[发明专利]一种制冷循环装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种制冷循环装置，更具体的说是一种容量可变的制冷循环装置。

背景技术

二氧化碳是一种环境性能良好(GWP＝1，ODP＝0)、经济、安全的自然制冷工质，而且其物理性能也很适合应用于制冷系统。然而CO₂空调系统的性能系数(COP)低于目前通常采用的合成制冷工质。考虑到CO₂降压膨胀时，具有膨胀比小(2～4)，可回收功大(约占压缩机耗功的25％～30％)的特点，所以可以采用膨胀机回收膨胀功的技术来提高系统性能，如图1和图2所示，可回收膨胀功：W_Rec＝h3-h5。

现有技术的制冷循环装置，如图2所示，包括主压缩机50，放热换热器47，膨胀机构48，吸热换热器49。

发明内容

现有技术的空调制冷循环装置，虽然可以满足用户的大部分需求，但是还存在着一些问题。例如，在某段特定的时期内大气环境温度会变得很高或者很低，现有技术的空调制冷循环装置由于供热或制冷容量不够大，将难以在这种高峰负荷的情况下满足用户希望尽快达到所希望的温度的需求。另一方面，现有技术的空调制冷循环装置，即使是变频压缩机系统(30Hz-120Hz)，其容量变化范围也是有限的，而如果仅仅为了满足这种较短时间的高峰负荷而增加系统容量，则会大大增加系统设备成本，导致不经济。因此，现有技术的制冷循环装置，难以在较经济的条件下满足用户的高峰负荷需求。

本发明的目的是提供一种变容量制冷循环装置。根据本发明的制冷循环装置，可以以相对简单的构造而较经济地满足用户在高峰负荷下的需求。

本发明提供的制冷循环装置，其用于循环制冷工质，包括一个制冷循环封闭回路，该制冷循环封闭回路包括主压缩机、放热换热器、膨胀机构和吸热换热器，其特征在于，所述热循环封闭回路还包括膨胀机/压缩机单元以及切换装置；且由所述主压缩机、所述放热换热器、所述膨胀机/压缩机单元和所述吸热换热器构成第一流路；由所述主压缩机、所述放热换热器、所述膨胀机构、所述膨胀机/压缩机单元和所述吸热换热器构成第二流路；所述切换装置用于使制冷工质在第一流路和第二流路之间切换。

根据本发明的制冷循环装置，由于可以通过切换装置在第一流路和第二流路之间进行切换，使得膨胀机/压缩机单元可以在作为第一流路中的膨胀机和作为第二流路中的压缩机的情况之间进行切换，从而在第二流路中由于可以并用多个压缩设备而可增大系统的供热或制冷容量，以满足高峰负荷时的需求。

在本发明的制冷循环装置中，所述制冷工质可以为二氧化碳。但并不限于此，只要是本技术领域所通常使用的制冷工质就可以。

本发明的制冷循环装置，其中所述膨胀机/压缩机单元可以与所述主压缩机通过轴相连接。

本发明的制冷循环装置，其中所述膨胀机/压缩机单元可以通过变流器与所述主压缩机之间进行电连接。

由于如上所述的膨胀机/压缩机单元通过轴或者通过变流器与主压缩机相联接，可以回收流经第一流路的高压流体的膨胀功，并传递给主压缩机，所以可以实现系统的更高效率的运行。

本发明的制冷循环装置，其中所述膨胀机/压缩机单元可以包括气缸、第一连通管和第二连通管；该气缸包括第一缸、第二缸、以及为使制冷工质在所述第一缸和所述第二缸之间流通而连接在两个缸体之间的流通管；所述第一缸与所述第一连通管的一端连接；所述第二缸与所述第二连通管的一端连接。

本发明的制冷循环装置，其中所述切换装置可以包括与所述第一连通管的另一端相连接的第一三通阀和与所述第二连通管的另一端相连接的第二三通阀。

本发明的制冷循环装置，其中所述膨胀机/压缩机单元可以包括由单级气缸形成的工作腔，以及与该工作腔相连接的第一连通管、第二连通管、第三连通管和第四连通管。

本发明的制冷循环装置，所述切换装置可以包括，形成于所述第一流路上并且与所述第一连通管和所述第三连通管的另外一端分别相连接的第一开关阀和第三开关阀，以及形成于所述第二流路上并且与所述第二连通管和所述第四连通管的另外一端分别相连接的第二开关阀和第四开关阀。

本发明的制冷循环装置，可以为，在所述第一流路中，制冷工质从所述吸热换热器的出口侧依次经过所述主压缩机、所述放热换热器、所述膨胀机/压缩机单元而流动到所述吸热换热器的入口侧；在所述第二流路中，制冷工质从所述吸热换热器的出口侧，经过所述主压缩机和所述膨胀机/压缩机单元的并列流路后，依次经过所述放热换热器、所述膨胀机构而流动到所述吸热换热器的入口侧。