[发明专利]制冷系统以及用于制冷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制冷系统以及用于制冷的方法。

背景技术

包括制冷回路的制冷系统在本领域内众所周知。通过使诸如CO₂的制冷剂在压缩机高压侧上处于跨临界状态(transcritica1s tate)来运转制冷回路的压缩机也是已知的。在这些系统中，尤其当压缩机的高压侧在大约120bar的常用压力值下运转时，难以使制冷剂获得期望的冷却。自30℃开始，在高环境温度下达到期望的冷却，会导致低的能量效率。

发明内容

因此，提供一种更有效的制冷系统，即使在高环境温度时也可获得期望性能将是有利的。

本发明的示例性实施方式包括一种制冷系统，其包括制冷回路，制冷回路沿流动方向具有压缩机、气体冷却器、第一膨胀装置、中间压力容器、第二膨胀装置、蒸发器、以及使制冷剂循环通过的制冷剂管道，其中，第一膨胀装置将制冷剂膨胀至中间压力等级。制冷剂管道的第一制冷剂管道连接压缩机和气体冷却器，制冷剂管道的第二制冷剂管道连接气体冷却器和第一膨胀装置，第一和第二制冷剂管道形成制冷回路的跨临界部分。压缩机可运转以使得制冷剂在跨临界部分内处于跨临界状态。制冷系统的特征在于其还包括降低过热(desuperheat)单元，降低过热单元与第二制冷剂管道的至少一部分成换热关系，由此在运转时，将在制冷回路内循环的制冷剂降低过热。

本发明的示例性实施方式还包括一种用于制冷的方法，其包括如下步骤：将制冷剂压缩至跨临界压力等级；冷却气体冷却器内的制冷剂；通过与降低过热单元换热将制冷剂降低过热；通过第一膨胀装置将制冷剂膨胀至中间压力等级；使制冷剂流入中间压力容器内；通过第二膨胀装置进一步膨胀制冷剂；以及使制冷剂流动通过蒸发器，从而冷却蒸发器的环境。

附图说明

以下参照附图更详细描述本发明的实施方式，其中：

图1显示了根据本发明的示例性制冷系统的示意图，其中降低过热单元包括制冷剂回路。

图2显示了根据本发明的另一示例性制冷剂系统的示意图，其中中间换热回路设置于制冷回路和降低过热单元之间。

具体实施方式

图1显示了根据本发明一个实施方式的制冷系统2。制冷系统2包括制冷回路4和降低过热单元6。制冷回路4包括常用于跨临界地运转的制冷回路中的六个部件：压缩机8、气体冷却器10、第一膨胀装置12、中间压力容器14、第二膨胀装置16、以及蒸发器18。这些元件由制冷剂管道连接，借助于此，制冷剂循环通过上述元件。第一制冷剂管道22连接压缩机8和气体冷却器10，第二制冷剂管道24连接气体冷却器10和第一膨胀装置12，第三制冷剂管道26连接第一膨胀装置12和中间压力容器14，第四制冷剂管道28连接中间压力容器14和第二膨胀装置16，第五制冷剂管道30连接第二膨胀装置16和蒸发器18，第六制冷剂管道32连接蒸发器18和压缩机8。

可以理解，上述结构是示例性的，且其修改是同样可行的。特别地，可选择用多个部件替换单个部件。例如，压缩机8可以由一组压缩机替换；同样也可有多个蒸发器18，每个蒸发器18与相应的第二膨胀装置16联合。并且，通过以彼此间直接流体连通的方式设置部件，可以省去单独的管道。

图1中制冷回路4还包括从中间压力容器14、特别是其中的气体空间到压缩机8的吸入侧的再反馈通道(refeed passage)，这对于本发明的制冷系统是可选的。再反馈通道包括第三膨胀装置20、连接中间压力容器14和第三膨胀装置20的第七制冷剂管道34、以及连接第三膨胀装置20和压缩机8的第八制冷剂管道36。

在图1的示例性实施方式中，降低过热单元6包括降低过热制冷回路40。降低过热制冷回路40沿流动方向包括压缩机42、冷凝器44、以及膨胀装置46。制冷剂管道48连接降低过热制冷回路中的上述元件，并循环通过其中的制冷剂。

制冷回路4的第二制冷剂管道24的一部分与降低过热单元6成换热关系。由换热器38实现换热，换热器38耦接制冷回路4的第二制冷剂管道24的一部分和降低过热制冷回路40的制冷剂管道48的一部分，且其设置于降低过热制冷回路40的膨胀装置46和压缩机42之间。对本领域技术人员显见的是，存在多种实现两元件间换热的方法。术语“换热器”在本文中应该用于包括所有这些等效的解决方案。

还可以理解，降低过热单元6仅在图1所示的示例性实施方式中包括制冷回路40。适用于通过与第二制冷剂管道24的至少一部分进行换热而提供对制冷回路4内制冷剂的降低过热的不同实现方式，也应该落在本发明的范围内。