安装在台座内的制冷系统

申请号 CN201080003309.6 申请日 2010-09-29 公开(公告)号 CN102713464B 公开(公告)日 2014-09-10
申请人 赛默飞世尔科技(阿什维尔)有限责任公司; 发明人 A·布朗; W·莫里斯; T·斯威夫特; T·怀特;
摘要 本 发明 提供了用于同一个超低温冷冻装置(10)一起使用的一种制冷系统(20),该冷冻装置具有一个台座(14)和 支撑 在该台座(14)上的制冷箱室(16)。该系统(20)具有一个第一制冷级(24)和一个第二制冷级(26)。该第一级(24)限定了一个用于循环第一制冷剂(34)的第一 流体 回路 。该第一级(24)具有一个第一 压缩机 (50)、一个 冷凝器 (54)、以及与第一流体回路处于流体连通的一个第一膨胀装置(58)。该第二级(26)限定了一个用于循环第二制冷剂(36)的第二流体回路。该第二级(26)具有一个第二压缩机(70)、一个第二膨胀装置(74)以及与第二流体回路处于流体连通的一个 蒸发 器 (78)。该系统(20)包括一个支撑在该台座(14)内的 隔热 外壳 (150)以及一个分流式 热交换器 (44),该分流式热交换器与该第一和第二流体回路处于流体连通并且它被 定位 在该隔热外壳(150)之内。
权利要求

1.一种制冷系统(20),该制冷系统用于同一个超低温冷冻装置(10)一起使用,该冷冻装置具有一个台座(14)和支撑在该台座(14)上的一个制冷箱室(16),该制冷系统包括:
一个第一制冷级(24),该第一制冷级限定了用于循环一种第一制冷剂(34)的一个第一流体回路,该第一制冷级(24)具有一个第一压缩机(50)、一个冷凝器(54)、以及与该第一流体回路处于流体连通的一个第一膨胀装置(58);
一个第二制冷级(26),该第二制冷级限定了用于循环一种第二制冷剂(36)的一个第二流体回路,该第二制冷级(26)具有一个第二压缩机(70)、一个第二膨胀装置(74)、以及与该第二流体回路处于流体连通的一个蒸发器(78),其特征在于:
一个隔热外壳(150),该隔热外壳支撑在该台座(14)之内;以及
一个分流式热交换器(44),该分流式热交换器与该第一和第二流体回路处于流体连通并且被定位在该隔热外壳(150)之内。
2.如权利要求1所述的制冷系统(20),其中,该分流式热交换器(44)包括多个叠放的板(160),该多个叠放的板限定了使该第一和第二制冷剂(34、36)通过该热交换器(44)的多个流动路径。
3.如权利要求2所述的制冷系统(20),其中,该热交换器(44)包括一种硬钎焊的板式热交换器。
4.如权利要求1-3中任一项所述的制冷系统(20),其中,该分流式热交换器(44)的一个纵向尺寸是在该隔热外壳(150)内竖直取向的。
5.如权利要求1-3中任一项所述的制冷系统(20),其中,该第一制冷剂(34)邻近该分流式热交换器(44)的一个下部进入其中并且邻近该分流式热交换器的一个上部流出该分流式热交换器(44),这样使得该第一制冷剂(34)总体上在该分流式热交换器(44)内在一个向上的方向中流动。
6.如权利要求1-3中任一项所述的制冷系统(20),其中,该第二制冷剂(36)邻近该分流式热交换器的一个上部的进入该分流式热交换器(44)并且邻近该分流式热交换器的一个下部流出该分流式热交换器(44),这样使得该第二制冷剂(36)总体上在该分流式热交换器(44)内在一个向下的方向中流动。
7.如权利要求1-3中任一项所述的制冷系统(20),其中,该分流式热交换器(44)是属于一种逆流的类型。
8.如权利要求1-3中任一项所述的制冷系统(20),其中,该第一膨胀装置(58)被定位在该隔热外壳(150)之内。
9.如权利要求1-3中任一项所述的制冷系统(20),其中,该第一制冷级(24)进一步具有与该第一流体回路处于流体连通的一个第一储能器(116),其中该第一储能器(116)被定位于该隔热外壳(150)之内。
10.一种超低温冷冻装置(10),包括:
一个台座(14);
一个支撑在该台座(14)上的制冷箱室(16);以及
一个根据权利要求1-9中任一项的制冷系统(20)。
11.一种运行超低温冷冻装置(10)的方法,该超低温冷冻装置具有一个台座(14),支撑在台座上方的一个制冷箱室(16),以及台座(14)内的一个隔热外壳,该方法包括:
将一种第一制冷剂(34)循环通过一个制冷系统(20)的一个第一级(24)的一个第一压缩机(50)、一个冷凝器(54)、以及一个第一膨胀装置(58);
将一种第二制冷剂(36)循环通过该制冷系统(20)的一个第二级(26)的一个第二压缩机(70)、一个第二膨胀装置(74)、以及一个蒸发器(78),并且
将该第一或者第二制冷剂(34、36)中至少一个的一股流在该冷冻装置(10)的台座(14)中的隔热外壳内分为多股流(34a、36a),对该多股流相对于该第一或者第二制冷剂中的另一个的一股或多股流(34a、36a)进行安排以便在该第一和第二制冷剂(34、36)之间交换热量。
12.如权利要求11所述的方法,其中,对该第一或者第二制冷剂(34、36)中的该至少一个的该股流进行分流包括沿着多股总体上平行的流(34a、36a)引导该第一或者第二制冷剂中(34、36)中的该至少一个。
13.如权利要求11所述的方法,其中,对该第一或者第二制冷剂(34、36)中的该至少一个的该股流进行分流包括使第一或者第二制冷剂中(34、36)中的该至少一个紊流地流动。
14.如权利要求11所述的方法,进一步包括:
对该第一或者第二制冷剂(34、36)的多股对应的流沿着对应的第一和第二多股流(34a、36a)进行分流,该第一和第二多股流(34a、36a)是彼此相对安排的以便在该第一和第二制冷剂(34、36)之间交换热量。
15.如权利要求11至13中任一项所述的方法,其中,对该第一或者第二制冷剂(34、
36)中的该至少一个的该股流进行分流包括沿着多个彼此间隔开的平行板(160)引导该第一或者第二制冷剂(34、36)中的该至少一个。
16.如权利要求11至13中任一项所述的方法,其中,对该第一或者第二制冷剂(34、
36)中的该至少一个的该股流进行分流包括使该第一制冷剂(34)在一个总体上向上的方向中流动。
17.如权利要求11至13中任一项所述的方法,其中,对该第一或者第二制冷剂(34、
36)中的至少一个的该股流进行分流包括使该第二制冷剂(36)在一个总体上向下的方向中流动。
18.如权利要求11-13中任一项所述的方法,进一步包括:
将该第一制冷剂(34)的一种液态形式或者该第二制冷剂(36)的一种液态形式存储在隔热外壳(150)之内。

说明书全文

安装在台座内的制冷系统

技术领域

[0001] 本发明总体上涉及制冷系统,并且更具体地涉及与超低温冷冻装置一起使用的制冷系统。

背景技术

[0002] 已知制冷系统用于同称为“超低温冷冻装置”(“ULT”)类型的冷冻装置一起使用,这种冷冻装置被用来将它们的内部存储空间冷却到相对低的温度,例如像大约-80℃或者甚至更低。
[0003] 这种类型的已知制冷系统包括循环对应第一和第二制冷剂的两个级。第一级通过一个冷凝器能量(即热量)从第一制冷剂传递到周围环境,而第二级的第二制冷剂通过一个蒸发器从被冷却的空间(例如,箱室内部区)接收能量。热量是通过一个热交换器从第二制冷剂传递给第一制冷剂的,该热交换器与制冷系统的这两级处于流体连通。
[0004] 在上述这种类型的制冷系统中,热交换器可以具有一种单通的、卷曲的类型。然而,这种类型的热交换器典型地占据大空间以便允许在这些制冷剂之间的所希望类型的热交换。这些对于这些热交换器的空间和取向的要求迫使设计者将它们沿冷冻装置内室壁放置或者放置在其后、放置在冷冻装置外箱室前,典型地占用宝贵的冷却/储存空间因此不能用于冷却。
[0005] 除上述之外,能够在冷冻装置内室与冷冻装置外箱室的这些壁之间安排在这些热交换器周围的相对少量的隔热材料限制了这些热交换器的可达到的效率。确切地讲,相对少量的隔热材料被放置在这种类型的制冷系统的热交换器的周围,以便使热交换器损失的冷却/储存空间最小化。
[0006] 因此,对用于同超低温冷冻装置一起使用的制冷系统存在一种需求,即该制冷系统能够以相对大的效率来运行、并且它允许将该冷冻装置的冷却/储存空间最大化。

发明内容

[0007] 在一个实施方案中,提供了一种用于同超低温冷冻装置一起使用的制冷系统,该超低温冷冻装置具有一个台座和支撑在该台座上的制冷箱室。该系统具有一个第一制冷级和一个第二制冷级。该第一级限定了用于循环一种第一制冷剂的一个第一流体回路。该第一级具有一个第一压缩机、一个冷凝器、以及与该第一流体回路处于流体连通的一个第一膨胀装置。该第二级限定了用于循环一种第二制冷剂的一个第二流体回路。该第二级具有一个第二压缩机、一个第二膨胀装置、以及与该第二流体回路处于流体连通的一个蒸发器。该系统包括一个隔热外壳以及一个分流式热交换器,该隔热外壳支撑在该台座内,该分流式热交换器与该第一和第二流体回路处于流体连通并且该分流式热交换器被定位在该隔热外壳之内。
[0008] 在一个实施方案中,该热交换器可以具有多个叠放的板,这些叠放的板限定了用于该第一和第二制冷剂通过该热交换器的多个流动路径。在一个具体的实施方案中,该热交换器是处于一种硬钎焊板式热交换器的形式。该热交换器可以在隔热外壳之内取向为使得其纵向尺寸总体上是竖直取向的。第一制冷剂可以邻近热交换器的下部的部分进入其中并且邻近其上部的部分流出热交换器,这样使得第一制冷剂总体上在热交换器内在一个向上的方向中流动。另外地或可替代地,第二制冷剂可以邻近热交换器的上部的部分进入其中并且邻其下部的部分流出热交换器,这样使得第二制冷剂总体上在热交换器内在一个向下的方向中流动。
[0009] 在多个具体的实施方案中,这种热交换器是属于一种逆流的类型。而且,第一膨胀装置可以定位在隔热外壳之内。此外,第一膨胀装置可以包括一个毛细管或一个中的至少一个。第一制冷级可以具有一个第一储能器,该第一储能器与第一流体回路处于流体连通。该第一储能器可以例如定位在隔热外壳之内。第一制冷级可以具有一个第一过滤器/干燥器,该第一过滤器/干燥器与第一流体回路处于流体连通并且支撑在台座之内。在一些实施方案中,该第一过滤器/干燥器定位在隔热外壳的外面。第二膨胀装置可以定位在隔热外壳的外面。另外地或可替代地,第二膨胀装置可以包括一个毛细管或一个阀门中的至少一个。在多个具体实施方案中,第二制冷级可以具有一个第二储能器,该第二储能器与第二流体回路处于流体连通。该第二储能器可以例如定位在隔热外壳的外面。可替代地,第二储能器可以定位在隔热外壳的里面。
[0010] 在另一个实施方案中,提供了一种同超低温冷冻装置一起使用的制冷系统,该冷冻装置具有一个台座和支撑在该台座上的制冷箱室。该系统包括一个第一制冷级和一个第二制冷级。该第一级限定了一个用于循环第一制冷剂的第一流体回路,其中该第一级具有一个第一压缩机、一个冷凝器、一个过滤器/干燥器、一个第一膨胀装置、以及与该第一流体回路处于流体连通的一个第一储能器。该第二级限定了一个用于循环第二制冷剂的第二流体回路,并且具有一个第二压缩机、一个第二过滤器/干燥器、一个第二膨胀装置、一个蒸发器、以及与该第二流体回路处于流体连通的一个第二储能器。该系统还包括一个隔热外壳以及一个分流式热交换器,该隔热外壳支撑在台座之内,该分流式热交换器与该第一和第二流体回路处于流体连通。该热交换器、该膨胀装置、该第一储能器、以及该第二过滤器/干燥器被定位在隔热外壳之内。
[0011] 在又另一个实施方案中,提供了一种超低温冷冻装置,该冷冻装置具有一个台座、支撑在该台座上的一个制冷箱室、以及与该制冷箱室处于热连通的一个制冷系统。该制冷系统包括一个第一制冷级,该第一制冷级限定了一个用于循环该第一制冷剂的第一流体回路,其中该第一级具有一个第一压缩机、一个冷凝器、以及与该第一流体回路处于流体连通的一个第一膨胀装置。该系统还包括一个第二制冷级,该第二制冷级限定了一个用于循环第二制冷剂的第二流体回路,其中该第二制冷级具有一个第二压缩机、一个第二膨胀装置、以及与该第二流体回路处于流体连通的一个蒸发器。该制冷系统的一个隔热外壳支撑在台座之内,并且一个分流式热交换器与该第一和第二流体回路处于流体连通并且被定位在隔热外壳之内。
[0012] 在另一个实施方案中,提供了一种用于运行超低温冷冻装置的方法。该方法包括通过该制冷系统的第一级的一个第一压缩机、一个冷凝器、以及一个第一膨胀装置来循环一种第一制冷剂。一种第二制冷剂通过该系统的第二级的一个第二压缩机、一个第二膨胀装置、以及一个蒸发器进行循环。第一或者第二制冷剂中至少一个的一股流在该冷冻装置的台座内被分流为多股流,相对于第一或者第二制冷剂中的另一个的一股或多股流对该多股流进行安排以便在该第一和第二制冷剂之间交换热量。该方法包括重新汇合该多股流以及将该冷冻装置的一个制冷箱室支撑在台座上。
[0013] 在一个具体实施方案中,该方法包括沿着总体上平行的多股流引导第一或者第二制冷剂中的至少一个的流。该方法可以是使得将第一或者第二制冷剂中的至少一个的流进行分流包括使第一或者第二制冷剂中的至少一个以紊流方式流动。另外地或可替代地,将第一或者第二制冷剂中的至少一个的流进行分流包括沿着彼此间隔开的多个平行板引导第一或者第二制冷剂中的至少一个。该方法可以包括使第一制冷剂在一个总体上向上的方向中流动和/或使该第二制冷剂在一个总体上向下的方向中流动。
[0014] 在一个具体实施方案中,该方法包括将第一制冷剂的一种液态形式或者的第二制冷剂的一种液态形式存储在同时对该多股流进行隔热的一个隔热外壳之内。该方法可以包括在一个阀门或者一个毛细管内膨胀第一制冷剂或者第二制冷剂。
[0015] 因此,在此说明的系统及相关的方法通过在冷冻装置的台座中具有一个热交换器而允许在该热交换器周围布置足够数量的隔热材料,由此获得与对常规的超低温冷冻装置所观察到的情况相比更高的效率。另外,在该冷冻装置的台座中具有热交换器允许将台座上的箱室内部区空间最大化。
[0016] 附图说明
[0017] 结合在本说明书中并且构成本发明书一部分的附图并且与以上给出的本发明的概述一起展示了本发明的多个实施方案,并且以下给出这些实施方案的详细说明用于解释本发明的原理。
[0018] 图1是根据该本发明的一个实施方案的超低温冷冻装置的局部断开的透视图。
[0019] 图2是用于同图1冷冻装置一起使用的制冷系统的示意图。
[0020] 图3是图1冷冻装置的台座的透视图。
[0021] 图4是展示了图3的台座的一个内部区部分的透视图。
[0022] 图5是图3至图4的台座内的一个隔热外壳的内部区部分的透视图。
[0023] 图6是展示了第一和第二制冷剂流动通过图2系统的示例性热交换器的示意拆分视图。
[0024] 具体实施方式
[0025] 参见这些附图并且更具体地参见图1,在此展示了一个根据本发明的一个实施方案的示例性制冷单元。图1的单元是处于一种超低温冷冻装置(“ULT”)10的形式,该冷冻装置具有一个台座14,该台座将一个用以储存需要冷却到例如大约-80℃或者更低的温度的物品的箱室16支撑在其上。箱室16进而包括一个箱室壳体16a和提供进入箱室16的内部区16c的通路的一个门16b。台座14支撑着共同限定了一个二级复叠制冷系统20(图2)的一个或者多个部件,该二级复叠制冷系统与箱室16热学意义上相互作用来冷却其内部区16c。如在此所使用的,术语“台座”是指定位在下方并且支撑箱室16的结构组件或者框架。在转让给本申请的受让人以及在此与其同时提交的题为“具有可变速压缩机的制冷系统(REFRIGERATION SYSTEM HAVING A VARIABLE SPEEDCOMPRESSOR)”(代理人卷号TFLED-226AUS)的美国专利申请序号12/570,348中说明了与系统20相似的一种示例性制冷系统。这个共同转让的申请的披露内容以其全文通过引用结合在此。
[0026] 参见图2至图5,在此展示了示例性制冷系统20的细节。系统20由一个第一级24和一个第二级26构成,该第一级和第二级对应地限定了用于循环一种第一制冷剂34和一种第二制冷剂36的第一和第二回路。多个传感器S1至S18被安排为用于感测系统20的不同状态和/或制冷剂34、36在系统20中的不同特性,而一个可通过控制器界面132访问的控制器130允许对系统20的运行进行控制。第一级24将能量(即热量)从第一制冷剂
34传递到周围环境40,而第二级26的第二制冷剂36从箱室内部区16c接收能量。热量是通过热交换器44从第二制冷剂36传递到第一制冷剂34的(图5),该热交换器与制冷系统
20的第一和第二级24、26处于流体连通。
[0027] 第一级24顺序地包括一个第一压缩机50、一个冷凝器54、以及一个第一膨胀装置58。一个扇62将环境空气引导经过一个过滤器54a穿过冷凝器54并且协助从第一制冷剂34到周围环境40的热量传递。第二级26同样顺序地包括一个第二压缩机70、一个第二膨胀装置74、以及一个蒸发器78。蒸发器78与箱室16的内部区16c(图1)处于热连通,这样使得热量是从内部区16c传递到蒸发器78,由此冷却了内部区16c。热交换器44在第一膨胀装置58和第一压缩机50之间与第一级24处于流体连 通。另外,热交换器44在第二压缩机70和第二膨胀装置74之间与第二级26处于流体连通。总体上讲,第一制冷剂34在冷凝器54中冷凝并且保持在液相中直至它在热交换器44内在某个点处蒸发。第一制冷剂蒸汽在返回冷凝器54前被第一压缩机50压缩。
[0028] 在工作时,第二制冷剂36通过蒸发器78接收来自内部区16c的热量并且通过一个管道90从蒸发器78流到该第二压缩机70。储能器装置92与管道90处于流体连通以便将处于气态形式的第二制冷剂36传递给第二压缩机70,同时以液态形式对其过量部分进行存储并且以一种受控的速率将它馈送给第二压缩机70。压缩的第二制冷剂36从第二压缩机70流过管道96并且进入将第一和第二级24、26彼此热学意义上连通的热交换器44中。第二制冷剂36以气体形式进入热交换器44并且在冷凝成液态形式的同时将热量传递给第一制冷剂34。在这个方面,例如,第一制冷剂34的流动可以是相对于第二制冷剂36反向流动的以便使热传递速率最大化。在一个具体的、非限制性的实例中,热交换器44是一种分流式硬钎焊板式散热器形式的、在台座14中竖直地取向(图1)、并且被设计为将第一和第二制冷剂34、36在热交换器44中的紊流量最大化,这进而使从第二制冷剂36到第一制冷剂34的热传递最大化。热交换器的其他类型或者配置同样是可能的。
[0029] 继续参见图2至图5,第二制冷剂36以液态形式从热交换器44中流出、通过其出口44a并且流经管道102、经过一个过滤器/干燥器单元103、然后通过第二膨胀装置74、并且然后回到第二级26的蒸发器78中,在蒸发器中它可以在从箱室内部区16c吸收热量的同时蒸发为气态形式。这个示例性实施方案的第二级26还包括一个用于润滑第二压缩机70的油路104。确切地讲,油路104包括一个与管道96处于流体连通的油分离器106以及一个将油引回进入第二压缩机70的回油管线108。另外地或可替代地,第二级26可以包括一个减温器装置110来使第二制冷剂36的排放流降温,并且该减温器装置与热交换器44上游的管道96处于流体连通。
[0030] 如上所讨论的,第一制冷剂34流过第一级24。确切地讲,第一制冷剂34从正在流经热交换器44的第二制冷剂36中接收热量、以气体形式通过其出口44b离开热交换器44并且沿着一对管道114、115流向第一压缩 机50。储能器装置116被定位在管道114和
115之间以便将处于气态形式的第一制冷剂34传递给第一压缩机50,同时以液态形式对其过量部分进行存储并且以一种受控的速率将它馈送给第一压缩机50。被压缩的第一制冷剂34从第一压缩机50经过一个管道118流动并且进入冷凝器54。在流过管道122、123、经过一个过滤器/干燥器单元126、并且进入第一膨胀装置58(在此第一制冷剂34经历了一个压下降)之前,第一制冷剂34在冷凝器54中随着它从气态形式冷凝到液态形式将热量传递给周围环境40。第一制冷剂34从第一膨胀装置58经过一个管道127流动返回进入热交换器44中(以液态形式进入其中)。
[0031] 继续参见图2至图5,支撑在台座14内的一个示例性隔热外壳150将上述这些部件中的一个或多个封闭,允许那些部件有足够的隔热,这进而相对于常规的制冷系统改进了系统20的效率。确切地讲,热交换器44支撑在隔热外壳150内并且被足够数量的隔热材料152所包围,以便获得所希望的热交换器44的效率平。另外,多个隔热体154(如泡沫)防止了在外壳150内的多个选定位置中各管道之间的接触、并且当外壳150进行发泡时将这些管道和其他部件定位。
[0032] 在这个示例性实施方案中,热交换器44总体上竖直地取向并且进一步使得第一制冷剂34在一个总体上向上的方向中流动而第二制冷剂36在一个总体上向下的方向中流动。更确切地说,第一制冷剂34邻近热交换器44的下部的部分进入其中并且邻近其上部的部分流出热交换器44。类似地,第二制冷剂36邻近热交换器44的下部的部分进入其中并且邻近热交换器44的下部的部分从其流出。如以上所讨论的,第一制冷剂34在热交换器44中从一种液态形式蒸发为一种气态形式,而第二冷却剂36在热交换器44中从一种气态形式冷凝到一种液态形式。
[0033] 而且在图2至图5的示例性实施方案中,隔热外壳150在它的内部区中支撑着第一级24的第一膨胀装置58。在这个实施方案中,第一膨胀装置58是处于一种毛细管的形式,尽管考虑到它可以改为采用另一种形式,如并且不具限制性,一个膨胀阀(未示出)。除第一膨胀装置58之外,如同第二级26的过滤器/干燥器单元103,第一级24的储能器装置116也支撑在隔热外壳150的内部区中。本领域的那些普通技术人员将容易地认识到可替代地或者作为定位在所展示的实施方案中的外壳150内部 的那些部件的一种替代方案,系统20的其他部件可以定位在隔热外壳150内部。
[0034] 在本领域的普通技术人员能够用于决定哪些部件包括在外壳150内的这些因素中有:特定部件在稳态运行状态下所期望的运行温度、考虑第一制冷剂34和第二制冷剂36的沸点和其他特征、所希望的保持箱室内部区16c的温度、不同的运行压力、以及类似的因素。例如,在具有所期望的大约-86℃的箱室温度和某些普通的制冷剂的ULT冷冻装置中,热交换器44被期望在大约-40℃处在稳态状态下工作。适合这些当前说明的实施方案的多种示例性制冷剂包括用于第一制冷剂34的可商购的对应名称为R404A的制冷剂,以及用于第二制冷剂36的R290和R508B的混合物。另外,在多个具体实施方案中,第一和第二制冷剂可以与一种油组合以便协助对应的压缩机50、70的润滑。例如并且不具限制性,第一制冷剂34可以与Mobil EAL Artic 32油组合并且第二制冷剂36可以与Zerol 150烷基苯油组合。在本披露的另一方面中,在附图中展示的这些部件的精确安排仅旨在是示例性而非限制性的。
[0035] 如以上所讨论的,图2至图5的实施方案中的热交换器44被定位在台座14内,并且更确切地说在隔热外壳150之内。适于在本发明中使用的一个示例性热交换器是从Danfoss A/S of Nordborgvej,Denmark可商购的#B3-C30-14-30-HQ-Q1Q2Q3(H1/4D)/Q4(H38D)型硬钎焊平板热交换器。在这些附图中展示的热交换器44被安排为使得以逆流的方式引导第一制冷剂34的多股总体上平行的流34a以及第二制冷剂36的多股总体上平行的流36a通过热交换器44以允许在第一和第二制冷剂34、36之间的热量交换(如图6所示)。为此,示例性热交换器44是处于一种包括多个叠放的平板160的分流式、硬钎焊平板式热交换器的形式,该多个叠放的平板彼此间隔开并且各自在其多个平表面上具有一个系列的通道160a。
[0036] 在相邻的平板160之间的这些对应的体积各自限定了一个腔室164、166,这些制冷剂34、36之一在这些腔室内流动。另外,以交替的方式安排这些腔室164、166使得两个相邻的腔室164、166对应地接收两种不同的制冷剂34、36的流动。在正常状态下,所期望的情况是每个通道164邻近其基部具有液态的第一制冷剂34,该液态的第一制冷剂随着第一制冷剂34向上移动而蒸发。在正常状态下,所期望的情况是每个通道166邻近其 顶部具有气态的第二制冷剂36,该气态的第二制冷剂随着第二制冷剂36向下移动而冷凝。液态制冷剂以及液/气态混合制冷剂的水平可以在多个通道164与多个通道166之间改变并且还可以在多个平行的通道164之间和多个平行的通道166之间改变。可以使用多种控制(未示出)来使具体的通道164或166全部被气态制冷剂或是全部被液态制冷剂所占据的情况最小化(除了在系统启动过程中)。
[0037] 在示例性热交换器44的一个方面中,这些平板160上的这些通道160a的形状被选择为以便协助在热交换器44内产生紊流,这进而使这些制冷剂34、36之间的热量传递最大化。例如并且不具限制性,这些通道160a可以是V字形的或者被成形为波纹板的皱褶。如在此使用的,术语“分流式”热交换器是指这样一种热交换器,该热交换器将第一或者第二制冷剂流中至少一个从一股单一的流分流为多股流,该多股流最终再次汇合成一股单一的流。
[0038] 虽然示例性热交换器44被安排为在此接收通过其中的第一和第二制冷剂34、36对应的多股流,可替代地,在此考虑了可以将一种不同类型的分流式热交换器44安排为使得只有这些制冷剂34或36之一能够对应地以多股流相对于另外一种制冷剂36或34而流动例如并且不具限制性,可替代的分流式热交换器44可以采用管壳式热交换器、鳍片板式热交换器、或者其他类型的热交换器的形式,这些其他类型的热交换器被安排为允许这些制冷剂34、36中的至少一种在逆流、交叉流动、或者平行流动安排中以多股流来流动。使用这些可替代类型的热交换器44中任一种被认为是落入本披露的范畴之内。另外,在图6展示的示例性热交换器44允许第一制冷剂34的多股流的流动,该多股流总体上彼此平行,并且允许第二制冷剂36的多股流的流动,该多股流同样彼此平行。在分流式热交换器44内的这种流动类型旨在是示例性而非限制性的。
[0039] 尽管已经通过不同实施方案的说明展示了本发明并且尽管已经非常详细地说明了这些实施方案,但申请人无意将所附权利要求书的范围局限于或以任何形式限制于此类细节中。本领域的普通技术人员将容易地想到另外的优点和改变。因此,本发明在其更广义的方面中并不限于这些具体的细节、代表性的装置和方法、以及所示出并说明的示意性实例。因此,可以脱离这些细节而不背离申请人的总体发明概念的精神或范畴。
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