[发明专利]用于执行蒸汽制冷过程的设备和方法

说明书

本发明涉及用于执行蒸汽制冷过程的设备和方法。设备包括：马达运行的主压缩机(C1)，其被设定成用于抽吸用作制冷剂的流体的蒸发器压力水平上的质量流，并且将该质量流压缩至高压水平；以及高压热传递器(H)，其被设定成用于冷却流体的高压水平上的质量流，提高流体密度并且降低流体温度。此外，还设置有膨胀器(E)，其被设定成用于将流体的来自高压热传递器(H)的质量流以做功方式减压至蒸发器压力水平；以及蒸发器(V)，其被设定成用于吸收热量，从而使得流体密度在穿过蒸发器时减小，并且使得蒸发器压力水平上的来自膨胀器(E)的质量流和引导穿过蒸发器(V)的流体的温度提升。最后，存在后置于高压热传递器(H)的并且前置于膨胀器(E)的过冷器(U)，其中，在过冷器(U)之后并且在膨胀器(E)之前，流体的来自质量流的一部分可以分叉并且可以借助高压调节阀(TH)减压至中间压力水平，从而流体随后以中间压力水平在反向流中在过冷器(U)中吸收热量并且在此使在高压水平上的质量流附加地过冷；以及高压压缩机(C2)，其与膨胀器(E)在机械上直接连接并且被设定成用于仅将流体的在膨胀器(E)之前分叉到过冷器(U)中的并且在反向流中引导的部分加压至高压水平，并且在高压热传递器(H)之前与来自马达运行的主压缩机(C1)的质量流混合。

技术领域

本发明涉及用于执行蒸汽制冷过程的设备和方法。

背景技术

利用二氧化碳作为制冷剂的蒸汽制冷过程是公知的并且基于二氧化碳在温室效应方面的有利的特性越来越多地使用。这种CO₂蒸汽制冷过程的通过使用做功(arbeitsleistend)膨胀提高的功率系数例如由文献EP 1 812 759 B1公知。然而在该公知的解决方案中不利的是，使用复杂的频率控制来影响高压。此外，所谓的液压增压器由Quack,H.和Kraus,W.E.所著的：用于铁路制冷和空气调节的作为制冷剂的二氧化碳(Carbon Dioxide as a Refrigerant for Railway Refrigeration and AirConditioning)，IIR会议天然工作流体在制冷和空气调节中的新应用论文集(Proceedingsof the IIR-Conference New Application of Natural Working Fluids inRefrigeration and Air Conditioning)，汉诺威，德国，1994，第489-494页，所公知。

发明内容

本发明的任务因此是提出用于执行蒸汽制冷过程的设备和方法，利用其可以实现简单地控制和调节蒸汽制冷过程。

该任务根据本发明通过下面描述的用于执行蒸汽制冷过程的设备和方法来解决。有利的设计方案和改进方案将在下文中进一步描述。

用于执行蒸汽制冷过程的设备具有马达运行的主压缩机，其被设定成用于抽吸用作制冷剂的流体的蒸发器压力水平上的质量流，并且将该质量流压缩至高压水平。此外，设置有高压热传递器，以便对流体的高压水平上的质量流进行冷却，提高其密度并且通过冷却降低流体温度。流体的来自高压热传递器的质量流在膨胀器中以做功方式减压至蒸发器压力水平，并且输送至蒸发器。蒸发器被设定成用于吸收热量，从而流体密度在穿过蒸发器时减小，并且来自膨胀器的蒸发器压力水平上并且穿过蒸发器的质量流的温度提升。最后，设置有后置于高压热传递器的并且前置于膨胀器的过冷器。在过冷器之后和在膨胀器之前，流体的高压水平的质量流的一部分可以分叉并且可以借助高压调节阀减压至中间压力水平，从而使得流体随后在中间压力水平上在反向流中在过冷器中吸收热量并且在此使得高压水平上的质量流在过冷器中过冷。与膨胀器在机械上直接连接的高压压缩机被设定成用于仅将在过冷器之间且在膨胀器之前分叉的且在与流体的高压水平上的穿过过冷器的质量流反向的反向流中引导的中间压力水平的质量流加压至高压水平，并且在高压热传递器前与流体的来自马达运行的主压缩机的质量流混合。