一种传热系统，其包括第一两相传热流体蒸汽/压缩循环回路，该回路包括压缩机、换热器冷凝器、膨胀装置和换热器蒸发器/冷凝器的吸热侧。闭合的流体循环回路中的第一管道使通过其中的第一传热流体循环。第二两相传热流体循环回路通过换热器蒸发器/冷凝器将热量传递到第一传热流体循环回路，包括换热器蒸发器/冷凝器的排热侧、液体泵、定位在液体泵上游和换热器蒸发器/冷凝器下游的液体制冷剂贮存器，以及换热器蒸发器。闭合的流体循环回路中的第二管道使通过其中的第二传热流体循环，第二传热流体具有ASHRAE A级毒性和1或2L级易燃性等级。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】联邦研究声明本专利技术是根据能源部颁发的合同号DE-EE0003955在政府支持下完成的。政府对本专利技术享有某些权利。专利技术背景本主题专利技术涉及制冷系统。更具体地，本主题专利技术涉及具有两相制冷剂回路的级联空调系统。制冷剂系统在HVAC&R(加热，通风，空调和制冷)领域中已知，并且操作以在连接多个部件的整个闭合回路传热流体循环中压缩和循环传热流体，以将热量从要输送到气候受控空间的次要流体传递出去。在基本的制冷剂系统中，传热流体在压缩机中从较低压力压缩至较高压力，并且被输送到下游的排热换热器，排热换热器通常被称为冷凝器用于其中流体为亚临界流体的应用，并且排热换热器也用于将传热流体从气体状态冷凝成液体状态。高压传热流体从其中热量通常从传热流体传递到周围环境的排热换热器流向膨胀装置，在膨胀装置中其膨胀到较低压力和温度，并且然后被发送到蒸发器，在蒸发器中，传热流体将要输送到受调节环境的次要流体冷却。传热流体从蒸发器返回到压缩机。制冷系统的一个常见示例为空调系统，空调系统操作以调节(冷却并且经常除湿)要输送到气候受控区域或空间中的空气。其他示例可包括用于要求制冷环境的各种应用的制冷系统。在历史上，常规HFC和HCFC传热流体诸如R22、R123、R407C、R134a、R410A和R404A已经用于加热、空调和制冷应用中。然而，最近，关于全球变暖并且在一些情况下关于臭氧消耗的问题已经产生
了对另选传热流体的需要。在一些情况下，已经提出使用天然传热流体诸如R744(CO2)、R718(水)或R717(氨)。各种已知和已经提出的传热流体各自具有它们自己的优点和缺点。例如，相比于许多烃基传热流体，CO2作为传热流体提供零臭氧消耗可能性和低全球变暖可能性。然而，许多已经提出的具有CO2作为传热流体的系统要求CO2维持在超临界流体状态，这可以增加设备和操作的复杂性与成本。例如，在许多系统中，CO2在泵入口上游被低温冷却，或被冷却到低于其饱和温度，在大约1.5华氏度与3华氏度之间，以迫使CO2液体完全相变成液体。为降低系统的功率消耗，可消除在泵入口处的低温冷却，但CO2流体流中夹带的蒸汽在泵中导致气穴，并且因此导致泵操作的不稳定性。
技术实现思路
在一个实施方案中，传热系统包括第一两相传热流体蒸汽/压缩循环回路，该回路包括压缩机、换热器冷凝器、膨胀装置和换热器蒸发器/冷凝器的吸热侧。闭合的流体循环回路中的第一管道使通过其中的第一传热流体循环。该系统进一步包括第二两相传热流体循环回路，该回路通过换热器蒸发器/冷凝器将热量传递到第一传热流体循环回路，第二两相传热流体循环回路包括换热器蒸发器/冷凝器的排热侧、液体泵、定位在液体泵上游和换热器蒸发器/冷凝器下游的液体制冷剂贮存器，以及换热器蒸发器。闭合的流体循环回路中的第二管道使通过其中的第二传热流体循环。第二传热流体具有ASHRAE A级毒性等级和ASHRAE 1或2L级易燃性等级，并且液体泵入口低温冷却在0℃与10℃之间。附图说明在本说明书结束时的权利要求中具体指出并且清楚地要求了被视为本专利技术的主题。从结合附图做出的以下详细描述中，本专利技术的前述特征和其他特征与优点显而易见，其中：图中为描绘具有主要传热流体循环回路和次要传热流体循环回路的传热系统的实施方案的方框示意图。具体实施方式具有第一传热流体循环回路和第二传热流体循环回路的示例性传热系统以方框示意图的形式在图中示出。如图所示，在第一流体循环回路100中的流体泵送装置诸如压缩机110以第一传热流体的气态对其加压，这既加热流体又提供压力以使流体在整个系统中循环。从压缩机110离开的热加压的气态传热流体通过管道115流向换热器的冷凝器120，换热器冷凝器120用作换热器，以将热量从传热流体传递到周围环境，诸如通过穿过换热器冷凝器120的管道124传递到由风扇122吹出的空气。热的传热流体在冷凝器120中冷凝成加压的中等温度液体。从冷凝器120离开的液体传热流体通过管道125流向流量计量装置诸如膨胀装置130，在膨胀装置130中压力降低。离开膨胀装置130的减压液体传热流体通过管道135流向换热器蒸发器/冷凝器140的吸热侧，该吸热侧用作换热器以在次级流体循环回路200中从第二传热流体吸收热量，并且将第一传热流体汽化，以产生处于其气体状态的传热流体，以通过管道105供给压缩机110，从而完成第一流体循环回路。第二流体循环回路200中的第二传热流体将热量从换热器蒸发器/冷凝器140的排热侧传递到换热器140的吸热侧上的第一传热流体，并且第二传热流体蒸气在该过程中冷凝，以形成处于其液体状态的第二传热流体。液体第二传热流体离开换热器蒸发器/冷凝器140并且作为液体泵210的进料流流经管道205。液体第二传热流体以比泵入口压力高的压力离开泵210，并且通过管道215流向换热器蒸发器220，在换热器蒸发器220热量通过管道230传递到由风扇225吹出的空气。液体第二传热流体在换热器蒸发器220中蒸发，并且气态第二传热流体离开换热器蒸发器220并通过管道235流向换热器蒸发器/冷凝器140的排热侧，其在此冷凝并且将热量传递到主要流体循
环回路100中的第一传热流体，从而完成第二流体循环回路200。为防止在液体泵210处的气穴和操作不稳定性，液体第二传热流体贮存器例如接收器232沿换热器蒸发器/冷凝器140与液体泵210之间的管道215定位。在接收器232处，第二传热流体冷凝成液体状态但不低温冷却，或者在一些实施方案中最小限度的低温冷却，最小限度的低温冷却定义为在0摄氏度至10摄氏度之间的低温冷却，接收器232的体积防止蒸气进入液体泵210，从而消除了液体泵210的气穴。在其他实施方案中，低温冷却的量在0摄氏度至5摄氏度之间、0摄氏度至3摄氏度之间或者0摄氏度至2摄氏度之间。在其他实施方案中，低温冷却的量为零。液体泵210速度的控制基于换热器蒸发器220出口过热水平。使用接收器232作为低温冷却第二传热流体的替代减少了系统的功率消耗，在一些实施方案中，每年减少在1％与2％之间。在附加的示例性实施方案中，第二流体循环回路200可包括平行设置在流体循环回路中的多个换热器蒸发器(和伴随的风扇)。这可通过在管道215中包括接头(未示出)来实现，以将从泵210中输出的第二传热流体平行分配到多个管道，每个管道通向不同的换热器蒸发器(未示出)。每个换热器蒸发器的输出可供应到另一个接头(未示出)中，该接头可供应到管道235中。这种具有多个平行的换热器蒸发器的系统可从整个室内环境中的多个位置提供传热，而每个室内单元并不要求单独的室外流体分配回路，这使用基于常规2相可变制冷剂流量系统的室内回路不能容易地实现，常规2相可变制冷剂流量系统要求为每个蒸发器提供膨胀装置。在第一流体循环回路100中可任选地采用类似的配置，以包括平行设置在流体循环回路中的多个换热器冷凝器(和伴随的风扇与膨胀装置)，其中管道115中的接头(未示出)将第一传热流体平行分配到多个管道，每个管道通向不同的换热器冷凝器和膨胀装置(未示出)和管道135中的接头(未示出)，以将平行的流体流动路径再结合。当使用多个换热器冷凝器时，换热器冷凝器和膨胀装置的数目通常比换热本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种传热系统，其包括：第一传热流体循环回路，其包括：流体泵送装置；换热器，其将热量从流过其中的第一传热流体排出；流量计量装置；以及换热器，其用于将热能吸收到第一传热流体中；其中闭合的流体循环回路中的第一管道使通过其中的所述第一传热流体循环；以及第二两相传热流体循环回路，其通过所述内部换热器与所述第一传热流体循环回路交换热量，所述第二两相传热流体回路包括：排热换热器；液体泵；以及吸热换热器；其中闭合的流体循环回路中的第二管道使通过其中的第二传热流体循环，所述第二传热流体具有ASHRAE A级毒性等级和ASHRAE 1或2L级易燃性等级或它们的ISO 817等效级，并且液体泵入口低温冷却在0℃与10℃之间。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.17 US 61/8921571.一种传热系统，其包括：第一传热流体循环回路，其包括：流体泵送装置；换热器，其将热量从流过其中的第一传热流体排出；流量计量装置；以及换热器，其用于将热能吸收到第一传热流体中；其中闭合的流体循环回路中的第一管道使通过其中的所述第一传热流体循环；以及第二两相传热流体循环回路，其通过所述内部换热器与所述第一传热流体循环回路交换热量，所述第二两相传热流体回路包括：排热换热器；液体泵；以及吸热换热器；其中闭合的流体循环回路中的第二管道使通过其中的第二传热流体循环，所述第二传热流体具有ASHRAE A级毒性等级和ASHRAE 1或2L级易燃性等级或它们的ISO 817等效级，并且液体泵入口低温冷却在0℃与10℃之间。2.根据权利要求1所述的传热系统，其中所述第一流体循环回路至少部分地设置在室外。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二流体循环回路至少部分地设置在室内。4.根据权利要求1所述的传热系统，其中所述第一传热流体具有大于或等于31.2℃的临界温度。5.根据权利要求1所述的传热系统，其中在所述第一流体循环回路中的所述流体泵送装置为变速的。6.根据权利要求1所述的传热系统，其中在所述第二流体循环...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯寅山，王金亮，F赵，TD拉克利夫，P费尔马，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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