具有蒸汽喷射系统的压缩机技术方案

一种热泵系统，包括第一换热器，与第一换热器流体连通的第二换热器，分别与第一和第二换热器流体连通的涡旋压缩机，以及分别与第一和第二换热器及涡旋压缩机流体连通的扩容器。扩容器包括流体连接到第一和第二换热器上的入口，并接收来自第一和第二换热器的液态制冷剂。扩容器还包括流体连接到第一和第二换热器上、将过冷的液态制冷剂输送到第二换热器的第一出口，和流体连接到涡旋压缩机上、在加热模式下将汽化制冷剂输送给涡旋压缩机的第二出口。

【技术实现步骤摘要】
具有蒸汽喷射系统的压缩机
本专利技术涉及蒸汽喷射，且更具体地涉及具有改进的蒸汽喷射系统的加热系统。
技术介绍
包括空调、冷冻机、制冷和热泵系统的加热和/或冷却系统，可以包括设置在换热器与压缩机之间的扩容器，用于改进系统的能力和效率。扩容器接收来自换热器的液态制冷剂，并将液态制冷剂的一部分转化成压缩机所使用的蒸汽。由于扩容器保持在相对于入口液态制冷剂更低的压力，所以一些液态制冷剂汽化，使扩容器中剩余的液态制冷剂损耗热量而变成过冷。在扩容器中得到的蒸汽处于增加的压力下，并可被喷射到压缩机中以增加系统的加热和/或冷却能力。将来自扩容器的汽化制冷剂分配给压缩机的中间压力输入。因为汽化的制冷剂处于显著高于离开蒸发器的汽化制冷剂、但低于离开压缩机的出口制冷剂流的压力，所以来自扩容器的加压的制冷剂使压缩机可将此加压的制冷剂压缩至其正常的输出压力，同时使其只穿过压缩机的一部分。置于扩容器中过冷的制冷剂类似地增加换热器的能力和效率。过冷的液体从扩容器中排出，并根据所需模式(即加热或冷却)输送到其中一个换热器。因为液体处于过冷状态，所以换热器可以从周围环境吸收更多的热量，从而提高加热或冷却循环的总体性能。对加压制冷剂从扩容器到压缩机的流动进行调节，以确保汽化的制冷剂被压缩机接收。类似地，对过冷液态制冷剂从扩容器到换热器的流动进行调节，以抑制汽化的制冷剂从扩容器到换热器的流动。上述两种情况都可以通过调节流入扩容器中的液态制冷剂的流动来控制。换言之，通过调节流入扩容器中的液态制冷剂的流动，可以控制汽化制冷剂和过冷液态制冷剂的量，从而控制汽化制冷剂向压缩机的-->流动，及过冷的液态制冷剂向换热器的流动。
技术实现思路
一种热泵系统，包括第一换热器、与第一换热器流体连通的第二换热器、分别与第一和第二换热器流体连通的涡旋压缩机，以及分别与第一和第二换热器及涡旋压缩机流体连通的扩容器。扩容器包括流体连接到第一和第二换热器上的入口，并接收来自第一和第二换热器的液态制冷剂。扩容器还包括流体连接到第一和第二换热器上、将过冷的液态制冷剂输送给第二换热器的第一出口，和流体连接到涡旋压缩机上、在加热模式下将汽化制冷剂输送给涡旋压缩机的第二出口。通过下面给出的详细说明，本专利技术的更多应用领域将会显而易见。应该理解的是，详细说明和具体实施例的意图只在于解释而不是试图限制本专利技术的保护范围。附图说明通过详细说明和附图，将会更加充分地理解本专利技术，其中：图1是根据本专利技术的原理的热泵系统的示意图；图2是示出图1的热泵系统的冷却模式的示意图；和图3是示出图1的热泵系统的加热模式的示意图。具体实施方式以下的说明本质上只是示例性的，且决不意图于限制本专利技术、应用或使用。在空调、冷冻机、制冷和热泵系统中可以使用蒸汽喷射来提高系统的能力和效率。蒸汽喷射系统可以包括扩容器，用于使提供给压缩机的制冷剂汽化，和使提供给换热器的制冷剂过冷。蒸汽喷射可以使用在能够为商业和民用建筑物提供加热和冷却的热泵系统中，以提高加热和冷却能力和效率中的一者或二者。出于相同的原因，扩容器可以使用在冷冻机应用中，为水提供冷却效果；使用在制冷系统中，冷却陈列柜或冰箱的内部空间；及使用在空调系统中，影响房间或建筑物的温度。虽然热泵系统可以包括冷-->却循环和加热循环，但冷冻机、制冷和空调系统通常只包括冷却循环。然而，提供加热循环和冷却循环的热泵冷冻机，在世界上的一些地方成为标准。每种系统使用制冷剂通过制冷循环来产生所需的冷却或加热效果。对于空调应用，使用制冷循环来降低待冷却的新空间(典型地为房间或建筑物)的温度。对于此应用，典型地使用风扇或鼓风机迫使周围的空气与蒸发器更快速地接触，以增加传热并冷却环境。对于冷冻机应用，制冷循环冷却或冷冻水流。当以加热模式工作时，热泵冷冻机使用制冷循环来加热水流。代替使用风扇或鼓风机，制冷剂保留在换热器的一侧，同时循环的水或盐水提供蒸发的热源。在加热模式中，热泵冷冻机通常使用周围空气作为蒸发的热源，但是也可使用其它热源，例如地下水或从地下吸收热量的换热器。因而，换热器冷却或加热从中经过的水，其中在冷却模式下热量从水传递到制冷剂中，而在加热模式下热量从制冷剂传递到水中。在制冷系统中，例如在冰箱或冷冻陈列柜中，换热器冷却装置的内部空间，冷凝器排除吸收的热量。通常使用风扇或鼓风机迫使装置内部空间中的空气更加快速地接触蒸发器以增加传热并冷却内部空间。在热泵系统中，均使用制冷循环来加热和冷却。热泵系统可以包括室内装置和室外装置，室内装置加热和冷却房间或者商业或民用建筑物的内部空间。热泵也可具有“室外”和“室内”部分结合在一个框架中的整体结构。如上所述，制冷循环可应用于空调、冷冻机、热泵冷冻机、制冷和热泵系统。虽然每种系统各具有独特的特性，但是均可使用蒸汽喷射来提高系统的能力的效率。也就是说，在每种系统中，从换热器接收液态制冷剂并将液态制冷剂的一部分转化成蒸汽的扩容器，可提供给压缩机的中间压力输入。汽化的制冷剂处于高于离开蒸发器的汽化制冷剂、但低于离开压缩机的出口制冷剂流的压力。所以，来自扩容器的加压的制冷剂使压缩机可将此加压的制冷剂压缩至其正常的输出压力，同时使其只经过压缩机的一部分。此外，扩容器中的过冷制冷剂有益于增加换热器的能力和效率。-->因为从扩容器中排出的液体是过冷的，所以当提供给换热器时可以从周围环境吸收更多的热量，从而提高加热或冷却循环的总体性能。以下将参考附图提供更加具体的实施例，但是本领域的普通技术人员应该意识到虽然本申请中描述的实施例包括空调和加热，但是本专利技术同样适用于其它系统，且有关特定类型系统所描述的某些特征可同样适用于其它类型的系统。下面将具体参考图1-3，详细说明热泵系统10的操作。将描述热泵系统10为包括冷却模式和加热模式，其中在加热模式中蒸汽喷射系统20提供中间压力的蒸汽和过冷的液态制冷剂，而在冷却模式中绕过蒸汽喷射系统20。应该理解的是，虽然以下将描述且在附图中示出在冷却模式中绕过蒸汽喷射系统20，但是可以通过简单地颠倒系统10的配置，可选地在加热模式中绕过蒸汽喷射系统20。参考图1，设置热泵系统10并包括室外装置12、室内装置14、涡旋压缩机16、储存槽18、和蒸汽喷射系统20。室内和室外装置12、14与涡旋压缩机16、储存槽18和蒸汽喷射系统20流体连通，以使制冷剂可在其间循环。制冷剂在涡旋压缩机16的压力下在整个系统10内循环。并在室内和室外装置12、14之间流动以排出和吸收热量。如可理解的，室内或室外装置12、14是排出还是接收热量将取决于热泵系统10是被设置成冷却模式还是加热模式，以下将进一步说明。该系统还可以是具有单一操作模式的单热或单冷系统。室外装置12包括室外盘管或换热器22和由电动机26驱动的室外风扇24。室外装置12包括封闭室外盘管22和室外风扇24的保护罩以使风扇24抽动周围的室外空气越过室外盘管22以提高传热。此外，室外装置12通常容纳涡旋压缩机16和储存槽18。虽然已将室外装置12描述为包括抽吸周围的空气越过盘管22的风扇24，但是应该理解的是，从盘管22传递热量的任何方法，例如将盘管22埋在地下或者在盘管22周围通过水流，均视为在本专利技术的保护范围之内。室内装置14包括室内盘管或换热器28和由电动机32驱动的室本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热泵系统，包括：第一换热器，可操作地传送沿第一流动方向和第二流动方向的制冷剂；第二换热器，与所述第一换热器流体连通并可操作地传送沿所述第一流动方向和所述第二流动方向的制冷剂；涡旋压缩机，分别与所述第一和第二换热器流体连通并可操作地压缩沿所述第一流动方向和所述第二流动方向的制冷剂；和液体回路，包括扩容器和旁通管，并具有进口管和与所述第一和第二换热器流体连通、并可操作地将过冷的液态制冷剂沿所述第一流动方向输送给所述第二换热器的第一出口管，所述旁通管设置在所述进口管和所述第一出口管之间，并可操作地在所述旁通管和所述扩容器之间产生压力差，以防止过冷的液态制冷剂沿所述第二流动方向流动到所述第一换热器中。

【技术特征摘要】
US 2005-8-22 11/209,1831.一种热泵系统，包括：第一换热器，可操作地传送沿第一流动方向和第二流动方向的制冷剂；第二换热器，与所述第一换热器流体连通并可操作地传送沿所述第一流动方向和所述第二流动方向的制冷剂；涡旋压缩机，分别与所述第一和第二换热器流体连通并可操作地压缩沿所述第一流动方向和所述第二流动方向的制冷剂；和液体回路，包括扩容器和旁通管，并具有进口管和与所述第一和第二换热器流体连通、并可操作地将过冷的液态制冷剂沿所述第一流动方向输送给所述第二换热器的第一出口管，所述旁通管设置在所述进口管和所述第一出口管之间，并可操作地在所述旁通管和所述扩容器之间产生压力差，以防止过冷的液态制冷剂沿所述第二流动方向流动到所述第一换热器中。2.如权利要求1所述的热泵系统，还包括膨胀装置，其设置于所述旁通管中并可操作地降低沿所述第二流动方向的制冷剂的压力。3.如权利要求1所述的热泵系统，其中所述膨胀装置是毛细管、热力膨胀阀或电子膨胀阀中的一种。4.如权利要求1所述的热泵系统，其中所述涡旋压缩机包括蒸汽喷射口，其与所述扩容器流体连通并可操作地接收沿所述第一流动方向的汽化制冷剂。5.如权利要求4所述的热泵系统，还包括止回阀，其设置于所述蒸汽喷射口与所述扩容器之间以防止制冷剂从所述蒸汽喷射口流动到所述扩容器中。6.如权利要求1所述的热泵系统，还包括四通阀，其设置于所述涡旋压缩机的出口并可操作地沿所述第一流动方向和所述第二流动方向引导制冷剂，以选择性地在加热和冷却功能之间转换热泵。7.如权利要求1所述的热泵系统，其中所述第一流动方向是加热模式和冷却模式中的一种。8.如权利要求7所述的热泵系统，其中所述第二流动方向是所述加热模式和所述冷却模式中的另一种。9.如权利要求1所述的热泵系统，还包括设置于所述第一换热器与所述扩容器之间的膨胀装置。10.如权利要求9所述的热泵系统，其中所述膨胀装置是毛细管、电磁阀、热力膨胀阀和电子膨胀阀中的一种。11.如权利要求1所述的热泵系统，其中所述第一换热器是冷凝器和蒸发器中的一种。12.如权利要求11所述的热泵系统，其中所述第二换热器是所述冷凝器和所述蒸发器中的另一种。13.如权利要求1所述的热泵系统，还包括设置于所述扩容器的所述出口管附近的膨胀装置。14.如权利要求13所述的热泵系统，其中所述膨胀装置是毛细管、电磁阀、热力膨胀阀和电子膨胀阀中的一种。15.如权利要求1所述的热泵系统，其中所述扩容器包括蒸汽喷射管，其流体连接至所述涡旋压缩机并可操作地将汽化的制冷剂沿所述第一流动方向输送给所述涡旋压缩机。16.在通过第一换热器与第二换热器之间的液体回路再循环制冷剂、且包括连接到液体回路上的涡旋压缩机的热泵系统中，蒸汽喷射系统包括：扩容器，具有进口管和与所述第一和第二换热器流体连通、并可操作地将过冷的液态制冷剂沿第一流动方向输送给所述第二换热器的第一出口管；和旁通管，设置在所述进口管和所述第一出口管之间，并可操作地在所述旁通管和所述扩容器之间产生压力差，以防止过冷的液态制冷剂沿第二流动方向流动到所述第一换热器中。17.如权利要求16所述的蒸汽喷射系统，还包括膨胀装置，其设置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：GR埃布尔，MW吴，KY刘，
申请(专利权)人：艾默生环境优化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]