專利名稱：基于制冷劑過冷卻的熱電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：


圖1示意性地示出了具有本發(fā)明的熱電過冷卻器的蒸汽壓縮循環(huán)。
具體實(shí)施例方式
00151現(xiàn)參考圖1,圖解說明了蒸汽壓縮循環(huán)(總體上以附圖標(biāo)記IO 標(biāo)示)的示例性實(shí)施例。蒸汽壓縮循環(huán)IO使用熱電過冷卻器15來過冷卻蒸汽壓縮循環(huán)10的制冷劑。熱電過冷卻器15可被用于蒸汽壓縮循環(huán)，上 述蒸汽壓縮循環(huán)如具有低性能系數(shù)(COP)(例如低于3)的超市展賣 品以及任何其他類型的大型或小型制冷劑循環(huán)。此外，當(dāng)保證了在它們的 冷卻或除濕性能中的過渡狀態(tài)變化時(shí)，空氣處理機(jī)中的冷卻水盤管或風(fēng)扇 盤管也可^皮預(yù)冷卻。
0016過冷卻器15可被用于公知的蒸汽壓縮循環(huán)中。本領(lǐng)域所公知的 蒸汽壓縮循環(huán)包括的元件一般例如為壓縮機(jī)20、蒸發(fā)器25、冷凝器30、 以及恒溫或熱膨脹閥35。在圖l的示例性實(shí)施例中，制冷劑從壓縮機(jī)20 經(jīng)由第一管道40流到冷凝器30,如箭頭42所示。冷凝器30是氣冷或水 冷冷凝器，用于冷凝制冷劑。制冷劑離開冷凝器30到達(dá)第二管道45,如 箭頭44所示。過冷卻器15連接著第二管道45。當(dāng)制冷劑從冷凝器30流 經(jīng)笫二管道45時(shí)，過冷卻器15以熱電方式對制冷劑進(jìn)行過冷卻。第三管 道47將過冷卻器15連接到熱膨脹閥35。制冷劑流經(jīng)第三管道到達(dá)熱膨 脹閥35，如箭頭46所示。熱膨脹閥35降低了制冷劑的壓力，以獲得混 合的液體和蒸汽。制冷劑通過第四管道48進(jìn)入到蒸發(fā)器25,如箭頭49 所示。通過從制冷空間75提供的傳熱，蒸發(fā)器25使液體基本上蒸發(fā)。排 出空間(rejection space) 70位于蒸發(fā)器25之下，使得來自蒸發(fā)器25的 熱量不會蜂支排出到制冷空間75。制冷劑離開蒸發(fā)器25到第五管道50，如 箭頭51所示。制冷劑從第五管道50進(jìn)入到壓縮機(jī)20。壓縮機(jī)20壓縮制 冷劑并完成蒸汽壓縮循環(huán)10。通過傳導(dǎo)，熱電模塊17中每一個(gè)的冷側(cè)使流經(jīng)第二管道45的 制冷劑冷卻。第二管道45可由熱傳導(dǎo)材料制成，然而，可基于具體冷卻 需求或其他于蒸汽壓縮循環(huán)IO有關(guān)的因素來改變該材料?？苫诰唧w的 冷卻需求或其他與過冷卻器15有關(guān)的因素來改變用于第二管道45的熱電 模塊17的數(shù)目。熱電模塊17的具體數(shù)目以及使第二管道45的內(nèi)表面或 內(nèi)側(cè)部分熱傳導(dǎo)的結(jié)構(gòu)或方法，可基于具體冷卻需求或其他與所示蒸汽壓 縮循環(huán)10有關(guān)因素而改變。因此，熱電才莫塊17的使用避免了對次級液體 或次級環(huán)路的需求，與機(jī)械式過冷卻器相比，減少了增加的設(shè)備，提供了
快速動作熱電冷卻，以最小化過渡狀態(tài)并提供精細(xì)調(diào)節(jié)的溫度和/或濕度 控制、增加的穩(wěn)定性和相對于機(jī)械過冷卻而言減小的噪聲，而且還提供了 能量益處。
[00221所利用的熱電才莫塊17的具體類型(包括材料、尺寸和形狀)可 根據(jù)過冷卻器15的具體需求而改變。優(yōu)選地，熱電模塊17的冷側(cè)和暖側(cè) 的尺寸和形狀最大化第二管道45與冷側(cè)之間以及第二管道45外的空氣與 暖側(cè)之間的熱接觸或熱連通(例如表面積)。
[0023提供能量源18至熱電沖莫塊17的具體結(jié)構(gòu)或方法可以根據(jù)過冷 卻器15的具體需求而改變。熱電模塊17可以是由諸如電池、便攜式燃料 電池、光生伏打電池等的直流電源直接驅(qū)動的熱電裝置，這樣就不需要交 流到直流的轉(zhuǎn)換。過冷卻器15可確保在冷凝階段結(jié)束時(shí)無氣體殘留，從 而確保在恒溫或熱膨脹閥35處具有最大的容量。對于使用比例控制的系統(tǒng)中，熱電模塊17的比例特性可成為實(shí)現(xiàn)理想應(yīng)用的手段。這可避免使 用全開式或全閉式電磁閥，例如通常在開關(guān)控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的。熱電模塊 17可#>配置成相對于管道45成任何流動布局，以允許最佳的能量交換。 這種布局可以是共流型、逆流型、或交叉流動型配置，或者任何其他適合 于空間或其他設(shè)計(jì)問題的配置。
0024盡管已結(jié)合一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例描迷了本公開，但本領(lǐng)域 技術(shù)人員將會理解的是在不超出本發(fā)明范圍的情況下，可作出各種變形， 并且可用等同物來進(jìn)行對其部件進(jìn)行替換。此外，在不超出本發(fā)明范圍的 情況下，可進(jìn)行許多的修改以使特定情況或材料適應(yīng)于本公開的教導(dǎo)。因 此，本發(fā)明的公開不應(yīng)被限制到作為預(yù)期的實(shí)施本發(fā)明最佳模式而公開的 ( 一個(gè)或多個(gè))具體實(shí)施例，本發(fā)明應(yīng)包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的 所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于具有制冷劑的蒸汽壓縮循環(huán)的過冷卻器(15)，所述過冷卻器(15)包括與所述蒸汽壓縮循環(huán)流體連通的管道(45)，用于讓所述制冷劑流過其中；以及一個(gè)或多個(gè)熱電模塊(17)，其中所述一個(gè)或多個(gè)熱電模塊(17)中的每一個(gè)都具有與所述管道(45)的內(nèi)體積熱連通的冷側(cè)，用于對所述制冷劑進(jìn)行過冷卻。
2. 如權(quán)利要求1所述的過冷卻器(15),其中所述一個(gè)或多個(gè)熱電模 塊(17)中的每一個(gè)都具有與所述管道(45)的所述內(nèi)體積絕熱的暖側(cè)。
3. 如權(quán)利要求1所述的過冷卻器(15)，其中所述一個(gè)或多個(gè)熱電模 塊(17)被嵌入到所述管道(45)中，且其中所述冷側(cè)與所述制冷劑直接 接觸。
4. 如權(quán)利要求1所述的過冷卻器(15),其中所述一個(gè)或多個(gè)熱電才莫 塊(17)進(jìn)一步包括次級熱交換器，用于與所迷制冷劑進(jìn)行間接熱交換。
5. 如權(quán)利要求1所述的過冷卻器(15),其中所述一個(gè)或多個(gè)熱電才莫 塊(17)包括熱電式熱交換器。
6. 如權(quán)利要求5所述的過冷卻器(15),其中所述熱電式熱交換器是 空氣或液體熱電式熱交換器。
7. 如權(quán)利要求1所述的過冷卻器(15)，其中所述一個(gè)或多個(gè)熱電模 塊(17 )被連接到所述管道(45 )的外表面，并與所迷制冷劑形成熱連通。
8. 如權(quán)利要求7所述的過冷卻器(15),進(jìn)一步包括風(fēng)扇(19)，以 提供與所述一個(gè)或多個(gè)熱電才莫塊(17)的暖側(cè)熱連通的空氣流。
9. 一種蒸汽壓縮系統(tǒng)(10)，包括通過管道(40、 45、 47、 48、 50)彼此連接的壓縮機(jī)(20)、冷凝器 (30)和蒸發(fā)器(25);以及過冷卻器(15)，具有連接到所迷管道(45)的一個(gè)或多個(gè)熱電模塊 (17)，其中所述一個(gè)或多個(gè)熱電模塊(17)中的每一個(gè)都具有與所述管 道(45)的內(nèi)體積熱連通的冷倒，以便對流過其中的制冷劑進(jìn)行過冷卻。
10. 如權(quán)利要求9所迷的蒸汽壓縮系統(tǒng)(10)，其中所迷一個(gè)或多個(gè) 熱電模塊(17)中的每一個(gè)都具有與所述管道(45)的所述內(nèi)體積絕熱的 暖側(cè)。
11. 如權(quán)利要求9所述的蒸汽壓縮系統(tǒng)(10),其中所述一個(gè)或多個(gè)熱 電模塊(17)被嵌入到所迷管道(45)中，以接觸冷卻所述制冷劑。
12. 如權(quán)利要求9所述的蒸汽壓縮系統(tǒng)(10)，其中所迷一個(gè)或多個(gè) 熱電模塊(17)包括熱電式熱交換器。
13. 如權(quán)利要求12所迷的蒸汽壓縮系統(tǒng)(10),其中所述熱電式熱交 換器是空氣或液體熱電式熱交換器.
14. 如權(quán)利要求9所述的蒸汽壓縮系統(tǒng)(10)，其中所迷一個(gè)或多個(gè) 熱電模塊(17) ^皮連接到所述管道(45)的外表面，并與所述制冷劑熱連通。
15. 如權(quán)利要求14所述的蒸汽壓縮系統(tǒng)(IO)，其中所述過冷卻器(15) 進(jìn)一步包括風(fēng)扇(19)，以提供與所述一個(gè)或多個(gè)熱電模塊(17)的暖側(cè) 熱連通的空氣流。
16. —種對蒸汽壓縮循環(huán)進(jìn)行過冷卻的方法，包括 提供用于制冷劑流動的管道(45),所述管道(45)與壓縮機(jī)(20)、冷凝器(30)以及蒸發(fā)器(25)流體連通；以及由多個(gè)熱電模塊(17)通過傳導(dǎo)以熱電方式對所述管道(45)的內(nèi)體 積進(jìn)行過冷卻，所述多個(gè)熱電模塊(17 )中的每一個(gè)都具有與所述管道(45) 的內(nèi)體積熱連通的冷側(cè)，以及與所迷內(nèi)體積絕熱的暖側(cè)。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中多個(gè)熱電模塊(17)通過風(fēng)扇 (19)被冷卻。
18. 如權(quán)利要求16所迷的方法，其中所迷多個(gè)熱電模塊(17)被嵌 入到所述管道(45)中，以接觸冷卻所述制冷劑。
19. 如本文參考附圖中的圖l所描述的、對蒸汽壓縮循環(huán)進(jìn)行過冷卻 的方法。
20. 如本文參考附圖中的圖l所描述的過冷卻器(15)。
全文摘要
一種用于具有制冷劑的蒸汽壓縮循環(huán)的過冷卻器(15)。過冷卻器(15)包括管道(45)和一個(gè)或多個(gè)熱電模塊(17)。管道(45)與蒸汽壓縮循環(huán)流體連通，以便制冷劑流過其中。一個(gè)或多個(gè)熱電模塊(17)中的每一個(gè)都具有與管道(45)的內(nèi)體積熱連通的冷側(cè)，用于對制冷劑進(jìn)行過冷卻。
文檔編號F25D17/06GK101297167SQ200580051925
公開日2008年10月29日 申請日期2005年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月29日
發(fā)明者C·-Y·蔡, D·圖, G·M·多布斯, M·K·薩姆, R·拉哈克什南, 于笑梅 申請人:開利公司