[发明专利]制冷系统和包括该系统的热泵单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种制冷系统，更特别地，涉及特别地用于产生热水的热泵单元。

背景技术

已知的，热泵单元包括：用于循环制冷剂的主回路，该主回路包括串联连接的冷凝器、膨胀阀，蒸发器和压缩器。

空气/水热泵被越来越多地用于产生热水和修整加热系统（例如，更换锅炉供应高温散热器），它们因此需要比被用于供应风扇线圈单元或者加热地板更高的冷凝温度。在操作期间，在低的环境温度处，高压缩率被赋予压缩器，其导致了高的释放温度。在冷凝器处，当制冷剂不能被过度加热时，制冷剂承受的高温度梯度导致在通过冷凝热交换之前，在冷凝器中，通过对流的热交换的比率是占优势的，接着降低了效率。通过冷凝进行交换的能量的比率的降低一方面导致了增加冷凝器的交换表面，另一方面再次限定了用于不能过度加热和冷凝的冷凝器的相关的区域。当使用具有温和的关键温度的冷凝剂时，诸如R410A，该效果通过在高温处可获得的潜在的冷凝热的减少而放大。设置有专门的不能过度加热的区域的特定冷凝器被接着必需地以保证朝向热水回路的满意的热交换，其对于设施引起过度的成本。

与空气/水热泵固有的另一个缺陷是在操作期间，在上述的低环境温度处，该单元的加热能力的降低，其导致了或者选择更大的压缩器尺寸以在年期间，降低的运行期间上满足需要，或者使用辅助的电阻器（resistance）。

文献JP 2006234363说明了一种制冷系统，包括：

-用于连续地循环制冷剂的主回路，其包括串联连接的冷凝器、膨胀阀、蒸发器和压缩器，

-制冷剂注射回路，其具有在冷凝器下游与主回路连接的第一部分，以及与压缩器连接的第二部分以使得允许从主回路获得的制冷剂注射进压缩器的至少一个压缩腔，

-温度和压力测量装置，其设计为在压缩器的排放处，测量制冷剂的温度和压力。以及

-调节装置，其与注射回路耦合且设计为调节注射进入压缩器的制冷剂的数量，调节装置包括能够在注射回路的打开和闭合位置之间移动的覆盖装置，以及设计为与由测量装置测量的温度和压力有关，控制覆盖装置在它们的打开和闭合位置之间移动的控制装置。

作为由测量装置测量的排放温度和压力的函数调节覆盖装置的打开和闭合使得可以调节制冷剂注射进入压缩器作为在压缩器的排放处的制冷剂的热力学特性的函数，其使得可以控制制冷剂渗入冷凝器的特性，因此以提高其效率。

虽然在文献JP 2006234363中说明的制冷系统改进了冷凝器的性能，然而，它具有缺陷。

在文献JP 2006234363中说明的制冷系统包括设计为控制覆盖装置的螺杆压缩器和控制装置，以使得在排放压力下，压缩器的排放温度和制冷剂的饱和温度之间的差低于10°C，更特别地，接近于0°C。应指出的是在压缩器的排放压力下，压缩器的排放温度和制冷剂的饱和温度之间的差也称作“在压缩器的排放处的过度加热”。

当意在穿过螺杆压缩器的制冷剂是R134A型时，该过热阀可以容易地获得由压缩器吸入的质量流率（flowrate）的近似20%的注射流率。

然而，对于诸如R410A的制冷剂，在压缩器的排放处的该过热因此可以仅获得由压缩器吸入的质量流率的近似70%或者更多的注射流率。

然而，为了保证该流率，已知的是使注射回路使用大导管。

该导管会使得安装制冷系统在现场的安装复杂化，且当注射被停止时，相当大地增加了由构成注射回路的导管形成的无用空间的影响，其损害了压缩器的性能。

发明内容

本发明致力于解决这些缺陷的全部或者一些。

基于本发明的技术问题有利地包括提供具有简单和经济的结构的制冷系统，其适于在蒸发和冷凝之间的高的温度偏差下操作，且与所使用的制冷剂无关地很好地执行，同时保持标准的冷凝器。

为了该目的，本发明涉及前述类型的制冷系统，其中注射回路包括在压缩器的一个或者多个压缩腔中形成的一个或者多个注射开口，每个注射开口被配置以使得在部分压缩的制冷剂经受大致等于2.5的因子的体积减少之前，注射回路的制冷剂与在对应的压缩腔中部分压缩的制冷剂混合。

该注射开口的配置使得可以获得在注射制冷剂的压力和在对应的压缩腔中的主要的平均压力之间的高压力差，其使得可以最大化最大流率，对于给定的冷凝压力，该最大流率可以潜在地被注射进入所述腔，同时使用小导管制成注射回路。这导致了最小化当注射停止时由形成注射回路的导管构成的无用空间的影响，其改进了压缩器的性能，且因此改进了制冷系统的性能。