[发明专利]带有可调节内部热交换器的冷却系统

说明书

本发明涉及一种冷却系统，其包含在回路中通过流体管线并且依次连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，该冷却系统还包含内部热交换器，该内部热交换器具有与第二管道热交换接触的第一管道，其中，第一管道是冷凝器和膨胀阀之间的流体管线的一部分，并且其中，第二管道是蒸发器和压缩机之间的流体管线的一部分，该冷却系统还包含布置在内部热交换器的第一管道的两端之间的旁通流体管线。

技术领域

本发明涉及一种冷却系统，其包含在回路中通过流体管线并且依次连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，该冷却系统还包含内部热交换器，该内部热交换器具有与第二管道热交换接触的第一管道，其中，第一管道是冷凝器和膨胀阀之间的流体管线的一部分，并且其中，第二管道是蒸发器和压缩机之间的流体管线的一部分。

背景技术

对这种冷却系统例如从EP1043550中进行了解。该出版物描述了一种冷却系统，其中使用流体(特别是CO2)，该流体在压缩机和膨胀阀之间的高压管线中变为超临界状态。由于冷凝器的冷却作用，高压管线中的压力可能会变化。特别是，这种变化取决于环境温度。在寒冷的天气中，高压管线中的流体将被冷却到远低于炎热天气的温度。这导致高压管线中取决于环境温度形成不同的压力。这种压力变化对冷却循环的COP(性能系数)有不利影响。

EP1043550提出围绕内部热交换器的低压管线(即在蒸发器和压缩机之间)提供旁通通道。该旁通通道设有可控阀，对该可控阀基于高压管线中的压力来控制，以确保流体(特别是CO2)保持在最佳压力。因此，如果高压管线中的压力上升，则将旁通通道关闭，使得高压管线中的流体可以用内部热交换器冷却，并因此降低高压管线中的压力。另一方面，如果压力下降，则将旁通通道打开，使得高压管线中的流体不会被内部热交换器进一步冷却，从而产生更高的压力。

内部热交换器(IHX)在暖高压侧和冷吸入侧之间进行热交换。通常，在制冷循环中使用内部热交换器主要对两个物理值(即冷却能力和系统效率(COP))具有积极影响。冷却能力主要受制冷剂质量流量和蒸发器中的焓差这两个因素的影响。

焓差受内部热交换器高压侧的制冷剂的冷却的影响。IHX的高压侧出口处的制冷剂温度越低，蒸发器中的焓差越大，使得冷却能力增加。在IHX的吸入侧，制冷剂被加热并变干燥(液体制冷剂的液滴在IHX中蒸发)。由于功耗下降，这种干燥对压缩机有积极影响。这另外产生更好的COP值。

另外的潜在积极影响是蒸发器的过热可以部分地进入IHX中，这使得能够使用较大部分的蒸发器表面来进行空气冷却而不是使制冷剂过热。总之：可用的IHX传热能力越高，对上述积极影响的利用越好。这将有助于提供更好的冷却能力和整个AC系统的更高COP。

然而，增加IHX性能受到压缩机吸入侧的最大允许气体温度的限制。原因是较高的吸入侧温度会提高压缩机中的工作温度，从而也会提高排出温度。最大允许工作温度由压缩机制造商规定，因此是限制因素。因此，最大压缩机温度也限制了最大可能的IHX性能。

基础系统的IHX性能也不灵活，IHX长度、几何结构和材料是决定热交换能力的因素。这些因素是固定的，但为了在所有可变环境和驱动条件下以及针对在一个系统(R134a/HFO1234yf)中使用的不同制冷剂提供最佳的AC系统性能，需要IHX的自适应性能。

发明内容

本发明的目的是减少上述缺点。

该目的通过根据前序部分的冷却系统来实现，该冷却系统的特征在于，旁通流体管线布置在内部热交换器的第一管道的两端之间。

在第一管道的两端之间并因此在冷却系统的高压或液体管线中设置旁通流体管线，允许直接控制IHX中的热交换。

它还提供了压降有限的优点。由于制冷剂在其液相的流速低，因此没有明显的压降。如现有技术中已知的那样，在吸入侧具有旁路，存在由于旁通部件引起的压降的风险以及对整个系统的相应负面影响。