置102和多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)104。對于多階制冷系統(tǒng)100，示出了兩個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106和108。應(yīng)當(dāng)理解，可以按需來提供額外的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)。冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106可以被稱為低階冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，并且冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)108可以被稱為高階冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)。通常，所呈現(xiàn)的低階CES106和高階CES108示出了如何針對不同的熱量移除或冷卻需求來提供多階制冷系統(tǒng)100。例如，可以提供低階CES106，從而其操作以創(chuàng)建比由高階CES108創(chuàng)建的環(huán)境溫度低的環(huán)境。例如，低階CES106可以用于以大約-40° F提供氣流冷凍。例如，高階CES108可以提供被冷卻到比-40° F的溫度顯著高的溫度(例如，大約土 10° F到大約30° F)的區(qū)域。應(yīng)當(dāng)理解提供這些值是用于說明目的的。應(yīng)當(dāng)理解，可以由根據(jù)本發(fā)明的多階制冷系統(tǒng)來選擇和提供針對任何工業(yè)設(shè)施的冷卻需求。
[0025]對于多階制冷系統(tǒng)100，中央壓縮機(jī)布置102包括第一階壓縮機(jī)布置110和第二階壓縮機(jī)布置112。第一階壓縮機(jī)布置110可以被稱為第一或低階壓縮機(jī)，并且第二階壓縮機(jī)布置112可以被稱為第二或高階壓縮機(jī)。在第一階壓縮機(jī)布置110和第二階壓縮機(jī)布置112之間提供中間冷卻器114。通常，氣體制冷劑被經(jīng)由第一階壓縮機(jī)入口管109饋送到第一階壓縮機(jī)布置110，在所述第一階壓縮機(jī)布置110中，氣體制冷劑被壓縮到中間壓力，并且處于所述中間壓力的氣體制冷劑被經(jīng)由中間壓力制冷劑氣管116傳輸?shù)街虚g冷卻器114。中間冷卻器114允許處于中間壓力的氣體制冷劑冷卻，但也允許任何液體制冷劑與氣體制冷劑分離。中間壓力制冷劑隨后被經(jīng)由第二階壓縮機(jī)入口管111饋送到第二階壓縮機(jī)布置112，其中制冷劑被壓縮到冷凝壓力。通過示例，并且在氨作為制冷劑的情況下，氣體制冷劑可以大約Opsi的壓力進(jìn)入第一階壓縮機(jī)布置110，并且能夠被壓縮到大約30psi的壓力。處于大約30psi的氣體制冷劑可以隨后被經(jīng)由第二階壓縮機(jī)布置112壓縮到大約150psi的壓力。
[0026]在總體操作中，通過中央壓縮機(jī)布置102壓縮的氣體制冷劑經(jīng)由熱氣管118流到多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)104中。來自壓縮機(jī)布置102的流入熱氣管118的氣體制冷劑可以被稱為用于饋送一個或多個壓縮機(jī)蒸發(fā)器系統(tǒng)104的壓縮氣體制冷劑的源。如圖2中所示，壓縮氣體制冷劑的源饋送CES106和CES108兩者。壓縮氣體制冷劑的源可以用于饋送多于兩個壓縮機(jī)蒸發(fā)器系統(tǒng)。對于工業(yè)氨制冷系統(tǒng)，壓縮氣體制冷劑的單個源可以用于饋送任何數(shù)量的壓縮機(jī)蒸發(fā)器系統(tǒng)，例如至少一個、至少兩個、至少三個、至少四個等數(shù)目的壓縮機(jī)蒸發(fā)器系統(tǒng)。
[0027]來自低階CES106的氣體制冷劑被經(jīng)由低階吸(LSS)管120恢復(fù)，并且被饋送到累積器122。來自高階CES108的氣體制冷劑被經(jīng)由高階吸管(HSS) 124恢復(fù)，并且被饋送到累積器126。如上所述，中間冷卻器114可以被表征為累積器126。累積器122和126可以被構(gòu)造為接收氣體制冷劑，并且允許氣體制冷劑和液體制冷劑之間的分離，從而實質(zhì)上僅氣體制冷劑被發(fā)送到第一階壓縮機(jī)布置110和第二階壓縮機(jī)布置112。
[0028]氣體制冷劑分別經(jīng)由低階吸管120和高階吸管124返回到累積器122和126。期望以并不太冷或太熱的溫度提供返回的氣體制冷劑。如果返回的制冷劑太熱，則額外的熱量(即過熱)可能會不利地影響壓縮機(jī)布置110和112中的壓縮的熱量。如果返回的制冷劑過冷，則可能會存在在累積器122和126中出現(xiàn)過多的液體制冷劑的趨勢?？梢允褂酶鞣N技術(shù)來控制返回的氣體制冷劑的溫度。圖2中所示的一種技術(shù)是靜噪(squelch)系統(tǒng)160。靜噪系統(tǒng)160通過將液體制冷劑經(jīng)由液體制冷劑管162引入到返回的氣體制冷劑來進(jìn)行操作。被引入到低階吸管120或高階吸管124中的返回的氣體制冷劑的液體制冷劑可以減小返回的氣體制冷劑的溫度?？梢蕴峁╅y164來控制通過液體制冷劑管162的液體制冷劑的流動，并且所述閥能夠根據(jù)來自累積器122和126的信號166進(jìn)行響應(yīng)。氣體制冷劑可以從熱氣管118流到由閥169控制流動的氣體制冷劑靜噪管168。熱交換器170使得氣體制冷劑冷凝，并且液體制冷劑經(jīng)由液體制冷劑管172流入到壓力受控的收集器174中。壓力受控的收集器壓力管176可以提供低階吸管120或高階吸管124和壓力受控的收集器174之間的相通，以便增強(qiáng)通過液體制冷劑管162的液體制冷劑的流動。
[0029]累積器122和126可以被構(gòu)造為使得它們允許其中的液體制冷劑的累積。通常而言，從低階吸管120和高階吸管124返回的制冷劑是氣體的。一些氣體制冷劑可以在累積器122和126中冷凝并且被收集。累積器可以被構(gòu)造為使得它們可以提供液體制冷劑的蒸發(fā)。此外，累積器還可以被構(gòu)造為使得可以從其恢復(fù)液體制冷劑。在特定環(huán)境中，累積器可以用于存儲液體制冷劑。
[0030]現(xiàn)在參照圖3，更詳細(xì)地提供冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106。冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106包括冷凝器200、壓力受控的收集器202和蒸發(fā)器204。通常，可以調(diào)整冷凝器200、壓力受控的收集器202和蒸發(fā)器204的尺寸，從而它們一起提供具有期望的制冷能力的蒸發(fā)器204。一般而言，通常針對需要從過程吸收的熱量的量調(diào)整蒸發(fā)器204的尺寸。也就是說，通?；诒患俣ㄔ诮o定設(shè)置中提供的制冷劑的水平來調(diào)整蒸發(fā)器204的尺寸。冷凝器200可以被額定為以與蒸發(fā)器204在制冷期間蒸發(fā)制冷劑的速率大致相同的速率使得氣體制冷劑冷凝，以便在CES中提供平衡的流動。通過提供平衡的流動，其意味著由冷凝器200從制冷劑移除的熱量大致等同于由蒸發(fā)器204中的制冷劑吸收的熱量。應(yīng)當(dāng)理解的是，平衡的流動可以被視為在允許蒸發(fā)器實現(xiàn)期望水平的性能的時間期間的流動。換言之，只要蒸發(fā)器204按需執(zhí)行，則CES可以被視為被平衡。這與服務(wù)多個蒸發(fā)器的中央冷凝器農(nóng)場形成了對比。在服務(wù)多個蒸發(fā)器的中央冷凝器農(nóng)場的情形中，冷凝器農(nóng)場并不被視為針對任何一個特定的蒸發(fā)器被平衡。取而代之的是，冷凝器農(nóng)場被視為針對蒸發(fā)器的總體而被平衡。與之形成對比的是，在CES中，冷凝器200可以專用于蒸發(fā)器204，并且冷凝器200可以被稱為蒸發(fā)器專用冷凝器。在CES中，冷凝器200可以被提供為單個單元或以串行或并行布置的多個單元。類似地，蒸發(fā)器204可以被提供為單個單元或以串行或并行布置的多個單元。
[0031]可能會存在CES需要能夠蒸發(fā)冷凝器200中的液體制冷劑的情形。一個原因在于使用在CES中除霜的熱氣。作為結(jié)果，調(diào)整冷凝器200的尺寸，從而其以蒸發(fā)器204在熱氣除霜期間冷凝制冷劑的速率大致相同的速率蒸發(fā)制冷劑，以便提供平衡的流動。作為結(jié)果，冷凝器200可以“大于”在制冷周期期間對氣體制冷劑冷凝所需的尺寸。
[0032]對于利用中央“冷凝器農(nóng)場”的傳統(tǒng)工業(yè)制冷系統(tǒng)和從中央高壓收集器饋送液體制冷劑的多個蒸發(fā)器而言，冷凝器農(nóng)場并不針對蒸發(fā)器中的任何一個而被平衡。取而代之的是，冷凝器農(nóng)場通常針對所有的蒸發(fā)器的總熱能力而被平衡。與之形成對比的是，對于CES，冷凝器和蒸發(fā)器可以針對彼此被平衡。
[0033]冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106可以被視為整體的制冷系統(tǒng)的子系統(tǒng)。作為子系統(tǒng)，冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)通?？梢元毩⒂谝部梢源嬖谟谥评湎到y(tǒng)中的其他的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)而操作?；蛘?，可以提供冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106，使得其可以結(jié)合制冷系統(tǒng)中的一個或多個其他的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)而操作。例如，可以提供一起工作的兩個或更多個CES，以對特定的環(huán)境進(jìn)行制冷。
[0034]可以提供冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106，從而其可以在制冷周期和除霜周期中進(jìn)行工作。冷凝器200可以是在制冷周期中用作冷凝器200和在熱氣除霜周期中用作蒸發(fā)器200’的熱交換器201。類似地，蒸發(fā)器204可以是在制冷周期中用作蒸發(fā)器204和在熱氣除霜周期中用作冷凝器204’的熱交換器205。相應(yīng)地，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，熱交換器201當(dāng)在制冷周期中起作用時可以被稱為冷凝器200，而當(dāng)在熱氣除霜周期中起作用時可以被稱為蒸發(fā)器200’。相似地，熱交換器205當(dāng)在制冷周期中起作用時可以被稱為蒸發(fā)器204，而當(dāng)在熱氣除霜周期中起作用時可以被稱為冷凝器204’。熱氣除霜周期是指這樣的方法，在所述方法中，來自壓縮機(jī)的氣體被引入到蒸發(fā)器中，以便對蒸發(fā)器進(jìn)行加熱，從而融化任何累積的霜或冰。作為結(jié)果，熱氣喪失熱量并且被冷凝。當(dāng)CES在制冷和熱氣除霜兩者中起作用時，其可以被稱為雙功能系統(tǒng)。雙功能系統(tǒng)對于整體的冷凝系統(tǒng)是有益的，這是因為冷凝媒介可以在熱氣除霜周期期間被冷卻，因此導(dǎo)致增加整體效率的能量節(jié)省。熱氣除霜周期的頻率可以從每天一次除霜到每小時除霜變化，并且通過回收該熱量而實現(xiàn)的節(jié)能是有價值的。在并不提供熱氣除霜周期的傳統(tǒng)的系統(tǒng)中無法實現(xiàn)該類型的熱量回收。用于除霜的其他方法包括但不限于使用空氣、水和電熱。冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)適用于各種方法的除霜。
[0035]可以經(jīng)由熱氣管206向冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106饋送氣體冷凝劑。在遠(yuǎn)離制冷系統(tǒng)的中央壓縮機(jī)布置的位置處提供冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106。通過向冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106饋送氣體制冷劑，可以顯著地減小制冷系統(tǒng)所需的制冷劑的量，這是因為可以氣體形式而不是液體形式來向冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106饋送制冷劑。作為結(jié)果，制冷系統(tǒng)可以實質(zhì)上等同于常規(guī)的液體饋送系統(tǒng)的能力的能力起作用，但在整個系統(tǒng)中利用的制冷劑顯著減小。
[0036]冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106的操作可以被描述為當(dāng)在制冷周期中操作時和當(dāng)在除霜周期中操作時。氣體制冷劑流過熱氣管206，并且可以通過熱氣制冷周期流動控制閥208和熱氣除霜流動控制閥209來控制氣體制冷劑的流動。當(dāng)在制冷周期中操作時，閥208打開(open)并且閥209關(guān)閉(close)。當(dāng)在除霜周期中操作時，閥208關(guān)閉并且閥209打開。閥208和209可以被提供為用于控制氣體制冷劑的流速的開/關(guān)電磁閥或調(diào)節(jié)閥?？梢曰趬毫κ芸氐氖占?02中的液體制冷劑水平來控制或調(diào)整制冷劑的流動。
[0037]冷凝器200是這樣的熱交換器201，其當(dāng)冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106在制冷周期中起作用時用作冷凝器，并且當(dāng)冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106在諸如除霜的熱氣方法之類的除霜周期中起作用時用作蒸發(fā)器。當(dāng)在制冷周期期間用作冷凝器時，冷凝器通過從制冷劑氣體中移除熱量來冷凝高壓制冷劑氣體?？梢岳淠龎毫μ峁┲评鋭怏w表示一旦從氣體中移除熱量，則氣體將會冷凝為液體。在除霜周期期間，熱交換器通過蒸發(fā)冷凝的制冷劑來用作蒸發(fā)器。應(yīng)當(dāng)理解在圖3中示出的熱交換器是單個單元。然而，應(yīng)當(dāng)理解，其是可以被串行或并行布置來提供期望的熱交換能力的多個單元的表示。例如，如果由于多余的冷凝而需要除霜期間的額外能力時，可以采用額外的熱交換器單元。熱交換器201可以被提供為“板框式”熱交換器?；蛘?，可以采用包括外殼和管道熱交換器的另一種熱交換器。用于驅(qū)動熱交換器的冷凝媒介可以是水或水溶液，例如水和乙二醇溶液或鹽水，或者包括二氧化碳、乙二醇或其它制冷劑的任何冷卻媒介。可以例如使用常規(guī)的技術(shù)(例如冷卻塔或地?zé)峤粨Q)來冷卻冷凝媒介。此外，可以在工業(yè)或商業(yè)設(shè)置的其他部分中使用冷凝媒介中的熱量。
[0038]冷凝的制冷劑從熱交換器201經(jīng)由冷凝的制冷劑管210流到壓力受控的收集器202。冷凝的制冷劑管210可以包括冷凝器抽取流動控制閥212。冷凝器抽取流動控制閥212可以控制在制冷周期期間從熱交換器200到壓力受控的收集器202的冷凝的制冷劑的流動。在除霜周期期間，可以提供冷凝器抽取流動控制閥212來停止制冷劑從熱交換器201到壓力受控的收集器202的流動。冷凝器抽取流動控制閥212的示例是電磁閥和浮子，其僅允許液體通過，并且如果存在氣體則關(guān)斷。
[0039]壓力受控的收集器202可以被簡稱為CPR或收集器。通常而言，壓力受控的收集器是這樣的收集器，其在操作期間，保持的收集器中的壓力小于冷凝壓力。CPR中的低壓可以幫助驅(qū)動例如從冷凝器200到CPR202的流動和還從CPR202到蒸發(fā)器204的流動。此外，作為通過CPR202的存在造成壓力減小的結(jié)果，蒸發(fā)器204能夠更有效地操作。
[0040]壓力受控的收集器202在制冷周期和除霜周期兩者期間用作液體制冷劑的儲存器。通常而言，壓力受控的收集器202中的液體制冷劑的水平在制冷周期期間趨于降低并且在除霜周期期間趨于升高。這種現(xiàn)象的原因在于在除霜周期期間移除了蒸發(fā)器204中的液體制冷劑，并且在壓力受控的收集器202中放置了所述液體制冷劑。相應(yīng)地，調(diào)整壓力受控的收集器202的尺寸，從而使其足夠大以保持在制冷周期期間在蒸發(fā)器204中常規(guī)保持的液體的整體體積以及在制冷周期期間在壓力受控的收集器202中保持的液體體積。當(dāng)然，如果需要，可以改變壓力受控的收集器202的尺寸。隨著在除霜周期期間壓力受控的收集器202中的制冷劑的水平升高，可以在蒸發(fā)器200’中蒸發(fā)累積的液體。此外，如果需要，壓力受控的收集器可以被提供為多個單元。
[0041]在制冷周期期間，液體制冷劑經(jīng)由蒸發(fā)器饋送管214從壓力受控的收集器202流到蒸發(fā)器204。液體制冷劑流出壓力受控的收集器202并且流過控制壓力液體饋送閥216?？刂茐毫σ后w饋送閥216調(diào)節(jié)從壓力受控的收集器202到蒸發(fā)器204的液體制冷劑的流動?？梢栽谡舭l(fā)器饋送管214中提供饋送閥218來提供更精確的流動控制。然而，應(yīng)當(dāng)理解，如果諸如電子膨脹閥之類的精確流動閥被用作控制壓力液體饋送閥216，則饋送閥218可以不是必需的。
[0042]蒸發(fā)器204可以被提供為從空氣、水或任何數(shù)量的其他媒介移除熱量的蒸發(fā)器。可以由蒸發(fā)器204冷卻的示例性類型的系統(tǒng)包括蒸發(fā)器線圈、外殼和管道式熱交換器、板框式熱交換器、接觸板冷凍器、螺旋冷凍器和冷凍通道。熱交換器可以冷卻或冷凍存儲冷凍器、處理基底(processing floor)、空氣、飲用和非飲用液體以及其他化學(xué)物質(zhì)。幾乎在移除熱量的任何應(yīng)用中，可以與CES系統(tǒng)一起利用實踐上的任何類型的蒸發(fā)器。
[0043]可以經(jīng)由LSS管220從蒸發(fā)器204恢復(fù)氣體制冷劑。在LSS管220中可以提供吸控制閥222?？蛇x地，可以在管220中提供累積器以提供額外的保護(hù)來防止液體延滯(carryover)0吸控制閥222控制蒸發(fā)的制冷劑從蒸發(fā)器204到中央壓縮機(jī)布置的流動。在除霜周期期間吸控制閥222通常關(guān)閉。此外，在除霜周期期間，蒸發(fā)器204用作將氣體制冷劑冷凝為液體制冷劑的冷凝器，并且冷凝的液體制冷劑從蒸發(fā)器204經(jīng)由液體制冷劑恢復(fù)管224流到壓力受控的收集器202?？梢蕴峁摕岷惋@熱來在除霜周期期間對蒸發(fā)器進(jìn)行除霜。諸如水和電熱之類的其他類型的除霜可以用于移除霜。在液體制冷劑恢復(fù)管224中可以存在除霜冷凝閥226。除霜冷凝閥226在除霜周期期間控制從蒸發(fā)器204到壓力受控的收集器202的冷凝的制冷劑的流動。在制冷周期期間除霜冷凝閥226通常關(guān)閉。
[0044]在熱氣除霜周期期間，如果壓力受控的收集器202過高，則來自壓力受控的收集器202的液體制冷劑可以經(jīng)由液體制冷劑除霜管228流到蒸發(fā)器200’。在液體制冷劑除霜管228中可以存在除霜冷凝蒸發(fā)饋送閥230。除霜冷凝蒸發(fā)饋送閥230在除霜周期期間控制從壓力受控的收集器202到蒸發(fā)器200’的液體制冷劑的流動，以將液體制冷劑蒸發(fā)到氣體狀態(tài)。在除霜周期期間，蒸發(fā)器200’進(jìn)行操作以冷卻流過蒸發(fā)器200’的熱交換媒介。這可以通過允許冷卻來降低制冷系統(tǒng)正在操作的設(shè)備中的其他位置處的其他冷凝器的媒介溫度，來幫助冷卻媒介，這有助于節(jié)約電力。此外，在熱氣除霜周期期間，氣體制冷劑經(jīng)由HSS管232流出蒸發(fā)器200’。在HSS管中存在除霜冷凝蒸發(fā)壓力控制閥234。除霜冷凝蒸發(fā)壓力控制閥234在除霜周期期間調(diào)節(jié)蒸發(fā)器200’中的壓力。在制冷周期期間，除霜冷凝蒸發(fā)壓力控制閥234通常關(guān)閉。除霜冷凝蒸發(fā)壓力控制閥234可以被以管傳送到LSS管220。通常而言，這種布置并不是有效率的?？蛇x地，還可以包括管232中的小累積器以提供額外的保護(hù)來防止液體延滯。
[0045]壓力受控的收集器202和HSS管232之間延伸有壓力受控的收集器吸管236。在壓力受控的收集器吸管236中存在壓力受控的收集器壓力控制閥238。壓力受控的收集器壓力控制閥238控制壓力受控的收集器202中的壓力。應(yīng)當(dāng)理解，可以這樣布置壓力受控的收集器吸管236，使得其從壓力受控的收集器202延伸到LSS管220來取代HHS232或附加到HHS232。通常而言，對于壓力受控的收集器管更有效地是延伸到HSS管232或螺桿式壓縮機(jī)上的節(jié)熱器端口(如果可用的話)。
[0046]壓力受控的收集器液體水平控制組件240被提供來監(jiān)視壓力受控的收集器202中的液體制冷劑的水平。來自壓力受控的收集器液體水平控制組件240的信息可以由計算機(jī)進(jìn)行處理，并且可以調(diào)整各個閥，以便保持期望的水平。壓力受控的收集器液體水平控制組件240中的液體制冷劑的水平可以被觀測，并且作為經(jīng)由液體管線242和氣體管線244相通的結(jié)果來改變該水平。液體管線242和氣體管線244兩者都可以包括用于控制流動的閥246。
[0047]在壓力受控的收集器202的底部可以提供可選的放油閥248。所述放油閥248被提供以便從壓力受控的收集器202移除任何累積的油。油通常在制冷劑中被帶走(entrain)并且趨于與液體制冷劑分離并且由于更重而沉積在底部。
[0048]壓縮機(jī)可以被提供為專用于每一個CES的壓縮機(jī)。然而，更優(yōu)選地，多個CES饋送壓縮機(jī)或中央壓縮機(jī)布置。對于工業(yè)系統(tǒng)，中央壓縮機(jī)布置通常是更需要的。
[0049]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以從由ASME (美國機(jī)械工程師協(xié)會)、ANSI (美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會)、AHSRAE (供暖、制冷、空調(diào)工程師協(xié)會)、和IIAR (氨冷卻國際協(xié)會)指明的通常接受的部件選擇冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106的各種部件，并且閥、熱交換器、容器、控制器、管、配件、焊接過程以及其他部件應(yīng)當(dāng)遵從于這些通常接受的標(biāo)準(zhǔn)。
[0050]冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)可以提供工業(yè)制冷系統(tǒng)中的制冷劑(例如氨)的量的減小。工業(yè)制冷系統(tǒng)包括總體取決于中央引擎空間的那些，在所述中央引擎空間中，一個或多個壓縮機(jī)為多個蒸發(fā)器提供壓縮并且提供中央冷凝器系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中，通常從存儲容器向多個蒸發(fā)器傳輸液體制冷劑。作為結(jié)果，大量的液體通常被存儲并且被傳輸?shù)礁鱾€蒸發(fā)器。通過利用多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，可能的是可以實現(xiàn)制冷劑的量減小大約85%。期望可以實現(xiàn)更大的減小，但是當(dāng)然，這取決于具體的工業(yè)制冷系統(tǒng)。為了理解如何實現(xiàn)工業(yè)制冷系統(tǒng)中的氨的量的減小，考慮在制冷周期期間，制冷劑通過從媒介(例如空氣、水、食物等)吸收熱量來從液體改變?yōu)闅怏w。液體制冷劑(例如氨)被遞送到蒸發(fā)器以用于蒸發(fā)。在許多工業(yè)制冷系統(tǒng)中，液體制冷劑被保持在被稱為收集器的中央箱、累積器和中間冷卻器中，這取決于它們在系統(tǒng)中的功能。隨后，該液體氨被以各種方式引導(dǎo)至用于制冷的設(shè)施中的每一個蒸發(fā)器。這意味著這些工業(yè)系統(tǒng)中的大部分的管包含液體氨。正像一杯水比一杯水蒸氣包含更多的水分子那樣，在給定長度的管中，管中的液體氨通常包含比管中的氨氣體多95%的氨。冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)通過使用一個或多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)分散式冷凝系統(tǒng)，減小傳輸大量的液體制冷劑通過系統(tǒng)的需求。每個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)可以包含這樣的冷凝器，所述冷凝器的尺寸被調(diào)整為對應(yīng)的蒸發(fā)器負(fù)載。例如，對于10噸(120000BTU)的蒸發(fā)器，冷凝器的尺寸可以被調(diào)整為至少等于10噸。在現(xiàn)有的工業(yè)制冷系統(tǒng)中，為了使得蒸發(fā)的氣體回到液體從而其可以被再次蒸發(fā)，氣體被通過壓縮機(jī)壓縮，并且被發(fā)送到一個或多個中央冷凝器或冷凝器農(nóng)場，其中從氨移除熱量，因此使得制冷劑氨冷凝為液體。該液體隨后通過制冷系統(tǒng)被引導(dǎo)到各個蒸發(fā)器。
[0051 ] 在使用CES的系統(tǒng)中，來自蒸發(fā)器的氣體被壓縮機(jī)壓縮，并且被發(fā)送回CES作為高壓氣體。該氣體被隨后饋送到冷凝器200。在制冷周期期間，冷凝器200 (例如板框式熱交換器)具有在其中流過的冷卻媒介。冷卻媒介可以包括水、乙二醇、二氧化碳或任何可接受的冷卻媒介。高壓氨氣體將其在壓縮期間吸收的熱量傳輸?shù)嚼鋮s媒介，從而使得氨冷凝為液體。該液體隨后被饋送到被以與冷凝器200相比較更低的壓力保持的壓力受控的收集器202，從而液體可以容易地抽取。由壓力受控的收集器管236中的閥238來調(diào)節(jié)壓力受控的收集器中的壓力。由液體水平中央組件240來監(jiān)視壓力受控的收集器202中的液體水平。如果液體水平在制冷期間過高或過低，則閥208將相應(yīng)地打開、關(guān)閉或調(diào)節(jié)，以保持適當(dāng)?shù)乃健?br> [0052]壓力受控的收集器202用作保持要被饋送到蒸發(fā)器204中的液體的儲存器。由于冷凝器200和壓力受控的收集器202的尺寸針對每一個蒸發(fā)器204被調(diào)整，因此按需來冷凝制冷劑。由于按需臨近于蒸發(fā)器204來冷凝制冷劑，因此存在較小的在長距離上傳輸液體制冷劑的需求，從而允許顯著減小整體的氨填充(例如，與具有大約相同的制冷能力的傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)相比，大約85%)。由于蒸發(fā)器204需要更多的氨，因此閥216和218打開以將適當(dāng)量的氨饋送到蒸發(fā)器204中，從而在氨離開蒸發(fā)器204之前，氨被蒸發(fā)，從而沒有液體氨回到壓縮機(jī)布置中。當(dāng)單元被關(guān)斷和/或正在進(jìn)行除霜時，閥222將關(guān)斷氨的流動。
[0053]可以制冷周期和除霜周期兩個方面來解釋冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106的操作。當(dāng)冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106在制冷周期中操作時，冷凝壓力下的氣體制冷劑被經(jīng)由熱氣管206從壓縮機(jī)系統(tǒng)饋送到冷凝器200。在這種情形中，制冷周期流動控制閥208打開，并且熱氣除霜流動控制閥209關(guān)閉。氣體制冷劑進(jìn)入冷凝器200，并且被冷凝到液體制冷劑。冷凝器200可以使用任何適當(dāng)?shù)睦鋮s媒介，例如水、乙二醇溶液等，其被泵送通過冷凝器200。應(yīng)當(dāng)理解的是，從冷卻媒介恢復(fù)的熱量可以在其他處被恢復(fù)和使用。
[0054]冷凝的制冷劑經(jīng)由冷凝的制冷劑管210和冷凝器抽取流動控制閥212從冷凝器200流到壓力受控的收集器202。冷凝的制冷劑在壓力受控的收集器202中累積，并且可以由壓力受控的收集器液體水平控制組件240來確定液體制冷劑的水平。液體制冷劑經(jīng)由蒸發(fā)器饋送管214和控制壓力液體饋送閥216和218從壓力受控的收集器202流出，并且流入蒸發(fā)器204中。蒸發(fā)器204中的液體制冷劑被蒸發(fā)，并且氣體制冷劑經(jīng)由LSS管220和吸控制閥222從蒸發(fā)器204中被恢復(fù)。
[0055]有興趣的是需要注意，在制冷周期期間，無需基于液體過饋送來操作蒸發(fā)器。也就是說，作為蒸發(fā)到氣體制冷劑的結(jié)果，進(jìn)入蒸發(fā)器204的所有液體可以用于提供制冷。作為結(jié)果，來自媒介的熱量傳輸通過蒸發(fā)器并且進(jìn)入液體制冷劑，使得液體制冷劑變?yōu)闅怏w制冷劑。媒介在實質(zhì)上可以是通常被冷卻的任何類型的媒介。示例性的媒介包括空氣、水、食物、二氧化碳和/或另一種制冷劑。
[0056]制冷的一個結(jié)果在于在蒸發(fā)器上形成霜和冰。因此，以足以產(chǎn)生霜和冰的低溫接收制冷劑的每一個線圈應(yīng)當(dāng)經(jīng)過除霜周期以保持清潔和有效率的線圈。通常存在移除線圈上的霜和冰的四種方法。這些方法包括水、電、空氣或熱氣(例如高壓氨)。CES將利用所有的除霜方法工作。CES通常適用于使用熱氣除霜技術(shù)來進(jìn)行除霜。
[0057]在熱氣除霜期間，可以反轉(zhuǎn)經(jīng)過CES的熱氣制冷劑的流動，從而對蒸發(fā)器進(jìn)行除霜。熱氣可以被饋送到蒸發(fā)器并且被冷凝到液體制冷劑。所得到的液體制冷劑可以在冷凝器中被蒸發(fā)。該蒸發(fā)步驟可以被稱為“本地蒸發(fā)”，這是因為其出現(xiàn)在CES中。作為結(jié)果，可以避免將液體制冷劑發(fā)送到諸如用于存儲的累積器之類的中央容器。CES從而可以提供蒸發(fā)器的熱氣除霜，而無需存儲大量的液體制冷劑。
[0058]在熱氣除霜期間，通常到達(dá)冷凝器的高壓氨氣體被替代地導(dǎo)引到蒸發(fā)器。該溫暖的氣體冷凝為液體，因此溫暖蒸發(fā)器，使得蒸發(fā)器的內(nèi)部溫度變?yōu)樽銐驕嘏瘡亩诨€圈的外側(cè)上的冰?，F(xiàn)有的制冷系統(tǒng)通常采集該冷凝的液體，并且使其通過管道流回大的箱，在所述大的箱中，其再次用于制冷。與之形成對比的是，利用CES的制冷系統(tǒng)使用在熱氣除霜期間生成的冷凝的制冷劑，并將其蒸發(fā)回氣體，以冷卻冷凝的媒介，以便去除系統(tǒng)中多于的液體氨。
[0059]在除霜周期期間，經(jīng)由熱氣管206將處于冷凝壓力的氣體制冷劑饋送回冷凝器204’。氣體制冷劑流過熱氣除霜流動控制閥209 (制冷周期控制閥208關(guān)閉)，并且流入蒸發(fā)器饋送管214并且通過饋送閥218。冷凝器204’中的氣體制冷劑被冷凝到液體制冷劑(其隨后融化冰和霜)，并且經(jīng)由液體制冷劑恢復(fù)管224和除霜冷凝閥226被恢復(fù)。在除霜期間，吸控制閥222可以關(guān)閉。液體制冷劑隨后經(jīng)由液體制冷劑恢復(fù)管224流入到壓力受控的收集器202中。或者，利用所提供的校正閥和控制，至少一部分的液體制冷劑可以直接從管224流到管228，旁路CPR202。液體制冷劑經(jīng)由液體制冷劑除霜管228從壓力受控的收集器202通過除霜冷凝蒸發(fā)饋送閥230流入到蒸發(fā)器200’中。此時，控制壓力液體饋送閥216和冷凝器抽取流動控制閥212關(guān)閉，并且除霜冷凝蒸發(fā)饋送閥230打開，并且能夠被調(diào)節(jié)。在除霜周期期間，蒸發(fā)器200’中的液體制冷劑蒸發(fā)以形成氣體制冷劑，并且氣體制冷劑經(jīng)由HSS管232被恢復(fù)。此外，除霜冷凝蒸發(fā)壓力控制閥234打開并且被調(diào)節(jié)，并且制冷周期流動控制閥208關(guān)閉。
[0060]應(yīng)當(dāng)理解，在熱氣除霜周期中，冷凝器204’的另一側(cè)上的媒介被加熱，并且蒸發(fā)器200’的另一側(cè)上的媒介被冷卻。在除霜周期期間出現(xiàn)的蒸發(fā)的額外的效果在于，其幫助冷卻冷凝系統(tǒng)中的媒介(例如水或水和乙二醇)，這節(jié)省了電力，因為其降低了壓縮機(jī)的排放壓力，并且減小了熱交換器的冷卻媒介溫度。
[0061]應(yīng)當(dāng)理解的是，可以在沒有熱氣除霜周期的情況下利用CES?？梢耘cCES —起利用其它類型的除霜，包括空氣除霜、水除霜或電除霜。對于圖2和圖3中所示的示意性表示,本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解如何修改系統(tǒng)以去除熱氣除霜并且在其位置處利用空氣除霜、水除霜或電除霜。
[0062]氨減少變?yōu)橹陵P(guān)重要，這是因為氨已經(jīng)被職業(yè)安全與健康管理局(OSHA)分類為“有毒、易起化學(xué)反應(yīng)、易燃或爆炸性的化學(xué)物質(zhì)，其釋放可能會導(dǎo)致中毒、著火和爆炸危險”(來源:0SHA)。氨受該法規(guī)的約束，OSHA已經(jīng)按需確立了現(xiàn)場的10000磅或更多的氨的閾值量，以建立過程安全管理(PSM)程序。盡管總是期望有毒、易起化學(xué)反應(yīng)、易燃或爆炸性的化學(xué)物質(zhì)的任何減小，但需要注意的是，許多工業(yè)制冷系統(tǒng)可以被設(shè)計為相同的尺寸和能力，但可以在10000磅閾值之下提供它們的系統(tǒng)，并且去除了對PSM程序的需求。PSM程序通常是昂貴的并且耗時的。
[0063]可以與屋頂型制冷系統(tǒng)一起使用CES，在所述屋頂型系統(tǒng)中，每一個蒸發(fā)器或有限數(shù)量的蒸發(fā)器被本地以管連接到一個冷凝單元，在所述一個冷凝單元中，安裝了匹配的壓縮機(jī)和冷凝器。屋頂型單元彼此之間是自主的，并且并不具有互連的制冷管。
[0064]需要注意的是，利用輕微的修改，CES就可以被修改為在充滿(flood)和再循環(huán)的系統(tǒng)中操作。充滿的方法中的管線可以不同，但CES的基本的本地冷凝操作將是相同的。再循環(huán)系統(tǒng)將集成到CES的小型專用泵，但充滿和泵方法兩者都不是理想的，這是因為它們將增加任何給定設(shè)備中的氨的量。
[0065]圖3中的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)106可以被表征為直接膨脹饋送系統(tǒng)，這是因為使用了直接膨脹來將制冷劑饋送到蒸發(fā)器。另一種系統(tǒng)可用于冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)中，以將制冷劑饋送到蒸發(fā)器。例如，冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)可以提供用于泵饋送、充滿饋送或加壓饋送。
[0066]現(xiàn)在參照圖4，以參考標(biāo)號300示出了另一個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)。冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)300可以被稱為泵饋送冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，這是因為其利用泵315來將液體制冷劑饋送到蒸發(fā)器304。處于冷凝壓力的熱氣被經(jīng)由熱氣管306引入，并且可以由熱氣閥308來調(diào)節(jié)以便引入到冷凝器300中。冷凝器300和蒸發(fā)器304分別是熱交換器301和305。在熱氣除霜期間，熱交換器301可以被稱為蒸發(fā)器300’，并且熱交換器305可以被稱為冷凝器304’。冷凝的液體制冷劑經(jīng)由液體制冷劑管310從冷凝器300流到壓力受控的收集器302。閥312可以被設(shè)置在液體制冷劑管310中，以調(diào)節(jié)進(jìn)入到壓力受控的收集器302中的流動。壓力受控的收集器302中的液體制冷劑水平可以由水平監(jiān)視器340監(jiān)視，并且可以被閥346隔離。壓力受控的收集器302中的液體制冷劑可以經(jīng)由液體制冷劑饋送管314被饋送到蒸發(fā)器304，并且流動可以被泵315控制。來自蒸發(fā)器304的制冷劑可以經(jīng)由蒸發(fā)器返回管324流回到壓力受控的收集器302中，并且流動可以受返回閥325的控制。在壓力受控的收集器302中，氣體和液體制冷劑是分離的。氣體制冷劑通過氣體制冷劑恢復(fù)管320被抽取，在所述氣體制冷劑恢復(fù)管320中，氣體制冷劑被恢復(fù)，并被壓縮機(jī)系統(tǒng)壓縮。通過氣體制冷劑恢復(fù)管320的流動可以被氣體制冷劑恢復(fù)閥322控制。
[0067]在熱氣除霜期間，閥308、312和325可以關(guān)閉，并且閥322可以關(guān)閉或用于調(diào)節(jié)流動。熱氣可以被從熱氣管306引入到熱氣除霜管304中，并且經(jīng)由熱氣除霜閥309引入到熱交換器305或冷凝器304’。液體制冷劑可以從熱交換器305經(jīng)由液體制冷劑返回管350流到壓力受控的收集器302。閥352和354可以用于控制從制冷劑返回管350到壓力受控的收集器302或熱交換器201的制冷劑的流動。當(dāng)閥354打開時，制冷劑可以流入到壓力受控的收集器302中，氣體制冷劑水平被水平控制340監(jiān)視，并且氣體制冷劑可以被閥346隔離。當(dāng)閥352打開時，制冷劑可以經(jīng)由熱交換器饋送管358流到熱交換器301。熱交換器301可以用作蒸發(fā)器300’來使得液體制冷劑沸騰為氣體制冷劑，所述氣體制冷劑可以經(jīng)由氣體制冷劑返回管360被返回到壓縮機(jī)系統(tǒng)，并且由返回管閥362進(jìn)行控制。在CES300中，制冷劑可以在熱氣除霜期間旁路壓力受控的收集器302。應(yīng)當(dāng)注意的是，CES300可以利用除霜的其他方法(包括電、水、空氣等)進(jìn)行工作。
[0068]現(xiàn)在參照圖5和圖6，所示的其他的流動冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)可以被稱為充滿饋送系統(tǒng)。
[0069]圖5示出了具有在熱交換器405 (其在制冷周期期間可以被稱為蒸發(fā)器404，并且在熱氣除霜周期期間可以被稱為冷凝器404’)的吸側(cè)上的壓力受控的收集器402的饋送。熱氣制冷劑可以經(jīng)由熱氣管406被引入到熱交換器401 (其在制冷周期期間可以被稱為冷凝器400，并且在熱氣除霜期間可以被稱為蒸發(fā)器400’)，并且可以由閥408來調(diào)節(jié)流動。隨著制冷劑在熱交換器401中被冷凝，冷凝的制冷劑可以通過冷凝的制冷劑管410和412 (其可以包括浮子)流到熱交換器405。應(yīng)當(dāng)注意的是，在制冷周期期間，閥430和432可以關(guān)閉。隨著液體制冷劑充滿熱交換器405，制冷劑可以從熱交換器405經(jīng)由壓力受控的收集器饋送管436被移除，并且流到可以由閥438控制的壓力受控的收集器402。液體和氣體制冷劑可以在壓力受控的收集器402內(nèi)分離。壓力受控的收集器402中的液體制冷劑水平可以由水平監(jiān)視器440監(jiān)視，并且可以被閥446隔離。如果液體水平過高，則閥408和/或412可以減小到熱交換器405的制冷劑的流動。氣體制冷劑可以經(jīng)由管420被抽取出壓力受控的收集器402 (并且流動可以由閥422控制)，并且被發(fā)送到其可以被壓縮的引擎空間。
[0070]在熱氣除霜期間，閥438、412和408可以關(guān)閉，并且閥422可以關(guān)閉或用于調(diào)節(jié)流動。熱氣經(jīng)由熱氣管406和熱氣饋送管470和熱氣饋送閥472被引入到熱交換器405。在熱交換器405中冷凝的液體制冷劑可以從熱交換器405經(jīng)由管474流動。閥430可以控制到熱交換器401的流動，并且閥432可以控制到壓力受控的收集器402的流動。在熱氣除霜期間，熱交換器401可以被用作蒸發(fā)器，以使得液體沸騰為氣體，所述氣體經(jīng)由管480和閥482被返回到引擎空間。應(yīng)當(dāng)注意的是，可以提供管線布置中的變化。制冷劑可以經(jīng)由管474并通過閥432流到壓力受控的收集器402。可以在壓力受控的收集器402中收集液體制冷劑。如果需要，可以經(jīng)由管420和閥422來恢復(fù)氣體制冷劑。
[0071]現(xiàn)在參照圖6，所示的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)具有在熱交換器505的吸側(cè)和液體側(cè)上以管連接的壓力受控的收集器502。在制冷期間，熱氣經(jīng)由熱氣管506被引入到熱交換器501，并且由閥508調(diào)節(jié)。熱交換器501當(dāng)在制冷周期期間可以被稱為冷凝器500，而當(dāng)在熱氣除霜周期期間可以被稱為蒸發(fā)器500’。隨著制冷劑被冷凝，其被饋送通過壓力受控的收集器饋送管510和閥512 (其可以包括浮子)以到達(dá)壓力受控的收集器502。壓力受控的收集器502中的液體經(jīng)由充滿管520和充滿管閥522被充滿到熱交換器505。熱交換器505當(dāng)在制冷周期期間可以被稱為蒸發(fā)器504，而當(dāng)在熱氣除霜周期期間可以被稱為冷凝器504’。在制冷期間管524中的閥526可以關(guān)閉。液體和氣體混合物可以經(jīng)由制冷劑返回管530返回到壓力受控的收集器502，并且流動可以受閥532的控制。在壓力受控的收集器502中液體和氣體可以分離，并且氣體可以被抽取通過管527和閥528，并且被發(fā)送到可以被壓縮的引擎空間中。
[0072]壓力受控的收集器502中的液體水平可以由水平監(jiān)視器540監(jiān)視，并且可以被閥546隔離。如果水平過高，則閥508和/或閥512可以關(guān)閉，或者流動可以被減小以調(diào)節(jié)壓力受控的收集器502中的期望的液體水平。對于低溫(例如-40° F)應(yīng)用，可能期望在熱交換器501和壓力受控的收集器502之間以管連接額外的壓力受控的收集器，來提供更大的容量。該壓力受控的收集器可以被以管連接到制冷系統(tǒng)的較高的吸壓力部分，以便在液體流入到壓力受控的收集器502之前，從熱交換器501中移除來自液體制冷劑的一部分熱量。這將促進(jìn)效率優(yōu)勢。
[0073]在熱氣除霜期間，閥532、512和508可以關(guān)閉。熱氣可以經(jīng)由熱氣管511和閥509被引入到熱交換器505中。返回的液體和氣體制冷劑可以從熱交換器505經(jīng)由閥管520和閥522流入到壓力受控的收集器502中。如果壓力受控的收集器502中的水平過高，則閥522將關(guān)閉。或者，液體和氣體制冷劑可以經(jīng)由管524和閥526 (其可以包含浮子)流入到熱交換器501中。熱交換器501可以被用作蒸發(fā)器，以使得液體沸騰回到氣體，所述氣體經(jīng)由管532和閥234被返回到引擎空間。所示的可選的饋送閥550可以調(diào)節(jié)返回的制冷劑。各種管線變化都是可用的。
[0074]現(xiàn)在參照圖7，其示出了可以被表征為加壓饋送系統(tǒng)的另一個壓縮機(jī)蒸發(fā)器系統(tǒng)。在制冷周期期間，熱氣經(jīng)由管606被引入到熱交換器601中(熱交換器601在制冷周期期間可以被稱為冷凝器600，并且在熱氣除霜期間可以被稱為蒸發(fā)器600’)，并且通過閥608調(diào)節(jié)。隨著制冷劑被冷凝，液體制冷器饋送通過管610和閥612 (其可以包括浮子)以將制冷劑饋送到壓力受控的收集器602中。壓力受控的收集器602中的水平可以由水平監(jiān)視器640監(jiān)視，并且可以被閥646隔離。
[0075]液體制冷器可以經(jīng)由加壓的儲存器系統(tǒng)660從壓力受控的收集器602被移動到蒸發(fā)器604 (熱交換器605在制冷周期期間可以被稱為蒸發(fā)器604，并且在熱氣除霜期間可以被稱為冷凝器604’)。加壓的儲存器系統(tǒng)660可以被提供為單個儲存器或多個儲存器。在圖7中，多個儲存器被示出為第一儲存器661和第二儲存器662。液體制冷劑可以從CPR602經(jīng)由液體制冷劑管663和第一閥680流入到第一儲存器661中。一旦第一儲存器足夠滿，經(jīng)由熱氣管606和閥666的熱氣對第一儲存器661進(jìn)行加壓，從而制冷劑流入到蒸發(fā)器604中?？蛇x的電磁閥670被示出，并且當(dāng)電磁閥666打開時，所述電磁閥670打開以傳送液體。在制冷劑從第一儲存器661流入到蒸發(fā)器604中的同時，來自CPR602的制冷劑經(jīng)由管663和閥681流入到第二儲存器662中。一旦第二儲存器662足夠滿，可以由熱氣經(jīng)由熱氣管606,708和709以及閥667對第二儲存器662進(jìn)行加壓，以將制冷劑推送出第二儲存器662并且推送到蒸發(fā)器604中?？蛇x的電磁閥671被示出，并且當(dāng)電磁閥667打開時，所述電磁閥671打開以傳送液體。兩個儲存器661和662可以在填充和饋送蒸發(fā)器604之間進(jìn)行替換。如果需要，也可以使用多于兩個儲存器。
[0076]如果需要，管672可以裝配有測量裝置來調(diào)節(jié)流動。閥682和683可以用于均衡第一和第二儲存器661和662之間的壓力，從而允許液體從第一壓力受控的收集器602重力排放到第一和第二儲存器661和662。閥680和681可以控制制冷劑從壓力受控的收集器602到第一和第二儲存器661和662的流動?？梢酝ㄟ^使用諸如三通閥之類的組合閥來
去除一些管線連接。
[0077]返回的制冷劑經(jīng)由管690通過閥692以管被傳送回第一壓力受控的收集器602，在所述閥692處，氣體和液體分離。氣體被抽取通過管620和閥622，并且返回到可以被壓縮的引擎空間。
[0078]在該熱氣除霜期間，熱氣可以經(jīng)由管708和閥710被引入到熱交換器605中。返回的熱氣體和液體可以經(jīng)由管720和電磁閥721 (其可以包括浮子)被返回。閥730和732可用于將這返回到第一壓力受控的收集器602或熱交換器601，其將被用作蒸發(fā)器，以使得液體被蒸發(fā)回到氣體，所述氣體經(jīng)由管632和閥634被返回到引擎空間。根據(jù)設(shè)計工程師的選擇，可以存在管線變化，但如上所述的基本前提保持不變。
[0079]以上的說明書提供了對本發(fā)明的制造和使用的完整描述。由于可以實現(xiàn)本發(fā)明的許多實施例而不偏離本發(fā)明的精神和范圍，因此在所附權(quán)利要求中界定本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，包括: Ca)冷凝器，被構(gòu)造為對以冷凝壓力提供的氣體制冷劑進(jìn)行冷凝； (b)氣體制冷劑饋送管，用于將氣體制冷劑饋送到所述冷凝器； (c)壓力受控的收集器，用于保持液體制冷劑； (d)第一液體制冷劑饋送管，用于將液體制冷劑從所述冷凝器傳輸?shù)剿鰤毫κ芸氐氖占鳎? (e )蒸發(fā)器，用于蒸發(fā)液體制冷劑；以及 (f)第二液體制冷劑饋送管，用于將液體制冷劑從所述壓力受控的收集器傳輸?shù)剿稣舭l(fā)器，其中所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)被構(gòu)造為使得在制冷周期期間平衡所述冷凝器和所述蒸發(fā)器。
2.如權(quán)利要求1所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)被構(gòu)造為以制冷周期和除霜周期進(jìn)行操作。
3.如權(quán)利要求1-2中的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)被構(gòu)造為以除霜周期進(jìn)行操作，在所述除霜周期中，以冷凝壓力提供的氣體制冷劑被饋送到所述蒸發(fā)器。
4.如權(quán)利要求1-3中的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)被構(gòu)造為以除霜周期進(jìn)行操作，在所述除霜周期中，來自所述蒸發(fā)器的液體制冷劑被饋送到所述冷凝器以用于蒸發(fā)。
5.如權(quán)利要求1-4中的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)包括氨制冷劑。`
6.如權(quán)利要求1-5中的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述冷凝器包括板框式熱交換器。
7.如權(quán)利要求1-6中的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，還包括: (a)氣體制冷劑吸管，用于從所述蒸發(fā)器傳輸氣體制冷劑。
8.如權(quán)利要求1-7中的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，還包括: (a)第二氣體制冷劑管，用于在除霜周期期間將氣體制冷劑傳輸?shù)剿稣舭l(fā)器。
9.如權(quán)利要求1-8中的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，還包括: (a)第二氣體制冷劑吸管，用于在除霜周期期間從所述冷凝器傳輸氣體制冷劑。
10.如權(quán)利要求1-9中的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，還包括: (a)第三液體制冷劑管，用于在除霜周期期間將液體制冷劑從所述蒸發(fā)器傳輸?shù)剿鰤毫κ芸氐氖占鳌?br> 11.如權(quán)利要求ι-?ο中的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，還包括: (a)第四液體制冷劑管，用于在除霜周期期間將液體制冷劑從所述壓力受控的收集器傳輸?shù)剿隼淠鳌?br> 12.—種冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，包括: Ca)冷凝器，被構(gòu)造為對以冷凝壓力提供的氣體制冷劑進(jìn)行冷凝； (b)氣體制冷劑饋送管，用于將氣體制冷劑饋送到所述冷凝器； (c)壓力受控的收集器，用于保持液體制冷劑； (d)第一液體制冷劑饋送管，用于將液體制冷劑從所述冷凝器傳輸?shù)剿鰤毫κ芸氐氖占鳎? (e)蒸發(fā)器，用于蒸發(fā)液體制冷劑； (f)第二液體制冷劑饋送管，用于將液體制冷劑從所述壓力受控的收集器傳輸?shù)剿稣舭l(fā)器； (g)制冷劑管，用于將制冷劑從所述蒸發(fā)器傳輸?shù)剿鰤毫κ芸氐氖占?；以? (h)氣體制冷劑吸管，用于從所述壓力受控的收集器傳輸氣體制冷劑。
13.如權(quán)利要求12所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，還包括泵，所述泵用于通過所述第二液體制冷劑饋送管傳輸液體制冷劑。
14.如權(quán)利要求12-13中的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)被構(gòu)造為以制冷周期和除霜周期進(jìn)行操作。
15.如權(quán)利要求12-14中的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)被構(gòu)造為以除霜周期進(jìn)行操作，在所述除霜周期中，以冷凝壓力提供的氣體制冷劑被饋送到所述蒸發(fā)器。
16.如權(quán)利要求12-15中的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)被構(gòu)造為以除霜周期進(jìn)行操作，在所述除霜周期中，來自所述蒸發(fā)器的液體制冷劑被饋送到所述冷凝器以用于蒸發(fā)。
17.如權(quán)利要求12-16中的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)包括氨制冷劑。
18.如權(quán)利要求12-17中 的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述冷凝器包括板框式熱交換器。
19.一種冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，包括: Ca)冷凝器，被構(gòu)造為對以冷凝壓力提供的氣體制冷劑進(jìn)行冷凝； (b)氣體制冷劑饋送管，用于將氣體制冷劑饋送到所述冷凝器； (c)壓力受控的收集器，用于保持制冷劑； Cd)蒸發(fā)器，用于蒸發(fā)液體制冷劑； Ce)第一液體制冷劑饋送管，用于將液體制冷劑從所述冷凝器傳輸?shù)剿稣舭l(fā)器； Cf)制冷劑饋送管，用于將制冷劑從所述蒸發(fā)器傳輸?shù)剿鰤毫κ芸氐氖占鳎? (g)第二液體制冷劑饋送管，用于將液體制冷劑從所述壓力受控的收集器傳輸?shù)剿稣舭l(fā)器；以及 (h)氣體制冷劑吸管，用于從所述壓力受控的收集器恢復(fù)氣體制冷劑。
20.如權(quán)利要求19所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)被構(gòu)造為以制冷周期和除霜周期進(jìn)行操作。
21.如權(quán)利要求19-20中的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)被構(gòu)造為以除霜周期進(jìn)行操作，在所述除霜周期中，以冷凝壓力提供的氣體制冷劑被饋送到所述蒸發(fā)器。
22.如權(quán)利要求19-21中的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)被構(gòu)造為以除霜周期進(jìn)行操作，在所述除霜周期中，來自所述蒸發(fā)器的液體制冷劑被饋送到所述冷凝器以用于蒸發(fā)。
23.如權(quán)利要求19-22中的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)包括氨制冷劑。
24.如權(quán)利要求19-23中的任一項所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述冷凝器包括板框式熱交換器。
25.—種冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，包括: Ca)冷凝器，被構(gòu)造為對以冷凝壓力提供的氣體制冷劑進(jìn)行冷凝； (b)氣體制冷劑饋送管，用于將氣體制冷劑饋送到所述冷凝器； (c)壓力受控的收集器，用于保持制冷劑； (d)第一液體制冷劑饋送管，用于將液體制冷劑從所述冷凝器傳輸?shù)剿鰤毫κ芸氐氖占鳎? (e)蒸發(fā)器，用于蒸發(fā)液體制冷劑； (f)第二液體制冷劑饋送管，用于將液體制冷劑從所述壓力受控的收集器傳輸?shù)剿稣舭l(fā)器； (g)制冷劑饋送管，用于將制冷劑從所述蒸發(fā)器饋送到所述壓力受控的收集器； (h)吸管，用于從所述壓力受控的收集器恢復(fù)氣體制冷劑。
26.—種冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，包括: Ca)冷凝器，被構(gòu)造為對以冷凝壓力提供的氣體制冷劑進(jìn)行冷凝；` (b)第一氣體制冷劑饋送管，用于將氣體制冷劑饋送到所述冷凝器； (c)壓力受控的收集器，用于保持制冷劑； (d)第一液體制冷劑饋送管，用于將液體制冷劑從所述冷凝器傳輸?shù)剿鰤毫κ芸氐氖占鳎? (e)加壓的儲存器，用于保持制冷劑； (f)第二液體制冷劑饋送管，用于將液體制冷劑從所述壓力受控的收集器傳輸?shù)剿黾訅旱膬Υ嫫鳎? (g)第二氣體制冷劑饋送管，用于對所述加壓的儲存器進(jìn)行加壓； (h)蒸發(fā)器，用于蒸發(fā)液體制冷劑；以及 (i)第三液體制冷劑饋送管，用于將液體制冷劑從所述加壓的儲存器傳輸?shù)剿稣舭l(fā)器。
27.如權(quán)利要求26所述的冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，還包括: (a)吸管，用于從所述壓力受控的收集器恢復(fù)氣體制冷劑。
28.一種用于操作冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)的方法，所述方法包括: Ca)以制冷周期操作所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，包括: (i)將處于冷凝壓力的氣體制冷劑饋送到冷凝器，并且使得所述氣體制冷劑冷凝為液體制冷劑； (ii)在壓力受控的收集器中存儲所述液體制冷劑； (iii)在蒸發(fā)器中蒸發(fā)來自所述壓力受控的收集器的所述液體制冷劑； (b)以除霜周期操作所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，包括: (i)將處于冷凝壓力的氣體制冷劑饋送到所述蒸發(fā)器，并且使得所述氣體制冷劑冷凝為液體制冷劑； (ii )在所述壓力受控的收集器中存儲所述液體制冷劑；以及(iii)在冷凝器中蒸發(fā)來自所述壓力受控的收集器的所述液體制冷劑； (C)其中，所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)在制冷周期中的操作和所述冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)在除霜周期中的操作并不同時出現(xiàn)。
29.從壓縮的氣體制冷劑的源進(jìn)行操作的多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中每一個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)包括: Ca)冷凝器，被構(gòu)造為對來自所述壓縮的氣體制冷劑的源的氣體制冷劑進(jìn)行冷凝； (b)壓力受控的收集器，用于保持液體制冷劑； (c)第一液體制冷劑饋送管，用于將液體制冷劑從所述冷凝器傳輸?shù)剿鰤毫κ芸氐氖占鳎? (d)蒸發(fā)器，用于蒸發(fā)液體制冷劑；以及 (e)第二液體制冷劑饋送管，用于將液體制冷劑從所述壓力受控的收集器傳輸?shù)剿稣舭l(fā)器。
30.如權(quán)利要求29所述的從壓縮的氣體制冷劑的源進(jìn)行操作的多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中每一個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)的所述冷凝器和所述蒸發(fā)器的尺寸被調(diào)整為使得平衡所述冷凝器和所述蒸發(fā)器。
31.如權(quán)利要求29-30中的任一項所述的從壓縮的氣體制冷劑的源進(jìn)行操作的多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)包括氨制冷劑。
32.如權(quán)利要求29-31中的任一項所述的從壓縮的氣體制冷劑的源進(jìn)行操作的多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中每一個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)被構(gòu)造為以除霜周期進(jìn)行操作，從而在除霜周期期間，冷凝器用作用于將液體制冷劑蒸發(fā)為氣體制冷劑的蒸發(fā)器，并且蒸發(fā)器用作用于將氣體制冷劑冷凝為液體制冷劑的冷凝器。
33.如權(quán)利要求29-32中的任一項所述的從壓縮的氣體制冷劑的源進(jìn)行操作的多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述冷凝器包括板框式熱交換器。
34.如權(quán)利要求29-33中的任一項所述的從壓縮的氣體制冷劑的源進(jìn)行操作的多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述冷凝器包括多個冷凝器單元。
35.如權(quán)利要求29-34中的任一項所述的從壓縮的氣體制冷劑的源進(jìn)行操作的多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述蒸發(fā)器包括多個蒸發(fā)器單元
36.如權(quán)利要求29-35中的任一項所述的從壓縮的氣體制冷劑的源進(jìn)行操作的多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中所述壓力受控的收集器包括多個壓力受控的收集器容器。
37.如權(quán)利要求29-36中的任一項所述的從壓縮的氣體制冷劑的源進(jìn)行操作的多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中每一個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)還包括: (a)第一氣體制冷劑管，用于將氣體制冷劑傳輸?shù)剿隼淠鳎? (b)第二氣體制冷劑管，用于在除霜周期期間將氣體制冷劑傳輸?shù)剿稣舭l(fā)器； (c)第三氣體制冷劑管，用于從所述蒸發(fā)器傳輸氣體制冷劑；以及 (d)第四氣體制冷劑管，用于在除霜周期期間從所述冷凝器傳輸氣體制冷劑。
38.如權(quán)利要求29-37中的任一項所述的從壓縮的氣體制冷劑的源進(jìn)行操作的多個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)，其中每一個冷凝器蒸發(fā)器系統(tǒng)還包括: (a)第三液體制冷劑管，用于在除霜周期期間將液體制冷劑從所述蒸發(fā)器傳輸?shù)剿鰤毫κ芸氐氖占?；以?b)第四液體制冷劑管，用于在除霜周期期間將液體制冷劑從所述壓力受控的收集器傳輸?shù)剿隼淠?。`
【文檔編號】F25B41/00GK103797315SQ201280035807
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月13日
【發(fā)明者】弗雷德·林格爾巴赫, 約翰·林格爾巴赫 申請人:弗雷德·林格爾巴赫, 約翰·林格爾巴赫