氣體冷卻器以及供暖、通風和空調系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了氣體冷卻器以及供暖、通風和空調系統(tǒng)。氣體冷卻器包括：氣體通道；冷卻流體通道；處于流體連通的第一冷卻流體入口和第一冷卻流體出口；處于流體連通的第二冷卻流體入口和第二冷卻流體出口；氣體通道和冷卻流體通道在沿著氣體冷卻器的長度上具有熱交換關系；第二冷卻流體入口，引導冷卻流體在第一冷卻流體入口和第一冷卻流體出口之間的第一位置處進入氣體冷卻器，第二冷卻流體出口，在第一冷卻流體入口和第一冷卻流體出口之間的第二位置處將冷卻流體引導出氣體冷卻器；沿著所述長度，所述第一位置比所述第二位置更靠近所述第一冷卻流體入口。本實用新型能夠提高氣體冷卻器的熱交換效率。
【專利說明】氣體冷卻器以及供暖、通風和空調系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型通常涉及供暖、通風和空調(HVAC)系統(tǒng)。更具體地，本實用新型涉及HVAC系統(tǒng)中使用CO2作為制冷劑的熱泵的氣體冷卻器。通常，所描述的方法，系統(tǒng)和設備旨在幫助提高CO2熱泵的氣體冷卻器的熱交換效率。

【背景技術】
[0002]由于例如全球環(huán)境顧慮，自然的工作流體(比如CO2)已經越來越多地作為制冷劑被使用于HVAC系統(tǒng)中，比如，在HVAC系統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)中。使用自然的工作流體(比如CO2)可以幫助減少例如HVAC系統(tǒng)的全球變暖潛勢(GWP)。
[0003]典型的CO2熱泵系統(tǒng)包括被配置為壓縮CO2的壓縮機。被壓縮的CO2可以被引導入氣體冷卻器。在氣體冷卻器中，被壓縮的CO2可以將熱排放給例如冷卻流體(比如水)，并降低被壓縮CO2的溫度。CO2于是可以被引導入膨脹裝置，然后進入蒸發(fā)器從而與工藝流體(比如空氣或水)進行熱交換。工藝流體可以被用于例如為建筑物的室內空間提供空調。冷卻流體(比如水)在氣體冷卻器中被加熱之后，可以被用于例如提供熱的公用水。在氣體冷卻器中的熱排放過程可以發(fā)生在高于CO2的臨界點的溫度，因此，這種熱泵系統(tǒng)可以被稱為跨臨界系統(tǒng)。
[0004]目前，熱泵的氣體冷卻器的熱交換效率還可提高。
實用新型內容
[0005]本實用新型公開了氣體冷卻器和HVAC系統(tǒng)，可以提高氣體冷卻器的熱交換效率。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型的技術方案包括:
[0007]氣體冷卻器，包括:
[0008]氣體通道，包括氣體入口和氣體出口 ；
[0009]冷卻流體通道；
[0010]第一冷卻流體入口和第一冷卻流體出口，所述第一冷卻流體入口與所述第一冷卻流體出口流體連通；以及，
[0011]第二冷卻流體入口和第二冷卻流體出口，所述第二冷卻流體入口與所述第二冷卻流體出口流體連通；
[0012]其中所述氣體冷卻器具有長度，所述氣體通道和所述冷卻流體通道沿著所述長度具有熱交換關系，
[0013]所述第二冷卻流體入口，引導冷卻流體在所述第一冷卻流體入口和所述第一冷卻流體出口之間的第一位置處進入所述氣體冷卻器，
[0014]所述第二冷卻流體出口，在所述第一冷卻流體入口和所述第一冷卻流體出口之間的第二位置處將冷卻流體引導出所述氣體冷卻器，以及，
[0015]沿著所述長度，所述第一位置比所述第二位置更靠近所述第一冷卻流體入口。
[0016]所述第一冷卻流體入口，所述第二冷卻流體入口，所述第二冷卻流體出口和所述第二冷卻流體入口在所述冷卻流體通道中均處于流體連通。
[0017]所述第一冷卻流體入口和所述第一冷卻流體出口形成第一冷卻流體路徑，所述第二冷卻流體入口和所述第二冷卻流體出口形成第二冷卻流體路徑，所述第一冷卻流體路徑和所述第二冷卻流體路徑相分離。
[0018]所述第一冷卻流體入口和所述第二冷卻流體入口接收來自不同來源的冷卻流體，該不同來源的冷卻流體在所述冷卻流體通道中相混合。
[0019]所述氣體冷卻器為逆流型熱交換器。
[0020]HVAC系統(tǒng)，包括:
[0021]壓縮機；
[0022]氣體冷卻器，接收來自所述壓縮機的被壓縮后的CO2 ；
[0023]所述氣體冷卻器包括:
[0024]氣體通道，包括氣體入口和氣體出口 ；
[0025]冷卻流體通道；
[0026]第一冷卻流體入口和第一冷卻流體出口，所述第一冷卻流體入口與所述第一冷卻流體出口流體連通；以及，
[0027]第二冷卻流體入口和第二冷卻流體出口，所述第二冷卻流體入口與所述第二冷卻流體出口流體連通；
[0028]其中，所述氣體冷卻器具有長度，所述氣體通道和所述冷卻流體通道沿著所述長度具有熱交換關系，
[0029]所述第二冷卻流體入口，引導冷卻流體在所述第一冷卻流體入口和所述第一冷卻流體出口之間的第一位置處進入所述氣體冷卻器，
[0030]所述第二冷卻流體出口，在所述第一冷卻流體入口和所述第一冷卻流體出口之間的第二位置處將冷卻流體引導出所述氣體冷卻器，以及，
[0031 ] 沿著所述長度，所述第一位置比所述第二位置更靠近所述第一冷卻流體入口。
[0032]所述第一冷卻流體入口，所述第二冷卻流體入口，所述第二冷卻流體出口和所述第二冷卻流體入口在所述冷卻流體通道中均處于流體連通。
[0033]所述第一冷卻流體入口和所述第一冷卻流體出口形成第一冷卻流體路徑，所述第二冷卻流體入口和所述第二冷卻流體出口形成第二冷卻流體路徑，所述第一冷卻流體路徑和所述第二冷卻流體路徑相分離。
[0034]所述第一冷卻流體入口接收自來水。
[0035]所述第二冷卻流體入口接收來自空間加熱器的冷卻流體。
[0036]本實用新型能夠提高氣體冷卻器的熱交換效率，比如CO2熱泵的氣體冷卻器的熱交換效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，以下將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，以下描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖所示實施例得到其它的實施例及其附圖。
[0038]各個附圖中類似的標記分別指示對應的部件。
[0039]圖1示出了在不同壓力下CO2的溫度?比焓的曲線。
[0040]圖2示出了 CO2的溫度?熱轉移的曲線以及傳統(tǒng)的CO2氣體冷卻器的冷卻流體。
[0041]圖3示出了有代表性的CO2的溫度?熱轉移曲線以及在所公開的CO2氣體冷卻器中可能的冷卻流體。
[0042]圖4A和圖4B示出了氣體冷卻器的實施例。圖4A是示意圖。圖4B是立體圖。
[0043]圖5示出了氣體冷卻器的另一個實施例的示意圖。
[0044]圖6示出了本實用新型中使用氣體冷卻器的HVAC系統(tǒng)的示意圖。

【具體實施方式】
[0045]在HVAC系統(tǒng)中，比如使用CO2作為制冷劑的熱泵系統(tǒng)，通常，CO2被壓縮機壓縮，之后被引導入氣體冷卻器。在氣體冷卻器中，被壓縮的CO2可以排放熱給冷卻流體，比如水。使用CO2作為制冷劑的熱泵系統(tǒng)可以作為跨臨界熱泵系統(tǒng)。也就是，在熱泵系統(tǒng)中的制冷劑CO2可以經受相對于其臨界點的次臨界狀態(tài)和超臨界狀態(tài)。用語“臨界點”通常指的是制冷劑仍然可以冷凝時的最高壓力和溫度。在臨界點，通常不存在明顯的液體和氣體階段。次臨界狀態(tài)通常指的是制冷劑的溫度和壓力低于臨界點時的狀態(tài)。超臨界狀態(tài)通常指的是制冷劑的溫度和壓力高于臨界點時的狀態(tài)。在超臨界狀態(tài)，氣體與液體之間的區(qū)別消失了，以至于制冷劑不能再被冷凝。
[0046]在跨臨界熱泵系統(tǒng)中，氣體冷卻器中的排熱過程可以發(fā)生在高于CO2的臨界點處，也就是說，0)2可以處于超臨界狀態(tài)。在超臨界狀態(tài)，CO2的比熱容(也就是CP-值(kj/kg))根據CO2的壓力或者溫度，是可獨立變化的。用語“比熱容”通常意味著改變物質(例如CO2)的每單位質量(Ikg)的溫度的單位度數(shù)(例如1°C )所需的熱量。
[0047]附圖標記形成附圖的一部分，并且，附圖通過實例的方式說明可以被實施的實施例。可以理解的是，所使用的用語是為了描述圖和實施例的目的，而不應被視為限制本申請的范圍。
[0048]圖1示出了在某一具體的超臨界壓力下，超臨界壓力的范圍為7.5MPa至20MPa，CO2的溫度?比焓的等壓線曲線。每一個曲線對應于在所標記的壓力下的溫度?比焓的等壓線曲線。通常，曲線的斜率(AtMh)在所標記的壓力下與CP-值(Ah/At)成相反對應。通常，斜率越陡，CP-值(或比熱容)越小，反之亦然。當CP-值相對較小時，在給定量的熱交換下，CO2的溫度可以相對較快地變化。
[0049]如圖1所示，CP-值在所示的溫度范圍內通常不是恒定的，也就是說，每一個曲線的斜率通常沿著曲線變化。如圖1所示的曲線通常具有中間部分110，該中間部分110具有比曲線的其他部分相對更小的斜率。在中間部分110，CP-值可以比曲線的其他部分相對更高。例如，當壓力大約在7.5Mpa并且溫度大約在30°C時，CP-值可以高于10，000。當CP-值相對高時，C02可以排放出給定量的熱量，該給定量的熱量具有相對小的溫度變化。
[0050]圖2示出了傳統(tǒng)的CO2氣體冷卻器200以及在75bar (7.5MPa)的工作壓力下的溫度?熱轉移(Q)曲線。溫度?Q曲線202和204通常分別代表了沿著氣體冷卻器200的長度L2，在氣體冷卻器200內部的CO2 (曲線202)和冷卻流體(曲線204)的狀態(tài)。曲線202的每一個點代表了沿著長度L2具有CO2的對應溫度的點，或曲線204的每一個點代表了沿著長度L2具有冷卻流體的對應溫度的點。
[0051]氣體冷卻器200可以是逆流型熱交換器，該氣體冷卻器200可以包括CO2通道210以及冷卻流體(比如水)通道220。CO2通道210包括CO2入口 212和CO2出口 214，冷卻流體通道220包括冷卻流體入口 222和冷卻流體出口 224。CO2通常在從CO2入口 212 (圖2的右側)朝向CO2出口 214(圖2的左側)的方向上流動，冷卻流體通常在從冷卻流體入口222(圖2的左側)朝向冷卻流體出口 224(圖2的右側)的方向上流動。通常，CO2的流動方向與冷卻流體的方向是相反的，比如相向。在CO2通道210與冷卻流體通道220之間可以發(fā)生熱交換。
[0052]在圖2中，相對彎曲的線202代表了氣體冷卻器200中的CO2的狀態(tài)，相對直的線204代表了氣體冷卻器200中的冷卻流體的狀態(tài)。CO2具有在CO2入口 212處的入口溫度211 (例如大約70°C )以及在CO2出口 214處的出口溫度(例如大約30°C )。冷卻流體具有在冷卻流體入口 222處的入口溫度211 (例如大約25°C )以及在冷卻流體出口 224處的出口溫度(例如大約50°C )。
[0053]如圖2所示，相對直的線204表明，在氣體冷卻器200內部，在冷卻流體入口 222與冷卻流體出口 224之間，冷卻流體的溫度變化是相對恒定的(也就是說，線204的斜率(Δ T/ Δ Q)沿著線204相對恒定)。相對彎曲的線202表明，沿著長度L2，在CO2入口 212與CO2出口 214之間，CO2的溫度變化率是可變的(也就是說，線202的斜率(Λ T/ Λ Q)沿著線202變化)。在線202的區(qū)域230，該區(qū)域230可以對應于沿著長度L2的氣體冷卻器200的中間部分，0)2的叩_值(或者比熱容)可以是相對較高的(也就是說，在給定量的熱排放下，CO2的溫度變化相對較小)。相應地，在沿著長度L2的氣體冷卻器200對應于區(qū)域230的中間部分，CO2與冷卻流體之間的溫差可以相對較小。例如，在夾點235處，CO2的溫度可以與冷卻流體的溫度大致相同，使得在氣體冷卻器200的內部CO2與冷卻流體之間相對地不產生熱交換。這種情況可以降低氣體冷卻器200的CO2的熱交換效率，容量和/或退出溫度。例如，由于CO2的可變CP-值(或比熱容)，氣體冷卻器200可以具有一區(qū)域(比如對應于線202的部分230的中間部分)，該區(qū)域在CO2與冷卻流體之間有相對較小的溫差，因而導致了在氣體冷卻器200的該區(qū)域中相對低效率的熱交換。可以做出改進來提高氣體冷卻器的熱交換效率和/或容量。
[0054]所公開的實施例通常涉及方法，系統(tǒng)和設備，該方法，系統(tǒng)和設備被配置為在氣體冷卻器中，在CO2可具有相對高的CP-值(或比熱容)處，降低冷卻流體的溫度變化率。在一些實施例中，可以通過引入額外的冷卻流體到CO2可具有相對高的cp-值(或比熱容)處，來實現(xiàn)降低冷卻流體的溫度變化率。通過在CO2可具有相對高的cp-值(或比熱容)處降低冷卻流體的溫度變化率，可以維持和/或產生在氣體冷卻器中的CO2與冷卻流體之間的溫差，這樣則可以有助于CO2與冷卻流體之間的熱交換。
[0055]圖3示出了氣體冷卻器300的溫度-熱轉移(Q)圖表示意圖，以便說明配置氣體冷卻器300的通用原則以及在氣體冷卻器300中處理冷卻流體的通用方法。溫度-Q圖表通常代表了在氣體冷卻器300的沿著長度L3的不同點處，CO2和冷卻流體的溫度。通常，曲線302對應在給定量的熱(在沿著曲線302的給定點處的曲線302的斜率)處，沿著長度方向，CO2的cp-值(或比熱容)或溫度變化率，該長度方向由在給定壓力(比如7.5MPa)下氣體冷卻器300的長度L3限定，并且，曲線304對應在給定量的熱(在沿著曲線304的給定點處的曲線304的斜率)處沿著長度方向的冷卻流體(比如水)的溫度變化率。
[0056]氣體冷卻器300可以是逆流型熱交換器，該氣體冷卻器300可以包括CO2入口 312和CO2出口 314。CO2通常在從CO2入口 312朝向CO2出口 314的方向上流動。氣體冷卻器300可以被配置為具有多個用于接收冷卻流體的冷卻流體入口，比如第一冷卻流體入口322和第二冷卻流體入口 326。氣體冷卻器300還可以被配置為具有多個用于將冷卻流體引導出氣體冷卻器300的冷卻流體出口，比如第一冷卻流體出口 324和第二冷卻流體出口328。第一冷卻流體入口 322，第二冷卻流體入口 326，第二冷卻流體出口 328和第一冷卻流體出口 324分別被安置在長度方向上。
[0057]在操作中，如曲線302和304所示，當CO2進入氣體冷卻器300時，CO2處于通常對應于點302d的狀態(tài)，當冷卻流體流出第一冷卻流體出口 324時，冷卻流體處于通常對應于點304d的狀態(tài)。當CO2流出氣體冷卻器300時，CO2處于通常對應于點302a的狀態(tài)，當冷卻流體進入第一冷卻流體入口 322時，冷卻流體通常處于對應于點304a的狀態(tài)。
[0058]如曲線302所示，曲線302的區(qū)域320通常位于點302b與302c之間，該區(qū)域320可以具有與CO2的相對高的CP-值(或比熱容)對應的相對小的斜率。通常，在區(qū)域320中，CO2的溫度變化率在給定量的熱排放處可以變得更小。例如，當CO2的的溫度在點302b和302c對應的溫度之間時，CO2的溫度變化在給定量的熱排放處可以相對較小。因此，在沿著長度L3的對應于區(qū)域320的區(qū)域中，CO2的溫度變化可以相對較慢。
[0059]配置氣體冷卻器300的通用原則或者在氣體冷卻器300中處理冷卻流體的通用原則是，將第二冷卻流體入口 326和第二冷卻流體出口 328置放在氣體冷卻器300的沿著長度L3的位置上，該位置可以通常分別對應于點302b和302c。換句話說，第二冷卻流體入口326和第二冷卻流體出口 328的位置可以大約在一位置處，在該位置處CO2的溫度可以分別對應于在點302b和302c處的CO2的溫度。
[0060]通過將第二冷卻流體入口 326和第二冷卻流體出口 328置放在氣體冷卻器300的沿著長度L3的位置上，該位置通常分別對應于點302b和302c，可以將額外的冷卻流體(除了可以分別從第一冷卻流體入口和出口 322和324引入和引出氣體冷卻器300的冷卻流體之外)分別從第二冷卻流體入口 326和第二冷卻流體出口 328引入和引出氣體冷卻器300。如圖3中曲線304所示，因為在通常對應于區(qū)域320的氣體冷卻器300的部分處，額外的冷卻流體被引入氣體冷卻器300，所以在通常對應于區(qū)域320的氣體冷卻器300的部分處，可以減小氣體冷卻器300中冷卻流體的溫度變化率。結果，如曲線304所示，在通常對應于區(qū)域320的部分處，曲線304的斜率可以相對較小。因此,相比于沒有額外冷卻流體(例如，沿著線304，相比于在304a和304b之間的部分和/或在304c和304d之間的部分，在304b和304c之間的部分的斜率通常更小)的氣體冷卻器300的部分，可以減小冷卻流體中的溫度變化率。
[0061]冷卻流體的一部分可以被引導出第二冷卻流體出口 328。在一些實施例中，被引導出第二冷卻流體出口 328的冷卻流體的量可以與通過第二冷卻流體入口 326被引導入氣體冷卻器300的冷卻流體的量大約相同。在一些實施例中，可以理解，被引導出第二冷卻流體出口的冷卻流體的量可以與通過第二冷卻流體入口 326被引導入氣體冷卻器300的冷卻流體的量不同。在通過第二冷卻流體出口 328被引導出氣體冷卻器300的冷卻流體的部分之后，在氣體冷卻器300中的冷卻流體的溫度變化率可以是增加的。如曲線304所示，在點304c與304d之間的曲線304的部分的斜率，通常比在點304b與304c之間的曲線304的部分的斜率更高。
[0062]如曲線302和304所示，這樣的配置可以有助于在沿著氣體冷卻器300的整個長度L3上，維持/產生CO2與冷卻流體之間的溫差，并且有助于避免如圖2中所示的夾點235 (CO2與冷卻流體之間的熱交換大約為O處)。
[0063]在一些實施例中，在第二冷卻流體入口 326處引入的冷卻流體可以不同于在第一冷卻流體入口 322處引入的冷卻流體，可以理解，在第一和第二冷卻流體入口 322和326處引入的冷卻流體可以相同。在一些實施例中，在第二冷卻流體入口 326處引入氣體冷卻器300的冷卻流體的溫度可以與氣體冷卻器300內部流過第二冷卻流體入口 326的冷卻流體(該冷卻流體例如可以從第一冷卻流體入口 322處引入氣體冷卻器300)的溫度大約相同。因此，當冷卻流體經過第二冷卻流體入口 326被引入氣體冷卻器300時，冷卻流體的溫度可以有最小起伏。
[0064]圖4A和4B示出了氣體冷卻器400，該氣體冷卻器400通常被配置為在CO2可以具有相對高的cp-值(或比熱容)處引入額外量的冷卻流體。氣體冷卻器400包括CO2通道410和冷卻流體通道420。CO2通道410中的CO2可以與冷卻流體通道420中的冷卻流體發(fā)生熱交換。氣體冷卻器400可以是逆流型熱交換器。如圖4A中的箭頭所示，CO2的流動方向通常逆向于，比如相對于，冷卻流體的流動方向。
[0065]CO2通道410具有CO2入口 412和CO2出口 414。冷卻流體通道420具有沿著氣體冷卻器400的長度L4分別安排的第一冷卻流體入口 422，第二冷卻流體入口 426，第二冷卻流體出口 428和第一冷卻流體出口 424。參考圖3，在一些實施例中，第二冷卻流體入口 426和第二冷卻流體出口 428可以被置放在沿著長度L4上分別對應于點302b和302。的位置，例如，第二冷卻流體入口 426和第二冷卻流體出口 428的位置可以被置放在沿著長度L4，在CO2的溫度分別對應于點302b和302c處。
[0066]如圖4A所示，第一冷卻流體入口 422，第二冷卻流體入口 426，第二冷卻流體出口428以及第一冷卻流體出口 424都與冷卻流體通道420流體連通。第一冷卻流體入口 422和第二冷卻流體出口 428可以被配置為接收來自，例如，不同來源的冷卻流體，冷卻流體可以在冷卻流體通道420中混合在一起。
[0067]冷卻流體可以從第一冷卻流體出口 424和/或第二冷卻流體出口 428處被引導出冷卻流體通道420。被引導出第一冷卻流體出口 424和/或第二冷卻流體出口 428的冷卻流體可以被引導到，例如，用于提供熱，熱水或其他合適公用事業(yè)的各種終端設備。
[0068]在操作中，當冷卻流體被引導入第二冷卻流體入口 426時，該冷卻流體可以與從第一冷卻流體入口 422流入的冷卻流體混合。額外的冷卻流體增加了冷卻流體的總質量，因此可以幫助減少在第二冷卻流體入口 426與第二冷卻流體出口 428之間部分的冷卻流體的溫度變化率。相應地，氣體冷卻器400可以幫助維持氣體冷卻器400中在0)2可以具有相對高的cp-值(或比熱容)處的CO2的溫差，與圖3中所示的相似。
[0069]圖5示出了氣體冷卻器500的另一個實施例的示意圖，該氣體冷卻器500被配置為在CO2可以具有相對高的CP-值(或比熱容)處引入額外量的冷卻流體，該氣體冷卻器500包括制冷劑通道510以及冷卻流體通道520，制冷劑通道510被配置為接收例如C02。冷卻流體通道520包括處于流體連通的第一冷卻流體入口 522和第一冷卻流體出口 524，以便形成貫穿主要流體通道520的第一冷卻流體路徑521。冷卻流體可以在制冷劑通道510中與CO2進行熱交換。
[0070]氣體冷卻器500被配置為包括第二冷卻流體路徑530。第二冷卻流體路徑530具有在長度方向上的長度L6，該長度方向由氣體冷卻器500的長度L5限定。長度L6通常比長度L5短。第二冷卻流體路徑530可以被置放在第一冷卻流體入口 522與第一冷卻流體出口 524之間的第一冷卻流體路徑521內部，并通常占據氣體冷卻器500的中間部分。參考圖3，在一些實施例中，第二冷卻流體路徑530的長度L6和第二冷卻流體路徑530的位置可以被配置為對應于區(qū)域320，該區(qū)域320通常具有相對大的cp-值(或比熱容)。
[0071]第二冷卻流體路徑530包括第二冷卻流體入口 532和第二冷卻流體出口 534，第二冷卻流體入口 532和第二冷卻流體出口 534形成貫穿第二冷卻流體路徑530的流體連通。第二冷卻流體路徑530通常與第一冷卻流體路徑521相隔離，并不與第一冷卻流體路徑521形成流體連通。在一些實施例中，在第二冷卻流體路徑530中的冷卻流體可以與在第一冷卻流體路徑521中的冷卻流體不同。
[0072]在操作中，當冷卻流體被引導入第二冷卻流體路徑530時，第二冷卻流體路徑530中的冷卻流體也可以與制冷劑通道510中的CO2進行熱交換，和/或與第一冷卻流體路徑521中的冷卻流體進行熱交換。因此，可以減少在氣體冷卻器500的中間部分(沿著長度L6)處，第一冷卻流體路徑521中的冷卻流體的溫度變化和/或第二冷卻流體路徑530中的冷卻流體的溫度變化。相應地，氣體冷卻器500可以幫助維持氣體冷卻器500中在CO2可以具有相對高的cp-值(或比熱容)處的CO2的溫差，與圖3中所示的相似。
[0073]本實用新型實施例所公開的氣體冷卻器可以與例如熱泵一起使用，以加熱工作流體，比如水。圖6示出了可以使用CO2作為制冷劑的熱泵系統(tǒng)600的一個實施例。熱泵系統(tǒng)600通常包括壓縮機610，氣體冷卻器620，膨脹裝置630以及蒸發(fā)器640。熱泵系統(tǒng)600也可以包括其他部件，比如液體/氣體分離器650以及媒介熱交換器660。
[0074]在如圖6所示的實施例中，氣體冷卻器620可以被配置為與圖4A和4B中所示的氣體冷卻器400相似?？梢岳斫獾氖?，也可以使用包括如圖5所示的氣體冷卻器500的其他實施例。
[0075]氣體冷卻器620被配置為包括第一冷卻流體入口 622，第二冷卻流體入口 626，第二冷卻流體出口 628和第一冷卻流體出口 624。第一冷卻流體入口 622和第二冷卻流體入口 626可以被配置為接收來自不同來源的冷卻流體。例如，第一冷卻流體入口 622可以被配置為接收城市自來水。第二冷卻流體入口 626可以被配置為接收來自終端設備比如用于空間加熱的熱交換器670的水。第一冷卻流體出口 624可以被配置為引導被加熱的水到例如熱水存儲槽以使用。第二冷卻流體出口 628可以被配置為引導被加熱的水到空間加熱熱交換器670。
[0076]所公開的各個實施例通?？梢詭椭S持貫穿氣體冷卻器整個長度的制冷劑(也就是CO2)與冷卻流體之間的熱交換。所公開的各個實施例可以被制造為單個氣體冷卻器，這樣則減少了制造和/或安裝成本。氣體冷卻器也可以被配置為接收來自不同來源的冷卻流體，并幫助以相對高的熱傳遞效率將冷卻流體分配用于不同應用。
[0077]可以理解的是，熱泵系統(tǒng)600的配置只是示例性的。氣體冷卻器620可以被配置為接收冷卻流體和/或引導冷卻流體到其他合適的設備或用于其它公用事業(yè)。
[0078]方面I至3中的任意一個可以與方面4至13中的任意一個合并。方面4至8中的任意一個可以與方面9至13中的任意一個合并。
[0079]方面1、氣體冷卻器，包括:
[0080]氣體通道，包括氣體入口和氣體出口 ；
[0081]冷卻流體通道；
[0082]第一冷卻流體入口和第一冷卻流體出口，第一冷卻流體入口與第一冷卻流體出口流體連通；以及，
[0083]第二冷卻流體入口和第二冷卻流體出口，第二冷卻流體入口與第二冷卻流體出口流體連通；
[0084]其中，氣體冷卻器具有長度，氣體通道和冷卻流體通道沿著該長度具有熱交換關系，
[0085]第二冷卻流體入口，被配置為引導冷卻流體在第一冷卻流體入口和第一冷卻流體出口之間的第一位置處進入氣體冷卻器，
[0086]第二冷卻流體出口，被配置為在第一冷卻流體入口和第一冷卻流體出口之間的第二位置處將冷卻流體引導出氣體冷卻器，以及，
[0087]沿著上述長度，第一位置比第二位置更靠近第一冷卻流體入口。
[0088]方面2、根據方面I的氣體冷卻器，其中，第一冷卻流體入口，第二冷卻流體入口，第二冷卻流體出口和第二冷卻流體入口在冷卻流體通道中均處于流體連通。
[0089]方面3、根據方面1-2的氣體冷卻器，其中，第一冷卻流體入口和第一冷卻流體出口形成第一冷卻流體路徑，第二冷卻流體入口和第二冷卻流體出口形成第二冷卻流體路徑，第一冷卻流體路徑和第二冷卻流體路徑相分離。
[0090]方面4、使用CO2作為制冷劑的HVAC系統(tǒng)，包括:
[0091]壓縮機；
[0092]氣體冷卻器，該氣體冷卻器被配置為接收來自壓縮機的被壓縮后的CO2 ；
[0093]氣體冷卻器包括:
[0094]氣體通道，包括氣體入口和氣體出口 ；
[0095]冷卻流體通道；
[0096]第一冷卻流體入口和第一冷卻流體出口，第一冷卻流體入口與第一冷卻流體出口流體連通；以及，
[0097]第二冷卻流體入口和第二冷卻流體出口，第二冷卻流體入口與第二冷卻流體出口流體連通；
[0098]其中，氣體冷卻器具有長度，氣體通道和冷卻流體通道沿著該長度具有熱交換關系，
[0099]第二冷卻流體入口，被配置為引導冷卻流體在第一冷卻流體入口和第一冷卻流體出口之間的第一位置處進入氣體冷卻器，
[0100]第二冷卻流體出口，被配置為在第一冷卻流體入口和第一冷卻流體出口之間的第二位置處將冷卻流體引導出氣體冷卻器，以及，
[0101]在長度方向上，第一位置距離第一冷卻流體比第二位置距離第一冷卻流體入口更近。方面5、根據方面4的HVAC系統(tǒng)，其中第一冷卻流體入口，第二冷卻流體入口，第二冷卻流體出口和第二冷卻流體入口在冷卻流體通道中均處于流體連通。
[0102]方面6、根據方面4-5的HVAC系統(tǒng)，其中，第一冷卻流體入口和第一冷卻流體出口形成第一冷卻流體路徑，第二冷卻流體入口和第二冷卻流體出口形成第二冷卻流體路徑，第一冷卻流體路徑和第二冷卻流體路徑相分離。
[0103]方面7、根據方面4-6的HVAC系統(tǒng)，其中第一冷卻流體入口被配置為接收自來水。
[0104]方面8、根據方面4-7的HVAC系統(tǒng)，其中第二冷卻流體入口被配置為接收來自空間加熱器的冷卻流體。
[0105]方面9、管理氣體冷卻器中的冷卻流體的方法，包括:
[0106]引導被壓縮的氣體進入氣體冷卻器的氣體入口，并朝向氣體出口 ；
[0107]引導第一冷卻流體進入氣體冷卻器的第一冷卻流體入口 ；以及
[0108]引導第二冷卻流體進入氣體冷卻器的第二冷卻流體入口，其中在沿著氣體冷卻器的長度上，第一冷卻流體入口相比于第二冷卻流體入口更遠離氣體冷卻器的氣體入口。
[0109]方面10、根據方面9的方法，進一步包括:
[0110]將第一冷卻流體從第一冷卻流體出口引導出氣體冷卻器；以及
[0111]將第二冷卻流體從第二冷卻流體出口引導出來。
[0112]方面11、根據方面9-10的方法，其中第一冷卻流體和第二冷卻流體為相同類型的冷卻流體。
[0113]方面12、根據方面9-11的方法，其中第一冷卻流體和第二冷卻流體在氣體冷卻器內部相混合。
[0114]方面13、根據方面9-12的方法，其中第一冷卻流體和第二冷卻流體通過第一冷卻流體路徑和第二冷卻流體路徑被弓I導，第一冷卻流體路徑和第二冷卻流體路徑相分離。
[0115]對于上述描述，可以理解的是，在不脫離本實用新型范圍的情況下，可以對細節(jié)進行改變。說明書以及描述的實施例應該被考慮為只是示例性的，權利要求的廣泛的含義表明了本實用新型的真實范圍和精神。
【權利要求】
1.氣體冷卻器，其特征在于，包括: 氣體通道，包括氣體入口和氣體出口 ； 冷卻流體通道； 第一冷卻流體入口和第一冷卻流體出口，所述第一冷卻流體入口與所述第一冷卻流體出口流體連通；以及， 第二冷卻流體入口和第二冷卻流體出口，所述第二冷卻流體入口與所述第二冷卻流體出口流體連通； 其中所述氣體冷卻器具有長度，所述氣體通道和所述冷卻流體通道沿著所述長度具有熱交換關系， 所述第二冷卻流體入口，引導冷卻流體在所述第一冷卻流體入口和所述第一冷卻流體出口之間的第一位置處進入所述氣體冷卻器， 所述第二冷卻流體出口，在所述第一冷卻流體入口和所述第一冷卻流體出口之間的第二位置處將冷卻流體引導出所述氣體冷卻器，以及， 沿著所述長度，所述第一位置比所述第二位置更靠近所述第一冷卻流體入口。
2.根據權利要求1所述的氣體冷卻器，其特征在于，所述第一冷卻流體入口、所述第二冷卻流體入口、所述第二冷卻流體出口和所述第二冷卻流體入口在所述冷卻流體通道中均處于流體連通。
3.根據權利要求1所述的氣體冷卻器，其特征在于，所述第一冷卻流體入口和所述第一冷卻流體出口形成第一冷卻流體路徑，所述第二冷卻流體入口和所述第二冷卻流體出口形成第二冷卻流體路徑，所述第一冷卻流體路徑和所述第二冷卻流體路徑相分離。
4.根據權利要求1至3中任一所述的氣體冷卻器，其特征在于，所述第一冷卻流體入口和所述第二冷卻流體入口接收來自不同來源的冷卻流體，該不同來源的冷卻流體在所述冷卻流體通道中相混合。
5.根據權利要求1至3中任一所述的氣體冷卻器，其特征在于，所述氣體冷卻器為逆流型熱交換器。
6.供暖、通風和空調HVAC系統(tǒng)，其特征在于，包括: 壓縮機； 氣體冷卻器，接收來自所述壓縮機的被壓縮后的CO2 ； 所述氣體冷卻器包括: 氣體通道，包括氣體入口和氣體出口 ； 冷卻流體通道； 第一冷卻流體入口和第一冷卻流體出口，所述第一冷卻流體入口與所述第一冷卻流體出口流體連通；以及， 第二冷卻流體入口和第二冷卻流體出口，所述第二冷卻流體入口與所述第二冷卻流體出口流體連通； 其中，所述氣體冷卻器具有長度，所述氣體通道和所述冷卻流體通道沿著所述長度具有熱交換關系， 所述第二冷卻流體入口，引導冷卻流體在所述第一冷卻流體入口和所述第一冷卻流體出口之間的第一位置處進入所述氣體冷卻器， 所述第二冷卻流體出口，在所述第一冷卻流體入口和所述第一冷卻流體出口之間的第二位置處將冷卻流體引導出所述氣體冷卻器，以及， 沿著所述長度，所述第一位置比所述第二位置更靠近所述第一冷卻流體入口。
7.根據權利要求6所述的HVAC系統(tǒng)，其特征在于，所述第一冷卻流體入口、所述第二冷卻流體入口、所述第二冷卻流體出口和所述第二冷卻流體入口在所述冷卻流體通道中均處于流體連通。
8.根據權利要求6所述的HVAC系統(tǒng)，其特征在于，所述第一冷卻流體入口和所述第一冷卻流體出口形成第一冷卻流體路徑，所述第二冷卻流體入口和所述第二冷卻流體出口形成第二冷卻流體路徑，所述第一冷卻流體路徑和所述第二冷卻流體路徑相分離。
9.根據權利要求6至8中任一所述的HVAC系統(tǒng)，其特征在于，所述第一冷卻流體入口接收自來水。
10.根據權利要求6至8中任一所述的HVAC系統(tǒng)，其特征在于，所述第二冷卻流體入口接收來自空間加熱器的冷卻流體。
【文檔編號】F25B39/00GK204141898SQ201420468606
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權日:2013年8月19日
【發(fā)明者】張龍 申請人:特靈空調系統(tǒng)(中國)有限公司, 特靈國際有限公司