制冷剂循环经过蒸气压缩系统，其包括压缩机、气体冷却器、膨胀装置、和蒸发器。优选的是，二氧化碳用做制冷剂。膨胀装置是从膨胀过程中获取能量的功回收装置，其与冷却流经气体冷却器的制冷剂的流体泵送装置连接。该流体泵送装置以一流率泵送流体以便使其流经气体冷却器，该流率与从膨胀过程获取的能量的量相关。该系统提供了一种自控制机构，以便控制气体冷却器中的制冷剂压力。当气体冷却器中的制冷剂压力增大时，膨胀机可从膨胀过程中获取更多的能量，这使得该流体泵送装置的流率增加并使得气体冷却器中的制冷剂压力下降。当气体冷却器中的制冷剂压力下降时，膨胀机可从膨胀过程中获取较少的能量，这使得该流体泵送装置的流率下降并使得气体冷却器中的制冷剂压力增加。
【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通过使用与流体泵送装置例如风机或泵连接的膨胀器从而调节过临界蒸气压缩系统的高压分量的系统。
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)，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。
技术实现思路
过临界蒸气压缩系统包括压缩机、气体冷却器、膨胀装置、和蒸发器。制冷剂经封闭回路系统进行循环。优选的是，二氧化碳用做制冷剂。由于二氧化碳具有低临界点，因此使用二氧化碳作为制冷剂的系统通常需要蒸气压缩系统以过临界方式运行。当该系统以过临界方式运行时，有利的是控制该系统的高压分量以便控制且优化该系统的性能和/或效率。膨胀机是从膨胀过程中获取能量的功回收装置。可由膨胀机获取的能量的量通常与气体冷却器和蒸发器之间的制冷剂压力降成比例。该膨胀装置与泵送热交换流体(通常是空气或水)以便使其流经气体冷却器的流体泵送装置连接。该流体泵送装置用于冷却在气体冷却器中的制冷剂。该流体泵送装置以一流率泵送流体以便使其流经气体冷却器，该流率与从膨胀过程获取的能量的量相关。该系统提供了一种自控制机构，以便控制气体冷却器中的制冷剂压力。当气体冷却器中的制冷剂压力增大时，气体冷却器和蒸发器之间的制冷剂压力降增大，并且膨胀机可从膨胀过程中获取更多的能量。当该能量增加时，该流体泵送装置的流率增加，这使得该气体冷却器的效率增大并使得气体冷却器中的制冷剂压力下降。当气体冷却器中的制冷剂压力下降时，气体冷却器和蒸发器之间的制冷剂压力降降低，并且膨胀机可从膨胀过程中获取较少的能量。当该能量降低时，该流体泵送装置的流率下降，这使得该气体冷却器的效率降低并使得气体冷却器中的制冷剂压力增加。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示出了现有技术的蒸气压缩系统的示意图；图2示出了过临界蒸气压缩系统的热力图；图3示出了本专利技术的过临界蒸气压缩系统的示意图，该系统包括与泵送热交换流体以便使其流经气体冷却器的流体泵送装置连接的膨胀装置；和图4示出了本专利技术的过临界蒸气压缩系统的示意图，该系统包括与马达连接的流体泵送装置。具体实施例方式图1示出了现有技术的蒸气压缩系统20a，其包括压缩机22、散热的热交换器(作为过临界循环的气体冷却器)24、膨胀装置26、和吸热的热交换器(蒸发器)28。制冷剂循环经过封闭回路的循环系统20a。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蒸气压缩系统20a以过临界方式运行。当该系统20a以过临界方式运行时，有利的是控制该系统20a的高压分量以便控制且优化该系统20a的性能和/或效率。制冷剂以高压且高焓离开压缩机22，如图2中的点A所示。当制冷剂以高压流经气体冷却器24，该制冷剂的热量和焓散失给热交换流体，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，存在如点C所示的压力降低。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，该制冷剂再次获得高压和高焓以便完成该循环。图3示意性地示出了本专利技术的过临界蒸气压缩系统20b，其包括膨胀机27。膨胀机27是从膨胀过程中获取能量并使得该系统20b更高效运行的功回收装置，这是由于膨胀过程更等熵且高效使用所获取的能量。可由膨胀机27获取的能量的量通常与膨胀机27两侧的压力降成比例，或与气体冷却器24和蒸发器28之间的压力降成比例。如图3所示，膨胀机27与流体泵送装置30连接。该膨胀机可以按机械方式或电气方式与流体泵送装置30联接。在一个示例中，膨胀机27借助轴36与流体泵送装置30连接。流体泵送装置30泵送的流体进行热交换以便冷却流经气体冷却器24的制冷剂。如果在气体冷却器24中与制冷剂进行热交换的流体是空气，则流体泵送装置30通常是风扇或风机。如果在气体冷却器24中与制冷剂进行热交换的流体是液体，则流体泵送装置30通常是泵。流体泵送装置30以一流率泵送流体以便使其流经气体冷却器，该流率与在膨胀过程中从膨胀机27获取的能量相关。当更多能量被获取时，流经该流体泵送装置30的流体的流率增加。相反，当在膨胀过程中较少的能量被获取时，流经该流体泵送装置30的流体的流率下降。该系统20b提供了一种自控制机构，以便控制气体冷却器24中的制冷剂压力。当气体冷却器24中的制冷剂压力增大时，膨胀机27可从膨胀过程中获取更多的能量。当从膨胀过程中获取更多的能量时，气体冷却器24中的高压和蒸发器28中的低压之间的压力降增大，这使得膨胀机27两侧的压力降更大。所获取的能量的这种增大使得该流体泵送装置30的流率增加，并且更多的流体被泵送经过气体冷却器24。当更多的流体泵送经过气体冷却器24时，该流体与制冷剂之间的传热增加，并且在气体冷却器24中的制冷剂温度下降。当气体冷却器24中的制冷剂温度下降时，气体冷却器24中的制冷剂压力下降。相反，当气体冷却器24中的高压降低时，膨胀机27从膨胀过程中获取能量变小。当从膨胀过程中获取较少能量时，气体冷却器24中的高压和蒸发器28中的低压之间的压力降降低，这使得膨胀机27两侧的压力降下降。所获取的能量的这种下降使得该流体泵送装置30的流率降低，并且更少的流体被泵送经过气体冷却器24。当更少的流体泵送经过气体冷却器24时，该流体与制冷剂之间的传热减小，并且在气体冷却器24中的制冷剂温度升高。当气体冷却器24中的制冷剂温度升高时，气体冷却器24中的制冷剂压力增加。该系统20b可提供在气体冷却器24中的制冷剂的高压的自动的自控制。当该高压改变时，流体泵送装置30的流率也改变，以便使得制冷剂与该流体之间的传热情况也改变，并由此改变气体冷却器24中的高压。膨胀机27和流体泵送装置30不必由轴36直接连接。来自膨胀机27的动力可借助发电机和马达传递给流体泵送装置30。如图4所示，流经流体泵送装置30的流体的流率还可由马达34直接控制，这使得可控制气体冷却器24中的高压。控制器32监控气体冷却器24中的高压。在该示例中，膨胀装置25可以是如图1所示的膨胀阀或者是如图3所示的膨胀机。如果当控制器32检测到气体冷却器24中的高压增大，该控制器32促动流体泵送装置30以便增加其流率并且增加流经气体冷却器本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种过临界的蒸气压缩系统，其包括：将制冷剂压缩到高压的压缩装置；用于冷却该制冷剂的散热的热交换器；以一泵送流率来泵送流体的流体泵送装置，该流体与在所述散热的热交换器中的该制冷剂进行热交换，并且该流体的该泵送流率的调节 可控制该系统中的所述高压；用于使得该制冷剂降低到低压的膨胀装置；感测该系统的该高压的传感器；基于由该传感器感测的该高压来调节该流体泵送装置的该泵送流率的马达；和用于使得该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，JM格里芬，
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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