可逆式蒸汽压缩系统技术方案

一种可逆的蒸汽压缩系统，它具有一个压缩机（１），一个内热交换器（２），一个膨胀器件（６）和一个外热交换器（３），它们借助各管路以一种可工作的关系连接，以形成一个完整的主路线。一个第一器件设置在主路线内的压缩机和内热交换器之间，以及一个第二器件设置在主路线的相对边上内热交换器和外热交换器之间，以便能逆转系统，由冷却模式至加热模式，以及反过来也是这样。同于逆转系统的第一和第二器件包括第一和第二子路线（分别为Ａ和Ｂ），每个子路线通过一个流动逆转器件（分别为４和５）与主路线连接。本系统包括的解决方案，是致冷剂，特别是二氧化碳用的一种可逆的热交换器，它具有一组内部连接的管段，设置为空气流动顺序地通过这些管段。第一管段和最后的管段是内部连接的，从而使在热交换器内致冷剂流体的流动可以借助设置在相应的各段之间的流动改变器件改变，由加热模式至冷却模式。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的领域本专利技术涉及蒸汽压缩系统，比如，致冷，空调，热泵系统，和/或它们的组合，使用任何的致冷剂以及尤其是二氧化碳在跨临界或亚临界条件下工作，以及更具体地说，涉及，但不局限于一种设备，它可作为一种可逆式的致冷/热泵系统工作。现有技术的说明一种非可逆式的蒸汽压缩系统在其基本的形式中具有一个主要的线路，它具有一个压缩机1，一个热排放器2，一个热吸收器3和一个膨胀器件6，如附图说明图1所示。上述的系统可以按加热或冷却模式工作。为了使此系统成为可逆的，即能够同时作为热泵和致冷系统工作，现有的技术使用不同的系统设计，在上述的线路内改变或增加新的部件，以达到此目的。这种现有的技术及它们的缺点现在说明如下。大多数普通使用的系统具有一个压缩机，一个流动逆转活门，一个内热交换器，两个扼流活门，两个检查活门，一个外热交换器和一个低压接收器/蓄压器，见图2。逆转是使用流动逆转活门，两个检查活门和两个扼流活门进行。这种解决方案的缺点是它使用两个扼流活门，以及事实上内热交换器无论在加热或冷却模式中将处于平行的流动，它是不利的。此外，这种解决方案的灵活性小，以及不能有效地使用于采用中等压力的吸收器的系统。EP0604417B1和WO90/07683公开一种跨临界的蒸汽压缩循环装置和方法，用于再循环其超临界的高边压力。公开的系统包括一个压缩机，气体冷却器(冷凝器)，一个反向流动内热交换器，一个蒸发器和一个压力吸收器/蓄压器。高压控制是借助改变吸收器/蓄压器的致冷剂清单而实现的。在反向流动内热交换器的高压出口和蒸发器的入口之间的一个扼流装置使用作为操纵器件。这种解决方案可以使用于或者是热泵，或者是致冷模式。再者，DE19806654公开一种可逆的热泵系统，用于借助内燃机作为动力的机动车，其中内燃机的冷却剂系统使用作为热源。公开的系统使用中等压力接收器，带有在热泵工作模式中底部供给闪蒸高压致冷剂，它是不理想的。还有，DE19813674Cl公开一种可逆的热泵系统，用于汽车的空调，其中由发动机的排出气体使用作为热源。这种系统的缺点是在排出气体的热回收热交换器内油的分解(当不使用时)，因为排出气体的温度相当高。还有，US5890370公开一种单级的可逆的跨临界蒸汽压缩系统，它使用一个逆转的器件和一个特殊模式的可逆的扼流活门，它可在两种流动方向工作。该系统的主要缺点是特殊模式的扼流活门要求的控制技术复杂。此外，在其现有的情况下，它仅能使用于单级的系统。另一个专利US5473906公开一种车用空调器，其中的系统使用两个或多个逆转器件，用于逆转系统的工作，由加热模式至冷却模式。此外，该系统具有两个内热交换器。与本专利比较，在上述的专利的一个建议的实施例中，布局是这样的，内热交换器放置在扼流活门和第二逆转器件之间。这种布局的主要缺点是，来自内热交换器出口的低压蒸汽不得不通过第二逆转器件，它导致在冷却模式中对于低压致冷剂(吸入气体)极大的压力降。在加热模式中该系统也经受在系统的热排放边的较高的压力降，这是由于排出气体在冷却之前不得不通过两个逆转器件。在上述的专利的另一个实施例中，同样的内热交换器放置在第一逆转器件和压缩机之间。该实施例再次导致在加热模式中，在热排放边上较高的压力降。在另一个实施例中，压缩机直接地与上述的两个四路活门贯通。同样地该实施例导致在模式中对于低压致冷剂(吸入气体)极大的压力降，这是由于上述的吸入气体在进入压缩机之前不得不通过上述的两个四路活门。在加热模式中，它同样经受一个较高的压力降。再者，在建议的实施例中吸收器放置在冷凝器的后面使其仅能使用于带冷凝器和蒸发器的热交换器的普通系统，以及因此它不适用于跨临界工作，因为设计的压力接收器在跨临界工作中设有任何功能。该系统的另一主要缺点是，该专利没有提供其它用途的实施例，比如简单的单式系统，两级压缩，组合的水加热和冷却，如本专利所提供的那样，这是因为上述的专利有意识地仅用于车用空调。有关本专利技术的第二方面，US-Re30433涉及热交换器的冷凝器和蒸发器的工作，而本申请关心的是蒸发器和气体冷却器的工作。在后一种情况下，致冷剂是一种单相流体，以及冷凝器的排放不是一个问题。在气体冷却器中，其目的经常是加热空气流至一个温度范围，但它不能做到，如果热交换器在平行于空气边工作。因此，在气体冷却器内，线路的设计应不同于在热交换器内的，它需要作为一个冷凝器工作。在本申请中，空气经常顺序流动通过热交换器段，而在US-Re30433中，空气流动平行地通过全部热传导区。”另一个专利US-Re30745公开一种可逆的热交换器，它与上述的专利(Re-30433具有许多相似之处，包括事实上工作局限于蒸发器和冷凝器模式。同样在此情况下，空气流动平行地通过全部段。另一个重要的差别是，在蒸发器工作时，该专利所述的热交换器的全部段在致冷剂边是并联地连接的。在本申请中，在蒸发模式中，致冷剂也经常顺序地流动通过热交换器。实质上，本专利技术申请说明一种可逆的热交换器，它在一个模式中作为加热器工作，借助冷却超临界的增压的致冷剂和加热空气，而在另一个模式中作为蒸发器工作，在两种情况下，致冷剂和空气流动顺序地通过各段。仅有的差别是，在气体冷却器的工作中致冷剂以与空气的反向流动形式顺序地流动通过全部段，而在蒸发器的工作中，两段和两段并联地连接。这些方面都不包括在两上上述的专利中，以及上述专利中没有一个可用于气体冷却器工作的希望目的。本专利技术的概述本专利技术解决了上述的系统的各缺点，提供一种新的改进的、简单的和有效的逆转器件，用于可逆的蒸汽压缩系统，而不会损害系统的效率。本专利技术的特征在于，它的主路线具有一个内热交换器和一个外热交换器，它通过第一和第二流动逆转器件与具有一个压缩机的第一子路线，以及具有一个膨胀器件的第二子路线连接，如所附独立的权利要求1所限定。本专利技术的第二方面涉及一种可逆的热交换器，它可以与可逆的热泵系统一起使用，而不会损害热交换器性能，其特征在于，在热交换器内致冷剂的流动可从借助设置在热交换器各段之间的流动改变器件由加热模式改变至冷却模式。本专利技术的补充的实施例涉及蒸汽压缩逆转除霜系统，它是一种众所周知的热交换器的除霜方法，例如，使用空气作为热源的一种热泵系统。本专利技术的实施例的特征在于，逆转过程是使用两个逆转器件进行的，如所附独立的权利要求1所限定。从属权利要求2-27和29-31限定本专利技术的最佳实施例。本专利技术的应用范围可以是，但不局限于固定的和移动的空调/热泵装置，以及致冷器/冷冻器。特别是，本装置可以使用于室内空调和热泵系统，以及汽车空调/热泵系统(带有内燃机的)，以及电动车或混合车。附图的简要说明本专利技术将借助实例和参见附图更详细地说明，其中图1是非可逆的蒸汽压缩系统的示意图；图2是最普通的系统的循环的示意图，它实际用于一个可逆的热泵系统；图3是加热模式工作中的第一实施例的示意图；图4是冷却模式工作中的第一实施例的示意图；图5是加热模式工作中的第二实施例的示意图；图6是冷却模式工作中的第二实施例的示意图；图7是加热模式工作中的第三实施例的示意图；图8是冷却模式工作中的第三实施例的示意图；图9是热泵模式工作中的第四实施例的示意图10是冷却模式工作中的第四实施例的示意图；图11是热泵模式工作中的第五实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可逆的蒸汽压缩系统，它具有，但不局限于：一个压缩机（１），一个内热交换器（２），一个膨胀器件（６），以及一个外热交换器（３），它们借助各管路以一种可工作的关系连接，以便形成一个完整的系统，其特征在于，内和外热交换器设置在主路线内，而压缩机和膨胀器件分别地设置在一个子路线Ａ和Ｂ内，以及上述的子路线Ａ和Ｂ分别地通过流动逆转器件（４）和（５）与主路线贯通，以允许系统逆转，由冷却模式至加热模式。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：科勒阿弗莱特，埃纳尔布伦登，阿明哈夫纳，彼得奈克瑟，约斯滕彼得森，哈瓦尔德莱克斯泰德，盖尔斯凯于根，格拉姆R扎克里，
申请(专利权)人：辛文特公司，
类型：发明
国别省市：NO[挪威]