[发明专利]带有高速旋转式压力交换器的制冷系统

权利要求书

1.一种制冷系统，包括：

高压支路，用于使高压制冷剂循环通过它；

气体冷却器或冷凝器，所述气体冷却器或冷凝器沿着所述高压支路设置，其中，所述高压支路构造成经由所述气体冷却器或冷凝器将热量从所述高压制冷剂排放到周围环境，并且所述高压制冷剂处于超临界状态或亚临界状态；

第二低压支路，用于使低压制冷剂循环通过它；

蒸发器，所述蒸发器沿着所述低压支路设置，其中，所述低压支路构造成经由所述蒸发器将来自周围环境的热量吸收到所述低压制冷剂中，并且所述低压制冷剂处于液态、蒸气态或液体和蒸气的两相混合物；

压缩机或泵，所述压缩机或泵构造成将所述制冷剂的压力从低压增加到高压；以及

旋转式压力交换器，所述旋转式压力交换器流体联接到所述低压支路和所述高压支路，其中，所述旋转式压力交换器构造成接收来自高压支路的高压制冷剂，接收来自低压支路的低压制冷剂，并且交换所述高压制冷剂与所述低压制冷剂之间的压力，并且其中，来自所述旋转式压力交换器的第一流出流包括处于超临界状态或亚临界状态的所述高压制冷剂，并且来自所述旋转式压力交换器的第二流出流包括处于液态或液体和蒸气的两相混合物的所述低压制冷剂。

2.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述制冷剂包括二氧化碳。

3.根据权利要求1或2所述的制冷系统，其特征在于，所述旋转式压力交换器构造成使得所接收的处于蒸气态或液体和蒸气的两相混合物的低压制冷剂能够压缩成处于超临界状态或亚临界状态的高压制冷剂，并且使得所接收的处于超临界状态或亚临界状态的高压制冷剂能够膨胀成处于液体和蒸气或液体状态的两相混合物的低压制冷剂。

4.根据权利要求3所述的制冷系统，其特征在于，所述蒸发器设置在所述旋转式压力交换器的下游，并且其中，所述蒸发器构造成接收处于所述液体和蒸气的两相混合物的所述低压制冷剂，并且使得所述液体和蒸气的两相混合物能够转化为饱和蒸气或过热蒸气。

5.根据前述权利要求中任一项所述的制冷系统，其特征在于，所述制冷系统包括流体联接到所述低压支路和所述高压支路的所述压缩机。

6.根据权利要求5所述的制冷系统，其特征在于，所述蒸发器构造成向所述旋转式压力交换器提供处于所述蒸气态的所述低压制冷剂的第一部分，并向所述压缩机提供处于所述蒸气态的所述低压制冷剂的第二部分，其中，处于所述蒸气态的所述低压制冷剂的所述第一部分和所述第二部分包括过热蒸气。

7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的制冷系统，其特征在于，所述旋转式压力交换器构造成经由等熵或接近等熵膨胀，将处于超临界状态的所述高压制冷剂膨胀成处于液体和蒸气的两相混合物的所述低压制冷剂。

8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的制冷系统，其特征在于，所述旋转式压力交换器用于代替焦耳－汤姆逊膨胀阀，以增加所述制冷系统的冷却能力并降低所述压缩机的做功要求。