專利名稱：用于冷藏陳列柜的熱電冷卻的制作方法
技術領域：
本發明通常涉及冷藏陳列才巨，尤其涉及用于冷藏陳列拒中的冷卻 的方法和設備。
背景技術：
在目前的超市的敞開面陳列拒中，在敞開面上方提供冷氣幕或氣 流，以將冷氣含在柜內，并且避免前面的商品暴露給熱的周圍空氣。 當空氣向下在陳列拒的敞開面上方流動時，沿著氣幕出現大量的混 合，從而導致熱儲藏空氣透過到拒內以及等量的冷氣移出陳列拒并進 入店內的通道中。這就導致店內制冷系統的運行不太有效，而且也會 使店員感到店內的通道條件不舒適。目前所使用的其它設備一直以來嘗試減少沿著冷氣幕的混合。不 過，這些努力一直仍允許大量的混合出現在氣幕接觸面，從而導致大 量的冷空氣離開陳列柜并降低用于產生冷氣幕的蒸汽壓縮制冷系統 的效率。因此，需要一種提高陳列柜的運行效率的冷藏陳列拒。還需要減 少離開陳列拒的冷空氣的量。本發明的方法和設備通過利用熱電熱泵 或冷卻器回收一些損失的能量。本發明的目的在于提供一種用于冷藏陳列柜的熱電熱泵，這種熱 電熱泵降低儲藏蒸汽壓縮系統的容量和能量消耗。本發明的又一個目的在于4是供一種熱電熱泵，這種熱電熱泵降低 用于蒸汽壓縮機械設備的資金成本。本發明的再一個目的在于提供一種構造，這種構造慮及了熱電熱泵在較低溫差(DT)時利用冷溢出空氣的最佳運行。本發明的另 一個目的在于4是供一種用于冷藏陳列拒的熱電熱泵， 這種熱電熱泵改進了店員的店內通道條件。本發明的還有另一個目的在于提供一種用于冷藏陳列拒的熱電 熱泵，這種熱電熱泵降低了在陳列拒的基部的凝結的可能性。本發明的還有另 一個目的在于提供一種用于冷藏陳列拒的熱電 熱泵，這種熱電熱泵降低蒸發器負荷和除霜要求。發明內容在一個方面，提供一種冷卻具有敞開面的陳列拒的方法，這種方法包括提供越過該敞開面的氣流；將氣流的第一部分引導到空氣回 路，該空氣回路與蒸汽壓縮制冷系統流體連通；提供熱電熱泵，該熱 電熱泵與該第一部分流體連通；用該熱電熱泵冷卻該第一部分；將該 第 一部分返回到該蒸汽壓縮制冷系統以進行冷卻；以及將該第 一部分 返回到越過該敞開面的氣流。該熱電熱泵既可以與氣流的該第 一部分 直接流體連通，也可以通過輔助熱交換設備與氣流的該第 一部分流體 連通。在另一個方面，提供一種制冷系統，這種制冷系統操作性地連接 至陳列拒，這種陳列柜具有敞開面。這種制冷系統包括提供越過敞開 面的氣流的初級制冷系統，氣流由該初級制冷系統冷卻，且氣流包括 氣流的第一部分和氣流的第二部分，氣流的第一部分返回到初級制冷 系統，且氣流的第二部分從陳列柜釋^:。這種制冷系統還包括熱電熱 泵，這種熱電熱泵與氣流的第一部分流體連通，以在將該第一部分返 回到初級制冷系統之前將該笫 一部分冷卻。在又一個方面，提供一種冷藏陳列拒，這種冷藏陳列柜包括具有 敞開面的支撐結構、蒸汽壓縮制冷系統和熱電熱泵。蒸汽壓縮制冷系 統提供越過敞開面的氣流。氣流由蒸汽壓縮制冷系統冷卻。氣流包括 氣流的第一部分和氣流的第二部分，氣流的笫一部分返回到蒸汽壓縮 制冷系統，且氣流的第二部分/人陳列拒釋^:。熱電熱泵與氣流的第一部分流體連通，以在將該笫 一部分返回到蒸汽壓縮制冷系統之前將該 第一部分冷卻。這種方法還可包括引導氣流的笫 一部分與熱電熱泵的冷側熱接 觸。這種方法還可包括引導氣流的第二部分與熱電熱泵的熱側熱才妻 觸。可從陳列拒將氣流的第二部分釋放。初級制冷系統可以是蒸汽壓縮制冷系統。熱電熱泵可包括冷側， 其中，該冷側與氣流的第一部分流體連通。熱電熱泵的冷側可至少部 分地限定回路開口 ，這種回路開口與初級制冷系統流體連通。熱電熱 泵還可包括熱側，這種熱側與氣流的第二部分流體連通。這種制冷系統還可包括風扇，這種風扇用于穿過回路開口抽出氣 流的第一部分。支撐結構可具有在支撐結構的下部分的底梁(Still),且 熱電熱泵可在該底梁的附近。制冷系統或陳列拒還可包括與熱電熱泵 的冷側和氣流的第 一部分熱連通的第 一熱交換器和、或與熱電熱泵的 熱側和氣流的第二部分熱連通的第二熱交換器。本領域中熟練的技術人員會從下面的詳細描述、附圖和所附權利 要求明白和理解前面所描述的和其它的本發明的特征和優點。


圖1是目前所使用的敞開面冷藏陳列拒的透視圖；圖2是示于圖1中的敞開面冷藏陳列拒的示意性截面圖，該圖示出了由蒸汽壓縮制冷系統產生的冷氣幕；圖3是本發明的示范性實施例的敞開面冷藏陳列拒的示意性截面圖；以及圖4是本發明的另 一個示范性實施例的敞開面冷藏陳列拒的示意 性截面圖。
具體實施方式
參看圖3，圖中示出了總體用標號IO表示的冷藏陳列柜的示范性實施例。陳列拒10在擱架15或其它類似的支撐或支持結構上儲存冷 凍食品或其它類似的冷凍產品。蒸汽壓縮系統20或其它的初級制冷 系統提供穿過或沿著陳列拒10的敞開面25的冷氣幕30，以將冷氣含 在陳列柜內，并且避免前面的商品暴露給熱的周圍空氣。冷氣幕30 在陳列拒10的前底梁50附近分成返回空氣路徑或空氣流40和溢出 空氣路徑或空氣流45。確定熱電熱泵或冷卻器60的位置以與返回空氣^f各徑40和溢出空 氣路徑45均熱和、或流體連通。在示范性實施例中，熱電熱泵60位 于返回空氣路徑40與溢出空氣^各徑45之間，以直4妄熱接觸。該位置 沿著鄰近于回路開口 35的陳列拒10的前底梁50。不過，對于陳列拒 10的替代結構和設計而言，尤其是在以不同的方式構造返回空氣路徑 40時，熱電熱泵60的定j立可以不同。蒸汽壓縮系統20包括典型的器件以提供陳列拒10的制冷，這些 典型的器件并未全部示出且包4舌各種閥門、管道或管道系統、壓縮機、 冷凝器、蒸發器和適當的連接4妾頭。在示范性實施例中，風扇75或 其它真空設備位于沿著返回空氣路徑40的位置并向蒸汽壓縮系統20 供料。不過，可根據系統的特定要求改變蒸汽壓縮系統20的特定定 位和構造。陳列拒IO具有回路開口 35，回路開口 35使沿著返回空氣 路徑40的空氣與風扇75和蒸汽壓縮系統20流體連通。熱電熱泵60具有冷側65和熱側70。冷側65朝向陳列拒10的內 部，而熱側70從陳列柜朝向外部。利用這種位置或構造，(除了將由 蒸汽壓縮系統20提供的冷卻之外)冷側65將返回空氣路徑40進一步 冷卻，而熱側由溢出空氣路徑45冷卻。由冷側對返回空氣路徑40的冷卻減少在蒸汽壓縮系統20的蒸發 器上的負荷，這樣就減少所要求的蒸汽壓縮制冷系統的總體容量。此 外，由于返回空氣路徑40內的水汽在熱電熱泵20的表面上局部冷凝， 所以就會降低對蒸汽壓縮系統20的蒸發器的除霜要求。由于返回空氣路徑40與溢出空氣路徑45之間的溫差相對較小，所以熱電熱泵60穿過相對較小的溫差(DT)運行。熱電熱泵的性能系 數(COP)與溫差成反比<formula>formula see original document page 9</formula>式中Tc是冷面或冷側的溫度。熱電熱泵的缺點在于COP低，這種 低COP對它們的商業應用造成了阻礙。不過，通過將熱電熱泵60構 造成或定位于返回空氣路徑40與溢出空氣路徑45之間(或以其它方式 提供這種熱連通)以提供相對較小的溫差，該示范性實施例克服了熱電 熱泵的這種缺陷，返回空氣路徑40和溢出空氣路徑45的溫度通常約 為41°F和55°F。前面的這些溫度是典型的中溫陳列拒的具有代表性 溫度。不過，結合示范性實施例說明的本發明還可用于低溫或冷凍器 類型的陳列拒以及具有不同溫度要求的其它陳列拒。可根據陳列拒10的特定需求改變所使用的熱電熱泵或冷卻器60 的特定類型，包括材料、尺寸和形狀。優選冷側65和熱側70的尺寸 和形狀將返回空氣路徑40與冷側之間的以及溢出空氣路徑45與熱側 之間的熱接觸如表面區域最大化。在示范性實施例中，熱電熱泵60 和尤其是冷側65部分地限定回路開口 35,以便于返回空氣路徑40與 熱電熱泵的冷側之間的熱連通和流體連通。參看圖4，與圖3中的示范性實施例的直接熱接觸相比，還可通 過一個或多個熱交換器160(和160')的使用使熱電熱泵60與返回空氣 路徑40和溢出空氣路徑45熱連通。在圖4的這個替代實施例中，與 前面的實施例中的部件類似的部件用相同的參考數字表示。熱電熱泵60的冷側65與第一熱交4奐器160熱連通，而熱電熱泵 的熱側70與第二熱交換器160'熱連通。第一熱交換器160和第二熱 交換器160'分別直接與返回空氣路徑40和溢出空氣路徑45熱接觸。 可根據陳列拒10的特定需求改變所使用的熱交換器160和160'的特 定類型，包括材料、尺寸和形狀以及定位和數量。優選熱交換器160 和160'的定位、尺寸和形狀將與冷側65、熱側70、返回空氣路徑40 和溢出空氣路徑45的熱接觸如表面區域最大化。熱交換器160和160'可包括熱交換介質，如流動液體和制冷劑等，這些熱交換介質提高熱 交換的效率。在圖4的實施例中，熱電熱泵60將穿過與返回空氣路徑40熱接 觸的液體至空氣熱交換器160抽運的液流冷卻。熱由熱電熱泵160排 到穿過與溢出空氣路徑45熱接觸的液體至空氣熱交換器160'抽運的 熱(廢)液流。將熱最終排到溢出空氣路徑45。雖然通過參考一個或多個示范性實施例對本發明進行了描述，但 本領域中熟練的技術人員會理解，在并不背離本發明的范圍的前提 下，可對本發明的進行各種變化并可對本發明的等同描述進行替代。 此外，在并不背離本發明的范圍的前提下，可根據本發明的教導進行 許多修改，以適合于特定情形或材料。因此，本發明旨在并不受限于 作為公司用于實現本發明的最佳方式的特定實施例，而是將包括在所 附權利要求的范圍內的所有實施例。
權利要求
1.一種冷卻具有敞開面(25)的陳列柜(10)的方法，包括提供越過所述敞開面(25)的氣流(30)；將所述氣流(30)的第一部分(40)引導到與蒸汽壓縮制冷系統(20)流體連通的空氣回路(35)中；提供與所述第一部分(40)熱連通的熱電熱泵(60)；用所述熱電熱泵(60)冷卻所述第一部分(40)；將所述第一部分(40)返回到所述蒸汽壓縮制冷系統(20)，以進行冷卻；以及將所述第一部分(40)返回到越過所述敞開面(25)的所述氣流(30)。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于所述方法還包括將 所述氣流(30)的所述第一部分(40)引導成與所述熱電熱泵(60)的冷側 (65)熱接觸。
3. 如權利要求2所述的方法，其特征在于所述方法還包括將 所述氣流(30)的第二部分(45)引導成與所述熱電熱泵(60)的熱側(70)熱 接觸。
4. 如權利要求3所述的方法，其特征在于從所述陳列柜(IO) 釋;^文所述氣流(30)的所述第二部分(45)。
5. —種操作性地連接至具有敞開面(25)的陳列拒(10)的制冷系 統，所述系統包括初級制冷系統(20),其提供越過所述敞開面(25)的氣流(30),所述 氣流(30)由所述初級制冷系統(20)冷卻，所述氣流(30)包括氣流(30)的 第一部分(40)和氣流(30)的第二部分(45)，所述氣流(30)的第一部分(40) 返回到所述初級制冷系統(20)，且所述氣流(30)的第二部分(45)從所述 陳列拒(10)釋放；以及熱電熱泵(60)，與氣流(30)的所述第一部分(40)熱連通，以在將所 述第 一部分(40)返回到所述初級制冷系統(20)之前將所述第 一部分(40)冷卻。
6. 如權利要求5所述的方法，其特征在于所述初級制冷系統 (20)是蒸汽壓縮制冷系統(20)。
7. 如權利要求6所述的方法，其特征在于所述熱電熱泵(60) 包括冷側(65),且所述冷側(65)與所述氣流(30)的所述第一部分(40)熱 連通。
8. 如權利要求7所述的方法，其特征在于所述熱電熱泵(60) 的所述冷側(65)至少部分地限定回路開口 (35)，所述回路開口 (35)與所 述初級制冷系統(20)流體連通。
9. 如^L利要求7所述的方法，其特征在于所述熱電熱泵(60) 還包括熱側(70),且所述熱側(70)與所述氣流(30)的所述第二部分(45) 熱連通。
10. 如權利要求8所述的方法，其特征在于所述方法還包括風 扇(75),所述風扇(75)用于通過所述回路開口(35)抽出氣流(30)的所述 第一部分(40)。
11. 如權利要求9所述的方法，其特征在于所述方法還包括第 一熱交換器和第二熱交換器(160、 160')，所述第一熱交換器(160)與所 述熱電熱泵(60)的所述冷側(65)和氣流(30)的所述第 一部分(40)熱連 通，且所述第二熱交換器(160')與所述熱電熱泵(60)的所述熱側(70)和 氣流(30)的所述第二部分(45)熱連通。
12. —種冷藏陳列拒(IO),包括 支撐結構(15)，具有敞開面(25);蒸汽壓縮制冷系統(20),其提供越過所述敞開面(25)的氣流(30), 所述氣流(30)由所述蒸汽壓縮制冷系統(20)冷卻，所述氣流(30)包括氣 流(30)的第一部分(40)和氣流(30)的第二部分(45),氣流(30)的所述笫一 部分(40)返回到所述蒸汽壓縮制冷系統(20)，且氣流(30)的所述笫二部 分(45)從所述陳列柜(10)釋放；以及熱電熱泵(60)，與氣流(30)的所述第一部分(40)流體連通，以在將所述第 一部分(40)返回到所述蒸汽壓縮制冷系統(20)之前將所述第一 部分(40)冷卻。
13. 如權利要求12所述的陳列柜(IO)，其特征在于所述熱電熱 泵(60)包括冷側(65)，且所述冷側(65)與氣流(30)的所述笫一部分(40) 流體連通。
14. 如權利要求13所述的陳列枉(IO),其特征在于所述熱電熱 泵(60)還包括熱側(70)，且所述熱側(70)與氣流(30)的所述第二部分(45) 流體連通。
15. 如權利要求12所述的陳列拒(10)，其特征在于所述支撐結 構(15)具有在所述支撐結構(15)的下部分的底梁(50),且所述熱電熱泵 (60)在所述底梁(50)附近。
16. 如^l利要求13所述的陳列拒(IO)，其特征在于所述熱電熱 泵(60)的所述冷側(65)至少部分地限定回路開口 (35)，所述回路開口 (35) 與所述蒸汽壓縮制冷系統(20)流體連通。
17. 如權利要求16所述的陳列拒(IO)，其特征在于所述陳列拒 (10)還包括風扇(75)，所述風扇(75)用于通過所述回路開口 (35)抽出氣 流(30)的所述第一部分(40)。
18. 如權利要求14所述的陳列拒(10),其特征在于所述陳列拒 (10)還包括第一熱交換器和第二熱交換器(160、 160'),所述第一熱交 換器(160)與所述熱電熱泵(60)的所述冷側(65)和氣流(30)的所述第一 部分(40)熱連通，且所述笫二熱交換器(160')與所述熱電熱泵(60)的所 述熱側(70)和氣流(30)的所述第二部分(45)熱連通。
19. 一種冷卻如在本文中參考附圖中的圖3和圖4中的任4可一個 所描述的具有敞開面(25)的陳列拒(l O)的方法。
20. —種冷卻如在本文中參考附圖中的圖3和圖4中的任何一個 所描述的具有敞開面(25)的陳列拒(10)的設備。
全文摘要
本發明提供一種帶有敞開面(25)和越過敞開面(25)的氣流(30)的冷藏陳列柜(10)，該冷藏陳列柜(10)由初級制冷系統(20)和熱電熱泵(60)冷卻。
文檔編號F25D17/04GK101283224SQ200580051785
公開日2008年10月8日 申請日期2005年8月12日 優先權日2005年8月12日
發明者A·A·阿拉亞里 申請人:開利公司