低充量封裝式制冷系統技術方案

一種封裝式泵送液體循環制冷系統，所述系統的每噸制冷容量的致冷劑充量為10lbs或更小。壓縮機和相關部件位于預封裝式模塊化機房中，并且其中冷凝器安裝在機房上，并且蒸發器緊密聯接到預封裝式模塊化機房?，F有技術的大型接收器容器可以用單相或雙相回旋分離器來代替，所述單相或雙相回旋分離器也安放在所述預封裝式模塊化機房中。

Low charge package refrigeration system

A packaged pump liquid circulation refrigeration system with a refrigerant charge of 10lbs or less per ton of refrigeration capacity. The compressor and associated components are located in a pre packaged modular machine housing, wherein the condenser is mounted on the engine room and the evaporator is tightly coupled to a pre packaged modular machine room. The large receiver container of the prior art can be replaced by a single phase or two phase cyclotron separator, and the single-phase or dual phase cyclone separator is also arranged in the pre packaged modular machine room.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】低充量封裝式制冷系統
本專利技術涉及工業制冷系統。
技術介紹
現有技術的工業制冷系統，例如用于冷藏倉庫的制冷系統，特別是氨基制冷系統，是高度分隔的。蒸發器盤管經常安裝在制冷空間的天花板上，或者收集在制冷空間的屋頂上的屋頂室中，冷凝器盤管和風扇通常安裝在包含所述制冷空間的建筑物的屋頂上的單獨空間中，并且壓縮機、接收罐、油分離罐和其它機械系統通常收集在遠離公共空間的單獨的機房中。由于氨對人類的毒性、由人為錯誤或機械完整性引起的釋放的影響以及恐怖主義的威脅，含有大量氨的氨基工業制冷系統受到高度調節。含有超過10,000lbs氨的系統需要EPA的風險管理計劃(RiskManagementPlan，RMP)和OSHA的過程安全管理計劃(OSHA′sProcessSafetyManagementPlan)，并可能導致聯邦機構的檢查。加利福尼亞州對含有超過500lbs氨的系統有額外的限制/要求。導致100磅或更多的氨排放的任何制冷系統泄漏，必須報告給EPA。
技術實現思路
本專利技術是一種封裝式泵送液體循環制冷系統，其每噸制冷容量的致冷劑充量為10lbs或更少。本專利技術是一種低充量封裝式制冷系統，其中壓縮機和相關部件位于預封裝式模塊化機房中，并且其中冷凝器緊密地聯接到預封裝式模塊化機房。根據本專利技術的實施例，可以用安放在預封裝式模塊化機房中的液體-蒸汽分離結構/裝置替代用于分離從蒸發器離開的致冷劑蒸汽和致冷劑液體并且存儲備用致冷劑液體的、現有技術的大型接收器容器。根據一個實施例，液體-蒸汽分離結構/裝置可以是單相或雙相氣旋分離器。根據本專利技術的另一個實施例，標準節能器容器(其收集來自冷凝器的液體)還可以任選地由也安放在預封裝式模塊化機房中的單相或雙相回旋分離器替換。蒸發器盤管優選地形成有內部增強，以改進致冷劑液體通過管道的流動，增強熱交換并減少致冷劑充量。根據一個實施例，冷凝器可以由優選地形成有內部增強的盤管構成，所述內部增強改進通過管道的致冷劑蒸汽的流動，增強熱交換并減少致冷劑。根據更優選實施例，蒸發器管增強和冷凝器管增強彼此不同。名稱為“InternallyEnhancedTubesforCoilProducts(用于盤管產品的內部增強管)”的共同未決臨時申請62/188,264的全部內容通過引用并入本文。根據替代實施例，冷凝器系統可以采用微通道熱交換器技術。冷凝器系統可以是本領域中已知的用于將致冷劑蒸汽冷凝成液體致冷劑的任何類型。根據各種實施例，所述系統可以是液體過量供給系統或直接膨脹系統，但是最優選具有過量供給率(進入蒸發器的液體致冷劑質量流率與產生冷卻效果所需的蒸汽質量流率相比的比率)的非常低充量或“臨界充注”系統，其中過量供給率為1.05∶1.0至1.8∶1.0，優選的過量供給率為1.2∶1。為了保持這種低過量供給率，例如在美國專利申請14/221,694和14/705,781(該兩個申請的全部內容均通過引用并入本文)中描述的那些電容傳感器可以設置在系統中的各個點處，以確定液體和蒸汽的相對量，從而可以相應地調節系統。這種傳感器優選地位于液體-蒸汽分離裝置的入口處和/或蒸發器的出口處，和/或位于蒸發器的出口和液體-蒸汽分離裝置之間的致冷劑管線中的某處和/或壓縮機的入口處和/或在液體-蒸汽分離裝置的蒸汽出口和壓縮機之間的致冷劑管線中的某處。另外，冷凝器系統和機房優選地緊密聯接到蒸發器。在其中蒸發器位于制冷空間上方的“屋頂室”室中的屋頂室蒸發器布置的情況下，機房優選地連接到預制的屋頂室蒸發器模塊。在制冷空間中的天花板安裝式蒸發器的情況下，集成冷凝器系統和模塊化機房安裝在蒸發器單元正上方的地板或屋頂上(所謂的“分離系統”)。與現有技術相比，本文所述的特征的組合提供了非常低充量的制冷系統。具體地，本專利技術構造成每噸制冷容量需要少于6磅的氨。根據優選實施例，本專利技術每噸制冷可需要少于4磅的氨。根據最優選的實施例，本專利技術可以以每噸制冷容量小于2磅而有效地操作。相比之下，現有技術的“棒式建造”系統的每噸制冷需要15-25磅氨，并且現有技術的低充量系統需要大約10磅/噸制冷。因此，對于50噸制冷系統，現有技術的棒式建造系統需要750-1,250磅的氨，現有技術的低充量系統需要大約500磅的氨，而本專利技術需要小于300磅的氨，并且優選小于200磅的氨，更優選小于100磅的氨，EPA的報告閾值(假設系統中的所有氨都泄漏出來)。實際上，根據本專利技術的50噸制冷系統，系統中的全部量的氨可以排放到周圍區域，而不會對人類或環境造成顯著損害或傷害。附圖說明圖1是根據本專利技術的實施例的制冷系統的示意圖。圖2是圖1的左上部分的放大圖。圖3是圖1的左下部分的放大圖。圖4是圖1的右下部分的放大圖。圖5是圖1的右上部分的放大圖。圖6是根據本專利技術的實施例的組合式蒸發器模塊和預封裝式模塊化機房的三維透視圖。圖7是根據本專利技術的另一實施例的組合式蒸發器模塊和預封裝式模塊化機房的三維透視圖。圖8是根據本專利技術的實施例的預封裝式模塊化機房和冷凝器單元的內部的三維透視圖。圖9是根據本專利技術的另一實施例的預封裝式模塊化機房和冷凝器單元的內部的三維透視圖。圖10是根據本專利技術的另一實施例的組合式蒸發器模塊和預封裝式模塊化機房的三維透視圖。圖11示出了組合式蒸發器模塊和預封裝式模塊化機房的三個不同實施例的三維透視圖，其中左側的實施例包括頂部安裝的空氣冷卻冷凝器系統。圖12示出了根據本專利技術的另一實施例的預封裝式模塊化機房的內部的三維剖視圖。圖13示出了組合式屋頂室蒸發器模塊和預封裝式模塊化機房的內部的三維剖視圖。具體實施方式圖1是根據本專利技術一實施例的低充量封裝式制冷系統的工藝和儀表圖。圖1的四個四分之一部分的放大圖分別示于圖2至圖5中。該系統包括分別包括蒸發器盤管4a、4b的蒸發器2a和2b、冷凝器8、壓縮機10、膨脹裝置11a和11b(其可以以閥、計量孔或其它膨脹裝置的形式提供)、泵16、液體-蒸汽分離裝置12和節能器14。根據一個實施例，液體-蒸汽分離裝置12可以是再循環容器。根據其它實施例，液體-蒸汽分離裝置12和節能器14中的一者或兩者均可以以單相或雙相回旋分離器的形式提供。前述元件可以使用標準致冷劑配管以圖1-5所示的方式連接。如本文所使用的，除非另有說明，術語“連接到”或“經由…連接”意指直接或間接連接?？蛇x的除霜系統18包括乙二醇罐20、乙二醇泵22、乙二醇冷凝器盤管24和乙二醇盤管6a、6b，它們也使用致冷劑配管根據圖1所示的布置而連接到彼此以及系統中的其它元件。根據其它可選的替代實施例，可以提供熱氣或電除霜系統。還可以提供蒸發器進料泵/再循環器16，以提供迫使液體致冷劑通過蒸發器熱交換器所需的額外能量。根據圖1-5所示的實施例，低壓液體致冷劑(“LPL”)由泵16通過膨脹裝置11供應到蒸發器。致冷劑從制冷空間接受熱，作為低壓蒸汽(“LPV”)和液體離開蒸發器，并且被輸送到液體-蒸汽分離裝置12(其可以可選地是回旋分離器)，液體-蒸汽分離裝置12將液體與蒸汽分離。液體致冷劑(“LPL”)返回到泵16，并且蒸汽(“LPV”)被輸送到壓縮機10，壓縮機10使蒸汽聚集并將高壓蒸汽(“HPV”)發送到冷凝器8，冷凝器8將高壓蒸汽壓縮成高壓液體(“HPL”)。高壓液體(“HPL”本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制冷系統，包括：致冷劑蒸發器盤管，蒸汽/液體分離結構，所述蒸汽/液體分離結構經由致冷劑管線連接到所述蒸發器盤管的出口，并且構造成將低壓致冷劑蒸汽從低壓致冷劑液體分離開；致冷劑壓縮機，所述致冷劑壓縮機經由致冷劑管線連接到所述液體?蒸汽分離裝置的出口，并且構造成壓縮來自所述蒸汽液體分離結構的致冷劑蒸汽；致冷劑冷凝器，所述致冷劑冷凝器經由致冷劑管線連接到所述致冷劑壓縮機的出口，并且構造成將在所述壓縮機中產生的致冷劑蒸汽凝結成致冷劑液體，高壓側膨脹裝置，所述高壓側膨脹裝置經由致冷劑管線連接到所述致冷劑冷凝器的出口，并且構造成降低從所述致冷劑冷凝器接收的致冷劑液體的壓力；收集容器，所述收集容器經由致冷劑管線連接到所述高壓側膨脹裝置的出口，用以接收來自所述高壓側膨脹裝置的致冷劑液體；低壓側膨脹裝置，所述低壓側膨脹裝置經由致冷劑管線連接到所述收集容器的出口，并且構造成降低從所述收集容器接收的致冷劑液體的壓力；將所述低壓側膨脹裝置的出口連接到所述蒸汽/液體分離結構的入口的致冷劑管線，該致冷劑管線構造成將致冷劑液體傳送到所述分離結構；所述蒸汽/液體分離結構具有經由致冷劑管線與所述蒸發器的入口連接的液體出口；其中所述蒸汽/液體分離結構、所述壓縮機、所述高壓側膨脹裝置、所述收集容器和所述低壓側膨脹裝置位于預封裝式模塊化機房內；其中所述制冷系統的每噸制冷容量需要小于六磅的致冷劑。...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.07.02 US 62/020,2711.一種制冷系統，包括：致冷劑蒸發器盤管，蒸汽/液體分離結構，所述蒸汽/液體分離結構經由致冷劑管線連接到所述蒸發器盤管的出口，并且構造成將低壓致冷劑蒸汽從低壓致冷劑液體分離開；致冷劑壓縮機，所述致冷劑壓縮機經由致冷劑管線連接到所述液體-蒸汽分離裝置的出口，并且構造成壓縮來自所述蒸汽液體分離結構的致冷劑蒸汽；致冷劑冷凝器，所述致冷劑冷凝器經由致冷劑管線連接到所述致冷劑壓縮機的出口，并且構造成將在所述壓縮機中產生的致冷劑蒸汽凝結成致冷劑液體，高壓側膨脹裝置，所述高壓側膨脹裝置經由致冷劑管線連接到所述致冷劑冷凝器的出口，并且構造成降低從所述致冷劑冷凝器接收的致冷劑液體的壓力；收集容器，所述收集容器經由致冷劑管線連接到所述高壓側膨脹裝置的出口，用以接收來自所述高壓側膨脹裝置的致冷劑液體；低壓側膨脹裝置，所述低壓側膨脹裝置經由致冷劑管線連接到所述收集容器的出口，并且構造成降低從所述收集容器接收的致冷劑液體的壓力；將所述低壓側膨脹裝置的出口連接到所述蒸汽/液體分離結構的入口的致冷劑管線，該致冷劑管線構造成將致冷劑液體傳送到所述分離結構；所述蒸汽/液體分離結構具有經由致冷劑管線與所述蒸發器的入口連接的液體出口；其中所述蒸汽/液體分離結構、所述壓縮機、所述高壓側膨脹裝置、所述收集容器和所述低壓側膨脹裝置位于預封裝式模塊化機房內；其中所述制冷系統的每噸制冷容量需要小于六磅的致冷劑。2.根據權利要求1所述的制冷系統，其中所述致冷劑是氨。3.根據權利要求1所述的制冷系統，其中所述蒸汽/液體分離結構包括回旋分離器。4.根據權利要求1所述的制冷系統，其中所述蒸汽/液體分離結構包括再循環器容器。5.根據權利要求1所述的制冷系統，其中所述收集容器包括回旋分離器。6.根據權利要求1所述的制冷系統，其中所述收集容器包括節能器。7.根據權利要求1所述的制冷系統，其中所述蒸發器盤管具有內部增強，以改進所述蒸發器盤管中的液體/蒸汽的流動，并且改進熱交換和致冷劑充量。8.根據權利要求1所述的制冷系統，其中所述冷凝器包括具有內部增強的盤管。9.根據權利要求1所述的制冷系統，其中所述冷凝器包括微通道熱交換器。10.根據權利要求1所述的制冷系統，進一步包括位于連接所述蒸發器盤管和所述蒸汽/液體分離結構的致冷劑管線內的液體蒸汽質量比傳感器。11.根據權利要求1所述的制冷系統，進一步包括位于連接所述蒸汽/液體分離結構和所述壓縮機的致冷劑管線內的液體蒸汽質量比傳感器。12.根據權利要求1所述的制冷系統，進一步包括油分離器容器，所述油分離器容器構造成從接收自所述壓縮機的致冷劑蒸汽分離壓縮機油。13.根據權利要求1所述的制冷系統，其中所述冷凝器是空氣冷卻冷凝器，所述空氣冷卻冷凝器包括位于所述預封裝式模塊化機房的頂部上的盤管和冷凝器風扇。14.根據權利要求1所述的制冷系統，其中所述冷凝器位于所述預封裝式模塊化機房的內部。15.根據權利要求1所述的制冷系統，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：庫爾特·利本多費，格雷戈里·S·德羅西耶，特雷弗·赫格，
申請(專利權)人：艾威普科公司，
類型：發明
國別省市：美國,US