CN100441981C - 制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冷系统，该系统回收在使制冷剂流动所需的压力从高压变化到低压时损失的能量，且重新利用所述能量作为提高压力的能源，从而减少制冷系统所使用的能量，提高系统的性能。包括冷凝器、膨胀阀、蒸发器和压缩机的所述制冷系统设有多个连接于压缩机输出部分和冷凝器输出部分的电磁阀，用于测量从压缩机和冷凝器排出的一部分制冷剂的温度和压力；多个用于使所述部分制冷剂旁路到压缩机的旁路管；连接于所述旁路管的喷射器，用于根据文丘里原理喷射从蒸发器送入的所述部分制冷剂而使其返回压缩机。

Description

制冷系统

技术领域

本发明涉及一种制冷系统，尤其涉及一种用于在使制冷剂流动所需的压力从高压变化到低压而提高能量效率时回收损失的能量，并重新利用该能量作为提高所述压力的能源的制冷系统。

背景技术

通常，制冷系统的压缩机压缩并泵送制冷剂。压缩机压缩的制冷剂变为气态制冷剂而经过例如毛细管或膨胀阀。采用这种制冷循环的现有制冷系统在制冷剂的循环过程中产生许多问题。即，尽管在使制冷系统的制冷剂流动所需的压力从低压变化到高压时需要外部动力，但在使制冷系统的制冷剂流动所需的压力从高压变化到低压时所述压力自然减小，从而不必要地产生动力损失。具体而言，现有制冷系统使用的动力仅用于提高制冷剂的压力。然而，因为致使制冷剂流动所需的压力是通过毛细管或膨胀阀流体动力地从高压变化到低压，结果自然是总体上用于提高制冷剂压力的动力出现损失。

换言之，制冷剂的压力从高压变化到低压时所需的能量与制冷剂的压力从低压变化到高压时所需的能量相同。因此，如果回收和再利用制冷剂的压力从高压变化到低压时损失的能量，那么可以提高制冷系统的能量效率。而且，如果回收的能量用于压缩机，适当地储存将用于压缩机的所述能量，那么可以提高系统的能量效率。

然而，制冷系统不是基于我们设想的简单原理或装置动作的，且不是利用简单的压力比如高压和低压动作的。制冷系统被称为通过制冷系统内制冷剂的循环改变制冷剂的压力和状态而传递热量的热泵。

当制冷剂循环经过系统的长蛇管和各种类型的装置时，产生阻止流体通过的阻力，即管道阻力。在用于低压和高压之间变化的能量交换装置中，产生转动单元的摩擦损失、热损失和容量效率的降低。当制冷系统具有补偿所述损失的辅助压缩机，和安装在能量交换装置的转动轴上、在压力从低压变化到高压时补偿所述损失的辅助马达时，不需要高动力的马达。

如果基于上述理论实现所述的制冷系统，那么将不再需要使用水、氨或锂的吸收式制冷系统的现有吸收式冷却系统或冷却一加热器。当夏天在车内使用空调时造成发动机载荷、车速和连比降低的问题也将得到解决。由于制冷系统的使用增加而造成夏天供需电力短缺的问题也将得到解决。

下面参照附图14描述现有的制冷系统。

参照图14，现有制冷系统包括用于在高温、高达冷凝压力的高压下压缩气态制冷剂的压缩机10，用于通过冷却风扇12a鼓风而将压缩机10压缩的气态制冷剂冷凝成液态以释放热量的冷凝器12(如果冷凝器是水冷型的，那么它使用水代替空气冷凝制冷剂。即使可以使用其他冷却剂或装置，本实施例也使用空气举例说明)，用于通过节流作用将高温高压下冷凝器12冷凝的液态制冷剂在低压下膨胀成气态制冷剂的膨胀阀24，和用于蒸发膨胀阀24膨胀的气态制冷剂、同时鼓风机26a吹出的冷却空气通过热交换利用制冷剂的蒸发热、并将气态制冷剂返回压缩机10的蒸发器26。

同时，制冷剂应当在制冷循环过程中在气态和液态之间连续变化。当制冷剂含水时，在制冷过程中循环经过制冷系统时水在膨胀阀或毛细管内冻结，从而导致制冷循环中断而使制冷系统停机。因为制冷剂的状态不能平滑地变化，所以制冷系统不能良好运行且可能生锈。在使用氨的制冷系统中，如果水渗入，那么由于氨水而造成稀释。所以，如果冻结量较小，那么将不会使制冷系统停止。然而，因为在稀释过程中蒸发压力增加，所以需要分离水。

为解决水造成的问题，现有制冷系统设有位于冷凝器12和膨胀阀24之间的干燥器(用于吸收性多孔材料，比如硅胶)，以便吸附制冷剂中的水，还设有位于冷凝器12和干燥器18之间的流体收集槽15，用于给膨胀阀24仅供应液态制冷剂。

干燥器18具有内嵌的干燥剂和过滤器，干燥剂从冷凝器12朝膨胀阀24引导的制冷剂中吸收水分，过滤器过滤制冷剂内包括的除水之外的杂质。

流体收集槽15临时储存涉及制冷循环的载荷变化的液态制冷剂，分离预冷凝的制冷剂或液态制冷剂中包括的不可凝气体，并在由于系统故障导致制冷剂过热时由易熔塞(如果有的话)强制排出制冷剂而保护系统。

同时，当从蒸发器26排出的气态制冷剂不完全蒸发时，在排出的气态制冷剂中包括水。所以，因为蒸发器26和冷凝器10之间管道内的气态制冷剂在制冷系统停止时变成液态，所以水可能进入压缩机10。

然而，因为水是不可压缩流体，当水进入压缩机10时，产生了液体压缩现象，发出所谓的锤击噪音，因为水不可压缩而导致压缩机10烧坏。

因此，需要从根本上防止液态制冷剂进入压缩机10。为此，在蒸发器26和压缩机10之间加装气液相分离器29，用于分离液态制冷剂，并仅给压缩机10供应气态制冷剂。

为了避免在杂质进入压缩机10内时压缩机10损坏，在气液相分离器29和压缩机10之间加装过滤器32，用于过滤杂质。

附图标记16指的是用于防止制冷剂经流体收集槽15排出的电磁阀，附图标记22指的是观察镜。

在现有的制冷系统中，当制冷剂经过流体收集槽15、干燥器18和电磁阀16时产生非常大的阻力。而且，即使当流经流体收集槽15时制冷剂充满水，由于制冷剂量的控制，当制冷剂到达膨胀阀24的正前方时，充满状态和半充满状态的交变流造成压力急剧变化。

为了避免阻力和压力变化，流体收集槽15过多地充满水。这样，不利的是，流体收集槽15的体积增加，制冷剂的充填量也增加。因为蒙特利尔公约(该公约限制使用破坏臭氧层的氟利昂制冷剂)使用的氟利昂量受到限制，所以必须开发一种使用少量氟利昂的制冷系统。

而且，在现有的制冷系统中，位于蒸发器26和压缩机10之间的气液相分离器29这样构成，即安装在其中的气液相分离管弯成U形，从而防止液态制冷剂进入。

发明内容

因此，本发明涉及一种制冷系统，该系统基本上消除了一个或多个由于相关现有技术的限制和缺点造成的问题。

本发明的一个目的是提供一种用于在使制冷剂流动所需的压力从高压变化到低压时回收损失的能量，以便提高能量效率，并重新利用所述能量作为提高压力的能源的制冷系统。

为实现上述目的和其他优点，根据本发明的目的，如本文中所体现和概述，本发明提供了一种制冷系统，该系统包括：具有用于压缩制冷剂的压缩机，用于冷凝制冷剂的冷凝器和用于蒸发制冷剂的蒸发器的制冷剂循环部分；多个连接于压缩机的输出部分和冷凝器的输出部分、用于测量从压缩机和冷凝器排出的一部分制冷剂的温度和压力的电磁阀；多个与所述电磁阀连通且在电磁阀的控制下工作的旁路管，用于使所述部分的制冷剂旁路到压缩机，以便再次压缩；连接于所述旁路管和蒸发器的喷射器，用于根据文丘里原理将从旁路管送入的所述部分制冷剂和从蒸发器送入的制冷剂喷射返回到压缩机，以补偿压缩机减少的能量。

优选地，该制冷系统还包括用于控制制冷系统的整个操作的控制器。

优选地，该制冷系统还包括位于喷射器和压缩机之间且连接于冷凝器的输出部分和蒸发器的输入部分的壳体，用于完全蒸发从蒸发器流出且经过的制冷剂。

优选地，该制冷系统还包括位于喷射器和压缩机之间、用于增加从喷射器流出的制冷剂的压力的第一泵，和位于冷凝器和蒸发器之间、且与第一泵同轴布置、用于使从冷凝器流出的制冷剂膨胀的第二泵。

优选地，该制冷系统还包括位于第一泵和第二泵之间的马达。

优选地，该制冷系统还包括位于喷射器和冷凝器之间、用于增加从喷射器流出的制冷剂的压力的第三泵。

优选地，该制冷系统还包括位于第一泵和第三泵之间、用于降低从第一泵流出的制冷剂的温度的冷却器。

在本发明的另一方面，还提供了一种制冷系统，包括：用于压缩和泵送制冷剂的压缩机；连接于所述压缩机、通过冷却水冷凝压缩机泵送的制冷剂的冷凝器；和具有两个封闭腔室且连接于冷凝器的蒸发器，用于蒸发从冷凝器流出的制冷剂，同时使制冷剂垂直或水平流经所述腔室。

优选地，该制冷系统还包括用于控制制冷系统的整体运行的控制器。

优选地，该制冷系统还包括用于使冷却水循环的冷却水容器，所述冷凝器安装在冷却水容器内。

希望所述冷却水容器是拼合式的，从第一冷却水容器流出的一部分制冷剂进入第二冷却水容器。

在阅读了下面参照附图的描述之后，本发明的上述目的、优点和其他特征将明显。

附图说明

从下面结合附图对本发明的优选实施例的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1是本发明的第一优选实施例的制冷系统的示意图；

图2是本发明的第二优选实施例的制冷系统的示意图；

图3是本发明的第三优选实施例的制冷系统的示意图；

图4是本发明的第四优选实施例的制冷系统的示意图；

图5是本发明的第五优选实施例的制冷系统的示意图；

图6是本发明的第六优选实施例的制冷系统的示意图；

图7是本发明的第七优选实施例的制冷系统的示意图；

图8是本发明的第八优选实施例的制冷系统的示意图；

图9是本发明的第九优选实施例的制冷系统的示意图；

图10示出了表示本发明的第九优选实施例的制冷系统中冷凝器的压力和焓之间的关系的热值；

图11a是示出了本发明的第九优选实施例的制冷系统中的蒸发器的改型的示意图；

图11b是示出了本发明的第九优选实施例的制冷系统中的蒸发器的另一改型的示意图；

图12是本发明的第十优选实施例的制冷系统的示意图；

图13是本发明的第十一优选实施例的制冷系统的示意图；以及

图14是现有制冷系统的示意图。

具体实施方式

<第一实施例>

现在详细参照本发明的优选实施例，其中示例在附图中示出。在图14的现有技术和本发明的第一优选实施例之中相同的附图标记表示相同或对应的部件，且相同的部件将不再解释说明，以避免重复。

图1是本发明的第一优选实施例的制冷系统的示意图。

参照图1，附图标记10指的是压缩机。压缩机10工作而压缩制冷剂，并泵送压缩的制冷剂，使其经所述系统循环。压缩机10利用从往复方法、曲柄方法、摇摆板方法、旋转方法和旋涡方法构成的组中选择的一种方法来压缩制冷剂。压缩机所压缩的制冷剂在高温高压下为气态。

冷凝器12连接于压缩机10。冷凝器12连接于压缩机10的输出部分。冷凝器12将制冷剂，即高温高压下气态的制冷剂变成高压高压下液态的制冷剂。这个过程叫冷凝。因为冷凝器12除去了制冷剂的热量，所以可以实现冷凝。具体而言，在冷凝器12内上集管和下集管互相平行地排列。多个管道在上、下集管两端连接于上、下集管上。多个波纹型散热翅片交替地堆叠在相邻的管道之间。这样，冷凝器12附近的冷却风扇12a供应的冷空气经过所述的多个管道之间，散热翅片使经过所述的多个管道的制冷剂的热量辐射出。所以，经过所述多个管道的制冷剂可以变成液态。这样，冷凝器12将气态的制冷剂变成液态。此时，制冷剂处于高温高压下。

流体收集槽15连接于冷凝器12。电磁阀16连接于流体收集槽15。电磁阀16防止从冷凝器12排出的制冷剂经过流体收集槽15排出。而且，干燥器18连接于电磁阀16。干燥器18从制冷剂中去除水且过滤制冷剂。为此，干燥器18设有干燥剂和过滤器。所以，干燥剂吸收水分，过滤器过滤去杂质。

同时，蒸发器26连接于压缩机10的输入部分。蒸发器26蒸发制冷剂，从而与外部材料交换热量，例如外部空气。通过蒸发器26进行热交换的材料被制冷剂吸收热量而变冷，但制冷剂吸收热量而变热。通过该过程，可以执行制冷和冷藏功能。

气液相分离器29位于蒸发器26和压缩机10之间，用于将液态制冷剂从蒸发器26排出的气态制冷剂中分离出，并仅将气态制冷剂返回到压缩机。而且，过滤器32安装在气液相分离器29和压缩机10之间。过滤器32过滤制冷剂内含的杂质，从而避免压缩机10损坏。

膨胀阀连接于蒸发器26的输入部分，用于将高压下的液态制冷剂膨胀并变成低压下的制冷剂。由膨胀阀24膨胀的制冷剂可以通过吸收外部热量而容易在蒸发器26内蒸发。所述热量称作蒸发热。膨胀阀24可以随意地使用内部平衡方法，其中高压下制冷剂路径的开口程度根据与热室内温度变化相关的膜片膨胀的变化通过压力传递杆进行控制，或者可以使用外部平衡方法，其中高压下制冷剂路径的开口程度通过毛细管、根据膜片的膨胀变化进行控制。

流体收集槽15位于冷凝器12和干燥器18之间。流体收集槽15储存从压缩机流入的高压制冷剂，并排出制冷剂。在第一优选实施例中，流体收集槽15的尺寸小于现有流体收集槽的尺寸，且如果需要，可以不设置在所述系统中。附图标记12a和26a指的是冷却风扇和鼓风机。

根据所述第一优选实施例，两个旁路管17a和17b连接于压缩机10和冷凝器12的输出部分。旁路管17a和17b也连接于喷射器27的输入部分。而且，过滤器32连接于喷射器27的输出部分。喷射器27通过喷嘴喷射高压下的制冷剂，排出或冷凝外部蒸气或热量。电磁阀13安装在旁路管17a上，用于控制旁路管17a，而电磁阀14安装在旁路管17b上，用于控制旁路管17b。

而且，从蒸发器26排出的制冷剂供应到喷射器27，喷射器27根据文丘里原理回收制冷剂。止回阀23连接于喷射器27的输入部分，用于防止制冷剂流回蒸发器。附图标记22指的是观察镜。

因此，低压下制冷剂经过蒸发器26、气液相分离器29和过滤器32，且通过压缩机10的驱动被送到压缩机10。进入压缩机10的制冷剂被压缩机10压缩，而变成高温高压气态制冷剂，然后再输送到冷凝器12。冷凝器12将高压下的气态制冷剂冷凝成高压下的液态制冷剂。高压下的液态制冷剂经过电磁阀16，输送到干燥器18。干燥器18从制冷剂中过滤水分和杂质。

在所述过程中，从压缩机10和冷凝器12送入的一部分制冷剂的温度和压力在电磁阀13和14中测量。电磁阀13和14的操作根据测量结果进行控制。此外，经过电磁阀13和14的这部分制冷剂经过旁路管17a和17b，然后供应到喷射器27。喷射器27通过喷嘴喷射出这部分制冷剂，使其返回到压缩机10。鉴于此，喷射器27补偿压缩机10输入部分减小的容量和压力。结果，压缩机10的性能提高，使用的动力减少。此外，喷射器27根据文丘里原理回收来自蒸发器26的制冷剂。

根据第一优选实施例，电磁阀13和14控制蒸发器的压力降低、冷凝压力升高时制冷剂的量和高温程度。结果，第一优选实施例可以提高系统的性能，减少压缩机所使用的动力量。当第一优选实施例用于现有的冰箱、空调器、热泵等时，料想会提高其性能，且将显著降低所需的动力量。

<第二实施例>

图2是本发明的第二优选实施例的制冷系统的示意图。在第一和第二优选实施例之中相同的附图标记表示相同或对应的部件，且相同的部件将不再解释，以避免重复。

参照图2，第二优选实施例在结构上与第一优选实施例非常类似。第二优选实施例与第一优选实施例的不同仅在于制冷系统还设有壳体30，下面将解释。壳体30位于喷射器27和过滤器32之间。可取的是，壳体30安装在管27a上，该管连接于喷射器27和过滤器32。管27a经过壳体30内部。壳体30连接于干燥器18的输出部分和膨胀阀24的输入部分。所以，从干燥器18排出的高温下的制冷剂经过壳体30，输送到膨胀阀24。壳体30是中空型的。

因此，经过喷射器27和过滤器32并输送到压缩机10的制冷剂是纯气体。即，制冷剂以完全气态的形式输送到压缩机10，而没有任何水。换言之，因为壳体30充满高温下的制冷剂，所以从蒸发器经壳体30送入的制冷剂通过在流经管27a时吸收热量而变成完全气态，然后输送到压缩机10。因此，在第二优选实施例中不需要气液相分离器29。压缩机10不必利用过多的能量压缩液态制冷剂而使其变成气态制冷剂。最终，显著降低了压缩机10所用的能量。

而且，从干燥器18送入且储存在壳体30内的高温下的制冷剂在某种程度上被夺去了热量，然后在较低的温度下输送到膨胀阀24，在膨胀阀处进一步降低制冷剂的温度。在蒸发器26蒸发制冷剂时产生的蒸发热量将显著增加。结果，制冷系统的制冷性能明显提高。

<第三实施例>

图3是本发明的第三优选实施例的制冷系统的示意图。在第二和第三优选实施例中相同的附图标记表示相同或对应的部件，且相同的部件将不再解释，以避免重复。

参照图3，第三优选实施例在结构上与第二优选实施例非常类似。第三优选实施例与第二优选实施例的不同在于制冷系统还设有第一泵11和第二泵25，下面将对其进行解释。第一泵11用于增加压力，而第二泵25使制冷剂膨胀。在第三优选实施例中，压缩机10执行辅助功能。第一和第二泵11和25由驱动轴11b驱动。从蒸发器26送入的制冷剂进入第一泵11的输入部分，第一泵11的输出部分连接于压缩机10。从壳体30送入的制冷剂进入第二泵25的输入部分，第二泵25的输出部分连接于蒸发器26。

因此，高压下的制冷剂从壳体30进入第二泵25。而且，高压下的制冷剂在经过第二泵25时变成低温低压液态制冷剂。在此过程中，由于制冷剂压力的变化在第二泵25内产生压力差，从而产生动能。所述动能传递到驱动第二泵25的驱动轴11b，最后驱动轴11b转动第一泵11。这意味着第一泵11的动能与第二泵25的动能相同。所以，不需要为第一泵11和第二泵25的运行提供任何外部能量。

因为进入压缩机10的制冷剂的压力借助于第一泵11大大增加，所以用于压缩机10而将制冷剂的压力变成高压的能量相应减少。第二泵25膨胀的制冷剂在经过膨胀阀24时转化成更低压力下的制冷剂。因此，蒸发器26可以容易地蒸发制冷剂。最后，蒸发器的蒸发功能增加，而系统的制冷性能显著增强。

在现有的制冷系统中，存在着由于换热装置转动造成的摩擦损失，且在循环经过系统的制冷剂中存在着液体动力地产生的阻力。为有效地使用该制冷系统，应当补偿所述摩擦损失和阻力。在第三优选实施例，执行辅助功能的压缩机10可以补偿所述摩擦损失和阻力。即，可以通过控制压缩机10充分实现所述的补偿。用户可以为了方便任意控制压缩机10。制冷系统的整体运行可以通过控制压缩机10而控制。

根据第三优选实施例，通过控制第一泵11和第二泵25可以使制冷剂在高压和低压之间变化。第一泵11和第二泵25通过使用一种从叶片型、活塞型、涡管型、齿轮型、膜型、风箱型、旋转容量型和旋转涡轮型构成的组中选择的方法改变制冷剂的状态。

<第四实施例>

图4上本发明的第四优选实施例的制冷系统的示意图。在第三和第四优选实施例中相同的附图标记表示相同或对应的部件，且相同的部件不再解释，以避免重复。

参照图4，第四优选实施例在结构上与第三优选实施例非常类似。然而，第四实施例与第三优选实施例的不同在于该制冷系统还设有马达9，下文将对此解释。马达9连接于驱动轴11b，用于驱动第一泵11和第二泵25。而且，在第四优选实施例中没有设置第三优选实施例中所述的压缩机，因为第一泵11和第二泵25可以充分地实现压缩机的功能。在这种情况下，冷凝器12的输入部分连接于第一泵11。在第三优选实施例中所述的压缩机用于补偿由于制冷剂的运动产生的摩擦损失和阻力。在第四优选实施例中，此时，马达9代替压缩机补偿摩擦损失和阻力。所以，系统的结构简单，且生产成本降低。在第四优选实施例中，因为从膨胀阀24回收的能量用于补偿制冷剂，所以系统的性能提高，且能量效率显著提高。

在现有的制冷系统中，当压缩机启动时，在压缩机中产生热量，当制冷剂被压缩时，也产生热量。上述热量是系统寿命减少的原因。所以，第四优选实施例中去除压缩机可以降低所需的能量，并延长系统寿命。

<第五实施例>

图5是本发明的第五优选实施例的制冷系统的示意图。在第四和第五优选实施例中相同的附图标记表示相同的或对应的部件，且相同的部件不再解释，以避免重复。

参照图5，第五优选实施例在结构上与第四优选实施例非常类似。然而，第五优选实施例与第四优选实施例的不同在于制冷系统中不设流体收集槽。除此之外，第五优选实施例在结构和运行上与第四优选实施例类似。

<第六实施例>

图6是本发明的第六优选实施例的制冷系统的示意图。在第五和第六优选实施例中相同的附图标记表示相同的或对应的部件，且相同的部件不再解释，以避免重复。

参照图6，第六优选实施例在结构上与第五优选实施例非常类似。然而，第六优选实施例与第五优选实施例的不同在于制冷系统还设有第三泵11a和流体收集槽15，下文将对此解释。流体收集槽15位于与第一优选实施例相同的位置，且完成其自身功能。第三泵11a由驱动轴11b驱动，该驱动轴由马达9驱动。第三泵11a的作用是增加制冷剂的压力，类似于第一泵11。即，第三泵11a接收从蒸发器26送入的制冷剂，并增加制冷剂的压力。更详细地，第三泵11a接收从喷射器27流出的制冷剂，并象第一泵11一样增加制冷剂的压力。因此，第六优选实施例采用了二级压缩循环。被第一泵11和第三泵11a充分压缩的制冷剂输送到冷凝器12，该冷凝器更容易地将液态制冷剂冷凝成高温高压下的制冷剂。因此，用于冷凝器的能量明显减少。结果，系统的能量效率显著提高。

<第七实施例>

图7是本发明的第七优选实施例的制冷系统的示意图。在第六和第七优选实施例中相同的附图标记表示相同的或对应的部件，且相同的部件不再解释，以避免重复。

参照图7，第七优选实施例在结构上与第六优选实施例非常类似。然而，第七优选实施例与第六优选实施例的不同在于制冷系统还设有冷却器28，下文将对此解释。冷却器28位于第一泵11和第三泵11a之间，用于提高泵的性能。冷却器28在其入口端连接于用于第一次增加压力的第一泵11，且在其出口端连接于用于第二次增加压力的第三泵11a。

在第七优选实施例中，经过第一泵11以实现第一次压力增加的制冷剂经过冷却器28，然后导入第三泵11a以实现第二次压力增加，从而提高制冷循环的性能。

<第八实施例>

图8是本发明的第八优选实施例的制冷系统的示意图。在第七和第八优选实施例中相同的附图标记表示相同的或对应的部件，且相同的部件不再解释，以避免重复。

参照图8，第八优选实施例在结构上与第七优选实施例非常类似。然而，第八优选实施例与第七优选实施例的不同在于制冷系统中没设流体收集槽。除此之外，因为第八优选实施例在结构和运行上与第七优选实施例相同，所以省略相同部件的说明。

<第九实施例>

图9是本发明的第九优选实施例的制冷系统的示意图。在第八和第九优选实施例中相同的附图标记表示相同的或对应的部件，且相同的部件不再解释，以避免重复。

参照图9，制冷系统设有用于压缩制冷剂的压缩机10。冷凝器12b连接于压缩机10的输出部分。第一至第八优选实施例的冷凝器12通过冷风冷凝制冷剂。然而，第九优选实施例的冷凝器12b通过冷却水，即冷凝水冷凝制冷剂。当然第九优选实施例的冷凝器12b具有与第一至第八优选实施例相同的结构。第九优选实施例的冷凝器12b安装在冷却水容器13内，冷却水经该容器循环流动。因为冷却水容器13是中空型的，且冷凝器12安装在冷却水容器13内，所以冷却水可以冷凝制冷剂。冷却水容器13是拼合式的。冷却水容器13被分成位于冷凝器12b下部的第一冷却水容器13a和位于冷凝器12b上部的第二冷却水容器13b。

在这种结构中，第一冷却水容器13a在其上部和下部设有第一入口13c和第一出口13d。冷却水经第一入口13c进入第一冷却水容器13a，且经第一出口13d排出，从而循环流经第一冷却水容器13a。第二冷却水容器13b在其上部和下部分别设有第二入口13e和第二出口13f。冷却水经第二入口13e进入第二冷却水容器13b，且经第二出口13f排出，从而循环流经第二冷却水容器。

在第九优选实施例中，从第一冷却水容器13a中排出的冷却水的一部分循环流经第二冷却水容器13b。这是出于通过强制已经流经第一冷却水容器13a的一部分冷却水也循环流经第二冷却水容器13b而降低冷凝器12b的容量。因此，第九优选实施例具有冷凝器12b的效率明显提高且缩短冷凝器12b的冷凝管路的优点。

下面参照图10描述效果。

参照图10，X轴表示焓，即热含量，Y轴表示压力。在该图中，等温线/等压线区间表示在循环流经第一冷却水容器13a之后排出的冷却水(在下文中称作第一冷却水)。过热去除区间表示在第一冷却水的一部分流经第二冷却水容器13b之后排出的冷却水(在下文中称作第二冷却水)。在该图中，等温线/等压线区间表示第一冷却水的净热值。从该图可以看出在过热去除区间内的第二冷却水的热值小于第一冷却水的热值。当从第一冷却水容器13a送入的第一冷却水的一部分循环流经第二冷却水容器13b时，冷凝器12b的总容量降低。所以，冷凝器12b的效率提高，冷凝器12b的冷凝管路缩短。结果，冷凝器12b的制冷剂量减少。

例如，试验发现当进入第一入口13c的第一冷却水的温度是30℃时，经第一出口13d排出的第一冷却水的温度约为45℃。45℃的第一冷却水的一部分再流经第二冷却水容器13b，测量经第二出口13f排出的第二冷却水。测量结果是约70℃。因此，可以充分证实图中所示的特征。

在第九优选实施例中，冷凝器12b冷凝的制冷剂经过电磁阀16、干燥器18、壳体30、膨胀阀24和蒸发器26b。这样，从蒸发器送入的制冷剂经过壳体30、管道27a和过滤器32，且返回到压缩机10。通过这种循环系统可以实现制冷和冷藏的功能。

在这一过程中，第九优选实施例的蒸发器26b具有与第一至第八优选实施例的蒸发器26不同的结构，以便减少制冷剂流经蒸发器26b时剩余制冷剂量和产生的阻力。第一至第八优选实施例的蒸发器26具有通常结构。蒸发器26设有多个长制冷剂管道。因此，当制冷剂经过制冷剂管道时产生液体动力阻力。而且，因为制冷剂管道较长，在制冷剂管道内剩余许多制冷剂。因此，蒸发器26的性能急剧降低。第九优选实施例的蒸发器26b可以解决这些问题。

为解决这些问题，蒸发器26b具有两个封闭腔室。在每一腔室内，以Z字形式垂直地形成互相连通的路径的方式设置多个隔板26c。从膨胀阀24送入且进入所述腔室的输入部分的制冷剂经过所述多个隔板26c以Z字形式形成的路径，而朝过滤器32蒸发和排出。在这种结构中，可以理解的是，当经过蒸发器26b时制冷剂必须经过的距离显著缩短。因为蒸发器26b是拼合式的，所以制冷剂必须经过的距离进一步缩短。如果所述多个隔板26c之间的间隔变宽，那么经过所述路径时制冷剂必须承受的阻力将成比例减小。然而，所述间隔应当在能保证蒸发器26b的原功能的范围内变宽。因此经过蒸发器26b时剩余制冷剂量和制冷剂阻力显著减小。

蒸发器26b可以改成如图11a和11b所示的各种结构。图11a示出了一种具有两个封闭腔室的蒸发器26b，其中在所述腔室内以Z子形式水平地安装多个隔板26c，而形成路径。图11b示出了仅具有两个封闭腔室的蒸发器26b。图11b的蒸发器可以沿相反的方向使制冷剂直接经过所述腔室，而使制冷剂的阻力和剩余制冷剂量减少。

<第十实施例>

图12是本发明的第十优选实施例的制冷系统的示意图。在整个优选实施例中相同的附图标记表示相同的或对应的部件，且相同的部件不再解释，以避免重复。

参照图12，第十优选实施例包括完成辅助功能的压缩机10。因为第三优选实施例中所述的第一泵11和第二泵25包括在第十优选实施例中，所以压缩机10相对于第一泵11和第二泵25执行辅助功能。根据第十优选实施例，制冷剂经过压缩机10、冷凝器12、电磁阀16、干燥器18、壳体30、第二泵25和蒸发器26。这样，从蒸发器26送入的制冷剂经过穿过壳体30的管道27a和第一泵11，然后返回到压缩机10。通过第十优选实施例中的这一制冷循环可以完成制冷和冷藏功能。因为第十优选实施例的制冷循环可以参照第一至第九优选实施例充分地理解，所以省略其说明。

<第十一实施例>

图13是本发明的第十一优选实施例的制冷系统的示意图。在整个优选实施例中相同的附图标记表示相同的或对应的部件，且相同的部件不再解释，以避免重复。

参照图13，第十一优选实施例在结构上与第十优选实施例非常类似。然而，第十一优选实施例与第十优选实施例的不同在于制冷系统中包括马达9，代替压缩机。因此，在下文中将解释马达9。与第十优选实施例相反，在第十一优选实施例中设有在第四和第五优选实施例中所示的马达9。由于马达，不需要使用压缩机。根据第十一优选实施例，制冷剂经过冷凝器12、电磁阀16、干燥器18、壳体30、第二泵25和蒸发器26，然后从蒸发器26送入的制冷剂经过穿过壳体30的管道27a和第一泵11并返回。通过这种制冷循环可以实现制冷和冷藏的功能。参照第一至第九优选实施例可以充分理解利用所述制冷循环的第十一优选实施例的结构，且省略其说明。

如上所述构成的第十和第十一优选实施例设有控制器40。控制器40根据连接于构成所述系统的各个装置的传感器输入的信号自动控制系统的整体运行。控制器40的程序，例如设定值可以根据用户的要求变化。所以，用户可以通过操作控制器40方便地控制第十和第十一优选实施例的系统。控制器40通过模拟、数字或相位(Hz)控制方法，控制安装在第十和第十一优选实施例的装置中的马达转速。

即，输入到控制器40的信号是指示是否存在液态制冷剂的第二泵25的信号、指示制冷剂是否适当地冷凝的冷凝器12的输出部分的信号、指示制冷剂是否适当地蒸发的蒸发器26的信号、和指示制冷剂的压力是否适当地提高的第一泵11的压力。除此之外，关于压力变化的信号也从第二泵25输入到控制器40。控制器40读取从各装置传递的信号、并根据信号控制所述装置的动作。

控制器40调节第一泵11和第二泵25之间的容积平衡。控制器40控制第十优选实施例中所示压缩机10和马达9是否接通或断开。控制器40可以连接外部温度传感器42和内部温度传感器44。控制器40可以根据相应的温度传感器42和44发送的温度信号控制系统的整体运行。

包括控制器40的控制电路用于有效地控制第十和第十一优选实施例中的系统。因此，第十和第十一优选实施例可以有效地实现本发明的目的。当然，所述包括控制器40的控制电路可以用于第一至第九优选实施例的结构中。

如上所述，本发明具有提高系统的能量效率的优点，因为制冷剂的压力从高压变化到低压时损失的能量得到回收并重新利用。本发明还具有另一优点，即提供了结构简单，成本低的制冷系统。本发明具有另一优点，即当它用于冰箱、空调器、热泵等时，可以提高性能并减少所用的能量。

上述实施例仅是示例，不应限制本发明。本发明的教导可以用于其他类型的设备。本发明的描述是示例性的，而非限制权利要求的范围。对于本领域的技术人员来说，显然可以作出多种替换、改进和变化。

Claims (5)

1.一种制冷系统，包括：

具有用于压缩制冷剂的压缩机、用于冷凝制冷剂的冷凝器和用于蒸发制冷剂的蒸发器的制冷剂循环部分；

连接于所述压缩机的输出部分和冷凝器的输出部分的多个电磁阀，用于测量从压缩机和冷凝器中排出的一部分制冷剂的温度和压力；

与所述电磁阀连通、且在所述电磁阀的控制下工作的多个旁路管，用于使所述部分制冷剂旁路到压缩机，以便再次压缩；以及

连接于所述旁路管和蒸发器的喷射器，用于根据文丘里原理将从所述旁路管送入的所述部分制冷剂和从蒸发器送入的制冷剂喷射而返回到压缩机，从而补偿压缩机减少的能量。

2.如权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，还包括用于控制所述制冷系统的整体运行的控制器。

3.如权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，还包括位于喷射器和压缩机之间、且连接于冷凝器的输出部分和蒸发器的输入部分的壳体，用于完全蒸发从蒸发器流出且经过壳体的制冷剂。

4.如权利要求3所述的制冷系统，其特征在于，还包括位于所述喷射器和压缩机之间、用于提高从喷射器流出的制冷剂的压力的第一泵，和位于所述冷凝器和蒸发器之间且与第一泵同轴、用于使冷凝器流出的制冷剂膨胀的第二泵。

5.如权利要求4所述的制冷系统，其特征在于，还包括位于第一泵和第二泵之间的马达。

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