[发明专利]制冷设备

说明书

本发明涉及一种制冷设备(5)，包括：第一外壳(10)，其包含温度低于或等于水的三相点温度或者高于水的三相点温度小于10℃的液态水(14)和处于第一压力下的气态水(11)，该第一压力等于与液态水(14)的压力平衡的水的饱和蒸气压；第二外壳(30)，其处于严格地高于第一压力至少两倍的第二压力下；压缩装置(32)，其将第一外壳连接至第二外壳；冷凝装置(34)，其适于将第二外壳中的气态水冷凝成液态水；以及冷能提取装置(24)，用于提取第一外壳中的冷能。

本专利申请要求法国专利申请FR17/57207的优先权，其将被视为本说明书的组成部分。

技术领域

本申请涉及一种制冷设备。

背景技术

制冷设备可以用于许多不同的应用中。

使用制冷设备的示例涉及一种空调系统，特别是在城市冷却网络的场景中或用于数据中心。

使用制冷设备的另一示例涉及一种用于制作人造雪的系统，例如，在由于天气条件或度假地的地理位置所固有的少量降雪的情况下，用于滑雪场的雪覆盖。

通常，对于任何热机械能量转换器，并且特别是对于制冷设备，由系统产生的热能(制热量Q_ch或制冷量Q_ref)与提供给系统的功(功W)之间的比率称为性能系数(COP)。通常希望COP尽可能高，这转化为系统的良好能量效率并引起低能量消耗，已知能量消耗包括系统的电力消耗。

存在不同类型的制冷设备，其可以特别用于制作人造雪的系统中。用于制作人造雪的第一系统是对环境空气开放的雪枪或雪杆类型的系统，并且通常实现水和空气的混合物的喷雾，其在与环境空气接触时结晶。空气可能来自压缩空气源，压缩空气的膨胀导致雪的形成。这些系统的缺点是它们只能在降低的温度和湿度范围内(通常温度低于-2℃，且湿度高于30％)运行。用于制作人造雪的第二系统包括如专利申请WO2012/104787中所描述的开放系统。这种用于产生雪的系统的电力消耗通常从产生每立方米雪20kWh到40kWh间变化，这低于第二和第三造雪系统。尽管如此，这种制作系统需要建造冷却塔，因此对于大规模操作来说具有太高的建造成本。

用于制作人造雪的第三系统包括冰箱类型的封闭系统，其包括压缩机、冷凝器、调节器和蒸发器。缺点是COP通常较低，通常在2到4的范围内。此外，这种造雪系统的电力消耗可能很高，例如制作每立方米雪消耗40kWh到120kWh。

用于制作人造雪的第四系统包括实施低温过程的封闭系统，该低温过程特别包括形成水和低温气体(特别是氮气或二氧化碳)的混合物。尽管这种造雪系统的COP可能很高，但必须考虑制作低温流体所需的能量。结果，这种造雪系统的总消耗可能大于制作每立方米雪消耗数百kWh，这导致对于大规模操作来说操作成本太高以及相当大的物流限制。

期望提供一种冷制作设备，特别是用于空调系统或者用于制作人造雪的系统的冷制造设备，其具有高的COP，特别是大于6，优选地大于10，并且其电力消耗低，特别是当该制冷设备安装在消耗小于制造每立方米雪消耗5kWh、优选地小于3kWh的造雪系统中时。还期望该制冷设备能够在宽范围的环境温度下正常运行，特别是在正温度下，优选地高达25℃，或者甚至高达35℃的温度下正常运行。

发明内容

因此，实施例的目的是至少部分地克服前述制冷设备的缺点。

实施例的另一目的是制冷设备的COP大于6，优选地大于10。

实施例的另一目的是降低制冷设备的电力消耗，特别是当制冷设备安装在造雪系统中时，制作每立方米雪小于5kWh，优选地制作每立方米雪小于3kWh。

实施例的另一目的是制冷设备可以在包括在-30℃和+25℃之间、优选地-30℃和+35℃之间的环境温度下运行。

实施例的另一目的是降低制冷设备的建造成本。