MXPA03007950A

MXPA03007950A - Sistema de refrigeracion de stirling con un termointercambiador de termosifon.

Info

Publication number: MXPA03007950A
Application number: MXPA03007950A
Authority: MX
Inventors: M Berchowitz David
Original assignee: Coca Cola Co
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2002-03-06
Publication date: 2005-06-03
Also published as: WO2002077547A1; US6550255B2; CN1685183A; US20020134088A1; BR0208255B1; BR0208255A

Abstract

Una caja (100) para un espacio (100) refrigerado. La caja incluye un termosifon (250) y un enfriador (300) de Stirling. El termosifon (250) incluye un extremo (260) de condensador y un extremo (270) de evaporador. Los extremos se conectan mediante un tubo (280) de diametro pequeno y un tubo (290) de diametro grande. El enfriador (300) de Stirling impulsa al termosifon (250) a enfriar el espacio (230) refrigerado.

Description

SISTEMA DE REFRIGERACIÓN DE STIRLING CON UN TERMOINTERCAMBIADOR DE TERMOSIFÓN Campo de la Invención La presente invención se refiere generalmente a sistemas de refrigeración y más específicamente se refiere a sistemas de refrigeración y utilizan un enfriador de Stirling en cooperación con un termosifón como el mecanismo para trasladar el calor de un espacio deseado.

Antecedentes de la Invención En la industria de las bebidas y en otros lugares, los sistemas de refrigeración se encuentran en máquinas vendedoras, aparato vendedor automático de puertas de vidrio ("GDM") y otros tipos de distribuidores y enfriadores. En el pasado, estas unidades generalmente habían utilizado un aparato de refrigeración de compresión de vapor convencional (ciclo Rankine) para mantener frías a las bebidas o contenedores. En el aparato de ciclo Rankine, el refrigerante se comprime en la fase de vapor en un compresor para provocar un incremento en la temperatura. El refrigerante caliente, de alta presión entonces se hace circular a través' de un termointercambiador, llamado condensador, donde se enfría por la transferencia de calor en el ambiente circundante. Como resultado de la transferencia de calor al ambiente, el refrigerante se condensa desde un gas de regreso a un liquido. Después de dejar el condensador, el refrigerante pasa a través del dispositivo de regulación donde la presión y la temperatura de refrigerante se reduce. El refrigerante frió deja el dispositivo de regulación y entra a un segundo termointercambiador llamado evaporador, localizado en o cerca del espacio refrigerado. La transferencia de calor con el evaporador y el espacio refrigerado provoca que el refrigerante se evapore o cambie de una mezcla saturada de liquido y vapor en un vapor súper calentado. El vapor que deja el evaporador entonces se extrae nuevamente en el compresor para repetir el ciclo. Los enfriadores de ciclo Stirling también se conocen bien como mecanismos de transferencia de calor. Brevemente, un enfriador de ciclo Stirling comprime y expande un gas para producir enfriamiento (típicamente helio) . Este gas se mueve de un lado a otro a través de un lecho del regenerador para desarrollar diferenciales de temperatura mucho más grandes que pueden producirse a través del proceso de compresión y expansión de Rankine normal. Específicamente, un enfriador de Stirling puede utilizar un desplazador para forzar al gas de un lado a otro a través del lecho del regenerador y un pistón para comprimir y expandir el gas. El lecho del regenerador puede ser un elemento poroso con inercia térmica importante. Durante la operación, el lecho del regenerador desarrolla un gradiente de temperatura. Un extremo del dispositivo de este modo se vuelve caliente y el otro extremo se vuelve frió. Véase, David Bergeron, Heat Pump Technology Recommendation for a Terrestrial Battery-Free Solar Refrigerator, septiembre 1998. Las patentes que se refieren a los enfriadores de Stirling incluyen las Patentes Norteamericanas Nos. 5,678,409; 5,647,217/ 5,638, 684; 5,596, 875 y 4, 922, 722. Las unidades enfriadoras de Stirling son deseables debido a que no son contaminantes, son eficientes, y tienen muy pocas partes móviles. El uso de unidades enfriadoras de Stirling se ha propuesto para refrigeradores convencionales. Véase la Patente Norteamericana No. 5,438,848. La integración de un enfriador de Stirling libre de pistón dentro de un gabinete refrigerado convencional, sin embargo, requiere de diferentes técnicas de fabricación, instalación, y operacionales que aquellas utilizadas para sistemas compresores convencionales. Véase D.M. Berchowitz et al., Test Results for Stirling Cycle Cooler Domestic Refrigerators , Second International Conference. Como resultado, el uso de los enfriadores de Stirling en, por ejemplo, máquinas vendedoras de bebidas, GDM, y otros tipos de distribuidores, enfriadores, o refrigeradores no es bien conocido . Otro dispositivo de transferencia de calor conocido es un termosifón. En general un termosifón es un sistema de transferencia de calor de bucle cerrado eficiente que utiliza un refrigerante de cambio de fase. El termosifón puede tener un extremo condensador y un extremo evaporador. En el extremo condensador, el calor se transfiere fuera del refrigerante de cambio de fase para volver al gas liquido. El liquido viaja por la fuerza de gravedad en el extremo evaporador donde el calor nuevamente se agrega para cambiar el liquido en gas. El gas entonces se eleva y regresa al extremo condensador. El proceso se repite en un ciclo cerrado. Hasta la fecha, el uso de un termosifón en máquinas vendedoras de bebidas, GDM, distribuidores de bebidas, o tipos similares de dispositivos refrigerados no se conoce bien. De igual manera, el uso de un termosifón con un enfriador de Stirling no es bien conocido. Ambos dispositivos, individualmente y en combinación, sin embargo, pueden proporcionar eficiencias incrementadas en términos de rendimiento, demandas de energía, y costos de operación generales . Por lo tanto existe una necesidad de actualizar la tecnología del refrigerador de Stirling a las máquinas vendedoras de bebidas convencionales, GDM, distribuidores, y similares. De igual manera existe una necesidad de actualizar la tecnología del enfriador de Stirling a la tecnología de termosifón en general y a las máquinas de bebidas convencionales, GDM, distribuidores, y similares.

Compendio de la Invención La presente invención de este modo proporciona una caja para un espacio refrigerado. La caja puede incluir un termosifón y un enfriador de Stirling. El termosifón puede incluir un extremo condensador y un extremo evaporador. Los extremos pueden conectarse por un tubo de diámetro pequeño y un tubo de diámetro largo. El enfriador de Stirling puede accionar el termosifón para que enfrie el espacio refrigerado . Modalidades especificas de la presente invención pueden incluir el uso de un refrigerante de cambio de fase en el termosifón, el refrigerante de cambio de fase puede ser dióxido de carbono. El tubo de diámetro pequeño puede tener un diámetro de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 3 milímetros y el tubo de diámetro grande puede tener un diámetro de aproximadamente 3 a aproximadamente 10 milímetros . El extremo condensador puede incluir un condensador colocado adyacente al enfriador de Stirling. El condensador puede incluir un bloque condensador y/o un número de bobinas condensadoras. El extremo evaporador puede incluir un evaporador tal como un evaporador de aletas y tubos. El enfriador de Stirling puede incluir un extremo frío y un extremo caliente, con el extremo frío en contacto con el termosifón. Un número de termosifones y un número de enfriadores de Stirling puede utilizarse también. Un dispositivo de movimiento de aire también puede utilizarse para forzar el aire a través del espacio refrigerado y el extremo evaporador del termosifón. La caja también puede incluir una placa de cubierta de refrigeración. El enfriador de Stirling puede montarse en la placa. La placa puede ser un separador aislado. La placa puede incluir el número de aberturas en la misma para el flujo de aire a través de la misma y una manija en la misma. El enfriador de Stirling puede incluir un extremo frió y un extremo caliente. La placa puede incluir una abertura en la misma de manera que el extremo frió del enfriador de Stirling se coloca en un primer lado de la placa y el extremo caliente del enfriador de Stirling se coloca en el segundo lado. El termosifón puede incluir un bloque condensador colocado en el extremo frió del enfriador de Stirling. El bloque condensador puede incluir una brida de montaje formada en el mismo. La caja puede incluir un anillo de unión unido a la brida de montaje para unir el bloque condensador y el extremo frió del enfriador de Stirling. La placa también puede incluir una indentación que rodee la abertura. La caja puede incluir un montaje de vibración colocado dentro de la indentación y que soporte la brida de montaje y un enfriador de Stirling. El montaje de vibración puede incluir un anillo de material elastomérico . La abertura puede incluir un anillo de aislamiento colocado en la misma. El termosifón también puede incluir un número de bobinas condensadoras colocadas alrededor del extremo frío del enfriador de Stirling. El enfriador de Stirling puede incluir un revestimiento exterior con un número de bridas que se extienden desde el mismo. La caja puede incluir un número de montante de aislamiento para conectar las bridas del enfriador de Stirling a la placa. Los montajes de aislamiento pueden incluir varios cilindros de un material elastomérico. La abertura puede incluir un anillo de aislamiento colocado en la misma. La caja también puede incluir un compartimiento aislado definido por la placa. Ya sea la placa o el compartimiento aislado pueden tener un par de rieles y colocados en las mismas. La placa puede tener una abertura de condensador colocada en la misma para colocar el enfriador de Stirling. La placa también puede tener una abertura para ventilador en la misma para colocar el ventilador. El método de la presente invención puede enfriar una caja con un termosifón. El termosifón puede tener un refrigerante de cambio de fase en el mismo, un condensador colocado adyacente a un extremo frío del enfriador de Stirling, y un evaporador. El método puede incluir las etapas de trasladar el calor del refrigerante de cambio de fase en el condensador mediante el enfriador de Stirling para volver al refrigerante de cambio de fase en un liquido, que fluye el refrigerante de cambio de fase en el evaporador que fuerce el aire pasando el evaporador y dentro de la caja para enfriar la caja, agregando calor al refrigerante de cambio de fase en el evaporador mediante el aire forzado para volver al refrigerante de cambio de fase en un vapor, y elevar el refrigerante de cambio de fase en el condensador.

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una vista en planta de un aparato vendedor automático de puerta de vidrio. La Figura 2 es una vista en corte transversal superior del aparato vendedor automático de puerta de vidrio de la Figura 1 tomada a lo largo de la linea 2-2 de la Figura 1. La Figura 3 es una vista en corte transversal lateral del aparato vendedor automático de puerta de vidrio de la Figura 1 tomada a lo largo de la linea 3-3 de la Figura 1. La Figura 4 es una representación esquemática del termosifón . La Figura 5 es una vista en perspectiva del sistema de refrigeración de la presente invención. La Figura 6 es una vista en planta lateral del sistema de refrigeración de la Figura 5. La Figura 7 es una vista en corte transversal del sistema de refrigeración tomada a lo largo de la linea 7-7 de la Figura 5. La Figura 8 es una vista en corte transversal de un termosifón tomada a lo largo de la linea 8-8 de la Figura 5. La Figura 9 es una vista en corte transversal de un termosifón alternativo tomada a lo largo de la linea 8-8 de la Figura 5. La Figura 10 es una vista en perspectiva de una cubierta de refrigeración alternativa. La Figura 11 es una vista en corte transversal lateral de la cubierta de refrigeración de la Figura 10 tomada a lo largo de la linea 11-11.

Descripción Detallada de la Invención Con referencia ahora a los dibujos, en los cuales números similares indican elementos similares a través de las diversas vistas, las Figuras 1-3 muestran un aparato vendedor automático 100 de puerta de vidrio ("GDM 100") para el uso con la presente invención. El GDM 100 puede ser de un diseño convencional. A modo de ejemplo, el GDM 100 puede ser formado por The Beverage-Air Company of Spartanburg, South Carolina y vendido bajo varias designaciones. Aunque el uso del GDM 100 se describe en la presente, se entiende que la invención se puede aplicar a máquinas vendedoras, distribuidores de bebidas, refrigeradores, o cualquier tipo de caja refrigerada . Generalmente descrito, el GDM 100 puede incluir un bastidor 110 aislado exterior y una puerta 120 exterior. El GDM 100 también incluye generalmente un área 130 refrigerada con un número de anaqueles 135 internos colocados en la misma para almacenar y ofrecer a la venta o uso de un número de productos refrigerados. Cualquier configuración del bastidor 110, la puerta 120, y los anaqueles 135 pueden utilizarse en la presente. El GDM 100 también puede incluir un área 140 de cubierta de refrigeración para la ubicación de una cubierta de ref igeración como se describe en mayor detalle en lo siguiente. El área 140 de cubierta de refrigeración puede definirse por una pared 150 posterior del bastidor 110. La pared 150 posterior no puede descender hasta el fondo de la base del bastidor 110. Más bien, una pared 160 base puede extenderse desde la pared 150 posterior hacia el frente del bastidor 110. La pared 160 base no puede extender todo el ancho del bastidor 110. Más bien, la pared 160 base puede extenderse dentro de la pared 170 divisora para definir las áreas refrigeradas y no refrigeradas del área 140 de cubierta de refrigeración. La pared 150 posterior, la pared 160 base, y la pared 170 divisora preferiblemente todas se aislan con poliuretano espumado, paneles aislados al vacio, o tipos similares de estructuras o materiales. Los paneles 150, 160, 170 pueden definir una caja para los componentes de refrigeración como se describe en lo siguiente. Las longitudes respectivas y configuraciones de las paredes 150, 160, 170 pueden depender del tamaño del GDM 100 como un todo y el tamaño de los componentes de refrigeración como se describe en mayor detalle en lo siguiente. Colocado bajo la pared 160 base y extendiéndose por toda la longitud vertical restante del bastidor 110 puede encontrarse una área 180 deflectora. El área 180 deflectora puede tener también una mortaja 190 térmica con una abertura 192 en la misma. La mortaja 190 térmica y la abertura 192 permiten la inserción y la remoción de los componentes de refrigeración como se describe en lo siguiente. El área 180 deflectora puede llevar a una salida 200 de aire. La pared 160 base también puede tener un orificio 195 de drenaje que se extiende a través de la misma. El orificio 195 de drenaje puede aceptar la condensación de los componentes de refrigeración como se explica en mayor detalle en lo siguiente. Una manguera 196 puede llevar del orificio 195 de drenaje a una charola 197 de condensación colocada dentro del área 180 deflectora. La manguera 196 puede ser cualquier tipo de tubería flexible convencional o similar. El GDM 100 también puede tener una cubierta 210 falsa separada de la pared 150 posterior del bastidor 110. La cubierta 210 falsa puede crear un pasaje 215 de aire del área 140 de cubierta de refrigeración a lo largo de la longitud del bastidor 110 para distribuir el aire refrigerado. La cubierta 210 falsa puede tener un número de rejillas 220 u otro tipo de aberturas en la misma para hacer circular el aire refrigerado dentro de la sección 130 refrigerada. Aunque la presente invención se ha descrito en términos del área 140 de cubierta de refrigeración y la cubierta 210 falsa, es importante observar que el GDM 100 puede acomodar cualquier configuración de componentes de refrigeración o sistemas de circulación. El diseño y organización del GDM 100 no limita el alcance o aplicabilidad de los componentes de refrigeración como se describe en lo siguiente. La presente invención puede utilizar un termointercambiador 250 de termosifón para enfriar la sección 130 refrigerada del GDM 100. En su forma básica como se describe en lo anterior, el termosifón 250 puede ser un sistema termointercambiador de bucle cerrado. El termosifón 250 puede utilizar dióxido de carbono como el refrigerante de cambio de fase. Otros refrigerantes, tales como acetona, etileno o isobutano también pueden utilizarse. Como se muestra en la Figura 4, el termosifón 250 puede incluir un extremo 260 condensador y un extremo 270 evaporador. El extremo 260 condensador y el extremo 270 evaporador pueden conectarse en el lado del liquido con un tubo 280 de diámetro pequeño y en el extremo de vapor por un tubo 290 de diámetro grande. El tamaño de los tubos 280, 290 puede depender del tamaño de los componentes de refrigeración así como el tamaño y capacidad deseada del GDM 100 como un todo. Por ejemplo, si el termosifón 250 tiene una capacidad de 200 Vatios, el tubo 280 de diámetro pequeño puede tener un diámetro de aproximadamente 1.6 a aproximadamente 2.0 milímetros y el tubo 290 de diámetro grande puede tener un diámetro de aproximadamente 4.0 a aproximadamente 6.0 milímetros. Los tamaños generales del tubo 280 de diámetro pequeño pueden variar de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 3 milímetros mientras que el tubo 290 de diámetro grande puede variar de aproximadamente 3 a aproximadamente 10 milímetros. En la operación del termosifón 250, el calor se trslada del gas de dióxido de carbono en el extremo 260 condensador y cambia la fase de un gas a un líquido. La gravedad extrae una corriente continua del dióxido de carbono líquido bajo el tubo 280 de diámetro pequeño al extremo 270 evaporador. El diámetro pequeño del tubo 280 asegura que el líquido llene continuamente el tubo 280 sin interrupción. En el extremo 270 evaporador, el calor se transfiere del aire que sopla a través del mismo en el líquido de dióxido de carbono para cambiar su fase de un líquido a un gas. El gas entonces eleva la parte superior del extremo 270 del evaporador y a través del tubo 290 de diámetro grande de nuevo al condensador 260. El gas de dióxido de carbono de elevación reemplaza el gas de dióxido de carbono que está siendo condensado continuamente en el extremo 260 condensador . El termosifón 250 puede utilizarse junto con uno o más enfriadores 300 de Stirling. Como se conoce bien, el enfriador 300 de Stirling puede incluir un extremo 310 frió y un extremo 320 caliente. Dn regenerador 330 puede separar el extremo 310 frió y el extremo 320 caliente. El enfriador 300 de Stirling puede accionarse por un pistón libre (no mostrado) colocado dentro de un revestimiento 340. Un tubo 326 exterior puede rodear el revestimiento 340. Un termointercambiador 325 de aletas radial puede localizarse entre el extremo 320 caliente y el tubo 326 exterior. Un ventilador 350 interno puede extraer el aire a través del intercambiador 325 para remover el calor de desperdicio del extremo 320 caliente. El enfriador 330 de Stirling para el uso con la presente invención puede hacerse por Global Cooling, Inc. Of Athens, Ohio y venderse bajo la designación M100B. Cualquier tipo convencional de enfriador 300 de Stirling, sin embargo, puede utilizarse. Las Figuras 5-7 muestran el uso del termosifón 250 y el enfriador 300 de Stirling. En este ejemplo, dos (2) termosifones 250 , un primer termosifón 251 y un segundo termosifón 252, se utilizan con dos enfriadores 300 de Stirling, un primer enfriador 301 de Stirling y un segundo enfriador 302 de Stirling. Cualquier número de termosifones 250 y enfriadores 300 de Stirling, sin embargo, pueden utilizarse dependiendo del tamaño y capacidad deseada de GDM 100 como un todo. Como se muestra, el extremo 260 condensador de los termosifones 250 puede unirse a un condensador 305 asociado con el extremo 310 frío de los enfriadores 300 de Stirling. De igual manera, el extremo 270 evaporador de los termosifones 250 puede unirse al tubo y al termointercambiador 360 de tipo aleta. Como se describe en lo anterior, el extremo 260 condensador de los termosifones 250 puede conectarse al extremo 270 de evaporador mediante el tubo 280 de diámetro pequeño en el lado de fluido mediante el tubo 290 de diámetro grande del lado del vapor. Cualquier tipo de condensador 305 o termointercambiador de calor 360 puede utilizarse en la presente. Los termosifones 250 y los enfriadores 300 de Stirling pueden colocarse dentro de una cubierta 400 de refrigeración removible. La cubierta 400 de refrigeración puede dimensionarse para ajustarse dentro del área 140 de cubierta de refrigeración del GDM 100. Los termosifones 250 y los enfriadores 300 de Stirling pueden montarse dentro de un separador 370 aislado. El separador 370 aislado puede ser una estructura tipo placa formada de metal de lámina u otros tipos de materiales rígidos y puede aislarse con espuma de poliuretano, espuma de poliestireno expandida, o tipos similares de materiales. El separador 370 aislado puede extenderse en la parte superior del termointercambiador 360 y puede separar los extremos 310 fríos de los enfriadores 300 de Stirling de los extremos 320 calientes. El separador 370 aislado puede tener una o más aberturas 375 en el mismo para el flujo de aire a través del mismo. El separador 370 aislado también puede tener una manija 380 colocada en el mismo. La manija 380 permite que el separador 370 aislado y la cubierta 400 de refrigeración como un todo se jalen fuera o se coloquen dentro del área 140 de cubierta de refrigeración. La cubierta 400 de refrigeración como un todo y los componentes individuales en la misma pueden tomar cualquier forma conveniente o posición. La cubierta 400 de refrigeración también puede incluir uno o más ventiladores 410. Los ventiladores 410 cada uno puede incluir una o más aletas 412 de ventilador accionadas por un motor 415 de ventilador. El ventilador 410 puede ser cualquier tipo de dispositivo de movimiento de aire. Aunque el término "ventilador" 410 se utiliza en la presente, el ventilador puede ser cualquier tipo de dispositivo de movimiento de aire, tal como una bomba o un fuelle, o muelle, y similar conocido por aquellos con experiencia en la técnica. El ventilador 410 puede -tener una capacidad de aproximadamente 150 a aproximadamente 300 pies cúbicos por minuto. El ventilador 410 puede colocarse bajo el separador 370 aislado y adyacente al termointercambiador 360. El ventilador 410 puede unirse al termointercambiador 360 mediante una abrazadera 420 del evaporador. Una placa 430 de deflexión de aire puede unirse a la pared 160 base y a la pared 150 posterior. La placa 430 de deflexión de aire asegura que el flujo de aire a través del ventilador 410 se dirija en la dirección adecuada hacia el pasaje 215 de aire. Alternativamente, el ventilador 410 puede unirse directamente al bastidor 110 en lugar de la cubierta 400 de refrigeración. Los enfriadores 300 de Stirling pueden montarse en el separador 370 aislado de varias formas. Específicamente, el enfriador 300 de Stirling puede colocarse dentro de una placa 440 de Stirling aislada que se extiende desde y puede ser parte de, el separador 370 aislado. Como se muestra en la Figura 8, la placa 440 de Stirling puede tener una abertura 450 en la misma. La abertura 450 puede dimensionarse para permitir por lo menos el extremo 310 frío, el extremo 320 caliente, y el regenerador 330 del enfriador 300 de Stirling pasen a través de la misma. En esta modalidad, un número de bobinas 460 del condensador 305 son fundidas en un bloque 470. El bloque 470 puede formarse de aluminio u otros tipos de materiales con buenas características de transferencia de calor. El bloque 470 puede tener un perímetro 480 inferior con una brida 485 de montaje que se extienda desde el mismo. Un anillo 490 de unión puede conectar el extremo 310 frió del enfriador 300 de Stirling a la parte inferior del bloque 470 mediante la brida 480 de montaje. El anillo 490 de unión puede mantenerse en su lugar por un número de tornillos 500. El anillo 490 de unión también puede tener una brida 495 de fondo para atrapar el extremo 310 frío del enfriador 300 de Stirling. El anillo 490 de unión puede formarse de acero, aluminio, plástico, o materiales similares. Un montaje 510 de vibración puede localizarse entre la brida 480 de montaje y una indentación 520 colocada adyacente a la abertura 450 en la placa 440 de Stirling. El montaje 510 ce vibración puede tener una forma sustancialmente toroidal y puede formarse de un material elastomérico tal como poliuretano, caucho, o tipos similares de materiales. El montaje 510 de vibración puede cargar el peso del enfriador 300 de Stirling y el condensador 305 del termosifón 250. El montaje 510 de vibración actúa para limitar la cantidad de vibración trasferida desde los enfriadores 300 de Stirling hasta el GDM 100 como un todo. Además, la abertura 450 también puede llenarse con un anillo 530 de aislamiento. El anillo 530 de aislamiento puede aislar el extremo 310 frió del enfriador 300 de Stirling del aire ambiente. El anillo 530 de aislamiento puede estar en una forma sustancialmente toroidal y puede formarse de un material complaciente tal como espuma de celda cerrada, espuma elastomérica, o tipos similares de materiales. La Figura 9 muestra una modalidad alternativa para conectar el enfriador 300 de Stirling a la placa 440 de Stirling. En esta modalidad, las bobinas 460 del condensador 305 de'l termosifón 250 se envuelven directamente alrededor del extremo 310 frío del enfriador 300 de Stirling. Las bobinas 460 pueden ser un número de tubos pequeños circunferencialmente acomodados alrededor del extremo 310 frío del enfriador 300 de Stirling. Una banda 550 debe mantener a las bobinas 460 firmemente en contacto con el extremo 310 frió. La banda 550 puede ser similar a una mordaza de manguera de husillo sin fin. La placa 440 de Stirling también puede tener una abertura 450 en la misma de tamaño suficiente para permitir que el extremo 310 frió del enfriador 300 de Stirling pase a través de la misma. Una o más bridas 560 pueden unirse al revestimiento 340 o al tubo 346 exterior del enfriador 300 de Stirling. Las bridas 560 pueden unirse a la placa 440 de Stirling mediante uno o más montajes 570 de aislamiento de vibración. Los montajes 570 de aislamiento de vibración pueden ser de diseño convencional. Los montajes 570 de aislamiento de vibración pueden incluir un cilindro elastomérico con características 575 de unión en cada extremo. El montaje 570 de vibración actúa para limitar la cantidad de vibración transferida desde los enfriadores 300 de Stirling hasta el GDM 100 como un todo. La placa 440 de Stirling también puede tener una superficie 580 inferior. La superficie 580 inferior puede formarse de hoja metálica o tipos similares de materiales rígidos. La superficie 580 inferior puede tener un número de roscas 590 colocadas en la misma. Las roscas 590 pueden aceptar las características 575 de unión de los montajes 570 de aislamiento de vibración para la unión a las mismas. Los montajes 570 de aislamiento de vibración por lo tanto pueden cargar el peso del enfriador 300 de Stirling y el condensador 305 de termosifón 250. La placa 440 de Stirling también puede tener una indentación 600 colocada en la misma. La indentación 600 puede ser necesaria para permitir el flujo de aire no restringido a través de los termointercambiadores 325 de aletas radiales del extremo 320 caliente el enfriador 300 de Stirling. Un anillo 610 de aislamiento puede colocarse dentro de la abertura 450 para aislar el extremo 310 frío del enfriador 300 de Stirling del aire ambiente. El anillo 610 de aislamiento puede estar en una forma sustancialmente toroidal y puede formarse de un material complaciente tal como espuma de celda cerrada, espuma elastomérica, o tipos similares de materiales . Aunque las Figuras 8 y 9 muestran varias formas de montar los enfriadores 300 de Stirling dentro de la cubierta 400 de refrigeración, cualquier medio conveniente puede utilizarse. En uso, la cubierta 400 de refrigeración puede elevarse dentro y fuera del área 140 de cubierta de ref igeración del GDM 100 mediante la manija 380. La colocación de la cubierta 400 de refrigeración dentro del área 140 de cubierta de refrigeración puede formar un pasaje 620 de aire de captación para el pasaje de aire desde el área 130 refrigerada a la cubierta 400 de refrigeración. De igual manera, la cubierta 400 de refrigeración también puede formar un pasaje 630 de aire de salida en linea con el pasaje 215 de aire de la cubierta 210 falsa. La placa 430 de deflexión de aire puede alinearse con la pared 150 posterior y la pared 160 base para dirigir el flujo 630 de aire hacia el pasaje 215 de aire de la cubierta 210 falsa. El aire de retorno se extrae a través de la trayectoria 620 de aire de entrada y entre la parte inferior de la placa 370 aislada y la placa 440 de Stirling a través de las aberturas 375. El aire de este modo pasa a los condensadores 305 unidos a los extremos 310 fríos de los enfriadores 300 de Stirling. Los extremos 310 fríos de los enfriadores 300 de Stirling trasladan el calor del refrigerante de cambio de fase dentro del extremo 260 condensador del termosifón 250, de este modo cambiando el refrigerante interno en un líquido. El líquido entonces se drena del tubo 280 de diámetro pequeño al termointercambiador 360 en el extremo 270 evaporador en una forma continua. El flujo de aire continúa hacia abajo entre la pared 170 divisora y la superficie frontal del intercambiador 360, el flujo de aire se enfria conforme pasa a través del termointercambiador 360. El calor se traslada de la corriente de aire y se transfiere al refrigerante de cambio de fase en el extremo 260 evaporador del termosifón 250. Este calor cambia el refrigerante interno en un gas . El gas de este modo se eleva a través del tubo 290 del diámetro en grande nuevamente en el extremo 260 condensador. La corriente de aire enfriada de este modo continúa a través del termointercambiador 360, a través del ventilador 410, y hacia arriba a lo largo de la placa 430 de deflexión de aire. La corriente de aire entonces continúa a través de la trayectoria 630 de aire de salida y la parte posterior 210 falsa del GDM 100. Esta corriente de aire entonces llega a ser el aire de suministro del gabinete conforme pasa a través de las rejillas 220 en el espacio 530 refrigerado. El proceso puede entonces repetirse. Cualquier condensación creada por el termointercambiador 360 puede gotear a través del orificio 195 de drenaje en la pared 160 base y dentro del tubo 196 y la charola 197 de condensación. El aire ambiente puede extraerse a través del termointercambiador 325 de aleta radial y un extremo 320 caliente de un enfriador 300 de Stirling y fuera mediante la salida 200 de aire. El calor de desperdicio de los enfriadores 300 de Stirling puede ayudar a evaporar la condensación. La cubierta 400 de refrigeración de la presente invención por lo tanto puede mantener al GDM 100 con el espacio 130 refrigerado con una temperatura de aproximadamente cero (0) a aproximadamente 7.2 grados centígrados . Los componentes de la cubierta 400 de refrigeración pueden durar aproximadamente ocho (8) a aproximadamente doce (12) años de operación continua con mantenimiento de rutina. Estas cantidades están en contraste con la vida esperada de aproximadamente ocho (8) a aproximadamente diez (10) años para un GDM convencional con una refrigeración de ciclo Rankine . Además, el enfriador 300 de Stirling, y de este modo el GDM 100 como un todo, utilizarían significativamente menos energía que los sistemas de ciclo de Rankine, sin la producción de gases tóxicos. Las Figuras 10 y 11 muestran una modalidad alternativa de la presente invención. Esta modalidad muestra el uso de una cubierta 700 de refrigeración de deslizamiento. Los componentes de la cubierta 700 de refrigeración de deslizamiento pueden colocarse dentro de un compartimiento 710 aislado. El compartimiento 710 aislado puede formarse de poliuretano espumado, paneles aislados al vacío, o tipos similares de estructuras o materiales. El compartimiento 710 aislado puede tener una pared 720 superior. La pared 720 superior puede ser similar al separador 370 aislado. La pared 720 superior puede tener una abertura 730 de condensador colocada en la misma. El condensador 305 del termosifón 250 y el extremo 310 frió del enfriador 300 de Stirling puede montarse dentro de la abertura 730 del condensador. La pared 720 superior puede tener una o más aberturas 730 de condensador dependiendo del número de enfriadores 300 de Stirling y los termosifones 250 utilizados. La pared 720 superior también puede tener una abertura 740 de aire de entrada y una abertura 750 para ventilador. El ventilador 410 puede colocarse dentro de la abertura 750 para ventilador. El compartimiento 710 aislado también puede definirse por una pared 760 inferior y un espacio 770 interior. El colocado dentro del espacio 770 interior del compartimiento 710 aislado y extendiéndose desde la pared 760 inferior hasta la pared 720 superior puede encontrarse el termointercambiador 360. El termointercambiador 360 puede estar en contacto con el evaporador 270 del termosifón 250 y conectado al condensador 305 asociado con el extremo 310 frió de los enfriadores 300 de Stirling mediante la tubería 280, 290 de diámetro grande y pequeño. La pared 760 inferior del compartimiento 710 aislado también puede tener una abertura 780 de drenaje colocada en la misma. La abertura 780 de drenaje puede tener un tubo 790 colocado en la misma.

Cualquier condensación que se recolecte en el termointercambiador 360 puede caer gota a gota dentro de la abertura 780 de drenaje y fuera del tubo 790. Una charola 800 de recolección puede colocarse bajo o en comunicación con el tubo 790 para recolectar la condensación en una forma similar a la descrita en lo anterior. El compartimiento 710 aislado también puede tener un par de rieles 810 colocados en el mismo. De igual manera, el área 140 de cubierta de refrigeración del GDM 100 puede tener un juego correspondiente de soportes 820 de rieles de manera que la cubierta 700 de refrigeración puede deslizarse dentro y fuera del área 140 de cubierta de refrigeración. La cubierta 700 de refrigeración puede deslizarse dentro de la parte frontal, posterior o cualquier lado del GDM 100. En uso, la cubierta 700 de refrigeración de deslizamiento se desliza dentro de la cubierta 140 de refrigeración a lo largo de los rieles 810, 820. Los enfriadores 300 de Stirling y los termosifones 250 operan en una forma similar a la descrita en lo anterior. El ventilador 410 fuerza al aire de entrada a través de la abertura 740 de aire de entrada, dentro del termointercambiador 360, y fuera mediante la abertura 750 para ventilador. Además, esta modalidad puede proporcionar de alguna forma eficiencia de enfriamiento incrementada ya que el extremo 310 frió del enfriador 300 de Stirling está en comunicación directa con la

Claims

REIVINDICACIONES 1. Una caja para un espacio refrigerado, que comprende : Un termosifón; el termosifón comprende un extremo condensador y un extremo evaporador; un tubo de diámetro pequeño y un tubo de diámetro grande que conecta el extremo condensador y el extremo evaporador; un enfriador de Stirling, el enfriador de Stirling acciona el termosifón; y un dispositivo de movimiento de aire colocado adyacente al extremo evaporador del termosifón para enfriar el espacio refrigerado. 2. La caja de la reivindicación 1, en donde el termosifón comprende un refrigerante de cambio de fase. 3. La caja de la reivindicación 2, en donde el refrigerante de cambio de fase comprende dióxido de carbono. 4. La caja de la reivindicación 1, en donde el tubo de diámetro pequeño comprende un diámetro de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 3 milímetros y el tubo de diámetro grande comprende un diámetro de aproximadamente 3 a aproximadamente 10 milímetros. 5. La caja de la reivindicación 1, en donde el extremo condensador comprende un condensador, el condensador colocado adyacente al enfriador de Stirling. 6. La caja de la reivindicación 5, en donde el condensador comprende un bloque de condensador colocado adyacente al enfriador de Stirling. 7. La caja de la reivindicación 5, en donde el condensador comprende una pluralidad de bobinas colocadas alrededor del enfriador de Stirling. 8. La caja de la reivindicación 1, en donde el extremo evaporador comprende un evaporador. 9. La caja de la reivindicación 8, en donde el evaporador comprende un evaporador de aletas y tubos. 10. La caja de la reivindicación 1, que además comprende una pluralidad de termosifones y una pluralidad de enfriadores de Stirling. 11. La caja de la reivindicación 1, que además comprende una placa de cubierta de ref igeración de manera que el enfriador de Stirling pueda conectarse a la misma. 12 Un método para enfriar una caja con un termosifón que tiene un refrigerante de cambio de fase en el mismo, un condensador colocado adyacente a un extremo frió de un enfriador de Stirling, y un evaporador, el método comprende las etapas de: trasladar el calor del refrigerante de cambio de fase en un condensador mediante el enfriador de Stirling para cambiar el refrigerante de cambio de fase en un liquido; hacer fluir el refrigerante de cambio de fase en el evaporador; forzar el aire pasando el evaporador y dentro de la caja para enfriar la caja; agregar calor al refrigerante de cambio de fase en el evaporador mediante el aire forzado para cambiar el refrigerante de cambio de fase en un vapor; y elevar el refrigerante de cambio de fase en el condensado .