CN106322807A - 喷射器热泵 - Google Patents

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Abstract

提供了一种蒸汽压缩系统(200;400;600;700;800;900;1000)，其包括多个阀(260,262,264;260)，这些阀能够被控制来限定：第一模式流路和第二模式流路。第一模式流路相继地穿过：压缩机(22)；第一热交换器(30)；第一喷嘴(228;624)；以及分离器(48)，且随后分成：返回压缩机的第一支路；以及穿过膨胀装置(70)和第二热交换器(64)以再接入第一热交换器与分离器之间的流路的第二支路。第二模式流路相继地穿过：压缩机；第二热交换器；第二喷嘴(248;625)；以及分离器，且然后分成：返回压缩机的第一支路；以及穿过膨胀装置和第一热交换器以再接入第二热交换器与分离器之间的流路的第二支路。

Description

喷射器热泵
技术领域
本公开内容涉及制冷。更具体而言，其涉及喷射器制冷系统。
背景技术
使用喷射器制冷系统的较早方案见于US1836318和US3277660中。在CN204115293U中公开了一种喷射器热泵系统。
图1示出了喷射器制冷系统(蒸汽压缩系统)20的一个基本实例。该系统包括具有入口(吸气端口)24和出口(排气端口)26的压缩机22。压缩机和其它系统部件沿制冷剂回路或流路27定位，且经由不同管路(管道)连接。示例性制冷剂为基于二氧化碳(CO2)的制冷剂(例如，按重量计，含至少50%的CO2)。排气管道28从出口26延伸到热交换器30（在系统运行的正常模式中的排热热交换器（例如，冷凝器或气体冷却器））的入口32。管道36从排热热交换器30的出口34延伸至喷射器38的主流入口(液体或超临界或两相入口)40。喷射器38还具有次流入口(饱和或过热蒸汽或两相入口)42和出口44。管道46从喷射器出口44延伸至分离器48的入口50。分离器具有液体出口52和气体或蒸汽出口54。吸气管道56从气体出口54延伸至压缩机的吸气端口24。管道28、36、46、56和其间的部件限定制冷剂回路27的主环路60。
从分离器，流路分成完成主环路60来返回压缩机的第一支路61和形成次环路62的一部分的第二支路63。制冷剂回路27的次环路62包括热交换器64(在正常运行模式中是吸热热交换器(例如，蒸发器))。蒸发器64包括沿次环路62的入口66和出口68。膨胀装置70定位在管道72中，管道72在分离器液体出口52与蒸发器入口66之间延伸。喷射器次入口管道74从蒸发器出口68延伸至喷射器次流入口42。
在正常运行模式中，气态制冷剂由压缩机22抽吸通过吸气连接管56和入口24、并且被压缩，并从排气端口26排出到排气管道28中。在排热热交换器中，制冷剂向热传递流体(例如，风扇驱动的空气或水或其它流体)输出/排出热量。冷却的制冷剂经由出口34离开排热热交换器，且经由管道36进入喷射器主流入口40。
示例性实施方式为一种冷水机，其中蒸发器64为制冷剂-水热交换器，其具有与水流路分支82成热交换关系的制冷剂流路分支80，水流路分支82在入口86与出口88之间运送水流84。在正常冷却模式中，沿分支80的制冷剂沿分支82从水吸收热量。
示例性喷射器38(图2)形成为被嵌套在外部构件102内的主动(主)喷嘴100的组合。主流动入口40为至主动喷嘴100的入口。出口44为外部构件102的出口。主制冷剂流103进入入口40，且然后进入主动喷嘴100的渐缩部104中。其然后经由主动喷嘴100的出口(离开口)110穿过喉部106和膨胀(渐扩)部108。主动喷嘴100加速了流103，且降低了该流的压力。次流入口42形成外部构件102的入口。由主动喷嘴引起的对主流的压降有助于将次流112抽吸到外部构件中。该外部构件包括混合器，该混合器具有渐缩部114和细长喉部或混合部116。外部构件还具有细长喉部或混合部116下游的渐扩部或扩散器118。主动喷嘴出口110定位在渐缩部114内。当流103离开出口110时，其开始与流112混合，其中通过提供混合区的混合部116发生进一步的混合。因此，各自的主流路和副流路从主流动入口和次流入口延伸到出口，在离开口处合并。在运行中，主流103典型地可在进入喷射器时为超临界的，而在离开主动喷嘴时为亚临界的。次流112在进入次流入口42时为气态的(或气体与较少量液体的混合物)。由此引起的组合流120为液体/蒸汽混合物，且在扩散器118中减速和恢复压力，同时保持为混合物。在进入分离器时，流120分流成流103和112。流103作为气体穿过如上文所述的压缩机吸气管道。流112作为液体穿过膨胀阀70。流112可通过阀70膨胀(例如，至较低干度(具有少量蒸汽的两相))，且传送到蒸发器64。在蒸发器64内，制冷剂从热传递流体(例如，从风扇驱动的空气流或水或其它液体)吸热，且作为如前所述气体从出口68排出至管道74。
使用喷射器用于回收压力/功。从膨胀过程回收的功用于在气态制冷剂进入压缩机之前压缩该气态制冷剂。因此，对于给定的期望蒸发器压力而言，可减小压缩机的压缩比(且因此功率消耗)。还可降低进入蒸发器的制冷剂的干度。因此，每单位质量流量的制冷效果可增加(相对于非喷射器系统)。改善了进入蒸发器的流体的分布(从而改善了蒸发器性能)。由于蒸发器并未直接地给压缩机供汽，因此蒸发器不需要产生过热的制冷剂流出流。因此，喷射器循环的使用可允许减少或消除蒸发器的过热区。这可允许蒸发器在两相状态中运行，这提供了较高的热传递性能(例如，对于给定容量，有利于减小蒸发器尺寸)。
示例性喷射器可以是固定几何形状的喷射器或可以是可控喷射器。图2示出了由针阀130提供的可控性，该针阀130具有针132和执行器134。执行器134将针的末梢部分136转移入和转移出主动喷嘴100的喉部106，从而调节穿过主动喷嘴的流量，并且继而在总体上调节喷射器。示例性执行器134是电气的(例如，螺线管等)。执行器134可联接到控制器140上且由控制器140控制，控制器140可接收来自输入装置142(例如，开关、键盘等)和传感器(例如，在各种位置处的温度传感器和压力传感器)的用户输入。控制器140可经由控制线路144(例如，有线或无线通信通路)联接到执行器和其它可控的系统部件(例如，阀、压缩机马达等)上。控制器可包括一个或多个：处理器；存储器(例如，用于储存由处理器运行来执行该运行方法的程序信息，且用于储存由（多个）程序使用或生成的数据)；以及硬件接口装置(例如，端口)，硬件接口装置用于与输入/输出装置和可控制的系统部件对接。
发明内容
本公开内容的一个方面涉及一种蒸汽压缩系统，其包括多个阀，其能够被控制来限定第一模式流路和第二模式流路。第一模式的流路相继地穿过：压缩机；第一热交换器；第一喷嘴；以及分离器，且然后分成：返回压缩机的第一支路；以及穿过膨胀装置和第二热交换器以再接入第一热交换器与分离器之间的流路的第二支路。第二模式流路相继地穿过：压缩机；第二热交换器；第二喷嘴；以及分离器，且然后分成：返回压缩机的第一支路；以及穿过膨胀装置和第一热交换器以再接入第二热交换器与分离器之间的流路的第二支路。
本公开内容的另一方面涉及一种蒸汽压缩系统，包括：压缩机；第一热交换器；第二热交换器；以及分离器，其具有：入口；液体出口；以及蒸汽出口；膨胀装置；以及多个管路。系统进一步包括多个阀，其能够被控制为限定第一模式流路和第二模式流路。第一模式的流路相继地穿过：压缩机；第一热交换器；第一喷嘴；以及分离器，且然后分成：返回压缩机的第一支路， 以及穿过膨胀装置和第二热交换器以再接入第一热交换器与分离器之间的流路的第二支路。第二模式流路相继地穿过：压缩机；第二热交换器；第二喷嘴；以及分离器，且然后分成：返回压缩机的第一支路，以及穿过膨胀装置和第一热交换器以再接入第二热交换器与分离器之间的流路的第二支路。
在任何前述实施例的一个或多个实施例中，第一喷嘴为第一喷射器的主动喷嘴，而第二喷嘴为第二喷射器的主动喷嘴。
在任何前述实施例的一个或多个实施例中，一个或多个止回阀被定位成阻止穿过第一喷射器和第二喷射器中的至少一者的流动反向。
本公开内容的另一方面涉及一种蒸汽压缩系统，其具有：压缩机；第一热交换器；第二热交换器；第一喷射器；分离器；膨胀装置；以及多个管路。第一喷射器包括：主动流入口；次流入口；以及出口。分离器具有：入口；液体出口；以及蒸汽出口；该系统还包括第二喷射器，包括：主动流入口；次流入口；以及出口。系统还包括能够被控制为限定第一模式流路和第二模式流路的多个阀。第一模式的流路相继地穿过：压缩机；第一热交换器；从第一喷射器主动流入口穿过第一喷射器出口的第一喷射器；以及分离器，且然后分成： 返回压缩机的第一支路，以及穿过膨胀装置和第二热交换器至第一喷射器次流入口的第二支路。 第二模式流路相继地穿过：压缩机；第二热交换器；从第二喷射器主动流入口穿过第二喷射器出口的第二喷射器；以及分离器，且然后分成：返回压缩机的第一支路，以及穿过膨胀装置和第一热交换器至第二喷射器次流入口的第二支路。
本公开内容的另一个方面涉及一种蒸汽压缩系统，包括：压缩机；第一热交换器；第二热交换器；至少一个喷射器；分离器，其具有：入口；液体出口；以及蒸汽出口；膨胀装置；以及多个管路。系统进一步包括多个阀，其能够被控制为限定第一模式流路和第二模式流路。第一模式的流路相继地穿过：压缩机；第一热交换器；以及分离器，且然后分成：返回压缩机的第一支路，以及穿过膨胀装置和第二热交换器以再接入第一热交换器与分离器之间的流路的第二支路。第二模式流路相继地穿过：压缩机；第二热交换器，其处于与第一模式下的流动相同的方向；以及分离器，且然后分成：返回压缩机的第一支路；以及第二支路，其穿过膨胀装置及第一热交换器来再接入所述第二热交换器与所述分离器之间的流路，其中第一热交换器处于与第一模式下的流动相同的方向。
在任何前述实施例的一个或多个实施例中，多个阀包括定位成有选择地允许流至第一喷射器次流入口和第二喷射器次流入口的阀。
在任何前述实施例的一个或多个实施例中，阀构造成允许流至第一喷射器次流入口和第二喷射器次流入口中的最多一个。
在任何前述实施例中的一个或多个实施例中，第一喷射器和第二喷射器具有不同的尺寸。
在任何前述实施例中的一个或多个实施例中，第一喷射器具有大于第二喷射器的较大喉部截面。
在任何前述实施例的一个或多个实施例中，第一喷射器具有大于第二喷射器的混合器截面面积。
在任何前述实施例中的一个或多个实施例中，第一热交换器为制冷剂-空气热交换器，而第二热交换器为制冷剂-水热交换器。
在任何前述实施例中的一个或多个实施例中，多个阀包括第一四通阀和第二四通阀。
本公开内容的另一个方面涉及一种用于运行蒸汽压缩系统的方法，包括：压缩机；第一热交换器；第二热交换器；至少一个喷射器；分离器，其具有：入口；液体出口；以及蒸汽出口；以及膨胀装置。该方法包括：在第一模式中，利用压缩机压缩制冷剂来沿第一模式流路驱动制冷剂相继穿过：压缩机；第一热交换器；以及分离器，且然后分成：返回压缩机的第一支路，以及穿过膨胀装置和第二热交换器以再接入第一热交换器与分离器之间的流路的第二支路。该方法还包括：在第二模式中，利用压缩机来压缩制冷剂，以沿第二模式流路驱动制冷剂相继穿过：压缩机；第二热交换器，其处于与第一模式下的流动相同的方向；以及分离器，且然后分成：返回压缩机的第一支路，以及第二支路，其穿过膨胀装置及第一热交换器来再接入所述第二热交换器与所述分离器之间的流路，其中第一热交换器处于与第一模式下的流动相同的方向。
在任何前述实施例中的一个或多个实施例中，多个方面可如本文针对该系统所述。
本公开内容的另一个方面涉及一种喷射器，包括：第一入口；第二入口；出口；从第一入口到出口的第一流路；从第二入口到出口的第二流路；以及沿第一流路的第一喷嘴。第一流路和第二流路在第一喷嘴下游合并。第二喷嘴沿第二流路，第一流路和第二流路在第二喷嘴下游合并。
在任何前述实施例的一个或多个实施例中，出口包括第一出口和第二出口；第一流路从第一入口到第一出口；且第二流路从第二入口到第二出口。
在任何前述实施例的一个或多个实施例中，第一流路和第二流路在腔室中合并。
在任何前述实施例中的一个或多个实施例中，喷射器还包括沿第一流路的第一混合器和扩散器单元，以及沿第二流路的第二混合器和扩散器单元。
在任何前述实施例中的一个或多个实施例中，第一喷嘴和第二喷嘴分别具有中央主动流动通道，且喷射器还包括至少一个执行器，以用于有选择地开启和闭合第一喷嘴和第二喷嘴的中央通道的旁路。
在任何前述实施例中的一个或多个实施例中，执行器包括联接到第一喷嘴上的第一执行器和联接到第二执行器上的第二执行器。
在任何前述实施例中的一个或多个实施例中，蒸汽压缩系统包括喷射器。
在任何前述实施例中的一个或多个实施例中，蒸汽压缩系统还包括：压缩机；第一热交换器；第二热交换器；以及分离器，其具有：入口；液体出口；以及蒸汽出口；膨胀装置。
在任何前述实施例中的一个或多个实施例中，蒸汽压缩系统还包括多个管路和被定位成限定第一模式流路和第二模式流路的至少一个阀。第一模式的流路相继地穿过：压缩机；第一热交换器；从第一入口穿过喷射器出口的喷射器；以及分离器，且然后分成：返回压缩机的第一支路，以及穿过膨胀装置和第二热交换器至第二入口的第二支路。第二模式流路相继地穿过：压缩机；第二热交换器；从第二入口穿过喷射器出口的喷射器；以及分离器，且然后分成：返回压缩机的第一支路，以及穿过膨胀装置和第一热交换器至第一入口的第二支路。
在任何前述实施例中的一个或多个实施例中，第一热交换器为制冷剂-空气热交换器；而第二热交换器为制冷剂-水热交换器。
在任何前述实施例中的一个或多个实施例中，一种用于使用喷射器的方法，包括：在第一模式中，使第一流穿过第一入口且使第二流穿过第二入口，第二流在第二入口处具有低于第一流在第一入口处的压力；而在第二模式中，使第一流穿过第一入口且使第二流穿过第二入口，第二流在第二入口处具有高于第一流在第一入口处的压力。
在任何前述实施例中的一个或多个实施例中：在第一模式中，第一流为主动流，而第二流为次流；以及在第二模式中，第一流为次流，而第二流为主动流。
将在附图和以下描述中阐明一个或多个实施例的细节。其它特征、目的和优点将根据描述和附图显而易见，且根据权利要求显而易见。
附图说明
图1为现有技术的喷射器制冷系统的示意性视图。
图2为现有技术的喷射器的轴向截面视图。
图3为处于冷却模式中的第二喷射器制冷系统的示意性视图。
图4为处于加热模式的第二喷射器制冷系统的示意性视图。
图5为处于冷却模式的第三喷射器制冷系统的示意性视图。
图6为处于冷却模式的第四喷射器制冷系统的示意性视图。
图6A为图6的系统的双喷射器组件的放大视图，其在图6的6A处截取。
图7为处于加热模式的图6的双喷射器组件的示意性视图。
图8为处于冷却模式的第五喷射器制冷系统的示意性视图。
图9为处于冷却模式的第六喷射器制冷系统的示意性视图。
图10为处于冷却模式的第七喷射器制冷系统的示意性视图。
图11为处于冷却模式的第八喷射器制冷系统的示意性视图。
不同附图中相似的参考数字和标号指示相似的元件。
具体实施方式
图3示出了改进的系统200，其中各种部件可类似于关于图1和图2所提及的对应部件。系统200构造成允许至少两个正常运行模式。第一正常模式为冷却模式，其类似于对于图1的系统所描述的模式。第二正常模式为加热模式，其中两个热交换器的吸热和排热功能反转。系统200可用于气候控制目的，其中：在冷却模式中，来自热交换器64的被冷却的水用于冷却建筑；而在加热模式中，来自热交换器64的被加热的水用于加热建筑。因此，在该实例中，热交换器64仍为制冷剂-水热交换器，且热交换器30仍为制冷剂-空气热交换器(例如，将热量传递至风扇驱动的室外空气流的室外热交换器或传递来自风扇驱动的室外空气流的热量的室外热交换器)。
相对于图1的基准系统，为提供这两个模式之间(及任何附加的模式)的切换，系统200可加入附加的制冷剂管道/管路，以及控制沿那些管道/管路的流的一个或多个附加的制冷剂阀。
此外，以两个喷射器220、240替换图1的单个喷射器。喷射器220和240分别与冷却模式和加热模式相关联，且在尺寸及任何其它性质上优化来用于那些相应的模式。相应的喷射器220、240具有相应的主动流或主流入口222、242；吸入流或次流入口224、244；出口226、246；主动喷嘴228、248；扩散器230、250；混合器232、252；等。
示例性的增加的阀(260,262,264)包括将压缩机排气管道/管路与膨胀装置70及热交换器64之间的冷却模式次环路的管路/管道联结的四通阀260。示例性阀262还是一方面将热交换器30与喷射器之间的冷却模式主环路的管道/管路联结，且另一方面将热交换器64与喷射器220次流入口224之间的次环路的管道/管路联结的四通阀。
第三阀264为一方面在阀262与第一喷射器次流入口或第二喷射器次流入口之间有选择地提供连通的三通阀。
图3示出了与处于冷却模式下运行相关联的制冷剂流动方向。图4示出了与以加热模式下运行相关联的制冷剂流动方向。
示例性阀260和262示为旋转元件阀，其具有旋转元件(例如，人工旋转或通过电动执行器旋转)，其具有与壳体中的相关联的端口有选择地对准的多个通道。示例性阀260和262具有两组通道：在冷却模式中与壳体端口对准的第一组，以及在加热模式中与壳体端口对准的第二组。备选的阀可涉及使用相同的通道来用于两个模式，但具有不同的定向。又一备选的阀包括其它构造，如，滑阀等。
三通阀264也可为简单的回转阀、滑阀等。由于该阀的简单切换功能，并未示出在其阀元件中的通道。
在冷却模式下的运行如图1中所述。示例性喷射器240有效地停用。例如，阀264可穿过连通至第一喷射器220的次流入口224，且阻挡与第二喷射器240的次流入口244的连通。类似地，可通过在闭合状态中的第二喷射器的针来阻挡穿过第二喷射器240的潜在主动流。
受制于阀264的动作，两个喷射器通过其主单元入口222、242及其出口有效地物理并联，其中主单元入口222、242与阀262连通，而出口与分离器入口50连通。这通过使用阀264而允许了任一喷射器运行和排放到分离器48中，以便同一分离器48结合两个喷射器使用，且系统仅具有单个分离器。
在图4的情况中，阀转移到加热模式，以便压缩机排气(沿主流路或环路60')穿过阀260至热交换器64。在此，看到了模式的切换可如何改变管道/管路的部分的标定功能。在冷却模式中，压缩机排气端口26与第一热交换器30的入口32之间的整个管道/管路将认作是排气管道。在加热模式中，该同一物理管道的近侧部分(即，压缩机排气端口26与阀260之间的部分)保持为排气管道的一部分，但排气管道的其余部分现在由之前为阀260与热交换器64的入口66之间的次环路62的节段形成。阀260与第一热交换器30的入口32之间的冷却模式排器管道的其余区段在加热模式中变为次环路62'管道的节段。在此容量下，阀260因此使由膨胀装置70膨胀的流穿过第一热交换器30的入口32。
因此，看到的是，阀260解决了其入口端处的热交换器30和64的作用的切换。类似地，阀262解决了热交换器的出口端处的作用逆转，其中其传递来自热交换器的出口流。在图3的冷却模式中，阀262将制冷剂从热交换器30传递至喷射器(更具体而言，至第一喷射器220的主动/主流入口222，其中第二喷射器240关闭)。在冷却模式中，阀262还使制冷剂从热交换器64经由阀264传递至次流入口224(阀264同时阻挡第二喷射器的次流入口244)。
在图4的加热模式中，阀262将制冷剂流从热交换器64传递至喷射器(例如，以与冷却模式中将制冷剂传递至第一喷射器220的相似方式将制冷剂流传递至第二喷射器240的主动/主流入口242)。在加热模式中，阀262也将制冷剂从热交换器30经由阀264传递至次流入口244。
两个喷射器可具有关于彼此的若干非对称性中的一个或多个，以使喷射器适应相应冷却模式和加热模式运行的特定预期条件。例如，一个高度可能的差异在于喉部的面积。具体而言，第一喷射器220(用于正常冷却模式中的喷射器)可具有不同于第二喷射器240(用于正常加热模式的喷射器)的一个或多个尺寸和/或容量参数。非对称性的性质和趋势可取决于设计条件(例如，设计成用于温暖夏季和温暖冬季的系统相对于设计成用于较冷的夏季和较冷的冬季的系统可具有差异)。
例如，一个喷射器的喉部截面面积可大于另一个喷射器的喉部截面面积(例如，大至少5%或至少10%或至少20%或至少30%或至少50%，其中示例性的上端处于大100%或大80%或大60%的范围上)。另一个可能的差异为混合器的截面面积。该面积可与为喉部面积所列出的那些存在相同量的差别。
图3和4的系统例如与CN204115293U的进一步的差别在于CN204115293U的系统在相应两个模式中将制冷剂沿两个不同方向传递穿过给定的热交换器。图3和4的系统并未在两个模式之间使给定热交换器中的制冷剂方向反转。这保存了制冷剂流与制冷剂在热交换器中与其相互作用的任何热传递介质(例如，水或空气)流之间的流向关系。这可保持最高热传递状态下的关系，而没有改变热传递介质流向的附加花费。例如，在制冷剂-水热交换器中可存在本质上纯粹的逆流关系，而在制冷剂-空气热交换器中是错流关系。然而，备选的图8的系统700在冷却模式(示出)与加热模式(未示出)之间使各个热交换器中的制冷剂流动方向反转。至加热模式的转换类似于图3和4之间的转换。
图5示出了其它方面类似于系统200的备选系统400，但增加了吸气管道热交换器(SLHX)402。SLHX为制冷剂-制冷剂热交换器，其具有与第二制冷剂分支406成热交换关系的第一制冷剂分支404。第一制冷剂分支定位在阀262与喷射器主动/主流入口之间。第二分支406位于分离器蒸汽出口与压缩机吸气端口或入口之间的吸气管道中。这样定位允许了吸气管道热交换器在冷却模式和加热模式两者中用作吸气管道热交换器。在两个此类模式中，第一分支404将为排热分支，而第二分支406将为吸热分支。系统400的加热模式反映了关于图5的类似切换，正如图4关于图3那样。
图1进一步示出了控制器140。控制器可接收来自输入装置(例如，开关、键盘等)和传感器(未示出，例如，在不同系统位置处的压力传感器和温度传感器)的用户输入。控制器可经由控制线路(例如，有线或无线通信通路)联接到传感器和可控系统部件(例如，阀、轴承、压缩机马达、导叶执行器等)上。控制器可包括一个或多个：处理器；存储器(例如，用于储存由处理器运行来执行该运行方法的程序信息，且用于储存由（多个）程序使用或生成的数据)；以及硬件接口装置(例如，端口)，硬件接口装置用于与输入/输出装置和可控制的系统部件对接。
图6示出了包括双喷射器组件602的系统600。喷射器组件具有至少两个入口604、606，以及至少一个出口。示例性喷射器具有一对出口608、610。在示例性实施例中，这些出口对具有相应的阀616、618的管路612、614供应制冷剂。示例性管道612、614合并来形成对分离器入口50供应制冷剂的管道46。因此，换言之，在该实施例中，沿管道46的接合点或部分可处理为单个出口。
如下文进一步所述，示例性喷射器组件602具有至少两个运行模式。在一个或多个第一模式中，入口604为主动或主流入口，且入口606为吸入或次流入口。在一个或多个第二模式中，功能相反，以便入口604为吸入或次流入口，且入口606为主动或主流入口。
在其它方面类似于图3的实施例，相应的端口604和606联接到来自热交换器30和64的相应管道上或者由热交换器30和64的相应管道供应制冷剂。因此，该所示实施例消除了阀262和264，因此节省了其成本。
示例性端口604、606联接到相应的喷嘴单元620、622上。示例性喷嘴单元为具有喷嘴624、625和针626、627的喷嘴/针单元。喷嘴可构造为上文所述的主动喷嘴，其具有并未单独论述的类似特征。图6A示出了针执行器630，其可类似于现有技术中的针执行器，或可另外开发(例如，电磁体/螺线管类型的执行器、步进执行器等)。
各个单元620、622均包括保持主动喷嘴624、625的本体640。图6A示出了用于单元620的入口流，其穿过入口604进入围绕针的室642，且然后穿过主动喷嘴624的入口644。图6A还示出了与相应的混合器/扩散器单元650、652相关联的各个单元620、622，其可具有类似于上文所述或以其另外开发的混合器和扩散器的特征。
图6A示出了第一单元620的主动喷嘴的一个状态，而单元622的主动喷嘴的不同的第二状态。该示例性第二状态为旁通状态，其中主动喷嘴的中央通道沿流路660旁通。示例性流路660为围绕主动喷嘴624、625的大体上环形的流路。示例性旁路经由主动喷嘴的运动来开启。示例性运动为轴向收缩。示例性收缩使主动喷嘴的凸缘664的下侧662从壳体640的内肩部的表面666解除接合，以开启沿通路660的流动。闭合运动将涉及相反方向。
沿通路660的流动的开启可通过关闭沿本主动喷嘴的中央通道流动来实现(例如，通过针与喉部的密封接合)。
示例性主动喷嘴的驱动可通过螺线管、步进电机等。示例性执行器670可具有固定部分672(例如，螺线管道圈单元)和移动部分674(例如，螺线管铁芯)。移动部分可通过连杆机构676联接到相关联的主动喷嘴上(例如，臂的轴向阵列具有安装在铁芯的下游端上的第一端和安装在凸缘上来限定笼的第二端)。沿流路660的截面面积基本上大于沿穿过主动喷嘴的流路的最小截面面积(例如，喉部面积)。这可允许开启单元620、622中的一个的流动通道660来传送吸入/次流，其由穿过单元620、620中的另一个的中央通道的主动流驱动。为此，两个单元620、622对腔室680供应制冷剂，其具有从单元620、622接收流的相应入口，以及定位成对（多个）混合器和（多个）扩散器供应制冷剂的出口端口。在示例性实施方式中，各个混合器/扩散器单元与其相关联的喷嘴单元620、622大致对准。当给定喷嘴单元用于传送主动流时，相关联的混合器/扩散器650、652可开启(例如，通过其阀616、618)，而其它混合器/扩散器单元闭合。
喷嘴单元和混合器/扩散器单元的交叉排布可便于流动混合(例如，与具有的平行排布相反)。基于预期的流动状态，在超声波两相流动过程期间，可考虑复杂的动量混合来优化角。两个喷嘴单元的轴线之间的示例性角可在0°到90°之间，或30°到90°之间，或40°到70°之间。类似地，两个混合器/扩散器单元的轴线之间的示例性角可在0°到90°之间，或30°到90°之间，或40°到70°之间。
在加热模式与冷却模式之间切换可涉及如任一其它实施例中使用的阀260和262的类似驱动。消除或避免了阀264。图7示出了加热模式中的喷射器组件602的状态，其中主动喷嘴状态/位置和针状态相对于其图6A的对应物相反。
在示例性系统600中，加热模式与冷却模式之间的切换涉及驱动两个单元的喷嘴执行器670、两个单元的针执行器630和四通阀260。例如，在冷却模式中，穿过四通阀260的流路在图6中示出，且穿过双喷射器的流路在图6A中示出；在加热模式中，穿过四通阀260的流路类似于图4中的流路，且穿过双喷射器组件的流路如图7中所示。以此方式，消除或避免了第二四通阀262和三通阀264两者。
在示例性系统600中，主动喷嘴单元和混合器/扩散器单元可具有类似于图3和5的实施例的喷射器的那些的非对称性。附加的变型可涉及喷嘴单元620、622与混合器扩散器单元650、652之间的关系。图6的系统上的另一个变型为图9的系统800。这保留了图3的系统200的阀，以允许运行中的更大灵活性。例如，这允许了喷嘴单元的作用在给定模式内切换。
图10和11示出了省略了三通阀的相应的系统900和1000。穿过独立压缩机的流由那些压缩机专有的阀控制。例如，图2的针阀可闭合来阻挡主动/主流。吸入/次流可直接通过对次流入口供应制冷剂的管道中的阀来阻挡，或间接地由喷射器出口处的阀阻挡(与针的闭合组合)。所示实例具有定位成阻挡来自次流入口的流动反向的单向阀(止回阀)920、922。
任一或两个喷射器都可用于冷却模式和加热模式中的每一个。在给定模式中使用的特定喷射器或喷射器组合可选择成最佳地对应于此模式的要求。图10示出了冷却模式中的系统，其中仅第一喷射器220运行。四通阀260定位在热交换器64的出口与喷射器的入口之间。第二喷射器240的针闭合，且止回阀922防止来自第二喷射器的出口的流动反向穿过第二流动入口返回。作为备选，第二喷射器也可以运行，或两个喷射器都可以运行。所示的制冷剂管道和阀提供了在如上文所述的加热模式中穿过热交换器的相反的制冷剂流动方向。
相比于图10，图11的系统1000通过将四通阀260定位在膨胀阀70出口与热交换器64的入口之间，以保留如前文所述的加热模式中穿过热交换器的制冷剂流动方向。为了图示的目的，两个喷射器在所示的冷却模式中均示出为运行，但任一者也可以独立运行的。
可使用其它常规或未开发的材料和技术来制造该系统。
在说明书和随后的权利要求中使用的"第一"、"第二"等仅用于在权利要求内加以区分，而不一定指示相对或绝对的重要性或暂时的顺序。类似地，权利要求中识别为"第一"(等)的一个元件并未将"第一"元件从其他权利要求或说明书中称为"第二"(等)的元件的识别排除。
已经描述了一个或多个实施例。然而，将认识到的是可做出各种改型。例如，当应用于现有的基准系统中时，此构造或其相关联的使用的细节可影响特定实施方式的细节。因此，其它实施例也应在随后的权利要求的范围内。

Claims (26)

1. 一种蒸汽压缩系统(200;400;600;700;800;900;1000)包括多个阀(260,262,264;260)，其能够被控制来限定：
第一模式流路，其相继穿过：
压缩机(22)；
第一热交换器(30)；
第一喷嘴(228;624)；以及
分离器(48)，且然后分成：
返回所述压缩机的第一支路；以及
穿过膨胀装置(70)和第二热交换器(64)来再接入所述第一热交换器与所述分离器之间的流路的第二支路；以及
第二模式流路，其相继穿过：
所述压缩机；
所述第二热交换器；
第二喷嘴(248;625)；以及
所述分离器，且然后分成：
返回所述压缩机的第一支路；以及
穿过所述膨胀装置和第一热交换器以再接入所述第二热交换器与所述分离器之间的流路的第二支路。
2. 一种蒸汽压缩系统(200;400;600;700;800;900;1000)，包括：
压缩机(22)；
第一热交换器(30)；
第二热交换器(64)；
分离器(48)，其具有：
入口(50)；
液体出口(52)；以及
蒸汽出口(54)；
膨胀装置(70)；以及
多个管路，
其中所述系统还包括多个阀(260,262,264;260)，其能够被控制来限定：
第一模式流路，其相继穿过：
所述压缩机；
第一热交换器；
第一喷嘴(228;624)；以及
所述分离器，且然后分成：
返回所述压缩机的第一支路；以及
穿过所述膨胀装置和第二热交换器来再接入所述第一热交换器与所述分离器之间的流路的第二支路；以及
第二模式流路，其相继穿过：
所述压缩机；
所述第二热交换器；
第二喷嘴(248;625)；以及
所述分离器，且然后分成：
返回所述压缩机的第一支路；以及
穿过所述膨胀装置和第一热交换器以再接入所述第二热交换器与所述分离器之间的流路的第二支路。
3. 根据任何前述权利要求所述的蒸汽压缩系统，其特征在于：
所述第一喷嘴为第一喷射器的主动喷嘴；以及
所述第二喷嘴为第二喷射器的主动喷嘴。
4. 根据任何前述权利要求所述的蒸汽压缩系统，其特征在于：
一个或多个止回阀(920,922)被定位成阻挡穿过所述第一喷射器和所述第二喷射器中的至少一个的流动反向。
5. 一种蒸汽压缩系统(200;400;700;900;1000)，包括：
压缩机(22)；
第一热交换器(30)；
第二热交换器(64)；
第一喷射器(220)，其包括：
主动流入口(222)；
次流入口(224)；以及
出口(226)；以及
分离器(48)，其具有：
入口(50)；
液体出口(52)；以及
蒸汽出口(54)；
膨胀装置(70)；以及
多个管路，
其中，所述系统还包括：
第二喷射器(240)，其包括：
主动流入口(242)；
次流入口(244)；以及
出口(246)；
多个阀(260,262,264)，其能够被控制为限定：
第一模式流路，其相继穿过：
所述压缩机；
所述第一热交换器；
从所述第一喷射器主动流入口穿过所述第一喷射器出口的第一喷射器；以及
所述分离器，且然后分成：
返回所述压缩机的第一支路；以及
穿过所述膨胀装置和第二热交换器至所述第一喷射器次流入口的第二支路，
第二模式流路，其相继穿过：
所述压缩机；
所述第二热交换器；
从所述第二喷射器主动流入口穿过所述第二喷射器出口的第二喷射器；以及
所述分离器，且然后分成：
返回所述压缩机的第一支路；以及
穿过膨胀装置和第一热交换器至第二喷射器次流入口的第二支路。
6. 一种蒸汽压缩系统(200;400;600;800;1000)，包括：
压缩机(22)；
第一热交换器(30)；
第二热交换器(64)；
至少一个喷射器(220,240;602)；
分离器(48)，其具有：
入口(50)；
液体出口(52)；以及
蒸汽出口(54)；
膨胀装置(70)；以及
多个管路，
其中，所述系统还包括多个阀(260,262,264;260)，其能够被控制为限定：
第一模式流路，其相继穿过：
所述压缩机；
所述第一热交换器；以及
所述分离器，且然后分成：
返回所述压缩机的第一支路；以及
穿过所述膨胀装置和第二热交换器来再接入所述第一热交换器与所述分离器之间的流路的第二支路；以及
第二模式流路，其相继穿过：
所述压缩机；
第二热交换器，其处于与第一模式下的流动相同的方向；以及
所述分离器，且然后分成：
返回所述压缩机的第一支路；以及
第二支路，其穿过膨胀装置及第一热交换器来再接入所述第二热交换器与所述分离器之间的流路，其中第一热交换器处于与第一模式下的流动相同的方向。
7. 根据权利要求1至权利要求3、权利要求5或权利要求6所述的蒸汽压缩系统，其特征在于，所述多个阀包括：
阀(264)，其定位成有选择地允许流动至所述第一喷射器次流入口和所述第二喷射器次流入口。
8. 根据权利要求7所述的蒸汽压缩系统，其特征在于：
所述阀(264)构造成允许流动至所述第一喷射器次流入口(224)和所述第二喷射器次流入口(244)中的最多一个。
9. 根据权利要求3至权利要求8中任一项所述的蒸汽压缩系统，其特征在于：
所述第一喷射器和所述第二喷射器具有不同尺寸。
10. 根据权利要求3至权利要求9中任一项所述的蒸汽压缩系统，其特征在于：
所述第一喷射器具有大于所述第二喷射器的喉部截面。
11. 根据权利要求3至权利要求10中任一项所述的蒸汽压缩系统，其特征在于：
所述第一喷射器具有大于所述第二喷射器的混合器截面面积。
12. 根据任何前述权利要求所述的蒸汽压缩系统，其特征在于：
所述第一热交换器为制冷剂-空气热交换器，且所述第二热交换器为制冷剂-水热交换器。
13. 根据任何前述权利要求所述的蒸汽压缩系统，其特征在于，所述多个阀包括：
第一四通阀(260)；以及
第二四通阀(262)。
14. 一种用于运行蒸汽压缩系统(200;400;600;700;1000)的方法，所述系统包括：
压缩机(22)；
第一热交换器(30)；
第二热交换器(64)；
至少一个喷射器(220,240;602)；
分离器(48)，其具有：
入口(50)；
液体出口(52)；以及
蒸汽出口(54)；
膨胀装置(70)；以及
所述方法包括：
在第一模式中，利用所述压缩机压缩制冷剂来沿第一模式流路驱动制冷剂，所述第一模式流路相继穿过：
所述压缩机；
所述第一热交换器；以及
所述分离器，且然后分成：
返回所述压缩机的第一支路；以及
穿过所述膨胀装置和第二热交换器来再接入所述第一热交换器与所述分离器之间的流路的第二支路；以及
在所述第二模式中，利用所述压缩机压缩制冷剂来沿第二模式流路驱动所述制冷剂，所述第二模式流路相继穿过：
所述压缩机；
第二热交换器，其处于与第一模式下的流动相同的方向；以及
所述分离器，且然后分成：
返回所述压缩机的第一支路；以及
第二支路，其穿过膨胀装置及第一热交换器来再接入所述第二热交换器与所述分离器之间的流路，其中第一热交换器处于与第一模式下的流动相同的方向。
15. 一种喷射器(602)，包括：
第一入口(604)；
第二入口(606)；
出口(608,610)；
从所述第一入口到所述出口的第一流路；
从所述第二入口到所述出口的第二流路；以及
沿所述第一流路的第一喷嘴(624)，所述第一流路和所述第二流路在所述第一喷嘴的下游合并，特征在于：
沿所述第二流路的第二喷嘴(625)，所述第一流路和所述第二流路在所述第二喷嘴下游合并。
16. 根据权利要求15所述的喷射器，其特征在于：
所述出口包括第一出口(608)和第二出口(610)；
所述第一流路从所述第一入口到所述第一出口；以及
所述第二流路从所述第二入口到所述第二出口。
17. 根据权利要求15或权利要求16所述的喷射器，其特征在于：
所述第一流路和第二流路在腔室(680)中合并。
18. 根据权利要求16或权利要求17中任一项所述的喷射器，其特征在于：所述喷射器还包括：
沿所述第一流路的第一混合器和扩散器单元(650)；以及
沿所述第二流路的第二混合器和扩散器单元(652)。
19. 根据权利要求15至权利要求18中任一项所述的喷射器，其特征在于：
所述第一喷嘴和所述第二喷嘴分别具有中央主动流动通道；以及
所述喷射器还包括至少一个执行器(670)，其用于有选择地开启和闭合所述第一喷嘴和所述第二喷嘴的中央通道的旁路。
20. 根据权利要求15至权利要求19中任一项所述的喷射器，其特征在于：
所述执行器包括联接到所述第一喷嘴上的第一执行器和联接到所述第二喷嘴上的第二执行器。
21. 一种包括权利要求15至权利要求20中任一项所述的喷射器的蒸汽压缩系统(20)。
22. 根据权利要求21所述的蒸汽压缩系统，其特征在于，所述系统还包括：
压缩机(22)；
第一热交换器(30)；
第二热交换器(64)；以及
分离器(48)，其具有：
入口(50)；
液体出口(52)；以及
蒸汽出口(54)；
膨胀装置(70)。
23. 根据权利要求22所述的蒸汽压缩系统，其特征在于，所述系统还包括多个管路和至少一个阀，其被定位成限定：
第一模式流路，其相继穿过：
所述压缩机；
所述第一热交换器；
从所述第一入口穿过所述喷射器出口的所述喷射器；以及
所述分离器，且然后分成：
返回所述压缩机的第一支路；以及
穿过所述膨胀装置和所述第二热交换器至所述第二入口的第二支路；以及
第二模式流路，其相继穿过：
所述压缩机；
所述第二热交换器；
从所述第二入口穿过所述喷射器出口的所述喷射器；以及
所述分离器，且然后分成：
返回所述压缩机的第一支路；以及
穿过所述膨胀装置和第一热交换器至所述第一入口的第二支路。
24. 根据权利要求22或权利要求23所述的蒸汽压缩系统，其特征在于：
所述第一热交换器为制冷剂-空气热交换器；以及
所述第二热交换器为制冷剂-水热交换器。
25. 一种使用根据权利要求15至权利要求20中任一项所述的喷射器的方法，所述方法包括：
在第一模式中，使第一流传递至所述第一入口且使第二流传递至所述第二入口，所述第二流在所述第二入口处具有低于所述第一入口处的第一流的压力；以及
在第二模式中，使第一流传递至所述第一入口且使第二流传递至所述第二入口，所述第二流在所述第二入口处具有高于所述第一入口处的第一流的压力。
26. 根据权利要求25所述的方法，其特征在于：
在所述第一模式中，所述第一流为主动流，而所述第二流为次流；以及
在所述第二模式中，所述第一流为次流，而所述第二流为主动流。
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