[发明专利]具有用于再加热功能的中间冷却器的制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及制冷系统，其中压缩机为两级压缩机，以及其中两个压缩级之间设置有中间冷却器。中间冷却器放置在移动越过室内换热器的空气流中，优选地，相对于空气流放置在室内换热器的下游，使得中间冷却器换热器也提供再加热功能。

背景技术

制冷系统是已知的并用于调节二次流体，例如待输送到气候受控环境中的空气。通常，压缩机压缩制冷剂并将该制冷剂输送到室外换热器，室外换热器在亚临界应用中公知为冷凝器，在跨临界应用中公知为气体冷却器。从室外换热器，制冷剂流经膨胀装置，然后进入公知为蒸发器的室内交换器。

为了获得额外的容量、提高系统效率以及达到更高的压缩比，经常的做法是在制冷系统中设置两级压缩机。采用两级压缩机，是将两个单独的压缩机部件或两个单独的压缩机单元串联设置在制冷系统中。具体而言，例如，在往复式压缩机的情况下，两个单独的压缩部件可由串联连接的不同组的汽缸表示。由较低级压缩至中等压力的制冷剂从该较低级的排出口输送到较高级的吸入口中。如果压缩机系统的压缩比是高的(两级压缩机系统通常就是这种情况)和/或制冷剂吸入温度是高的(装备有液体吸气换热器的制冷系统经常就是这种情况)，那么制冷剂排出温度也会变得极高，在很多情况下，可能超过由安全性考虑和可靠性考虑所限定的极限。因此，本领域中公知的做法是在两个压缩级之间设置中间冷却器换热器(或所谓的中间冷却器)以扩大运行包线和/或提高系统可靠性。在中间冷却器中，在两个压缩级之间流动的制冷剂通常被二次流体冷却。通常，需要附加的构件和线路系统来提供中间冷却器中的冷却。举例来说，提供风扇或泵来从低温源移动二次冷却流体以冷却中间冷却器中的制冷剂。这增加了提供中间冷却器功能的成本。

另一个可选的制冷系统部分为再加热线路。在再加热线路中，制冷剂流经在已越过蒸发器的空气的路径中位于下游的换热器。随后，制冷系统的控制器可以控制蒸发器，使得其首先将空气冷却到处于待调节环境中的人所期望的温度之下。这允许从空气中去除多余量的湿气。然后，空气向下游流动越过再加热换热器，并被加热回到所期望的温度。在期望除湿且不需要冷却或需要稍微冷却时，再加热线路提供从空气流中去除额外湿气的能力。通常，再加热线路的设置确实需要附加换热器，但是，并不需要附加的空气移动装置，因为它依靠已经设置用来移动空气使之越过蒸发器的空气移动装置。

最近，新一代的制冷剂，例如天然制冷剂，正被用在制冷系统中。一种非常有前途的制冷剂为二氧化碳(也公知为CO₂或R744)。特别对于CO₂制冷系统，中间冷却器变得甚至更加重要，因为这些系统趋向于在高的排出温度下工作，这归因于高的工作压力、液体吸气换热器的频繁使用、以及一般而言，CO₂循环的跨临界性质，以及CO₂制冷剂的多变压缩指数的高数值。然而，与中间冷却器相关的线路系统和构件的附加成本使得不那么期望设置中间冷却器。

因此，期望提供用于多级压缩机制冷系统尤其是CO₂制冷系统的中间冷却器以及再加热功能，除了中间冷却器本身之外其基本上不需要任何附加的线路系统或构件。

发明内容

在本发明的一个公开的实施例中，制冷系统引入了多级压缩机。中间冷却器设置在串联连接的至少两个压缩级之间。中间冷却器放置成经历越过室内换热器的气流。优选地，中间冷却器放置在室内换热器的下游，相对于输送到已调节空间中的气流而言。从而，中间冷却器换热器也可以选择性地提供再加热功能，优选地在期望进行除湿且只需稍微冷却或不冷却的工作条件下。再加热功能和中间冷却器功能可以根据需要启动。例如，当不需要中间冷却器功能时，可使制冷剂绕过中间冷却器，和/或当不需要再加热功能时，可安装风挡以使气流绕过中间冷却器。

将中间冷却器放置在室内空气流中，这允许由单个换热器提供中间冷却器和再加热这两种功能。此外，通过将中间冷却器放置在室内换热器的下游，就不再需要与中间冷却器相关联的附加的空气移动装置。作为替代，已与蒸发器相关联的空气移动装置也使空气移动跨过中间冷却器换热器。这样，通过仅仅提供单个换热器就提供了再加热和中间冷却器这两种功能。