[發明專利]帶有可調節內部熱交換器的冷卻系統

在審

• 申請號: 201780047195.7
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN109564039A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: L·沃特
• 申請（專利權）人: 伊頓智能動力有限公司
• 主分類號: F25B40/00
• 分類號: F25B40/00;F25B41/04;F25B49/02
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 胡強

本發明涉及一種冷卻系統，其包含在回路中通過流體管線并且依次連接的壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器，該冷卻系統還包含內部熱交換器，該內部熱交換器具有與第二管道熱交換接觸的第一管道，其中，第一管道是冷凝器和膨脹閥之間的流體管線的一部分，并且其中，第二管道是蒸發器和壓縮機之間的流體管線的一部分，該冷卻系統還包含布置在內部熱交換器的第一管道的兩端之間的旁通流體管線。

技術領域

本發明涉及一種冷卻系統，其包含在回路中通過流體管線并且依次連接的壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器，該冷卻系統還包含內部熱交換器，該內部熱交換器具有與第二管道熱交換接觸的第一管道，其中，第一管道是冷凝器和膨脹閥之間的流體管線的一部分，并且其中，第二管道是蒸發器和壓縮機之間的流體管線的一部分。

背景技術

對這種冷卻系統例如從EP1043550中進行了解。該出版物描述了一種冷卻系統，其中使用流體(特別是CO2)，該流體在壓縮機和膨脹閥之間的高壓管線中變為超臨界狀態。由于冷凝器的冷卻作用，高壓管線中的壓力可能會變化。特別是，這種變化取決于環境溫度。在寒冷的天氣中，高壓管線中的流體將被冷卻到遠低于炎熱天氣的溫度。這導致高壓管線中取決于環境溫度形成不同的壓力。這種壓力變化對冷卻循環的COP(性能系數)有不利影響。

EP1043550提出圍繞內部熱交換器的低壓管線(即在蒸發器和壓縮機之間)提供旁通通道。該旁通通道設有可控閥，對該可控閥基于高壓管線中的壓力來控制，以確保流體(特別是CO2)保持在最佳壓力。因此，如果高壓管線中的壓力上升，則將旁通通道關閉，使得高壓管線中的流體可以用內部熱交換器冷卻，并因此降低高壓管線中的壓力。另一方面，如果壓力下降，則將旁通通道打開，使得高壓管線中的流體不會被內部熱交換器進一步冷卻，從而產生更高的壓力。

內部熱交換器(IHX)在暖高壓側和冷吸入側之間進行熱交換。通常，在制冷循環中使用內部熱交換器主要對兩個物理值(即冷卻能力和系統效率(COP))具有積極影響。冷卻能力主要受制冷劑質量流量和蒸發器中的焓差這兩個因素的影響。

焓差受內部熱交換器高壓側的制冷劑的冷卻的影響。IHX的高壓側出口處的制冷劑溫度越低，蒸發器中的焓差越大，使得冷卻能力增加。在IHX的吸入側，制冷劑被加熱并變干燥(液體制冷劑的液滴在IHX中蒸發)。由于功耗下降，這種干燥對壓縮機有積極影響。這另外產生更好的COP值。

另外的潛在積極影響是蒸發器的過熱可以部分地進入IHX中，這使得能夠使用較大部分的蒸發器表面來進行空氣冷卻而不是使制冷劑過熱。總之：可用的IHX傳熱能力越高，對上述積極影響的利用越好。這將有助于提供更好的冷卻能力和整個AC系統的更高COP。

然而，增加IHX性能受到壓縮機吸入側的最大允許氣體溫度的限制。原因是較高的吸入側溫度會提高壓縮機中的工作溫度，從而也會提高排出溫度。最大允許工作溫度由壓縮機制造商規定，因此是限制因素。因此，最大壓縮機溫度也限制了最大可能的IHX性能。

基礎系統的IHX性能也不靈活，IHX長度、幾何結構和材料是決定熱交換能力的因素。這些因素是固定的，但為了在所有可變環境和驅動條件下以及針對在一個系統(R134a/HFO1234yf)中使用的不同制冷劑提供最佳的AC系統性能，需要IHX的自適應性能。

發明內容

本發明的目的是減少上述缺點。

該目的通過根據前序部分的冷卻系統來實現，該冷卻系統的特征在于，旁通流體管線布置在內部熱交換器的第一管道的兩端之間。

在第一管道的兩端之間并因此在冷卻系統的高壓或液體管線中設置旁通流體管線，允許直接控制IHX中的熱交換。

它還提供了壓降有限的優點。由于制冷劑在其液相的流速低，因此沒有明顯的壓降。如現有技術中已知的那樣，在吸入側具有旁路，存在由于旁通部件引起的壓降的風險以及對整個系統的相應負面影響。