[发明专利]用于蒸气压缩系统的膨胀设备单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于蒸气压缩系统例如制冷系统、空调系统或热泵的膨胀设备单元，蒸气压缩系统包括具有至少两条蒸发器路径的蒸发器。本发明的膨胀设备单元能够以这样的方式向蒸发器输送流体介质：一条蒸发器路径内接收的流体介质的压力不同于至少一条另外的蒸发器路径内接收的流体介质的压力。

背景技术

在蒸气压缩系统中，流体介质例如制冷剂沿其中设有蒸气压缩系统部件的制冷剂路径循环。流体介质在压缩机内被压缩。压缩的流体介质随后被输送至冷凝器，压缩的流体介质在此冷凝，离开冷凝器的流体介质因此基本上是液态。流体介质随后被馈送至膨胀设备，在此膨胀，然后进入蒸发器。流体介质在蒸发器内蒸发，然后再次进入压缩机，由此完成循环。

当流体介质在蒸发器内蒸发时，流体介质和流过蒸发器的第二流体流之间产生热交换，由此冷却第二流体流中的流体。这可以被用于为封闭空间例如房间或制冷单位譬如超市中使用的制冷单位提供制冷。在来流的第二流体流温度和期望的出口温度之间的差异相对较大的情况下，必须以使蒸发器温度以及由此使蒸发器内的压力非常低这样的方式控制蒸气压缩系统的操作，目的是为了确保足够高的制冷能力。这是不合需要的，原因在于这样非常耗能，尤其是因为压缩机为了压缩离开蒸发器的低压流体介质而要消耗相对大量的能量。

例如，在蒸气压缩系统为空调系统的情况下，第二流体流中的流体是由于与蒸发器内蒸发的流体介质的热交换而被冷却的空气，目的是为了降低封闭空间例如房间内的温度。在某些情况下，为了获得封闭空间的期望温度，可能需要将流过蒸发器的空气温度从约26℃降至约10℃。在此情况下，蒸发器温度必须保持在低于10℃。

US2215327公开了一种空调系统，包括蒸发器，具有在制冷剂路径内流体并联设置的两组蒸发器盘管。蒸发器盘管被进一步相对于空气在蒸发器上循环通过的路径串联设置。其中一组蒸发器盘管与另一组蒸发器盘管相比保持较高的制冷剂压力和表面温度。具有较高表面温度的蒸发器盘管被用于降低蒸发器上流过的空气温度，并且具有较低温度的蒸发器盘管被用于降低蒸发器上流过的空气温度以及用于降低蒸发器上流过的空气湿度。为了将蒸发器盘管保持在不同的压力下，每一组蒸发器盘管都设有吸入压力控制阀以控制流过相应蒸发器盘管的制冷剂流量。阀的结构相同，但是被调节用于保持蒸发器盘管内不同的制冷剂压力。

吸入压力控制阀被流体地设置在蒸发器盘管和流体连接至压缩机的共用吸入管线之间。吸入压力控制阀降低离开蒸发器盘管的制冷剂压力，并且共用吸入管线内的主导制冷剂压力因此低于离开至少一组蒸发器盘管的制冷剂的制冷剂压力。所以，压缩机为了压缩通过共用吸入管线接收的制冷剂而消耗的能量相对较高。

而且，系统包括流体地设置在每一组蒸发器盘管之前的膨胀阀，并且膨胀阀设有分别紧固到膨胀阀出口附近的盘管的恒温元件或感温包。因此，膨胀阀彼此独立地进行操作。

发明内容

本发明实施例的目标是提供一种膨胀设备单元，其能够根据仅在至少两个流体流的一个上执行的测量将该至少两个流体流以不同的压力输送。

本发明实施例进一步的目标是提供一种膨胀设备单元，允许在其中设有该膨胀设备单元的蒸气压缩系统内以低能耗获得高制冷能力。

根据本发明，提供了一种用于蒸气压缩系统的膨胀设备单元，所述膨胀设备单元包括：

- 设置用于接收流体介质的入口开口，

- 设置用于输送流体介质的至少两个出口开口，

- 适合用于膨胀通过入口开口接收的流体介质然后再将流体介质输送至出口开口的主膨胀部分，以及

- 设置用于将通过入口开口接收的流体流分流成通过出口开口输送的至少两路流体流的分配部分，

其中主膨胀部分和/或分配部分被设置用于使得通过至少两个出口开口输送的流体内的压力不同，并且其中主膨胀部分根据在通过其中一个出口开口输送的流体流内测量的一种或多种参数进行操作。

在本发明的语境中，术语“蒸气压缩系统”应该被解读为表示其中有流体介质流例如制冷剂循环并且被交替压缩和膨胀以由此提供空间制冷或加热的系统。因此，蒸气压缩系统可以是制冷系统、空调系统、热泵等。

在本发明的语境中，术语“膨胀设备单元”应该被解读为表示蒸气压缩系统中至少负责用于膨胀流体介质例如制冷剂的部分。

在本发明的语境中，术语“流体介质”应该被解读为表示完全为液态、完全为气态或者是液态和气态混合的介质。