CN109073257A - 风冷式致冷器液体循环套件 - Google Patents

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Abstract

一种用于液体循环系统的柔性容纳装置，所述柔性容纳装置包括：容器，所述容器包括入口和出口；以及阀门，所述阀门可操作地耦合至所述入口和出口中的至少一者，其中所述阀门被构造成部分地基于温度而在打开位置与闭合位置之间操作。

Description

风冷式致冷器液体循环套件
相关申请的交叉引用
本申请是国际专利申请，主张2016年4月7日提交的美国专利申请序列号62/319,343的优先权，所述美国专利申请全文并入本文中。
技术领域
目前公开的实施方案总体上涉及制冷系统，且更具体来说，涉及一种风冷式致冷器液体循环套件。
发明背景
在某些装置中，液体循环套件(即，泵、膨胀箱、阀门、附件等)用于致冷器。在这些应用中，膨胀箱通常与主水回路并联连接。膨胀箱通常包含绝缘电加热器，以防止其中包含的水和与其相关的导管由于膨胀箱周围的环境温度和气流而冻结。
发明内容
在一个方面中，提供一种致冷器。所述致冷器包括：冷却液回路，所述冷却液回路包括流动流；容纳回路，所述容纳回路与冷却液回路流体连通，所述容纳回路包括柔性容纳装置，所述柔性容纳装置包括入口、出口以及与流动流压力连通的容纳体积，并且其中所述容纳体积部分地基于流动流的温度而变化。
在一个实施方案中，柔性容纳装置还包括阀门，所述阀门与入口和出口中的至少一者流体连通，所述阀门被构造成部分地基于流动流的温度而在打开位置与闭合位置之间操作。
在一个实施方案中，阀门包括温控阀。在一个实施方案中，容纳回路还包括与入口流体连通的温度感测装置，所述温度感测装置被构造成测量温度数据；以及螺线管，所述螺线管可操作地耦合至温度感测装置和阀门，其中所述螺线管被构造成部分地基于温度数据而操作阀门。
在实施方案中，柔性容纳装置还包括绝缘材料，所述绝缘材料安置于包括柔性容纳装置内和柔性容纳装置周围中的至少一者的位置中。
在实施方案中，冷却液回路包括：泵送装置，所述泵送装置被构造成使流动流循环，所述泵送装置与出口流体连通；以及热交换器，所述热交换器与泵送装置和入口流体连通。
在一个方面中，提供一种用于液体循环系统的柔性容纳装置。所述柔性容纳装置包括：容器，所述容器包括入口和出口；以及阀门，所述阀门可操作地耦合至入口和出口中的至少一者，其中所述阀门被构造成部分地基于温度而在打开位置与闭合位置之间操作。在实施方案中，温度包括环境温度和容纳回路流动流内的温度中的至少一者。在实施方案中，阀门包括温控阀。在实施方案中，柔性容纳装置还包括螺线管，所述螺线管可操作地耦合至阀门；以及温度感测装置，所述温度感测装置可操作地耦合至螺线管，所述温度感测装置被构造成测量温度数据，并且其中螺线管被构造成部分地基于温度数据而操作阀门。
在实施方案中，柔性容纳装置还包括绝缘材料，所述绝缘材料安置于包括柔性容纳装置内和柔性容纳装置周围中的至少一者的位置中。绝缘材料安置于容器内或周围。
在一个方面中，提供一种操作与冷却液回路流体连通的柔性容纳装置的方法，所述柔性容纳装置包括：容器，所述容器包括入口、出口；以及阀门，所述阀门与入口和出口中的至少一者流体连通。所述方法包括使水流流过入口和出口，从而保持水流高于温度阈值。
在实施方案中，使水流流过入口和出口包括：测量水流的温度；确定水流的温度是否小于或等于温度阈值；以及如果水流的温度小于或等于温度阈值，则在打开位置操作阀门。在实施方案中，温度阈值大约是37华氏度。
附图说明
图1示出根据本公开的一个实施方案的制冷系统的示意图；
图2示出根据本公开的一个实施方案的致冷器的示意图；以及
图3示出根据本公开的一个实施方案的操作膨胀箱的方法的示意性流程图。
具体实施方式
为了促进对本公开的原理的理解，现将参考图中所示的实施方案并且将使用特定语言来描述所述实施方案。然而应理解，不旨在由此限制本公开的范围。
除了组装成本增加和效率损失之外，例如绝缘电加热器的额外材料会增加套件的成本。因此，需要一种膨胀箱，所述膨胀箱可以在不需要额外材料成本的情况下防止其中包含的水和与其相关的导管冻结。
图1描绘用于制冷系统的示例性应用。一般来说，这些系统可以应用于HVAC&R领域内和所述领域外的一系列环境中。制冷系统可以通过蒸汽压缩制冷、吸收制冷或热电致冷提供对数据中心、电气装置、冷冻室、冷却器或其它环境的冷却。然而，在目前考虑的应用中，制冷系统可以用于住宅、商业、轻工业、工业和任何其它应用中，用于加热或冷却例如住宅、建筑物、结构等的体积或封闭空间。此外，适当时，致冷系统可以用于工业应用中，用于各种流体的基本制冷和加热。
图1示出示例性应用，在此情况下是可以使用热交换器的用于建立环境管理的HVAC&R系统。建筑物10通过包括致冷器12的系统冷却。如图所示，致冷器12安置于建筑物10的屋顶上；然而，致冷器可以位于建筑物附近的其它设备室或区域中。致冷器12是实施制冷循环(如图2中所示)以冷却水的风冷装置。致冷器12容纳在单个结构内，所述单个结构包括制冷回路和例如泵、阀门和管道的相关设备。例如，致冷器12可以是单独整体式屋顶式机组。来自致冷器12的水通过水管14循环通过建筑物10。水管14被引导至空气处理器16，所述空气处理器可以位于个别楼层上以及建筑物10的区域内。
空气处理器16耦合至通风管道(未示出)，所述通风管道适于在空气处理器16之间分配空气并且可以从外部进气口(未示出)接收空气。空气处理器16包括热交换器，所述热交换器使来自致冷器12的冷水循环以提供冷却的空气。空气处理器16内的风扇通过热交换器吸入空气，并将调节后的空气引导至例如房间、公寓或办公室的建筑物10内的环境，以将所述环境保持在指定温度下。例如恒温器的控制装置(未示出)可以用于指定调节后的空气的温度。控制装置还可以用于控制空气通过空气处理器16以及从空气处理器16的流动。当然，系统可以包括其它装置，例如，调节水流和压力的控制阀，和/或感测水、空气等的温度和压力的温度换能器或开关。此外，控制装置可以包括：与其它建筑物控制或监控系统集成或与其它建筑物控制或监控系统分离的计算机系统；以及甚至远离建筑物10的系统。
图2示意性地描绘致冷器12的实施方案。致冷器12包括制冷回路18、冷却液回路20，以及与冷却液回路20流体连通的容纳回路21。在制冷回路18内，压缩机22操作以使工作流体循环通过第一热交换器24。工作流体可以是制冷剂，例如，制冷剂可以是基于氢氟烃(HFC)的R-410A、R-407C或R-134a，或者制冷剂可以是基于二氧化碳(R-744)或氨(R-717)或氢氟烯烃(HFO)的。压缩机22增加工作流体的压力，从而使工作流体变为过热蒸汽。过热蒸汽穿过第一热交换器24，在所述第一热交换器处所述过热蒸汽将热量排放到环境中。在穿过第一热交换器24之后，工作流体变成饱和液体。此液体通过膨胀阀26节流，在所述膨胀阀处所述液体闪蒸成液体和蒸汽混合物。此混合物随后穿过第二热交换器28，在所述第二热交换器处所述混合物从主水流吸收热量，由此降低主致冷器供水30的温度以用于冷却建筑物10。随着工作流体吸收热量，所述工作流体变成饱和蒸汽并且循环重复。
冷却液回路20包括泵送装置32，所述泵送装置包括泵入口34和泵出口36。主致冷器供水通过泵入口34进入泵送装置32并通过泵出口36离开，并且通过热交换器入口38进入第二热交换器28。在第二热交换器28内调节主致冷器供水之后，主致冷器供水通过热交换器出口36离开，在所述热交换器出口处主致冷器供水继续流出到水管14。
容纳回路21包括柔性容纳装置42 (即，膨胀箱)。柔性容纳电路42用于容纳主致冷器供水30由于热膨胀而在冷却液回路20内变化的体积。柔性容纳电路42通过进一步的空气压缩来容纳膨胀的主致冷器供水30，并且有助于在冷却液回路20内保持大致恒定的压力。在实施方案中，柔性容纳装置42可以是由金属构成的容器。在一些实施方案中，柔性容纳装置42可以是囊式容器。在实施方案中，柔性容纳装置42包括安置于容器内或周围的绝缘材料。
柔性容纳装置42包括入口44和出口46，以允许流体50 (例如，水)流过。入口44通过热交换器出口36与冷却液回路20流体连通，并且出口46通过泵入口34与冷却液回路20流体连通。柔性容纳装置42另外包括阀门48，所述阀门与入口42或出口46流体连通。阀门48被构造成部分地基于柔性容纳装置42内的流体50 (例如，水)的温度而打开和闭合。在实施方案中，阀门48包括温控阀。在另一实施方案中，阀门48可以通过温度感测装置和螺线管控制。
本公开的柔性容纳装置42被构造成在冷冻条件下操作而无需单独加热器(例如，电驱动的加热器)。例如，本公开的柔性容纳装置42被构造成减小柔性容纳装置42内的流体50 (例如，水)在系统内冻结的可能性，因为流体50通过柔性容纳装置42内的环境空气的温度保持较热，这归因于在柔性容纳装置42内或周围的绝缘材料(未示出)。
图3说明操作柔性容纳装置42以防止主致冷器供水在冷却液回路20内冻结的方法的实施方案。方法100包括测量主致冷器供水的温度的步骤102。例如，如果阀门48是位于入口42处的温控阀，则阀门48在主致冷器供水从第二热交换器28流到入口42时测量主致冷器供水的温度。
方法100还包括确定主致冷器供水的所测量温度是否小于或等于温度阈值的步骤104。在实施方案中，温度阈值大约是37华氏度(大约3摄氏度)。应了解，温度阈值可以大于或小于大约37华氏度(大约3摄氏度)。
如果主致冷器供水的温度大于温度阈值，则方法返回到步骤102以测量主致冷器供水的温度。如果主致冷器供水小于温度阈值，则存在主致冷器供水可能冻结系统并对系统造成损坏的可能性；因此，阀门48将打开以允许主致动器供水流过柔性容纳装置42。柔性容纳装置42内的流体50 (例如，水)能够基于柔性容纳装置42内的环境空气的温度以及柔性容纳装置42内或周围的绝缘材料(未示出)而变热。通过泵送装置32的上游和下游回路之间的压力差来提供水流。
因此，将了解，本公开提供一种改进的柔性容纳装置42，以在主致冷器供水的温度小于或等于冻结阈值的情况下允许流体50 (例如，水)在柔性容纳装置42内流动；由此降低对额外材料成本、组装成本的需要并减少效率损失。
尽管已在附图和前述描述中详细地示出和描述了本公开，但是所述描述应被视为说明性的而非限制性的，应理解，仅示出和描述了某些实施方案，并且落入本公开的精神内的所有更改和修改都应受到保护。

Claims (14)

1.一种致冷器，所述致冷器包括：
冷却液回路，所述冷却液回路包括流动流；
容纳回路，所述容纳回路与所述冷却液回路流体连通，所述容纳回路包括：
柔性容纳装置，所述柔性容纳装置包括：
入口；
出口；以及
与所述流动流压力连通的容纳体积；并且
其中所述容纳体积部分地基于所述流动流的压力而变化。
2.如权利要求1所述的致冷器，其中所述柔性容纳装置还包括阀门，所述阀门与所述入口和所述出口中的至少一者流体连通，所述阀门被构造成部分地基于所述流动流的温度而在打开位置与闭合位置之间操作。
3.如权利要求2所述的致冷器，其中所述阀门包括温控阀。
4.如权利要求1所述的致冷器，其中所述柔性容纳装置还包括绝缘材料，所述绝缘材料安置于包括所述柔性容纳装置内和所述柔性容纳装置周围中的至少一者的位置中。
5.如权利要求1所述的致冷器，其中所述容纳回路还包括：
温度感测装置，所述温度感测装置与所述入口流体连通；所述温度感测装置被构造成测量温度数据；
螺线管，所述螺线管可操作地耦合至所述温度感测装置和所述阀门；
其中所述螺线管被构造成部分地基于所述温度数据而操作所述阀门。
6. 如权利要求1所述的致冷器，其中所述冷却液回路包括：
泵送装置，所述泵送装置被构造成使所述流动流循环，所述泵送装置与所述出口流体连通；以及
热交换器，所述热交换器与所述泵送装置和所述入口流体连通。
7. 一种用于液体循环系统的柔性容纳装置，所述柔性容纳装置包括：
容器，所述容器包括入口和出口；以及
阀门，所述阀门可操作地耦合至所述入口和出口中的至少一者，其中所述阀门被构造成部分地基于温度而在打开位置与闭合位置之间操作。
8.如权利要求7所述的柔性容纳装置，其中所述阀门包括温控阀。
9. 如权利要求7所述的柔性容纳装置，所述柔性容纳装置还包括：
螺线管，所述螺线管可操作地耦合至所述阀门；以及
温度感测装置，所述温度感测装置可操作地耦合至所述螺线管，所述温度感测装置被构造成测量温度数据；
其中所述螺线管被构造成部分地基于所述温度数据而操作所述阀门。
10.如权利要求7所述的柔性容纳装置，所述柔性容纳装置还包括绝缘材料，所述绝缘材料安置于包括所述柔性容纳装置内和所述柔性容纳装置周围中的至少一者的位置中，绝缘材料安置于所述容器内或周围。
11.如权利要求7所述的柔性容纳装置，其中所述温度包括环境温度和容纳回路流动流内的温度中的至少一者。
12.一种操作与冷却液回路流体连通的柔性容纳装置的方法，所述柔性容纳装置包括：容器，所述容器包括入口、出口；以及阀门，所述阀门与所述入口和出口中的至少一者流体连通，所述方法包括：
(a) 使水流流过所述入口和所述出口；
(b) 保持所述水流高于温度阈值。
13.如权利要求12所述的方法，其中步骤(a)包括：
(i) 测量所述柔性容纳装置处的所述水流的温度；
(ii) 确定所述水流的所述温度是否小于或等于所述温度阈值；以及
(iii) 如果所述水流的所述温度小于或等于所述温度阈值，则在打开位置操作所述阀门。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述温度阈值大约是37华氏度。
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