TWI544192B - 冷卻系統及方法與過冷卻迴路 - Google Patents

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TWI544192B
TWI544192B TW103109583A TW103109583A TWI544192B TW I544192 B TWI544192 B TW I544192B TW 103109583 A TW103109583 A TW 103109583A TW 103109583 A TW103109583 A TW 103109583A TW I544192 B TWI544192 B TW I544192B
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威廉Ｌ 酷伯可
安德魯Ｍ 威爾區
薩伊區 庫蘭卡拉
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強生控制科技公司
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Description

冷卻系統及方法與過冷卻迴路 發明領域
本發明係有關於冷卻系統及方法與過冷卻迴路。
交叉引用相關專利申請
本申請案主張藉由參照使相合併的2013年三月15日提交之美國暫時申請案序列號61/793,632標題為"具有熱儲存之過冷卻系統(SUBCOOLING SYSTEM WITH THERMAL STORAGE)"的優先權和權益。
發明背景
本發明通常係與致冷系統有關，以及係特別論及致冷系統有關之過冷卻系統。
長期以來已體認到的是，過冷卻可提昇致冷系統(舉例而言，冷媒系統)之效率和效力。一個過冷卻系統可能包括冷凝器、預熱管、閃蒸槽、熱交換器、閃發式中間冷卻器、和/或一些用以在該經冷凝之冷媒液體到達一個致冷系統之蒸發器前冷卻經冷凝之冷媒液體的壓縮機(舉例而言，多級壓縮機)。當該冷媒被冷卻時，流向該蒸發器之冷媒液體的焓會被降低，因而會使冷卻效力增加而略微或 全未改變該壓縮機所執行之工作。其結果會提昇該致冷系統之效率和效力。
發明概要
本發明係論及一種具有一個被配置來使冷媒流動之冷媒迴路和一個被配置來使冷卻流體流動之過冷卻迴路的系統。該冷媒迴路包括一個壓縮機、一個冷凝器、一個被配置來使該冷媒膨脹之膨脹裝置、一個過冷卻熱交換器、和一個冷卻熱交換器。該過冷卻迴路包括一個過冷卻熱交換器、一個過冷卻泵、和一個被配置來儲存該冷卻流體之熱儲存器單元。
本發明亦論及一種方法，其包括：以一個出自某一冷卻水儲存器之冷卻水流來冷卻一個冷媒迴路的冷媒流而產生一個溫水流及因一個過冷卻溫差而冷卻該冷媒流；使該溫水流流至該冷卻水儲存器；以及使該溫水流與該冷卻水儲存器中之冷卻水流形成熱隔離。
本發明進一步論及一種過冷卻迴路，其具有一個被配置來儲存冷卻流體之熱儲存器單元、一個被配置來傳遞熱量於該熱儲存器單元之冷卻流體流與一個致冷系統之冷媒間的熱交換器、和一個被配置來泵提該冷卻流體流使通過該過冷卻迴路之泵，其中，該熱儲存器單元係被配置來接受出自該熱交換器之冷卻流體流以及儲存該冷卻流體流以備再冷卻。
10‧‧‧致冷系統
12‧‧‧過冷卻系統
14‧‧‧負載
20‧‧‧冷媒迴路
22‧‧‧負載流體
23‧‧‧負載迴路
24‧‧‧冷卻器
25‧‧‧冷媒
26‧‧‧壓縮機
28‧‧‧冷凝器
30‧‧‧膨脹裝置
32‧‧‧過冷卻熱交換器
33‧‧‧冷卻流體
34‧‧‧過冷卻迴路
35‧‧‧再充填導管
36‧‧‧熱儲存器單元
38,40,42,44,51,120,164‧‧‧閥
40A‧‧‧第二閥
40B‧‧‧第二閥
45‧‧‧回流水
46,54‧‧‧箭頭
47‧‧‧頂部
48‧‧‧急冷流體泵
49‧‧‧底部
50‧‧‧感應器
52‧‧‧控制器
53‧‧‧天線
100‧‧‧過冷卻泵
102‧‧‧箭頭
103,105,107,109,111,113‧‧‧箭頭
104‧‧‧T形接頭
106‧‧‧單一管路
108‧‧‧單一管路
110‧‧‧負載連結
112‧‧‧儲槽連結
122‧‧‧第一熱儲存器單元
124‧‧‧第二熱儲存器單元
138‧‧‧分層式流體儲槽
140‧‧‧過冷卻環路
142‧‧‧隔板
144‧‧‧涼冷卻流體
146‧‧‧溫冷卻流體
148,150‧‧‧泵
152,154‧‧‧過冷卻熱交換器
156‧‧‧急凍流體泵
162‧‧‧自然冷卻熱交換器
166‧‧‧泵
180‧‧‧隔熱層
182‧‧‧平衡體
184‧‧‧襯層
185‧‧‧器壁
186‧‧‧層
188‧‧‧螺旋管形滾筒
200‧‧‧外壁
210‧‧‧箭頭
220‧‧‧流體介面
222‧‧‧高度閥
224‧‧‧頂部
226‧‧‧底部閥
240,242,244‧‧‧熱儲存器單元
246‧‧‧閥
248‧‧‧第五閥
250‧‧‧第六閥
252‧‧‧第七閥
253‧‧‧第一儲槽
254‧‧‧第二儲槽
255‧‧‧第三儲槽
256‧‧‧流動控制閥
257‧‧‧第一控制閥
258‧‧‧第二控制閥
259‧‧‧輸送泵
260‧‧‧地下環路
262‧‧‧垂直環路
264‧‧‧地表下導管或地球表面
265‧‧‧第三控制閥
266‧‧‧第四控制閥
267‧‧‧第五控制閥
268‧‧‧第六控制閥
269‧‧‧第七控制閥
280‧‧‧流體源
282‧‧‧水加熱器
284‧‧‧貯器
286‧‧‧灌溉系統
8-8‧‧‧線
300,302‧‧‧閥
304,306,308,310‧‧‧閥
312,314,316‧‧‧冷卻器
318,320,322‧‧‧負載泵
324,326,328‧‧‧止回閥
330‧‧‧供應泵
332,334,336‧‧‧過冷卻泵
338,340,342‧‧‧止回閥
350‧‧‧致冷環路
352‧‧‧第一冷卻流體環路
354‧‧‧第二冷卻流體環路
356‧‧‧冷凝器盤管
358‧‧‧冷凝器風扇
360‧‧‧蒸發器盤管
362‧‧‧蒸發器風扇
364‧‧‧第一泵
366‧‧‧下儲槽
368‧‧‧上儲槽
370‧‧‧閥
372‧‧‧第二泵
374‧‧‧通風孔
375‧‧‧頂部
377‧‧‧頂部
400,402,404,406,408‧‧‧迴路
420‧‧‧冰儲存槽
422‧‧‧過冷卻泵
423‧‧‧涼水
424‧‧‧盤管
425‧‧‧底部
426,428‧‧‧閥
427‧‧‧頂部
430‧‧‧旁通管路
432‧‧‧乙二醇泵
434‧‧‧箭頭
436,438‧‧‧箭頭
450‧‧‧溫冷卻流體
452‧‧‧第一熱儲存器單元
454‧‧‧溫層
456‧‧‧涼層
458‧‧‧傾斜管
460‧‧‧第二熱能儲存單元
462‧‧‧實心箭頭
464‧‧‧第一再充填閥
466‧‧‧第二再充填閥
468‧‧‧導管
470‧‧‧第三再充填閥
472‧‧‧第四再充填閥
圖1為依據本發明之實施例具有一個過冷卻系統的致冷系統之示意圖； 圖2為依據本發明之實施例的一個具有包括一個分層式冷卻流體儲槽之熱儲存器的過冷卻系統之致冷系統的示意圖；圖3為依據本發明之實施例的一個具有包括一個分層式冷卻流體儲槽之熱儲存器的過冷卻系統之致冷系統的示意圖；圖4為依據本發明之實施例的一個具有包括多重冷卻流體儲槽之熱儲存器的過冷卻系統之致冷系統的示意圖；圖5為依據本發明之實施例的一個具有包括一個可移動式隔板之冷卻流體儲槽的熱儲存器之過冷卻系統的致冷系統之示意圖；圖6為依據本發明之實施例的一個過冷卻系統之熱儲存槽的側視簡圖；圖7為依據本發明之實施例的一個過冷卻系統之熱儲存槽的頂視簡圖；圖8為圖6依據本發明之實施例的熱儲存槽之滾筒的側視簡圖；圖9為依據本發明之實施例的一個具有包括一個垂直佈置式流體介面之冷卻流體儲槽的熱儲存器之過冷卻系統的致冷系統之示意圖；圖10為依據本發明之實施例的一個具有包括多重串列佈置之冷卻流體儲槽的熱儲存器之過冷卻系統的致冷系統之示意圖； 圖11為依據本發明之實施例的一個具有包括多重冷卻流體儲槽之熱儲存器的過冷卻系統之致冷系統的示意圖；圖12為依據本發明之實施例的一個具有包括多重地下液體儲存環路之熱儲存器的過冷卻系統之致冷系統的示意圖；圖13為依據本發明之實施例的一個具有包括一個單程冷卻流體系統之熱儲存器的過冷卻系統之致冷系統的示意圖；圖14為依據本發明之實施例的一個具有包括多重並列佈置之冷卻器和過冷卻器的熱儲存器之過冷卻系統的致冷系統之示意圖；圖15為依據本發明之實施例的一個具有包括兩個垂直佈置式冷卻流體儲槽之熱儲存器的過冷卻系統之致冷系統的示意圖；圖16為依據本發明之實施例的一個有關圖15之致冷系統的壓焓圖；圖17為依據本發明之實施例的一個具有包括一個冰儲存槽之熱儲存器的過冷卻系統之致冷系統的示意圖；而圖18則為依據本發明之實施例的一個具有一些成串列耦合之熱儲存槽的過冷卻系統之致冷系統的示意圖。
較佳實施例之詳細說明
本發明之實施例係針對致冷系統(舉例而言，冷媒系統)有關之過冷卻系統的改良。誠如將可察覺到的是，過冷卻作用會藉由降低進入該致冷系統之蒸發器(舉例而言，冷卻器)內的冷媒之焓來增加一個致冷系統之冷卻效力。舉例而言，自該冷媒液體移除之能量可能對應於該致冷系統之冷卻效力中的增加。誠如下文之詳細說明，該等揭示之實施例可能包括一個具有使用一個冷卻流體(舉例而言，水、乙二醇溶液、二氧化碳、冷媒)流來吸收出自該致冷系統之冷媒流的熱量之過冷卻熱交換器的過冷卻系統之致冷系統。特言之，上述流經該熱交換器之冷卻流體的流速可能會被調節而極大化該過冷卻系統之效率。舉例而言，該冷卻流體之流速可能會受到調整，以致上述流過該過冷卻交換器之冷卻流體的溫度變化，可能會類似於或等於橫跨該過冷卻熱交換器之冷媒的溫度變化。此外，在某一定之實施例中，該過冷卻系統可能包括一個熱儲存器單元，諸如一個冷卻流體儲槽，其可能為該冷卻流體流之可再充填式源。
參考該等圖式，圖1為依據本發明之實施例具有一個改良式過冷卻系統12之致冷系統10的示意圖。該致冷系統10可能為任何適當之致冷系統，其會供應一個急冷流體給一個負載14以及/或者使一個供應給該負載14之流體流急冷。舉例而言，該致冷系統10可能為一個急冷器、一個室內空氣調節器、一個住宅分離式系統空調、或其他類型之致冷系統。誠如下文之詳細說明，該致冷系統10可能 包括一個使供應給該負載14之流體流急冷的冷媒迴路。附加地，該過冷卻系統12在配置上可能會進一步以一個過冷卻流體流來冷卻流經該致冷系統10之冷媒迴路的冷媒，藉此增加該冷媒吸收熱量之效力。舉例而言，在某一定之實施例中，該過冷卻系統12可能會冷卻一個冷凝器與該冷媒迴路之膨脹閥間的冷媒。誠如可能察覺到的是，該等冷凝器和膨脹閥會降低該冷媒之溫度和焓。誠如本說明書所描述，該過冷卻系統12可能會進一步冷卻及降低該冷媒之焓。出自該過冷卻系統12之溫度和焓的額外降低可能會增加該致冷系統有關某一特定量之工作的效力，諸如該致冷系統10之壓縮機的工作。舉例而言，該過冷卻系統12可能會增加該致冷系統之效力，使自2，500kW輸入功率下之大約7,000kW至2,500kW輸入功率下之大約9,000kW。附加地，或者在其變更形式中，出自該過冷卻系統12之溫度和焓的額外降低，可能會降低用以提供某一特定量(舉例而言，9,000kW)之冷卻工作量(舉例而言，自3,500kW至2,500kW)。此外，誠如下文之討論，該過冷卻系統12可能包括一個熱儲存器單元，諸如一個冷卻水槽，其可能為可再充填式。在此一方式中，該等過冷卻系統12和致冷系統10之效率可能會被改良。
圖2為上述具有一個冷媒迴路20和該過冷卻系統12之致冷系統10之實施例的示意圖。舉例而言，該致冷系統10可能為一個水冷式或空氣冷卻式急冷器。誠如所顯示，該致冷系統10包括上述被配置來冷卻一個負載流體22 之冷媒迴路20，該負載流體包括通過部份之致冷系統10的負載迴路23之流體。該負載流體22可能包括但非受限之水、去離子水、乙二醇溶液、二氧化碳、某一冷媒(舉例而言，R134a、R410A、R32、R1233ZD(E)、R1233zd(E)、R1234yf、R1234ze)、或彼等任何之組合。更明確而言，該冷媒迴路20包括一個冷卻器24，其中有一個冷媒25可能會冷卻該負載流體22。該冷卻器24在本說明書中亦可能被指稱為一個冷卻熱交換器。該冷媒25可能包括但非受限之二氧化碳、R134a、R410A、R32、R1233ZD(E)、R1233zd(E)、R1234yf、或R1234ze、或另一個可能被本技藝之專業人士察覺到的冷媒。該冷媒迴路20進一步包括一個壓縮機26(舉例而言，離心式壓縮機、螺桿式壓縮機、渦卷式壓縮機、往複式壓縮機、或線形壓縮機)、一個冷凝器28、和一個膨脹裝置30(舉例而言、一個固定節流孔、一個電膨脹閥、一個電動蝶閥、或一個熱膨脹閥)。
該過冷卻系統12係以熱學方式耦合至該冷媒迴路20以過冷卻該冷媒25。舉例而言，該過冷卻系統12可能係經由一個沿該冷媒迴路20被佈置在該等冷凝器28與膨脹裝置30(舉例而言，膨脹閥)間之過冷卻熱交換器32而耦合至該冷媒迴路20。就此而論，該過冷卻系統12可能會使一個冷卻流體33(舉例而言，冷卻水)流過一個過冷卻迴路34及通過該過冷卻熱交換器32。在一些實施例中，該冷卻流體33大體上可能與該負載流體22為同一流體。確實，關於圖2之實施例，有關該等負載流體22和冷卻流體33之不同名稱係 被利用來促成該致冷系統10內之流體在使用上的溝通。附加地，或者在其變更形式中，該冷卻流體可能包括但非受限之水、去離子水、乙二醇溶液、二氧化碳、冷媒(舉例而言、R134a、R410A、R32、R1233ZD(E)、R1233zd(E)、R1234yf、R1234ze)、或彼等任何之組合。在此一方式中，熱量可能會自該冷媒迴路20之冷媒25經由該過冷卻熱交換器32傳遞至該過冷卻迴路34之冷卻流體33(舉例而言，冷卻水)。附加地，沿該過冷卻系統12之過冷卻迴路34係佈置有一個熱儲存器單元36。舉例而言，該熱儲存器單元36可能為一個被配置來儲存流經該過冷卻系統12之冷卻流體33的分層式水槽。該過冷卻系統12進一步包括多數之閥(舉例而言，一個在該負載14與該急冷流體泵48間之第一閥38、一個在該熱儲存器單元36與該急冷流體泵48間之第二閥40、一個在該冷卻器24(舉例而言，冷卻熱交換器)與該熱儲存器單元36間之第三閥42、和一個在該過冷卻熱交換器32與該熱儲存器單元36間之第四閥44，其在運作上可能會調節流經該過冷卻迴路34之冷卻流體33。當該冷卻流體33之流動受到該等閥38、40、42、和44之調節時，該過冷卻系統12之冷卻流體33與該致冷系統10之冷媒25間的熱傳遞可能會受到調節。在某一定之實施例中，該過冷卻系統12可能會基於該等閥38、40、42、和44何者被打開及該等閥38、40、42、和44何者被關閉而具有不同之運作模態。
舉例而言，當該第一閥38被配置來容許該負載流體22自該負載14流至該急冷流體泵48時，該第三閥42會被 關閉以及該等第二閥40和第四閥44會被打開，該過冷卻系統12可能會在一個過冷卻模態中。在該過冷卻模態中，該負載流體22(舉例而言，回流水45、涼急冷流體33)至少有一部分(舉例而言，大約5至20百分比)如箭頭46所指可能會自該急冷流體泵48經由該過冷卻熱交換器32而流動至該熱儲存器單元36(舉例而言，分層式水槽)之頂部47。出自該急冷流體泵48之其餘負載流體22可能會流過該冷卻器24(舉例而言，冷卻熱交換器)。誠如將可察覺到的是，在該熱儲存器單元36內，橫跨該熱儲存器單元36內之冷卻流體33可能會存在一個溫度梯度。更明確而言，在該熱儲存器單元36之底部49處的冷卻流體33(舉例而言，水)之溫度可能會低於在該熱儲存器單元36之頂部47處的冷卻流體33之溫度。就此而論，出自該熱儲存單元36之底部49的涼冷卻流體33可能會流進在該急冷流體泵48之上游流動的回流水45並與之結合。添加出自該熱儲存器單元36之涼冷卻流體33，可使通過該過冷卻熱交換器32之冷卻流體33能夠處於比該回流水45更低之溫度。
誠如上文所提及，流經該過冷卻迴路34之冷卻流體33(舉例而言，回流水45和出自該熱儲存器單元36之涼冷卻流體33)的流速，經調節可能達成橫跨該過冷卻熱交換器32之冷媒25所需要的溫降。更明確而言，該等閥38、40、42、和44可能會受到調節，以致橫跨該過冷卻熱交換器32之冷卻流體33的溫差(舉例而言，增加)大約等於橫跨該過冷卻熱交換器32之冷媒25的溫差(舉例而言，降低)。其結果是該冷 媒25(舉例而言，液態冷媒)之溫度可能會接近進入該過冷卻熱交換器32內之冷卻流體33的溫度(舉例而言，約在32至50℉之間)，以及該冷卻流體33之溫度可能會接近離開該冷凝器28之冷媒25的溫度(舉例而言，大約60、80、100、120、140℉)。上述接受在該過冷卻熱交換器32之下游的冷媒25之膨脹裝置30會降低該冷媒25之壓力和溫度，藉此促使該冷媒25能夠經由該冷卻器24(舉例而言，冷卻熱交換器)來冷卻該負載流體22。舉例而言，該冷卻流體33之溫度中橫跨該過冷卻熱交換器32的變化(舉例而言，增加)可能大約為40至80℉，以及該冷媒25之溫度中橫跨該過冷卻熱交換器32的變化(舉例而言，降低)可能大約為40至80℉。結果，該熱儲存器單元36之能量儲存效力可能會甚大於傳統式急冷水儲存系統者。
在某些實施例中，通過該過冷卻熱交換器32之冷媒25和冷卻流體33的流動可能近似為一個逆流組態。舉例而言，多程硬銲型板式熱交換器，諸如瑞典蘭斯科羅納市之SWEP供應商上市者，可能會被利用。多程硬銲型板式可能具有一個大體上袖珍之外形和/或覆蓋區，以及可能會有效率地在流體間傳遞熱量。在某些實施例中，上述離開該過冷卻熱交換器32之冷媒25與上述進入該過冷卻熱交換器32內之冷卻流體33間的溫差可能會約少於華氏10、8、5、或2度。在某些實施例中，該溫差可能相當於該過冷卻熱交換器約大於90、91、92、93、94、或95%之效能。該冷卻流體33流經該過冷卻熱交換器32之流速相對於該冷媒25的流 速可能係屬可調整，藉此促成離開之冷媒25與進入之冷卻流體33間的溫差之控制。在某些實施例中，該冷卻流體33之相對流速在調整上可能係基於該致冷系統10所需要之冷卻效力、該熱儲存器單元36之熱儲存效力、或彼等任何之組合。舉例而言，該冷卻流體33之相對流速可能會被降低，藉此降低離開之冷媒25與進入之冷卻流體33間的溫差而增加該致冷系統之冷卻效力。或者，該冷卻流體33之相對流速可能會被增加，藉此增加離開之冷媒25與進入之冷卻流體33間的溫差而降低自該熱儲存器單元36傳遞至該冷媒25之熱能。
在某些實施例中，該過冷卻系統12可能至少部份地被佈置在一個在接近或低於冰點(舉例而言，32℉)溫度之條件下的環境中。該過冷卻系統12可能包括部份之過冷卻迴路34、一些加熱器(舉例而言，瓦斯加熱器、電加熱器)、或彼等任何之組合有關的隔熱體。附加地，或在其變更形式中，該過冷卻系統12之冷卻流體33可能會與丙烯、乙烯乙二醇、或一個防凍劑相混合，藉此使該冷卻流體33之冰點低於一個預期之結冰環境溫度。在某些實施例中，在該冷媒迴路20中的一個佈置在該冷凝器28與該過冷卻熱交換器32間之閥51(舉例而言，螺管形閥)可能會被關閉以便在該冷媒迴路20未迴路該冷媒25時避免用到一個溫差環流致冷系統。
為達成橫跨該過冷卻熱交換器32所需要之溫度梯度，該致冷系統10可能包括在該冷媒迴路20和/或該過冷 卻系統12上面的一或多個感應器50。每個該等一或多個感應器50係被配置來測量該冷媒25和/或該冷卻流體33的一或多個運作參數(舉例而言，溫度、壓力、等等)。該等感應器50可能會藉由一個無線電(舉例而言，經由一個天線53)或硬線接式連結而提供所測得之回授給一個控制器52(舉例而言，一個自動化控制器、可規劃式邏輯控制器、分佈式控制系統、等等)。在某一定之實施例中，該控制器52進一步在配置上可能響應該感應器50所測得之回授來調節(舉例而言，自動地)一或多個該等閥38、40、42、和44之運作。在其他之實施例中，該等閥38、40、42、和44可能會以手動運作。附加地，該致冷系統10之其他程序可能會藉由一個無線電(舉例而言，經由天線53)或硬線接式連結而受到該控制器52之控制。
在該過冷卻系統12之再充填模態中，該等第二和第四閥40和44會被關閉，而該等第一閥38和第三閥42會被打開，以容許彼等箭頭54所指之流動。結果，在該再充填模態之運作期間，該冷卻流體33(舉例而言，水)如箭頭54所指會流經該過冷卻迴路34。更明確而言，出自該熱儲存器單元36之頂部47的溫冷卻流體33，會流經該致冷系統10而使該冷卻流體33之溫度降低。其後，該冷卻流體33會返回至該熱儲存器單元36之底部49。結果，該熱儲存器單元36內之冷卻流體33的溫度可能會逐漸降低，藉此"再充填"該熱儲存器單元36。
上述通過該熱儲存器單元36(舉例而言，熱槽)之 冷卻流體33(舉例而言，水)的流速在該再充填模態期間比在該過冷卻模態期間可能會高甚多。誠如圖2中所示，當該第四閥44被關閉時，該急冷流體泵48之全流動在該再充填模態期間或將會指向流經該熱儲存器單元36，而當該第四閥44被打開時，只有一小部份之流動(約在5至20百分比之間)在該過冷卻模態期間或將會指向流經該熱儲存器單元36(舉例而言，通過該第二閥40)。該等再充填模態與過冷卻模態間之流速中的此一差異，係意謂該熱儲存器單元36(舉例而言，分層式水儲存槽)內之分層情況在該過冷卻模態中係相當容易被維持，但在該再充填期間可能會發生相混合。
在某一定之實施例中，該熱儲存器單元36(舉例而言，分層式水槽)可能包括一個被配置來極小化進入該熱儲存器單元36內之冷卻流體33的混合之管路。舉例而言，該管路之直徑、進入該熱儲存器單元36內之管路的安排、和該冷卻流體33流經該管路之流速，可能會降低該熱儲存器單元36內之冷卻流體的混合，藉此促成該冷卻流體33之分層化。誠如可能察覺到的是，該冷卻流體33之密度係至少部份基於該冷卻流體33之溫度。舉例而言，水之密度通常會隨著溫度之增加而降低。因此，該熱儲存器單元36中之涼冷卻流體33與自該過冷卻熱交換器32回流之溫冷卻流體33間的溫度中之相當大的差異(舉例而言，大於10、20、30、40、或50)，可能會促使該溫冷卻流體能夠輕易在該涼冷卻流體上面分層化。在其他之實施例中，該熱儲存器單元36可能包括一個用以使進入之冷卻流體33(舉例而言，溫 水)與該熱儲存器單元36之底部49處的冷卻流體33(舉例而言，涼水)相混合之管路。此外，在某一定之環境中，該熱儲存器單元36在設計上可能具有一些用以承受環境壓力昇高之器壁。該熱儲存器單元36之外部有利的是可能包括用以降低至該環境之熱傳遞的熱絕緣。該絕緣體可能被置於該熱儲存器單元36之器壁的內側或外側上面。
圖3為具有該等冷媒迴路20和過冷卻系統12之實施例的示意圖。特言之，該致冷系統10之例示實施例會容許該過冷卻系統12之熱儲存器單元36與該冷媒迴路20間之壓力差。附加地，該例示之實施例具有如圖2中所顯示之實施例的類似元件和元件編號。
誠如上文之類似說明，該致冷系統10具有該等第一、第二、第三、和第四閥38、40、42、和44，藉以控制流經該冷卻器24(舉例而言，冷卻熱交換器)和過冷卻熱交換器32之負載流體22和冷卻流體33的流動。舉例而言，該等第一、第二、第三、和第四閥38、40、42、和44可能為一些低滲漏閥，諸如球閥。該第一閥38係在該冷卻器24(舉例而言，冷卻熱交換器)與該負載14之間，該第二閥40係在該冷卻器24(舉例而言，冷卻熱交換器)與該熱儲存器單元36之間，該第三閥42係在該熱儲存器單元36與該急冷流體泵48之間，以及該第四閥係在該負載14與該急冷流體泵48之間。此外，除該急冷流體泵48外，該例示之實施例包括一個過冷卻泵100，其經配置會泵提該冷卻流體33使通過該過冷卻迴路34，其可能處於一個不同於以流體方式耦合至該 負載14之負載流體22的壓力下。該等第一、第二、第三、和第四閥38、40、42、和44和泵48和100可能會被調節或受到控制(舉例而言，經由一個包括該自動化控制器52之控制系統)，藉以促成該等致冷系統10和過冷卻系統12在不同模態中之運作。
舉例而言，該等第一和第二閥38和40會控制離開該冷卻器24(舉例而言，冷卻熱交換器)之急冷液體(舉例而言，負載流體22、冷卻流體33)的流動。特言之，該第一閥38會控制該急冷負載流體在該過冷卻模態期間至該負載14(舉例而言，一個建物急冷水環路)之急冷負載流體22的流動。附加地，該第二閥40會控制該急冷冷卻流體33在該再充填模態期間自該冷卻器24(舉例而言，冷卻熱交換器)至該熱儲存器單元36(舉例而言，分層式水槽)之底部49的流動。誠如進一步所顯示，該等第三和第四閥42和44係佈置在該急冷流體泵48之吸力側上面。特言之，該第三閥42會在該再充填模態期間調節該冷卻流體33自該熱儲存器單元36之頂部47至該急冷流體泵48的流動，以及該第四閥44會在該過冷卻模態期間控制該負載流體22(舉例而言，回流水45)自該負載14回流至該急冷流體泵48之流動。
此外，該過冷卻泵100會自該熱儲存器單元36之底部49汲取該冷卻流體33，以及會泵提該冷卻流體33使自該熱儲存器單元36通過該過冷卻熱交換器32以過冷卻該冷媒迴路20之冷媒25。在通過該過冷卻熱交換器32之後，該冷卻流體33會流至該熱儲存器單元36之頂部47。誠如上文 所說明，流經該過冷卻熱交換器32之冷卻流體33，會經由該過冷卻熱交換器32(舉例而言，過冷卻器)而自流經該致冷系統10之冷媒迴路20的冷媒25吸收熱量。在某一定之實施例中，該冷卻流體33通過該等冷卻泵100和過冷卻熱交換器32之流速，可能會甚低於流體(舉例而言，負載流體22、冷卻流體33)通過該急冷流體泵48之流速。舉例而言，該急冷流體泵48可能會在約10至20倍大於該過冷卻泵100泵提該冷卻流體33之速率下泵提該流體(舉例而言，負載流體22、冷卻流體33)。在某些實施例中，該過冷卻泵100可能會在一個可促使離開該過冷卻熱交換器32之冷卻流體33的溫度能夠比進入該過冷卻熱交換器32內之冷媒25的溫度低5、4、3、2、或1℉華氏之流速下泵提該急冷流體33。該過冷卻泵100可能為一個可變速度循環器泵，如羅得島州(RI)塔克(Taco)公司上市者。誠如可能察覺到的是，經由該過冷卻泵100之控制來降低離開之冷卻流體33與進入之冷媒25間的溫差，可能會增加該致冷系統10之效率。此外，在某些實施例中，該過冷卻泵100可能會泵提該急冷流體33使通過該過冷卻熱交換器32之流速低於該冷媒25通過該過冷卻熱交換器32之流速。舉例而言，該急冷流體33通過該過冷卻熱交換器32之流速可能約為該冷媒25通過該過冷卻熱交換器32之流速的5、10、20、30、40、50百分比。該急冷流體33通過該過冷卻熱交換器32之流速相對於該冷媒25通過該過冷卻熱交換器32之流速，可能至少部份基於該致冷系統所需要之冷卻效力而屬可變。
在圖3中之例示實施例的過冷卻模態期間，該等急冷流體泵48和過冷卻泵100兩者可能均在運行。附加地，該等第一和第四閥38和44會被打開，而該等第二和第三閥40和42會被關閉。在此種組態中，該等冷卻器24(舉例而言，過冷卻熱交換器)和急冷流體泵48在與該熱儲存器單元36隔離之際係耦合至該負載14。此外，在此種組態中，該過冷卻泵100會使該冷卻流體33(舉例而言，水)如箭頭102所指自該熱儲存器單元36之底部49循環通過該過冷卻熱交換器32以及回流至該熱儲存器單元36之頂部47。在此一方式中，該熱儲存器單元36(舉例而言，分層式水槽)中之冷卻流體33會經由該過冷卻熱交換器32來冷卻該致冷系統10之冷媒25，藉此增加該致冷系統10之冷卻效力。誠如將可察覺到的是，該致冷系統10在尖峰電價和尖峰冷卻負載時期可能係在該過冷卻組態或過冷卻模態(舉例而言，該等第一和第四閥38、44被打開，該等第二和第三閥40、42被關閉)中。舉例而言，該例示之實施例在溫曖天氣中之白天期間及/或晚上期間可能係在該過冷卻組態中。
為自該過冷卻模態進入該再充填模態，該等急冷流體泵48和過冷卻泵100兩者可能會被關閉。附加地，該等第一和第四閥38和44會被關閉。在此一方式中，該等冷卻器24(舉例而言，冷卻熱交換器)和急冷流體泵48可能會與該負載14相隔離。一旦該等第一和第四閥38和44被關閉，該等第二和第三閥40和42會被打開而使該等冷卻器24(舉例而言，冷卻熱交換器)和急冷流體泵48連接至該熱儲存器單元 36。在某些實施例中，該冷卻流體33之流速在該再充填模態期間可能會相對於該過冷卻模態而使增加，以致該熱儲存器單元36內之急冷流體33會相混合。就該等第二和第三閥40和42被打開而論，該急冷流體泵48可能會被打開，以泵提該冷卻流體33(舉例而言，水)使如箭頭54所顯示地通過該冷卻器24(舉例而言，冷卻熱交換器)。結果，該熱儲存器單元36內之冷卻流體33(舉例而言，水)可能會被冷卻，藉此"再充填"該熱儲存器單元36之冷卻效力。誠如上文類似之討論，該等致冷系統10和過冷卻系統12在能量率較低(舉例而言，夜間)時可能係在該再充填模態中。
為自該再充填模態重返回該過冷卻模態，一旦該急冷流體泵48會再次被關閉，該等第二和第三閥40和42可能會被關閉以及該等第一和第四閥38和44可能會被打開。其後，該等急冷流體泵48和過冷卻泵100兩者可能均會被打開，以及該熱儲存器單元36中之冷卻流體33可能會如箭頭102所示地循行而在上述所說明之方式中冷卻該冷媒25。
該致冷系統10之此一實施例的一個特徵是，其係考慮到一些在該致冷系統10中之部分間-諸如在該熱儲存器單元36與供應該負載之負載迴路23間-的壓力差，倘若彼等閥38、40、42、和44可提供確實之關閉。一些可提供壓力隔離之閥的範例包括蝶閥或球閥。該等閥可能有利的是為馬達啟動式以容許自動控制該系統。附加地，或者在其變更形式中，手動閥可能會被壓力隔離利用。此壓力隔離特徵在多樓層建築物中可能會特別有利，其中，該熱儲存 器單元36係位於地下層。在該過冷卻模態中，該等閥40和42會被關閉，其會使該熱儲存器單元36(舉例而言，建築物環路)與該負載迴路23之壓力相隔離。該急冷流體泵48可能會引領該負載流體22使在該負載迴路23之壓力下通過該冷卻器24。在該再充填模態中，該等閥38和44會被關閉。該急冷流體泵48可能會引領該冷卻流體33使在一個不同於該負載迴路23之壓力的儲槽壓力(舉例而言，該熱儲存器單元36之壓力)下通過該冷卻器24。一些聯動裝置(舉例而言，一個自動化控制器之控制邏輯)可能被提供來確保只要該第一閥38或該第四閥44被打開，該第二閥40或該第三閥42均不會被打開。在該熱儲存器單元36中納入用以處置該全系統流體容量(舉例而言，負載流體22和冷卻流體33)而不會在有一個閥(舉例而言，第二閥40、第三閥42)滲漏之情況下上溢的空間亦可能會是有利的。當前之實施例的壓力隔離特性可能會消除或限制一些成本和性能上之負面因素，彼等通常會伴隨其他選項(舉例而言，水對水熱交換器、高壓水儲存槽、或一個將該儲槽設置在較高實體位置所需之支撐結構)之性能上的負面因素。當前之實施例會促成組件之封裝以簡化現場之安裝。舉例而言，所有之泵和閥可與該過冷卻系統12一起封裝成一個單一單元，其會消除現場配管和配線，以及會容許該等泵和閥之控制被整合成一個急冷器控制(舉例而言，自動化控制器)。此外，該過冷卻迴路34和一個再充填導管35可能會經由一個T形接頭104使連接至一個至該熱儲存器單元36之頂部47的單一管路106。同理， 可能有一個單一管路108會提供，其係以連通方式耦合至該熱儲存器單元36之底部49。此一建置意謂在安裝下只有四個流體(舉例而言，水)連接會被執行。此等可能為供應及回流該負載流體22有關之負載連結110，而使負載14和儲槽連結112連接至該熱儲存器單元36之頂部47和底部49。該熱儲存器單元36之管路在一些實施例中可能為僅具有低流體壓力之廉價管路(舉例而言，塑膠)。
圖4為上述具有該等冷媒迴路20和過冷卻系統12之致冷系統10的實施例，其中，該過冷卻系統12具有多重之熱儲存器單元36。更明確而言，該例示之實施例包括兩個熱儲存器單元36(舉例而言，分層式水槽)和相聯結之閥120，以致一個熱儲存器單元36可被再充填，而另一個加熱交換器32正將該冷卻流體33供應至一或多個過冷卻熱儲存器單元36。在此一方式中，該熱儲存器單元36可整天連續地被再充填。此外，該例示之實施例會縮小每個熱儲存器單元36之尺寸，以及可能會增加該過冷卻系統12之效率。舉例而言，該等閥120可能會受到控制，以致該冷卻流體33會汲取自一個第一熱儲存器單元122，直至該第一熱儲存器單元122之冷卻流體33的平均溫度到達該過冷卻器臨界溫度(舉例而言，該負載流體22之溫度)為止。接著可能會自一個第二熱儲存器單元124汲取該冷卻流體33，同時，該第一熱儲存器單元122之冷卻流體33係正經由該冷卻器24再充填(舉例而言，冷卻)。圖4中所例示之閥120可能包括上文所說明之第一、第二、第三、和第四閥38、40、42、和44。 該第一閥38係在該等冷卻器24與負載14之間，每個第二閥40係在該冷卻器24與一個對應的熱儲存器單元36之間，每個第三閥42係在一個對應之熱儲存器單元36與該急冷流體泵48之間，以及該第四閥係在該等負載14與急冷流體泵48之間。
圖5為上述具有至少一個冷媒迴路20和該過冷卻系統12之致冷系統10的實施例之示意圖，其中，該過冷卻系統12包括一個為該熱儲存器單元36之分層式流體儲槽138。特言之，該例示之實施例包括兩個共用該共同之分層式流體儲槽138的過冷卻環路140。附加地，該分層式流體儲槽138包括一個可移動式隔板142以使涼冷卻流體144(舉例而言，涼水)與該熱儲存器單元36內之溫冷卻流體146(舉例而言，溫水)分開。當該過冷卻系統12被配置在該過冷卻模態中時，該等過冷卻泵100(舉例而言，一個第一泵148和一個第二泵150)兩者在運作上可能會使該涼冷卻流體144自該分層式流體儲槽138之底部49移動通過每一個過冷卻熱交換器32(舉例而言，一個第一過冷卻熱交換器152和一個第二過冷卻熱交換器154)。在某些實施例中，每個過冷卻熱交換器32可能以流體方式耦合至一個分開之冷媒迴路20(舉例而言，第一冷媒迴路、第二冷媒迴路)。或者，一或多個該等過冷卻熱交換器如圖4中所例示可能以流體方式耦合至一個共同之冷媒迴路20。該等過冷卻熱交換器32可能會相對於上述具有用以再充填(舉例而言，冷卻)該冷卻流體33之冷卻器24的冷媒迴路20使耦合至同一或不同之冷媒迴路 20。
當該過冷卻系統12被配置在該再充填模態中時，一個急冷流體泵156可能會使該溫冷卻流體146自該分層式流體儲槽138之頂部47循環通過該冷卻器24，其如上文所說明係該致冷系統10之冷媒迴路20(舉例而言，第一冷媒迴路)的一部分。上述離開該冷卻器24之冷卻流體33(舉例而言，水)係指向兩個閥(舉例而言，一個第二閥40A和一個第二閥40B)。誠如所顯示，該第二閥40A會引領該冷卻流體33使自該冷卻器24至該分層式流體儲槽138之頂部47，以及該第二閥40B會引領該冷卻流體33使自該冷卻器24至該分層式流體儲槽138之底部49。在該再充填模態之起始下，該第二閥40A會被打開，以及該第二閥40B會被關閉，以致該隔板142上方之溫冷卻流體146(舉例而言，溫水)首先會被冷卻。一旦該分層式流體儲槽138被冷卻至上述離開該分層式流體儲槽138(舉例而言，出自該分層式流體儲槽138之頂部47)之冷卻流體33(舉例而言，溫冷卻流體146)接近某一預定值之溫度的點，該第二閥40B便會被打開，以容許該冷卻流體33(舉例而言，涼冷卻流體144)在該隔板142下方進入該分層式流體儲槽138之底部49。該等第二閥40A和第二閥40B可能會受到一個經規劃之自動化控制器52的控制，正如本說明書所說明之其他控制方案和程序有關的情況。此外，誠如上文關於圖2之說明，有一或多個被配置來測量該冷卻流體33之運作參數的感應器50可能會提供回授給該控制器52。該控制器52可能會利用該回授來控制該等第一和第二 閥160。當該第二閥40B被打開時，該第二閥40A便可能會被關閉，其可使該分層式流體儲槽138之頂部47處的冷卻流體33(舉例而言，溫冷卻流體146)被洩放，以及使在該分層式流體儲槽138之底部49處以涼冷卻流體144充填該分層式流體儲槽138。一旦該分層式流體儲槽138在該隔板142下方充滿該涼冷卻流體144，該冷卻器24可能會隨著該分層式流體儲槽138之再充填而被關閉。倘若該冷卻器24另外耦合至一個被配置來冷卻一個負載14之冷媒迴路20，該冷卻器24可能不會被關閉。
在某一定之實施例中，該過冷卻系統12可能包括一個自然冷卻熱交換器。誠如將可察覺到的是，在某一定類似沙漠之環境中，周遭空氣溫度可能會充份低至促使經由一個自然冷卻熱交換器162能夠空氣冷卻該熱儲存器單元36內之冷卻流體33。該自然冷卻熱交換器162可能會與該冷卻器24一起或代以定位在該急冷流體泵156與該等第一和第二閥158、160之間。就此而論，該冷卻流體33可能會在進入該冷卻器24內之前進一步被周遭空氣冷卻。附加地或者在其變更形式中，該同一或一個不同之自然冷卻熱交換器162可能會被定位在一或多個具有該等過冷卻熱交換器152和154的過冷卻環路140。在此種組態中，有一或多個閥164可能使該等泵148和150能夠自該熱儲存器單元36之頂部47汲取該冷卻流體33(舉例而言，溫冷卻流體146)使通過該自然冷卻熱交換器162。此外，一個自然冷卻熱交換器162可能與其自身之泵166一起被定位在一個分開之環路中。在 此種實施例中，該分開之環路的連接在佈置上可能接近該熱儲存器單元36之頂部47，以致該分開之自然冷卻環路會冷卻出自該熱儲存器單元36之最溫熱的流體(舉例而言，溫冷卻流體146)。
圖6-8為圖5中所顯示之熱儲存器單元36(舉例而言，分層式流體儲槽138)的示意圖。舉例而言，圖6為該分層式流體儲槽138之側視橫截面圖。特言之，該例示之分層式流體儲槽138係一個具有上述分開該等涼冷卻流體144和溫冷卻流體146之可移動式隔板142的圓筒形槽。該可移動式隔板142可能包括一個具有平衡體182之隔熱層180。誠如將可察覺到的是，該平衡體182可能賦予該隔熱層180一個相對於該冷卻流體33之略呈負值的浮力。誠如本說明書所討論，有部份之冷卻流體33可能會藉由相對溫度加以識別，其中，一個涼冷卻液體144具有一個低於該溫冷卻流體146之溫度。誠如可能察覺到的是，該分層式流體儲槽138會區隔該等涼冷卻流體144和溫冷卻流體146。該涼冷卻流體144可能會偕同一或多個過冷卻熱交換器32一起被利用以過冷卻一個冷媒25，其中，該冷卻流體33會作為該涼冷卻流體144而進入該過冷卻熱交換器32內，以及會退出該過冷卻熱交換器32而作為該溫冷卻流體146。該溫冷卻流體146可能會在該再充填模態期間藉由通過該冷卻器24或自然冷卻熱交換器162之循環而被冷卻，藉此使該冷卻流體33返回至該熱儲存器單元36(舉例而言，分層式流體儲槽138)而作為涼冷卻流體144。
該分層式流體儲槽138進一步包括一個襯層184。更明確而言，該襯層184為一個富彈性具撓性且不透水性之襯層184，其係耦合至該可移動式隔板142以及係向上延伸至該分層式流體儲槽138之頂部47。該襯層184係裝接至該分層式流體儲槽138之頂部47、至其一面器壁185、或至一個浮球。附加地，該襯層184具有兩層186，彼等係相捲攏以及係彼此相耦合(舉例而言，在一個螺旋管形滾筒188中)。舉例而言，一襯層186可能形成一個撓性管，其係在該分層式流體儲槽138之頂部47附近裝接至該分層式流體儲槽138之內部。另一襯層186係形成另一個撓性管，其係裝接至該可移動式隔板142之周邊(舉例而言，隔熱層180)。
圖7為圖5之分層式流體儲槽138的頂視圖。誠如所顯示，該等隔熱層180、襯層184、和該分層式流體儲槽138之外壁200通常可能為同心狀。此外，圖8例示該襯層184沿圖6之線8-8所截取的兩層186所形成之螺旋管形滾筒188的橫截面圖。誠如箭頭210所指，該襯層184之每層186可能呈張力狀。亦即，該隔熱層180和平衡體182可能會在該襯層184上面施加一個張力。在某一定之實施例中，該襯層184之厚度、該螺旋管形滾筒188之直徑、該熱儲存器單元36之直徑、和/或該平衡體182之尺寸在選擇上可能會達成該襯層184中所需要之張力。誠如可能察覺到的是，該分層式流體儲槽138並非受限於一個圓筒形槽。在某些實施例中，該分層式流體儲槽138可能具有其他之橫截面形狀，諸如橢圓 形、長方形、五角形、六角形、或其他形狀。
誠如上文所提及，該例示之可移動式隔板142會在該涼冷卻流體144與該分層式流體儲槽138內之溫冷卻流體146間建立一個流體密封式邊界。誠如將可察覺到的是，此種設計可能會提昇該隔板142之位置的控制。舉例而言，正當該平衡體182在該可移動式隔板142上面提供一個略呈負值之浮力時，該襯層184之盤曲(舉例而言，作用來捲攏該螺旋管形滾筒188之彈力)可能會在該等涼冷卻流體144和溫冷卻流體146在該分層式流體儲槽138內之水位大約相等時平衡該平衡體182所造成之負值浮力。此外，在此種環境中，該襯層184之兩側上面的張力可能會處於一個平衡狀態下，以致該可移動式隔板142係呈相對靜止。當該冷卻流體33(舉例而言，水)被泵提進該熱儲存器單元36之一側(舉例而言，該涼冷卻流體144側或該溫冷卻流體146側)時，該可移動式隔板142可能會響應而被移動，直至大約相等之張力被重建為止。其結果是該可移動式隔板142不必任何特定之控制而會自然地尋求一個平衡位置。
在某一定之實施例中，該例示之組態可能適用於其他類似瓦斯、泥漿、和其他流體材料之流體在一或多個熱儲存器單元36中的儲存器。此外，雖然圖6-8中所例示之實施例係顯示一個可移動式隔板142，該熱儲存器單元36之其他實施例可能會在一個單一儲槽內具有其他數量之可移動式隔板142。舉例而言，該熱儲存器單元36可能包括一個上隔板和一個下隔板。在此種實施例中，該上隔板可能具 有一個比起該下隔板之較小直徑，以及該上隔板有關之上襯層可能被佈置在該下隔板有關之下襯層內。結果，該熱儲存器單元36可能具有三個分開層或貯器之冷卻流體33。亦即，該冷卻流體33(舉例而言，在約大於60℉之溫度下離開該過冷卻熱交換器32之溫水)之第一貯器可能在該上隔板上方，該冷卻流體33(舉例而言，在大約該第一貯器中之溫水的溫度與該第三貯器中之冷水的溫度間的一個中間溫度下的水)之第二貯器，可能係在該等上下隔板之間，以及該冷卻流體33(舉例而言，約在32至50℉間之溫度下的涼水)之第三貯器可能在該下隔板下方。離開該過冷卻熱交換器32之溫水的溫度可能大約為離開該冷凝器28之冷媒25的溫度或承載該溫水之導管的最大設計溫度，端視何者較低而定。此外，該熱儲存器單元36之其他實施例可能具有超過兩個的隔板。
圖9為上述具有至少一個冷媒迴路20和該過冷卻系統12之致冷系統10的實施例之示意圖，其中，該熱儲存器單元36包括多重橫跨該熱儲存器單元36(舉例而言，分層式流體儲槽138)而垂直佈置之流體介面220。該垂直佈置之流體介面220僅容許該熱儲存器單元36之頂部47附近的冷卻流體33(舉例而言，溫水)受到上述已被該冷卻器24再充填(舉例而言，經冷卻)之冷卻流體33的冷卻，而在一個再充填模態期間相對未受擾亂地離開該熱儲存器單元36之底部49的冷卻流體33(舉例而言，涼水)。該控制器52可能控制(舉例而言，打開、關閉)一些高度閥222以使該冷卻流體33自該 冷卻器24注射至一或多個在該頂部224處之高度，其中，該溫冷卻流體146會在該熱儲存器單元36中被約略分層。一旦該熱儲存器單元36之頂部224處的冷卻流體33被冷卻降至一個臨界溫度，出自該冷卻器24之冷卻流體33(舉例而言，涼水)可能會被引領通過一個底部閥226而至該熱儲存器單元36之底部49。誠如可能察覺到的是，圖9之致冷系統10可能具有如上文參照圖3所說明之第一、第二、第三、和第四閥38、40、42、和44的類似安排。該第一閥38係在該等冷卻器24與負載14之間，該第二閥40係在該等冷卻器24與熱儲存器單元36之間，該第三閥42係在該等熱儲存器單元36與急冷流體泵48之間，以及該第四閥係在該等負載14與急冷流體泵48之間。
圖10為一個具有該等冷媒迴路20和過冷卻系統12之致冷系統10的示意圖，其中，該過冷卻系統12包括多重成串列耦合之熱儲存器單元36。在一個過冷卻(舉例而言，排放)模態期間，該過冷卻泵100會使該冷卻流體33自一或多個熱儲存器單元36通過一或多個冷媒迴路20的一或多個過冷卻熱交換器32循環至一個第一熱儲存器單元240(舉例而言，一個第一儲槽)之頂部47。該冷卻流體33可能為進入該過冷卻熱交換器32內時之涼冷卻流體144，以及可能會在自該等一或多個冷媒迴路20之冷媒25吸取熱量時離開而成為該溫冷卻流體146。在某些實施例中，該等第一、第二、和第三熱儲存器單元240、242、和244可能會在每次充分填滿該涼冷卻流體144時開始運作。在該過冷卻模態期間，該 涼冷卻流體144會自該第三熱儲存器單元244流至該等一或多個過冷卻熱交換器32，以及會成為該溫冷卻流體146而返回至該第一熱儲存器單元240。誠如可能察覺到的是，該冷卻流體33(舉例而言，涼冷卻流體144)會自該第二熱儲存器單元242流至該第三熱儲存器單元244，以維持該第三熱儲存器單元244中之冷卻流體33(舉例而言，涼冷卻流體144)所需要的水位。同理，該冷卻流體33(舉例而言，涼冷卻流體)會自該第一儲存單元240流至該第二熱儲存器單元242，以維持該第二熱儲存器單元242中之冷卻流體33(舉例而言，涼冷卻流體144)所需要之水位。該等第一、第二、和第三熱儲存器單元240、242、和244間之冷卻流體的流速可能會大約相同，藉此維持每個熱儲存器單元內之冷卻流體33之初始容量。誠如可能察覺到的是，每個該等熱儲存器單元可能會使該冷卻流體33分層，以致該涼冷卻流體144係在該底部49附近而洩放進次一熱儲存器單元內，以及該溫冷卻流體146係在該頂部47附近。
當該涼冷卻流體144(舉例而言，涼水)自該第一熱儲存器單元240之底部49洩放至該第二熱儲存器單元242之頂部47時，該第一熱儲存器單元240會填以出自該等一或多個過冷卻熱交換器32之溫冷卻流體146(舉例而言，溫水)。當該第一熱儲存器單元240填滿該溫冷卻流體146時，出自該等一或多個過冷卻熱交換器32之附加溫冷卻流體146會引領該溫冷卻流體146，使自該第一熱儲存器單元240之底部49流至該第二熱儲存器單元242之頂部47。一旦該第二熱 儲存器單元242填滿該溫冷卻流體146(舉例而言，溫水)以及大體上清空該涼冷卻流體144，上述加至該第二熱儲存器單元242之附加溫冷卻流體146會引領該溫冷卻流體146，使自該第二熱儲存器單元242之底部49流至該第三熱儲存器單元244之頂部47。因此，當該涼冷卻流體144順序自該等第一、第二、和第三熱儲存器單元240、242、和244洩放而流經該等一或多個過冷卻熱交換器32時，出自該等一或多個熱交換器32之溫冷卻流體146會在該過冷卻模態期間依序填滿該等第一、第二、和第三熱儲存器單元240、242、和244。最後，該溫冷卻流體146可能會至少填滿部份之第三熱儲存器單元244，直至一個再充填模態開始冷卻至少部份之冷卻流體33為止。
誠如可能察覺到的是，圖10之致冷系統10可能具有如上文參照圖3所說明之第一、第二、第三、和第四閥38、40、42、44的類似安排。該第一閥38係在該等冷卻器24與負載14之間，該第二閥40係在該等冷卻器24與熱儲存器單元36之間，該第三閥42係在該等熱儲存器單元36與急冷流體泵48之間，以及該第四閥係在該等負載14與急冷流體泵48之間。彼等閥246容許該冷卻流體33在一個再充填模態期間使一或多個該等熱儲存器單元240、242、和244旁通。亦即，每個熱儲存器單元240、242、和244之冷卻流體33可能會分開被再充填。舉例而言，倘若僅有該第一熱儲存器單元240包含溫冷卻流體，則該等第二閥40與第一熱儲存器單元240間之第五閥248可能會被打開，以及第六和第七閥250和252 可能會保持關閉，以致會容許僅冷卻/再充填該第一熱儲存器單元240之冷卻流體33。倘若該第一熱儲存器單元240填滿該溫冷卻流體146，以及該第二熱儲存器單元242部份填滿該溫冷卻流體146，則該第五閥248可能首先會被打開以容許該第一熱儲存器單元240中之冷卻流體33冷卻降至一個接近該第二熱儲存器單元242中之冷卻流體33的平均溫度之溫度。接著，該等第二閥40與第二熱儲存器單元242間之第六閥250可能會被打開，以及該第五閥248可能會被關閉，以容許該等第一熱儲存器單元240和/或第二熱儲存器單元242可能會被冷卻或再充填。同理，一旦該等第一和第二熱儲存器單元240和242可能會被冷卻至一個接近該第三熱儲存器單元244中之冷卻流體的平均溫度之溫度。該等第五和第六閥248和250可能會被關閉，同時該等第二閥40與第三熱儲存器單元244間之第七閥252可能會被打開，而容許冷卻或再充填該第三熱儲存器單元244、或每個第一、第二、和第三熱儲存器單元240、242、和244。誠如上文所討論，該等閥246之運作可能會基於來自一些位於該等熱儲存器單元240、242、和244中之感應器(舉例而言，溫度感應器和水位感應器)之測量而受到一個自動控制器52的控制。在某些實施例中，一些成串列之熱儲存器單元36可能會在如圖5中所說明之分層式儲存槽138的類似方式中被利用。亦即，可能被利用的是一些分開之熱儲存器單元36而非該可移動式隔板142，其中，該等分開之熱儲存器單元36可能被用來至少部份地使該溫冷卻流體146與該涼冷卻流體144相 隔離。
圖11為上述具有該等冷媒迴路20和過冷卻系統12之致冷系統10的實施例之示意圖，其中，該過冷卻系統12之熱儲存器單元36包括多重用以使該涼冷卻流體144與該溫冷卻流體146形成熱隔離之儲槽。該熱儲存器單元36可能包括一個第一儲槽253、一個第二儲槽254、和一個第三儲槽255、加上一些在控制上可能隔離每個儲槽有關冷卻流體33之流動的流動控制閥256。該等第一、第二、和第三儲槽253、254、和255可能如圖11中所示水平地佈置，或者可能係垂直佈置而使該第三儲槽255在該第二儲槽254上方以及使該第二儲槽254在該第一儲槽253上方。在某些實施例中，每一該等第一、第二、和第三儲槽253、254、和255可能具有一個至周遭環境之排氣口，藉此促使每個儲槽內之冷卻流體33大約在大氣壓力之下。在某些實施例中，每一該等第一、第二、和第三儲槽253、254、和255可能會被增壓超過大氣壓力。
在某些實施例中，該流動控制閥256在控制上可能促使該等第二儲槽254和/或第三槽255中之冷卻流體33能夠被再充填(舉例而言，被冷卻)，同時該第一儲槽253如箭頭102所示地供應涼冷卻流體144至該過冷卻熱交換器32。該第一儲槽253會在一個過冷卻模態中之運作期間供應該涼冷卻流體144至該過冷卻泵100。該涼冷卻流體144會自該過冷卻熱交換器32之冷媒25吸收熱量，藉此作為該溫冷卻流體146而離開該過冷卻熱交換器32。出自該過冷卻熱交換 器32之溫冷卻流體146會流至該第三儲槽255。因此，在該過冷卻模態期間，該第一儲槽253主要係具有該涼冷卻流體144，以及該溫冷卻流體146會加至該第三儲槽355。當該急冷之冷卻流體144自該第一儲槽253清空使經由該冷卻泵100流過該過冷卻熱交換器32時，該等第一和第二控制閥257、258可能會被打開，使以任何來自該第二儲槽254之涼冷卻流體144填滿該第一儲槽253。該第一控制閥257係在該等第二閥40與第一儲槽253之間，以及該第二控制閥258係在該等第二閥40與第二儲槽254之間。該第三儲槽255可能大約比該第一儲槽253或該第二儲槽254大百分之30至50。在某些實施例中，該等第一、第二、和第三儲槽253、254、和255中之冷卻流體的容量在控制上可能促使該總冷卻流體容量能夠被保持在該第三槽255、該過冷卻迴路34、和該等第一儲槽253或第二儲槽255中的一個內。
當該第三儲槽255填滿出自該過冷卻熱交換器32之溫冷卻流體146時，出自該第三儲槽255之溫冷卻流體146可能會被引領至該第二儲槽254。舉例而言，一個第二控制閥258和一個第三控制閥265可能會被打開，該第二閥40和一個第五控制閥267可能會被關閉，以及有一個輸送泵259可能會如箭頭103所示地使至少部份之溫冷卻流體146自該第三儲槽泵提至該第二儲槽254。該第三控制閥265係沿箭頭103、105、和109而在該第三儲槽255與該輸送泵259或該第三閥42之間。附加地，或者在其變更形式中，該第三控制閥265和一個第四控制閥266可能會被打開，同時，該第 三閥42可能會被關閉，以促使至少部份之溫冷卻流體146能夠如箭頭105所示地自該第三儲槽255流至該第二儲槽254。該第四控制閥266係沿箭頭103和105而在該第二儲槽254與該輸送泵259或該第三閥42之間。因此，該過冷卻模態中無再充填之延續性運作可能大體上會以該溫冷卻流體146填滿該等第二和第三儲槽254、255，同時，該第一儲槽2530a1大體上清空該涼冷卻流體144。
誠如可能察覺到的是，圖11之致冷系統10可能具有該等第一、第二、第三、和第四閥38、40、42、和44如上文參照圖3所說明之類似安排。該第一閥38係在該等冷卻器24與負載14之間，該第二閥40係在該等冷卻器24與熱儲存器單元36之間，該第三閥42係在該等熱儲存器單元36與急冷流體泵48之間，以及該第四閥係在該等負載14與急冷流體泵48之間。在一個再充填模態期間，該控制閥256和該等第一、第二、第三、和第四閥38、40、42、和44在控制上可能會分別冷卻該等第二儲槽254和第三儲槽255中之冷卻流體33(舉例而言，溫冷卻流體146)。舉例而言，該等第一和第四閥38、44可能會被關閉以及該等第二和第三閥40、42可能會被打開，而以流體方式使該過冷卻迴路34與該冷卻器24相耦合。在使該過冷卻迴路34與該冷卻器24相耦合時，為再充填該第二儲槽254之冷卻流體，該等第二控制閥258和第四控制閥266可能會被打開，以及該等第一、第三、和第五控制閥257、265、和267可能會被關閉以促成箭頭107所示之流動。該第五控制閥267係在該等第二閥40 與第三儲槽255之間。因此，該第二儲槽254之冷卻流體33可能會被汲取以如箭頭54所示使朝向該急冷流體泵48，以及會被泵提通過該急冷器24及如箭頭111所示返回至該第二儲槽254，以降低該第二儲槽254內之冷卻流體的溫度。在該第二儲槽254中之冷卻流體33的再充填期間，該第一儲槽253可能會同時將涼冷卻流體144供應至該過冷卻熱交換器32，藉此過冷卻該冷媒25以及增加該第三儲槽255中之溫冷卻流體146。當該第二儲槽254中之冷卻流體33達至一個希望之溫度(舉例而言，該涼冷卻流體144之溫度)時，該第四控制閥266可能會被關閉，以及該等第一和第二控制閥257、258經控制會以出自該第二儲槽254之冷卻流體33來填滿該第一儲槽253。
該第三儲槽255之溫冷卻流體146可能經由多重之閥組態加以再充填。在某些實施例中，該第三儲槽255至少有一部份溫冷卻流體146可能如上文所討論及如箭頭103或105所顯示直接被傳遞至該第二儲槽254。該第二儲槽254接受到之溫冷卻流體146接著可能會如箭頭107、54、和111所示地加以再充填。在某些實施例中，該等第二和第三控制閥258、265可能會被打開，同時，該等第一、第四、和第五控制給257、266、267可能會被關閉，藉此促成箭頭109所顯示之流動。該急冷流體泵48會引領出自該第三儲槽255之溫冷卻流體146使如箭頭109和54所示通過該冷卻器24，以及如箭頭111所示使作為該涼冷卻流體144而進入該第二儲槽254內。此外，在某些實施例中，該等第三控制閥265和 第五控制閥267會被打開，同時，該等第一、第二、和第四控制閥257、258、和266會被關閉，藉此促成箭頭109所顯示之流動。該急冷流體泵48會引領出自該第三儲槽之溫冷卻流體146，使如箭頭109和54所示通過該冷卻器24，以及使如箭頭113所示作為涼冷卻流體144而進入該第三儲槽255內。任何上述之閥組態可能會被利用來冷卻該第三儲槽255之溫冷卻流體146。在某些實施例中，出自該第一儲槽253之涼冷卻流體144可能不會流經該過冷卻熱交換器32，諸如藉由關閉該等第一儲槽253與過冷卻泵100間的一個第六控制閥268，藉此在該第三儲槽255被再充填時降低加至該第三儲槽255之溫冷卻流體146。附加地，或者在其變更形式中，一個位於該等第六控制閥268與第三閥42間之第七控制閥269可能會被打開，以促使出自該第一槽253之涼冷卻流體144能夠被引領通過具溫冷卻流體146之冷卻器24。因此，該第三儲槽255中之冷卻流體33的溫度可能會被降至一個所需要之溫度(舉例而言，涼冷卻流體144之溫度)。
在某些實施例中，在不添加溫冷卻流體33至正在該第三儲槽255中被冷卻的冷卻流體146而過冷卻該冷媒25之際，該第三儲槽255之冷卻流體33可能會被冷卻。舉例而言，在該第三儲槽255被再充填之際，一個第四槽270可能會接受出自該過冷卻熱交換器32之溫冷卻流體146。在另一個實施例中，該第三儲槽255可能為一個具有如上文所說明之隔板的分層式流體儲槽，藉此促使進入該第三儲槽255內之溫冷卻流體146能夠與正被再充填之冷卻流體33相隔 離。在另一個實施例中，在再充填該第三儲槽255之際，該過冷卻熱交換器32可能不會接受出自該第一儲槽253之涼冷卻流體144。因此，該等第一、第二、和第三儲槽253、254、和255可能會被利用來降低或消除該涼冷卻流體144與任何特定之儲槽內的溫冷卻流體146的混合。
圖12為上述具有該等冷媒迴路20和過冷卻系統12之致冷系統10的實施例之示意圖，其中，該熱儲存器單元36並未包括一個儲槽。更明確而言，該例示之實施例中的熱儲存器單元36包括一個地層環路260(舉例而言，一個地表下導管或地球表面264下方承載該冷卻流體33之導管)。在某一定之實施例中，該地下環路260可能會使該等溫冷卻流體146與涼冷卻流體144形成熱隔離以提昇熱儲存效力。舉例而言，該地下環路260可能包括一個水平環路或多重成串列之垂直環路262，以協助該等溫冷卻流體146與涼冷卻流體144之熱隔離。誠如可能察覺到的是，圖12之致冷系統10可能具有該等第一、第二、第三、和第四閥38、40、42、和44如上文參照圖3所說明之類似安排。該第一閥38係在該等冷卻器24與負載14之間，該第二閥40係在該等冷卻器24與地下環路260之間，該第三閥42係在該等地下環路260與急冷流體泵48之間，以及該第四閥係在該等負載14與急冷流體泵48之間。
圖13為上述具有該等冷媒迴路20和過冷卻系統12之致冷系統10的實施例之示意圖，其中，該過冷卻系統12為一個"單通"系統。換言之，該例示之過冷卻系統12的實 施例會引領一個冷卻流體33(舉例而言，水)通過該過冷卻系統12一次，以及該冷卻流體33並非必然要使再循環。舉例而言，該冷卻流體33(舉例而言，水)可能由一個類似地下水或市政當局供水之流體源280來供應。上述離開該過冷卻熱交換器32而作為溫冷卻流體146之冷卻流體33可能會供其他之應用使用。舉例而言，該溫冷卻流體146可能會流至一個水加熱器282以進一步加熱或預先加熱水，使至一個供當前或未來之灌溉系統286或其他用途之貯器284使用。誠如將可察覺到的是，該例示之實施例可能特別適用於一些類似現有和/或富於冷卻地下水之涼冷卻流體144的流體源之環境或場地中。
圖14為上述具有該等多重之冷媒迴路20和該過冷卻系統12之致冷系統10的實施例之示意圖。該等多重之冷媒迴路20具有多重之冷卻器24，以及該過冷卻系統12具有多重之過冷卻熱交換器32。在某些實施例中，該冷卻器24可能會藉由如所顯示之冷卻器312和314而以流體方式耦合在一或多個成平行配置之對應的冷媒迴路20中。附加地，或者在其變更形式中，該過冷卻熱交換器32可能會藉由如所顯示之過冷卻熱交換器340和342而耦合在一或多個成平行配置之對應的冷媒迴路20中。誠如可能察覺到的是，該等冷卻器24和過冷卻熱交換器32可能會以流體方式耦合在各種經配置的一或多個冷媒迴路20和/或致冷系統10中。因此，該致冷系統10可能具有連接不同之過冷卻熱交換器32至該熱儲存器單元36以過冷卻該冷媒25的附加彈 性、連接不同之冷卻器24至該負載14以冷卻該負載14的附加彈性、和/或連接不同之冷卻器24至該熱儲存器單元36以再充填該冷卻流體33的附加彈性。
舉例而言，倘若彼等閥300和302被關閉以及彼等閥304、306、308、和310被打開，則每一該等冷卻器312、314、和316會耦合至該負載14以冷卻該負載流體22，以及每一該等冷卻器312、314、和316會與該熱儲存器單元36相隔離。誠如所顯示，每一該等冷卻器312、314、和316係具有對應之負載泵318、320、和322、和對應之止回閥324、326、和328，以提供流經每一冷卻器312、314、和316(舉例而言，負載流體22、冷卻流體33)之流體。附加地，有一個供應泵330可能會將該負載流體22移動至該負載14。該等過冷卻泵332、334、和336會將該冷卻流體33(舉例而言，水)自該熱儲存器單元36泵提至該過冷卻熱交換器32，彼等如上文所討論係在具有該等冷卻器312、314、和316之冷媒迴路20中。舉例而言，該過冷卻泵332可能會供應該冷卻流體33至一個以流體方式耦合至該冷卻器316之過冷卻熱交換器32，該過冷卻泵334可能會供應該冷卻流體33至一個以流體方式耦合至該等冷卻器314和312之過冷卻熱交換器32，以及該過冷卻泵336可能會供應該冷卻流體33至一個以流體方式耦合至該等冷卻器314和316之過冷卻熱交換器32。在某一定之實施例中，該過冷卻環路亦可能包括該等止回閥338、340、和342。
圖14中所例示之致冷系統10可能在經由一或多 個過冷卻熱交換器32過冷卻一或多個冷媒迴路20的冷媒25之際促使該熱儲存器單元36之冷卻流體33能夠同時經由一或多個冷卻器312、314、和316加以再充填。換言之，該致冷系統10可能會同時在該再充填模態和過冷卻模態中運作。在該例示之實施例中，該熱儲存器單元36(舉例而言，水槽)可能會藉由關閉該等閥308和310及打開該等閥300和302而使用該冷卻器316加以再充填，藉此使該熱儲存器單元36與該等冷卻器312和314相隔離。誠如將可察覺到的是，為提供壓力隔離，該等閥308和310應在該等閥300和302被打開之前被關閉。此一配置會在該等冷卻器312和314供應負載流體22(舉例而言，急冷水)至該負載14之際容許該冷卻器316冷卻該熱儲存器單元36中之冷卻流體33(舉例而言，水)。同理，該等閥304和306可被關閉，同時，該等閥300、302、308、和310會被打開，藉此使該熱儲存器單元36與該冷卻器312相隔離。在此種配置中，該等冷卻器314和316可能會冷卻該熱儲存器單元36中之冷卻流體33，同時，該冷卻器312會供應該負載流體22(舉例而言，急冷水)至該負載14。
圖15為上述具有一個致冷環路350和該過冷卻系統12之致冷系統10的實施例之示意圖，其中，該過冷卻系統12可能適用於上述冷媒25通過該致冷環路350之跨臨界運作。誠如可能察覺到的是，一個跨臨界程序可能會冷卻該冷媒25至一個過冷卻(舉例而言，液體)狀態，以及可能加熱及/或增壓該冷媒25至一個過臨界狀態，其中，該冷媒25 之液體和氣體係無法區分。舉例而言，在該例示之實施例中，該致冷系統10具有一個致冷環路350，以及該過冷卻系統12具有一個第一冷卻流體(舉例而言，水)環路352和一個第二冷卻流體(舉例而言，水)環路354。與上文所說明之冷媒迴路20相類似，該致冷環路350會使一個冷媒25(舉例而言，二氧化碳、R134a、R410A、R32、R1233ZD(E)、R1233zd(E)、R1234yf、R1234ze)循環，以及包括該等冷卻器24、壓縮機26、過冷卻熱交換器32、和膨脹裝置30。該冷卻器24可能會被利用來再充填該熱儲存器單元36之冷卻流體33(舉例而言，水)。該例示之致冷環路350包括一個作為該冷凝器28之冷凝器盤管356，以及會有一個冷凝器風扇358被配置來使空氣移動過該冷凝器盤管356，藉此冷卻該冷媒25。該致冷環路350亦包括一個蒸發器盤管360，其中，該冷媒25會吸收熱量以及至少有部份會蒸發。在某些實施例中，出自該負載14之負載流體22(舉例而言，回流水45)會循環通過該蒸發器360而將熱量傳遞給該冷媒25。有一個蒸發器風扇362會被配置來使空氣移動過該蒸發器盤管360，藉此冷卻空氣以及將熱量傳遞給該冷媒25。在某些實施例中，上述移動過該蒸發器盤管360之空氣為該負載，諸如在一個致冷系統中。
有一個第一冷卻流體環路352可能會經由該過冷卻熱交換器32過冷卻該致冷環路350之冷媒25。舉例而言，該第一冷卻流體環路352會經由一個第一泵364使出自一個下儲槽366之冷卻流體33(舉例而言，涼水)供應至該過冷卻 熱交換器32及至一個上儲槽368。有一個第二冷卻流體環路354可能會經由循環通過該冷卻器24(舉例而言，再充填)而加以冷卻。舉例而言，該第二冷卻流體環路354會將出自該下儲槽366之冷卻流體33(舉例而言，水)供應至該冷卻器24以及返回至該下儲槽366。該熱儲存器單元36可能包括該等上儲槽368和下儲槽366，其中，該上儲槽368係被垂直佈置在該下儲槽366上方。特言之，該第一冷卻流體環路352包括一個第一泵364，其經配置會使該冷卻流體33泵提經過該第一冷卻流體環路352。亦即，該第一泵364會汲取出自該熱儲存器單元36之下儲槽366的底部365之冷卻流體33，會將該冷卻流體33泵提通過該過冷卻熱交換器32，以及會使該變溫之冷卻流體33排放進該熱儲存器單元36之上儲槽368內。有一個閥370係位於該等下儲槽366與上儲槽368之間以完成該第一冷卻流體環路352。同理，該第二冷卻流體環路354包括一個第二泵372，其經配置會將該冷卻流體33泵提通過該第二冷卻流體環路354。特言之，該第二泵372會汲取出自該下儲槽366之底部365的冷卻流體33(舉例而言，水)，會將該冷卻流體33泵提通過該該冷卻器24，以及會使該冷卻流體33回頭排放進該下儲槽366內。
在該例示之實施例的排放(舉例而言，冷卻)模態期間，該蒸發器360中之冷媒25會自該負載14吸收熱量。該壓縮機26會增加該冷媒25之壓力，以及會引領該冷媒25使通過該冷凝器356，而將熱量排斥至該冷凝器風扇358所汲取之空氣。該第一泵364會使出自該下儲槽366之底部365的 涼冷卻流體144(舉例而言，涼水)移動通過該過冷卻熱交換器32及進入該上儲槽368內，藉此在該冷媒25因該膨脹裝置30而膨脹之前被進一步冷卻。該熱儲存器單元36之通風孔374會促使空氣能夠自由地自該上儲槽368之頂部375移動至該下儲槽366之頂部377，以致該下儲槽366中之急冷涼冷卻流體144的水位會隨著該第一泵364以出自該過冷卻熱交換器32之溫冷卻流體146的填滿該上儲槽368而下降。
在該例示之實施例的再充填模態之初起，該等閥370可能會在該等上儲槽368與下儲槽366之間被打開，藉此促使出自該上儲槽368之溫冷卻流體146洩放至該下儲槽366。在該再充填模態期間，上述通過該致冷環路350之冷媒25在利用上可能主要是冷卻通過該冷卻器24之冷卻流體33，而非自該負載14移除熱量。舉例而言，隨著該溫冷卻流體146之洩放，該蒸發器風扇362可能會被關閉以及該第二泵372可能會被打開，以使出自該下儲槽366之溫冷卻流體146移動通過該冷卻器24以及返回至該下儲槽366，藉此降低該下儲槽366內之冷卻流體33的溫度。在某些實施例中，該第一泵364可能會在該再充填模態期間繼續引領該冷卻流體33使通過該等第一冷卻流體環路352和過冷卻熱交換器32，藉此傳送該溫冷卻流體146給該上儲槽368。在洩放某一需要量(舉例而言，25、50、75、100%)出自該上儲槽368之溫冷卻流體146時，該等閥370可能會被關閉以及離開該過冷卻熱交換器32之溫冷卻流體146接著可能會在其餘的再充填程序期間累積在該上儲槽368中。一旦該下儲槽 366因該冷卻流體之循環通過該第二冷卻流體環路354而被冷卻至一個所需要之最小溫度，該再充填程序可能會被完成。在完成該再充填程序時，大多數之冷卻流體33可能會在該下儲槽366中作為該涼冷卻流體144，而其餘之冷卻流體33為該上儲槽368中之溫冷卻流體146。
誠如將可察覺到的是，該等致冷系統10和過冷卻系統12在排放或再充填之模態中的運作可能取決於各種之因素。舉例而言，就熱儲存為較低之優先權的系統而言，該等上儲槽和下儲槽368和366之尺寸可能係相當小，藉此促使該致冷系統10能夠在該排放模態中運作一段短暫時間(舉例而言，大約1小時以下)。在此種環境中，當該下儲槽366中之冷卻流體的水位達至某一最小值時，起始一個再充填模態可能會是有利的。然而，在熱儲存為較高之優先權的實施例中，該等上儲槽和下儲槽368和366可能會相當大以及可能有能力在一個排放模態中運作數小時而不需要再充填。在此種情況中，該再充填模態可能會在夜間或能量率降低時之其他時間下被起始。
此外，在某一定之實施例中，誠如上文所討論，該熱儲存器單元36可能包括一個單一儲槽(舉例而言，分層式流體儲槽138)。誠如將可察覺到的是，此種實施例可能會利用較少之空間以及可能具有較低之初始設備成本。在一個單一儲槽之實施例中，該第一冷卻流體環路352可能將該冷卻流體回頭排放至該下儲槽366之頂部，諸如在該可移動式隔板之上方。
圖16為圖15中所顯示之致冷系統中的致冷環路350之冷媒25的示意壓焓圖。特言之，迴路400顯示該致冷環路350之冷媒25在該致冷系統10正運作於一個排放模態中時的壓力和焓，其中，該過冷卻系統12會經由該過冷卻熱交換器32來冷卻該冷媒25。此外，迴路402例示該致冷環路350之冷媒25在該致冷系統10正開始再充填該過冷卻系統12之冷卻流體33時的壓力和焓。誠如迴路402所示，該冷媒25可能會在整個迴路402中保持氣態(舉例而言，在該飽和蒸汽曲線外)。迴路404例示該致冷環路350之冷媒25在該過冷卻系統12之冷卻流體33的再充填之中途的壓力和焓，其中，該冷媒25在該迴路404中可能會改變相態。迴路406例示該致冷環路350之冷媒25接近該過冷卻系統12之冷卻流體33的再充填之結束的壓力和焓。為比較計，迴路408例示一個無該過冷卻系統12之傳統式跨臨界蒸汽壓縮周期。
誠如將可察覺到的是，上述具有圖15中所例示之致冷環路350和過冷卻系統12的致冷系統10可能會降低與該膨脹程序相關聯之損失。更明確而言，在該排放模態期間，該過冷卻系統12之冷卻流體33可能會被用來經由該過冷卻熱交換器32而將該致冷環路350之跨臨界冷媒流體25冷卻至一個接近該跨臨界冷媒25之蒸發溫度。該冷卻流體33中之能量接著會在該再充填模態期間經由該冷卻器24而被排斥至該冷媒25，以及該冷媒25會經由該冷凝器356而將該熱量排斥至空氣。此外，圖15中所顯示之實施例的上儲槽和下儲槽368和366之配置可能會與本說明書所說明之其 他實施例相合併。
在該跨臨界運作之情況中，該冷凝器356中並無相態變化(舉例而言，氣態變液態)，以及該過冷卻器32會冷卻一個跨臨界冷媒25而非過冷卻一個經冷凝之液態冷媒。亦即，該液態冷卻流體可能會冷卻該過冷卻器32中之跨臨界冷媒流體25。此外，當該蒸發器360之溫度超過該冷媒25之臨界溫度時，該等蒸發器360和膨脹裝置30之運作會是有可能的。圖16中之迴路402為此一極端運作條件之範例，其中，該冷媒25並不會凝結。因此，該等組件(舉例而言，蒸發器360、冷凝器356)之名稱預計係廣意包括一些存在於該冷媒臨界點處或以上之條件下的運作。
圖17為上述具有該等冷媒迴路20和過冷卻系統12之致冷系統10的實施例之示意圖，其中，該過冷卻系統12會利用一個冰儲存器。在此一實施例中，自一個冰儲存槽420(舉例而言，熱儲存器單元36)融化出之水係供過冷卻使用。特言之，有一個過冷卻泵422會使出自該冰儲存槽420之底部425的涼水423移動通過該過冷卻熱交換器32，以及使返回至該冰儲存槽420之頂部427。在某一定之實施例中，該過冷卻泵422之流速在選擇上可能會建立一個分層式冰儲存槽。亦即，該流速可能會很緩慢以致會保留該冰儲存槽420之分層化。附加地，一個乙二醇溶液或其他防凍劑液體可能會使循環通過該冰儲存槽420之盤管424以產生冰。特言之，該等閥426和428經配置可能會調節該乙二醇或其他之防凍劑流體的流動。
在一個再充填模態期間，該等冰儲存槽427與一個乙二醇泵423間之閥426會關閉至該負載14之乙二醇的流動，以及會如箭頭434所指地將其引領至一條旁通管路430以及至該乙二醇泵432。附加地，在該再充填模態中，該等冷卻器24與冰儲存槽427間之閥428會引領乙二醇使如箭頭436所指地通過該冰儲存槽420中之盤管424。該再充填模態可能會使該涼水423凍結成冰。在一個排放模態(舉例而言，使用融化之冰水423來冷卻)中，該閥426會如箭頭438所指地對該負載14打開以及對該旁通管路430關閉。附加地，該閥428會對該冰儲存槽420中之盤管424打開。一旦該冰儲存槽420中之冰已經融化，該閥428會關閉乙二醇至該冰儲存槽420中之盤管424的流動。此時，該過冷卻泵422在運作上可能如上文所說明之方式使用出自該冰儲存槽420之底部的涼水(舉例而言，融化之冰水423)來提供附加之冷卻(舉例而言，至該過冷卻熱交換器32)。
圖18為上述具有該等冷媒迴路20和過冷卻系統12之致冷系統10的實施例之示意圖，其中，該過冷卻系統12具有兩個熱儲存器單元36，彼等在再充填模態期間係成並列連接以及在過冷卻模態中係成串列連接。在該過冷卻模態中，出自該過冷卻熱交換器32之溫冷卻流體450會在某一低流速下進入一個第一熱儲存器單元452之頂部47附近，以促使該冷卻流體33之分層化能夠成為一個溫層454和一個涼層456。該涼冷卻流體33會在該第一熱儲存器單元452之底部49附近離開該第一熱儲存器單元452而通過一個 傾斜管458，以及會如該實心箭頭462所示在該頂部47附近進入該第二熱儲存器單元460內。該涼冷卻流體33會在該第二熱能儲存單元404之底部49附近離開而至該過冷卻泵100。在該過冷卻模態期間承載該冷卻流體33之導管，在尺寸上係經由一個相當低之流速來促成該等第一和第二熱能儲存單元452、460之分層化。該傾斜管458之安排會在該過冷卻模態期間以流體方式成串列耦合至該等第一和第二熱儲存器單元452、460，而不必利用一些閥來控制在該等第一和第二熱儲存器單元452、460間之流動。
在該再充填模態中，該冷卻流體33會自該等第一和/或第二熱儲存器單元452、460如虛線箭頭54所示地流動。出自該冷卻器24之急冷冷卻流體33會進入而通過該傾斜管458，以及可能會分流進入該等第一和第二熱能儲存單元452和460內。一個耦合至該第一熱儲存器單元452之第一再充填閥464可能會控制該冷卻流體33的進入該第一熱儲存器單元452內之再充填(舉例而言，急冷)流動，以及一個耦合至該第二熱儲存器單元460之第二再充填閥466，可能會控制該冷卻流體33進入該第二熱儲存器單元460內之再充填(舉例而言，急冷)流動。誠如可能察覺到的是，該急冷流體泵48可能會在一個高於該過冷卻泵100之流速下引領該再充填急冷流體33進入該等第一和第二熱儲存器單元452、460內，藉此在該再充填模態期間使該等第一和第二熱儲存器單元452、460內之冷卻流體相混合。該冷卻流體33會離開該等第一和第二熱儲存器單元452、460而通過一 個導管468，以及該急冷流體泵48會引領該結合之冷卻流體流動通過該急冷器24。一個耦合至該第一熱儲存器單元452之第三再充填閥470可能會控制該冷卻流體33自該第一熱儲存器單元452至該急冷流體泵48之流動，以及一個耦合至該第二熱儲存器單元460之第四再充填閥472可能會控制該冷卻流體33自該第二熱儲存器單元460至該急冷流體泵48之流動。該等第一、第二、第三、和第四再充填閥464、466、470、和472可能會選擇被打開及關閉，使同時再充填該等第一熱儲存器單元452和第二熱儲存器單元460。附加地，或者在其變更形式中，該等第一、第二、第三、和第四再充填閥464、466、470、和472可能會選擇被打開及關閉，使僅再充填該第一熱儲存器單元452或者僅再充填該第二熱儲存器單元460。雖然該等第一和第二再充填閥464、466係顯示在該傾斜管458上面，其可能察覺到的是，該等第一和第二再充填閥464、466類似在該等對應之第一和第二熱儲存器單元452、460內之其他安排，可能會促成該等熱儲存器單元452、460中的一個或兩者之再充填。同理，雖然該等第三和第四再充填閥470、472係顯示在該導管468上面，其可能察覺到的是，該等第三和第四再充填閥464、466類似該等對應之第一和第二熱儲存器單元452、460內的其他安排，可能會促成該等熱儲存器單元452、460中的一個或兩者之再充填。該等第一、第二、第三、和第四再充填閥464、466、470、和472可能為包括但非受限之蝶閥。一些再充填閥、傾斜管、和導管之類似配置可能會被延伸至兩個 以上之熱儲存器單元。
在某些實施例中，該導管468可能會在一個類似該傾斜管458之方式中使耦合至該等第一熱儲存器單元452與第二熱儲存器單元460之間。亦即，該導管468可能會對該傾斜管458形成一個大體上平行之通路，其中，該導管468之第一端部係耦合在該第一熱儲存器單元452之底部49附近，以及該導管468的一個對立第二端部係耦合在該第二熱儲存器單元460之頂部47附近。該導管468之此一傾斜配置可能會促成該等第三和第四再充填閥470、472之移除。在該過冷卻模態中，出自該第一熱儲存器單元452之底部的冷卻流體33可能會如實心箭頭462所顯示地流過該等導管468和傾斜管458而至該第二熱儲存器單元460之頂部47附近的一個部位。該導管468之此一傾斜配置會促使該溫冷卻流體33填滿該第一熱儲存器單元452，以及會使該涼冷卻流體33流過該等傾斜管458和導管468而至該第二熱儲存器單元460，以使該溫層454大體上填滿該第一熱儲存器單元452。當該第一熱儲存器單元452以該溫冷卻流體填滿時，該溫冷卻流體33可能會流過該等傾斜管458和導管468，使在該第二熱儲存器單元460中形成該冷卻流體33之分層式溫層454和冷層456。在該再充填模態中，出自該冷卻器24經冷卻之冷卻流體33可能會經過該傾斜管458而流進該等第一和第二熱儲存器單元452、460內，以及該冷卻流體33可能會自該等第一和第二熱儲存器單元452、460流經該導管468而經由該冷卻器24加以再充填(舉例而言，冷卻)。該導管468之 傾斜配置可能會促成該等第三和第四再充填閥470、472之移除，以控制該等過冷卻和再充填模態期間之流動。誠如可能察覺到的是，某些閥可能會在以其餘的一或多個熱儲存器單元36運作之際被利用來促成該熱儲存器單元36之維修或更換及配管。附加地，或者在其變更形式中，彼等閥可能會在該再充填模態期間被利用來平衡該等第一與第二熱儲存器單元452、460間之流動。
誠如將可察覺到的是，上文所說明之系統和實施例可能包括彼等組件、組態、運作參數、等等之變更形式，彼等可能取決於上述具有該等冷媒迴路20和過冷卻系統12之致冷系統10的特定應用。舉例而言，上文所說明之壓縮機26經配置可能供改變吸入壓力有關之用途。此種壓縮機26可能包括變速離心式壓縮機、變速往複式壓縮機、變衝程線性壓縮機、和具有磁浮軸承之壓縮機、等等。就往複式和線形壓縮機而言，該排放閥自然會補償壓力比方面之改變。附加地，在高吸入壓力下，降低壓縮機容量以避免其餘致冷系統10之超載可能會是有利的。使壓縮機速度降低或者使活塞衝程降低亦會避免該等往複式和線形壓縮機有關吸入和排放閥的過載。
此外，除在該致冷系統10之冷媒迴路(舉例而言，冷媒迴路20、致冷環路350)中包括該過冷卻熱交換器32外，對該致冷系統10做出其他修改可能會是有利的。舉例而言，出自該冷凝器28之過冷卻區段可能會被移除，其可能容許更多之空間供補償及/或降低該冷凝器28之尺寸和成 本。就空氣冷卻式冷凝器而言，降低該冷凝器28中之冷媒充填可能會具有類似之效應。就其他之致冷系統10而言，消除預熱管以降低成本、降低尖峰條件期間之壓縮機26的負載、及/或增加該過冷卻系統12之熱儲存器單元36的能量儲存容量可能會是有利的。同理，消除在多級離心式壓縮機或其他多級系統中見到之中間冷卻器可能會是有利的。
誠如上文所說明，該過冷卻系統12之冷卻流體流速可能會被最佳化以極大化該過冷卻系統12之效率而冷卻該致冷系統10之冷媒迴路20的冷媒25。在某一定之實施例中，通過該過冷卻熱交換器32之冷卻流體流速可能會加以選擇，以致橫跨該過冷卻熱交換器32之冷卻流體33的溫度變化可能大約等於橫跨該過冷卻熱交換器32之冷媒25的溫度變化。在某些實施例中，通過該過冷卻熱交換器32之冷卻流體流速可能會加以選擇，以致離開該過冷卻熱交換器32之冷卻流體33大約具有與進入該過冷卻熱交換器32之冷媒25相同的溫度，以及離開該過冷卻熱交換器32之冷媒25大約具有與進入該過冷卻熱交換器32之冷卻流體33相同的溫度。
附加地，誠如上文參照圖2之說明，該系統可能包括多種感應器50和一個控制器52(舉例而言，一個自動化控制器、可規劃式邏輯控制器、分佈式控制系統、等等)，彼等經配置會基於該等感應器50所測得之回授來運作各種組件(舉例而言，閥)。理應察覺到的是，該等感應器50和控 制器52，加上其他感應器和控制器，可能供本說明書所說明的任何一個實施例來使用。舉例而言，該等感應器50經配置可能會測量該等冷媒迴路20和/或過冷卻系統12之溫度、壓力、流速、或其他之運作參數。附加地，該控制器52經配置可能基於所測得之回授來運作本說明書所說明之任何組件(舉例而言，閥、泵)或其他組件。
誠如上文所討論，本說明書所說明之冷媒迴路20和過冷卻系統12可能會提昇該致冷系統10之效率。附加地，上文所說明之某一定實施例可能具有低於其他系統之成本(舉例而言，第一成本和/或運作成本)。舉例而言，儀器成本、能量成本、維修成本、於其他成本可能會被降低。在某些實施例中，該熱儲存器單元36可能會降低一個給定之冷卻負載所利用的工地處之覆蓋區。舉例而言，一個具有利用散熱器而非熱儲存器單元之10,000噸容量的致冷系統可能具有大約38,220ft2之覆蓋區，而一個具有如上文所說明利用三個熱儲存器單元36(舉例而言，42呎直徑、30呎高度)和散熱器之10,000噸容量的致冷系統10，可能會具有一個大約28,179ft2之覆蓋區，其大約小24%。該等揭示的一或多個實施例之組合亦可能會被使用。該等各種槽和管路之配置可能會加以結合，以及可能有利的是使符合一些特定應用之需求。
上文所說明之實施例中所指稱的冷卻流體33主要可能包括水。在某些實施例中，該冷卻流體33可能包括具有某種殺蟲劑和/或腐蝕抑制劑之水。丙烯或乙烯乙二醇 或其他防凍劑亦可被添加來提供結冰防護。非水性液體、粉漿、等等亦為該冷卻流體33有關之選項。在某些有關具有冷卻流體33之水性溶液的分層式熱儲存器單元36之實施例中，一個會降低該冷卻流體33之最小密度的溫度之添加劑可能會被利用在該冷卻流體33之溫度可能約低於39℉的情況中。
關於形成上文所討論之環路和流動路徑的管路，在無防凍劑之冰凍氣候中，裸露之管路應使絕緣及熱追蹤以避免可能之冰凍損害。該熱儲存器單元36可能會被打開以及可能會自然對抗冰凍損害，不過在某些情況中可能希望有加熱器或絕緣體。
理應注意到的是，本說明書所說明之某一定實施例亦可能被使用作一個供加熱應用之熱泵。一些採用作為加熱而非冷卻之系統的當前實施例間之區別在於，離開該冷凝器之熱量係被視為該初期輸出，不過，該系統可同時提供作為有用輸出之冷卻。熱泵有關之變更形式係為或直接或透過一個次級(乙二醇)環路使用進入之通風空氣來冷卻冷媒液體。
雖然僅有某一定之特徵和實施例已加以例示說明，本技藝之專業人士可瞭解的是，可能會面臨許多修飾體和變更形式(舉例而言，各種元件之尺寸、維度、結構、形狀、和比例中的變動、參數值(舉例而言，溫度、壓力、等等)、架置安排、材料之使用、顏色、方位、等等)而未本質上違離本發明在申請專利範圍中所列舉之獨創授義內容 和權益。任何程序或方法步驟之順序或序列依據一些他型之實施例可能會被改變或重新定序。因此，理應瞭解的是，所附專利請求項係意使涵蓋所有落在本發明之真實精神的此等修飾體和變更形式。此外，在設法提供該等範例性實施例的簡潔說明中，一個實際實現體之所有特徵可能未曾說明過(亦即，與當前所預期無關貫徹本發明之最佳模態或促成本發明之主張者)。理應察覺到的是，在任何此等實際實現體之發展中，如同在任何之工程或設計方案中，有許多實現體專房性決策可能會被完成。此種發展成果或可能會很複雜和耗費時間，然而就己得益於此公佈內容之一般技術人員而言或將為有關設計、製造、和生產之常規任務，而無不當之實驗。
10‧‧‧致冷系統
12‧‧‧過冷卻系統
14‧‧‧負載
20‧‧‧冷媒迴路
24‧‧‧冷卻器
25‧‧‧冷媒
26‧‧‧壓縮機
28‧‧‧冷凝器
30‧‧‧膨脹裝置
32‧‧‧過冷卻熱交換器
33‧‧‧冷卻流體
34‧‧‧過冷卻迴路
36‧‧‧熱儲存器單元
38,40,42,44,51‧‧‧閥
45‧‧‧回流水
46,54‧‧‧箭頭
47‧‧‧頂部
48‧‧‧急冷流體泵
49‧‧‧底部
50‧‧‧感應器
52‧‧‧控制器
53‧‧‧天線
54‧‧‧箭頭

Claims (22)

  1. 一種冷卻系統，其包含：一冷媒迴路，其組配來使一冷媒流動，該冷媒迴路包含：一壓縮機；一冷凝器；一膨脹裝置，其組配來使該冷媒膨脹；一過冷卻熱交換器；和一冷卻熱交換器；和一過冷卻迴路，其組配來使一冷卻流體流動，該過冷卻迴路包含：該過冷卻熱交換器，其中，該冷卻流體係組配來使在該過冷卻熱交換器中的該冷媒冷卻；一過冷卻泵；和一熱儲存單元，其組配來儲存該冷卻流體。
  2. 如請求項1之冷卻系統，其中，該熱儲存單元包含一分層式冷卻流體儲槽。
  3. 如請求項1之冷卻系統，其中，該熱儲存單元包含一冷卻流體儲槽，該冷卻流體儲槽包含界定出該冷卻流體儲槽之一第一貯器和一第二貯器的可移動式隔板。
  4. 如請求項3之冷卻系統，其中，該可移動式隔板包含：一絕緣層；耦合至該絕緣層之一平衡體；和耦合至該絕緣層和該冷卻流體儲槽之一襯層，其中，該 襯層會在該第一貯器與該第二貯器間形成一水密性密封墊。
  5. 如請求項1之冷卻系統，其中，該冷卻流體之流速係使該冷卻流體橫跨該過冷卻熱交換器增加的溫度大約等於該冷媒橫跨該過冷卻熱交換器降低之溫度。
  6. 如請求項1之冷卻系統，其中，該過冷卻熱交換器之效力約大於90%。
  7. 如請求項1之冷卻系統，其中，該過冷卻熱交換器包含一多通硬銲型板式熱交換器，其使該等冷媒與該冷卻流體間之逆流近似。
  8. 如請求項1之冷卻系統，其中，該熱儲存單元包含一地表下地層環路。
  9. 如請求項1之冷卻系統，其中，該過冷卻熱交換器係被佈置在該冷凝器與該膨脹裝置之間。
  10. 如請求項1之冷卻系統，其中，該熱儲存單元係包含：一第一儲槽，其組配來將一涼冷卻流體供應至該過冷卻泵；一第二儲槽，其組配來接受出自該過冷卻熱交換器之一溫冷卻流體；和一第三儲槽，其以流體方式耦合至該等第一儲槽和該第二儲槽，其中，該第三儲槽係組配來使自該第二儲槽所接受之該溫冷卻流體冷卻成該涼冷卻流體，以提供該涼冷卻流體給該第一儲槽，以及將該第一儲槽中之該涼冷卻流體與該第二儲槽中之該溫冷卻流體熱隔離。
  11. 如請求項1之冷卻系統，其中，該冷卻熱交換器係組配來以該冷媒冷卻一急冷水流，以及該急冷水流係被供應至一冷卻負載。
  12. 一種冷卻方法，其包含之步驟有：以出自一冷卻水儲存器之冷卻水流來冷卻一冷媒迴路之一冷媒流，以產生一溫水流以及藉由一過冷卻溫差來冷卻該冷媒流；使該溫水流流至該冷卻水儲存器；以及將該溫水流與該冷卻水儲存器中之冷卻水流熱隔離。
  13. 如請求項12之冷卻方法，其包含之步驟有：調節該冷卻水流之一流速以使該冷卻水流與該溫水流間之一第一溫差大約等於該過冷卻溫差。
  14. 如請求項13之冷卻方法，其中，該第一溫差約大於20℉華氏。
  15. 如請求項12之冷卻方法，其中，將該溫水流與該冷卻水流熱隔離包含之步驟有：調節該溫水流之一流速，以使在該冷卻水儲存器中該溫水流分層在該冷卻水流上方。
  16. 如請求項12之冷卻方法，其中，將在該冷卻水儲存器中之該溫水流與該冷卻水流熱隔離包含的步驟有：將該溫水流儲存進該冷卻水儲存器之一第一貯器內，以及將該冷卻水流儲存進該冷卻水儲存器之一第二貯器內，其中，該第一和該第二貯器係被一水密性可移動式隔板分隔開。
  17. 如請求項12之冷卻方法，其中包含之步驟有：在一再充 填模式中以沿該冷媒迴路佈置之一冷卻熱交換器來冷卻該冷卻水儲存器之該溫水流。
  18. 如請求項12之冷卻方法，其中，將該冷卻水儲存器中之該溫水流與該冷卻水流熱隔離所包含的步驟有：將該溫水流儲存進該冷卻水儲存器之一第一貯器內，以及將該冷卻水流儲存進該冷卻水儲存器之一第二貯器內，其中，該第一和該第二貯器係以流體方式相耦合。
  19. 一種過冷卻迴路，其包含：一熱儲存單元，其組配來儲存一冷流體；一熱交換器，其組配來將熱量自一冷卻系統之一冷媒傳遞至該熱儲存單元之一冷流體流；和一泵，其組配來泵提該冷流體通過該過冷卻迴路，其中，該熱儲存單元係組配來接受出自該熱交換器之冷流體流以及儲存該冷流體流以供再冷卻。
  20. 如請求項19之過冷卻迴路，其中，該熱儲存單元包含：一第一儲槽，其組配來供應該冷流體流至該熱交換器；和一或多個第二儲槽，其以流體方式耦合至該第一儲槽以及組配來接受出自該熱交換器之一溫流體流，其中，該等一或多個第二流體儲槽係組配來將該溫流體冷卻成冷流體、提供該冷流體至該第一儲槽、以及將該第一儲槽中之該冷流體與該等一或多個第二儲槽中之該溫冷流體熱隔離。
  21. 如請求項19之過冷卻迴路，其中包含： 至少一感應器，其組配來測量該熱交換器之一運作參數；和一控制器，其組配來基於至少部份該運作參數來調節該泵之一流速，以及該運作參數包含進入該熱交換器之該冷媒的一溫度、離開該熱交換器之該冷媒的一溫度、進入該熱交換器之該冷流體流的一溫度、離開該熱交換器之該冷流體流的一溫度、或彼等之組合。
  22. 如請求項19之過冷卻迴路，其中，該冷卻系統包含一冷卻熱交換器，其組配來以該冷媒再冷卻該熱儲存單元中之該冷流體流。
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