專利名稱：制冷系統(tǒng)及其部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及一制冷系統(tǒng)及其部件，尤其是，涉及一具有用來冷卻不同食品和飲料物品的不同溫度區(qū)域的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
許多年來人們一直在使用制冷裝置來冷卻和冷凍食品和飲料物品。傳統(tǒng)上，這些裝置利用一壓縮機，壓縮機在功能上連接到一絕熱的容器。壓縮機和相關(guān)的部件和管道改變制冷劑的壓力以便從絕熱容器中吸收熱量。一風(fēng)扇系統(tǒng)循環(huán)空氣進(jìn)入和在絕熱容器內(nèi)。一溫度控制裝置通常連接到壓縮機上。溫度控制裝置根據(jù)需要導(dǎo)通和關(guān)閉地運轉(zhuǎn)壓縮機以便在絕熱容器內(nèi)保持理想的溫度。
導(dǎo)通和關(guān)閉地運轉(zhuǎn)一壓縮機需要一相當(dāng)量的能量并導(dǎo)致頗大的噪音。已經(jīng)生產(chǎn)出容量可變化的壓縮機來提供一可連續(xù)地運行的壓縮機。壓縮機的速度可充分地和連續(xù)地在一大范圍的預(yù)定速度上變化。這樣的壓縮機揭示在授予Persem的美國專利Nos.RE 33,620和授予Persem的4,765,150中。
變化容量的壓縮機的運行像所有壓縮機一樣導(dǎo)致在熱交換元件上結(jié)霜。壓縮機必須例行地進(jìn)行除霜，以使壓縮機可最佳地運行。一種除霜的方法包括流動熱的氣體通過熱交換元件或在其附近流動。這樣的除霜機理揭示在以下美國專利中授予Larson的Nos.4,979,371；授予Quick的Nos.3,234,754；授予Quick的Nos.3,234,753；授予Quick的Nos.3,234,748；以及授予Quick的Nos.3,645,109。這些機理中沒有一個設(shè)計或利用可變化容量的壓縮機。此外，所有這些機理利用管道和控制閥組成的范圍大的網(wǎng)絡(luò)來實施除霜。
許多制冷裝置還具有不同的溫度區(qū)域。例如，普通的家庭用冰箱具有冷凍部分和冷藏部分。在制冷裝置的不同部分內(nèi)形成不同的溫度可用至少兩種方法來實現(xiàn)。一種方法包括對各個部分使用不同的壓縮機。另一種方法包括使用風(fēng)扇或諸如此類的裝置來循環(huán)冷空氣從一較冷的部分流到一較暖和的部分。風(fēng)扇的操作可由一溫度控制裝置進(jìn)行控制。
例如，授予Jones等人的美國專利No.4,505,126揭示了一食品運輸系統(tǒng)，其中，使用機動風(fēng)扇來循環(huán)空氣從一個部分到另一部分。諸風(fēng)扇定位在分隔不同部分的諸隔間內(nèi)。授予Witten-Hannah等人的美國專利No.6,000,232揭示了一種制冷系統(tǒng)，其具有平行對齊的一冷凍部分和一冷藏部分。該專利還揭示了一種方法，其中，使用機動的風(fēng)扇來控制進(jìn)入各部分的制冷空氣量。授予Wakatsuki等人的美國專利No.5,081,850揭示了一種冰箱，其具有被隔板分隔開的兩個部分，其中，冷空氣循環(huán)在全部的各部分內(nèi)并通過隔間。所有這些裝置需要空氣從一個部分到另一部分的循環(huán)以在各個部分內(nèi)形成不同的溫度。
因此，需要有一種改進(jìn)的制冷系統(tǒng)及其部件，其能解決現(xiàn)有技術(shù)中上述的和其它的不足。當(dāng)然，本發(fā)明可用于需要類似特性能力的多種情形中。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一制冷系統(tǒng)，其制造成本低、運行效率高、運轉(zhuǎn)時相當(dāng)安靜，以及克服現(xiàn)有技術(shù)中的某些不足。本發(fā)明提供一制冷系統(tǒng)及其部件。在一實施例中，該制冷系統(tǒng)具有一帶有至少兩個不同溫度的冷卻區(qū)域的容器，所述區(qū)域被分隔物所分離。分隔物具有一壁和彼此間隔開的分隔板。分隔板具有一傳熱板，其具有一帶有附連在其上的傳熱物質(zhì)的薄片。在一實施例中，制冷系統(tǒng)用一壓縮機來冷卻，該系統(tǒng)具有制冷模式和熱氣除霜模式。一控制器控制和有選擇操作壓縮機系統(tǒng)。較佳地，壓縮機系統(tǒng)具有一可變?nèi)萘康膲嚎s機。
本發(fā)明還提供一壓縮機系統(tǒng)，其是一閉合系統(tǒng)，其中，蒸發(fā)器功能地連接到一可變?nèi)萘康膲嚎s機。壓縮機系統(tǒng)有選擇地在至少一制冷模式和一熱氣除霜模式中操作。在熱氣除霜模式中，蒸發(fā)器通過循環(huán)通過的氣體進(jìn)行除霜。在一實施例中，壓縮機系統(tǒng)具有一連接到一冷凝器的可變?nèi)萘康膲嚎s機，冷凝器又連接到一干燥器，干燥器又連接到一熱氣旁路閥和一熱交換器。熱氣旁路閥和熱交換器彼此平行地連接，兩者連接到一蒸發(fā)器。蒸發(fā)器連接到可變?nèi)萘康膲嚎s機以形成閉合的系統(tǒng)。一控制器可有選擇打開和關(guān)閉熱氣旁路閥。
盡管本發(fā)明的一個可能的應(yīng)用結(jié)合了家用和商用的食品和飲料物品的制冷，但許多其它的應(yīng)用也是可能的，參照結(jié)合家用和商用的情形不應(yīng)認(rèn)為限制了本發(fā)明的用途。本文中使用的術(shù)語“熱交換器”、“蒸發(fā)器”、“冷凝器”、“毛細(xì)管”、“風(fēng)扇”、“箱體”、“門”、“阻尼器”、“壓縮機”、“旁路閥”，以及“傳熱板”不應(yīng)解釋為局限在特定的形式、形狀、數(shù)量，或熱交換器、蒸發(fā)器、冷凝器、毛細(xì)管、風(fēng)扇、箱體、門、阻尼器、壓縮機、旁路閥以及傳熱板的組合，且傳熱板可具有各種各樣的形狀和形式，可設(shè)置在很大范圍的數(shù)量內(nèi)，并可由各種材料組成。從以下的詳細(xì)描述、權(quán)利要求和附圖中將會明白本發(fā)明上述和其它的目的和優(yōu)點。
附圖的簡要說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的制冷系統(tǒng)的局部截面圖； 圖2是圖1的制冷系統(tǒng)的示意圖； 圖3是圖1的制冷系統(tǒng)的一部分的示意圖； 圖4是圖1的制冷系統(tǒng)的一部分的示意圖； 圖5是根據(jù)本發(fā)明一實施例的制冷系統(tǒng)的立體圖； 圖6是圖5的制冷系統(tǒng)的局部截面圖； 圖7是圖5的制冷系統(tǒng)的立體圖； 圖8是根據(jù)本發(fā)明一實施例的制冷系統(tǒng)的立體圖； 圖9是根據(jù)本發(fā)明一實施例的制冷系統(tǒng)的立體圖； 圖10是根據(jù)本發(fā)明一實施例的制冷系統(tǒng)的局部截面圖； 圖11是根據(jù)本發(fā)明一實施例的制冷系統(tǒng)的前視圖；以及 圖12是根據(jù)本發(fā)明一實施例的制冷系統(tǒng)的立體圖，顯示為系統(tǒng)的一部分已移去。

具體實施例方式 根據(jù)本發(fā)明的一制冷系統(tǒng)(標(biāo)號為30)的所示實施例顯示在圖1至12中。盡管本發(fā)明可易受不同形式的實施例的影響，但在附圖中顯示了且在文中詳細(xì)地描述了某些說明的實施例，應(yīng)該理解到，本文中的揭示應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明原理的示范，并不意圖將本發(fā)明局限在這里所圖示和描述的實施例。此外，相對于一實施例所圖示和描述的特征可結(jié)合其它實施例使用。
本發(fā)明提供一制冷系統(tǒng)30用來冷卻至少一個冷卻隔間或冷卻區(qū)域35。一冷卻系統(tǒng)，較佳地為一壓縮機系統(tǒng)32功能上連接到冷卻區(qū)域35并有效地冷卻該冷卻區(qū)域35。在一優(yōu)選的實施例中，壓縮機系統(tǒng)32的一部分，具體來說是一蒸發(fā)器66，其定位在一冷卻區(qū)域35內(nèi)。一風(fēng)扇68循環(huán)冷卻區(qū)域35內(nèi)的空氣并通過蒸發(fā)器66，由此冷卻空氣。制冷系統(tǒng)30可具有一個以上冷卻區(qū)域35。多個冷卻區(qū)域35可用至少一個傳熱板20來分隔。
在一實施例中，如圖1—4所示，冷卻系統(tǒng)是一壓縮機系統(tǒng)32。該壓縮機系統(tǒng)32具有一系列功能上彼此接合的部件以形成一閉合的系統(tǒng)。制冷劑(形式上不同地為液體或氣體)在壓縮機系統(tǒng)32內(nèi)循環(huán)。壓縮機系統(tǒng)32具有一壓縮機52，其最好是一可變?nèi)萘康膲嚎s機。這樣的可變?nèi)萘繅嚎s機的實例包括揭示在授予Persem的美國專利Nos.RE 33,620和授予Persem的4,765,150中的那些壓縮機，本文援引其全部內(nèi)容以供參考。在本發(fā)明中認(rèn)為有效的可變?nèi)萘康膲嚎s機包括但不局限于諸如型號VEGY7H或VEGY8H那樣的由巴西SC的Embraco ofJoinville制造和出售的可變?nèi)萘康膲嚎s機(銷售通過美國佐治亞洲D(zhuǎn)uluth的Embraco North America)。壓縮機52連接到冷凝器54。在本發(fā)明中認(rèn)為有效的冷凝器包括但不局限于由美國密西西比州Grenada的Outokumpu Heatcraft USA，LLC制造和出售的產(chǎn)品。一由美國康涅狄格州Farmington的EBM Industries，Inc.制造和出售的諸如型號9906L的冷凝器風(fēng)扇56可相對于冷凝器54設(shè)置以便圍繞冷凝器54循環(huán)空氣。冷凝器54連接到一干燥器58。在本發(fā)明中認(rèn)為有效的干燥器包括但不局限于由美國田納西州Greenfield的Parker-Hannifin Corp.，ClimateSystems Division制造和出售的產(chǎn)品。在一實施例中，使用一雙入口干燥器以定向成干燥器具有一個入口和兩個出口。干燥器58平行地連接到一熱氣旁路閥60和一毛細(xì)管62。在本發(fā)明中認(rèn)為有效的旁路閥包括但不局限于由美國康涅狄格州New Britain的Parker-Hannifin Corp.，F(xiàn)luid Control Division制造和出售的產(chǎn)品，較佳地是型號04E20C1-Z01ABBOSO5。盡管這些部件可容納在制冷系統(tǒng)30的箱體34的任何部分內(nèi)，但最好這些部件不定位在冷卻區(qū)域35內(nèi)。
如圖2—4所示，從毛細(xì)管62引出的管道連接到熱交換器64。在所示的實施例中，熱交換器64本質(zhì)上是盤管的一部分。本發(fā)明中認(rèn)為有效的熱交換器包括但不局限于由美國威斯康星州Milwaukee的Perlick Corp.制造和出售的產(chǎn)品。從熱氣旁路閥60引出的管道和熱交換器64連接在一起并連接到蒸發(fā)器66。蒸發(fā)器66較佳地定位在冷卻區(qū)域35內(nèi)?？商峁┮恢T如由EBM Industries，Inc.制造和出品的產(chǎn)品的風(fēng)扇68來循環(huán)冷卻區(qū)域35內(nèi)的空氣通過蒸發(fā)器66。本發(fā)明中認(rèn)為有效的蒸發(fā)器包括但不局限于由美國LLC的Outokumpu Heatcraft制造和出售的產(chǎn)品。蒸發(fā)器66通過管道連接到壓縮機52，由此，形成一其中流動制冷劑的閉合系統(tǒng)。管道通過熱交換器64。設(shè)置一控制器70來控制壓縮機系統(tǒng)32的操作。本發(fā)明中認(rèn)為有效的控制器包括但不局限于由意大利的Dixell srl制造并由美國紐約州Holtsville的Weiss Instruments，Inc.以型號XW60L銷售的產(chǎn)品。
壓縮機系統(tǒng)32至少在三種模式中操作制冷、熱氣除霜和滴露?？刂破?0根據(jù)諸如溫度或時間之類的預(yù)設(shè)值確定壓縮機系統(tǒng)32的操作模式。壓縮機系統(tǒng)32在制冷模式中操作，直到滿足諸如溫度或時間那樣的預(yù)設(shè)終止值為止。當(dāng)這樣的值滿足時，控制器70切換壓縮機系統(tǒng)32到在熱氣除霜模式中操作，直到滿足諸如溫度或時間那樣的某一預(yù)設(shè)值為止。一旦滿足該預(yù)設(shè)值，壓縮機系統(tǒng)32進(jìn)入滴露模式。滴露模式允許水分在一預(yù)定時間內(nèi)從蒸發(fā)器66滴落。當(dāng)?shù)温赌Ｊ酵瓿蓵r，壓縮機系統(tǒng)32可進(jìn)入一復(fù)原周期或返回到制冷模式。
當(dāng)在制冷模式中操作時，壓縮機系統(tǒng)32冷卻諸冷卻區(qū)域35。在此模式中，壓縮機系統(tǒng)32在一閉合的系統(tǒng)中連續(xù)地循環(huán)、蒸發(fā)和冷凝一固定供應(yīng)的制冷劑。如圖4所示，制冷劑沿著方向C從壓縮機52流動到冷凝器54，通過干燥器58進(jìn)入熱交換器64，再通過蒸發(fā)器66而返回到壓縮機52。當(dāng)制冷劑進(jìn)入壓縮機52時制冷劑處于低壓氣態(tài)形式。壓縮機52在一可變?nèi)萘繅嚎s機的壓縮循環(huán)過程中或當(dāng)壓縮機作為一單一速度壓縮機操作時，壓縮機52增加氣體制冷劑的壓力，并將高壓氣體排放到冷凝器54內(nèi)。在冷凝器54內(nèi)，熱量從高壓氣體中移去，導(dǎo)致制冷劑冷凝為液體，其仍處于高壓下。高壓液體制冷劑從冷凝器54反饋到干燥器58內(nèi)。在制冷模式中，旁路閥60斷電或關(guān)閉。因此，高壓液體制冷劑通過干燥器58被推入到毛細(xì)管62內(nèi)。制冷劑流動通過作為熱交換器64部分的毛細(xì)管62。熱交換器64，在一實施例中為毛細(xì)管62，降低制冷劑的壓力。制冷劑當(dāng)其進(jìn)入蒸發(fā)器66時是一低壓液體。制冷劑從冷卻區(qū)域35吸收熱量，并蒸發(fā)和在其流動通過蒸發(fā)器66時膨脹為低壓氣體。制冷劑以低壓氣體形式返回到壓縮機52。這就結(jié)束了制冷模式的一個循環(huán)。
在制冷模式過程中，冰或霜可積累在壓縮機系統(tǒng)32的蒸發(fā)器66上。這種積累導(dǎo)致性能和效率的降低。在圖2—4所示的本發(fā)明的實施例中，壓縮機系統(tǒng)32具有熔化該種積累或?qū)嚎s機系統(tǒng)32除霜的能力。根據(jù)本發(fā)明，該除霜利用熱氣來實現(xiàn)。這樣的熱氣除霜機構(gòu)揭示在以下的美國專利中授予Larson的4,979,381；授予Quick的3,234,754；授予Quick的3,234,753；授予Quick的3,234,748；以及授予Quick的3,645,109，本文援引所有這些專利的全部內(nèi)容以供參考。
根據(jù)本發(fā)明的熱氣除霜機構(gòu)的一個實施例示于圖3中。在此實施例中，當(dāng)壓縮機系統(tǒng)32在熱氣除霜模式中操作時，一固定供應(yīng)介質(zhì)的高壓氣體制冷劑連續(xù)地在閉合系統(tǒng)中循環(huán)。旁路閥60打開，由此，允許制冷劑旁路熱交換器64，因此在系統(tǒng)內(nèi)以較高速度流動。具體來說，制冷劑沿方向G流動，從壓縮機52通過冷凝器54流入到干燥器58內(nèi)?；叵胍幌拢谥评淠Ｊ街?，制冷劑在其進(jìn)入壓縮機52時呈低壓氣體的形式，并在其離開壓縮機52進(jìn)入冷凝器54而冷凝為高壓液體時呈高壓氣體的形式。相反，在熱氣除霜模式中，因為當(dāng)氣體流過冷凝器54時氣體的速度相當(dāng)高，且氣體相對于周圍環(huán)境溫度的溫度-壓力關(guān)系的緣故，所以，冷凝器54不將高壓氣體制冷劑變化到液體。該溫度-壓力關(guān)系小到不發(fā)生制冷劑的冷卻。
因為旁路閥60通電或打開，氣體制冷劑旁路熱交換器64而直接流向蒸發(fā)器66，所以，允許氣體制冷劑流入干燥器58內(nèi)。來自氣體制冷劑的熱量傳輸?shù)椒e累在蒸發(fā)器66上的霜。該熱量的傳輸導(dǎo)致霜的熔化以及氣體制冷劑的溫度和由此的壓力降低。然后，氣體制冷劑返回到壓縮機52。這就結(jié)束了熱氣除霜模式的一個循環(huán)。
如上在圖1、2、5、6、7和9中所討論和圖示的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，制冷系統(tǒng)30可具有多于一個的冷卻區(qū)域35。冷卻區(qū)域35被分隔物43分開。分隔物43可以是永久的、可移去的，或可有選擇地定位在制冷系統(tǒng)30內(nèi)。在一實施例中，分隔物43用支架支承在制冷系統(tǒng)30內(nèi)。在圖1和10所示的實施例中，分隔物43具有一壁39和一分隔36，它們相對于彼此大致平行地布置，并稍許間隔開。如圖10所示，壁39和分隔36之間分離開一距離E，壁和分隔形成一介于其間的熱交換腔室37。壁39可具有一通風(fēng)孔或多個通風(fēng)孔41，空氣可通過諸通風(fēng)孔進(jìn)行循環(huán)。一風(fēng)扇或多個風(fēng)扇40可定位成與分隔物43連通，諸如為此目的設(shè)置在壁39內(nèi)的一開口，或其它方式在冷卻區(qū)域35內(nèi)，以便于空氣的循環(huán)。本發(fā)明中認(rèn)為有效的風(fēng)扇包括但不局限于由EBM Insustries，Inc.制造和出售的產(chǎn)品。例如，如圖1和10所示，風(fēng)扇40可用來在冷卻區(qū)域35內(nèi)沿方向A循環(huán)。
分隔物43將熱量從一個冷卻區(qū)域35傳遞到另一區(qū)域。為了實現(xiàn)該種傳遞，分隔36具有一傳熱板20。可使用任何數(shù)量和構(gòu)造的傳熱板20，視制冷系統(tǒng)30所需要的性能而定。在圖10所示的實施例中，傳熱板20具有至少一個金屬薄片48，其較佳地是一不銹鋼薄片。傳熱物質(zhì)50也可接合到壁39上或制冷系統(tǒng)30的冷卻區(qū)域35的任何其它部分上。傳熱物質(zhì)50可用任何方法接合到金屬薄片48上，最好通過粘結(jié)劑附連到金屬薄片上。傳熱物質(zhì)50可以由任何類型的組分形成，但最好是由閉合的蜂窩尿烷絕緣物形成，且較佳地是以商標(biāo)名為“福樂斯”(Armaflex，一種發(fā)泡橡塑保溫材料)出售的材料。金屬薄片48和傳熱物質(zhì)50可以是變化的厚度D和T，它們分別由多個特征所決定，諸如從一個冷卻區(qū)域35到另一個冷卻區(qū)域35所要求的傳熱，以及冷卻區(qū)域35的數(shù)量和溫度。
在圖1和7所示的實施例中，阻尼器38放置在分隔物43內(nèi)。阻尼器38較佳地集成在分隔36內(nèi)。阻尼器38允許空氣在不同的冷卻區(qū)域35之間循環(huán)，根據(jù)阻尼器38的構(gòu)造，可允許空氣從諸如冷凍室的較冷的區(qū)域42循環(huán)到諸如冷藏室的較暖和的區(qū)域44內(nèi)，反之亦然。較佳地，阻尼器38有選擇地控制諸冷卻區(qū)域35之間的空氣循環(huán)。阻尼器38可具有溫度敏感的控制器或功能上連接到該控制器。控制器監(jiān)視一給定冷卻區(qū)域35內(nèi)的溫度?？刂破飨蜃枘崞?8發(fā)出信號使空氣在諸冷卻區(qū)域35之間循環(huán)，以實現(xiàn)所要求的溫度。例如，在一實施例中，阻尼器38允許冷空氣從一較冷的區(qū)域42傳遞到一較暖和的區(qū)域44。阻尼器38可以是有選擇地定位的門或分隔、通風(fēng)系統(tǒng)、一風(fēng)扇等。本發(fā)明中認(rèn)為有效的阻尼器包括但不局限于由美國伊利諾斯州Carol Stream的Invensys Appliance Controls制造和出售的型號為SK-9019的產(chǎn)品。這樣一阻尼器具有一板，其可在全部關(guān)閉位置和相對于全部關(guān)閉位置打開約90°的位置之間樞轉(zhuǎn)，由此，可調(diào)節(jié)通過阻尼器的空氣量。
本發(fā)明的制冷系統(tǒng)30及其部件可用于各種應(yīng)用中。一個這樣的應(yīng)用是家用、商用和工業(yè)用的食品和飲料物品的冷卻。具體來說，本發(fā)明的制冷系統(tǒng)30及其部件可用于制冷的箱體34內(nèi)。如圖5、8和9所示，制冷箱體34可具有一單一的冷卻區(qū)域35或多個被分隔物43分開的冷卻區(qū)域35。例如，帶有多個冷卻區(qū)域35的制冷箱體34可具有兩個區(qū)域35，其中，一個區(qū)域是冷凍室42而另一個區(qū)域是冷藏室44?；蛘?，制冷箱體34可具有一冷凍室42和一冷卻室46。此外，制冷箱體34可具有一冷藏室44和一冷卻區(qū)域46。在如圖1、2和9所示的實施例中，制冷箱體34具有冷凍室42、冷藏室44和冷卻室46。冷卻區(qū)域35的數(shù)量和相對溫度可在任何數(shù)量的結(jié)構(gòu)中變化。
箱體34和包含在其中的冷卻區(qū)域35可以是任何形狀或大小。在一實施例中，箱體34設(shè)計成配裝在一計數(shù)器或熱沉下方。在另一實施例中，箱體34設(shè)計成還可起作一酒吧。箱體34可設(shè)計成具有諸如不銹鋼、木材那樣的表面或其它裝飾表面，以配合諸如現(xiàn)代的或傳統(tǒng)的任何裝飾中。箱體34還可具有任何數(shù)量的門33以便進(jìn)入到一單一的冷卻區(qū)域35或多個冷卻區(qū)域35。例如，如圖9所示，箱體34可具有三個冷卻區(qū)域35，使每個區(qū)域35具有一扇單一的門33。各個區(qū)域35還可具有多個門33。諸門33可以是任何的材料或各種材料的組合。例如，如圖9所示，門33可以是局部地或全部地用玻璃、金屬、木材等制成。如圖11和12所示，擱板72、支架74等可以永久地或有選擇地定位在冷卻區(qū)域35內(nèi)。
此外，可提供一單一的溫度讀出器90或多個讀出器。一讀出器90可與各個冷卻區(qū)域35相連。讀出器90允許方便地確定一冷卻區(qū)域35的溫度。
實例 以下的實例示出使用根據(jù)本發(fā)明的制冷系統(tǒng)30及其部件的不同制冷箱體34的不同性能和物理特征。下面討論的制冷系統(tǒng)30各具有至少兩個有時三個冷卻區(qū)域35。冷卻區(qū)域被具有至少一個熱交換板20的分隔物43分離。各實例中的熱交換板20使用不同厚度T的傳熱物質(zhì)50。與各個實例相聯(lián)系的表格示出在冷卻區(qū)域35外面(環(huán)境溫度條件)的三個單獨的空氣溫度70℉、90℉和110℉中的特定箱體34的性能。性能量度為保持冷卻區(qū)域35內(nèi)要求溫度所需要的BTUs/hour(英制熱量單位/小時)。為了達(dá)到該測量值，三個值相乘在一起。這些值是ΔT、K-因子和平方英尺為單位的冷卻區(qū)域35的材料面積。ΔT是環(huán)境溫度條件和冷卻區(qū)域35內(nèi)溫度之間的溫差。ΔT以華氏度測量。K-因子是用來量化箱體34一部件傳熱阻力的測量值。K-因子以BTU/英寸/小時/平方英尺/度F測量。
實例1 以下的表格示出當(dāng)制冷箱體34被不同的環(huán)境溫度條件包圍時一帶有兩個冷卻區(qū)域35的制冷箱體34的性能。在此實例中，制冷箱體34的尺寸測得為48英寸乘24英寸乘34英寸。一個冷卻區(qū)域35是保持在—5℉和5℉之間的冷凍室42。冷凍室42測得的尺寸為20.5英寸乘20.5英寸乘27英寸。另一冷卻區(qū)域35是保持在34℉和38℉之間的冷藏室44。冷藏室測得的尺寸為20.5英寸乘20.5英寸乘27英寸。冷凍室42和冷藏室44各具有進(jìn)入其中的單一的單獨門33。冷凍室42和冷藏室44被一分隔物43分離開，該分隔物43測得的尺寸為3英寸厚乘20.5英寸乘27英寸。分隔物43具有帶有傳熱板20的分隔36，傳熱板20具有3/4英寸厚的傳熱物質(zhì)50。傳熱物質(zhì)50是福樂斯。
表170℉環(huán)境溫度條件 表290℉環(huán)境溫度條件 表3110℉環(huán)境溫度條件 實例2 以下的表格示出當(dāng)制冷箱體34被不同的環(huán)境溫度條件包圍時一帶有兩個冷卻區(qū)域35的制冷箱體34的性能。該制冷箱體34具有與實例1的箱體相同的外和內(nèi)尺寸，例外的是，傳熱物質(zhì)50是1/2英寸厚的福樂斯。
表470℉環(huán)境溫度條件 表590℉環(huán)境溫度條件 表6110℉環(huán)境溫度條件 實例3 以下的表格示出當(dāng)制冷箱體34被不同的環(huán)境溫度條件包圍時一帶有兩個冷卻區(qū)域35的制冷箱體34的性能。該制冷箱體34具有與實例1的箱體相同的外和內(nèi)尺寸，例外的是，傳熱物質(zhì)50是1英寸厚的福樂斯。
表770℉環(huán)境溫度條件 表890℉環(huán)境溫度條件 表9110℉環(huán)境溫度條件 實例4 以下的表格示出當(dāng)制冷箱體34被不同的環(huán)境溫度條件包圍時一帶有兩個冷卻區(qū)域35的制冷箱體34的性能。該制冷箱體34具有與實例1的箱體相同的外和內(nèi)尺寸，例外的是，該制冷箱體具有一冷藏室44和一冷卻室46代替冷凍室43和冷藏室44。冷卻室46保持在約45℉。
表1070℉環(huán)境溫度條件 表1190℉環(huán)境溫度條件 表12110℉環(huán)境溫度條件 實例5 以下的表格示出當(dāng)制冷箱體34被不同的環(huán)境溫度條件包圍時一帶有兩個冷卻區(qū)域35的制冷箱體34的性能。該制冷箱體34基本上與實例4的箱體相同，例外的是，傳熱物質(zhì)50是1/2英寸厚的福樂斯。
表1370℉環(huán)境溫度條件 表1490℉環(huán)境溫度條件 表15110℉環(huán)境溫度條件 實例6 以下的表格示出當(dāng)制冷箱體34被不同的環(huán)境溫度條件包圍時一帶有兩個冷卻區(qū)域35的制冷箱體34的性能。該制冷箱體34與實例4的箱體相同，例外的是，傳熱物質(zhì)50是1英寸厚的福樂斯。
表1670℉環(huán)境溫度條件 表1790℉環(huán)境溫度條件 表18110℉環(huán)境溫度條件 實例7 以下的表格示出當(dāng)制冷箱體34被不同的環(huán)境溫度條件包圍時一帶有兩個冷卻區(qū)域35的制冷箱體34的性能。該制冷箱體34與實例4的箱體相同，例外的是，冷卻室46保持在約65℉。
表1970℉環(huán)境溫度條件 表2090℉環(huán)境溫度條件 表21110℉環(huán)境溫度條件 實例8 以下的表格示出當(dāng)制冷箱體34被不同的環(huán)境溫度條件包圍時一帶有兩個冷卻區(qū)域35的制冷箱體34的性能。該制冷箱體34基本上與實例7的箱體相同，例外的是，傳熱物質(zhì)50是1/2英寸厚的福樂斯。
表2270℉環(huán)境溫度條件 表2390℉環(huán)境溫度條件 表24110℉環(huán)境溫度條件 實例9 以下的表格示出當(dāng)制冷箱體34被不同的環(huán)境溫度條件包圍時一帶有兩個冷卻區(qū)域35的制冷箱體34的性能。該制冷箱體34基本上與實例7的箱體相同，例外的是，傳熱物質(zhì)50是1英寸厚的福樂斯。
表2570℉環(huán)境溫度條件 表2690℉環(huán)境溫度條件 表27110℉環(huán)境溫度條件 實例10 以下的表格示出當(dāng)制冷箱體34被不同的環(huán)境溫度條件包圍時一帶有兩個冷卻區(qū)域35的制冷箱體34的性能。該制冷箱體34測得的尺寸為72英寸乘24英寸乘34英寸。一冷卻區(qū)域35是保持在—5℉和5℉之間的冷凍室42。冷凍室42測得的尺寸是20.5英寸乘20.5英寸乘27英寸。另一冷卻區(qū)域35是保持在34℉和38℉之間的冷藏室44。冷藏室測得的尺寸為47.5英寸乘20.5英寸乘27英寸。冷凍室42具有一單一的門33，而冷藏室44具有進(jìn)入其中的兩扇門33。冷凍室42和冷藏室44被一分隔物43分開，該分隔物43測得的尺寸為3英寸乘20.5英寸乘27英寸。分隔物43具有一帶有3/4英寸厚傳熱物質(zhì)50的分隔36。傳熱物質(zhì)50是福樂斯。
表2870℉環(huán)境溫度條件 表2990℉環(huán)境溫度條件 表30110℉環(huán)境溫度條件 實例11 以下的表格示出當(dāng)制冷箱體34被不同的環(huán)境溫度條件包圍時一帶有兩個冷卻區(qū)域35的制冷箱體34的性能。該制冷箱體34具有與實例10的箱體相同的外和內(nèi)尺寸，例外的是，傳熱物質(zhì)50是1/2英寸厚的福樂斯。
表3170℉環(huán)境溫度條件 表3290℉環(huán)境溫度條件 表33110℉環(huán)境溫度條件 實例12 以下的表格示出當(dāng)制冷箱體34被不同的環(huán)境溫度條件包圍時一帶有兩個冷卻區(qū)域35的制冷箱體34的性能。該制冷箱體34具有與實例10的箱體相同的外和內(nèi)尺寸，例外的是，傳熱物質(zhì)50是1英寸厚的福樂斯。
表3470℉環(huán)境溫度條件 表3590℉環(huán)境溫度條件 表36110℉環(huán)境溫度條件 實例13 以下的表格示出當(dāng)制冷箱體34被不同的環(huán)境溫度條件包圍時一帶有三個冷卻區(qū)域35和三個門33的制冷箱體34的性能。該制冷箱體34測得的尺寸為72英寸乘24英寸乘34英寸。一冷卻區(qū)域35是保持在—5℉和5℉之間的冷凍室42。冷凍室42測得的尺寸是20.5英寸乘20.5英寸乘27英寸。下一冷卻區(qū)域35是保持在34℉和38℉之間的冷藏室44。冷藏室44測得的尺寸為47.5英寸乘20.5英寸乘27英寸。最后的冷卻區(qū)域是保持在45℉和65℉之間的冷卻室46。冷凍室42、冷藏室44和冷卻室46各具有一單一進(jìn)入其中的門33。冷凍室42和冷藏室44及冷藏室44和冷卻室46被分隔物43分離。該分隔物43測得的尺寸為3英寸乘20.5英寸乘27英寸。分隔物43具有一帶有3/4英寸厚傳熱物質(zhì)50的分隔36。傳熱物質(zhì)50是福樂斯。
表3770℉環(huán)境溫度條件 表3890℉環(huán)境溫度條件 表39110℉環(huán)境溫度條件 實例14 以下的表格示出當(dāng)制冷箱體34被不同的環(huán)境溫度條件包圍時一帶有三個冷卻區(qū)域35和三個門33的制冷箱體34的性能。該制冷箱體34具有與實例13的箱體相同的外和內(nèi)尺寸，例外的是，傳熱物質(zhì)50是1/2英寸厚的福樂斯。
表4070℉環(huán)境溫度條件 表4190℉環(huán)境溫度條件 表42110℉環(huán)境溫度條件 實例15 以下的表格示出當(dāng)制冷箱體34被不同的環(huán)境溫度條件包圍時一帶有三個冷卻區(qū)域35和三個門33的制冷箱體34的性能。該制冷箱體34具有與實例13的箱體相同的外和內(nèi)尺寸，例外的是，傳熱物質(zhì)50是1英寸厚的福樂斯。
表4370℉環(huán)境溫度條件 表4490℉環(huán)境溫度條件 表45110℉環(huán)境溫度條件 以下的表格總結(jié)了以上討論的實例，即實例1—15的制冷系統(tǒng)的性能能力。以下的表格示出了將特定部分保持在預(yù)定溫度下所需要的BTU/hour以及如此部分箱體外殼所消耗的總的BTU/hour。以下的表格示出當(dāng)箱體使用三個不同厚度的傳熱物質(zhì)時以及當(dāng)箱體定位在三個不同環(huán)境溫度內(nèi)時的該信息。
表46實例1—3的冷凍室/冷藏室組合的性能，其中，冷凍室和冷藏室部分各具有一單一門并約為相同的大小。冷凍室部分保持在約—5℉和5℉之間，而冷藏室部分保持在約34℉和38℉之間。
表47實例4—6的冷藏室/冷卻室組合的性能，其中，冷藏室冷卻室部分各具有一單一門并約為相同的大小。冷藏室部分保持在約34℉和38℉之間，而冷卻室部分保持在約45℉。
表48實例7—9的冷藏室/冷卻室組合的性能，其中，冷藏室和冷卻室部分各具有一單一門并約為相同的大小。冷藏室部分保持在約34℉和38℉之間，而冷卻室部分保持在約65℉。
表49實例10—12的冷凍室/冷藏室組合的性能，其中，冷凍室部分具有一個門和冷藏室部分具有兩個門并約為冷凍室部分尺寸的兩倍。冷凍室部分保持在約—5℉和5℉之間，而冷藏室部分保持在約34℉和38℉之間。
表50實例13—15的冷凍室/冷藏室/冷卻室組合的性能。冷凍室、冷藏室和冷卻室部分各具有一單一門并約為相同的大小。冷凍室部分保持在約—5℉和5℉之間，冷藏室部分保持在約34℉和38℉之間，而冷卻室部分保持在約45℉。
本發(fā)明的制冷系統(tǒng)除了用于食品和飲料物品之外還可具有其它的應(yīng)用，采用本文中描述的若干個實施例的某些特征或發(fā)明以及本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)其它已知的技術(shù)，本發(fā)明可實施為各種構(gòu)造。因此，盡管本發(fā)明在本文中圖示和描述為可認(rèn)為是最實用和優(yōu)選的實施例，但應(yīng)該理解到，本發(fā)明不局限于以上所闡述的特殊的特征和實施例。相反，應(yīng)該認(rèn)識到，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的前提下，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可作出多種修改，因此，應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明包括權(quán)利要求書主題內(nèi)容的合理的等價物。
權(quán)利要求
1.一種多溫度區(qū)域的制冷系統(tǒng)，包括
一帶有至少兩個不同溫度的冷卻區(qū)域的容器；
一分隔物，分離至少兩個冷卻區(qū)域，其中，分隔物具有一壁和一與其間隔開的分隔板以形成一熱交換腔室，分隔板由一傳熱板形成，傳熱板具有一薄片和附連在薄片上的傳熱物質(zhì)；
一壓縮機系統(tǒng)，具有制冷模式和熱氣除霜模式，其中，壓縮機系統(tǒng)與至少一個冷卻區(qū)域連通；以及
一控制器，功能上連接到壓縮機系統(tǒng)以便有選擇地操作壓縮機系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，壓縮機系統(tǒng)具有一可變?nèi)萘康膲嚎s機。
3.如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，壓縮機系統(tǒng)包括
一可變?nèi)萘康膲嚎s機；
一冷凝器；
一熱交換器；以及
一蒸發(fā)器，
其中，可變?nèi)萘康膲嚎s機連接到冷凝器，冷凝器連接到熱交換器，熱交換器連接到蒸發(fā)器，以及蒸發(fā)器連接到可變?nèi)萘康膲嚎s機，由此，形成一制冷劑可在其中流動的閉合系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求3所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，壓縮機系統(tǒng)還包括
一干燥器，定位在冷凝器和蒸發(fā)器之間并連接到冷凝器和蒸發(fā)器；以及
一熱氣旁路閥，連接到干燥器和蒸發(fā)器，
其中，熱氣旁路閥和熱交換器平行地連接到干燥器和蒸發(fā)器。
5.如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，傳熱物質(zhì)是絕緣的。
6.如權(quán)利要求5所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，絕緣物是閉合的蜂窩尿烷。
7.如權(quán)利要求7所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，閉合的蜂窩尿烷是福樂斯。
8.如權(quán)利要求7所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，約1/2英寸至1英寸的福樂斯接合到傳熱物質(zhì)的金屬薄片。
9.一種壓縮機系統(tǒng)，包括一具有功能上接合到一可變?nèi)萘康膲嚎s機的蒸發(fā)器的閉合系統(tǒng)，其中，壓縮機系統(tǒng)有選擇地在至少一個制冷模式和一熱氣除霜模式中操作，而蒸發(fā)器通過氣體通過其的循環(huán)而進(jìn)行除霜。
10.如權(quán)利要求9所述的壓縮機系統(tǒng)，其特征在于，包括
一可變?nèi)萘康膲嚎s機；
一冷凝器；
一干燥器；
一熱氣旁路閥；
一熱交換器；以及
一蒸發(fā)器，
其中，可變?nèi)萘康膲嚎s機連接到冷凝器，冷凝器連接到干燥器，干燥器平行地連接到熱氣旁路閥和熱交換器，熱氣旁路閥和熱交換器連接到蒸發(fā)器，以及蒸發(fā)器連接到可變?nèi)萘康膲嚎s機，由此，形成一制冷劑可在其中流動的閉合系統(tǒng)。
11.如權(quán)利要求10所述的壓縮機系統(tǒng)，其特征在于，還包括一功能上接合到熱氣旁路閥的控制器，其中，控制器有選擇地打開和關(guān)閉熱氣旁路閥。
12.一種溫度分隔物，包括
一壁；
一分隔板，與壁間隔開一距離，分隔板具有至少一個帶有附連在其上的傳熱物質(zhì)的金屬薄片；以及
一熱交換腔室，由壁和分隔板形成。
13.如權(quán)利要求12所述的溫度分隔物，其特征在于，還包括一定位在分隔板內(nèi)的阻尼器。
14.如權(quán)利要求12所述的溫度分隔物，其特征在于，還包括一定位在壁內(nèi)的通氣孔。
15.如權(quán)利要求12所述的溫度分隔物，其特征在于，傳熱物質(zhì)是絕緣的。
16.如權(quán)利要求12所述的溫度分隔物，其特征在于，絕緣物是閉合的蜂窩尿烷。
17.如權(quán)利要求12所述的溫度分隔物，其特征在于，閉合的蜂窩尿烷是福樂斯。
18.如權(quán)利要求12所述的溫度分隔物，其特征在于，還包括一定位在壁內(nèi)的風(fēng)扇。
19.一種多溫度區(qū)域的制冷系統(tǒng)，包括
一箱體，具有至少兩個不同溫度的冷卻區(qū)域；
一單一的壓縮機系統(tǒng)，接合到箱體以便冷卻至少兩個溫度冷卻區(qū)域；以及
一溫度分隔物，定位在至少兩個不同溫度冷卻區(qū)域之間并將它們分開，溫度分隔物具有一壁、一與壁間隔開一距離的分隔板，分隔板具有至少一個帶有附連在其上的傳熱物質(zhì)的金屬薄片，以及一由壁和分隔板形成的熱交換腔室。
20.如權(quán)利要求19所述的多溫度區(qū)域的制冷系統(tǒng)，其特征在于，傳熱物質(zhì)是閉合的蜂窩尿烷。
21.如權(quán)利要求19所述的多溫度區(qū)域的制冷系統(tǒng)，其特征在于，還包括一定位在壁內(nèi)的風(fēng)扇。
22.如權(quán)利要求19所述的多溫度區(qū)域的制冷系統(tǒng)，其特征在于，還包括一定位在分隔板內(nèi)的阻尼器和一定位在壁內(nèi)的通氣孔，以允許空氣循環(huán)通過其中。
23.如權(quán)利要求19所述的多溫度區(qū)域的制冷系統(tǒng)，其特征在于，壓縮機系統(tǒng)包括
一可變?nèi)萘康膲嚎s機；
一冷凝器；
一干燥器；
一熱氣旁路閥；
一熱交換器；以及
一蒸發(fā)器，
其中，可變?nèi)萘康膲嚎s機連接到冷凝器，冷凝器連接到干燥器，干燥器平行地連接到熱氣旁路閥和熱交換器，熱氣旁路閥和熱交換器連接到蒸發(fā)器，以及蒸發(fā)器連接到可變?nèi)萘康膲嚎s機，由此，形成一制冷劑可在其中流動的閉合系統(tǒng)。
24.如權(quán)利要求23所述的多溫度區(qū)域的制冷系統(tǒng)，其特征在于，壓縮機系統(tǒng)還包括一功能上接合到熱氣旁路閥的控制器，其中，控制器有選擇地打開和關(guān)閉熱氣旁路閥。
25.如權(quán)利要求19所述的多溫度區(qū)域的制冷系統(tǒng)，其特征在于，箱體具有三個不同溫度的冷卻區(qū)域，而一個溫度區(qū)域是保持在約—5℉和5℉之間的冷凍室，一個溫度區(qū)域是保持在約34℉和38℉之間的冷藏室，以及一個溫度區(qū)域是保持在約45℉和65℉之間的冷卻室。
26.如權(quán)利要求19所述的多溫度區(qū)域的制冷系統(tǒng)，其特征在于，傳熱物質(zhì)厚度在約1/2英寸和1英寸之間。
27.一種多溫度區(qū)域的制冷系統(tǒng)，包括
一箱體，具有至少兩個不同溫度的冷卻區(qū)域；
一冷卻系統(tǒng)，接合到箱體；以及
一溫度分隔物，定位在至少兩個不同溫度冷卻區(qū)域之間并將它們分開，溫度分隔物具有一壁、一與壁間隔開一距離的分隔板，分隔板具有至少一個帶有附連在其上的閉合的蜂窩尿烷的傳熱物質(zhì)的金屬薄片，以及一由壁和分隔板形成的熱交換腔室。
28.如權(quán)利要求27所述的多溫度區(qū)域的制冷系統(tǒng)，其特征在于，冷卻系統(tǒng)是一包括具有一功能上接合到一可變?nèi)萘康膲嚎s機的蒸發(fā)器的閉合系統(tǒng)的壓縮機系統(tǒng)，其中，壓縮機系統(tǒng)有選擇地在至少一個制冷模式和一熱氣除霜模式中操作，通過循環(huán)通過其中的氣體使蒸發(fā)器除霜。
29.如權(quán)利要求27所述的多溫度區(qū)域的制冷系統(tǒng)，其特征在于，壓縮機系統(tǒng)包括
一可變?nèi)萘康膲嚎s機；
一冷凝器；
一干燥器；
一熱氣旁路閥；
一熱交換器；
一蒸發(fā)器，
其中，可變?nèi)萘康膲嚎s機連接到冷凝器，冷凝器連接到干燥器，干燥器平行地連接到熱氣旁路閥和熱交換器，熱氣旁路閥和熱交換器連接到蒸發(fā)器，以及蒸發(fā)器連接到可變?nèi)萘康膲嚎s機，由此，形成一制冷劑可在其中流動的閉合系統(tǒng)；以及
一控制器，功能上接合到熱氣旁路閥，其中，控制器有選擇地打開和關(guān)閉熱氣旁路閥。
30.一種用氣體對可變?nèi)萘繅嚎s機冷卻系統(tǒng)除霜的方法，包括以下步驟
使一控制器發(fā)信號到熱氣旁路閥以選擇打開；
使一可變?nèi)萘康膲嚎s機將相對低壓的氣體壓縮到相對高壓的氣體；
將高壓氣體從可變?nèi)萘康膲嚎s機循環(huán)到一冷凝器內(nèi)，然后，進(jìn)入到干燥器，通過熱氣旁路閥進(jìn)入到一蒸發(fā)器內(nèi)；
熔化積累在蒸發(fā)器上的霜，由此，減小氣體的壓力；以及
將相對低壓的氣體返回到可變?nèi)萘康膲嚎s機。
全文摘要
一制冷系統(tǒng)具有一帶有至少兩個不同溫度的冷卻區(qū)域的容器，所述區(qū)域被分隔物所分離。分隔物具有一壁和彼此間隔開的分隔板。分隔板具有一傳熱板，其具有一帶有附連在其上的傳熱物質(zhì)的薄片。制冷系統(tǒng)可用一可變?nèi)萘康膲嚎s機系統(tǒng)來冷卻，該壓縮機系統(tǒng)具有制冷模式和熱氣除霜模式。該系統(tǒng)通過氣體通過其中的循環(huán)進(jìn)行除霜。一控制器可接合和有選擇操作壓縮機系統(tǒng)。
文檔編號F25B47/02GK101427089SQ200580017428
公開日2009年5月6日 申請日期2005年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月1日
發(fā)明者F·呂爾斯, H·格羅思, K·克魯姆比格爾, R·馬克斯, K·雷姆, G·厄本, T·A·吉爾波特森, D·魏岡爾德 申請人:派利克股份有限公司