[發明專利]制冷系統和方法

在審

• 申請號: 201880049444.0
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN111373214A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 邁克爾·彼得森;古斯塔沃·波特克;塞繆爾·亞娜莫塔;羅納德·彼得·福格爾;安基特·塞蒂
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: F25B7/00
• 分類號: F25B7/00;F25B9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔣駿;陳嵐

本發明公開了復疊式制冷系統，該復疊式制冷系統包括：多個制冷單元，每個制冷單元包括第一制冷回路，每個第一制冷回路包括蒸發器和熱交換器；以及第二制冷回路；其中每個第一回路熱交換器被布置成在其相應的第一制冷回路和第二制冷回路之間傳遞熱能。

相關申請的交叉引用

本申請涉及并要求于2017年6月21日提交的美國臨時申請62/522,836和2017年6月21日提交的美國臨時申請62/522,846中的每個的優先權權益，這兩個美國臨時申請中的每個以引用方式并入本文。

技術領域

本公開涉及制冷系統和方法，具體地但不僅限于適合與低GWP制冷劑一起使用的制冷系統。

背景技術

制冷工業正面臨著越來越大的壓力(由于法規變動或其它原因)，需要用低全球變暖潛能值(GWP)制冷劑(諸如具有低于150的GWP的制冷劑)替換高GWP制冷劑(諸如R404A)。這在使用大量制冷劑的商業制冷系統中尤其重要。

過去的一種方法是使用低GWP制冷劑，諸如二氧化碳(R744)和烴制冷劑。然而，迄今已使用的此類方法可能會遭受顯著的安全和財務缺點，諸如：系統能量效率差，導致運行成本增加；系統復雜性高，導致初始系統成本高；系統可維護性和可靠性低，導致維護成本高；以及系統易燃性高。包括根據先前布置的高度易燃制冷劑的系統是尤其不利的，因為這些系統可能導致安全水平差；可能與監管法規限制相沖突；并且可能增加制冷系統操作者和制造商的責任。考慮到許多商業制冷應用(諸如超級市場冰箱、冷凍機和冷陳列柜)是公眾能夠接觸的，并且通常在人口稠密的空間中操作，因此安全性是特別令人關注的問題。

因此，申請人已經認識到，制冷工業繼續需要安全、穩健和可持續的方法來減少可與現有技術一起使用的高GWP制冷劑的使用。

圖1A示出了一種這樣的在先前使用的方法。圖1示出了通常用于超級市場中的商業制冷的制冷系統100。系統100是直接膨脹系統，其經由中溫制冷回路110和低溫制冷回路120提供中溫和低溫制冷兩者。

在圖1A中標記為100的典型先前配置中，中溫制冷回路110具有R134a作為其制冷劑。中溫制冷回路110提供中溫冷卻并且經由熱交換器130移除低溫制冷回路120的廢熱。中溫制冷回路110在頂板140、機房141與銷售區142之間延伸。另一方面，低溫制冷回路120具有R744作為其制冷劑。低溫制冷回路120在機室141與銷售地板142之間延伸。可用地，如上文所討論，R744具有低GWP。

然而，雖然圖1A中公開的類型的制冷系統可能夠提供良好的效率水平，但是申請人已經認識到這種類型的系統具有至少兩個主要缺點：第一，此類系統使用高GWP制冷劑R134a(R134a具有約1300的GWP)；第二，盡管此類系統的低溫部分使用低GWP制冷劑R744，但是該制冷劑表現出上述許多缺點，包括顯著的安全和財務缺點。

發明內容

本發明包括一種復疊式制冷系統，該系統包括：多個第一制冷回路，其中每個第一制冷回路包括易燃第一制冷劑、具有約2馬力(約1.5千瓦)或更小的馬力額定值(馬力額定值是輸入到壓縮機的功率的量度)的壓縮機，以及熱交換器，所述第一制冷劑在該熱交換器中冷凝；以及第二制冷回路，該第二制冷回路包含不易燃第二制冷劑，和蒸發器，在該蒸發器中，所述第二制冷劑在低于所述第一制冷劑冷凝溫度的溫度下蒸發，其中所述第二制冷劑通過從所述第一制冷劑吸收熱量來在所述熱交換器中蒸發。

本發明包括一種復疊式制冷系統，該系統包括：多個低溫制冷回路，其中每個第一低溫制冷回路包括易燃第一制冷劑、具有約2馬力或更小的馬力額定值的壓縮機、熱交換器，所述第一制冷劑在該熱交換器中在從約-5℃至約-15℃的溫度范圍內冷凝；以及中溫制冷回路，該中溫制冷回路包含不易燃中溫制冷劑，和蒸發器，所述中溫制冷劑在該蒸發器中在低于所述低溫制冷劑冷凝溫度并且在約-5℃至約-15℃的范圍內的溫度下蒸發，其中所述中溫制冷劑通過從所述低溫制冷劑吸收熱量來在所述熱交換器中蒸發。