[发明专利]两级单气体冷却器HVAC循环

说明书

本发明涉及一种用于冷却结构的冷却剂循环系统，其包括两级压缩机，该两级压缩机构造成压缩冷却剂。该两级压缩机具有带有第一级入口和第一级出口的第一级以及带有第二级入口和第二级出口的的第二级。第二级是相对于第一级的高压级。气体冷却器具有流体地连接到第二级出口的冷却剂入口且具有气体冷却器出口。气体冷却器出口流体地连接到热交换器和流体储存罐。该热交换器构造成冷却流体储存罐，并且具有流体地连接到第二级入口的热交换器冷却剂出口。流体储存罐具有流体地连接到蒸发器的冷却剂入口的流体储存罐出口。蒸发器的冷却剂出口流体地连接到压缩机的第一级入口。压缩机的第一级出口流体地连接到第二级入口。

技术领域

本公开大体上涉及供热、通风、空气调节和制冷(HVAC＆R)循环，并且更具体地涉及两级压缩节能循环，其包括集成的热交换器和制冷剂存储容积。

相关专利申请的交叉引用

本申请请求享有2019年6月12日提交的美国临时专利申请No.62/860445的优先权。

背景技术

典型的两级制冷系统利用节能器热交换器或闪蒸罐来获得高效的冷却性能并在高环境温度下维持对于运行所期望的排放压力和温度。将节能器热交换器或闪蒸罐并入到系统设计中通常会导致相对复杂和更昂贵的系统。对于如在超市中的应用，制冷系统通常包含多个压缩机和热交换器，并且并入节能器或闪蒸罐的设计已成为常规做法。相反，对于小型独立应用，系统复杂性和成本尤其显著。

对于诸如移动制冷系统、冰淇淋机等高效率小规模制冷实施方案，期望降低典型的中间冷却的制冷系统设计的复杂性和成本。

发明内容

在一个示例性实施例中，用于冷却结构的冷却剂循环系统包括两级压缩机，该两级压缩机构造成压缩冷却剂且具有带有第一级入口和第一级出口的第一级以及带有第二级入口和第二级出口的第二级，其中第二级是相对于第一级的高压级，气体冷却器具有流体地连接到第二级出口的冷却剂入口且具有流体地连接到热交换器和流体储存罐的气体冷却器出口，该热交换器构造成冷却流体储存罐，并且具有流体地连接到第二级入口的热交换器冷却剂出口，该流体储存罐具有流体地连接到蒸发器的冷却剂入口的流体储存罐出口，蒸发器的冷却剂出口流体地连接到压缩机的第一级入口，并且其中压缩机的第一级出口流体地连接到第二级入口。

在上述用于冷却结构的冷却剂循环系统的另一个实施例中，冷却剂循环是跨临界的冷却剂循环。

在上述用于冷却结构的冷却剂循环系统中的任一个的另一个实施例中，冷却剂是非合成冷却剂。

在上述用于冷却结构的冷却剂循环系统中的任一个的另一个实施例中，非合成冷却剂是R-744(CO₂)、R-290(丙烷)、R32(二氟甲烷)、R1234ze(E) (反式1,3,3,3-四氟丙烯)、R454B / R454A(二氟甲烷和2,3,3,3-四氟丙烯的混合物)、R1234yf(2,3,3,3-四氟丙烯)中的一种或以上的任何组合。

在上述用于冷却结构的冷却剂循环系统中的任一个的另一个实施例中，非合成冷却剂是CO₂。

用于冷却结构的上述冷却剂循环系统中的任一个的另一个实施例还包括在热交换器入口上游并且构造成控制冷却剂到热交换器中的流动的第一可控阀。

用于冷却结构的上述冷却剂循环系统中的任一个的另一个实施例还包括第一传感器，该第一传感器包括在热交换器出口的下游的温度传感器和压力传感器中的至少一个，并且其中控制器配置成至少部分地基于第一传感器的传感器输出来控制第一可控阀。

在上述用于冷却结构的冷却剂循环系统中的任一个的另一个实施例中，第一传感器在冷却剂合并点的上游，并且冷却剂合并点是来自热交换器出口和第一级出口的冷却剂的合并。