[发明专利]带有闪蒸罐节约器的制冷剂蒸汽压缩系统

说明书

技术领域

本发明一般地涉及制冷剂蒸汽压缩系统，并且更具体而言， 涉及改进具有闪蒸罐节约器的制冷剂蒸汽压缩系统的性能。

背景技术

制冷剂蒸汽压缩系统在本领域中为众所周知的，并且常用 于调节供应给住宅、办公楼、医院、学校、餐馆或其它设施内的气候 受控舒适区的空气。制冷剂蒸汽压缩系统还常用于对供应给阵列柜、 推销展柜(merchandiser)、冷冻柜、冷藏室或商业机构中的其它易变质 /冷冻制品储存区的空气进行制冷。

制冷剂蒸汽压缩系统还常用于运输制冷系统，以用于对供 应给卡车、拖车、集装箱等的温度受控的货舱的空气进行制冷，以便 通过卡车、铁路、船运或以联运的方式来运输易变质/冷冻物品。由于 宽范围的操作负载条件和宽范围的室外环境条件(制冷剂蒸汽压缩系 统必须在这种宽范围内操作以将货舱内的制品保持在期望的温度下)， 所以与运输制冷系统结合使用的制冷剂蒸汽压缩系统通常遭受更严 格的操作条件。取决于待保存的货物的性质，货物需要被控制成的期 望温度还可在宽范围内变动。制冷剂蒸汽压缩系统不仅必须具有足够 的容量和制冷剂充填量以快速地降低在环境温度下装载到货舱中的 制品的温度，而且在运输期间保持稳定的制品温度时必须在制冷剂充 装过多而负载低的情况下高效地操作。另外，运输制冷剂蒸汽压缩系 统遭受静止的制冷剂蒸汽压缩系统所不会受到的震动和运动。因此， 在压缩机吸入进口上游的吸入管线中使用传统制冷剂收集器以储存 过多的制冷剂液体将在运动期间遭受晃动，这导致制冷剂液体不期望 地被运载通过吸入管线经由压缩机的吸入进口而进入到压缩机中。

传统上，大多说这些制冷剂蒸汽压缩系统在亚临界制冷剂 压力下操作，并且典型地包括压缩机、冷凝器和蒸发器以及通常为膨 胀阀的膨胀装置(相对于制冷剂流，其设置在蒸发器的上游和冷凝器的 下游)。这些基本的制冷剂系统部件由闭合的制冷剂回路中的制冷管线 而相互连接，按照已知的制冷剂蒸汽压缩循环进行布置，并且在所使 用的特定制冷剂的亚临界压力范围中操作。在亚临界范围中操作的制 冷剂蒸汽压缩系统通常充装有碳氟化合物制冷剂，例如(但不限于)， 氢氟氯碳化合物(HCFC)，如R22，和更常用的氢氟碳化合物(HFC)， 如，R134a、R410A、R404A以及R407C。

在当今的市场中，正对用于空气调节和运输制冷系统中替 代HFC制冷剂的“天然”制冷剂(例如，二氧化碳)表现出更大的关注，。 然而，由于二氧化碳具有低临界温度，所以充装有二氧化碳作为制冷 剂的大多数制冷剂蒸汽压缩系统被设计用于跨临界压力状态下的操 作。在操作于亚临界循环中的制冷剂蒸汽压缩系统中，冷凝器和蒸发 器热交换器都在低于制冷剂临界点的制冷剂温度和压力下操作。然 而，在操作于跨临界循环中的制冷剂蒸汽压缩系统中，排热热交换器 (其为气体冷却器，而并非冷凝器)在超过制冷剂临界点的制冷剂温度 和压力下操作，而蒸发器在亚临界范围中的制冷剂温度和压力下操 作。因此，对于在跨临界循环中操作的制冷剂蒸汽压缩系统，气体冷 却器内的制冷剂压力和蒸发器内的制冷剂压力之间的差值特征性地 基本上大于在亚临界循环中操作的用于制冷剂蒸汽压缩系统的冷凝 器内的制冷剂压力和蒸发器内的制冷剂压力之间的差值。

将节约器结合到制冷剂回路中以用于增大制冷剂蒸汽压缩 系统的容量也是习惯做法。例如，在一些系统中，制冷剂间热交换器 被结合到制冷剂回路中作为节约器。美国专利No.6,058,729公开了一 种用于将制冷剂间的热交换器结合到制冷剂回路中作为节约器的运 输制冷单元的亚临界制冷剂蒸汽压缩系统。所公开的系统还包括用于 对通往压缩机的吸入进口的制冷剂流进行节流调节的吸入调制阀 (SMV)和用于压缩机容量控制的中间压力到吸入压力的卸载回路。美 国专利No.7,114,349公开了一种带有普通节约器和内置(interdispose) 在制冷剂回路中相对于制冷剂流在冷凝器下游且相对于制冷剂流在 蒸发器上游的吸液式(liquid-suction)热交换器的制冷剂蒸汽压缩系统。 通过各种旁通管线和操纵与旁通管线相关联的各种打开/关闭的电磁 阀，该普通热交换器可作为节约器热交换器或作为吸液式热交换器而 操作。美国专利No.6,694,750公开了一种亚临界制冷系统，其包括串 联地设置在制冷剂回路中在冷凝器和蒸发器之间的第一制冷剂间热 交换器节约器和第二制冷剂间换热节约器，其。