[发明专利]用于高环境温度的具有增强的过冷的跨临界系统

说明书

在某些实施例中，跨临界制冷系统通过使制冷剂循环通过系统来提供制冷。所述系统包括气体冷却器、热交换器、高压膨胀阀、闪蒸箱、制冷箱和压缩机。气体冷却器将制冷剂冷却到第一温度。热交换器将从气体冷却器流向高压膨胀阀的制冷剂冷却到第二温度。高压膨胀阀联接到与制冷箱联接的闪蒸箱。制冷箱联接到与气体冷却器联接的压缩机。气体冷却器和热交换器之间的膨胀阀可以冷却流向热交换器的制冷剂。在热交换器和气体冷却器之间的高压蒸气压缩机可以压缩从热交换器流向气体冷却器的制冷剂。

技术领域

本公开总体涉及一种制冷系统。更具体地说，本公开涉及用于在高环境温度下使用的用于跨临界系统的增强的过冷。

背景技术

制冷系统可用于调节封闭空间内的环境。可以使用各种类型的制冷系统(例如家用制冷系统和商业制冷系统)来维持封闭空间(如制冷箱)内的低温。为了维持制冷箱内的低温，制冷系统控制制冷剂在制冷系统中移动时的温度和压力。当控制制冷剂的温度和压力时，制冷系统消耗电力。通常期望有效地运行制冷系统以避免浪费能量。

发明内容

在某些实施方案中，跨临界制冷系统使制冷剂(例如二氧化碳(CO₂))循环通过系统以提供制冷。跨临界制冷系统包括气体冷却器、热交换器、高压膨胀阀、闪蒸箱、一个或多个制冷箱以及一个或多个压缩机。气体冷却器能够操作以将制冷剂冷却到第一温度。所述热交换器包括：联接到气体冷却器的第一制冷剂入口和第二制冷剂入口；联接到高压膨胀阀的第一制冷剂出口；以及联接到气体冷却器的第二制冷剂出口。热交换器能够操作以使用从第二制冷剂入口流向第二制冷剂出口的制冷剂冷却从第一制冷剂入口流向第一制冷剂出口的制冷剂。制冷剂被冷却到小于第一温度的第二温度。高压膨胀阀联接到闪蒸箱并降低从热交换器流向闪蒸箱的制冷剂的压力。闪蒸箱联接到一个或多个制冷箱，并且一个或多个制冷箱联接到一个或多个压缩机。一个或多个压缩机联接到气体冷却器。

在特定实施例中，膨胀阀联接在气体冷却器和热交换器的第二制冷剂入口之间。膨胀阀冷却流向热交换器的第二制冷剂入口的制冷剂。所述系统还可以包括联接在热交换器的第二制冷剂出口和气体冷却器之间的高压蒸气压缩机。高压蒸气压缩机压缩从热交换器的第二制冷剂出口流向气体冷却器的蒸气形式的制冷剂。

在特定实施例中，阀联接在气体冷却器、热交换器和高压膨胀阀之间。所述阀引导制冷剂朝向热交换器或朝向高压膨胀阀的流动。处理器可以控制阀。当环境温度高于阈值(例如，三十摄氏度)时，处理器可以控制阀以引导制冷剂朝向热交换器流动。

在特定实施例中，处理器控制膨胀阀以改变朝向热交换器流动的制冷剂的温度。处理器可以基于环境温度来改变朝向热交换器流动的制冷剂的温度。

在一些实施例中，用于跨临界制冷系统的过冷器(subcooler)包括热交换器。热交换器包括第一制冷剂入口和第二制冷剂入口以及第一制冷剂出口和第二制冷剂出口。热交换器能够操作以：在第一制冷剂入口处接收制冷剂(例如，二氧化碳(CO₂))，在第一制冷剂入口处接收的制冷剂包括第一温度；在第二制冷剂入口处接收制冷剂，在第二制冷剂入口处接收的制冷剂包括低于第一温度的第二温度；使用从第二制冷剂入口流向第二制冷剂出口的制冷剂将从第一制冷剂入口流向第一制冷剂出口的制冷剂冷却到小于第一温度的第三温度；将第一制冷剂出口处的制冷剂传输至联接到闪蒸箱的高压膨胀阀；并且将在第二制冷剂出口处的制冷剂传输到气体冷却器。

在特定实施例中，膨胀阀联接到热交换器的第二制冷剂入口。膨胀阀将从气体冷却器流向第二制冷剂入口的制冷剂冷却至第二温度。高压蒸汽压缩机可以联接到热交换器的第二制冷剂出口。高压蒸气压缩机压缩从热交换器的第二制冷剂出口流向气体冷却器的蒸气形式的制冷剂。

在特定实施例中，阀联接到热交换器的第二制冷剂入口。所述阀控制制冷剂朝向热交换器的第二制冷剂入口的流动。处理器可以控制阀以控制制冷剂朝向热交换器的第二制冷剂入口的流动。当环境温度高于阈值(例如，三十摄氏度)时，处理器可以引导制冷剂朝向热交换器的第二制冷剂入口的流动。