[发明专利]制冷系统

说明书

一种可逆制冷系统，包括：压缩机(C)，其设置为用于压缩气态制冷剂；四通阀(FWV)，其能够在加热有效载荷的加热状态和冷却有效载荷的冷却状态之间切换；有效载荷换热器(PLHE)，其连接至需要加热或冷却的有效载荷；以及转储换热器(DHE)、两个单向阀(OWV1、OWV2)和两个可控膨胀阀(EXPV1、EXPV2)；其中，两个单向阀(OWV1、OVW2)中的每一个均并联连接到相应的膨胀阀，所述四通阀在加热状态和冷却状态之间的切换控制加压的制冷剂到所述有效载荷换热器(PLHE)或所述转储换热器(DHE)的流动，并且接收加压的制冷剂流的换热器充当冷凝器、而另一个换热器充当蒸发器。当所述四通阀处于加热状态时，所述有效载荷换热器(PLHE)连接到抽气换热器，所述抽气换热器布置成在当所述转储换热器(DHE)充当冷凝器时已离开所述转储换热器(DHE)的液态高压制冷剂和已离开所述有效载荷换热器(PLHE)的低压气态制冷剂之间交换热量。所述有效载荷换热器设置为以并流模式在所述制冷剂和所述转储之间交换热量。

技术领域

本发明涉及一种可逆制冷系统，该可逆制冷系统包括：压缩机，该压缩机设置为用于压缩气态制冷剂；四通阀，该四通阀能够在加热有效载荷的加热状态和冷却有效载荷的冷却状态之间切换；有效载荷换热器，该有效载荷换热器连接至需要加热或冷却的有效载荷；转储换热器、两个单向阀以及两个可控膨胀阀；其中，两个单向阀中的每一个均并联连接到相应的膨胀阀，其中，所述四通阀在加热状态和冷却状态之间的切换控制加压的制冷剂到所述有效载荷换热器或所述转储换热器的流动，并且其中，接收加压的制冷剂流动的换热器充当冷凝器、而另一个换热器充当蒸发器。

现有技术

在制冷领域，所谓的“抽气热交换(suction gas heat exchange)”是用于改善譬如制冷系统稳定性的方法。简而言之，通过在温暖的液体、来自冷凝器出口的高压制冷剂以及来自蒸发器出口的低温气态制冷剂之间进行热交换来实现抽气热交换。通过抽气热交换，低温气态制冷剂的温度将升高，而温暖的液体的温度将降低。这有两个积极的效果：首先，在温暖的液体通过随后的膨胀阀后闪急沸腾的问题将减少；其次，气态制冷剂中的液滴离开所述蒸发器的风险将降低。

抽气热交换是众所周知的。通常，抽气热交换是通过承载制冷剂的简单钎焊或焊接管道来实现的，理想地这些管道相互之间进行热交换。然而，考虑到制冷剂的体积，这种实现热交换的方式是昂贵的-如果制冷系统的不同部件之间的管道尽可能短，则总是有益的。通过将承载具有不同温度的流体的管道钎焊或焊接到一起进行抽气热交换需要比其它情况更长的管道-因此，所述管道的内部容积将增加，从而在制冷系统中需要更多的制冷剂。这不仅从经济角度来看是不利的，而且由于在几个辖区(jurisdiction)中制冷剂的数量是有限的，因而也是不利的。

另一种指向是提供单独的换热器用于抽气热交换。单独的换热器比简单地将不同的管道部分钎焊起来会更有效率，但是提供单独的换热器同样需要将蒸发器和冷凝器与抽气换热器管道连接，所述管道连接将增加制冷系统的制冷剂体积。

此外，制冷系统经常需要根据所需要/期望的负载在加热模式和冷却模式下运行。通常，加热模式和冷却模式之间的转换通过切换四通阀使得蒸发器变为冷凝器以及冷凝器变为蒸发器的方式来实现。

不幸的是，这意味着在所述冷凝器/蒸发器单元中的任意一者或两者的热交换将是并流式热交换，即在加热模式或冷却模式下用于交换热量的介质沿着相同大致方向行进的热交换。正如本领域技术人员所熟知的，并流热交换的效率逊于逆流热交换。在蒸发器中，热交换性能的降低可能会导致制冷剂蒸汽中的液滴离开换热器的风险增加。这样的液滴流失可能严重损坏压缩机，因此是非常不可取的。然而，用于改变介质的流动方向以与蒸发器中的制冷剂进行热交换的装置是昂贵的，而且增加了制冷系统的复杂性。

本发明的目的是解决或至少缓解上述问题和其它的问题。

发明内容