CN100381766C - 制冷循环能量效率的改进系统 - Google Patents

Abstract

制冷循环能量效率的改进系统包括：一个用于高压液态制冷剂和低压汽态制冷剂进行热交换的辅助热交换器单元；一个用于固定处于辅助热交换器单元内管入口处的液压阀的机罩，液压阀用来降低室外热交换器中冷凝的高压液态制冷剂的压力，并保持室外热交换器的冷凝压力。本系统可以和普通的空气冷却器和加热泵等一起使用，从而一个常规的制冷器即可以像热泵一样用来制热和制冷，并可以提高性能系数和减少电能的消耗。

Description

制冷循环能量效率的改进系统

技术领域

本发明是关于蒸汽冷凝的一个制冷循环，更确切地说，是一个制冷循环能量效率的改进系统，它可以被安装在一个普通的空气冷却器、热泵和制冷器上，用于提高制冷效率或制热效率，并且减少电能的消耗，确切地说，一个空气调节器能够像热泵那样执行冷却和制热功能，所以它可显示出较高的制热/制冷效率。

背景技术

众所周知，制冷循环会改变一个系统内的温度和压力而且能导致制冷剂的相位变化。凭借蒸发潜热或冷凝潜热，可以保持室内的温度适当或达到一种像制冰一样的制冷能力。它属于空气调节器的范畴，根据用途不同可以作为一个冷却器或热泵以及制冷器和制冰装置使用。

一个蒸汽冷凝的制冷循环(此后称为“制冷循环”)是由一个压缩机、一个冷凝器、一个膨胀阀和一个蒸发器通过管道有序连接起来的一个封闭回路系统。

一种低压低温的制冷剂通过在压缩机中的等熵(iso-entropy)处理被压缩成一种过热的高压高温的蒸汽制冷剂。过热的蒸汽制冷剂进入到冷凝器中，以使它在恒定的压力之下与环境中的空气进行热交换来释放热量并且冷凝成高压饱和液体。冷凝的制冷剂通过膨胀阀并通过节流变成低压低温的湿蒸汽。

接着，它通过蒸发器并吸收蒸发潜热进行蒸发。饱和的蒸汽重新进入压缩机并重复上述循环。

举例来说，空气冷却器是空气调节器内的一个装置，此装置的蒸发器被放置在室内，冷凝器被放置在室外，制冷剂受到从室内空气中吸收而来的蒸发潜热作用而蒸发。

另一方面，热泵装置的蒸发器被放置在室内，冷凝器放置在室外，可以依照它的用途通过一个四通阀来改变制冷剂的流向，从而完成在冷凝器和蒸发器之间的角色变化。热泵通过从制冷剂蒸发所吸收的蒸发潜热和制冷剂所释放的冷凝潜热来制热或冷却室内的空气。

制冷循环的性能用性能系数(COP)来表示，此系数被定义为热与功的比。热是指在蒸发器处吸收的热量或在冷凝器处冷凝的热量，当低压低温的制冷剂通过压缩机变成高压高温时需要做功。

因此，对于空气冷却器和热泵来说，必须增加其制冷效果和排热能力-表示当蒸发1公斤的制冷剂时所吸收的热容量——来得到较好的性能。

然而，如果制冷效果高于压缩功的增量，性能系数会变坏或者电能的消耗将增加。性能系数必须进行适当的提高，需要考虑如制冷剂特性等各种不同的问题。

特别地，在冬天进行制热操作的时候，由于室外温度较低，制冷剂不能够充份地吸收蒸发潜热，导致低效蒸发。低压制冷剂的干燥饱和度减小，并由于湿压缩导致低效压缩的发生。流入的制冷剂的比热容增大，导致冷凝热量的减少。期望得到足够的制热性能很难。而且，过量的负荷施加在压缩机上会引起设备烧毁。大工作量也会导致电能消耗的增加。

提高上述空气调节器性能的常规技术可以在韩国的专利号为2002-0070944和2002-0042775的公开专利中找到。

在专利号为2002-0070944的公开专利中，绝热的第一个和第二个热回收装置被安装在热泵系统的四通阀和室外的热交换器之间，第三个热回收装置被安装在四通阀和压缩机之间。高压和低压的制冷剂通过第一、二和第三个热回收装置进行相互的热交换。因此，高压的液态制冷剂是过冷的，而低压的制冷剂可以受到热补偿。

然而，第三个热回收装置被安装在压缩机和热泵系统的四通阀之间，在制冷时低压的制冷剂流入过热的压缩机中，而且由于压缩机的过热那个系统非常容易被破坏。在制热过程中，高压的制冷剂从压缩机中排放出来的时候把相当多的热量传给第三个热回收装置处的低压制冷剂，并进入室内的热交换器。没有达到预期的足够的制热效果。

而且，高压的液态制冷剂为了达到过冷而通过一个附加的过度冷却器，这被计划用来增加制冷效果。然而，在恒定的压力下，高压的液态制冷剂仅仅是依靠热传导作用使过度冷却的程度被降低，膨胀的制冷剂闪气体积的减小是非常微小的。

在专利号为2002-0042775的公开专利中，在热泵系统的室外热交换器和室内热交换器之间安装了一个专用的热交换器。此外使用二个四通阀，高压液态制冷剂和低压汽态制冷剂通过热交换器来实现相互的热交换。这样就可以使高压液态制冷剂过冷以及低压汽态制冷剂过热，增大性能系数并减少压缩功。

然而，在这一技术中，高压液态制冷剂在冷凝压力作用下在中等温度下进行热传导，这使它的过冷度降低。因为蒸发压力存在许多差异，制冷剂急剧蒸发后闪气的容积很大，而得到的蒸发潜热吸收容积很低。因此，在冬天的制热操作中蒸发仍然是低级的。

此外，与蒸汽相比其热传导量是很低的，因为液态制冷剂仅仅依赖热传导。更由于热交换器不是绝热的，在热交换过程中液态制冷剂的大部分热量都被释放到了空气中，从而导致低压汽态制冷剂的过热程度很低。因此，期望获得压缩负载的减小和电能的消耗的减少是很困难的。特别地，在制热过程中因为缺乏热容量不能期望得到很充分的制热过程。

发明内容

因此，本发明紧记先前技术中所发生的上述问题，目标是提出一个制冷循环能量效率的改进系统，以增加各种空气调节器的性能系数并减少电能的消耗，像是空气冷却器、热泵以及制冷器。

本发明的另一个目标是提供一个制冷循环能量效率的改进系统，可以用于普通的空气冷却器和热泵等，而且一个常规的制冷器可以像热泵一样被用来实现制热和冷却，这样可实现性能系数的增大和电能消耗的减少。

为了实现上述目标，在制冷循环能量效率的改进系统中，低压低温的制冷剂蒸汽被压缩成为高压高温后通过与环境的热交换进行冷凝；冷凝后的液态制冷剂发生膨胀然后通过与环境的热交换进行蒸发，借此实现制热和冷却。其组成如下：一个用于高压液态制冷剂和低压汽态制冷剂之间进行热交换的辅助热交换器单元，其包括一个内管，一端与室外热交换器的出口连接，另一端与第一个膨胀阀的入口连接；还包括一个与内管同轴的外管，外管的一端与室内热交换器的出口连接，另一端与压缩机的入口连接；还包括一个包围着外管的绝热层；一个机罩，用来封装安装于助热交换器单元的内管入口处的第一个液压阀，以及封装辅助热交换器单元；通过第一个液压阀降低在室外热交换器里冷凝的高压液态制冷剂的压力，并保持室外热交换器的冷凝压力。

更此外，制冷循环的能量效率的改进系统进一步包括一个四通阀，用于连接压缩机的一个出口，辅助热交换器单元的内管入口，室内热交换器的一端和室外热交换器的一端，并可依照操作模式来变换制冷剂的流向；第二个膨胀阀与辅助热交换器单元的内管的一端连接，并使在室内热交换器处被冷凝的制冷剂发生膨胀；第二个液压阀与辅助热交换器单元的内管的另一端连接，高压液态制冷剂在室内热交换器处冷凝的压力被第二个液压阀降低，同时室内热交换器的冷凝压力得以保持。

依照本发明的首选特征，辅助热交换器单元进一步会有一个制热器，用于制热低压低温的汽态制冷剂，而且制热器可以在一个预定的温度之下选择性地运行。低压低温的汽态制冷剂缺乏热容量，能够在剧冷阶段得到补偿。

依照本发明，液压阀可以保持汽态制冷剂被压缩机压缩成为高压高温时的冷凝压力。高压和中等温度的液态制冷剂的压力被适当地减小。中等压力和中等温度的液态制冷剂和低压低温的气态制冷剂在热交换器单元的绝热复合管中进行热交换。这样，液态制冷剂的温度可以被明显地减小，汽态制冷剂被过热。

因此，在液态的制冷剂膨胀之后新鲜气体的容积会明显地减小，而且吸收蒸发潜热的容积增大。冷凝压力被热交换器单元略微地减小，而且压缩机的排放压力被减小，这样就减少了压缩功。

本发明增强了制冷效果，提高了性能系数并减少了电能的消耗。这样就导致了热泵的制热/制冷性能的提高。

附图说明

通过以下的附图和对附图的详细描述可以更清楚地理解本发明的上述特征和其他的目标、特征以及优点，其中：

图1是本发明中制冷循环能量效率的改进系统的一个示意图；

图2是本发明中制冷循环能量效率的改进系统的辅助热交换单元的局部视图；

图3是在图2中沿着线III-III的横截面图；

图4是图1所描述的制冷循环能量效率的改进系统再加上一个压力补偿器的示意图；

图5是描述一个普通冷却器被应用在制冷循环能量效率的改进系统中的示意图；

图6是用来描述在本发明制冷循环能量效率的改进系统中的制冷循环的效果p-h图；

图7是本发明制冷循环能量效率的改进系统的另一个实施例；

图8是描述一个普通冷却器被应用在图7实施例中的示意图；

图9是本发明制冷循环能量效率的改进系统中应用的另外一个实施例，膨胀阀和一个液压阀；

图10是在图9中沿着线X-X的横截面图；

图11描述了本发明制冷循环能量效率的改进系统中的其它实施例。

具体实施方式

以下将参照附图采用示范性的实施例进行进一步的详细描述。

在图1，2和3中，制冷循环能量效率的改进系统1主要包含一个安装在制冷循环的一个室外热交换器(冷凝器)和一个室内热交换器(蒸发器)之间的辅助的热交换器单元10，通过它中等温度的冷凝液态制冷剂能够与低温的蒸发汽态制冷剂进行相互的热交换。改进系统更进一步包括一个安装在室外热交换器和辅助热交换器单元10之间的机罩30。一个辅助热交换器单元10和一个液压阀20被封装在机罩30中。液压阀20保持室外热交换器的冷凝压力，并将高压高温的冷凝液态制冷剂中变为中等压力和中等温度。

辅助热交换器单元10包含一个按“之”字形排列的内管11以达到预定的热交换器长度，一个外管12和内管同轴布置，绝热层13来阻止管子热量的损失。

内管11的一端与室外热交换器的一个出口连接，另一端与膨胀阀的入口连接。

外管12的一端与室内热交换器的一个出口连接，另一端与压缩机C的一个入口连接。

因为外管与内管同轴，内管的横截面除了管的厚度以外与室内热交换器的横截面是相同的。

绝热层13可以简单地设置成一个包围二重热交换器的盒子，但是最好用管状的绝热材料包围外管12，如图所示。

液压阀20被安装在辅助热交换器单元10的内管11的入口处，这样可以减小输送管的横截面以使高压和中等温度的冷凝液态制冷剂在进入液压阀之前的制冷压力在离开液压阀之后能够还能保持这种差异。

如果在图4所示的制冷循环能量效率的改进系统1上增加一个压力补偿器40效果更好，压力补偿器40可以不受负载变化等的影响保持制冷和蒸发压力恒定。

压力补偿器40包含一个用于存储额外的制冷剂的压力补偿箱41，当超过制冷剂预定的压力时第一个压力止回阀42用来引导额外的制冷剂进入压力补偿箱41；当低于制冷剂预定的压力时第二个压力止回阀43用来排出压力补偿箱41种的制冷剂。

压力补偿箱41的一个入口与膨胀阀的一个入口管44连接，压力补偿箱41的一个出口与膨胀阀的一个出口管45连接。

第一个压力止回阀42被安装在压力补偿箱41的一个入口管处，并且只有当超过制冷剂的预定压力时才打开。第二个压力止回阀43被安装在压力补偿箱41的一个出口管处，并且只有当低于制冷剂的预定压力时才打开。

另一方面，在改进系统1中，在一个普通的制冷循环中连接各构件的管子P可能被切断。辅助热交换器单元10的内管11和外管12被放置在切断的管子之间，并用焊接的方法连接起来。另外，如图4所示，在内管11和外管12的各端分别安装附加的接头50。

制冷循环能量效率的改进系统的作用如图5和6所示。

汽态制冷剂被压缩机C压缩变成高压高温。制冷剂流过室外热交换器HE1并通过与风扇F1产生的气流进行热交换而排放潜热。气体被冷凝成高压和中等温度的湿蒸汽。

冷凝的液态制冷剂通过第一个液压阀20，该液压阀20具有尺寸递减的通道(reduced channel)，压力和温度都被减小(Pc-Pc″)。制冷剂转变成中等压力和中等温度。接下来，转换后的液态制冷剂流过辅助热交换器单元10的内管，并与流过外管12内部的汽态制冷剂进行热交换。这样，如图6所示，温度c’被转变为温度c，减少了Δtsc，这样就可以减少焓。

换句话说，高压和中等温度的液态制冷剂流过第一个液压阀20首先减小压力和温度。液态制冷剂与低压低温的汽态制冷剂进行热交换。因为辅助热交换器单元10的热交换器被设置成套管，可以在沿着内管11的整个环境中发生热交换。

此外，外管12具有绝热层13以形成一个固体绝热层。这样可使热损失最小并确保在液态制冷剂和汽态制冷剂之间发生热交换，这样液态制冷剂的温度即被降低了。

此时，因为辅助热交换器单元10的内管11的压力被降低，室外的热交换器HE1的压力泄漏到内管11中。但是由于第一个液压阀20的作用，如图6所示，室外热交换器HE1的冷凝压力从Pc’减小到Pc。

因此，压缩机C排放出的制冷剂的排放压力值被减小，并导致压缩功的减少。但是对汽态制冷剂的冷凝没有严重的影响。如图6中的p-h图所示，制冷循环的特征为相同水平的蒸发压力Pe，较小的冷凝压力Pc和更好的制冷效果，并导致压缩功的减少。

当通过辅助热交换器单元10时液态制冷剂具有较低的压力和温度。接下来，制冷剂流过膨胀阀EV浓缩，变换成低压低温。在通过膨胀阀EV前后的压力和温度与过去相比明显减小。由于对吸热过程的贡献较少，膨胀的制冷剂中包含的闪气容积大幅度地减小。

大幅膨胀的制冷剂流过室内热交换器HE2并从风扇F2产生的气流中吸收蒸发潜热。因此，制冷效果大幅地增加了Δq(也就是从q’增加到了q)。

蒸发的低压低温汽态制冷剂流过辅助热交换器单元10的外管12并与绝热状态下的中等压力和中等温度的液态制冷剂进行热交换。蒸发的汽态制冷剂吸收热量变成过热的蒸汽再次进入到压缩机C中。

制冷剂进入后被压缩机C压缩并排放到室外的热交换器HE1中。因为气体制冷剂是以过热的状态进入并且被压缩，与过去相比温度增加了Δtsh(也就是a’->a)。然而，由于通过第一个液压阀20和辅助热交换器单元10的冷凝压力值Pc较低，所以排放压力减小。因此，压缩机C作的功减少了Δqw(也就是qw’->qw)，电能的消耗减少。

结果，本发明与先前的发明相比增加了制冷循环的制冷效果，消耗的压缩功较小，极大地提高了性能系数。

此外，既使液态制冷剂和汽态制冷剂的压力因为环境条件如天气等的改变而发生变化，压力补偿器40总是可以保持辅助热交换器单元10中的液态制冷剂和室内热交换器HE2的蒸汽压力Pe恒定，这样便可执行稳定的制冷循环。

换句话说，当系统中的压力由于外部因素而改变，且冷凝的液态制冷剂压力高于设定值时，压力补偿器40的第一个压力止回阀42被打开。多余的制冷剂流入到压力补偿箱41中来保持液态制冷剂的压力；当蒸汽压力低于设定压力值时，第二个压力止回阀43被打开，压力补偿箱41中包含的制冷剂供给到系统中来保持蒸汽压力。

图7是本发明制冷循环能量效率的改进系统1的另一个实施例；

此实施例包含了先前实施例中提及的一个四通阀、第二个液压阀70和第二个膨胀阀80。

四通阀60改变制冷剂流向室外热交换器HE1或室内热交换器HE2的方向。第二个液压阀70减小液态制冷剂在室内热交换器HE2处的冷凝压力并保持冷凝压力恒定。第二个膨胀阀80使具有中等压力和中等温度且通过辅助热交换器单元10进入到室外热交换器HE1中的液态制冷剂膨胀，以达到预定的蒸汽压力。这样，此实施例可以像热泵一样即能用来冷却又能用来制热。

四通阀60分别与压缩机C的一个出口、辅助热交换器单元10的外管12的一个入口、室外热交换器HE1的一个出口和室内热交换器HE2的一个出口相连接。依照操作模式的不同，压缩机C排放出的制冷剂直接流入室外热交换器HE1或室内的热交换器HE2中。

第一个液压阀20和第二个膨胀阀80被布置成一排，膨胀阀EV和第二个液压阀70也被布置成一排。这些阀分别由止回阀构成，制冷剂只能朝单一的方向流动。

而且，在实施例中，制冷剂的流动能够根据操作模式的变化而发生变化，来完成制热或者制冷的目的。第一、第二压力补偿器40，90分别安装在辅助热交换器单元10的前面和后面，这样就可以根据制冷模式或者制热模式而有选择的运行。

当第二压力补偿器90在制热模式下运作时，最好使制冷剂管道通过压力补偿箱91的内部。这样膨胀了的低压低温的制冷剂会从压力补偿箱91中的液态制冷剂中吸热，以补充冬天热容量的不足。

辅助热交换器单元10包含有加热器14，可以补充低压低温的汽态制冷剂缺少的热容量。加热器14可以在剧冷阶段——即室外温度低于蒸发温度时——有选择性的运行。

加热器14安装于辅助热交换器单元10的外管12的出口处，由一个蒸发温度传感器(未显示)控制其运行。

此外，当室外温度非常低时，要注意的是，由于制冷剂的蒸发不稳定会导致湿压缩的发生。因此，要在外管12的出口处布置收集湿制冷剂的收集器15。收集器15带有一个阀15a，使制冷剂只有在加热模式下才通过收集器15。

图8说明了一个采用了上述实施例的普通冷却器，其中它可以充当热泵在制冷模式和制热模式下运行。

制热模式的运行(实线箭头)与上述实施例中所描述的运行相同，因而不需要在这里进行更多的描述。

在制热模式(虚线箭头)中，高压高温的气体制冷剂从压缩机C中排出，经由四通阀60进入室内热交换器HE2中。当通过室内热交换器HE2时，气体制冷剂和室内空气做热交换而释放出潜热变成冷凝态制冷剂，用这些冷凝热来实现制热的目的。高压和中等温度的制冷剂流过第二个液压阀70后压力降低温度下降。

接着，具有中间压力和中等温度的液态制冷剂流过辅助热交换器单元10的内管11。

在绝热条件下流过外管12的液态制冷剂与低压低温的汽态制冷剂进行热交换。因而，制冷剂的温度大大降低，变成过冷状态。

此外，当内管11的压力下降时，室外热交换器HE1中的制冷剂流入内管11。尽管如此，如图6所示，通过第一个液压阀20室内热交换器HE1中的冷凝压力从Pc’下降到Pc以保持低压的条件。

在辅助热交换器单元10中的处于过冷状态的液态制冷剂流过第二个膨胀阀80后收缩为低压低温的制冷剂。虽然制冷剂的压力和制冷剂的温度在通过第二个膨胀阀80前后变化很小，但包含在膨胀制冷剂中闪气的体积大大减少。

因此，制冷剂很容易在经过室外热交换器HE1时从室外空气吸收热量而作为膨胀潜热。

低压低温的汽态制冷剂流过辅助热交换器单元10的外管12，并在流过内管11时与具有中间压力和中等温度的液态制冷剂进行热交换，汽态制冷剂从液态制冷剂吸热而变为过热状态。

即使由于室外空气温度较低，在室外热交换器HE1上蒸发进行得不充分，来自液态制冷剂的热量也会在一定程度上促进其蒸发。而且，在制冷剂经过收集器15之后，低压而过热的干燥汽态制冷剂进入压缩机C。

过热的汽态制冷剂再一次于压缩机C内被压缩，并排放到室内热交换器HE2中。在气体制冷剂于过热状态被压缩之后，气体制冷剂的温度从a上升到a’，增量为Δtsh。与通过第二个液压阀70和辅助热交换器单元10时相比冷凝压力Pc较低，导致了排放压力较低。

因此，压缩机C的工作量从qw’下降到qw，减少了Δqw，于是减少了电能的消耗，同时室内热交换器HE2的排放热量也从qc’增加到了qc。

这样就充分而高效的完成了室内制热。

当室外温度远远低于蒸发温度时，辅助热交换器单元10上的加热器14会运行向低压的汽态制冷剂提供热量补偿，从而受室外温度的影响完成制热。

在加热时，通过第二压力补偿器90的液态制冷剂的压力和蒸发压力总能保持不变，以保证运行稳定。而且，制冷剂管通过压力补偿箱91可以补偿冬天室外空气热量的不足。

非描述性数字92是第三个膨胀阀，93是一个单向阀，94和95是制冷剂管。单向阀93使制冷剂只能单向流动。第三个膨胀阀92输送低压低温的液态制冷剂流过管95。制冷剂在第二个压力补偿箱91中进行热交换。

图9和10说明了与上面所描述的第二个实施例相比较，膨胀阀EV和第二个液压阀70以及第二个膨胀阀80和第一个液压阀20其他的实施例。

各个膨胀阀和液压阀在一个套管内排成一排，使制冷剂双向流动。这样形成一个双向流动控制阀100根据流动方向来控制流量。

液压阀120是气密的，处于套管110内部的一端，而膨胀阀130也是气密的，处于套管110内部的另一端。液压阀120和膨胀阀130的孔口直径分别为124和134，虽然大小不同，但所有的结构都是相同的。因此，为了方便说明，指定相应的数字给相应的部件。下面解释膨胀阀130。

处于套管110中的膨胀阀130包含有一个气缸131，气缸中心有一个钻孔132，轴向上直径不同。膨胀阀130还包含有一个阀体133，阀体中心有一个钻孔134，和气缸131的钻孔132的大直径部分132a接触，并且轴向滑动。膨胀阀130还包含有一个环形制动器136，与气缸131的一端接触以防阀体132滑出。

阀体133呈锥形，与气缸131的钻孔132相匹配，多个凹槽135在阀体133的大直径部分133a以规则的角度排列。孔口134的横截面和每个凹槽135的横截面的总数与制冷剂通道的横截面的数目相同。指定数字137代表一个屏幕。

在制热循环中，液压阀120的阀体123向制动器126移动。制动器126打开处于大直径部分123a位置的凹槽125。制冷剂流过钻孔124和阀体123的凹槽125。膨胀阀130的阀体133移开制动器136，阀体133的小直径部分133b与气缸131的小直径部分132b相匹配。

同时，在膨胀阀体133的大直径部分133a上的凹槽135与气缸钻孔132的锥形部分132c接触，来阻止制冷剂流过凹槽135。因此，制冷剂只通过膨胀阀体133的钻孔134，并由此被收缩。

另一方面，在制冷循环中，以相反的方向进行上述操作，即可以降低液态制冷剂的压力和温度。

图11显示了本发明制冷循环能量效率改进系统的其他实施例。

此技术是安装在热泵上的一种结构。这个系统包括一个辅助热交换器单元10、第一个液压阀20、第二个膨胀阀80、第二个液压阀70和一个机罩30。辅助热交换器单元10用于高压液态制冷剂与低压汽态制冷剂进行热交换；第一个液压阀20处于辅助热交换器单元10的内管的进口，用来降低室外热交换器HE1里的高压冷凝的液态制冷剂的压力，和保持室外热交换器HE1的冷凝压力；第二个膨胀阀80与辅助热交换器单元10内管的一端连接，用来使室内热交换器HE2里的冷凝制冷剂膨胀；第二个液压阀70与辅助热交换器单元10内管的另一端连接，通过液压阀来降低室外热交换器HE1里冷凝高压的液态制冷剂的压力和保持室外热交换器的冷凝压力；机罩30用来固定辅助热交换器单元10和液压阀。

上述实施例的各个零件都与第二种实施例相同。因此，省略了细节描述。在这种情况下，当然要有第一、第二压力补偿器40，90、加热器14和收集器15。此外，虽然没有在图中显示，但是第一个膨胀阀EV和第二个液压阀70，第二个膨胀阀80和第一个液压阀20形成一个双向流动控制阀100，如图9所示。这个双向阀可以在管上排成一排。

如上所述，依照本发明制冷循环能量效率的改进系统，可以增加冷却器和制冷器的制冷效果并增大性能系数，较少的压缩功也减少了电能的消耗。

而且，发明改进了制冷效率或制热效率，并减少了电能消耗，尤其是空气调节器能够像热泵一样进行制冷操作和制热操作，显示出较高的制热/制冷效率。

此外，本发明增强了制冷效果，增大了性能系数，并减少了电能消耗。这样就改进了热泵的制热性能和制冷性能。

Claims (11)

1.制冷循环能量效率的改进系统：在制冷循环中，低压低温的汽态制冷剂被压缩成高压高温状态，然后在一定条件下通过热交换进行冷凝；冷凝的液态制冷剂膨胀以后在一定条件下通过热交换进行蒸发，这样就通过制冷循环，进行了制热和制冷；系统包括：一个辅助热交换器单元，用于高压的液态制冷剂与低压的汽态制冷剂进行热交换，该辅助热交换器单元包括一个内管，一端与室外热交换器的出口连接，另一端与第一个膨胀阀的入口连接；还包括一个与内管同轴的外管，外管的一端与室内热交换器的出口连接，另一端与压缩机的入口连接；还包括一个包围着外管的绝热层；一个机罩，用来封装安装于辅助热交换器单元的内管入口处的第一个液压阀，以及封装辅助热交换器单元；通过第一个液压阀降低在室外热交换器里冷凝的高压液态制冷剂的压力，并保持室外热交换器的冷凝压力。

2.如权利要求1所述的制冷循环能量效率的改进系统，该制冷循环能量效率的改进系统还包括一个四通阀，四通阀与压缩机的出口、辅助热交换器单元的内管的入口、室内热交换器的一端及室外热交换器的一端连接，并根据操作模式的变化而转变制冷剂的流动方向；还包括第二个膨胀阀与第二个液压阀，第二个膨胀阀与辅助热交换器单元的内管的一端连接，用来膨胀在室内热交换器里冷凝的制冷剂；第二个液压阀与辅助热交换器单元内管的另一端连接，用来通过第二个液压阀降低室内热交换器里冷凝的高压液态制冷剂的压力，并保持室内热交换器中的冷凝压力。

3.如权利要求2所述的制冷循环能量效率的改进系统：其中第一个膨胀阀和第二个液压阀、第二个膨胀阀和第一个液压阀平行排列，并且这些阀是只允许单一流向的单向阀。

4.如权利要求2所述的制冷循环能量效率的改进系统：其中第一个膨胀阀和第二个液压阀，第二个膨胀阀和第一个液压阀串行排列，以分别形成一个双向流动控制阀，该双向流动控制阀允许双向流动，并根据流向来控制流量。

5.如权利要求4所述的制冷循环能量效率的改进系统：其中双向流动控制阀包括一个套管，套管的各端都与制冷剂管相连接；两个安装在套管内的气密的气缸，彼此相隔一定距离，每个气缸的轴线上有一个钻孔，该钻孔在轴向上的直径不同，即每个钻孔可分为大直径部分和小直径部分，在两个钻孔之间有一个锥形区域；每个气缸内有一个阀体，与该气缸内的钻孔相匹配，即阀体也分为大直径部分和小直径部分，且每个阀体中心具有一个孔口，两个阀体的孔口直径不同，在每个阀体的大直径部分的位置有多个轴向凹槽，每个阀体都有一个锥形区域与气缸上的锥形区域相对应，并在每个气缸的钻孔的大直径部分中按照预定的冲程轴向滑动；因此每个阀体会跟随制冷剂的流动同时地向一个方向运动，而两个阀体中的任意一个阀体的凹槽与相应气缸的钻孔锥形区域相接触，从而阻止制冷剂流动。

6.如权利要求2或3或4或5中所述的制冷循环能量效率的改进系统：其中辅助热交换器单元还配备有一个加热器，用来加热低压低温的汽态制冷剂，加热器可以在预定温度下选择性地运行。

7.如权利要求1所述的制冷循环能量效率的改进系统：还包含有一个压力补偿器、第一个压力止回阀、第二个压力止回阀；压力补偿器中有一个压力补偿箱，它连接到第一膨胀阀的入口管并贮存备用制冷剂；第一个压力止回阀处于压力补偿器的入口管，只有超过制冷剂的预定压力时才被打开；第二个压力止回阀处于压力补偿器的出口管，只有在不超过制冷剂的预定压力时才被打开。

8.如权利要求6所述的制冷循环能量效率的改进系统：还包括第一压力补偿器和第二压力补偿器，这两个压力补偿器分别固定在辅助热交换器单元和室内热交换器之间以及辅助热交换器单元和室外热交换器之间，每个压力补偿器都包含有一个压力补偿箱；第一压力补偿器的压力补偿箱连接到第一膨胀阀的入口管并贮存备用制冷剂；第一压力补偿器的第一个压力止回阀处于第一压力补偿器的入口管，只有超过制冷剂的预定压力时才被打开；第一压力补偿器的第二个压力止回阀处于第一压力补偿器的出口管，只有不超过制冷剂的预定压力时才被打开。

9.如权利要求8所述的制冷循环能量效率的改进系统：一个制冷剂管，它穿过第二压力补偿器的压力补偿箱，该第二压力补偿器在制热模式下运行。

10.如权利要求9所述的制冷循环能量效率的改进系统：还包含有一个收集器，处于辅助热交换器单元的外管的出口处，此收集器用于过滤致冷剂中的水汽。

11.如权利要求1或2所述的制冷循环能量效率的改进系统：其中包括分别安装在辅助热交换器单元内管和外管的两个端口处的接头。

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