[發明專利]具有流控制的節能制冷劑系統

無效

• 申請號: 200780053820.5
• 申請日: 2007-05-17
• 公開（公告）號: CN101755177A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: A·利夫森;M·塔拉斯
• 申請（專利權）人: 開利公司
• 主分類號: F25B41/00
• 分類號: F25B41/00;F25B5/00;F25B41/04;F25B49/00;F25B1/10;F25B41/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 范曉斌;楊松齡

技術領域

本發明總的涉及制冷劑蒸汽壓縮系統，更具體地涉及配有節能器循環的制冷劑蒸汽壓縮系統。

背景技術

制冷劑蒸汽壓縮系統是本領域公知的，通常用于調節要被供應至住宅、辦公樓、醫院、學校、飯店或其他場所內的氣候受控適宜區域的空氣(或其他二次媒介)。制冷劑蒸汽壓縮系統也通常用于運輸制冷，以制冷供應至運輸易腐貨物的卡車、拖車、集裝箱等等的溫度受控貨艙的空氣，以及用于商業制冷，以適當地冷卻供應至冷房、飲料冷卻器、乳品箱或冷藏售貨機的溫度受控空間的空氣，冷藏售貨機用于展示處于冷凍狀態的易腐食品貨物。典型地，這些制冷劑蒸汽壓縮系統包括：壓縮機、冷凝器、蒸發器；以及膨脹裝置。通常，膨脹裝置(典型地為固定節流孔、毛細管、熱力膨脹閥(TXV)或電子膨脹閥(EXV))布置在制冷劑管線中，相對于制冷劑流位于蒸發器的上游和冷凝器的下游。這些基本制冷劑蒸汽壓縮系統組件由閉環制冷劑回路中的制冷劑管線串聯互連，依照已知制冷劑蒸汽壓縮循環布置。

為了改進制冷劑蒸汽壓縮系統的性能并在寬范圍的操作狀況上控制從壓縮機最終級排出的制冷劑蒸汽的溫度，人們已知為這種系統配有結合制冷劑-制冷劑節能器熱交換器的節能器循環。節能器熱交換器一般布置在制冷劑回路中冷凝器和蒸發器之間。工作時，一部分離開冷凝器的制冷劑從主制冷劑回路分流，被膨脹至中間壓力，然后流過節能器熱交換器，與離開冷凝器的制冷劑主要部分構成熱交換關系。如此，節能膨脹的制冷劑流中任何液體都被蒸發，然后該蒸發的制冷劑典型地被過熱，而從冷凝器流過主制冷劑回路到蒸發器的制冷劑則被進一步冷卻。典型地，膨脹的制冷劑蒸汽被注入壓縮過程的中間級，通過通向單個壓縮機的一個壓縮室(或多個壓縮室)的中間壓力級的一個或多個注射端口，或者在多壓縮機系統的情況下注入在上游壓縮機的排出口和下游壓縮機的吸入口之間延伸的制冷劑管線。

例如，美國專利US?6571576公開了一種制冷劑蒸汽壓縮系統，其工作在亞臨界循環中并配有節能器熱交換器，其中，蒸汽制冷劑和液體制冷劑通過一個或更多個通向渦旋式壓縮機的壓縮室的節能器注射端口而回到壓縮過程的中間級。為了提供注入壓縮機的制冷劑蒸汽，一部分液體制冷劑在冷凝器下游位置從主制冷劑回路分流，借助于例如閥的膨脹裝置膨脹至中間壓力和較低溫度，以形成隨后流過節能器熱交換器與制冷劑液體主流構成熱交換關系的制冷劑液體/蒸汽混合物。在穿過節能器熱交換器時，該制冷劑液體/蒸汽混合物從制冷劑液體主流吸取熱量，進一步冷卻該液體，因此蒸發任何處于兩相混合態的剩余液體組分并典型地進一步加熱該蒸汽。離開節能器熱交換器的制冷劑蒸汽隨后通過節能器注射端口以中間壓力(吸入壓力和排出壓力之間)被注入壓縮機。此外，液體制冷劑在冷凝器下游位置處被選擇性地從制冷劑回路分流，混入從節能器流向壓縮機的制冷劑蒸汽，并通過相同的節能器注射端口與制冷劑蒸汽一起被注入渦旋式壓縮機的壓縮室的中間壓力級。

美國專利US7114349公開了一種制冷劑蒸汽壓縮系統，其具有布置在制冷劑回路中相對于制冷劑流位于冷凝器下游并且相對于制冷劑流位于蒸發器上游的制冷劑-制冷劑熱交換器。通過各種旁路管線以及操縱與這些旁路管線關聯的各種開/關電磁閥，普通熱交換器可作為節能器熱交換器或吸液熱交換器工作。當系統將制冷劑-制冷劑熱交換器當作節能器工作時，制冷劑從主制冷劑回路流過節能器膨脹裝置并從那里流過制冷劑-制冷劑熱交換器，與從冷凝器流過主制冷劑回路至蒸發器的剩余制冷劑構成熱交換關系。穿過制冷劑-制冷劑熱交換器之后，膨脹的制冷劑被注入壓縮機的中間壓力級，或在相對于制冷劑流位于蒸發器下游并且位于壓縮機吸入口上游的點處回到主制冷劑回路。

美國專利US6058729公開了一種用于運輸制冷單元的亞臨界制冷劑蒸汽壓縮系統，該系統將制冷劑-制冷劑熱交換器結合到制冷劑回路中作為節能器。所公開的系統也包括用于節流流向壓縮機吸入口的制冷劑流的吸入調制閥(SMV)，以及用于壓縮機容量控制的中間壓力-吸入壓力卸載回路。

發明內容

本發明的制冷劑蒸汽壓縮系統包括主制冷劑回路、節能器回路、旁路管線、旁路流控制裝置以及節能器/壓縮機卸載載流控制裝置。主制冷劑回路包括制冷劑壓縮裝置、制冷劑排熱熱交換器、制冷劑吸熱熱交換器以及主膨脹裝置，主膨脹裝置布置在主制冷劑回路中，處于制冷劑排熱熱交換器下游以及制冷劑吸熱熱交換器上游。節能器回路包括節能器制冷劑管線，節能器制冷劑管線在節能器和壓縮裝置的中間壓力級之間成制冷劑流連通地延伸。