节能式的制冷系统包括压缩机（２２）、气体冷却器（２４）、主膨胀装置（２６）、蒸发器（２８）。在冷却之后，制冷剂分成节能器流动路径（３４）和主流动路径（３２）。在节能器流动路径（３４）中的制冷剂膨胀成低压并且与在节能器热交换器（３０）中的主流动路径内的制冷剂进行热交换。在主流动路径（３２）中的制冷剂随后膨胀，并且在蒸发器（２８）中被加热，以便进入压缩机（２２）从而完成循环。在节能器热交换器（３０）与压缩机（２２）之间的收集器（４４）储存系统中的过多的制冷剂，以便调节系统中的制冷剂的量，并且由此调节该系统的高压。通过调节收集器（４４）中的制冷剂的量，可控制该系统的制冷剂量和系统的高压。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及一种用于控制节能式制冷系统的高压分量的系统，其借助位于节能式热交换器与压缩机之间的级间收集器来控制处于该系统的高压分量中的制冷剂的量。
技术介绍
含氯的制冷剂由于其具有破坏臭氧的可能因此逐渐地被淘汰。碳氢化合物(HFC)已经作为替代制冷剂，但是这些制冷剂仍然具有增加全球温室效应的可能。还提出使用“天然”制冷剂例如二氧化碳和丙烷作为替代流体。不利的是，这些流体中的绝大多数在使用中存在问题。二氧化碳具有较低的临界点，这使得使用二氧化碳的空调系统实际在临界点之上运行，或在大多数情况下过临界运行。亚临界的流体的压力是在饱和状态下(当液体和蒸气都存在时)的温度的函数。然而，当流体的温度高于临界温度(超临界)时，压力是流体的密度的函数。当蒸气压缩系统的运行是过临界的(transcritical)时，有利的是控制该系统的高压分量。通过控制该系统的高压分量，使得该系统的性能和/或效率处于受控状态并得到优化。在现有技术中，蒸气压缩系统的高压分量借助调节处于气体冷却器的出口的膨胀阀来控制，这使得可控制该系统的性能和效率。还可使用吸入管路热交换器和存储容器来增加该系统的性能和效率。还可通过使用节能器热交换器来使得离开散热的热交换器的液态制冷剂过冷，从而增加系统性能。在离开散热的热交换器之后，该制冷剂分为两个流动路径。节能器流动路径膨胀为低压，并且与在节能器热交换器内的主流动路径进行热交换。来自节能器流动路径的制冷剂注入到压缩机中。在主流动路径中的制冷剂借助主膨胀装置进行膨胀。通过使用节能器流动路径中的制冷剂进一步冷却主流动路径，从而降低了流向蒸发器的入口焓，以便增加了冷却能力。
技术实现思路
节能式的制冷系统包括压缩机、气体冷却器、主膨胀装置、蒸发器、和节能器热交换器。在气体冷却器中被冷却之后，制冷剂分成节能器流动路径和主流动路径。在节能器流动路径中的制冷剂在节能器膨胀装置中膨胀成低压并且与在节能器热交换器中的主流动路径内的制冷剂进行热交换。在节能器流动路径中的制冷剂返回到压缩机，或返回到多级式压缩过程的级间。在节能器热交换器与压缩机之间的收集器储存来自节能器热交换器的一定量的制冷剂，以便调节系统中的制冷剂的量，并且由此调节该系统的高压。优选的是，二氧化碳用做制冷剂。在主流动路径中的制冷剂借助主膨胀装置膨胀并且在蒸发器中被加热，以便完成该循环。通过控制该系统的高压，以便优化系统效率和性能。借助控制储存在收集器内的制冷剂的量，并且由此控制该系统的制冷剂的量，从而控制该系统的高压。储存在收集器内的制冷剂的量借助操纵该节能器膨胀装置来控制。该气体冷却器中的高压由一控制器来监控，该控制器基于该系统的高压从而操纵该节能器膨胀装置。如果该节能器膨胀装置稍微打开，较多的制冷剂流经节能器热交换器并且冷却在主流动路径中的制冷剂。当节能器流动路径中的制冷剂没有过热时，来自节能器热交换器的液态制冷剂聚集在收集器中，以便降低系统中的制冷剂量并降低系统的高压。如果该节能器膨胀装置稍微关闭，较少的制冷剂流经节能器热交换器，从而增加在节能器流动路径中的制冷剂的过热度。当节能器流动路径中的制冷剂过热时，较少的制冷剂聚集在收集器中，以便增加系统中的制冷剂量并增大系统中的高压。该主膨胀装置可用于在蒸发器之后或在第一级压缩之前控制吸气过热度。附图说明通常参照以下的附图和当前的优选实施例，本领域的普通技术人员可容易地理解本专利技术的多个特征和优点。在附图中图1示出了使用节能器热交换器的现有技术的制冷系统的示意图； 图2示出了节能器循环和无节能器循环的压力和焓的关系图；和图3示出了本专利技术的使用收集器的节能式系统。具体实施例方式图1示意地示出了现有技术的制冷系统20。该系统20包括压缩机22、散热的热交换器(作为过临界循环的气体冷却器)24、主膨胀装置26、和吸热的热交换器(蒸发器)28、以及节能器热交换器30。制冷剂循环经过封闭回路的循环系统20。制冷剂以高压且高焓经排气端口42离开压缩机22。该制冷剂流经气体冷却器24，并且该制冷剂的热量散失，以便以低焓且高压离开。随后，该制冷剂分流为两个流动路径32和34。在节能器流动路径34中的制冷剂在节能器膨胀装置36中膨胀为低压，并且与位于节能器热交换器30内的主流动路径32中的制冷剂进行热交换，以便冷却在主流动路径32中的制冷剂。在节能器流动路径34中的制冷剂沿节能器返回路径56经节能器端口38以吸气压力和排气压力之间的一压力返回到压缩机22。在主流动路径32中的制冷剂借助主膨胀装置26膨胀，并且随后在蒸发器28中被加热。该制冷剂随后经吸气端口40进入压缩机22，并且与来自返回路径56的制冷剂混合。优选的是，二氧化碳用做制冷剂。尽管参照二氧化碳进行描述，但是也可使用其它的制冷剂。由于二氧化碳具有较低的临界点，因此使用二氧化碳作为制冷剂的系统通常需要该系统20以过临界方式运行。当该系统20以过临界方式运行时，有利的是控制该系统20的高压分量。通过控制该系统20的高压分量，从而控制且优化该系统20的性能和/或效率。图2示出了节能式循环和无节能式循环的热力关系图。在无节能式系统中，制冷剂以高压且高焓离开压缩机22，如图中的点A所示。当制冷剂以高压流经气体冷却器24时，该制冷剂的热量和焓散失，以便以低焓且高压离开气体冷却器24，如点B所示。当制冷剂流经膨胀阀26时，压力降低，如点C所示。在膨胀之后，制冷剂流经蒸发器28并且以高焓且低压离开，如点D所示。在制冷剂流经压缩机22时，该制冷剂再次处于高压和高焓以便完成该循环。在节能式循环中，离开散热的热交换器24的流动在点B处分成两个部分。流动34的一个部分膨胀为较低的压力和温度，如点E所示。接着，该流动与在节能器热交换器30中的主流动32进行热交换。主流动32在点B’处离开节能器热交换器30，同时节能器流动在点F处离开。主流动接着膨胀为较低的压力和温度，如点C’所示。该流动流经蒸发器28以便到达点D。主流动随后在压缩机22中被压缩。在压缩过程中，或在多级式压缩过程的级间，来自点F的节能器流动加入，以便将主流动的温度降低到点G，并且使得压缩过程在点A’而不是在点A处结束，以便完成该循环。该系统20的高压是在气体冷却器24中的制冷剂的温度和密度的函数。由于密度是质量和体积的函数，并且在气体冷却器24中体积通常不改变，因此在气体冷却器24中的高压只是气体冷却器24中的制冷剂质量和温度的函数。因此，通过控制气体冷却器24中的制冷剂的质量，可控制该系统20的高压。图3示出了本专利技术的系统20。该系统20还包括级间的收集器44，其位于节能器热交换器30与压缩机22的节能器端口38之间，以便储存制冷剂。如果在该系统20中的净流动流入到收集器44中，则较少的制冷剂循环经过该系统20，并且如果吸气过热度保持恒定的话，气体冷却器24的压力将下降。或者，如果在该系统20中的净流动流出收集器44，则较多的制冷剂循环经过该系统20，并且如果吸气过热度保持恒定的话，气体冷却器24的压力将增高。主膨胀装置26控制流向蒸发器28的主流动路径32，并且由此控制压缩机22的吸气过热度。如果主膨胀装置26稍微打开，则较多的制冷剂流经蒸发器28，并且在压缩机22处的吸气过热度下降。如果主膨胀装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制冷系统，其包括： 用于将制冷剂压缩到高压的压缩机； 用于冷却该制冷剂的散热的热交换器； 节能器热交换器，该制冷剂被分成主流程和节能式流程，该主流程在节能器膨胀装置中减至低压，在所述节能器热交换器中该主流程中的所述制冷剂与在所述节能式流程中的所述制冷剂之间进行热交换，所述节能式流程返回到该压缩机，并且所述主流程流向主膨胀装置； 位于该节能器热交换器与该压缩机之间以便储存有一充注量的收集器； 该主膨胀装置用于在该主流程中将所述制冷剂减至低压；和 用于使得所述制冷剂蒸发的吸热的热交换器。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：TH西内尔，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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