(19)
(11)EP 2 772 706 B1

(12)EUROPEAN PATENT SPECIFICATION

(45)Mention of the grant of the patent:
04.11.2020 Bulletin 2020/45

(21)Application number: 14155436.0

(22)Date of filing:  17.02.2014
(51)International Patent Classification (IPC): 
F25B 1/10(2006.01)
F25B 39/02(2006.01)
F25D 11/02(2006.01)
F25B 5/04(2006.01)
F25B 41/04(2006.01)

(54)

REFRIGERATION SYSTEM HAVING A DUAL SUCTION PORT COMPRESSOR

KÜHLSYSTEM MIT EINEM VERDICHTER MIT EINEM DOPPELTEN SAUGEINLASS

SYSTÈME DE RÉFRIGÉRATION AYANT UN COMPRESSEUR À DOUBLE ORIFICE D'ASPIRATION


(84)Designated Contracting States:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

(30)Priority: 28.02.2013 US 201313780706

(43)Date of publication of application:
03.09.2014 Bulletin 2014/36

(73)Proprietor: Whirlpool Corporation
Benton Harbor, MI 49022 (US)

(72)Inventor:
  • Wu, Guolian
    Benton Harbor, MI Michigan 49022 (US)

(74)Representative: Spina, Alessandro et al
Whirlpool EMEA SpA Via Carlo Pisacane, 1
20016 Pero (MI)
20016 Pero (MI) (IT)


(56)References cited: : 
EP-A1- 0 624 763
US-A- 5 531 078
US-A1- 2007 144 190
US-A- 5 150 583
US-A1- 2003 131 618
  
      
    Note: Within nine months from the publication of the mention of the grant of the European patent, any person may give notice to the European Patent Office of opposition to the European patent granted. Notice of opposition shall be filed in a written reasoned statement. It shall not be deemed to have been filed until the opposition fee has been paid. (Art. 99(1) European Patent Convention).


    Description


    [0001] Known cooling systems for refrigerators, freezers, air conditioners and the like include a compressor, a condenser, and expander such as a capillary tube, and an evaporator. These components are interconnected utilizing elongated conduits, whereby compressed refrigerant flows from the compressor through the condenser, the expander, the evaporator, and then into the compressor. Known systems commonly include a single fluid conduit forming a loop whereby the refrigerant flows in a single stream through the various components of the system.

    [0002] However, known systems suffer from various drawbacks, and may not provide optimum efficiency.

    [0003] US 5,531,078 discloses a low volume inlet reciprocating compressor for a dual evaporator refrigeration system.

    [0004] Documents US5531078, US2003/131618, US5150583, US2007/144190 and EP0624763 disclose appliance cooling systems configured to cool an insulated interior space of an appliance and comprising upstream and downstream portions of an evaporator.

    [0005] According to the present invention, there are provided an appliance cooling system and a method of cooling an interior space of an appliance, as defined in the independent claims.

    [0006] Optionally, the compressor includes first and second suction ports that receive the first and second portions, respectively, of the refrigerant. The first suction port may comprise a high suction port of the compressor, and the second suction port may comprise a low pressure suction port. The high pressure suction port of the compressor pulls the refrigerant vapor out of the evaporator and into the compressor, and the remaining liquid refrigerant passes through a downstream portion of the evaporator. A second expander such as a capillary tube may be utilized to expand the liquid refrigerant that has passed through the upstream portion of the evaporator prior to passing the refrigerant through the downstream portion of the evaporator.

    [0007] The evaporator may comprise two separate units with a conduit extending between the two units, and wherein a T-junction splits the conduit between the upper and lower evaporator units. Alternately, the upstream and downstream portions of the evaporator may be interconnected by a rigid structure whereby the upstream and downstream portions of the evaporator form a single unit that can be moved prior to mounting the evaporator unit to a refrigerator, freezer, or the like.

    [0008] These and other features, advantages, and aims of the present invention will be further understood and appreciated by those skilled in the art by reference to the following specification, claims, and appended drawings, in which:

    FIG. 1 is a schematic view of a cooling system according to one aspect of the present invention;

    FIG. 2 shows a cooling system according to another aspect of the present invention; and;

    FIG. 3 is a partially fragmentary view of an evaporator according to another aspect of the present invention.



    [0009] For purposes of description herein, the terms "upper," "lower," "right," "left," "rear," "front," "vertical," "horizontal," and derivatives thereof shall relate to the invention as oriented in the drawings. It is also to be understood that the specific devices and processes illustrated in the attached drawings, and described in the following description paragraphs are simply exemplary embodiments of the inventive concepts defined in the appended claims. Hence, specific dimensions and other physical characteristics relating to the embodiments disclosed herein are not to be considered as limiting, unless the claims expressly state otherwise.

    [0010] With reference to the drawing, a cooling system 1 according to one aspect of the present invention includes a compressor 5, a condenser 10, and an evaporator 20. Compressor 5 includes an exit port 5 that is fluidly connected to condenser 10 by a conduit 7. Compressed refrigerant "CR" flows from the compressor 5 to the condenser 10, and then flows through a conduit 8 to an expander such as capillary tube 9. The capillary tube 9 and condenser 10 may comprise known units of a conventional construction as required for a particular application. The capillary tube 9 may also comprise a valve, or other device that lowers pressure of the refrigerant in a known manner.

    [0011] The lower pressure refrigerant ("LPR") flows from capillary tube 9 to an inlet 14 of evaporator 20 through a conduit 12. Evaporator 20 includes an upstream portion 22 and a downstream portion 24. A conduit 26 provides for flow of refrigerant through the upstream and downstream portions 22 and 24, respectively, of evaporator 20. Conduit 26 includes an upstream portion 28 and a downstream portion 30. A T-joint in conduit 26 splits the stream of refrigerant into a first portion 1R that flows through a conduit 28 and a second portion "2R" that flows through downstream portion 30 of conduit 26. The second portion 2R of the coolant flows through an optional second expander such as a capillary tube 19, and then through downstream portion 30 of conduit 26 of downstream portion 24 of evaporator 20. The refrigerant then flows from outlet 40 of downstream portion 24 of evaporator 20 through conduit 42. Compressor 5 includes first and second suction or inlet ports 36 and 38 that draw refrigerant from evaporator 20 through conduits 34 and 42, respectively. First and second valves 44 and 46 in conduits 34 and 42, respectively are connected to a controller 50. Compressor 5 and controller 50 may be operably connected to an electrical power source 52.

    [0012] In the illustrated example, the upstream and downstream portions 22 and 24, respectively, of evaporator 20 are interconnected by a structure 48 that may comprise a plurality of heat exchanger fins or other heat exchanger surface or feature. Structure 48 is configured such that evaporator 20 forms a single unit that can be installed to a refrigerator 18 or other appliance to cool an insulated space 17. However, in most applications the heat exchanger fins 48 are not designed to structurally support the evaporator 20 or to structurally interconnect parts of the evaporator 20. A fan 16 generates an airstream A1 that flows over both the upstream and downstream portions 22 and 24, respectively. According to an unclaimed example, the upstream and downstream portions 22 and 24, respectively, of evaporator 22 may comprise separate evaporator structures that are separated as shown schematically by the line "D." The upstream and downstream portions 22 and 24 may be located in two separated insulated spaces 17A and 17B, respectively, that are separated by an insulated wall, which is an example not being part of the present invention. Line D could comprise an insulated wall if configured in this way, which is an example not being part of the present invention. A second fan 16A may be utilized to generate a second stream of air that flows over downstream portion 24 of evaporator 20 in space 17B, which is an example not being part of the present invention.

    [0013] In use, refrigerant from expander/capillary tube 9 enters the upstream portion 28 of conduit 26 as a single stream of refrigerant. As the refrigerant flows through the upstream portion 22 of evaporator 20, the vapor quantity of the refrigerant increases as it absorbs heat. The conduit 26 thus becomes less and less flooded with liquid refrigerant along the refrigerant flow path of upstream portion 28 of conduit 26. Because the internal surface of conduit 26 is in contact with less fluid as the amount of vapor increases, the amount of heat transferred into the refrigerant is reduced along the upstream portion 28 of conduit 26.

    [0014] In order to improve the transfer of heat, T-joint 32 is utilized to separate the refrigerant vapor, which is pulled into first inlet port 36 of compressor 5. The first port 36 comprises a high pressure suction port of the compressor that provides greater vacuum relative to second inlet port 38.

    [0015] The refrigerant that is not split off at T-joint 32 flows through downstream portion 24 of evaporator 20 through downstream portion 30 of conduit 26. Because much of the refrigerant in vapor form is separated at T-joint 32, the second stream of refrigerant 2R contains a higher percentage of liquid refrigerant than the refrigerant "RE" entering T-joint 32. The second stream 2R of refrigerant may pass through a second expander such as capillary tube 19 before passing through the downstream portion 30 of conduit 26. This reduces the pressure of the refrigerant such that the refrigerant in downstream portion 30 of conduit 26 has a lower pressure than refrigerant in upstream portion 28 of conduit 26. The second portion 2R of the stream of refrigerant exits the downstream portion 24 of evaporator 20 at exit 40, and flows into low pressure second inlet port 38 of compressor 5.

    [0016] Compressor 5 is configured to provide different pressure levels between the inlet ports 36 and 38 as required for a particular application. The suction ports 36 and 38 can preferably open and close independently and operate at different pressure levels. Valves 54 and 56 may be positioned at ports 36 and 38, respectively, and valve 58 may be positioned at outlet port 6 of compressor 5. Valves 54 and 56 may comprise spring-biased valves that open if a predefined vacuum level (pressure differential) exists between internal space 4 of compressor 5 and conduits 34 and 42. Similarly, valve 58 may be configured to open and allow flow into conduit 7 if sufficient pressure is developed in internal space 4 of compressor 5. The spring constants, valve sizes, and other factors can be varied such that valves 54, 56, and 58 open at the required predefined vacuums. Also, valves 54, 56, and 58 may be operably connected to controller 50 such that the opening vacuum and/or timing of valves 54, 56, and 58 can be controlled during operation to account for varying operating conditions. Valves 44 and 46 can also be utilized to control the flow of refrigerant into first and second ports 36 and 38 of compressor 5.

    [0017] With further reference to FIG. 2, port 38A may comprise a single port that is connected to a three-way valve 60 by a conduit or line 62. Three-way valve 60 includes first and second input ports 64 and 66, respectively, that are connected to conduits 34 and 42, respectively. Output port 68 of three-way valve 60 is connected to conduit 62. The three-way valve 60 comprises a powered solenoid valve that is operably coupled to controller 50.

    [0018] In use, three-way valve 60 is controlled to provide the required amount of suction on conduits 34 and 42 at the proper times. It will be understood that the operation of three-way valve 60 may be controlled based, at least in part, on a measured temperature inside appliance 18, a measured ambient temperature, measured temperatures at various points, of refrigerant in the system and/or the vacuum/pressure levels within the system, as well as a desired (preset) target temperature for the space inside of appliance 18.

    [0019] In the illustrated example, the evaporator 20 includes an upstream portion 22 and a downstream portion 24. It will be understood, however, that three or more portions may be utilized in conjunction with a compressor having three or more suction ports if required for a particular application. Furthermore, as discussed above, the upstream and downstream portions 22 and 24 of evaporator 20 may be rigidly interconnected by a structure 48 to form a single unit whereby the upstream and downstream portions 22 and 24 can be simultaneously installed or secured to a refrigerator 18 or other component. Alternately, the upstream and downstream portions 22 and 24 of evaporator 20 may comprise separate units that are fluidly interconnected by conduit 26 in operation, but may comprise structurally separate units that can be moved and installed separately.

    [0020] With further reference to FIG. 3, a cooling system 1A according to another aspect of the present invention includes an evaporator 20A having an upstream or front conduit 28A and a downstream or rear conduit 30A. The conduits 28A and 30A are connected to cooling fins 48A. Low pressure refrigerant "LPR" from a condenser 10 (not shown in FIG. 3) flows into evaporator 20A along a conduit 12A corresponding to the conduit 12 described in more detail above in connection with FIG. 1. Refrigerant "RE" flows to a T-shaped joint 32A and a portion of the refrigerant splits off and flows through conduit 34A to form a stream 1R that flows to compressor 5 (not shown in FIG. 3). As discussed in more detail above in connection with FIGS. 1 and 2, the compressor may comprise a multi port unit (FIG. 1) or a single port unit having an inlet fluidly connected to a 3-way valve (FIG. 2). A second stream or portion "2R" of the refrigerant passes through an optional capillary tube 19A, and then through downstream conduit 30A. Refrigerant flowing out of conduit 30A flows through a conduit 42A back to the compressor as described in more detail above.

    [0021] Airflow "A2" passes over the fins 48A such that the air is cooled. The evaporator 20A operates in substantially the same manner as the evaporator 20 described in more detail above in connection with FIG. 1. However, evaporator 20A has a configuration that is suitable for use if the cooling system comprises an air conditioning unit. Accordingly, the space 17A of FIG. 3 may comprise an interior space of a building, vehicle, or other space to be cooled.

    [0022] It is to be understood that variations and modifications can be made on the aforementioned structure without departing from the scope of the present invention as defined by the following claims.


    Claims

    1. An appliance cooling system (1) configured so as to cool an insulated interior space of an appliance, the appliance cooling system (1) comprising:

    a compressor (5);

    a condenser (10) that receives refrigerant (CR) flowing from the compressor (5);

    an evaporator (20) that receives refrigerant flowing from the condenser (10), the evaporator (20) defining upstream and downstream portions (22, 24), and wherein refrigerant (LPR) received from the condenser (10) flows through the upstream portion (22) of the evaporator (20), the refrigerant splitting into a first portion (1R) and a second portion (2R) after flowing through the upstream portion (22) of the evaporator (20), the first portion (1R) of the refrigerant flowing to the compressor (5) without passing through the downstream portion (24) of the evaporator (20), the second portion (2R) of the refrigerant from the upstream portion (22) flowing through the downstream portion (24) of the evaporator (20) after passing through the upstream portion (22) of the evaporator (20), the second portion (2R) of the refrigerant flowing to the compressor (5) after passing through the downstream portion (24) of the evaporator (20); and

    a refrigerant expander (9) operably coupled to the condenser (10) and the evaporator (20) and permitting expansion of refrigerant flowing from the condenser (10) to the evaporator (20); and characterized by

    an insulated structure (48) extending around the upstream and downstream portions (22, 24) of the evaporator (20) configured to define a refrigerated space (17) in the appliance to be cooled by the appliance cooling system (1), so that air in the refrigerated space (17) can flow around both the upstream and downstream portions (22, 24) of the evaporator (20).


     
    2. The appliance cooling system (1) of claim 1, wherein:
    the compressor (5) includes first and second suction ports (36, 38) that receive the first and second portions (1R, 2R), respectively, of the refrigerant.
     
    3. The appliance cooling system (1) of claim 2, wherein:
    refrigerant enters the compressor (5) through the first suction port (36) at a first pressure, and refrigerant enters the compressor (5) through the second suction port (38) at a second pressure that is significantly greater or less than the first pressure.
     
    4. The appliance cooling system (1) of claim 3, wherein:
    the compressor (5) includes an outlet port (6) that is operably connected to the first and second suction ports (36, 38), and wherein the compressor (5) combines and compresses refrigerant from the first and second suction ports (36, 38) and the combined refrigerant is at a single pressure when flowing from the outlet port (6).
     
    5. The appliance cooling system (1) of claim 2, 3 or 4 wherein:
    the first suction port (38) is connected to the downstream portion (24) of the evaporator (20) by a first elongated conduit (42), and the second suction port (36) is connected to the evaporator (20) between the upstream and downstream portions (22, 24) by a second elongated conduit (34).
     
    6. The appliance cooling system (1) according to any one of the preceding claims, including:
    first and second valves (44, 46) controlling flow of refrigerant through the first and second elongated conduits (34, 42), respectively.
     
    7. The appliance cooling system (1) according to any one of the preceding claims, wherein:
    the evaporator (20) includes upstream and downstream elongated conduits (28, 30) extending through the upstream and downstream portions (22, 24), respectively, of the evaporator (20).
     
    8. The appliance cooling system (1) of claim 7, further including:
    a secondary refrigerant expander (19) that expands the second portion (2R) of the refrigerant after it passes through the upstream elongated conduit (28), but before the second portion (2R) of the refrigerant passes through the downstream elongated conduit (30).
     
    9. The appliance cooling system (1) according to any one of the preceding claims, including:
    a three-way valve (60) having first and second input ports (64, 66) that receive the first and second portions (1R, 2R), respectively, of the refrigerant, and an outlet port (68) fluidly connected to the compressor (5).
     
    10. The appliance cooling system (1) according to any one of the preceding claims, wherein:
    the upstream and downstream portions (22, 24) of the evaporator (20) are not directly interconnected structurally whereby the upstream and downstream portions (22, 24) of the evaporator (20) can be moved relative to one another prior to mounting the upstream and downstream portions (22, 24) to a refrigerator structure.
     
    11. The appliance cooling system (1) of claim 1, wherein:

    the compressor (5) has first and second suction ports (36, 38) that are operably connected to an outlet port (6) so as to compress refrigerant as it flows from the first and second suction ports (36, 38) to the outlet port (6);

    the condenser (10) receives the refrigerant (R) flowing from the outlet port (6) of the compressor (5);

    the upstream portion (22) of the evaporator (20) has an inlet (14) receiving refrigerant flowing from the condenser (10), and an outlet;

    the downstream portion (24) of the evaporator (20) has an inlet portion and an outlet portion (40);

    the refrigerant expander (9) comprises a passageway interconnecting the condenser (10) to the inlet (14) of the upstream portion (22) of the evaporator (20), the passageway having at least a portion thereof that is configured so as to provide for expansion of refrigerant flowing from the condenser (10) to the evaporator (20);

    the appliance cooling system (1) comprises a passageway (26) providing flow of refrigerant through the upstream and downstream portions (22, 24) of the evaporator (20), the passageway (26) splitting off at least the first portion (1R) of the refrigerant that has passed through the upstream portion (22) of the evaporator (20) such that the first portion (1R) of the refrigerant flows to the first suction port (36) of the compressor (5) from the upstream portion (22) of the evaporator (20) without passing through the downstream portion (24) of the evaporator (20), the passageway (26) providing flow of the second portion (2R) of the refrigerant through the downstream portion (24) of the evaporator (20) after the refrigerant has passed through the upstream portion (22) of the evaporator (20); and

    the passageway (26) provides for flow of refrigerant from the downstream portion (24) of the evaporator (20) to the second suction port (38) of the compressor (5) whereby the second portion (2R) of the refrigerant is compressed and flows out of the outlet port (6).


     
    12. The appliance cooling system (1) of claim 11, wherein:

    the passageway (26) comprises at least one elongated conduit which may include a T-junction (32) between the outlet of the upstream portion (22) of the evaporator (20) and the inlet of the downstream portion (24) of the evaporator (20), the T-junction (32) splitting flow of refrigerant into the first and second portions (1R, 2R), optionally wherein:

    the elongated conduit comprises first and second downstream portions (34, 42) coupled to the first and second suction ports (36, 38), respectively, of the compressor (5); and including:

    first and second valves (44, 46) operably connected to the first and second downstream portions (34, 42), respectively, of the elongated conduit and controlling flow of refrigerant through the first and second downstream portions (34, 42), respectively, of the elongated conduit.


     
    13. The appliance cooling system (1) of claim 11 or 12, including:
    a structure rigidly interconnecting the upstream and downstream portions (22, 24) of the evaporator (20) so that the evaporator (20) can be moved as a unit and mounted to a refrigeration unit of the type that has an insulated interior space.
     
    14. A method of cooling an interior space of an appliance with an appliance cooling system (1) according to claim 1, the method comprising:

    causing a stream of compressed refrigerant (LR) to flow through a condenser (10), whereby a temperature of the compressed refrigerant (LR) is reduced;

    cooling the refrigerant by reducing a pressure of the refrigerant;

    causing a stream of the cooled refrigerant to flow through the evaporator upstream portion (22) and absorb heat after a pressure of the refrigerant is reduced;

    splitting the stream of refrigerant into first and second portions (1R, 2R) after the refrigerant flows through the evaporator upstream portion (22), the first portion (1R) of the refrigerant flowing to the compressor (5) without passing through the downstream portion (24) of the evaporator (20), causing the second portion (2R) of the stream of refrigerant to flow through the evaporator downstream portion (24) and absorb heat; the second portion (2R) of the refrigerant flowing to the compressor (5) after passing through the downstream portion (24) of the evaporator (20), compressing the first and second portions (1R, 2R) of the stream of refrigerant; and

    combining the first and second portions (1R, 2R) of the stream of refrigerant in the compressor (5) to form a single stream of compressed refrigerant;

    characterized in that an insulated structure (48) extends around the upstream and downstream evaporator portions (22, 24) configured to define a refrigerated space (17) in the appliance to be cooled by the appliance cooling system (1), so that air in the refrigerated space (17) can flow around both the upstream and downstream evaporator portions (22, 24).


     
    15. The method of claim 14, further comprising at least one of the following steps:

    causing the first and second portions (1R, 2R) of the stream of refrigerant to have first and second pressures that are not equal;

    reducing the pressure of the second portion (2R) of the stream of refrigerant before causing the second portion (2R) of the stream of refrigerant to flow through the downstream evaporator portion (24), or

    providing first and second valves (44, 46) and utilizing the first and second valves (44, 46) to control flow of the first and second portions (1R, 2R), respectively, of the stream of refrigerant after exiting the evaporator (20) and before compression.


     


    Ansprüche

    1. Gerätekühlsystem (1), konfiguriert, um einen isolierten Innenraum eines Geräts zu kühlen, wobei das Gerätekühlsystem (1) Folgendes umfasst:

    einen Kompressor (5);

    einen Kondensator (10), der Kältemittel (CR) aufnimmt, das aus dem Kompressor (5) strömt;

    einen Verdampfer (20), der Kältemittel aufnimmt, das aus dem Kondensator (10) strömt, wobei der Verdampfer (20) stromaufwärtige und stromabwärtige Abschnitte (22, 24) definiert, und wobei Kältemittel (LPR), das vom Kondensator (10) aufgenommen wird, durch den stromaufwärtigen Abschnitt (22) des Verdampfers (20) strömt, wobei sich das Kältemittel in einen ersten Abschnitt (1R) und einen zweiten Abschnitt (2R) spaltet, nachdem es durch den stromaufwärtigen Abschnitt (22) des Verdampfers (20) geströmt ist, wobei der erste Abschnitt (1R) des Kältemittels durch den Kompressor (5) strömt, ohne durch den stromabwärtigen Abschnitt (24) des Verdampfers (20) zu gehen, wobei der zweite Abschnitt (2R) des Kältemittels von dem stromaufwärtigen Abschnitt (22) durch den stromabwärtigen Abschnitt (24) des Verdampfers (20) strömt, nachdem er durch den stromaufwärtigen Abschnitt (22) des Verdampfers (20) gegangen ist, wobei der zweite Abschnitt (2R) des Kältemittels durch den Kompressor (5) strömt, nachdem er durch den stromabwärtigen Abschnitt (24) des Verdampfers (20) gegangen ist; und

    eine Kältemittelexpandiervorrichtung (9), die mit dem Kondensator (10) und dem Verdampfer (20) betriebsfähig gekoppelt ist und die Expansion von Kältemittel erlaubt, das vom Kondensator (10) zum Verdampfer (20) strömt; und

    gekennzeichnet durch eine isolierte Struktur (48), die sich um die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abschnitte (22, 24) des Verdampfers (20) herum erstreckt und konfiguriert ist, um einen gekühlten Raum (17) in dem durch das Gerätekühlsystem (1) zu kühlenden Gerät zu definieren, so dass Luft in dem gekühlten Raum (17) sowohl um die stromaufwärtigen als auch die stromabwärtigen Abschnitte (22, 24) des Verdampfers (20) strömen kann.


     
    2. Gerätekühlsystem (1) nach Anspruch 1, wobei:
    der Kompressor (5) erste und zweite Saugstutzen (36, 38) umfasst, die jeweils erste und zweite Abschnitte (1R, 2R) des Kältemittels aufnehmen.
     
    3. Gerätekühlsystem (1) nach Anspruch 2, wobei:
    Kältemittel durch den ersten Saugstutzen (36) mit einem ersten Druck in den Kompressor (5) eintritt, und Kältemittel durch den zweiten Saugstutzen (38) mit einem zweiten Druck, der erheblich höher oder niedriger als der erste Druck ist, in den Kompressor (5) eintritt.
     
    4. Gerätekühlsystem (1) nach Anspruch 3, wobei:
    der Kompressor (5) einen Auslassstutzen (6) umfasst, der mit den ersten und zweiten Saugstutzen (36, 38) betriebsfähig verbunden ist, und wobei der Kompressor (5) Kältemittel von den ersten und zweiten Saugstutzen (36, 38) kombiniert und komprimiert, und das kombinierte Kältemittel einen einzigen Druck aufweist, wenn es aus dem Auslassstutzen (6) strömt.
     
    5. Gerätekühlsystem (1) nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei:
    der erste Saugstutzen (38) mit dem stromabwärtigen Abschnitt (24) des Verdampfers (20) durch eine erste längliche Leitung (42) verbunden ist, und der zweite Saugstutzen (36) mit dem Verdampfer (20) zwischen den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abschnitten (22, 24) durch eine zweite längliche Leitung (34) verbunden ist.
     
    6. Gerätekühlsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend:
    erste und zweite Ventile (44, 46), die den Kältemittelfluss jeweils durch die ersten und zweiten länglichen Leitungen (34, 42) steuern.
     
    7. Gerätekühlsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei:
    der Verdampfer (20) stromaufwärtige und stromabwärtige längliche Leitungen (28, 30) umfasst, die sich jeweils durch die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abschnitte (22, 24) des Verdampfers (20) erstrecken.
     
    8. Gerätekühlsystem (1) nach Anspruch 7, ferner umfassend:
    eine sekundäre Kältemittelexpandiervorrichtung (19), die den zweiten Abschnitt (2R) des Kältemittels expandiert, nachdem er durch die stromaufwärtige längliche Leitung (28) gegangen ist, doch bevor der zweite Abschnitt (2R) des Kältemittels durch die stromabwärtige längliche Leitung (30) geht.
     
    9. Gerätekühlsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend:
    ein Dreiwegventil (60), das erste und zweite Eingangsstutzen (64, 66), die jeweils erste und zweite Abschnitte (1R, 2R) des Kältemittels aufnehmen, und einen Auslassstutzen (68), der mit dem Kompressor (5) fluidisch verbunden ist, aufweist.
     
    10. Gerätekühlsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei:
    die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abschnitte (22, 24) des Verdampfers (20) nicht direkt strukturell zusammengeschaltet sind, wodurch die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abschnitte (22, 24) des Verdampfers (20) im Verhältnis zueinander bewegt werden können, bevor die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abschnitte (22, 24) an einer Kälteanlagestruktur montiert werden.
     
    11. Gerätekühlsystem (1) nach Anspruch 1, wobei:

    der Kompressor (5) erste und zweite Saugstutzen (36, 38) aufweist, die mit einem Auslassstutzen (6) betriebsfähig verbunden sind, um Kältemittel zu komprimieren, während es von den ersten und zweiten Saugstutzen (36, 38) zum Auslassstutzen (6) strömt;

    der Kondensator (10) das Kältemittel (R) aufnimmt, das aus dem Auslassstutzen (6) des Kompressors (5) strömt;

    der stromaufwärtige Abschnitt (22) des Verdampfers (20) einen Einlass (14), der Kältemittel aufnimmt, das aus dem Kondensator (10) strömt, und einen Auslass aufweist;

    der stromabwärtige Abschnitt (24) des Verdampfers (20) einen Einlassabschnitt und einen Auslassabschnitt (40) aufweist;

    die Kältemittelexpandiervorrichtung (9) einen Durchgang umfasst, der den Kondensator (10) mit dem Einlass (14) des stromaufwärtigen Abschnitts (22) des Verdampfers (20) zusammenschaltet, wobei der Durchgang mindestens einen Abschnitt davon aufweist, der konfiguriert ist, um die Expansion von Kältemittel, das vom Kondensator (10) zum Verdampfer (20) strömt, bereitzustellen;

    das Gerätekühlsystem (1) einen Durchgang (26) umfasst, der einen Kältemittelfluss durch die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abschnitte (22, 24) des Verdampfers (20) bereitstellt, wobei der Durchgang (26) mindestens den ersten Abschnitt (1R) des Kältemittels, das durch den stromaufwärtigen Abschnitt (22) des Verdampfers (20) gegangen ist, derart abspaltet, dass der erste Abschnitt (1R) des Kältemittels zum ersten Saugstutzen (36) des Kompressors (5) vom stromaufwärtigen Abschnitt (22) des Verdampfers (20) strömt, ohne durch den stromabwärtigen Abschnitt (24) des Verdampfers (20) zu gehen, wobei der Durchgang (26) einen Fluss des zweiten Abschnitts (2R) des Kältemittels durch den stromabwärtigen Abschnitt (24) des Verdampfers (20) bereitstellt, nachdem das Kältemittel durch den stromaufwärtigen Abschnitt (22) des Verdampfers (20) gegangen ist; und

    der Durchgang (26) den Kältemittelfluss von dem stromabwärtigen Abschnitt (24) des Verdampfers (20) zum zweiten Saugstutzen (38) des Kompressors (5) bereitstellt, wodurch der zweite Abschnitt (2R) des Kältemittels komprimiert wird und aus dem Auslassstutzen (6) ausfließt.


     
    12. Gerätekühlsystem (1) nach Anspruch 11, wobei:
    der Durchgang (26) mindestens eine längliche Leitung umfasst, die eine T-Verzweigung (32) zwischen dem Auslass des stromaufwärtigen Abschnitts (22) des Verdampfers (20) und dem Einlass des stromabwärtigen Abschnitts (24) des Verdampfers (20) umfassen kann, wobei die T-Verzweigung (32) den Kältemittelfluss wahlweise in die ersten und zweiten Abschnitte (1R, 2R) spaltet, wobei:
    die längliche Leitung erste und zweite stromabwärtige Abschnitte (34, 42) umfasst, die jeweils mit den ersten und zweiten Saugstutzen (36, 38) des Kompressors (5) gekoppelt sind; und umfassend:
    erste und zweite Ventile (44, 46), die jeweils mit den ersten und zweiten stromabwärtigen Abschnitten (34, 42) der länglichen Leitung verbunden sind und den Kältemittelfluss jeweils durch die ersten und zweiten stromabwärtigen Abschnitte (34, 42) der länglichen Leitung steuern.
     
    13. Gerätekühlsystem (1) nach Anspruch 11 oder 12, umfassend:
    eine Struktur, welche die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abschnitte (22, 24) des Verdampfers (20) starr zusammenschaltet, so dass der Verdampfer (20) als eine Einheit bewegt und an einer Kühleinheit von der Art, die einen isolierten Innenraum aufweist, montiert werden kann.
     
    14. Verfahren zum Kühlen eines Innenraums eines Geräts mit einem Gerätekühlsystem (1) nach Anspruch 1, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

    Bewirken, dass ein Strom von komprimiertem Kältemittel (LR) durch einen Kondensator (10) strömt, wodurch eine Temperatur des komprimierten Kältemittels (LR) reduziert wird;

    Kühlen des Kältemittels durch Reduzieren eines Drucks des Kältemittels;

    Bewirken, dass ein Strom des gekühlten Kältemittels durch den stromaufwärtigen Verdampferabschnitt (22) strömt und Wärme absorbiert, nachdem ein Druck des Kältemittels reduziert wurde;

    Spalten des Kältemittelstroms in erste und zweite Abschnitte (1R, 2R), nachdem das Kältemittel durch den stromaufwärtigen Verdampferabschnitt (22) geströmt ist, wobei der erste Abschnitt (1R) des Kältemittels zum Kompressor (5) strömt, ohne durch den stromabwärtigen Abschnitt (24) des Verdampfers (20) zu gehen,

    Bewirken, dass der zweite Abschnitt (2R) des Kältemittelstroms durch den stromabwärtigen Verdampferabschnitt (24) strömt und Wärme absorbiert, wobei der zweite Abschnitt (2R) des Kältemittels zum Kompressor (5) strömt, nachdem er durch den stromabwärtigen Abschnitt (24) des Verdampfers (20) gegangen ist,

    Komprimieren der ersten und zweiten Abschnitte (1R, 2R) des Kältemittelstroms; und

    Kombinieren der ersten und zweiten Abschnitte (1R, 2R) des Kältemittelstroms im Kompressor (5), um einen einzigen komprimiertem Kältemittelstrom zu bilden;

    dadurch gekennzeichnet, dass sich eine isolierte Struktur (48) um die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Verdampferabschnitte (22, 24) herum erstreckt, die konfiguriert sind, um einen gekühlten Raum (17) in dem von dem Gerätekühlsystem (1) zu kühlenden Gerät zu definieren, so dass Luft in dem gekühlten Raum (17) sowohl um die stromaufwärtigen als auch die stromabwärtigen ersten und zweiten Verdampferabschnitte (22, 24) herum strömen kann.


     
    15. Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend mindestens einen der folgenden Schritte:

    Bewirken, dass die ersten und zweiten Abschnitte (1R, 2R) des Kältemittelstroms erste und zweite Drücke aufweisen, die nicht gleich sind;

    Reduzieren des Drucks des zweiten Abschnitts (2R) des Kältemittelstroms vor dem Bewirken, dass der zweite Abschnitt (2R) des Kältemittelstroms durch den stromabwärtigen Verdampferabschnitt (24) strömt, oder

    Bereitstellen von ersten und zweiten Ventilen (44, 46) und Verwenden der ersten und zweiten Ventile (44, 46), um den Fluss jeweils der ersten und zweiten Abschnitte (1R, 2R) des Kältemittelstroms nach dem Verlassen des Verdampfers (20) und vor der Kompression zu steuern.


     


    Revendications

    1. Système de refroidissement d'appareil (1) configuré de manière à refroidir un espace intérieur isolé d'un appareil, le système de refroidissement d'appareil (1) comprenant :

    un compresseur (5) ;

    un condenseur (10) qui reçoit un fluide frigorigène (CR) s'écoulant depuis le compresseur (5) ;

    un évaporateur (20) qui reçoit le fluide frigorigène s'écoulant depuis le condenseur (10), l'évaporateur (20) définissant des parties (22, 24) en amont et en aval, et dans lequel le fluide frigorigène (LPR) reçu depuis le condenseur (10) s'écoule à travers la partie (22) en amont de l'évaporateur (20), le fluide frigorigène se divisant en une première partie (1R) et une seconde partie (2R) après l'écoulement à travers la partie (22) en amont de l'évaporateur (20), la première partie (1R) du fluide frigorigène s'écoulant vers le compresseur (5) sans passer à travers la partie (24) en aval de l'évaporateur (20), la seconde partie (2R) du fluide frigorigène provenant de la partie (22) en amont s'écoulant à travers la partie (24) en aval de l'évaporateur (20) après le passage à travers la partie (22) en amont de l'évaporateur (20), la seconde partie (2R) du fluide frigorigène s'écoulant vers le compresseur (5) après le passage à travers la partie (24) en aval de l'évaporateur (20) ; et

    un expanseur de fluide frigorigène (9) accouplé fonctionnellement au condenseur (10) et à l'évaporateur (20) et permettant une expansion du fluide frigorigène s'écoulant depuis le condenseur (10) vers l'évaporateur (20) ; et caractérisé par

    une structure isolée (48) s'étendant autour des parties (22, 24) en amont et en aval de l'évaporateur (20) configurées pour définir un espace réfrigéré (17) dans l'appareil devant être refroidi par le système de refroidissement d'appareil (1), de sorte que de l'air dans l'espace réfrigéré (17) puisse s'écouler autour des deux parties (22, 24) en amont et en aval de l'évaporateur (20).


     
    2. Système de refroidissement d'appareil (1) selon la revendication 1, dans lequel :
    le compresseur (5) inclut des premier et second orifices d'aspiration (36, 38) qui reçoivent les première et seconde parties (1R, 2R), respectivement, du fluide frigorigène.
     
    3. Système de refroidissement d'appareil (1) selon la revendication 2, dans lequel :
    le fluide frigorigène entre dans le compresseur (5) à travers le premier orifice d'aspiration (36) à une première pression, et le fluide frigorigène entre dans le compresseur (5) à travers le second orifice d'aspiration (38) à une seconde pression qui est sensiblement supérieure ou inférieure à la première pression.
     
    4. Système de refroidissement d'appareil (1) selon la revendication 3, dans lequel :
    le compresseur (5) inclut un orifice de sortie (6) qui est relié fonctionnellement aux premier et second orifices d'aspiration (36, 38), et dans lequel le compresseur (5) combine et comprime le fluide frigorigène depuis les premier et second orifices d'aspiration (36, 38) et le fluide frigorigène combiné est à une seule pression lorsqu'il s'écoule depuis l'orifice de sortie (6).
     
    5. Système de refroidissement d'appareil (1) selon la revendication 2, 3 ou 4 dans lequel :
    le premier orifice d'aspiration (38) est relié à la partie (24) en aval de l'évaporateur (20) par un premier conduit allongé (42), et le second orifice d'aspiration (36) est relié à l'évaporateur (20) entre les parties (22, 24) en amont et en aval par un second conduit allongé (34).
     
    6. Système de refroidissement d'appareil (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, incluant :
    des première et seconde vannes (44, 46) commandant un écoulement de fluide frigorigène à travers les premier et second conduits allongés (34, 42), respectivement.
     
    7. Système de refroidissement d'appareil (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :
    l'évaporateur (20) inclut des conduits allongés en amont et en aval (28, 30) s'étendant à travers les parties (22, 24) en amont et en aval, respectivement, de l'évaporateur (20).
     
    8. Système de refroidissement d'appareil (1) selon la revendication 7, incluant en outre :
    un expanseur de fluide frigorigène secondaire (19) qui détend la seconde partie (2R) du fluide frigorigène après qu'elle est passée à travers le conduit allongé en amont (28), mais avant que la seconde partie (2R) du fluide frigorigène ne passe à travers le conduit allongé en aval (30).
     
    9. Système de refroidissement d'appareil (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, incluant :
    une vanne à trois voies (60) présentant des premier et second orifices d'entrée (64, 66) qui reçoivent les première et seconde parties (1R, 2R), respectivement, du fluide frigorigène, et un orifice de sortie (68) relié de manière fluidique au compresseur (5).
     
    10. Système de refroidissement d'appareil (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :
    les parties (22, 24) en amont et en aval de l'évaporateur (20) ne sont pas directement interconnectées de manière structurelle moyennant quoi les parties (22, 24) en amont et en aval de l'évaporateur (20) peuvent être déplacées l'une par rapport à l'autre avant le montage des parties (22, 24) en amont et en aval sur une structure de réfrigérateur.
     
    11. Système de refroidissement d'appareil (1) selon la revendication 1, dans lequel :

    le compresseur (5) présente des premier et second orifices d'aspiration (36, 38) qui sont reliés fonctionnellement à un orifice de sortie (6) de manière à comprimer le fluide frigorigène alors qu'il s'écoule depuis les premier et second orifices d'aspiration (36, 38) vers l'orifice de sortie (6) ;

    le condenseur (10) reçoit le fluide frigorigène (R) s'écoulant depuis l'orifice de sortie (6) du compresseur (5) ;

    la partie (22) en amont de l'évaporateur (20) présente une entrée (14) recevant le fluide frigorigène s'écoulant depuis le condenseur (10), et une sortie ;

    la partie (24) en aval de l'évaporateur (20) présente une partie d'entrée et une partie de sortie (40) ;

    l'expanseur de fluide frigorigène (9) comprend un passage interconnectant le condenseur (10) à l'entrée (14) de la partie (22) en amont de l'évaporateur (20), le passage présentant au moins une partie de celui-ci qui est configurée de manière à fournir une détente du fluide frigorigène s'écoulant depuis le condenseur (10) vers l'évaporateur (20) ;

    le système de refroidissement d'appareil (1) comprend un passage (26) fournissant un écoulement de fluide frigorigène à travers les parties (22, 24) en amont et en aval de l'évaporateur (20), le passage (26) divisant au moins la première partie (1R) du fluide frigorigène qui est passée à travers la partie (22) en amont de l'évaporateur (20) de sorte que la première partie (1R) du fluide frigorigène s'écoule vers le premier orifice d'aspiration (36) du compresseur (5) depuis la partie (22) en amont de l'évaporateur (20) sans passer à travers la partie (24) en aval de l'évaporateur (20), le passage (26) fournissant un écoulement de la seconde partie (2R) du fluide frigorigène à travers la partie (24) en aval de l'évaporateur (20) après que le fluide frigorigène est passé à travers la partie (22) en amont de l'évaporateur (20) ; et

    le passage (26) fournit un écoulement de fluide frigorigène depuis la partie (24) en aval de l'évaporateur (20) vers le second orifice d'aspiration (38) du compresseur (5) moyennant quoi la seconde partie (2R) du fluide frigorigène est comprimée et s'écoule hors de l'orifice de sortie (6).


     
    12. Système de refroidissement d'appareil (1) selon la revendication 11, dans lequel :
    le passage (26) comprend au moins un conduit allongé qui peut inclure une jonction en T (32) entre la sortie de la partie (22) en amont de l'évaporateur (20) et l'entrée de la partie (24) en aval de l'évaporateur (20), la jonction en T (32) divisant un écoulement de fluide frigorigène en première et seconde parties (1R, 2R), optionnellement dans lequel :
    le conduit allongé comprend des première et seconde parties en aval (34, 42) accouplées aux premier et second orifices d'aspiration (36, 38), respectivement, du compresseur (5) ; et incluant :
    des première et seconde vannes (44, 46) reliées fonctionnellement aux première et seconde parties en aval (34, 42), respectivement, du conduit allongé et commandant un écoulement de fluide frigorigène à travers les première et seconde parties en aval (34, 42), respectivement, du conduit allongé.
     
    13. Système de refroidissement d'appareil (1) selon la revendication 11 ou 12, incluant :
    une structure interconnectant de manière rigide les parties (22, 24) en amont et en aval de l'évaporateur (20) de sorte que l'évaporateur (20) puisse être déplacé comme une unité et monté sur une unité de réfrigération du type qui présente un espace intérieur isolé.
     
    14. Procédé de refroidissement d'un espace intérieur d'un appareil avec un système de refroidissement d'appareil (1) selon la revendication 1, le procédé comprenant :

    le fait d'amener un flux de fluide frigorigène comprimé (LR) à s'écouler à travers un condenseur (10), moyennant quoi une température du fluide frigorigène comprimé (LR) est réduite ;

    le refroidissement du fluide frigorigène en réduisant une pression du fluide frigorigène ;

    le fait d'amener un flux du fluide frigorigène refroidi à s'écouler à travers la partie (22) en amont de l'évaporateur et absorber de la chaleur après qu'une pression du fluide frigorigène a été réduite ;

    la division du flux de fluide frigorigène en première et seconde parties (1R, 2R) après que le fluide frigorigène s'est écoulé à travers la partie (22) en amont de l'évaporateur, la première partie (1R) du fluide frigorigène s'écoulant vers le compresseur (5) sans passer à travers la partie (24) en aval de l'évaporateur (20),

    le fait d'amener la seconde partie (2R) du flux de fluide frigorigène à s'écouler à travers la partie (24) en aval de l'évaporateur et absorber de la chaleur; la seconde partie (2R) du fluide frigorigène s'écoulant vers le compresseur (5) après le passage à travers la partie (24) en aval de l'évaporateur (20),

    la compression des première et seconde parties (1R, 2R) du flux de fluide frigorigène ; et

    la combinaison des première et seconde parties (1R, 2R) du flux de fluide frigorigène dans le compresseur (5) pour former un seul flux de fluide frigorigène comprimé ;

    caractérisé en ce que

    une structure isolée (48) s'étend autour des parties (22, 24) de l'évaporateur en amont et en aval configurées pour définir un espace réfrigéré (17) dans l'appareil devant être refroidi par le système de refroidissement d'appareil (1), de sorte que de l'air dans l'espace réfrigéré (17) puisse s'écouler autour des deux parties (22, 24) de l'évaporateur en amont et en aval.


     
    15. Procédé selon la revendication 14, comprenant en outre au moins une des étapes suivantes :

    le fait d'amener les première et seconde parties (1R, 2R) du flux de fluide frigorigène à présenter des première et seconde pressions qui ne sont pas égales ;

    la réduction de la pression de la seconde partie (2R) du flux de fluide frigorigène avant d'amener la seconde partie (2R) du flux de fluide frigorigène à s'écouler à travers la partie (24) de l'évaporateur en aval, ou

    la fourniture de première et seconde vannes (44, 46) et l'utilisation des première et seconde vannes (44, 46) pour commander un écoulement des première et seconde parties (1R, 2R), respectivement, du flux de fluide frigorigène après la sortie de l'évaporateur (20) et avant la compression.


     




    Drawing














    Cited references

    REFERENCES CITED IN THE DESCRIPTION



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