CN101027525A - 热交换性能增强的基于制冷剂的热学能量存储和冷却*** - Google Patents

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Abstract

公开了一种增加冷却负荷的方法和装置，其中所述冷却负荷由具有改进的热交换器结构的基于制冷剂的热学能量存储和冷却***提供。通过循环用作为热学能量存储介质的冰块周围的冷水经过第二热交换器(162)而实现这种负载增加，在所述第二热交换器处，冷凝从负载返回的制冷剂蒸气。制冷剂然后被循环通过冰块内的主热交换器(160)，在这里制冷剂被进一步冷却和冷凝。该***公知为内部/外部融化***，以冰块形式存储的热学能量通过主热交换器被内部融化，并且通过第二热交换器从块的周边循环冷水而外部融化。

Description

热交换性能增强的基于制冷剂的热学能量存储和冷却***
本专利申请是基于并且要求2004年5月25日提交的、名称为“具有改进热交换性能的基于冷却剂的能量存储和冷却***”的、美国临时申请No.60/574449的优先权，该临时申请的全文结合在此引作参考。
技术领域
本发明大体涉及提供以冰的形式存储的热学能量的***，并且更具体地讲，涉及冰存储冷却和制冷***。
背景技术
随着对于峰值需求电能消耗的增加的要求，冰蓄冷已经被用来转换空调电能负载的非峰值次数和速度。存在这样的需要，不仅针对从峰值周期至非峰值周期的负载转换，还要增加空调能力和效率。当前的、具有能量存储***的空调单元具有有限的成就，这是因为多种缺陷，包括依赖水冷却器，其仅仅在大型商业建筑物中实用，并且难以获得高效率。为了大型和小型商业建筑中的热学能量存储的商业优点，热学能量存储***必须具有最小化的生产成本，在不同的操作状态下保持最大化的效率，在制冷剂控制结构中具有简单性，并且在多制冷或空调应用中保持灵活性。
用于提供存储的热学能量的***之前在以下专利公开文献中有所说明，即授权给Harry Fischer的美国专利No.4735064、No.4916916；授权给Fischer等人的美国专利No.5647225；以及Narayanamurthy等人于2004年10月15日提交的美国专利申请No.10/967114。所有这些专利公开文献利用冰蓄冷将空调负载从峰值电费率转换至非峰值电费率，以提供经济的证明，并且因而这些专利公开文献结合在此引作参考。
发明内容
本发明的实施例可包括基于制冷剂的热学能量存储和冷却***，其包括：冷凝单元，所述冷凝单元包含压缩机和冷凝器；制冷剂控制单元，其连接至所述冷凝单元，所述制冷剂控制单元调节、蓄积并泵送制冷剂；负载热交换器，其连接至所述制冷剂控制单元，其连接至所述制冷剂控制单元，通过增加所述制冷剂的焓而将冷却能提供至冷却负荷；充满适于在液体与固体之间相变的流体的罐，在其中包含主热交换器，所述主热交换器连接至所述制冷剂控制单元，利用来自所述制冷剂控制单元的所述制冷剂冷却所述流体，并且冷冻所述罐中的至少一部分所述流体；以及第二热交换器，其连接至所述负载热交换器，有助于被冷却的所述流体与所述制冷剂之间的热学接触，从而减少所述制冷剂的焓，并且将加温的所述流体返回至所述罐。
本发明的实施例还可包括用基于制冷剂的热学能量存储和冷却***提供冷却负荷的方法，其包括以下步骤：利用冷凝单元冷凝第一膨胀的制冷剂，以产生第一冷凝的制冷剂；将所述第一冷凝的制冷剂供应至蒸发单元，其中所述蒸发单元限定在充满适于在液体与固体之间相变的流体的罐内；在第一时间阶段的过程中，在蒸发单元内膨胀所述第一冷凝的制冷剂，以冷冻所述罐内的所述流体的一部分，从而产生冷却的流体、冷冻的流体以及第二膨胀的制冷剂；在第二时间阶段中至少一部分冷却的流体通过第二热交换器，以减少第二膨胀的制冷剂的焓，并且形成低焓的制冷剂；循环所述低焓的制冷剂通过位于所述冷冻的流体内的所述蒸发单元，以冷凝所述低焓的制冷剂并且产生第二冷凝的制冷剂；并且膨胀所述第二冷凝的制冷剂，以提供所述冷却负荷。
附图说明
在附图中：
图1示出了热交换性能增强的基于制冷剂的热学能量存储和冷却***的实施例；
图2示出了热交换性能增强的基于制冷剂的热学能量存储和冷却***的实施例；
图3示出了具有多个改进的热交换器的基于制冷剂的热学能量存储和冷却***的实施例；
图4示出了利用了共用流体槽的热交换性能增强的基于制冷剂的热学能量存储和冷却***的实施例；
图5示出了利用了共用流体槽的热交换性能增强的基于制冷剂的热学能量存储和冷却***的实施例。
具体实施方式
尽管本发明受到多种不同形式的实施例影响，但是在附图中示出并且在此将详细说明本发明的特定实施例，应该理解的是，本说明在此应该被认为是本发明的原则的示例性说明，并且不限于所述的特定实施例。
如图1所示，示出了基于制冷剂的热学能量存储和冷却***的实施例，其包括限定了***的五个主要部件。空调单元102利用压缩机110和冷凝器111产生高压液体制冷剂，其通过高压液体供应管线112输送至制冷剂控制单元104。制冷剂控制单元104连接至热学能量存储单元106，其包括充满流体(即，水)的绝缘罐140，以及制冰螺线管142。空调单元102、制冷剂控制单元104以及热学能量存储单元106一致作用以提供给负载单元108高效的多模式的冷却，其中所述负载单元108包括负载热交换器108(室内冷却螺线管组件)，并且因而实现操作***的主要模式的功能。第二热交换器162的循环回路用于循环并且去分层化(destratify)绝缘罐140中的流体152，并且从离开负载热交换器123的制冷剂吸收热量。
如图1进一步所示，在一个时间阶段(造冰)过程中，空调单元102产生高压液体制冷剂，其通过高压液体供应管线112输送至制冷剂控制单元104。高压液体供应管线112穿过油蒸馏(still)/浪涌(surge)容器116，在其中形成热交换器。油蒸馏/浪涌容器116用于三种目的：油蒸馏/浪涌容器116被用于浓缩低压制冷剂中的油，其中所述油将通过油返回毛细管148和干吸返回管线114返回至压缩机110；油蒸馏/浪涌容器116被用于在第二时间阶段(冷却模式)过程中存储液体制冷剂；并且油蒸馏/浪涌容器116被用于防止紧随在压缩机110启动之后流体倒溢至压缩机110，这是由于制冷剂在冰冷冻/排放螺线管142和通用制冷剂控制容器146中的快速膨胀。如果没有油蒸馏/浪涌容器116，则油将保持在***中，并且不返回至压缩机110，最后使得压缩机110由于缺少油而卡住，并且热交换器还由于污垢而变得低效。如果没有油蒸馏/浪涌容器116，则在第二时间阶段(冷却模式)的过程中不可能充分地从冰冷冻/排放螺线管排空液体制冷剂，从而几乎利用冰冷冻/排放螺线管142内的整个热交换表面，以便冷凝从负载热交换器123返回的制冷剂蒸气。
冷液体制冷剂与位于油蒸馏/浪涌容器116内的内部热交换器接触，高压(温的)液***于内部热交换器内。形成蒸气，其上升至油蒸馏/浪涌容器116的顶部，并且流出排出毛细管128(或孔口)，从而重新引入到湿吸返回管线124中。排出毛细管128的长度和内径在造冰时间阶段的过程中限制油蒸馏/浪涌容器116中的压力和油蒸馏/浪涌容器116中的制冷剂的质量。
当在第二时间阶段的过程中被激活时，液体制冷剂泵120为泵送式液体供应管线122供应制冷剂液体，其然后运输至热学能量存储和冷却***的负载单元108中的负载热交换器123的蒸发器螺线管。低压制冷剂从负载热交换器123的蒸发器螺线管经由湿吸返回管线124返回至存储器或通用制冷剂控制容器(URMV)146。同时，富含部分蒸馏的油的制冷剂通过油返回毛细管148流出油蒸馏/浪涌容器116的底部，并且在低压蒸气排出通用制冷剂控制容器146的情况下重新引入到干吸返回管线114中，并返回至空调单元102。油返回毛细管148控制富含油的制冷剂排出油蒸馏/浪涌容器116的速度。还由高压液体供应管线112中的温的高压液体制冷剂加热的油返回毛细管允许油返回至压缩机110中的油池。
附加地，湿吸返回管线124与上集管组件154相连，其中所述上集管组件154与二分叉器130相连，以将低压制冷剂从混相调节器132供应至***。仅仅当在冷凝器111中具有足够量的液体时，混相调节器132通过采用阀(孔口)测量***中的制冷剂的流动，其中所述阀脉冲式打开，以释放液相(液态)制冷剂。该混相调节器132减少从压缩机110供应至通用制冷剂控制容器146的过多的蒸气(而非在饱合的高压液体的压力减小时形成的闪蒸气体)，而还将所需要的压力从冷凝器压力降低至蒸发器饱合压力。这导致了***的较大的总效率，而同时简化了重力再循环式或液体溢流式***的制冷剂控制单元104。因而，有利的是设有调节式流体控制器，其可调节压力输出，或测量制冷剂的流动，这是通过控制制冷剂的温度和蒸气含量的独立变化而实现的。该压力或流动控制是在没有来自***的其它部件的单独的反馈的前提下完成的，从而利用传统的热膨胀阀完成。
绝缘罐140包含双用途的冰冷冻/排放螺线管142，其设置成用于液体制冷剂的重力再循环以及排空，并且在顶部连接至上集管组件154，在底部连接至下集管组件156。上集管组件154和下集管组件156向外延伸穿过绝缘罐140至制冷剂控制单元104。在制冷剂流动穿过冰冷冻/排放螺线管142以及集管组件154和156时，螺线管用作为蒸发器，而在一个时间阶段过程中流体/冰152(相变材料)在绝缘罐140中固化。冰冷冻/排放螺线管142以及集管组件154和156连接至制冷剂回路的低压下侧，并且设置成重力式或泵送式再循环和排空液体制冷剂。在第二时间阶段过程中，温的气相制冷剂循环通过冰冷冻/排放螺线管142以及集管组件154和156，并且冷凝制冷剂，同时融化冰。
随着热量从冰冷冻/排放螺线管142传递至周围的冰，一层水形成在单个螺线管142的环体周围。在该层水在螺线管周围形成足够的包封之后，其开始用作为冰冷冻/排放螺线管142与冰块之间的绝缘体。这种状态将持续直至水环体变得足够大以致于实现显著的水循环，从而克服这种局部热学分层。为了补偿***无法产生高级别的瞬时冷却负荷，冰块的外侧表面附加地被利用。
在绝缘罐140内，在造冰循环的过程中，全部水并未被冻结，并且因而一定量的水连续围绕冰块。在罐的底部，这种水非常接近冰点(大约33至34)，并且通过水泵164被吸入到冷水进入管线166中，并且输送至第二热交换器162。从负载热交换器123(通常冷却通道中的蒸发器螺线管)返回的制冷剂从湿吸返回管线124的竖直路径转向，并且经由第二冷却管线170输送至第二热交换器162。在此，温的制冷剂由从冷水进入管线166进入的水冷却，并且冷凝，同时增加制冷剂中的液体的比例，其中所述制冷剂然后通过第二冷却排出管线172输送至主热交换器160。集管结构将大多数液体驱动至通用制冷剂控制容器146，并且将蒸气驱动至主热交换器160。剩余的制冷剂蒸气然后于绝缘罐140中在主热交换器160中冷凝。在将热量传递至第二热交换器162中的制冷剂之后，加温的水经由温水返回管线168返回至绝缘罐140的任意部分(所示的上侧部分)。
制冷剂控制单元104包括通用制冷剂控制容器146，其用作为存储器。通用制冷剂控制容器146位于制冷剂回路的低压侧，并且实现多种功能。在制冷剂能量存储阶段的过程中并且另外在冷却阶段的过程中，通用制冷剂控制容器146将液相制冷剂从气相制冷剂中分离。在制冷剂能量存储阶段的过程中，通用制冷剂控制容器146还提供了液体制冷剂的静止柱体，其中所述制冷剂能量存储阶段维持了经过绝缘罐140中的冰冷冻/排放螺线管142的重力循环。在第一热学能量存储时间的过程中，干吸返回路线114在空调单元102中从通用制冷剂控制容器146顶部的出口将低压气相制冷剂供应至压缩机110。湿吸返回管线124设置成穿过上集管组件154的顶部中的入口，以便当制冷剂能量存储***提供制冷时在第二时间阶段的过程中连接至蒸发器(负载热交换器123)。
第一时间阶段是制冷剂能量存储时间阶段，其中显热(sensible heat)以及潜热(latent heat)从水中去除，从而使得水冷冻。压缩机110的输出是高压制冷剂蒸气，其被冷凝以形成高压液体。液体制冷剂泵120的出口上(泵送式液体供应管线120中)的阀(未示出)控制针对负载单元108的连接，例如在液体制冷剂泵停止时，关闭连接。
在第一时间阶段过程中，热量从高压温的液体流至油蒸馏/浪涌容器116中的低压冷的液体，其中所述在油蒸馏/浪涌容器116使得冷的液体沸腾。由于在液体沸腾过程中在油蒸馏/浪涌容器116中形成的蒸气所导致的压力上升使得冷的液体排出油蒸馏/浪涌容器116，并且将其移动至冰冷冻/排放螺线管142，在这里在第一时间阶段的过程中需要适合的***操作。在第二时间阶段的过程中，温的高压液体不再流动穿过高压液体供应管线112，这是因为空调单元102中的压缩机110关闭。因此，前述热量从温的液体流至冷的液体停止。这种停止允许液体从通用制冷剂控制容器146以及冰冷冻/排放螺线管流回到油蒸馏/浪涌容器116中，这是因为在第一阶段过程中容器内部不再出现高压气体。
在热学能量存储阶段的过程中，高压液体制冷剂从空调单元102流至内部热交换器，其几乎将所有(少量除外)低压液体制冷剂保持在油蒸馏/浪涌容器116之外。位于容器内的制冷剂以由两个毛细管(管道)确定的速度沸腾。一个毛细管是排出毛细管128，其控制油蒸馏/浪涌容器116中的制冷剂的液面。其次，油返回毛细管148将富含油的制冷剂以确定的速度返回至空调单元102中的压缩机110。通用制冷剂控制容器1 46中的液体制冷剂的柱体通过重力被作用，并且油蒸馏/浪涌容器116定位在通用制冷剂控制容器146的底部附近，柱体维持了将液体制冷剂稳定流动供应至油蒸馏/浪涌容器116并且进入热学能量存储单元106中。浪涌功能允许在冷却阶段的过程中过多的制冷剂从冰冷冻/排放螺线管142排空，其中所述冰冷冻/排放螺线管142位于绝缘罐140中，在第二时间阶段的过程中保持表面积最大化以便冷凝制冷剂。
油蒸馏/浪涌容器116参照***的其余部分的物理定位是作为油蒸馏和浪涌容器的一种性能因素。这种油蒸馏/浪涌容器116附加地提供油返回的路径，其中所述油随着制冷剂移动，其中所述制冷剂必须返回至压缩机110。排出油蒸馏/浪涌容器116的稍微过冷(比制冷剂的气-液相温度更冷)的高压液体制冷剂流过混相调节器132，在该过程中，压力下降。
如上所述，制冷剂控制单元104经由高压液体供应管线112从空调单元102接收高压液体制冷剂。高压液体制冷剂流过油蒸馏/浪涌容器116中的热交换器，在那里，其稍微被过冷，并且然后流至混相调节器132，在那里，制冷剂压力下降。混相调节器132的使用提供了除了液体制冷剂压力下降以外的多种有利的功能。通过混相调节器132的制冷剂的质量匹配热学能量存储时间阶段过程中制冰螺线管142中的制冷剂沸腾速度，从而减少了制冷剂液面控制的需求。
混相调节器132通过液体制冷剂，但是在感应到蒸气后关闭。蒸气在调节器的下侧的存在形成关闭阀的压力，其与作用在活塞上的其它力结合，以在与期望的蒸气含量对应的预定触发点关闭活塞。该触发点由调节器结构预确定(即，改变调节器部件的几何结构以及材料)。该触发点还可由针对调节器几何结构的自动或手动调整装置(即，针对活塞限位的螺纹调整装置)调整。
在排出混相调节器132的制冷剂中由于混相调节器132的打开和关闭而产生的脉冲作用在液体制冷剂中形成脉冲影响，其中所述脉冲影响在通用制冷剂控制容器146中的封闭的柱体内产生压力波。这在热学能量存储第一时间阶段的过程中在制冰螺线管142和冷凝器111这两者中搅动液体制冷剂，并且改进热交换并有助于隔离液相制冷剂和气相制冷剂。混相调节器132与通用制冷剂控制容器146协作还在第一时间阶段的过程中排空空调单元102中的液体制冷剂，同时保持其冷凝表面区域没有液体冷凝物，并且因而可以进行冷凝。混相调节器132允许空冷式空调单元102的压头(head pressure)随着环境温度而变化。***不需要过热线路，其对于连接至直接膨胀式制冷装置的大多数冷凝单元而言是必要的。
离开混相调节器132的低压混相制冷剂穿过二分叉器130到达位于通用制冷剂控制容器146的入口与制冰螺线管142的上集管组件154之间的喷射器(或喷射喷嘴)，以有助于重力制冷剂循环。在制冷剂热学能量存储时间阶段的过程中，喷射器在其下游立即产生压力下降，并且在热学能量存储单元106的上集管组件154中，随着制冷剂离开二分叉器130，因而增加了制冰螺线管142中的制冷剂循环的速度，而同时改进了***的性能。
随着横跨压缩机的出口的压力差随着户外环境空气温度的增加或降低而变化，混相调节器132还起作用以改变来自压缩机110的制冷剂质量流。这允许冷凝压力随着环境空气温度而波动。随着环境空气温度下降，压缩机110的压头下降，这减少了能量消耗并且增加了压缩机110的性能。混相调节器132允许液体制冷剂通过而同时在感应到蒸气后关闭活塞。因而，混相调节器132暂时地将气相混合物保持成“捕获状态”。在感应到高压液体之后，活塞从其座提升，这允许液体通过。
因而，混相调节器132允许蒸气压力将高压液体制冷剂转换成低压液体制冷剂以及闪蒸气。由混相调节器132保持回的蒸气增加了回到冷凝器111的管线压力，并且进一步冷凝成液体。混相调节器132是自我调节，并且没有附加损失。附加地，混相调节器132通过将蒸气从液体中去除并且在***的低压侧和高压侧这两者上产生脉冲作用而改进热交换器的螺线管中的热传递的效率。如上所述，混相调节器打开以令低压液体通过，并且然后关闭，以在调节器的高压侧上捕获蒸气，并且在调节器的低压侧上产生脉冲作用。该脉冲作用以一定的沸腾和冷凝级别使得热交换器的内壁更加湿润，这有助于热传递。
低压混相制冷剂进入通用制冷剂控制容器146，并且液体成分和蒸气成分通过重力被分离，从而液体掉落至底部而蒸气上升至顶部。液体成分充满通用制冷剂控制容器146至由***中的制冷剂的充注量所确定的级别，而蒸气成分返回至空调单元102的压缩机。在传统的直接膨胀式冷却***中，蒸气成分在整个***中循环，从而减少效率。根据图1中所示的实施例，蒸气成分直接返回至压缩机110，而不必通过蒸发器。通用制冷剂控制容器146中的液体制冷剂的柱体由重力作用，并且在热学能量存储时间阶段的过程中具有两个路径。一个路径是油蒸馏/浪涌容器116，在这里，由毛细管128和148测量速度。
针对液体制冷剂的柱体的第二路径是下集管组件156，通过冰冷冻/排放螺线管142和上集管组件154，并且经由通用制冷剂控制容器146回到压缩机110。在罐充满诸如水的相变液体时，这种重力辅助式循环方式以冰的形式存储热学容量。通用制冷剂控制容器146中的液体静态集管用作为泵，以在冰冷冻/排放螺线管142内产生流动。随着制冷剂变成蒸气，螺线管中的液体液面被强制低于通用制冷剂控制容器146中的液体液面，并因而，促进通用制冷剂控制容器146与冰冷冻/排放螺线管142之间的连续流动。通用制冷剂控制容器146与冰冷冻/排放螺线管142之间的这种压力差维持重力循环。最初仅仅蒸气，并且随后(在存储循环中)制冷剂液体和蒸气这两者从上集管组件154返回至通用制冷剂控制容器146。
随着制冷剂返回至通用制冷剂控制容器146，热通量由于增加冰厚度(增加热阻抗)而逐渐减小。液体在制冷剂控制单元104中返回至通用制冷剂控制容器146，并且蒸气在空调单元102中返回至压缩机110。重力循环确保冰的均匀产生。随着一个冰冷冻/排放螺线管142产生较多的冰，其热通量率减小。其下一个螺线管接收更多的制冷剂，直至所有螺线管具有几乎相同的热通量率。
冰冷冻/排放螺线管142的结构产生这样一种造冰的模式，其在造冰存储(第一)时间阶段的过程中维持高压缩机吸引压力(因而增加的吸引气体密度)。在热学能量存储(第一)时间阶段的最后期间的过程中，各个冰冷冻/排放螺线管142之间的所有剩余空隙由冰封闭，因而冰表面区域上的剩余水减少，并且吸引压力显著下降。吸引压力的下降可用作为全充料的指示，其自动通过可调节的制冷剂压力开关而关闭冷凝单元。
当在热学能量存储第一时间阶段的过程中空调单元102打开时，通过重力防止低压液体制冷剂通过液体制冷剂泵120，并且通过泵送式液体供应管线122中的提升阀(未示出)防止进入负载热交换器123。当热学能量存储***被完全充料，并且空调单元102关闭后，混相调节器132允许制冷剂***压力快速均衡。这种快速压力均衡允许在压缩机110中使用高效、低启动扭矩的电机。负载热交换器123设置在热学能量存储单元106之上或之下，从而制冷剂可从负载热交换器123(作为混相液体和蒸气)流动，或者通过湿吸返回管线124(作为仅在饱合状态的蒸气)，到达上集管组件154。在通过上集管组件154之后，制冷剂然后流入冰冷冻/排放螺线管中，以便冷凝回液体。
如图1所示，示出了高效制冷剂能量存储和冷却***的实施例，其包括限定***的五个主要部件。空调单元102是传统的冷凝单元，其利用压缩机110和冷凝器111，以产生高压液体制冷剂，其经由高压液体供应管线112输送至制冷剂控制单元104。制冷剂控制单元104连接至热学能量存储单元106，其包括充满水的绝缘罐140以及制冰螺线管142。最后，第二热交换器单元162引入外部融化容量(melt capability)，其提供附加的瞬间冷却负荷至***。空调单元102、制冷剂控制单元104以及热学能量存储单元106共同作用，以提供高效多模式冷却至负载热交换器108(户内冷却螺线管组件)并因而实现***的主要操作模式的功能。由第二热交换器162形成的循环回路在离开负载热交换器123的制冷剂与绝缘罐140内的流体之间进行热传递。该回路作用成循环和去分层化绝缘罐140内的流体152，并且从离开负载热交换器123的制冷剂中吸收热量。在需要瞬时的冷却负荷时，按需要，该第二热交换器回路可通过阀188切换到***内和外。所示的***是公知为内部/外部融化***，这是因为已经被存储为冰形式的热学能量通过冰冷冻/排放螺线管142被内部融化成块，并且通过第二热交换器162从块的周边通过循环冷水而外部融化。在需要瞬时的冷却负荷时，按需要，该附加的热交换器回路可通过阀188切换到***内和外。
图2示出了热交换性能增强的基于制冷剂的热学能量存储冷却***。具有传统冷凝单元202(空调机)的热学能量存储和冷却***利用压缩机和冷凝器以产生高压液体制冷剂，其经由高压液体供应管线212输送至制冷控制和分配***204，其可包括通用制冷剂控制容器246和液体制冷剂泵220。通用制冷剂控制容器246从高压液体供应管线212接收低压混相262液体制冷剂，其压力已经下降。制冷剂蓄积在通用制冷剂控制容器246内，其将液相制冷剂与气相制冷剂分离。混相调节器(未示出)可用于最小化从压缩机供应至通用制冷剂控制容器246的蒸气，而同时减少从冷凝器至蒸发器饱合压力的制冷剂压力差。
在热学能量存储模式中，通用制冷剂控制容器246通过液体输送管线266将液体制冷剂输送至主热交换器260，其以冰或冰块242的形式存储冷却能(热学能量)。在将冷却能输送至主热交换器260之后，混相制冷剂经由湿吸返回管线224返回至通用制冷剂控制容器246。干吸返回管线218返回气相制冷剂，其将在冷凝单元202内被压缩和冷凝，以完成热学能量存储循环。
在冷却模式中，通用制冷剂控制容器246将液体制冷剂经由泵入口管线264输送至液体制冷剂泵220，其然后将制冷剂经由泵出口管线260泵送至蒸发器螺线管222。在将冷却能输送至蒸发器螺线管222之后，混相或饱合制冷剂经由低压蒸气管线268返回至主热交换器260，并且利用冰块242被冷凝和冷却，其中所述冰块242在热学能量存储模式的过程中被制成。气相制冷剂然后经由液体输送管线266被返回至通用制冷剂控制容器246。第二热交换器单元270将外部融体引入至***，以提供附加的瞬时冷却负荷至***。通过提供给***内部/外部融化能力，以冰块242形式存储的热学能量通过主热交换器260内的冷冻/排放螺线管被内部融化，并且通过第二热交换器270从块的周边循环冷水而外部融化。这使得***实现增加四倍的瞬时冷却能力。
在该第二时间阶段(冷却模式)的过程中，温的气相制冷剂循环通过主热交换器260内的冰冷冻/排放螺线管，并且从内向外融化冰块242，同时提供制冷剂冷凝功能。随着热量从这些冰冷冻/排放螺线管传递至周围的冰块242，在单个螺线管的环体周围形成水层。如上所述，在该水层围绕螺线管形成足够的包封之后，其开始用作为冰冷冻/排放螺线管与冰块242之间的绝缘体。这种状态将持续直至这样的时候，即水环体变得足够大以便显著水循环，从而克服这种局部热学分层。为了补偿***无法产生高级别的瞬时冷却负荷，冰块的外侧表面附加地被利用。
在绝缘罐240内，在造冰循环的过程中，全部水并未被冻结，并且因而一定量的水连续围绕冰块。在绝缘罐240的底部，该水非常接近冰点(大约33至34)，并且通过水泵272被吸入到冷水管线274中，并且输送至第二热交换器270。从蒸发器螺线管222返回的制冷剂可从湿吸返回管线224的竖直路径转向，并且经由第二冷却进入管线278输送至第二热交换器270。在此，温的制冷剂由从冷水管线274进入的水冷却，并且冷凝，同时增加制冷剂中的液体的比例，其中所述制冷剂然后通过第二冷却排出管线280输送至主热交换器260，在这里，集管结构将大多数液体驱动至通用制冷剂控制容器246，并且将蒸气驱动至主热交换器260。剩余的制冷剂蒸气然后于绝缘罐240中在主热交换器260中冷凝。在将热量传递至第二热交换器270中的制冷剂之后，加温的水经由温水返回管线276返回至绝缘罐240的上侧部分。在需要瞬时的冷却负荷时，按需要，该第二热交换器回路可通过阀288切换到***内和外。附加地，附属的冷却源(未示出)，例如外部冷水管线等，可安置成与第二热交换器中的制冷剂热学接触，以附加地加速预冷却进入主热交换器260或URMV 246的制冷剂。
图3示出了具有多种改进的热交换性能的基于制冷剂的热学能量存储冷却***的实施例。相似地，正如前图中所示，具有传统冷凝单元302(空调机)的热学能量存储和冷却***利用压缩机和冷凝器以产生高压液体制冷剂，其经由高压液体供应管线输送至制冷控制和分配***304，其可包括通用制冷剂控制容器346和液体制冷剂泵320。混相流体调节器(未示出)可用于从高压液体供应管线接收高压液体制冷剂，并且调节从压缩机输送至热负载的制冷剂的流动。低压混相制冷剂蓄积在通用制冷剂控制容器346中，其将液相制冷剂与气相制冷剂分离。
在热学能量存储模式中，通用制冷剂控制容器346将液体制冷剂通过液体输送管线输送至主热交换器360，其以冰或冰块342的形式存储冷却能。在将冷却能输送至主热交换器360之后，混相制冷剂经由湿吸返回管线324返回至通用制冷剂控制容器346。干吸返回管线返回气相制冷剂，其将在冷凝单元302中被压缩和冷却，以完成热学能量存储循环。
在冷却模式中，通用制冷剂控制容器346将液体制冷剂输送至液体制冷剂泵320，其然后将制冷剂泵送至蒸发器螺线管322。在将冷却能输送至蒸发器螺线管322之后，混相制冷剂被返回至主热交换器360，并且利用冰块342被冷却，其中所述冰块342是在热学能量存储模式的过程中被制成。气相制冷剂通过冰块冷却被冷凝成液体，并且经由液体输送管线366被返回至通用制冷剂控制容器346。第二热交换器单元370以及第三级热交换器单元390将外部融化引入至***，以提供附加的瞬时冷却负荷至***。
通过提供给***内部/外部融化能力，以冰块342形式存储的热学能量通过主热交换器360内的冷冻/排放螺线管被内部融化，并且通过第二热交换器370和第三级热交换器390从块的周边循环冷水而外部融化。这允许***起作用以实现非常大的瞬时冷却需求。附加的热交换器单元可以以第三级热交换器390的方式增加至***，从而调节广泛不同的冷却负荷需求。在该第二时间阶段(冷却模式)的过程中，温的气相制冷剂循环通过主热交换器360内的冰冷冻/排放螺线管，并且从内向外融化冰块342，同时提供制冷剂冷凝功能。
绝缘罐340的底部的水通过水泵372吸入冷水管线374中，并且输送至第二热交换器370和第三级热交换器390。从蒸发器螺线管322返回的制冷剂可从湿吸返回管线324的竖直路径转向，并且经由第二冷却进入管线378输送至第二热交换器370和第三级热交换器390。在此，温的制冷剂由从冷水管线374进入的水冷却，并且冷凝，同时增加制冷剂中的液体的比例，其中所述制冷剂然后通过第二冷却排出管线380输送至主热交换器360，在这里，集管结构将大多数液体驱动至通用制冷剂控制容器346，并且将蒸气驱动至主热交换器360。剩余的制冷剂蒸气然后于绝缘罐340内在主热交换器360中被冷凝。在将热量传递至第二热交换器370和第三级热交换器390中的制冷剂之后，加温的水经由温水返回管线376返回至绝缘罐340的上侧部分。在需要瞬时的冷却负荷时，按需要，这些附加的热交换器回路和第三级热交换器回路可通过阀388切换到***内和外。如果需要的话，多个附加的热交换器可以以与第三级主交换器相同的方式串行或并行地增加至***，以实现制冷剂的附加的焓减少(enthalpyreduction)。
图4示出了热交换性能增强的基于制冷剂的热学能量存储冷却***的实施例，其利用了共用流体槽。具有传统冷凝单元402(空调机)的热学能量存储和冷却***利用压缩机和冷凝器以产生高压液体制冷剂，其经由高压液体供应管线412输送至制冷控制和分配***404，其可包括通用制冷剂控制容器446和液体制冷剂泵420。通用制冷剂控制容器446从高压液体供应管线412接收低压混相462液体制冷剂，其压力已经下降。制冷剂蓄积在通用制冷剂控制容器446中，其将液相制冷剂与气相制冷剂分离。低压混相制冷剂462蓄积在通用制冷剂控制容器446中，其将液相制冷剂与气相制冷剂分离。混相调节器(未示出)可用于最小化从压缩机供应至通用制冷剂控制容器446的蒸气，而同时减少从冷凝器至蒸发器饱合压力的制冷剂压力差。
在热学能量存储模式中，通用制冷剂控制容器446通过液体输送管线466将液体制冷剂输送至主热交换器460，其以冰或冰块442的形式存储冷却能(热学能量)。在将冷却能输送至主热交换器460之后，混相制冷剂经由湿吸返回管线424返回至通用制冷剂控制容器446。干吸返回管线418返回气相制冷剂，其将在冷凝单元402内被压缩和冷凝，以完成热学能量存储循环。
在冷却模式中，通用制冷剂控制容器446将液体制冷剂经由泵入口管线464输送至液体制冷剂泵420，其然后将制冷剂经由泵出口管线460泵送至蒸发器螺线管422。在将冷却能输送至蒸发器螺线管422之后，混相或饱合制冷剂经由低压蒸气管线468返回至主热交换器460，并且利用冰块442被冷凝和冷却，其中所述冰块442在热学能量存储模式的过程中被制成。气相制冷剂然后经由液体输送管线466被返回至通用制冷剂控制容器446。位于包含在绝缘罐440内部但处于冰块442外部的流体443内的第二热交换器单元470可用于引入外部融化，并且以串行的方式提供附加的瞬时冷却负荷至***。通过提供给***内部/外部融化能力，以冰块442形式存储的热学能量通过主热交换器460内的冷冻/排放螺线管被内部融化，并且通过第二热交换器470从块的周边循环和/或接触冷水而外部融化。这允许***以简单和独立的方式实现增加的瞬时冷却能力。可利用附加的循环泵或空气泵以在室内去分层化和混合流体。
在该第二时间阶段(冷却模式)的过程中，温的气相制冷剂循环通过主热交换器460内的冰冷冻/排放螺线管，并且从内向外融化冰块442，同时提供制冷剂冷凝功能。随着热量从这些冰冷冻/排放螺线管传递至周围的冰块442，在单个螺线管的环体周围形成水层。如上所述，在该水层围绕螺线管形成足够的包封之后，其开始用作为冰冷冻/排放螺线管与冰块442之间的绝缘体。这种状态将持续直至这样的时候，即水环体变得足够大以便显著水循环，从而克服这种局部热学分层。为了补偿***无法产生高级别的瞬时冷却负荷，冰块的外侧表面附加地被利用。
在绝缘罐440内，在造冰循环的过程中，全部水并未被冻结，并且因而一定量的水连续围绕冰块。在绝缘罐440的底部，该水非常接近冰点(大约33至34)，并且被用于接触位于流体443内的第二热交换器470。从蒸发器螺线管422返回的制冷剂可从湿吸返回管线424的竖直路径转向，并且经由第二冷却进入管线480输送至第二热交换器470。在此，温的制冷剂由冰块442周围的水冷却，并且冷凝，同时增加制冷剂中的液体的比例，其中所述制冷剂然后通过第二冷却排出管线480输送至主热交换器460，在这里，集管结构将大多数液体驱动至通用制冷剂控制容器446，并且将蒸气驱动至主热交换器460。剩余的制冷剂蒸气然后于绝缘罐440中在主热交换器460中冷凝。在将热量传递至第二热交换器470中的制冷剂之后，加温的水在绝缘罐440内循环和混合。在需要瞬时的冷却负荷时，按需要，该附加的热交换器回路可通过阀488切换到***内和外。
图5示出了热交换性能增强的基于制冷剂的热学能量存储冷却***的实施例，其利用了共用流体槽。具有传统冷凝单元502(空调机)的热学能量存储和冷却***利用压缩机和冷凝器以产生高压液体制冷剂，其经由高压液体供应管线512输送至制冷控制和分配***504，其可包括通用制冷剂控制容器546和液体制冷剂泵520。通用制冷剂控制容器546从高压液体供应管线512接收低压混相562液体制冷剂，其压力已经下降。制冷剂蓄积在通用制冷剂控制容器546中，其将液相制冷剂与气相制冷剂分离。低压混相制冷剂562蓄积在通用制冷剂控制容器546中，其将液相制冷剂与气相制冷剂分离。混相调节器(未示出)可用于最小化从压缩机供应至通用制冷剂控制容器546的蒸气，而同时减少从冷凝器至蒸发器饱合压力的制冷剂压力差。
在热学能量存储模式中，通用制冷剂控制容器546通过液体输送管线566将液体制冷剂输送至主热交换器560，其以冰或冰块542的形式存储冷却能(热学能量)。在将冷却能输送至主热交换器560之后，混相制冷剂经由湿吸返回管线524返回至通用制冷剂控制容器546。干吸返回管线518返回气相制冷剂，其将在冷凝单元502内被压缩和冷凝，以完成热学能量存储循环。
在冷却模式中，通用制冷剂控制容器546将液体制冷剂经由泵入口管线564输送至液体制冷剂泵520，其然后将制冷剂经由泵出口管线560泵送至蒸发器螺线管522。在将冷却能输送至蒸发器螺线管522之后，混相或饱合制冷剂经由低压蒸气管线568返回至主热交换器560，并且利用冰块542被冷凝和冷却，其中所述冰块542在热学能量存储模式的过程中被制成。气相制冷剂然后经由液体输送管线566被返回至通用制冷剂控制容器546。位于包含在绝缘罐540内部但处于冰块542外部的流体543内的第二热交换器单元570可用于引入外部融化，并且以并行的方式提供附加的瞬时冷却负荷至***。通过提供给***内部/外部融化能力，以冰块542形式存储的热学能量通过主热交换器560内的冷冻/排放螺线管被内部融化，并且通过第二热交换器570从块的周边循环和/或接触冷水而外部融化。这允许***以简单和独立的方式实现增加的瞬时冷却能力。可利用附加的循环泵或空气泵以在室内去分层化和混合流体。
在该第二时间阶段(冷却模式)的过程中，温的气相制冷剂循环通过主热交换器560内的冰冷冻/排放螺线管，并且从内向外融化冰块542，同时提供制冷剂冷凝功能。随着热量从这些冰冷冻/排放螺线管传递至周围的冰块542，在单个螺线管的环体周围形成水层。如上所述，在该水层围绕螺线管形成足够的包封之后，其开始用作为冰冷冻/排放螺线管与冰块542之间的绝缘体。这种状态将持续直至这样的时候，即水环体变得足够大以便显著水循环，从而克服这种局部热学分层。为了补偿***无法产生高级别的瞬时冷却负荷，冰块的外侧表面附加地被利用。
在绝缘罐540内，在造冰循环的过程中，全部水并未被冻结，并且因而一定量的水连续围绕冰块。在绝缘罐540的底部，该水非常接近冰点，并且被用于接触位于流体543内的第二热交换器570。从蒸发器螺线管522返回的制冷剂可从湿吸返回管线524的竖直路径转向，并且同时经由第二冷却进入管线580输送至第二热交换器570和主热交换器560。在此，温的制冷剂由冰块542周围的水通过第二热交换器570以及冰块542内的主热交换器560冷却，并且冷凝。集管结构然后将大多数液体驱动至通用制冷剂控制容器546，并且将蒸气驱动至主热交换器560和第二热交换器570。剩余的制冷剂蒸气最后于绝缘罐540内在主热交换器560中冷凝。在将热量传递至第二热交换器570中的制冷剂之后，加温的水在绝缘罐540内循环和混合。在需要瞬时的冷却负荷时，按需要，该第二热交换器回路可通过阀590切换到***内和外。
利用基于制冷剂的、内部融化、冰盘管***的传统热学能量存储单元是由冷却负荷能力限定，其中所述冷却负荷能力是由冰融化的热传递系数限制。在这种***中，冷凝单元被用于以冰的形式在一个时间阶段的过程(造冰)中存储制冷剂能量，并且在第二时间阶段的过程(融冰)中从存储的冰能中提供冷却。该融化过程通常在热交换器的热传递管的外侧开始，其中所述热交换器嵌在冰块中，温的制冷剂流过所述热交换器。随着热量经由热交换器传递至冰，在管与冰之间形成水的环体，并且在没有循环的情况下，用作为针对进一步热传递的绝缘体。因而，热交换器的能力限于融化的早期阶段，其在这样的时刻之前，即足够大的水环体允许在冰块的区域内混合水。改进由冰围绕的热交换器管之间的热传递的以前的企图已经涉及到了由于水套中的空气泡而产生紊流。该方法限于较差的效率、可靠性以及高成本(能量和金钱这两者)。
本发明克服了现有技术的缺点和限制，这是通过提供这样的方法和装置，以增加冷却负荷，其可由具有改进的热交换器的结构的基于制冷剂的热学能量和冷却***提供。这通过借助于第二热交换器循环冰块周围的冷水而实现，其中所述冰块用作为热学能量存储介质，在所述第二热交换器处，冷凝从负荷返回的制冷剂蒸气。制冷剂然后循环通过冰块内的主热交换器，在所述冰块处，所述制冷剂被进一步冷却和冷凝。该***公知为内部/外部融化***，这是因为以冰块形式存储的热学能量通过主热交换器被内部融化，并且通过第二热交换器从块的周边循环冷水而外部融化。
在传统的冰存储单元内，围绕冰的周边的罐内的水从不冻成固体。该水在几乎整个融化阶段的过程中在罐的底部保持大约32。通过将该水循环经过第二热交换器并且由小的循环泵返回进入罐中，可实现较大的交换效率。第二热交换器是高效的热交换器，例如共轴线式冷凝器或钎焊板式热交换器等，并且被用于在进入冰罐内的主热交换器之前降低制冷剂的焓(降低温度和/或冷凝)。结果，***的总的冷却性能现在是由两个热交换器所提供的性能的总和。通过按需要利用多个第二热交换器，***可提供灵活性以将冰存储***匹配冷却负荷的需要。
上述详细的实施例最小化附加的部件，并且利用比由冷凝单元所使用的少得多的能量，以存储热学能量。制冷剂能量存储结构已经被构造成提供灵活性，从而可实际用于各种不同的应用。实施例可利用所存储的能量以为大型商业应用提供冷藏的水，或直接将制冷剂空调提供至多个蒸发器。这种结构具有多种操作模式，增加可选的部件的能力，以及灵活控制的整体性，其确保以最大的效率存储能量。在连接至冷凝单元时，***在第一时间阶段中存储制冷能量，并且在第二时间阶段的过程中利用所存储的能量以提供冷却。另外，冷凝单元和制冷剂能量存储***这两者可同时操作，以在第三时间阶段的过程中提供冷却。
在利用第二热交换器回路中实现多个优点，以在高效热学能量存储和冷却***中控制冷却剂。所述的实施例可增加***的冷却性能400％，以匹配所需要的冷却负荷。该***减少了复杂的和代价昂贵的空气分配***，它们经受很大的可信度关注，并且该***可容易地适于由冷水分配冷却的建筑物。这些实施例在所有冷却***中具有广泛的应用，可延伸超出空调的应用。例如，该方法可用于利用储冰冷却的任何流体介质。与制冰的高效方法结合，这些实施例可广泛应用于乳业和石油工业。
出于示例和说明的目的给出了本发明的前述说明。不应该排除或将本发明限制于所公开的确切形式，并且在上述启发下可以进行其它改型和改变。所选择和说明的实施例是为了更好说明本发明的原则和其实际应用，从而使得本领域技术人员更好以各种不同的实施例和各种不同的改型的方式理解本发明，其中所述各种不同的实施例和各种不同的改型适于预期的特定应用。应该清楚的是，权利要求书可被理解为包括本发明的其它可选实施例，除了由现有技术现定的范围以外。

Claims (45)

1.一种基于制冷剂的热学能量存储和冷却***，其包括：冷凝单元，所述冷凝单元包含压缩机和冷凝器；
制冷剂控制单元，其连接至所述冷凝单元，调节、蓄积和泵送制冷剂；
负载热交换器，其连接至所述制冷剂控制单元，通过增加所述制冷剂的焓而将冷却能提供至冷却负荷；
充有适于在液体与固体之间相变的流体的罐，在其中包含主热交换器，所述主热交换器连接至所述制冷剂控制单元，利用来自所述制冷剂控制单元的所述制冷剂冷却所述流体，并且冷冻所述罐中的至少一部分所述流体；以及
第二热交换器，其连接至所述负载热交换器，促进冷却的所述流体与所述制冷剂之间的热学接触，从而减少所述制冷剂的焓，并且将加温的所述流体返回至所述罐。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第二热交换器从所述负载热交换器接收高焓制冷剂，并且将低焓制冷剂传递至所述主热交换器。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述主热交换器从所述负载热交换器接收高焓制冷剂，并且将低焓制冷剂传递至所述第二热交换器。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第二热交换器连接至所述制冷剂控制单元，并且所述第二热交换器从所述制冷剂控制单元接收所述制冷剂，并且降低所述制冷剂的焓，并且将低焓制冷剂传递至所述负载热交换器。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述主热交换器和所述第二热交换器这两者从所述负载热交换器接收高焓制冷剂，并且将低焓制冷剂传递至所述制冷剂控制单元。
6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述制冷剂控制单元还包括制冷剂存储器以及液体制冷剂泵。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述制冷剂控制单元还包括混相调节器。
8.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述制冷剂控制单元还包括油蒸馏/浪涌容器。
9.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述流体是水。
10.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述热学能量存储和冷却***被用于提高空调***的性能。
11.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述热学能量存储和冷却***被用于变换空调***的耗能时间阶段的至少一部分。
12.根据权利要求1所述的***，其特征在于，还包括至少一个阀，其允许所述第二热交换器与所述负载热交换器脱离连接。
13.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第二热交换器利用第二冷却源，其安置成与所述制冷剂热学接触，以减少所述制冷剂的焓。
14.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第二热交换器安置在所述罐内，并且与所述流体热学连通。
15.根据权利要求1所述的***，其特征在于，还包括：
第三热交换器，其从所述第二热交换器接收所述流体，并且促进与所述制冷剂的附加的热学接触，从而进一步减少一部分所述制冷剂的焓，并且将加温的所述流体返回至所述罐。
16.根据权利要求1所述的***，其特征在于，还包括：
第三热交换器，其以并行的方式与所述第二热交换器相连，附加地促进冷却的所述流体与所述制冷剂之间的热学接触，从而减少所述制冷剂的焓，并且将加温的所述流体返回至所述罐。
17.一种用基于制冷剂的热学能量存储和冷却***提供冷却负荷的方法，其包括以下步骤：
冷凝第一膨胀制冷剂，以产生第一冷凝制冷剂；
在第一时间阶段的过程中，在蒸发单元内膨胀所述第一冷凝制冷剂，其中所述蒸发单元位于充满适于在液体与固体之间相变的流体的罐内，以冷冻所述流体的一部分，从而产生冷却的流体、冷冻的流体以及所述第一膨胀制冷剂；
在第二时间阶段中利用至少一部分所述冷却的流体的热学冷却容量，以减少第二膨胀制冷剂的焓，因而形成低焓制冷剂；
循环所述低焓制冷剂通过位于所述冷冻的流体内的所述蒸发单元，以冷凝所述低焓制冷剂并且产生第二冷凝制冷剂；并且
膨胀所述第二冷凝制冷剂，以提供所述冷却负荷。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在制冷剂控制单元内减少所述第一冷凝制冷剂的压力；
将所述第一冷凝制冷剂蓄积在通用制冷剂控制容器内；并且
利用液体制冷剂泵从所述通用制冷剂控制容器泵送所述第一冷凝制冷剂。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在所述制冷剂控制单元内利用混相调节器减少所述第一冷凝制冷剂的压力。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在第二时间阶段中传递至少一部分所述冷却的流体的热学冷却容量，以减少所述第二膨胀制冷剂的焓，从而利用第二热交换器产生低焓制冷剂。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
利用至少一个阀将所述第二热交换器与所述负载热交换器脱离连接。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
利用第二冷却源与所述第二热交换器热学连通，其中所述第二热交换器安置成与所述制冷剂热学接触，以减少所述第二膨胀制冷剂的焓。
23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将所述第二热交换器安置在所述罐内，并且与所述流体热学连通。
24.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
利用第三热交换器从所述第二热交换器接收所述流体，其中所述第三热交换器促进冷却的所述流体与所述第二膨胀制冷剂之间的附加的热学接触，以进一步减少一部分所述第二膨胀制冷剂的焓；并且
将已经加温的所述流体返回至所述罐。
25.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
利用第三热交换器减少所述第二膨胀制冷剂的焓，其中所述第三热交换器以并行的方式与所述第二热交换器相连，附加地促进冷却的所述流体与所述第二膨胀制冷剂之间的热学接触；并且
将已经加温的所述流体返回至所述罐。
26.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
利用多个热交换器从所述第二热交换器接收所述流体，其中所述多个热交换器促进冷却的所述流体与所述第二膨胀制冷剂之间的附加的热学接触，以进一步减少一部分所述第二膨胀制冷剂的焓；并且
将已经加温的所述流体返回至所述罐。
27.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
利用多个热交换器减少所述第二膨胀制冷剂的焓，其中所述多个热交换器以并行的方式与所述第二热交换器相连，附加地促进冷却的所述流体与所述第二膨胀制冷剂之间的热学接触；并且
将加温的所述流体返回至所述罐。
28.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将所述蒸发单元限定在所述充满水的罐内。
29.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
利用所述第二冷凝制冷剂，以促进空调***的冷却负荷。
30.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
利用所述第二冷凝制冷剂，以变换空调***的耗能时间阶段的至少一部分。
31.一种用基于制冷剂的热学能量存储和冷却***提供冷却负荷的方法，其包括以下步骤：
冷凝第一膨胀制冷剂，以产生第一冷凝制冷剂；
在第一时间阶段的过程中，在蒸发单元内膨胀所述第一冷凝制冷剂，其中所述蒸发单元位于充满适于在液体与固体之间相变的流体的罐内，以冷冻所述流体的一部分，从而产生冷却的流体、冷冻的流体以及所述第一膨胀制冷剂；
膨胀负载热交换器内的低焓制冷剂，以提供所述冷却负荷并且产生第二膨胀制冷剂；
循环所述第二膨胀制冷剂通过位于所述冷冻的流体内的所述蒸发单元，以冷凝所述第二膨胀制冷剂并且产生第二冷凝制冷剂；
在第二时间阶段中利用至少一部分所述冷却的流体的热学冷却容量，以减少所述第二冷凝制冷剂的焓，因而形成附加的所述低焓制冷剂。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在制冷剂控制单元内减少所述第一冷凝制冷剂的压力；
将所述第一冷凝制冷剂蓄积在通用制冷剂控制容器内；并且
利用液体制冷剂泵从所述通用制冷剂控制容器泵送所述第一冷凝制冷剂。
33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在所述制冷剂控制单元内利用混相调节器减少所述第一冷凝制冷剂的压力。
34.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在第二时间阶段中传递至少一部分所述冷却的流体的热学冷却容量，以减少第二膨胀制冷剂的焓，从而利用第二热交换器产生低焓制冷剂。
35.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
利用至少一个阀将所述第二热交换器与所述负载热交换器脱离连接。
36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
利用第二冷却源与所述第二热交换器热学连通，其中所述第二热交换器安置成与所述第二冷凝制冷剂热学接触，以减少所述第二冷凝制冷剂的焓。
37.根据权利要求20所述方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将所述第二热交换器安置在所述罐内，并且与所述流体热学连通。
38.根据权利要求20所述方法，其特征在于，还包括以下步骤：
利用第三热交换器从所述第二热交换器接收所述流体，其中所述第三热交换器促进冷却的所述流体与所述第二冷凝制冷剂之间的附加的热学接触，以进一步减少一部分所述第二冷凝制冷剂的焓；并且
将已经加温的所述流体返回至所述罐。
39.根据权利要求20所述方法，其特征在于，还包括以下步骤：
利用第三热交换器减少所述第二冷凝制冷剂的焓，其中所述第三热交换器以并行的方式与所述第二热交换器相连，附加地促进冷却的所述流体与所述第二冷凝制冷剂之间的热学接触；并且
将已经加温的所述流体返回至所述罐。
40.根据权利要求20所述方法，其特征在于，还包括以下步骤：
利用多个热交换器从所述第二热交换器接收所述流体，其中所述多个热交换器促进冷却的所述流体与所述第二冷凝制冷剂之间的附加的热学接触，以进一步减少一部分所述第二冷凝制冷剂的焓；并且
将已经加温的所述流体返回至所述罐。
41.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
利用多个热交换器减少所述第二冷凝制冷剂的焓，其中所述多个热交换器以并行的方式与所述第二热交换器相连，附加地促进冷却的所述流体与所述第二冷凝制冷剂之间的热学接触；并且
将加温的所述流体返回至所述罐。
42.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将所述蒸发单元限定在所述充满水的罐内。
43.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
利用所述低焓制冷剂，以促进空调***的冷却负荷。
44.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
利用所述低焓制冷剂，以变换空调***的耗能时间阶段的至少一部分。
45.一种基于制冷剂的热学能量存储和冷却***，其包括：
冷凝装置，其利用冷凝单元冷凝第一膨胀制冷剂，以产生第一冷凝制冷剂；
供应装置，其用于将所述第一冷凝制冷剂供应至蒸发单元，其中所述蒸发单元限定在充满适于在液体与固体之间相变的流体的罐内；
膨胀装置，其用于在所述蒸发单元内，在第一时间阶段的过程中膨胀所述第一冷凝制冷剂，以冷冻所述罐内的所述流体的一部分，并且产生冷却的流体、冷冻的流体和第二膨胀制冷剂；
循环装置，其用于在第二时间阶段内将所述冷却的流体的至少一部分循环通过第二热交换器，以减少所述第二膨胀制冷剂的焓，并且产生低焓制冷剂；
将所述低焓制冷剂循环通过所述冷冻的流体内的所述蒸发单元的装置，以冷凝所述低焓制冷剂并且产生第二冷凝制冷剂；以及
膨胀所述第二冷凝制冷剂的装置，以提供所述冷却负荷。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102648385A (zh) * 2009-12-05 2012-08-22 伊诺维尔2000股份有限公司 用于净化第一液体内容物且同时加热第二液体内容物的***和方法
CN103575758A (zh) * 2012-07-24 2014-02-12 李健 冻融循环试验机
TWI736463B (zh) * 2020-11-03 2021-08-11 財團法人工業技術研究院 複合式製冷系統及其控制方法
CN113865013A (zh) * 2021-10-28 2021-12-31 珠海格力电器股份有限公司 一种变负荷调节空调***及其控制方法

Families Citing this family (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1235046B1 (en) * 1999-11-26 2011-10-05 JFE Engineering Corporation Thermal storage material using hydrate and thermal storage device therefor, and production method of the thermal storage material
US8109325B2 (en) 2000-06-30 2012-02-07 Alliant Techsystems Inc. Heat transfer system
US8136580B2 (en) 2000-06-30 2012-03-20 Alliant Techsystems Inc. Evaporator for a heat transfer system
US7549461B2 (en) 2000-06-30 2009-06-23 Alliant Techsystems Inc. Thermal management system
WO2003102474A1 (fr) * 2002-05-31 2003-12-11 Jfe Engineering Corporation Dispositif de production de bouillie d'hydrate
US8234876B2 (en) * 2003-10-15 2012-08-07 Ice Energy, Inc. Utility managed virtual power plant utilizing aggregated thermal energy storage
US7690212B2 (en) * 2004-04-22 2010-04-06 Ice Energy, Inc. Mixed-phase regulator for managing coolant in a refrigerant based high efficiency energy storage and cooling system
CN100529598C (zh) * 2004-07-09 2009-08-19 谷俊杰 制冷***
US7363772B2 (en) 2004-08-18 2008-04-29 Ice Energy, Inc. Thermal energy storage and cooling system with secondary refrigerant isolation
WO2006128262A2 (en) * 2005-06-03 2006-12-07 Springer Carrier Ltda Heat pump system with auxiliary water heating
US20080034760A1 (en) * 2006-08-10 2008-02-14 Ice Energy, Inc. Thermal energy storage and cooling system with isolated external melt cooling
US7681404B2 (en) * 2006-12-18 2010-03-23 American Power Conversion Corporation Modular ice storage for uninterruptible chilled water
US7788941B2 (en) * 2007-06-14 2010-09-07 International Business Machines Corporation Cooling system and method utilizing thermal capacitor unit(s) for enhanced thermal energy transfer efficiency
US8104293B2 (en) * 2007-06-19 2012-01-31 General Electric Company Magneto-caloric cooling device and method of operation
WO2009001535A1 (ja) 2007-06-22 2008-12-31 Panasonic Corporation 冷凍サイクル装置
JP2011512508A (ja) 2008-02-15 2011-04-21 アイス エナジー インコーポレーテッド 共通の蒸発器コイルと伴に複数の冷媒および冷却ループを用いた熱エネルギ蓄積および冷却システム
KR20110029139A (ko) * 2008-05-28 2011-03-22 아이스 에너지, 인크. 격리된 증발기 코일을 갖는 축열 및 냉각 시스템
US7958739B1 (en) * 2008-08-04 2011-06-14 Leabo Lawrence D Refrigeration hot gas desuperheater systems
DE102009012318B4 (de) * 2009-03-09 2011-12-15 Rawema Countertrade Handelsgesellschaft Mbh Wärmespeichersystem
US7905110B2 (en) * 2009-04-02 2011-03-15 Daniel Reich Thermal energy module
US7832217B1 (en) * 2009-05-07 2010-11-16 Daniel Reich Method of control of thermal energy module background of the invention
CN102483311B (zh) * 2009-08-25 2014-07-16 丹佛斯公司 储热***
US7980093B2 (en) * 2009-09-25 2011-07-19 Whirlpool Corporation Combined refrigerant compressor and secondary liquid coolant pump
WO2011040387A1 (ja) * 2009-09-29 2011-04-07 三菱電機株式会社 蓄熱給湯空調機
US20110079025A1 (en) * 2009-10-02 2011-04-07 Thermo King Corporation Thermal storage device with ice thickness detection and control methods
US20110108020A1 (en) * 2009-11-11 2011-05-12 Mcenerney Bryan William Ballast member for reducing active volume of a vessel
CA2789877A1 (en) * 2010-02-19 2011-08-25 Phase Change Storage Llc Energy storage system
US8136368B2 (en) * 2010-07-19 2012-03-20 Daniel Reich Modular evaporator and thermal energy storage system for chillers
WO2012032580A1 (ja) * 2010-09-10 2012-03-15 三菱電機株式会社 空気調和装置
US8955346B2 (en) 2010-11-04 2015-02-17 International Business Machines Corporation Coolant-buffered, vapor-compression refrigeration apparatus and method with controlled coolant heat load
US8813515B2 (en) 2010-11-04 2014-08-26 International Business Machines Corporation Thermoelectric-enhanced, vapor-compression refrigeration apparatus facilitating cooling of an electronic component
US8833096B2 (en) 2010-11-04 2014-09-16 International Business Machines Corporation Heat exchange assembly with integrated heater
US20120111038A1 (en) 2010-11-04 2012-05-10 International Business Machines Corporation Vapor-compression refrigeration apparatus with backup air-cooled heat sink and auxiliary refrigerant heater
US8783052B2 (en) 2010-11-04 2014-07-22 International Business Machines Corporation Coolant-buffered, vapor-compression refrigeration with thermal storage and compressor cycling
US8899052B2 (en) 2010-11-04 2014-12-02 International Business Machines Corporation Thermoelectric-enhanced, refrigeration cooling of an electronic component
EP2678612B1 (en) * 2011-02-25 2018-01-10 Carrier Corporation Air conditioning system with ice storage
EP2715478A4 (en) 2011-05-26 2014-10-29 Ice Energy Inc SYSTEM AND METHOD FOR INCREASING A GRID EFFICIENCY BY A STATISTICAL DISTRIBUTION CONTROL
JP5589967B2 (ja) * 2011-06-13 2014-09-17 株式会社デンソー 車両用温度調節装置
JP2014520244A (ja) 2011-06-17 2014-08-21 アイス エナジー テクノロジーズ インコーポレーテッド 液体−吸入の熱交換による熱エネルギー貯蔵のためのシステム及び方法
US9207002B2 (en) 2011-10-12 2015-12-08 International Business Machines Corporation Contaminant separator for a vapor-compression refrigeration apparatus
JP2013088031A (ja) * 2011-10-18 2013-05-13 Hitachi Plant Technologies Ltd 冷却システムとその制御方法
US20130186117A1 (en) * 2012-01-20 2013-07-25 General Electric Company System and method to process inlet air
US9121641B2 (en) * 2012-04-02 2015-09-01 Whirlpool Corporation Retrofittable thermal storage for air conditioning systems
CN102813272A (zh) * 2012-09-11 2012-12-12 天津中局科技发展有限公司 原奶速冷设备
US9557120B2 (en) 2012-10-10 2017-01-31 Promethean Power Systems, Inc. Thermal energy battery with enhanced heat exchange capability and modularity
WO2014065938A1 (en) 2012-10-25 2014-05-01 Carrier Corporation Refrigeration system with phase change material
US10267548B2 (en) 2013-02-20 2019-04-23 Carrier Corporation Oil management for heating ventilation and air conditioning system
US20140338389A1 (en) * 2013-05-14 2014-11-20 Carrier Corporation Vapor compression system with thermal energy storage
CN105473382B (zh) * 2013-06-18 2017-09-22 冷王公司 混合制冷***的控制方法
WO2014205051A1 (en) 2013-06-18 2014-12-24 Thermo King Corporation Hybrid temperature control system and method
WO2015065998A1 (en) * 2013-10-29 2015-05-07 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Peak load shifting via thermal energy storage using a thermosyphon
US9625192B1 (en) * 2014-08-15 2017-04-18 William H. Briggeman Heat exchanger with integrated liquid knockout drum for a system and method of cooling hot gas using a compressed refrigerant
GB2539036A (en) * 2015-06-04 2016-12-07 Micallef Chris Dual heat exchanger (condenser)
JP6237942B1 (ja) * 2017-01-30 2017-11-29 富士通株式会社 液浸冷却装置
WO2018215343A1 (de) * 2017-05-23 2018-11-29 Miele & Cie. Kg Reinigungsgerät und verfahren zum betrieb eines reinigungsgeräts
US11118817B2 (en) * 2018-04-03 2021-09-14 Heatcraft Refrigeration Products Llc Cooling system
US10746440B2 (en) 2018-04-12 2020-08-18 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Thermal management system including two-phased pump loop and thermal energy storage
US11162717B2 (en) 2018-12-20 2021-11-02 Johnson Controls Technology Company Supplemental cooling for an HVAC system
US11692779B2 (en) * 2020-01-23 2023-07-04 Rocky Research Flexible cooling system with thermal energy storage
US11384969B2 (en) * 2020-02-27 2022-07-12 Heatcraft Refrigeration Products Llc Cooling system with oil return to oil reservoir
US11371756B2 (en) 2020-02-27 2022-06-28 Heatcraft Refrigeration Products Llc Cooling system with oil return to accumulator
WO2022271869A1 (en) 2021-06-22 2022-12-29 Booz Allen Hamilton Inc. Thermal management systems for extended operation

Family Cites Families (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US460936A (en) * 1891-10-06 Car-coupling
US2512576A (en) 1947-10-29 1950-06-20 Mojonnier Bros Co Inc Refrigerating method and apparatus
DE1015019B (de) 1953-06-11 1957-09-05 Ideal Standard Kaelteanlage fuer direkte Verdampfung mit Speicherung
US3156101A (en) * 1963-03-04 1964-11-10 Tranter Mfg Inc Truck refrigeration system
JPS5116668B1 (zh) 1970-04-16 1976-05-26
US3906742A (en) * 1972-12-04 1975-09-23 Borg Warner Air conditioning system utilizing ice slurries
US4073306A (en) 1977-01-27 1978-02-14 Yarway Corporation Steam trap
US4294078A (en) 1977-04-26 1981-10-13 Calmac Manufacturing Corporation Method and system for the compact storage of heat and coolness by phase change materials
US4403645A (en) 1978-07-12 1983-09-13 Calmac Manufacturing Corporation Compact storage of seat and coolness by phase change materials while preventing stratification
JPS58217133A (ja) 1982-06-11 1983-12-17 Yazaki Corp ヒ−トポンプシステム
DE3320632A1 (de) 1983-06-08 1984-12-13 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Waermeaustauscher
FR2554021B1 (fr) * 1983-11-02 1987-09-04 Autocoussin Sa Machine automatique perfectionnee pour cambrer selon une configuration speciale des elements minces et rectilignes, et notamment des fils metalliques
US4565069A (en) 1984-11-05 1986-01-21 Maccracken Calvin D Method of cyclic air conditioning with cogeneration of ice
US4609036A (en) 1985-08-07 1986-09-02 The Dow Chemical Company Bulk heat or cold storage device for thermal energy storage compounds
US4608836A (en) 1986-02-10 1986-09-02 Calmac Manufacturing Corporation Multi-mode off-peak storage heat pump
US4735064A (en) 1986-11-17 1988-04-05 Fischer Harry C Energy storage container and system
MY110237A (en) 1987-05-25 1998-03-31 Dunham Bush International Cayman Ltd Improved method of manufacturing heat exchangers
US4940079A (en) 1988-08-11 1990-07-10 Phenix Heat Pump Systems, Inc. Optimal control system for refrigeration-coupled thermal energy storage
US4893476A (en) 1988-08-12 1990-01-16 Phenix Heat Pump Systems, Inc. Three function heat pump system with one way receiver
US4916916A (en) 1988-11-14 1990-04-17 Fischer Harry C Energy storage apparatus and method
US4964279A (en) 1989-06-07 1990-10-23 Baltimore Aircoil Company Cooling system with supplemental thermal storage
US5005368A (en) 1990-02-07 1991-04-09 Calmac Manufacturing Corporation Coolness storage air conditioner appliance
US5211029A (en) 1991-05-28 1993-05-18 Lennox Industries Inc. Combined multi-modal air conditioning apparatus and negative energy storage system
JPH05100161A (ja) * 1991-10-11 1993-04-23 Nikon Corp 光デイスク用対物レンズ
US5255526A (en) 1992-03-18 1993-10-26 Fischer Harry C Multi-mode air conditioning unit with energy storage system
US5237832A (en) 1992-06-11 1993-08-24 Alston Gerald A Combined marine refrigerating and air conditioning system using thermal storage
US5383339A (en) 1992-12-10 1995-01-24 Baltimore Aircoil Company, Inc. Supplemental cooling system for coupling to refrigerant-cooled apparatus
US5320166A (en) 1993-01-06 1994-06-14 Consolidated Natural Gas Service Company, Inc. Heat pump system with refrigerant isolation and heat storage
US5372011A (en) * 1993-08-30 1994-12-13 Indoor Air Quality Engineering, Inc. Air conditioning and heat pump system utilizing thermal storage
GB9318385D0 (en) 1993-09-04 1993-10-20 Star Refrigeration Improvements in and relating to refrigeration method and apparatus
US5423378A (en) 1994-03-07 1995-06-13 Dunham-Bush Heat exchanger element and heat exchanger using same
JPH0814628A (ja) 1994-06-29 1996-01-19 Sanyo Electric Co Ltd 空気調和装置
US5467812A (en) 1994-08-19 1995-11-21 Lennox Industries Inc. Air conditioning system with thermal energy storage and load leveling capacity
US5678626A (en) 1994-08-19 1997-10-21 Lennox Industries Inc. Air conditioning system with thermal energy storage and load leveling capacity
JPH08226682A (ja) * 1995-02-17 1996-09-03 Chubu Electric Power Co Inc 氷蓄熱式冷房装置
US5647225A (en) * 1995-06-14 1997-07-15 Fischer; Harry C. Multi-mode high efficiency air conditioning system
US5682752A (en) 1995-07-11 1997-11-04 Lennox Industries Inc. Refrigerant management control and method for a thermal energy storage system
US5598720A (en) 1995-08-02 1997-02-04 Calmac Manufacturing Corporation Air bubble heat transfer enhancement system coolness storage apparatus
US5720178A (en) 1996-07-15 1998-02-24 Calmac Manufacturing Corporation Refrigeration system with isolation of vapor component from compressor
JPH10339483A (ja) 1997-06-06 1998-12-22 Daikin Ind Ltd 蓄熱装置
KR19990069708A (ko) * 1998-02-12 1999-09-06 윤종용 공기 조화기
DE19831127A1 (de) 1998-07-11 2001-03-15 Baelz Gmbh Helmut Vorhersagegeführte Klimatisierungsanlage
DE19838880C5 (de) 1998-08-27 2005-05-04 Behr Gmbh & Co. Kg Einrichtung zum Kühlen eines Innenraumes eines Kraftfahrzeugs
US6247522B1 (en) 1998-11-04 2001-06-19 Baltimore Aircoil Company, Inc. Heat exchange members for thermal storage apparatus
US6158499A (en) 1998-12-23 2000-12-12 Fafco, Inc. Method and apparatus for thermal energy storage
DE19860057C5 (de) 1998-12-23 2009-03-05 Valeo Klimasysteme Gmbh Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Kältespeicher
DE29823175U1 (de) 1998-12-29 1999-06-10 Dietzsch, Michael, Prof. Dr.-Ing., 09126 Chemnitz Klimaraum
JP2000249420A (ja) 1999-03-01 2000-09-14 Daikin Ind Ltd 氷蓄熱装置及び氷蓄熱式冷凍装置
JP2000266368A (ja) 1999-03-16 2000-09-29 Hitachi Air Conditioning System Co Ltd 空調システム
US6250098B1 (en) 2000-02-08 2001-06-26 Chung-Ping Huang Support frame for an ice-storing tank for an air conditioner with an ice-storing mode
JP2001296068A (ja) 2000-04-14 2001-10-26 Daikin Ind Ltd 蓄熱式冷凍装置
DE10057834C2 (de) 2000-11-22 2002-11-28 Ingo Brauns Verfahren zur Kontrolle des Energieverbrauchs einer Heiz- und/oder Kühlanlage
JP2002250547A (ja) * 2000-12-22 2002-09-06 Sekisui Plant Systems Co Ltd 氷蓄熱装置
US20020162342A1 (en) 2001-05-01 2002-11-07 Kuo-Liang Weng Method for controlling air conditioner/heater by thermal storage
JP2003106575A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Hitachi Ltd 氷蓄熱式空気調和装置
JP4714151B2 (ja) 2003-10-15 2011-06-29 アイス エナジー インコーポレーテッド 冷却装置
WO2005038367A1 (en) 2003-10-15 2005-04-28 Ice Energy, Inc High efficiency refrigerant based energy storage and cooling system
USD501490S1 (en) 2003-12-16 2005-02-01 Ice Energy, Llc Thermal energy storage module
US7690212B2 (en) * 2004-04-22 2010-04-06 Ice Energy, Inc. Mixed-phase regulator for managing coolant in a refrigerant based high efficiency energy storage and cooling system
US7152413B1 (en) 2005-12-08 2006-12-26 Anderson R David Thermal energy transfer unit and method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102648385A (zh) * 2009-12-05 2012-08-22 伊诺维尔2000股份有限公司 用于净化第一液体内容物且同时加热第二液体内容物的***和方法
CN103575758A (zh) * 2012-07-24 2014-02-12 李健 冻融循环试验机
TWI736463B (zh) * 2020-11-03 2021-08-11 財團法人工業技術研究院 複合式製冷系統及其控制方法
CN113865013A (zh) * 2021-10-28 2021-12-31 珠海格力电器股份有限公司 一种变负荷调节空调***及其控制方法

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