[发明专利]增强式制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及制冷系统，并且更具体地涉及使用节约装置 (economizer)循环的制冷系统。

背景技术

制冷系统用于控制目标空间中的状况，如温度和湿度。一 些制冷系统构造为按需执行加热或冷却工作的热泵。制冷系统的性能 (能力和/或效率)可通过使用节约装置循环来增强。(参见专利US 6,385,981B1、US 6,571,576B1和US 7,000,423B2)。

发明概述

在一个方面，本发明提供了一种增强式制冷系统，其包括 制冷剂闭环回路，该制冷剂闭环回路包括压缩机单元、排热单元、节 约装置热交换器、膨胀装置、蒸发器单元，以及吸入蓄积器。吸入蓄 积器包括入口、蒸汽出口，以及液体出口。压缩机单元包括吸入端口、 节约装置进入端口，以及排出端口。

节约装置管线提供了制冷剂流在吸入蓄积器的液体出口与 压缩机单元的节约装置进入端口之间流动的通路。该节约装置管线包 括液体制冷剂泵和节约装置热交换器。

节约装置热交换器提供了在节约装置管线中流动的制冷剂 流与在主制冷剂环路中流动的制冷剂流之间的热传递交互作用。蒸发 器单元以这样的方式构造和工作，即使得离开蒸发器单元的至少一部 分制冷剂为液相。

节约装置管线的液体制冷剂泵经由节约装置管线和节约装 置热交换器泵送液体制冷剂，该液体制冷剂为流出蒸发器单元的制冷 剂流的至少一部分。该液体制冷剂的至少一部分在节约装置热交换器 中蒸发，且在节约装置管线中形成流入压缩机单元的节约装置进入端 口的蒸汽制冷剂流。

蒸发器单元构造和操作成用以在蒸发器单元出口处提供至 少一些未蒸发的液体制冷剂部分。液体制冷剂泵将该未蒸发的液体制 冷剂部分输送到节约装置热交换器中，在该处，液体制冷剂部分至少 部分地蒸发和输送到压缩机单元的节约装置进入端口中。

如果增强式制冷系统充有亚临界流体且利用亚临界流体进 行工作，则排热单元称为冷凝器。如果增强式制冷系统充有跨临界制 冷剂且利用跨临界制冷剂进行工作，则排热单元称为气体冷却器。

压缩机单元、排热单元、膨胀装置单元、蒸发器单元、节 约装置热交换器单元、吸入蓄积器单元和/或液体制冷剂泵单元都可具 有分别位于这些单元内的多个构件，例如压缩机、排热热交换器、膨 胀装置、蒸发器、吸入蓄积器和液体制冷剂泵。

如果增强式制冷系统用于冷却，则排热单元为室外单元而 蒸发器单元为室内单元。如果增强式制冷系统用于加热，则排热单元 为室内单元而蒸发器单元为室外单元。

如果制冷系统用作热泵，即其用于加热和冷却，则采用四 通换向阀对制冷剂流重新定向并在冷却和加热工作模式之间进行切 换。四通换向阀具有蒸汽入口、蒸汽出口、第一双向流端口，以及第 二双向流端口。蒸汽入口连接到压缩机单元的排放端口上。蒸汽出口 连接到吸入蓄积器的蒸汽出口上。第一双向流端口连接到室外单元 上，而第二双向流端口连接到室内单元上。

一些制冷系统可结合成单个单元。例如，压缩机单元和排 热单元可组装为一个单元。同样，膨胀装置可与蒸发器单元相结合。 此外，液体制冷剂泵和吸入蓄积器也可相互结合。

压缩机单元可具有两个压缩机，即低压压缩机和高压压缩 机，且节约装置进入端口定位在这两个压缩机之间。各压缩机均具有 至少一个压缩级。各压缩级均可具有多个并行的所谓的串排复缸压缩 机。低压压缩机和高压压缩机可制造和组装为单独的单元或单个的单 元。

节约装置热交换器可具有逆流、并流或交叉流布置。它也 可由闪蒸罐代替。闪蒸罐具有蒸汽进入端口、蒸汽排出端口，以及两 个液体端口。它提供了在主制冷剂环路中流动的制冷剂流与在节约管 线中流动的制冷剂流之间的直接热接触。两个液体端口中的至少一个 端口具有定位在主制冷剂环路内位于闪蒸罐上游的膨胀装置。两个液 体端口中的至少一个端口和闪蒸罐构成单个单元。

如果制冷系统使用跨临界制冷剂，则压缩机单元的节约装 置进入端口可与压缩机单元的排放端口相结合。在这种情况下，液体 制冷剂泵将与压缩机单元并行地工作。