蒸气喷射设备及具有该蒸气喷射设备的制冷系统技术方案

一种蒸气喷射设备及具有该蒸气喷射设备的制冷系统。蒸气喷射设备包括：经济器；预膨胀装置；和主膨胀装置，经济器与预膨胀装置和主膨胀装置中的每一个流体连通。蒸气喷射设备还包括：布置成与主膨胀装置并联的第三膨胀装置；和与经济器和第三膨胀装置中的每一个流体连通的第一控制阀。当第一控制阀开启时第三膨胀装置与经济器流体连通；当第一控制阀关闭时第三膨胀装置不与经济器流体连通。采用根据本实用新型专利技术的蒸气喷射设备和制冷系统，一方面能够在不选择大型号的主膨胀装置的情况下增大主膨胀装置处的制冷剂的质量流量，从而满足冷却模式下制冷剂的大流量要求，另一方面则能够在加热模式下防止由于使用过大的主膨胀装置而发生回液性振荡现象。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种蒸气喷射设备及一种具有该蒸气喷射设备的制冷系统。
技术介绍
已知喷气增焓技术(EVI)应用在制冷系统中，以增强制冷系统的性能，亦即增大制冷系统的能力以及改进制冷系统的效率。所述制冷系统能够用于冷却、或用于加热、或用于冷却及加热两者。考虑到压缩机的可靠性，不具备蒸气喷射设计的加热系统(例如热泵系统)只能用在最低环境温度为零摄氏度左右的地区。相反，借助于喷气增焓技术，所述系统能够用在环境温度低至零下15摄氏度的地区，如中国北方地区。图1是根据现有技术的具备蒸气喷射设计的制冷系统的示意图。下面参照图1简要描述具备蒸气喷射设计的制冷系统。在图1中，所述制冷系统示出为冷却器系统，也就是说，以冷却器系统作为示例来说明所述制冷系统。参照图1，冷却器系统以附图标记100总体标示。该冷却器系统主要包括第一热交换器112、第二热交换器114、压缩机116、蒸气喷射设备120。第一热交换器112、第二热交换器114、压缩机116和蒸气喷射设备120流体连通，从而制冷剂可以在它们之间流通。 制冷剂在压缩机116的压力的作用下循环通过冷却器系统100，并且在第一热交换器112与第二热交换器114之间流通从而排出和吸收热量。应当理解，第一热交换器112或第二热交换器114是排出或是吸收热量取决于冷却器系统100设定为冷却模式或是加热模式。蒸气喷射设备120包括闪蒸罐162 ；设置于闪蒸罐162上游并且用作预膨胀装置的电子膨胀阀(EXV) 164 ；以及设置于闪蒸罐162下游、位于闪蒸罐162与第一热交换器 112以及第二热交换器114之间、并且用作主膨胀装置的热力膨胀阀(TXV) 166。闪蒸罐162包括入口 170、蒸气出口 172以及过冷液体出口 174。入口 170经由预膨胀装置164接收来自第一热交换器112或第二热交换器114的制冷剂。蒸气出口 172 经由管线158与压缩机116的蒸气喷射口 140流体联接，从而将制冷剂蒸气供应至压缩机 116。过冷液体出口 174经由主膨胀装置166将过冷的制冷剂液体输送至第二热交换器114 或第一热交换器112。在闪蒸罐接收来自热交换器的液态制冷剂之后，一部分液态制冷剂由于闪蒸罐内较低的压力而蒸发，同时闪蒸罐中的其余液态制冷剂失去热量而变得过冷。当闪蒸罐中所产生的蒸气处于升高的压力下时，可以将压力升高的蒸气供应至压缩机。这里，来自闪蒸罐的制冷剂蒸气被供应至压缩机的中间压力入口，因为制冷剂蒸气的压力比离开蒸发器的气化制冷剂的压力高，而比离开压缩机的出口的制冷剂的压力低。这样，压缩机可以在使来自闪蒸罐的压力升高的制冷剂蒸气只经过压缩机的一部分的情况下便能够将该压力升高的制冷剂蒸气压缩到正常的出口压力，因此增大了制冷系统的加热和/或冷却能力。另一方面，闪蒸罐中的过冷的制冷剂液体同样地增大了制冷系统的能力和效率。 具体地，从闪蒸罐排出过冷的制冷剂液体，并根据制冷系统的操作模式(即加热或冷却模4式)将过冷的制冷剂液体输送至两个热交换器之一。由于制冷剂液体处于过冷状态，所以该热交换器可以从周围环境吸收更多的热量，从而改进了制冷系统的加热或冷却循环的整体性能。当室外温度与所需的室内温度相差较大时(即当天气极热或极冷时)，采用喷气增焓技术的上述制冷系统的优势将会更加显著。然而，如上所述，在具备蒸气喷射设计的制冷系统中，设置有两个膨胀装置，即位于闪蒸罐上游的预膨胀装置以及位于闪蒸罐下游的主膨胀装置。这样，由于在闪蒸罐上游设置有预膨胀装置，因此与没有设置蒸气喷射设备的系统相比，预膨胀装置之后的流体管线(包括闪蒸罐内部或主膨胀装置之前的流体管线)中的压力减小。主膨胀装置上游流体压力的减小使得需要更大的用作主膨胀装置的膨胀阀，以便实现制冷剂在冷却工况下的正常流动。在实践中，与没有设置蒸气喷射设备的系统相比，具备蒸气喷射设计的制冷系统往往需要大两倍的主膨胀阀。当使用大的主膨胀阀以满足冷却工况下制冷剂的大流量要求时，却带来了另一个问题。具体地，当制冷系统在较低的环境温度下执行加热模式时，流过主膨胀装置的制冷剂的质量流量(等于压缩机吸入口的制冷剂的质量流量)明显小于冷却模式下制冷剂的质量流量。这样，所造成的问题是，当制冷系统在较低的环境温度下执行加热模式时，在制冷系统中使用型号过大的主膨胀阀来处理小得多的质量流量，从而导致成本增加。而且，在主膨胀阀使用泄流口型热力膨胀阀的情况下，过大的主膨胀阀还会导致严重的回液性振荡现象 (参见图2A、2B、2C和2D)。这种回液性振荡的发生使得制冷系统的操作可靠性下降从而难以实现最优化。本说明书的一个方面旨在解决现有技术中存在的上述问题。
技术实现思路
本说明书的一个目的是提供一种蒸气喷射设备和一种具有该蒸气喷射设备的制冷系统，该蒸气喷射设备和该制冷系统能够在不选择大型号的主膨胀装置的情况下增大主膨胀装置处的制冷剂的质量流量，从而满足冷却模式下制冷剂的大流量要求，并且，该蒸气喷射设备和该制冷系统能够在加热模式下防止由于使用过大的主膨胀装置而发生回液性振荡现象。为了实现上述目的，根据本说明书的一个方面，提供了一种蒸气喷射设备，所述蒸气喷射设备可以用于制冷系统并可以包括经济器；设置于所述经济器上游的预膨胀装置；以及设置于所述经济器下游的主膨胀装置，其中，所述经济器可以与所述预膨胀装置和所述主膨胀装置中的每一个流体连通。其中，所述蒸气喷射设备还可以包括第三膨胀装置，所述第三膨胀装置可以布置成与所述主膨胀装置并联；以及第一控制阀，所述第一控制阀可以与所述经济器和所述第三膨胀装置中的每一个流体连通。其中，当所述第一控制阀开启时，所述第三膨胀装置与所述经济器流体连通；当所述第一控制阀关闭时，所述第三膨胀装置不与所述经济器流体连通。优选地，所述第三膨胀装置可以是毛细管。优选地，所述经济器可以是闪蒸罐。优选地，所述预膨胀装置可以是电子膨胀阀，而所述主膨胀装置可以是热力膨胀阀。优选地，所述第一控制阀可以是电磁阀，当所述制冷系统以冷却模式操作时，所述电磁阀开启；并且，当所述制冷系统以加热模式操作时，所述电磁阀闭合。可选地，所述蒸气喷射设备还可以包括第四膨胀装置，所述第四膨胀装置可以布置成与所述预膨胀装置并联并且可以选择性地与所述经济器流体连通。可选地，所述蒸气喷射设备还可以包括第二控制阀，所述第二控制阀可以与所述经济器和所述第四膨胀装置中的每一个流体连通。为了实现上述目的，根据本说明书的另一方面，提供了一种制冷系统，所述制冷系统可以包括第一热交换器；第二热交换器；压缩机；以及如上所述的蒸气喷射设备，所述蒸气喷射设备与所述第一热交换器、所述第二热交换器和所述压缩机流体连通。为了实现上述目的，根据本说明书的又一方面，提供了一种制冷系统，所述制冷系统可以包括第一热交换器；第二热交换器；压缩机，所述压缩机包括吸入口、排出口和蒸气喷射口 ；储罐，所述储罐与所述压缩机的吸入口联接，所述储罐用于储存来自所述第一热交换器或所述第二热交换器且待被供应至所述压缩机的制冷剂；四通阀，所述四通阀与所述压缩机的排出口联接，并且与所述第一热交换器、所述第二热交换器以及所述储罐联接， 从而通过切换所述四通阀，使得被所述压缩机压缩的制冷剂能够经由所述四通阀而被选择性地供应至所述第一热交换器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏辉，陈方明，
申请(专利权)人：艾默生环境优化技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：