本发明涉及制冷系统。
背景技术:
1、在一些制冷系统中,压缩机可用于驱动制冷剂在回路中循环。然而,压缩机可能是噪音的重要来源。
技术实现思路
1、本发明提供一种制冷系统,该制冷系统包括热存储装置和制冷剂围绕其循环的回路,该回路包括压缩机和热交换器,其中热交换器在制冷剂和热存储装置之间交换热量,并且热存储装置围绕压缩机的至少一部分以吸收压缩机产生的噪音。
2、因此,热存储装置可以执行两种功能。首先,热存储装置可以存储从热交换器传递的热量,从而避免将热量立即排出到周围环境中的要求。例如,当在空调系统中使用时,制冷系统可以冷却房间内的空气,其中提取的热量存储在热存储装置中。然后,热存储装置存储的热量可以在以后当不需要冷却时被排出。例如,制冷系统可以在白天或房间被占用时提供冷却,并在夜间或房间无人使用时排出存储在热存储装置中的热量。
3、其次,热存储装置被制成围绕压缩机的至少一部分。因此,热存储装置执行吸收压缩机产生的噪声的次要功能。因此,可以减少来自制冷系统的声音排放,而无需单独的噪音吸收材料,例如声学泡沫。热存储装置可以包括相对致密的材料。因此,与例如由声学泡沫提供的吸收相比,热存储可以提供更有效的低频噪声吸收。
4、热存储装置可以包括相变材料。因此,通过利用相变材料的潜热容量,热存储装置能够在给定温度范围内存储和释放相对大量的热量。因此,当提供冷却时,制冷系统可以在热存储装置中存储更大量的热量,从而在更长的时间段内提供冷却。此外,由于相变材料的相对高密度,热存储装置可以吸收更多的压缩机在较低频率下产生的噪声(即更多声功率)。在一些示例中,相变材料可具有大于房间环境温度的熔点。这样的优点是,当不需要冷却时,热存储装置存储的热量可以排出到房间。相对较高的熔点具有的优点是,增加热量排出速率,从而减少再生热存储装置所需的时间。另一方面,相对较低的熔点具有提高制冷系统冷却时的效率的优点。使用熔点在30℃和80℃之间的相变材料可以实现这两个矛盾因素之间的相对良好的平衡。在一些示例中,相变材料可包含有机蜡或无机盐水合物
5、热存储装置的厚度可以在20mm和150mm之间。因此,热存储装置可以提供有效的声音吸收。厚度可以从热存储装置的纵向轴线径向测量。
6、热存储装置可以形成围绕压缩机的主要部分的套筒。然后,热存储装置可以用作声学毯,以吸收压缩机产生的更大比例的噪声。此外,通过在压缩机周围形成套筒,可以实现更紧凑的布置。相反,与传统制冷系统相比,热交换器可以远离压缩机定位。例如,热交换器可以位于系统的外壁上或与压缩机的外壁分开的壳体中。当围绕套筒的纵向轴线测量时,热存储装置可以形成围绕压缩机的至少60%的套筒,更具体地说,围绕压缩机的至少90%。
7、热存储装置可以对着(subtend)至少180°的中心角。因此,噪音可以在压缩机的至少一半周围被吸收。因此,可以实现显著的声学改进,而无需热存储装置完全围绕压缩机。例如,制冷系统可以位于房间内的墙壁附近。制冷系统可以被定向成使得压缩机的被覆盖部分朝向房间的中心,而未被覆盖部分可以朝向墙壁。热存储装置可以对着至少270°,更具体地至少340°的中心角。因此,压缩机产生的噪声可以在更宽的角度范围内被吸收。
8、热存储装置可以包括套筒中的间隙。间隙可以提供用于定位制冷系统的其他部件的空间,从而提供紧凑的布置。例如,制冷系统可以包括冷凝收集器,该冷凝收集器收集在制冷系统的部件上形成的冷凝物,并且冷凝物收集器可以位于间隙中。
9、制冷系统可以包括压缩机位于其中的腔室,并且热存储装置可以围绕腔室。这可能导致热存储装置与压缩机间隔开,这可能减少从压缩机到热存储装置的振动传递。此外,这可以减少热存储装置和压缩机之间的热传递。
10、热存储装置可以围绕腔室的一侧,并且制冷系统可以包括用于覆盖腔室顶部的第一板和用于覆盖腔室底部的第二板。由此,腔室可以至少部分地声学密封,这可以进一步减少到达用户的压缩机产生的噪声量。
11、热交换器可以嵌入在热存储装置内。这可以在热交换器和热存储装置之间提供具有大表面积的布置,从而在热交换器和热存储装置之间提供有效的热传递。此外,通过将热交换器嵌入热存储装置内,热存储装置可以吸收从热交换器发出的噪声。这种噪声可能源于制冷剂通过热交换器的运动,或者源于压缩机产生的振动,并通过回路的管道传导到热交换器。
12、该回路可以包括计量设备和用于在制冷剂和介质之间交换热量的另外的热交换器。这可以使制冷系统操作制冷循环,在该制冷循环中,热量在热存储装置和介质之间传递。例如,热量可以在热交换器处在制冷剂和热存储装置之间传递。然后,制冷剂的压力可以通过计量设备降低,并且热量可以在另外的热交换器处在制冷剂和介质之间传递。最后,制冷剂的压力可以通过压缩机增加,并且热量可以在热交换器处在制冷剂和热存储装置之间再次传递。
13、制冷系统可以在第一状态和第二状态中的一种状态下操作。在第一状态下,计量设备可以具有第一限制,使得热存储装置在热交换器处被加热并且介质在另外的热交换器处被冷却。在第二状态下,计量设备可以具有第二限制较少的限制或被旁通,使得热存储装置在热交换器处被冷却并且介质在另外的热交换器处被加热。因此,可以在第一状态下使用制冷系统来冷却介质,例如冷却房间中的空气。然后,制冷系统可以在第二状态下使用以冷却热存储装置,例如以耗散在第一状态期间在热存储装置中收集的热量,使得制冷系统可以在第一状态下重复使用。
14、制冷系统可以是便携式的。这可以增加制冷系统的效用,因为用户可以在需要制冷系统的位置之间移动制冷系统。制冷系统的重量可以小于15kg。
15、本发明还提供一种加热、通风和空调(hvac)系统,其包括根据前述段落中任一段落的制冷系统。
16、本发明还提供了一种风扇组件,该风扇组件包括根据前述段落中任一段落的制冷系统和用于产生通过风扇组件的气流的气流发生器,其中制冷系统的回路包括用于在制冷剂和气流之间交换热量的另外的热交换器。
17、通过采用包括热存储装置的制冷系统,可以实现紧凑且独立的风扇组件。特别地,风扇组件可以冷却气流,并且从气流中提取的热量可以存储在热存储装置中。因此,风扇组件可以位于被冷却的房间内。相比之下,对于具有制冷系统的传统空调单元,从冷却空气中提取的热量通常被排出到正被冷却的房间外的区域。因此,制冷系统通常更大、更复杂。
18、压缩机可以位于气流发生器的下方。压缩机可能比气流发生器重。通过将压缩机布置在气流发生器下方,可以实现低重心,这可以提高风扇组件的稳定性。
19、另外的热交换器可以围绕气流发生器的至少一部分。因此,可以实现用于制冷系统和气流发生器的相对紧凑的布置。另外或可替代地,可以为另外的热交换器和气流发生器之间的气流提供更直且更少扭曲的路径。例如,可以在另外的热交换器和气流发生器之间提供相对直的径向路径。通过提供更直和更少扭曲的路径,由于减少了压力损失,可以实现更高的气流流速。
20、风扇组件可包括壳体,制冷回路和气流发生器可容纳在该壳体内。壳体可以包括多个孔,气流可以通过这些孔被气流发生器吸入风扇组件内,并且孔可以围绕另外的热交换器。因此,大量的空气可能被吸入壳体,这可能增加从风扇组件排出的气流的流速,从而增加风扇组件提供的冷却。此外,通过使孔围绕另外的热交换器,可以在入口和另外的热交换器之间实现用于气流的更直且更少扭曲的路径。因此,可以减少压力损失,从而可以实现更高的流速。
21、热交换器和另外的热交换器可以是圆柱形的并且可以竖直堆叠。通过竖直堆叠热交换器,可以减少风扇组件的占地面积。这可以通过使风扇组件更容易地容纳在家庭环境中(例如房间)来增加风扇组件的效用。此外,通过呈圆柱形,热交换器可以位于风扇组件的其他部件(例如压缩机或气流发生器)周围,以提供相对紧凑的布置。
22、风扇组件可包括具有出口的喷嘴,气流通过该出口从风扇组件排出。提供喷嘴可以改善对排放的气流的方向的控制。例如,喷嘴可以是可移动的或包括可移动部件(例如板条或百叶窗)以改变气流的方向。这使得排放的气流可以针对不同的方向。
23、本发明还提供了一种包括部件和热存储装置的产品,其中热存储装置包括在使用中经历相变的相变材料,并且热存储装置围绕部件的至少一部分以吸收部件产生的噪声。
24、因此,热存储装置可以执行两种功能。首先,热存储装置可以在产品使用过程中存储或释放热能,从而避免将热能立即排入周围环境的要求。另外,通过包含在使用中经历相变的相变材料,热存储装置能够利用相变材料的潜热容量来对给定温度范围存储和释放相对大量的热能。其次,当热存储装置围绕部件的至少一部分时,热存储装置吸收部件产生的噪声。因此,可以减少来自产品的声的发出,而不需要单独的噪声吸收材料,例如声学泡沫。
25、部件可以是涡轮机。例如,部件可以是压缩机,或包括马达和叶轮的气流发生器。涡轮机可能是产品的相对嘈杂的组件,因此,通过用热存储装置包围涡轮机,可以显着改善来自产品的声音发出。
26、相变材料在使用中可能经历液固相变。因此,与经历液气相变的相变材料相比,相变材料在两种相态下都相对致密。因此,热存储装置可以更有效地吸收来自部件的噪声。此外,可以简化热存储装置的设计和制造,因为可以消除存储高压气体的要求。
27、相变材料可具有介于30℃和80℃之间的熔点。如上所述,该熔点范围可以在减少再生热存储装置所需的时间和提高制冷系统的效率(热存储装置可以形成该制冷系统的一部分)的矛盾因素之间提供良好的平衡。
28、相变材料可以是有机蜡或无机盐水合物。因此,热存储装置可以包括相对致密的材料。因此,与例如由声学泡沫提供的噪声吸收相比,热存储可以提供更有效的噪声吸收,特别是在较低频率下。
29、该产品可以包括热交换器,用于将热能传输到热存储装置和从热存储装置传输热能。热交换器可以嵌入在热存储装置内。
30、热存储装置和热交换器可以形成产品的制冷系统的一部分,并且制冷系统可以在第一状态和第二状态下操作。在第一状态下,热交换器可以将热能传递到热存储装置以加热相变材料。在第二状态下,热交换器可以从热存储装置传递热能以冷却相变材料。因此,产品可以在第一状态下操作制冷系统以在热存储装置内存储热能。然后,产品可以在第二状态下操作制冷系统,以释放在第一状态期间在热存储装置中收集的热能,使得制冷系统可以在第一状态下重复使用。
31、部件可以是制冷系统的压缩机。由于压缩机可能是制冷系统最吵的部件之一,因此吸收压缩机产生的噪音可导致制冷系统的声排放显著减少。
32、热交换器可以在热存储装置和制冷剂之间交换热能,并且产品可以包括另外的热交换器以在制冷剂和介质之间交换热能。如上所述,这可以使制冷系统操作制冷循环,在制冷循环中,在热存储装置和介质之间传递热能。因此,该产品可用于加热或冷却介质,例如加热或冷却房间内的空气。
33、热交换器和另外的热交换器可以是圆柱形的并且可以竖直堆叠。如前所述,通过竖直堆叠热交换器,可以减少产品的占地面积。这可以通过使风扇组件更容易地容纳在家庭环境中(例如房间)来增加产品的效用。此外,通过呈圆柱形,热交换器可以位于产品的其他部件周围,以提供相对紧凑的布置。
34、热存储装置可以形成围绕部件的主要部分的套筒。如前所述,热存储可以用作声学毯以吸收由部件产生的更大比例的噪声。此外,通过在部件周围形成套筒,可以实现更紧凑的布置。
1.一种制冷系统,包括:
2.根据权利要求1所述的制冷系统,其中所述热存储装置包括相变材料。
3.根据权利要求2所述的制冷系统,其中所述相变材料具有介于20mm和150mm之间的厚度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的制冷系统,其中所述热存储装置形成围绕所述压缩机的主要部分的套筒。
5.根据权利要求4所述的制冷系统,其中所述热存储装置对着至少180°的中心角。
6.根据权利要求4所述的制冷系统,其中所述热存储装置包括所述套筒中的间隙。
7.根据权利要求6所述的制冷系统,其中所述制冷系统包括位于所述间隙中的部件。
8.根据前述权利要求中任一项所述的制冷系统,其中所述制冷系统包括压缩机位于其中的腔室,并且所述热存储装置围绕所述腔室。
9.根据权利要求8所述的制冷系统,其中所述热存储装置围绕所述腔室的一侧,并且所述制冷系统包括用于覆盖所述腔室的顶部的第一板和用于覆盖所述腔室的底部的第二板。
10.根据前述权利要求中任一项所述的制冷系统,其中所述热交换器嵌入在所述热存储装置内。
11.根据前述权利要求中任一项所述的制冷系统,其中所述回路包括计量设备和用于在所述制冷剂与介质之间交换热量的另外的热交换器。
12.根据权利要求11所述的制冷系统,其中所述制冷系统能够操作于:
13.根据前述权利要求中任一项所述的制冷系统,其中所述制冷系统是便携式的。
14.一种hvac系统,包括根据前述权利要求中任一项所述的制冷系统。
15.一种风扇组件,包括:
16.根据权利要求15所述的风扇组件,其中所述压缩机位于所述气流发生器的下方。
17.根据权利要求15或权利要求16所述的风扇组件,其中所述另外的热交换器围绕所述气流发生器的至少一部分。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的风扇组件,其中所述风扇组件包括壳体,所述制冷回路和所述气流发生器容纳在所述壳体内,所述壳体包括多个孔,所述气流通过所述多个孔被所述气流发生器吸入所述风扇组件,并且所述孔围绕所述另外的热交换器。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的风扇组件,其中所述热交换器和所述另外的热交换器呈圆柱形并且竖直堆叠。
20.一种包括部件和热存储装置的产品,其中所述热存储装置包括在使用中经历相变的相变材料,并且所述热存储装置围绕所述部件的至少一部分以吸收所述部件产生的噪声。
21.根据权利要求20所述的产品,其中所述部件是涡轮机。
22.根据权利要求20或21所述的产品,其中所述相变材料在使用中经历液固相变。
23.根据权利要求22所述的产品,其中所述相变材料具有介于30℃和80℃之间的熔点。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的产品,其中所述相变材料是有机蜡或无机盐水合物。
25.根据权利要求20至24中任一项所述的产品,其中所述产品包括用于将热能传递到所述热存储装置和从所述热存储装置传递热能的热交换器。
26.根据权利要求25所述的产品,其中所述热存储装置和所述热交换器形成所述产品的制冷系统的一部分,并且所述制冷系统能够操作于:
27.根据权利要求26所述的产品,其中所述部件是所述制冷系统的压缩机。
28.根据权利要求25至27中任一项所述的产品,其中所述热交换器在所述热存储装置与制冷剂之间交换热能,并且所述产品包括另外的热交换器以在所述制冷剂与介质之间交换热能。
29.根据权利要求28所述的产品,其中所述热交换器和所述另外的热交换器呈圆柱形并且竖直堆叠。
30.根据权利要求20至29中任一项所述的产品,其中所述热存储装置形成围绕所述部件的主要部分的套筒。
