專利名稱：噴射器循環(huán)制冷劑分離器的制作方法
噴射器循環(huán)制冷劑分離器相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
要求于 2010 年 7 月 23 日提交的名稱為“Ejector Cycle Refrigerant Separator”的美國(guó)專利申請(qǐng)61/367，097的權(quán)益，該文獻(xiàn)的公開內(nèi)容整體通過引用并入本文，就如同被詳
細(xì)記載一樣。
背景技術(shù)：
本公開涉及制冷。更具體地，其涉及噴射器制冷系統(tǒng)。對(duì)噴射器制冷系統(tǒng)的早期建議可在US1836318和US3277660中找到。圖1示出了噴射器制冷系統(tǒng)20的一個(gè)基礎(chǔ)示例。該系統(tǒng)包括具有入口(吸入端口)24和出口(排出端口)26的壓縮機(jī)22。壓縮機(jī)和其它系統(tǒng)部件被沿著制冷劑回路或流動(dòng)路徑27定位并通過各種導(dǎo)管(管線)連接。排出管線28從出口 26延伸到換熱器30 (在正常系統(tǒng)運(yùn)行模式下是排熱換熱器(例如，冷凝器或氣體冷卻器))的入口 32。管線36從排熱換熱器30的出口 34延伸到噴射器38的主入口(液體或超臨界或兩相入口)40。噴射器38還具有次入口(飽和的或過熱的蒸氣或兩相入口)42和出口 44。管線46從噴射器出口 44延伸到分離器48的入口 50。該分離器具有液體出口 52和氣體出口 54。吸入管線56從氣體出口 54延伸到壓縮機(jī)吸入端口 24。管線28、36、46、56和它們之間的部件限定了制冷劑回路27的主環(huán)路60。制冷劑回路27的次環(huán)路62包括換熱器64 (在正常運(yùn)行模式下是吸熱換熱器(例如蒸發(fā)器))。蒸發(fā)器64包括沿著次環(huán)路62的入口 66和出口 68并且膨脹設(shè)備70被定位在管線72內(nèi)，管線72在分離器液體出口 52和蒸發(fā)器入口 66之間延伸。噴射器次入口管線74從蒸發(fā)器出口 68延伸到噴射器次入口 42。在正常運(yùn)行模式下，氣態(tài)制冷劑由壓縮機(jī)22通過吸入管線56和入口 24抽吸并且被壓縮并從排放端口 26排入排出管線28。在排熱換熱器中，制冷劑向傳熱流體(例如由風(fēng)扇推動(dòng)的空氣或水或其它液體)損失熱或排熱。被冷卻的制冷劑通過出口 34離開排熱換熱器并通過管線36進(jìn)入噴射器主入口 40。示例性的噴射器38 (圖2)被形成為套設(shè)在外構(gòu)件102內(nèi)的動(dòng)力(主)噴嘴100的組合。主入口 40是通向動(dòng)力噴嘴100的入口。出口 44是外構(gòu)件102的出口。主制冷劑流103進(jìn)入入口 40并此后進(jìn)入動(dòng)力噴嘴100的收縮段104。此后它經(jīng)過喉段106和膨脹(擴(kuò)散)段108從而通過動(dòng)力噴嘴100的出口 110。動(dòng)力噴嘴100對(duì)流103進(jìn)行加速并降低該流的壓力。次入口 42形成外構(gòu)件102的入口。由動(dòng)力噴嘴引起的對(duì)主流的壓力減小有助于將次流112抽入外構(gòu)件。外構(gòu)件包括具有收縮段114和細(xì)長(zhǎng)的喉或混合段116的混合器。外構(gòu)件還具有在細(xì)長(zhǎng)的喉或混合段116下游的擴(kuò)散段或擴(kuò)散器118。動(dòng)力噴嘴出口 110被定位在次噴嘴收縮段114內(nèi)。當(dāng)流103離開出口 110時(shí)，其開始與流112混合，而進(jìn)一步混合通過提供混合區(qū)的混合段116來發(fā)生。在運(yùn)行中，主流103通常在進(jìn)入噴射器時(shí)可以是超臨界的并且在離開動(dòng)力噴嘴時(shí)可以是亞臨界的。次流112在進(jìn)入次入口端口 42時(shí)是氣態(tài)的(或者氣體和較少量液體的混合物)。得到的混合流120是液體/蒸氣混合物并且在擴(kuò)散器118內(nèi)減速并升壓同時(shí)維持混合物。在進(jìn)入分離器時(shí)，流120被分離回到流103和流112。流103如以上討論地作為氣體經(jīng)過壓縮機(jī)吸入管線。流112作為液體前進(jìn)到膨脹閥70。流112可由閥70膨脹(例如，低品質(zhì)地(帶有少量蒸氣的兩相))并且被傳遞到蒸發(fā)器64。在蒸發(fā)器64中，制冷劑從傳熱流體(例如，從由風(fēng)扇推動(dòng)的空氣流或水或其它液體)吸熱并作為前述的氣體被從出口 68排放到管線74。使用噴射器來回收壓力/功。從膨脹過程回收的功被用于在氣態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)之前對(duì)其進(jìn)行壓縮。因此，對(duì)于給定的期望蒸發(fā)器壓力，可以減少壓縮機(jī)的壓力比(并且因此功率消耗)。也可以降低進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑干度。因此，可(相對(duì)于沒有噴射器的系統(tǒng))增加每單位質(zhì)量流的制冷效果。改善了進(jìn)入蒸發(fā)器的流體分布(由此改善了蒸發(fā)器性能)。因?yàn)檎舭l(fā)器沒有直接饋送壓縮機(jī)，所以不要求蒸發(fā)器產(chǎn)生過熱制冷劑出流。噴射器循環(huán)的使用因此可允許減少或消除蒸發(fā)器的過熱區(qū)。這可允許蒸發(fā)器在兩相狀態(tài)下運(yùn)行，兩相狀態(tài)提供了更高的傳熱性能(例如，對(duì)于給定能力有利于減少蒸發(fā)器尺寸)。示例性的噴射器可以是固定幾何尺寸噴射器或者可以是可控噴射器。圖2示出了由針閥130提供的可控性，針閥130具有針132和致動(dòng)器134。致動(dòng)器134移動(dòng)針的針尖部分136進(jìn)出動(dòng)力噴嘴100的喉段106，從而調(diào)節(jié)通過動(dòng)力噴嘴的并且進(jìn)而通過噴射器整體的流動(dòng)。示例性的致動(dòng)器134是電動(dòng)的(例如，螺線管等)。致動(dòng)器134可被聯(lián)接到控制器140并由其控制，控制器140可從輸入設(shè)備142 (例如，開關(guān)、鍵盤等)和傳感器(未示出)接收使用者輸入。控制器140可通過控制線144 (例如有線路徑或無線通信路徑)被聯(lián)接到致動(dòng)器和其它可控系統(tǒng)部件(例如，閥、壓縮機(jī)馬達(dá)等)?？刂破骺砂ㄒ粋€(gè)或多個(gè)處理器；存儲(chǔ)器(例如，用于存儲(chǔ)用來由處理器執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)操作方法的程序信息和用于存儲(chǔ)由程序使用或產(chǎn)生的數(shù)據(jù))；以及硬件接口設(shè)備(例如，端口)以與輸入/輸出設(shè)備和可控系統(tǒng)部件實(shí)現(xiàn)交互。已經(jīng)提出了對(duì)這種噴射器系統(tǒng)的各種改進(jìn)。在US20070028630中的一個(gè)示例涉及沿著管線46設(shè)置第二蒸發(fā)器。US20040123624公開了具有兩對(duì)噴射器/蒸發(fā)器的系統(tǒng)。在US20080196446中示出了另外的兩個(gè)蒸發(fā)器、單個(gè)噴射器的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本公開的一個(gè)方面涉及具有壓縮機(jī)的系統(tǒng)。排熱換熱器被聯(lián)接到壓縮機(jī)以接收由壓縮機(jī)壓縮的制冷劑。噴射器具有主入口、次入口和出口，主入口與排熱換熱器聯(lián)接以接收制冷劑。該系統(tǒng)具有吸熱換熱器。該系統(tǒng)包括用于提供1-10%品質(zhì)的制冷劑到吸熱換熱器和/或提供85-99%品質(zhì)的制冷劑到壓縮機(jī)和吸入管線換熱器(如果有的話)中至少一個(gè)的裝置。在各種實(shí)施方式中，膨脹設(shè)備可位于緊鄰吸熱換熱器的上游。制冷劑可包括至少50%的二氧化碳(按重量)。本公開的其它方面涉及運(yùn)行該系統(tǒng)的方法。一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)在附圖和下面的描述中公開。其它的特征、目的和優(yōu)點(diǎn)可通過該描述和附圖、以及通過權(quán)利要求而易于理解。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)噴射器制冷系統(tǒng)的示意圖。
圖2是噴射器的軸向截面圖。圖3是第一制冷系統(tǒng)的示意圖。圖4是圖3的系統(tǒng)的分離器的放大圖。圖5是圖3的系統(tǒng)的壓力-焓圖。圖6是另一分離器的放大圖。圖7是第二制冷系統(tǒng)的示意圖。圖8是第三制冷系統(tǒng)的示意圖。圖9是第四制冷系統(tǒng)的示意圖。在各個(gè)附圖中相同的附圖標(biāo)記和指示表示相同的元件。
具體實(shí)施例方式圖3示出了噴射器循環(huán)蒸氣壓縮(制冷)系統(tǒng)170。系統(tǒng)170可以被制造成是系統(tǒng)20或另一系統(tǒng)的改進(jìn)或者被制造成是原始的制造/構(gòu)造。在示例性的實(shí)施例中，可從系統(tǒng)20保留下來的相同的部件被示出為具有相同的附圖標(biāo)記。運(yùn)行可類似于系統(tǒng)20的運(yùn)行，除了如下討論地控制器響應(yīng)于來自各種溫度傳感器和壓力傳感器的輸入而控制運(yùn)行。鑒于圖1的分離器48從其氣體出口傳送基本上純的氣體,并且從其液體出口傳送基本上純的液體，所以可能令人滿意的是用略微混合狀態(tài)的流來代替這些流中的一者或全部?jī)烧?。例如，如果期望，通過將兩相混合物饋送入壓縮機(jī)，壓縮機(jī)的排出溫度可被減小(因此延展了壓縮機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行范圍)。也可期望用少量的液體饋送吸入管線換熱器(SLHX-下面討論)和/或壓縮機(jī)來改善SLHX和壓縮機(jī)的效率。示例性的制冷劑被以85-99 %的品質(zhì)(蒸氣質(zhì)量流百分比)傳遞，更窄地，90-98 %或94-98 %。壓縮蒸氣所要求的功率增加，這增加吸入焓。對(duì)于封閉式壓縮機(jī)來說，制冷劑蒸氣被用于冷卻馬達(dá)。例如，在許多壓縮機(jī)中，在吸入流進(jìn)入壓縮腔之前首先使吸入流從馬達(dá)上經(jīng)過(提高到達(dá)壓縮腔的制冷劑的溫度)。通過在吸入流的蒸氣中提供少量的液體，馬達(dá)可被冷卻，同時(shí)減少了在制冷劑從馬達(dá)上經(jīng)過時(shí)制冷劑的溫度增加。而且，一些壓縮機(jī)可容忍少量液體進(jìn)入吸入腔。如果壓縮過程以一些液體開始，制冷劑將保持比沒有這些液體時(shí)更冷，并且該壓縮過程要求更少的功率。這對(duì)在壓縮過程中表現(xiàn)出大程度的加熱的制冷劑(例如CO2)來說尤其有益。向壓縮機(jī)提供液體制冷劑的負(fù)面是液體不再可用于在蒸發(fā)器64內(nèi)產(chǎn)生冷卻。提供到管線56的品質(zhì)最優(yōu)選擇由系統(tǒng)的具體特征決定以平衡這些考慮因素。也可使用少量的液體制冷劑來改善SLHX的性能。SLHX通常是逆流設(shè)計(jì)?？倐鳠嵊删哂凶钚〉牧魉倥c比熱乘積的流體側(cè)限制。對(duì)于純蒸氣在冷側(cè)而純液體在熱側(cè)的制冷系統(tǒng)SLHX，冷側(cè)蒸氣是限制性的。不過，提供到冷側(cè)的少量液體有效地增加了其比熱。因此，可從同樣的SLHX更多地傳熱，或者相反地，對(duì)于同樣的傳熱，如果將少量的液體添加到蒸氣，可使用更小的換熱器。也通過將兩相混合物饋送到蒸發(fā)器上游的膨脹閥，可精確地控制系統(tǒng)能力，這可阻止不必要的系統(tǒng)停機(jī)(平順性和改善的可靠性)并改善溫度控制。這可有助于改善制冷劑在蒸發(fā)器歧管內(nèi)的分布并進(jìn)一步改善蒸發(fā)器性能。示例性的制冷劑以1-10%品質(zhì)(蒸氣質(zhì)量流百分比)傳遞，更窄地2-6%。直接膨脹蒸發(fā)器通常在非常低和非常高的品質(zhì)范圍內(nèi)有不良傳熱。對(duì)于這些蒸發(fā)器設(shè)計(jì)，提供更高品質(zhì)可改善在該蒸發(fā)器進(jìn)口區(qū)域(此處品質(zhì)最低)的傳熱系數(shù)。系統(tǒng)170用用于提供1-10%品質(zhì)的制冷劑到吸熱換熱器和/或提供90-99%品質(zhì)的制冷劑到壓縮機(jī)和目前為吸入管線換熱器中至少一者的裝置代替分離器。示例性裝置180 (圖4)可基于傳統(tǒng)的蓄能器，并且可用作提供所述1-10%品質(zhì)的制冷劑和所述90-99%品質(zhì)的制冷劑兩者的裝置。改進(jìn)的蓄能器具有箱或容器182、入口184、用于排出高品質(zhì)制冷劑187的第一出口 186、和用于排出低品質(zhì)的制冷劑189的第二出Π 188。示例性的第一出口 186是在U管(或J管)190的下游端處。U管延伸到第二端(氣體入口端)192，第二端通向箱的頂部空間194用于從該頂部空間抽吸氣體流196。U管的下部(槽或基部)198被浸沒在箱的下部中的在頂部空間下方的液體制冷劑積聚200中。為 了攜帶期望量的液體202進(jìn)入氣體流以形成高品質(zhì)流187，可沿著U管形成一個(gè)或多個(gè)孔204，包括在下部198內(nèi)。孔的尺寸和位置被構(gòu)造成提供進(jìn)入SLHX和/或壓縮機(jī)的期望品質(zhì)的兩相混合物。鉆孔204的示例性孔尺寸是O. 01英寸-O. 5英寸(O. 25mm-12. 7mm)，更窄地，O. 2-0. 3英寸(5. 1-7. 6mm)?？墒褂枚鄠€(gè)孔并且該多個(gè)孔可被設(shè)置成實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果O為了在低品質(zhì)流189中提供少量的氣體，一個(gè)或多個(gè)蒸氣管線管220可從具有一個(gè)或多個(gè)氣體入口(孔)224的部分222延伸到頂部空間內(nèi)。示例性的部分222是封閉的上部分。第二部分226 (下部分)具有在液體積聚200內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)孔228。孔228和224的尺寸被選擇成使得氣態(tài)制冷劑流230被通過孔224抽吸并變?yōu)楸粩y帶在通過孔228抽吸的液體制冷劑流232內(nèi)，以提供低品質(zhì)流189的期望組成?？?24的示例性尺寸對(duì)于鉆孔來說在直徑方面最大為2英寸(50_)或者對(duì)于其它孔來說是等效面積，更窄地，O. 1-0. 5英寸(2. 5-13mm)或者O. 1-0. 3英寸(2. 5-7. 6mm)?？?28的示例性尺寸對(duì)鉆孔來說在直徑方面是O. 1-2英寸或者對(duì)于其它孔來說是等效面積，更窄地，O. 2-1. O英寸(5-25_)或者O. 25-0. 75英寸(6.35-19.1mm)。孔尺寸的比值(# 224蒸氣與228液體)是O到O. 9 ；更窄地，O.1到O. 5 ;更窄地，O.1到O. 3。圖5示出了系統(tǒng)的壓力-焓(P-H)圖，在該系統(tǒng)中近似O.1的制冷劑品質(zhì)被傳送到膨脹閥70并且近似O. 9的制冷劑品質(zhì)被傳送到壓縮機(jī)吸入端口 24。提供到膨脹設(shè)備的制冷劑品質(zhì)的變化導(dǎo)致膨脹過程的焓從示出為70’的基線到所示出的蒸發(fā)器70的更高的焓的移動(dòng)550。類似地，還有從示出為22’的基線到示出的改進(jìn)系統(tǒng)中的壓縮機(jī)22的改進(jìn)值的減小壓縮過程的焓的移動(dòng)552。移動(dòng)550將出口 52(這形成膨脹設(shè)備70的入口條件)進(jìn)一步移向飽和液體線542的高焓側(cè)(例如，從更接近該線的低焓側(cè)、沿著該低焓側(cè)或到達(dá)該低焓側(cè)的基線)。類似地，移動(dòng)552使出口 54和壓縮機(jī)吸入條件24向著飽和蒸氣線540的低焓側(cè)更進(jìn)一步(例如，從更接近該線的高焓側(cè)、沿著該高焓側(cè)或到達(dá)該高焓側(cè)的基線)。圖6通過將管插件242的上端240插入入口導(dǎo)管(并通過焊接、夾緊等固定)來改進(jìn)裝置180。管242的下端244被封閉并安置在容器的底部上(例如，用于支撐以使得與入口導(dǎo)管的接合處的應(yīng)力最小)。沿著中間部分(仍然高于積聚200的表面)，管242帶有小開口 246。小開口 246將入口流120偏轉(zhuǎn)以減小入口流遇到積聚時(shí)的速度。例如，小開口246可導(dǎo)致入口流偏轉(zhuǎn)離開容器的側(cè)壁(例如，沿著側(cè)壁流到積聚)。這種偏轉(zhuǎn)減少了積聚200內(nèi)的起泡沫并有助于提供流187和189內(nèi)的蒸氣和液體的受控平衡。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，入口管具有15. 9mm的內(nèi)徑(ID)，這對(duì)應(yīng)于特定的標(biāo)準(zhǔn)管尺寸?？墒褂闷渌某叽?，這視系統(tǒng)要求而定。在示例中，孔246被分組成兩排，每排五個(gè)孔，每組中的每個(gè)孔都與另一組的相關(guān)聯(lián)的孔直接相對(duì)。示例性的孔的直徑是O. 25英寸(6. 35mm)?？商峁┢渌鼧邮降目?。例如，可提供樣式以建立具體的流動(dòng)樣式，以適應(yīng)其它的內(nèi)部部件等。類似地，孔取向可被改變?yōu)槠x徑向或偏離水平。例如，偏離水平/徑向朝上成最大45度的角度的孔傾斜可允許沿著側(cè)壁的流動(dòng)來使用更多的側(cè)壁。更廣泛地，入口導(dǎo)管或其中插件的示例性的管尺寸是八分之一英寸到2英寸(3. 2mm-50. 8mm)。類似地，孔尺寸的示例性范圍(尤其對(duì)于鉆孔)在直徑方面是O. 8mm-20mm,這視期望流速、導(dǎo)管尺寸等而定。非圓形孔可具有類似的示例性橫截面面積?？偪酌娣e與當(dāng)?shù)毓軆?nèi)橫截面面積的示例性比是O. 5-20，更窄地1-5或1-2。圖7示出了系統(tǒng)250，其可被制造為對(duì)圖1或3的系統(tǒng)或其它系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)或者被制造為原始制造/構(gòu)造。在不例性的實(shí)施例中，可從系統(tǒng)170保留下來的相冋的部件被示出為具有相同的附圖標(biāo)記。運(yùn)行可類似于系統(tǒng)170的運(yùn)行，除了如下所討論的。系統(tǒng)250在其它方面類似于系統(tǒng)170，除了以吸入管線換熱器252在第一分離器氣體出口和第一壓縮機(jī)入口之間具有沿著吸入管線的支路254 (吸熱支路)為特征。支路254與在排熱換熱器出口和噴射器主入口之間在排熱換熱器出口管線中的支路256成換熱關(guān)系。圖8示出了系統(tǒng)300，其如系統(tǒng)250 —樣，可被形成為對(duì)圖1或圖3中系統(tǒng)的改進(jìn)。系統(tǒng)300以在排熱換熱器出口和噴射器主入口之間的閃蒸箱經(jīng)濟(jì)裝置302為特征。經(jīng)濟(jì)裝置具有箱304，該箱具有入口 306、第一出口(氣體出口)308和第二出口(液體出口)310。示例性的入口 306和出口 308沿著填充有氣體的頂部空間312。示例性的第二出口 310沿著含有液體積聚314的下部。第二出口 310饋送液體制冷劑到噴射器主入口。第一出口308饋送經(jīng)濟(jì)裝置管線316，該管線聯(lián)接到位于壓縮機(jī)吸入端口和壓縮機(jī)排出端口之間的壓縮中間級(jí)處的壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)裝置端口 318。閥320可被定位在排熱換熱器出口和經(jīng)濟(jì)裝置入口之間。閥320用于提供從排熱換熱器到經(jīng)濟(jì)裝置壓力的壓降，經(jīng)濟(jì)裝置壓力是在壓縮機(jī)排出壓力和蓄能器壓力之間的亞臨界中間壓力。進(jìn)入閥320的液體或超臨界制冷劑的一部分被汽化，因此冷卻剩余的液體。圖9示出了兼有圖8的經(jīng)濟(jì)裝置和圖7的SLHX的系統(tǒng)350。該示例性的SLHX的排熱支路位于排熱換熱器出口和閥320之間?？讕缀涡螤睢⒊叽绾投ㄎ坏倪x擇可被迭代地優(yōu)化以提供用于給定的目標(biāo)運(yùn)行條件的期望近似分離器出口流條件。在實(shí)際的運(yùn)行條件范圍下，否則會(huì)出現(xiàn)與分離器出口流的期望品質(zhì)的偏離?？捎煽刂破?40進(jìn)行主動(dòng)控制(例如，通過運(yùn)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)的程序以提供所述控制的處理器)，從而實(shí)現(xiàn)期望的流體組成(或至少更接近所期望的)。在一組示例中，所使用的傳感器系統(tǒng)是雙傳感器系統(tǒng)(例如，雙熱敏電阻)，其中允許第一傳感器(例如，熱敏電阻)自加熱(例如，通過提供超過用于運(yùn)行該傳感器的推薦輸入的過量電流)并且另一個(gè)傳感器作為普通傳感器并測(cè)量溫度(例如，熱電偶、電阻溫度檢測(cè)器、或熱敏電阻)。自加熱傳感器在其感測(cè)到蒸氣時(shí)變熱的速度快于在其感測(cè)到液體時(shí)。此時(shí)可由控制器通過讀取自加熱傳感器和普通傳感器之間的差(基于兩個(gè)傳感器的已知性能差)來計(jì)算品質(zhì)。
這些傳感器600 (自加熱傳感器)和602 (普通傳感器)的示例性的第一對(duì)被示出在圖3的出口 186和吸入端口 24之間的吸入管線56中。示例性的第二對(duì)604、606示出為在圖3中沿著管線74在蒸發(fā)器的下游且在噴射器次入口的上游。另一方法是使用測(cè)量的排出過熱，并且通過壓縮機(jī)各向同性效率的已知標(biāo)定，使控制器確定吸入品質(zhì)條件。這可通過在壓縮機(jī)的出口處的排出管線中的排出過熱傳感器610確定。這可能是用于測(cè)量從出口 186排出的制冷劑的品質(zhì)的相對(duì)成本有效的方法。第三種變型包括在馬達(dá)下游的壓縮機(jī)內(nèi)的過熱傳感器614 (圖3)?？刂破骺赏ㄟ^控制閥70朝著期望值控制蒸發(fā)器下游的管線74中的品質(zhì)。這進(jìn)而具有對(duì)由分離器排向閥70的品質(zhì)有更小的反饋?zhàn)饔?。開啟閥70會(huì)降低從分離器排出的品質(zhì)(增加液體含量)，而關(guān)閉閥70會(huì)提聞品質(zhì)(減少液體含量)。如果閥70被足夠地關(guān)閉，管線74內(nèi)的制冷劑狀態(tài)就變?yōu)檫^熱。相比來自第二出口 88的制冷劑流的品質(zhì)，控制器可更直接地控制來自第一出口86的制冷劑流的品質(zhì)。不過，這可通過改變壓縮機(jī)速度以控制壓縮機(jī)上游的管線56中的品質(zhì)來間接地執(zhí)行。因?yàn)閴嚎s機(jī)速度通常被改變以控制系統(tǒng)能力，所以這種控制水平可能僅在品質(zhì)超過不令人滿意的閾值時(shí)才進(jìn)行。例如，如果品質(zhì)必須被保持為高于90%以確保適當(dāng)?shù)膲嚎s機(jī)運(yùn)行，當(dāng)控制器檢測(cè)到品質(zhì)下降到低于該閾值時(shí)，它可能增加壓縮機(jī)速度以提聞品質(zhì)。所述系統(tǒng)可使用對(duì)于特定目的用途來說合適的傳統(tǒng)技術(shù)由傳統(tǒng)的部件制造。雖然上面詳細(xì)描述了實(shí)施例，但并非意在用這些描述限制本公開的范圍。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離本公開的精神和范圍的情況下可進(jìn)行各種改進(jìn)。例如，當(dāng)以現(xiàn)有系統(tǒng)的再制造或現(xiàn)有系統(tǒng)構(gòu)造的重建實(shí)施時(shí)，現(xiàn)有構(gòu)造的細(xì)節(jié)可影響或規(guī)定任一特定實(shí)施方式的細(xì)節(jié)。因此，其它實(shí)施例也在后面的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)(170，250，300)，其包括 壓縮機(jī)(22)； 排熱換熱器(30)，其被聯(lián)接到壓縮機(jī)以接收由壓縮機(jī)壓縮的制冷劑； 噴射器(38)，其具有 主入口(40)，其聯(lián)接到排熱換熱器以接收制冷劑； 次入口(42);以及 出口(44)； 吸熱換熱器(64);以及 用于提供1-10%品質(zhì)的制冷劑到吸熱換熱器和/或提供85-99%品質(zhì)的制冷劑到壓縮機(jī)和吸入管線換熱器(如果有的話)中至少一個(gè)的裝置(180)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述裝置包括 聯(lián)接到噴射器的出口的入口(184)； 聯(lián)接到壓縮機(jī)和吸入管線換熱器中所述至少一個(gè)的第一出口(186);以及 聯(lián)接到吸熱換熱器以將制冷劑傳送到該吸熱換熱器的第二出口(188)； 其中管(190)具有浸沒在液體制冷劑積聚(200)內(nèi)的部分(198)并且具有沿著該部分的至少一個(gè)孔(204)，該至少一個(gè)孔(204)定位成將來自積聚(200)的液體(202)攜帶在通過從頂部空間(194)到第一出口(186)的管的氣體流(196)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中 所述管是U管，該U管具有通向頂部空間的氣體入口端(192)并且延伸到第一出口。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述裝置包括 聯(lián)接到噴射器的出口的入口(184)； 聯(lián)接到壓縮機(jī)和吸入管線換熱器中所述至少一個(gè)的第一出口(186);以及 聯(lián)接到吸熱換熱器以將制冷劑傳送到該吸熱換熱器的第二出口(188)； 其中管(220)具有浸沒在液體制冷劑積聚(200)內(nèi)的部分(226)并且具有沿著該部分的至少一個(gè)孔(228)，所述至少一個(gè)孔(228)定位成將來自積聚(200)的液體(232)抽吸到第二出口(188)，所述管(220)還具有在所述頂部空間中的至少一個(gè)孔(224)。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括 膨脹設(shè)備(70)，其位于緊鄰吸熱換熱器(64)的入口(66)的上游。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中 該系統(tǒng)沒有其它的噴射器。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中 該系統(tǒng)沒有其它的壓縮機(jī)。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中 制冷劑包括至少50%的二氧化碳(按重量)。
9.一種用于運(yùn)行如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)的方法，包括使壓縮機(jī)在第一模式運(yùn)行，其中 制冷劑在壓縮機(jī)內(nèi)被壓縮； 由排熱換熱器從所述壓縮機(jī)接收的制冷劑在排熱換熱器中排熱以產(chǎn)生初始地被冷卻的制冷劑；初始地被冷卻的制冷劑移動(dòng)通過嗔射器； 來自噴射器的制冷劑出口流前進(jìn)到所述裝置，從而形成液體積聚(200)，積聚(200)上方有頂部空間(194);以及 來自所述頂部空間的氣體流(196)攜帶來自所述積聚的液體(202)以提供所述85-99%品質(zhì)的制冷劑。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中 來自所述頂部空間的氣體(230)被引入到來自所述積聚的液體(232)以形成所述1-10%品質(zhì)的制冷劑出口流(189)。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中 控制壓縮機(jī)速度以進(jìn)而控制所述85-99%品質(zhì)的制冷劑的品質(zhì)；以及 控制閥以進(jìn)而控制所述1-10%品質(zhì)的制冷劑的品質(zhì)。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中 響應(yīng)于對(duì)排出過熱的測(cè)量，以及通過確定壓縮機(jī)吸入品質(zhì)條件的壓縮機(jī)各向同性效率的已知標(biāo)定，控制壓縮機(jī)速度以進(jìn)而控制所述85-99%品質(zhì)的制冷劑的品質(zhì)。
13.一種系統(tǒng)(170，250，300)，其包括 壓縮機(jī)(22)； 排熱換熱器(30)，其被聯(lián)接到壓縮機(jī)以接收由壓縮機(jī)壓縮的制冷劑； 噴射器(38)，其具有 主入口(40)，其聯(lián)接到排熱換熱器以接收制冷劑； 次入口(42);以及 出口(44)； 吸熱換熱器(64)，其聯(lián)接到第一噴射器出口以接收制冷劑；以及 分離設(shè)備，其具有 聯(lián)接到噴射器的出口的入口(184)； 聯(lián)接到壓縮機(jī)和吸入管線換熱器中所述至少一個(gè)的第一出口(186);以及 聯(lián)接到吸熱換熱器以將制冷劑傳送到該吸熱換熱器的第二出口(188)； 其中管(190)具有浸沒在液體制冷劑積聚(200)內(nèi)的部分(198)并且具有沿著該部分的至少一個(gè)孔(204)，該至少一個(gè)孔(204)定位成將來自積聚(200)的液體(202)攜帶在通過從頂部空間(194)到第一出口(186)的管的氣體流(196)內(nèi)。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中 所述管是U管，該U管具有通向頂部空間的氣體入口端(192)并且延伸到第一出口。
15.一種制冷劑分離器，其包括 容器(182)； 入口(184)； 第一出口(186)； 第二出口(188)； 用于提供1-10%品質(zhì)的制冷劑到第二出口和/或85-99%品質(zhì)的制冷劑到第一出口的裝置(180)。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述裝置包括管(190)具有浸沒在液體制冷劑積聚(200)內(nèi)的部分(198)并且具有沿著該部分的至少一個(gè)孔(204)，至少一個(gè)孔(204)定位成將來自積聚(200)的液體(202)攜帶在通過從頂部空間(194)到第一出口(186·)的管的氣體流(196)內(nèi)。
全文摘要
系統(tǒng)具有壓縮機(jī)(22)。排熱換熱器(30)被聯(lián)接到壓縮機(jī)以接收由壓縮機(jī)壓縮的制冷劑。噴射器(38)具有主入口、次入口和出口，主入口與排熱換熱器聯(lián)接以接收制冷劑。該系統(tǒng)具有吸熱換熱器(64)。該系統(tǒng)包括用于提供1-10％品質(zhì)的制冷劑到吸熱換熱器和/或提供85-99％品質(zhì)的制冷劑到壓縮機(jī)和吸入管線換熱器(如果有的話)中至少一個(gè)的裝置(180)。
文檔編號(hào)F25B41/00GK103003643SQ201180036106
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者P.翁馬, 王金亮, F.J.科格斯威爾, H-J.赫夫, A.利夫森, R.G.羅爾德 申請(qǐng)人:開利公司