[发明专利]气体冷却器

说明书

提供了配置为在气体冷却器中CO₂可具有相对高的比热容处减少冷却流体的温度变化的方法、系统和设备。额外的冷却流体可以引入到CO₂可具有相对高的比热容处，以减少冷却流体的温度变化。通过在CO₂可具有相对高的比热容处减慢冷却流体的温度变化，可以维持和/或产生气体冷却器中的CO₂与冷却流体之间的温差，这有助于CO₂与冷却流体之间的热交换。

技术领域

本公开在此通常涉及供暖、通风和空调(“HVAC”)系统。更具体地，本公开在此涉及HVAC系统中使用CO₂作为制冷剂的热泵的气体冷却器。通常，所描述的方法，系统和设备旨在帮助提高CO₂热泵的气体冷却器的热交换效率。

背景技术

由于例如全球环境顾虑，自然的工作流体(比如CO₂)已经越来越多地作为制冷剂使用在HVAC系统中，比如，在HVAC系统的热泵系统中。使用自然的工作流体(比如CO₂)可以帮助减少例如HVAC系统的全球变暖潜势(GWP)。

典型的CO₂热泵系统包括配置为压缩CO₂的压缩机。被压缩的CO₂可以被引导入气体冷却器。在气体冷却器中，被压缩的CO₂可以将热排放给例如冷却流体(比如水)，并降低被压缩CO₂的温度。CO₂于是可以被引导入膨胀装置，然后进入蒸发器从而与加工流体(比如空气或水)进行热交换。加工流体可以用于例如为建筑物的室内空间提供空调。冷却流体(比如水)在气体冷却器中被加热之后，可以用于例如提供热的公用水。气体冷却器中的热排放过程可以发生在高于CO₂的临界点的温度，因此，这种热泵系统可以被称为跨临界系统。

发明内容

提供了配置为使用自然工作流体、尤其是CO₂帮助增加HVAC系统中的热交换效率的方法、系统和设备。应当理解的是，本文公开的实施例可以与其它类型的自然工作流体一起使用。

在一些实施例中，在气体冷却器中CO₂可具有相对高的cp-值(或者比热容)处可以减少冷却流体的温度变化。在一些实施例中，额外量的冷却流体可以在CO₂可具有相对高的cp-值(或者比热容)处被引入气体冷却器，以减少冷却流体的温度变化。通过在CO₂可具有相对高的cp-值(或者比热容)处减慢冷却流体的温度变化，可以维持和/或产生气体冷却器中的CO₂与冷却流体之间的温差，这有助于改善CO₂与冷却流体之间的热交换。

在一些实施例中，气体冷却器可包括具有气体入口和气体出口的气体通道，以及冷却流体通道。冷却流体通道可包括第一冷却流体入口和第一冷却流体出口，其中第一冷却流体入口与第一冷却流体出口可以是流体连通的。冷却流体通道还可包括第二冷却流体入口和第二冷却流体出口，其中第二冷却流体入口与第二冷却流体出口是流体连通的。气体冷却器具有长度，气体通道和冷却流体通道沿着该长度具有热交换关系。

在一些实施例中，第二冷却流体入口可以配置为引导冷却流体在第一冷却流体入口和第一冷却流体出口之间的第一位置处进入气体冷却器。在一些实施例中，第二冷却流体出口可以配置为在第一冷却流体入口和第一冷却流体出口之间的第二位置处将冷却流体引导出气体冷却器。在一些实施例中，沿着该长度，第一位置可以比第二位置更靠近第一冷却流体入口。

在一些实施例中，第一冷却流体入口、第二冷却流体入口、第二冷却流体出口和第二冷却流体出口可均与冷却流体通道流体连通。冷却流体可以从第一和/或第二流体入口被引导进入冷却流体通道，并且在冷却流体通道内混合。冷却流体还可以从第一和/或第二流体出口被引导出冷却流体通道。