CN1319752A - 节能器回路的增强 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了用于节能器断流阀的最优位置、或者用于增加节能器管线的容积的其它方法。节能器断流阀紧挨着节能器热交换器设置在其下游。该阀也可设置在节能器膨胀阀与节能器热交换器的上游。节能器膨胀阀还可设有适当的控制器,以便可用作为断流阀。在节能器管线中还可增设额外的容积。另外,介于压缩机与断流阀之间的管线的容积要比已有技术中的容积大。本发明可获得与温度控制、效率和容量增加有关的益处,还可采用廉价的断流阀。

Description

节能器回路的增强

本发明涉及将节能器阀靠近节能器热交换器设置，或者增加致冷循环中节能器回路管线的容积。

在致冷循环中采用节能器回路，以便提供增大的冷却或加热量。如已知的那样，致冷循环使致冷剂流过压缩机(致冷剂在压缩机中被压缩)并流至冷凝器(致冷剂通常在冷凝器中被暴露于外界空气)。来自冷凝器的致冷剂流过初级膨胀装置后流入蒸发器。待冷却的环境由流过蒸发器的致冷剂来冷却。致冷剂从蒸发器重又返回到压缩机，并可流过通道中的抽吸节流装置。

有时，节能器回路紧挨着冷凝器安装在其下游。实质上，离开冷凝器的那部分致冷剂自主要流动管线流出并流过节能器膨胀装置。节能器热交换器或闪蒸箱接纳离开节能器膨胀装置的流体，并且还接纳来自冷凝器、且流入初级膨胀装置之前的致冷剂主流。闪蒸箱和节能器热交换器是在两个流动管线之间传递热量的两种已知的方式。对本申请来说，术语“节能器热交换器”应被理解为包括通过管道在两个管线之间传递热量的热交换器、或者闪蒸箱。两者在节能器循环中均用作为热交换器，并且两者都是已知的。因此，本申请和权利要求中所采用的术语“节能器热交换器”应被理解为包括以上两者。离开节能器的致冷剂回路膨胀装置在该致冷剂到达初级膨胀装置之前在主要流动管线中冷却该致冷剂。于是，到达初级膨胀装置的致冷剂已被额外地预冷却，从而实现了蒸发器的较大的冷却量。

自节能器膨胀装置流出的致冷剂流过节能器热交换器，并返回至压缩机。为了控制冷却或加热单元的容量，较理想的是，具有开关节能器回路的能力。于是，通常在压缩机附近设置一个断流阀。节能器管线将该断流阀向后连接至节能器热交换器。节能器管线的另外一个部分自节能器断流阀延伸通过一小段距离后至压缩机。

在压缩机运行期间，当节能器阀关闭时，管线的节能器部分在该阀处闭塞终结。于是，被压缩的致冷剂在关闭的阀与压缩机之间、节能器管线的闭塞部分内来回泵送。有时，这样会在节能器管线中引起不良的温度上升。由于高温的缘故，可能需要能耐受高温的昂贵的断流阀。

本发明可最优地设置原先靠近压缩机设置的节能器断流阀，或者在压缩机与断流阀之间增设额外的容积。

在本发明所揭示的一实施例中，节能器断流阀设置得距离节能器热交换器要比距离压缩机来得近，或者在节能器管线中增设额外的容积。因此，当断流阀关闭时，在该断流阀与压缩机之间存在着较长或较大容积的节能器闭塞部分。

在一最佳实施例中，断流阀紧挨着节能器热交换器设置。因此，较佳的是，该节能器断流阀设置在靠近节能器热交换器的节能器管线的50％之中。最佳的是，当节能器断流阀设置在节能器热交换器的下游时，该断流阀设置在距离节能器热交换器的20％的管线内。换句话说，向节能器管线朝着压缩机延伸的部分增加了额外的容积。

在其它实施例中，节能器断流阀设置在节能器膨胀装置的上游。

另外，在另一实施例中，节能器膨胀装置是电控的，并且不仅被用作为膨胀装置，而且还用作为断流阀。

在上述各个实施例中，与已有技术相比，大大地增加了节能器管线的闭塞部分的长度和/或容积。虽然料想这种设置可能会降低效率或减小容量，但事实上，结果恰恰相反。试验显示：在节能器断流阀靠近节能器热交换器设置的情况下，既能提高效率，又能增加容量。另外，由于提高了压缩处理效率，因此还可使致冷剂离开压缩机时的输出温度降低几度。

节能器管线的闭塞部分中的温度被显著降低。在一项试验中，该温度从310°F降至200°F。这样就允许采用廉价的断流阀，它无须耐受已有技术中的高温。另外，还可将着火的危险减至最小。

倘若节能器断流阀设置在膨胀装置的上游，则该阀通常会密封致冷剂的液态部分。该液体管线的直径小于蒸气管线的直径，且更易于密封，因此，可将甚为廉价的阀用作为用于密封液体的阀，该阀要比蒸气管线的阀来得小且便宜。

结合下文中的说明和附图将能最好地理解本发明的这些和其它特点，下面扼要地进行介绍。

图1示出了本发明的第一实施例。

图2示出了第二实施例。

图3示出了第三实施例。

图4示出了第四实施例。

图5示出了一种结构，其中上述所有的实施例均可与设置在节能器与抽吸管线之间的旁路阀结合使用。

致冷循环20如图1所示，具有装有压缩机泵单元24的压缩机22，图中示出的是涡旋式压缩机。如图所示，来自节能器注入管线28的蒸气通过节能器注入口26注入到由泵单元24所构成的压缩腔内。节能器管线28自压缩机向后朝着节能器热交换器延伸，这将在下文中更详细地进行描述。排放管线30自压缩机22延伸至冷凝器32。来自冷凝器32的致冷剂主要流动管线33从节能器热交换器34中通过。再者，还可由一闪蒸箱来提供节能器热交换器34。节能器支管(tap)36从热交换器34中通过。再者，节能器循环将在下文中更详细地进行描述。位于热交换器34下游的是初级膨胀装置38和蒸发器40。如已知的那样，待冷却的环境41由在蒸发器40中蒸发且进一步过度加热的致冷剂来冷却。本发明较佳地针对须要冷却至低温的被致冷区域。在图中，该区域系一被致冷的运输单元。在具备此类系统的情况下，节能器回路的距离较大。来自蒸发器40的致冷剂可向后通过一可选用的抽吸节流装置42通入到返回至压缩机抽吸口68的管线44之中。其中一个发明人最近提出了这样一种系统，即该系统中的卸荷器旁路装置与管线28和44相连接。但是，至于该卸荷器装置的细节与本发明不相关。

节能器膨胀装置46安装在支管线36上。节能器断流阀48紧挨着热交换器34设置在其下游。当阀48关闭时，管线28在该阀处闭塞终结，且管线28的闭塞部分较已有技术而言相对较长。较佳的是，断流阀48不要设置在管线28的闭塞部分朝向压缩机22的最靠近的一半中。更佳地，该断流阀48设置在它到节能器热交换器34的距离为热交换器34与压缩机22之间总的距离的20％的这一段管线28之中。因此，本发明为闭塞部分28提供了很长的长度，并可实现上述优点。在运作期间，当无须节能器运作时，阀48如已知的那样由一控制器来关闭。于是，闭塞部分28接纳来自压缩机泵单元24的流体。在节约器运作期间，阀48是打开的，并且致冷剂经管线28注回到压缩机泵单元24之中。

图2示出了第二实施例，其中断流阀被设置在节能器膨胀阀46的上游。在该实施例中，低成本阀50通常可用作为密封液体而不是蒸气的阀。与密封蒸气的阀相比，密封液体的阀相对较便宜。

在图3所示的第三实施例中，节能器膨胀装置是一种电子膨胀阀52，该阀是电控的，以便它还可提供断流功能。再者，由于不再需要额外的阀，因此可实现低成本设计。

在本发明的第四实施例中，在管线28的下游部分中增设一容积部分62，以便当管线28闭塞时，增加闭塞管线28的使用效力。该容积部分62是管线28的一整体部分，在最简单的情况下，它可由其直径大于管线28的直径的一管线来表示。当管线28的闭塞部分的长度由于致冷循环单元的尺寸包络线(envelope)而受到限制时，容积部分62的使用就变得特别得重要。

图5示出了这样一种结构，即在致冷循环中增设一旁路阀64。上述所有的实施例均可应用到这种结构中，并且延伸至旁路阀的管线66还可被看作是闭塞容积的一部分。

在上述各个实施例中，与已有技术相比，大大地增加了节能器管线闭塞部分28的长度或容积。也都能得到与效率、容量和输出温度有关的益处。此外，由于该阀是在低温环境下运行的，因此可以可靠地使用廉价的阀。

较佳地，增加的闭塞容积要足以使截留在断流阀的前方和该断流阀与压缩机之间的致冷剂至少等于压缩机的体积容量的10％。更佳地，该容积大于压缩机的体积容量的20％。从而应当相应地设定较佳地为设置在流体管线28上的一放大空间的空间62的尺寸大小。另外，或者两者相结合起来，该阀应远离压缩机设置，从而获得此容积。致冷运输单元通常具有位于压缩机22与热交换器34之间相对较长的管线28。该距离可为五至十英尺。在此类系统中，较理想的是，该阀距离压缩机至少一英尺。换句话说，该阀较佳地不是位于压缩机与热交换器之间的长度的最初的10％～20％中。更佳地，如图1所示，该阀设置得与热交换器相当得近。

已揭示了本发明的若干实施例，但本技术领域中的工作人员应当意识到的是，在本发明的范围之中还有许多变化形式。为此，应当研究下列权利要求，以便确定本发明真正的范围和内容。

Claims (12)

1．一种致冷循环，包括：

具有致冷剂抽吸入口和排放出口的压缩机；

与所述排放出口相通的冷凝器，所述冷凝器将致冷剂传送至节能器支管和致冷剂主要流动管线，所述致冷剂主要流动管线通向初级膨胀装置，并且所述支管从节能器膨胀装置中通过；

设置在所述主要流动管线上、位于所述初级膨胀装置上游的节能器热交换器，所述支管还从所述节能器热交换器中通过，所述节能器热交换器设置在所述节能器膨胀装置的下游；

设置在所述初级膨胀装置下游的蒸发器，致冷剂从所述蒸发器又回到所述压缩机；以及

自所述节能器热交换器向后通向所述压缩机的节能器管线、和用于截断经所述节能器管线流向所述压缩机的致冷剂的流动的断流阀，所述断流阀与所述压缩机之间的距离大于介于所述节能器热交换器与所述压缩机之间的节能器管线的长度的10％。

2．如权利要求1所述的致冷循环，其特征在于，所述断流阀设置在所述节能器热交换器的下游。

3．如权利要求2所述的致冷循环，其特征在于，所述断流阀设置得距离所述节能器热交换器要比距离所述压缩机来得近。

4．如权利要求3所述的致冷循环，其特征在于，所述节能器管线的横截面积是不等同的，这样就能在所述断流阀与所述压缩机之间增大的容积区域内截留额外的致冷剂量。

5．如权利要求3所述的致冷循环，其特征在于，所述断流阀设置在相对于所述节能器热交换器的所述节能器管线总长的20％之中。

6．如权利要求1所述的致冷循环，其特征在于，所述断流阀设置在所述节能器热交换器的上游。

7．如权利要求6所述的致冷循环，其特征在于，所述断流阀设置在所述节能器膨胀阀的上游。

8．如权利要求6所述的致冷循环，其特征在于，所述节能器膨胀阀是可控的，以便完全关闭，这样它就能用作为所述节能器断流阀。

9．如权利要求1所述的致冷循环，其特征在于，所述压缩机装有涡旋式泵单元。

10．如权利要求1所述的致冷循环，其特征在于，所述增大的容积是由其横截面积不等同的所述节能器管线来提供的，其中增大的容积部分提供放大的容积。

11．如权利要求10所述的致冷循环，其特征在于，在所述节能器管线上提供放大的腔。

12．如权利要求1所述的致冷循环，其特征在于，所述蒸发器冷却被致冷的运输单元。