[發明專利]致冷劑循環裝置

有效

• 申請號: 200810087352.X
• 申請日: 2008-03-21
• 公開（公告）號: CN101280974A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 山中正司;趙成旭
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: F25B1/00
• 分類號: F25B1/00;F25B40/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 王新華

技術領域

本發明涉及一種致冷劑循環裝置，更具體地，涉及一種二氧化碳用作致冷劑的致冷劑循環裝置。

背景技術

傳統的致冷劑循環裝置包括構成為使得壓縮機、氣體冷卻器、減壓裝置(例如，膨脹閥)以及蒸發器以封閉環彼此順序管連接的致冷劑循環。

氟利昂(Freon)(R11、R12、R134a等)已經普遍用作致冷劑循環裝置的致冷劑。然而，因為氟利昂排出到大氣中造成全球變暖、臭氧層破裂等問題，所以已經研究關于利用對環境具有很少影響的自然致冷劑(例如，氧氣(O2)、二氧化碳(CO2)、碳氫化合物(HC)、氨(NH3)或水(H2O))作為致冷劑。

在以上的自然致冷劑中，因為氧氣和水具有較低的壓力，所以很難用這些化合物作為致冷劑。因為氨和碳氫化合物可燃燒，所以這些材料很難控制。因此，已經研制出利用其中將二氧化碳(CO2)用作致冷劑且高壓側設定為超臨界壓力的跨臨界循環的裝置。

跨臨界循環裝置構成為使得收集器(accumulator)安裝到蒸發器的出口和壓縮機的吸入口之間的低壓側，以防止液體致冷劑流入壓縮機，而液體致冷劑積聚在收集器中，使得只有氣體致冷劑被吸入到壓縮機中。

然而，傳統的致冷劑循環裝置具有的問題是使得由于收集器的安裝造成致冷劑的裝填量增加且致冷劑循環裝置無法制造得緊湊。

為了解決以上問題，韓國專利公開出版物第2006-0041722號公開了一種能夠防止由于液體壓縮損壞壓縮機的致冷劑循環裝置，而不用安裝收集器。

以上公開的致冷劑循環裝置為跨臨界循環裝置，其中壓縮機、氣體冷卻器、減壓裝置以及蒸發器彼此以封閉環連接，二氧化碳用作致冷劑，而高壓側設定為超臨界壓力。所公開的致冷劑循環裝置包括使從氣體冷卻器排出的致冷劑與從蒸發器排出的致冷劑進行熱交換的內部熱交換器。內部熱交換器包括使從氣體冷卻器排出的致冷劑流動通過的高壓側通道、以及使從蒸發器排出的致冷劑流動通過的低壓側通道。高壓側通道和低壓側通道布置為彼此進行熱交換。高壓側通道中的致冷劑從下向上流動，而低壓側通道中的致冷劑從上向下流動。

通過使高壓側通道中的致冷劑從下向上流動、而低壓側通道中的致冷劑從上向下流動，使剩余的致冷劑積聚在高壓側通道中，并減少流入到低壓側通道中的剩余致冷劑的量。因此，以上公開的致冷劑循環裝置顯示了可防止液體致冷劑流入到壓縮機中一定程度的效果。然而，如果因為蒸發器周圍的溫度低，大量的剩余液體致冷劑包含在流過蒸發器的致冷劑中，則通過該結構不能完全防止液體致冷劑流到壓縮機中，使得來自蒸發器的致冷劑在低壓側通道中從上向下流動。

另外，因為高壓側通道中的致冷劑從下向上流動，所以流到膨脹閥的液體致冷劑蒸發并產生閃蒸氣體(flash?gas)，所述閃蒸氣體將造成膨脹閥的性能變差。

此外，因為內部熱交換器的第一致冷劑管和第二致冷劑管彼此分隔開，因此當致冷劑流過內部熱交換器時，或者當傳送由壓縮機的操作造成的振動時，內部熱交換器的第一致冷劑管振動而與第二致冷劑管接觸，從而產生噪聲。如果第一和第二致冷劑管由于連續接觸而磨損，則致冷劑循環裝置的操作可靠性變差。

再進一步，當蒸發器的出口處的致冷劑的溫度升高時，為了實現充分的熱交換效果，應該增加內部熱交換器的熱交換面積。為了實現這種需求，應該增加套管式內部熱交換器的長度，從而導致內部熱交換器的成本增加。由于不充分的熱交換，在改進致冷循環的性能上還具有限制。

發明內容

因此，本發明的一個方面是提供一種可以防止液體致冷劑流入壓縮機且可以緊湊地制造的致冷劑循環裝置。

本發明的另一個方面是提供一種利用二氧化碳作為致冷劑的致冷劑循環裝置，所述致冷劑循環裝置可以降低噪聲并提高可靠性。

本發明的再一個方面是提供一種可以提高熱交換效率的致冷劑循環裝置。

本發明的其它方面和/或優點將部分通過以下說明闡述，將通過該說明部分地清楚呈現，或者可以通過本發明的實施獲悉。

本發明的前述和/或其它方面通過提供一種致冷劑循環裝置實現，所述致冷劑循環裝置包括：壓縮機；氣體冷卻器；減壓裝置；蒸發器，壓縮機、氣體冷卻器、減壓裝置和蒸發器流體連通以形成封閉環；以及熱交換器，所述熱交換器使從氣體冷卻器排出的致冷劑與從蒸發器排出的致冷劑進行熱交換。熱交換器包括連接到氣體冷卻器的出口并容納從氣體冷卻器排出的致冷劑的第一通道、以及連接到蒸發器的出口并容納從蒸發器排出的致冷劑的第二通道。第一通道中的致冷劑向下流動，而第二通道中的致冷劑向上流動。

蒸發器的出口可以設置在比第二通道的入口高的位置處。