[发明专利]具有流控制的节能制冷剂系统

说明书

技术领域

本发明总的涉及制冷剂蒸汽压缩系统，更具体地涉及配有节能器循环的制冷剂蒸汽压缩系统。

背景技术

制冷剂蒸汽压缩系统是本领域公知的，通常用于调节要被供应至住宅、办公楼、医院、学校、饭店或其他场所内的气候受控适宜区域的空气(或其他二次媒介)。制冷剂蒸汽压缩系统也通常用于运输制冷，以制冷供应至运输易腐货物的卡车、拖车、集装箱等等的温度受控货舱的空气，以及用于商业制冷，以适当地冷却供应至冷房、饮料冷却器、乳品箱或冷藏售货机的温度受控空间的空气，冷藏售货机用于展示处于冷冻状态的易腐食品货物。典型地，这些制冷剂蒸汽压缩系统包括：压缩机、冷凝器、蒸发器；以及膨胀装置。通常，膨胀装置(典型地为固定节流孔、毛细管、热力膨胀阀(TXV)或电子膨胀阀(EXV))布置在制冷剂管线中，相对于制冷剂流位于蒸发器的上游和冷凝器的下游。这些基本制冷剂蒸汽压缩系统组件由闭环制冷剂回路中的制冷剂管线串联互连，依照已知制冷剂蒸汽压缩循环布置。

为了改进制冷剂蒸汽压缩系统的性能并在宽范围的操作状况上控制从压缩机最终级排出的制冷剂蒸汽的温度，人们已知为这种系统配有结合制冷剂-制冷剂节能器热交换器的节能器循环。节能器热交换器一般布置在制冷剂回路中冷凝器和蒸发器之间。工作时，一部分离开冷凝器的制冷剂从主制冷剂回路分流，被膨胀至中间压力，然后流过节能器热交换器，与离开冷凝器的制冷剂主要部分构成热交换关系。如此，节能膨胀的制冷剂流中任何液体都被蒸发，然后该蒸发的制冷剂典型地被过热，而从冷凝器流过主制冷剂回路到蒸发器的制冷剂则被进一步冷却。典型地，膨胀的制冷剂蒸汽被注入压缩过程的中间级，通过通向单个压缩机的一个压缩室(或多个压缩室)的中间压力级的一个或多个注射端口，或者在多压缩机系统的情况下注入在上游压缩机的排出口和下游压缩机的吸入口之间延伸的制冷剂管线。

例如，美国专利US 6571576公开了一种制冷剂蒸汽压缩系统，其工作在亚临界循环中并配有节能器热交换器，其中，蒸汽制冷剂和液体制冷剂通过一个或更多个通向涡旋式压缩机的压缩室的节能器注射端口而回到压缩过程的中间级。为了提供注入压缩机的制冷剂蒸汽，一部分液体制冷剂在冷凝器下游位置从主制冷剂回路分流，借助于例如阀的膨胀装置膨胀至中间压力和较低温度，以形成随后流过节能器热交换器与制冷剂液体主流构成热交换关系的制冷剂液体/蒸汽混合物。在穿过节能器热交换器时，该制冷剂液体/蒸汽混合物从制冷剂液体主流吸取热量，进一步冷却该液体，因此蒸发任何处于两相混合态的剩余液体组分并典型地进一步加热该蒸汽。离开节能器热交换器的制冷剂蒸汽随后通过节能器注射端口以中间压力(吸入压力和排出压力之间)被注入压缩机。此外，液体制冷剂在冷凝器下游位置处被选择性地从制冷剂回路分流，混入从节能器流向压缩机的制冷剂蒸汽，并通过相同的节能器注射端口与制冷剂蒸汽一起被注入涡旋式压缩机的压缩室的中间压力级。

美国专利US7114349公开了一种制冷剂蒸汽压缩系统，其具有布置在制冷剂回路中相对于制冷剂流位于冷凝器下游并且相对于制冷剂流位于蒸发器上游的制冷剂-制冷剂热交换器。通过各种旁路管线以及操纵与这些旁路管线关联的各种开/关电磁阀，普通热交换器可作为节能器热交换器或吸液热交换器工作。当系统将制冷剂-制冷剂热交换器当作节能器工作时，制冷剂从主制冷剂回路流过节能器膨胀装置并从那里流过制冷剂-制冷剂热交换器，与从冷凝器流过主制冷剂回路至蒸发器的剩余制冷剂构成热交换关系。穿过制冷剂-制冷剂热交换器之后，膨胀的制冷剂被注入压缩机的中间压力级，或在相对于制冷剂流位于蒸发器下游并且位于压缩机吸入口上游的点处回到主制冷剂回路。

美国专利US6058729公开了一种用于运输制冷单元的亚临界制冷剂蒸汽压缩系统，该系统将制冷剂-制冷剂热交换器结合到制冷剂回路中作为节能器。所公开的系统也包括用于节流流向压缩机吸入口的制冷剂流的吸入调制阀(SMV)，以及用于压缩机容量控制的中间压力-吸入压力卸载回路。

发明内容

本发明的制冷剂蒸汽压缩系统包括主制冷剂回路、节能器回路、旁路管线、旁路流控制装置以及节能器/压缩机卸载载流控制装置。主制冷剂回路包括制冷剂压缩装置、制冷剂排热热交换器、制冷剂吸热热交换器以及主膨胀装置，主膨胀装置布置在主制冷剂回路中，处于制冷剂排热热交换器下游以及制冷剂吸热热交换器上游。节能器回路包括节能器制冷剂管线，节能器制冷剂管线在节能器和压缩装置的中间压力级之间成制冷剂流连通地延伸。