專利名稱：噴射器循環(huán)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制冷。更具體地，本發(fā)明涉及噴射器制冷系統(tǒng)。
背景技術：
用于噴射器制冷系統(tǒng)的較早方案見于US 1836318和US3277660中。圖1示出了噴射器制冷系統(tǒng)20的一個基本示例。該系統(tǒng)包括壓縮機22，該壓縮機具有入口(抽吸端口)24和出口(排出端口)26。壓縮機和其他系統(tǒng)部件沿制冷劑回路或流路27布置并且借助各種管道(管線)被連接。排出管線28從出口 26延伸到熱交換器(在系統(tǒng)的正常操作模式中的排熱熱交換器(例如，冷凝器或氣體冷卻器))30的入口 32。管線36從排熱熱交換器30的出口 34延伸到噴射器38的主入口(液相或超臨界或兩相入口)40。噴射器38還具有次入口(飽和或過熱蒸氣或兩相入口)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。分離器具有液體出口 52和氣體出口 54。抽吸管線56從氣體出口 54延伸到壓縮機抽吸端口 24。管線28、36、46、56以及它們之間的部件限定制冷劑回路27的主環(huán)60。制冷劑回路27的次環(huán)62包括熱交換器64(在正常操作模式中是吸熱熱交換器(例如，蒸發(fā)器))。蒸發(fā)器64包括沿次環(huán)62的入口 66和出口 68，并且膨脹裝置70定位在管線72中，該管線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。在正常操作模式中，氣態(tài)制冷劑由壓縮機22抽吸通過抽吸管線56和入口 24、被壓縮并且從排出端口 26被排出到排出管線28中。在排熱熱交換器中，制冷劑向熱傳遞流體(例如，風扇促動的空氣或水或其他流體)釋放/排出熱量。冷卻的制冷劑借助出口 34離開排熱熱交換器，并且借助管線36進入噴射器主入口 40。示例性噴射器38 (圖2)形成為被嵌套在外部構件102內(nèi)的原動(主)噴嘴100。主入口 40是原動噴嘴100的入口。出口 44是外部構件102的出口。主制冷劑流103進入入口 40并且接著傳送到原動噴嘴100的漸縮部104中。該主制冷劑流接著經(jīng)過喉部106和膨脹(漸擴)部108，從而通過原動噴嘴100的出口 110。原動噴嘴100加速了流103并且降低該流的壓力。次入口 42形成為外部構件102的入口。由原動噴嘴引起的對主流的壓力降低有助于將次流112抽吸到外部構件中。該外部構件包括混合器，該混合器具有漸縮部114和細長喉部或混合部116。外部構件還具有位于該細長喉部或混合部116下游的漸擴部或擴散器118。原動噴嘴出口 110定位在漸縮部114內(nèi)。當流103離開出口 110時，該流開始與流112混合，而進一步的混合通過提供混合區(qū)域的混合部116發(fā)生。在操作中，主流103典型地在進入噴射器時可以是超臨界的，并且在離開原動噴嘴時可以是亞臨界的。次流112在進入次入口端口 42時是氣態(tài)的(或氣體與較少量液體的混合物)。形成的結合流120是液體/蒸氣混合物，并且在保持混合物的同時減速并恢復擴散器118中的壓力。在進入分離器時，流120被分離回到流103和112。流103作為氣體流經(jīng)壓縮機抽吸管線，如上所述。流112作為液體流到膨脹閥70。流112可由閥70膨脹(例如，至較低質量(具有少量蒸氣的兩相))并且被傳送到蒸發(fā)器64。在蒸發(fā)器64內(nèi)，制冷劑從熱傳遞流體(例如，來自風扇促動的空氣流或水或其他液體)吸熱并且作為前述氣體從出口 68被排出到管線74。使用噴射器用于恢復壓力/功。從膨脹過程恢復的功被用于在氣態(tài)制冷劑進入壓縮機之前壓縮該氣態(tài)制冷劑。因此，對于給定的期望蒸發(fā)器壓力來說，壓縮機的壓力比(且因此功耗)可減少。還可以降低進入蒸發(fā)器的制冷劑的干度。因此，每單位質量流量的制冷效應可能增加(相對于無噴射器系統(tǒng))。改善了進入蒸發(fā)器的流體的分布(因此改善了蒸發(fā)器性能)。由于蒸發(fā)器并不直接供給壓縮機，因此蒸發(fā)器不需要產(chǎn)生過熱制冷劑流出流。使用噴射器循環(huán)因此可允許減少或消除蒸發(fā)器的過熱區(qū)域。這可允許蒸發(fā)器操作在兩相狀態(tài)，所述兩相狀態(tài)提供較高的熱傳遞性能(例如，對于給定容量，有利于減少蒸發(fā)器尺寸)。示例性噴射器可以是定尺寸噴射器，或者可以是可控噴射器。圖2示出了由針閥130提供的可控能力，所述針閥具有針132和致動器134。致動器134將針的針尖部136移入以及移出所述原動噴嘴100的喉部106，以調(diào)節(jié)通過原動噴嘴的流，并且繼而調(diào)節(jié)通過整個噴射器的流量。示例性致動器134是電氣的(例如，螺線管等)。致動器134可聯(lián)接到控制器140并由該控制器控制，該控制器可接收來自輸入裝置142 (例如，開關、鍵盤等)和傳感器(未示出)的用戶輸入。控制器140可借助控制線路144 (例如，硬線或無線通信路徑)被聯(lián)接到致動器和其他可控系統(tǒng)部件(例如，閥、壓縮機馬達等)?？刂破骺砂ㄏ率龅囊粋€或多個處理器；存儲器(例如，用于存儲用于由處理器執(zhí)行以執(zhí)行操作方法的程序信息，以及用于存儲由程序使用或由程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù));以及硬件接口裝置(例如，端口)，所述硬件接口裝置用于與輸入/輸出裝置和可控系統(tǒng)部件交界。已經(jīng)提出了這種噴射器系統(tǒng)的各種變型。在US20070028630中的一個示例包括沿管線46布置第二蒸發(fā)器。US20040123624公開了一種具有兩對噴射器/蒸發(fā)器的系統(tǒng)。在US20080196446中示出了另一兩蒸發(fā)器、單噴射器系統(tǒng)。用于控制噴射器所提出的另一方法是使用熱氣旁路。在該方法中，少量的蒸氣繞過氣體冷卻器并且正如在原動噴嘴的上游被噴入或者在原動噴嘴的漸縮部內(nèi)被噴入。由此引入到原動流中的氣泡減少了有效喉部面積并且減少了主流。為了減少該流，引入更多的旁通流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面包括一種具有第一壓縮機、第二壓縮機、排熱熱交換器、第一噴射器、第二噴射器、吸熱熱交換器和分離器的系統(tǒng)。排熱熱交換器被聯(lián)接到第二壓縮機，以接收由第二壓縮機壓縮的制冷劑。第一噴射器包括主入口，主入口被聯(lián)接到排熱熱交換器以接收制冷劑；次入口 ；以及出口。第二噴射器包括主入口，主入口被聯(lián)接到排熱熱交換器以接收制冷劑；次入口 ；以及出口。第二噴射器的所述出口被聯(lián)接到所述第二壓縮機以將制冷劑傳送到所述第二壓縮機。分離器具有入口，入口被聯(lián)接到第一噴射器的出口以從第一噴射器接收制冷劑。分離器具有氣體出口，氣體出口借助第一壓縮機被聯(lián)接到第二噴射器的次入口，以將制冷劑傳送到第二噴射器。分離器具有液體出口，液體出口借助吸熱熱交換器被聯(lián)接到第一噴射器的次入口，以將制冷劑傳送到第一噴射器。在各種實施方式中，分離器可以是重力分離器。所述系統(tǒng)可不具有其他分離器(即，該分離器是唯一的分離器)。該系統(tǒng)可不具有其他噴射器。制冷劑可包括按重量計至少50%的二氧化碳。該系統(tǒng)還可包括定位在這些壓縮機之間的附加熱交換器。附加熱交換器可以是中間冷卻器，該中間冷卻器將熱量排出到環(huán)境熱傳遞流體。該附加熱交換器可以是具有排熱腿部和吸熱腿部的經(jīng)濟器熱交換器。所述排熱腿部可定位在所述排熱熱交換器與所述第一噴射器的所述入口之間。所述吸熱腿部可定位在所述第二噴射器與所述第二壓縮機之間。本發(fā)明的其他方面包括用于操作該系統(tǒng)的方法。一個或多個實施方式的細節(jié)在附圖和下文的說明中被闡述。其他特征、目的和優(yōu)勢從說明書和附圖以及從權利要求書將顯而易見。


圖1是現(xiàn)有技術的噴射器制冷系統(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是處于第一操作模式的圖3的系統(tǒng)的壓力-焓曲線圖。圖5是處于第二操作模式的圖3的系統(tǒng)的壓力-焓曲線圖。圖6是第二制冷系統(tǒng)的示意圖。圖7是處于第一操作模式的圖6的系統(tǒng)的壓力-焓曲線圖。圖8是第三制冷系統(tǒng)的示意圖。在各個附圖中，相同的附圖標記和符號指代相同的元件。
具體實施例方式圖3示出了噴射器循環(huán)蒸氣壓縮(制冷)系統(tǒng)200。該系統(tǒng)200可以被制造為系統(tǒng)20或另一系統(tǒng)的變型，或制造為原始制造/構造。在不例性實施方式中，可以從系統(tǒng)20保留的相同部件以相同的附圖標記示出。操作也可與系統(tǒng)20的操作類似，不同之處將在下文被討論，其中控制器響應于來自各個溫度傳感器和壓力傳感器的輸入控制操作。噴射器38是第一噴射器，并且該系統(tǒng)還包括第二噴射器202，該第二噴射器具有主入口 204、次入口 206和出口 208并且可與第一噴射器38類似地構造成。管線210離開排熱熱交換器出口并且替換管線36，并且該管線210分為分別供給主入口 40和204的支路210-1 和 210-2。壓縮機22被替換為具有相應入口 222、223和出口 224、225的第一壓縮機220和第二壓縮機221。不是直接返回到壓縮機，離開分離器出口 54的制冷劑流經(jīng)過抽吸管線226到達第一壓縮機的入口 222。第一壓縮機的排出管線228延伸到第二噴射器的次入口 206。在第二噴射器內(nèi)，該第二次流與通過入口 204的第二主流按照與結合第一噴射器中的次流和主流相似的方式結合。第二結合流離開出口 208到達第二壓縮機的延伸到該第二壓縮機入口 233的抽吸管線230。離開第二壓縮機的流借助第二壓縮機排出管線232流到氣體冷卻器入口 32。
可控閥240 (例如，電磁閥)定位成選擇性地阻礙通過第二支路210-2/沿第二支路210-2的流。閥240用于暢通和阻礙該流的打開和關閉可用于將該系統(tǒng)200在第一操作模式和第二操作模式之間切換。在第二操作模式中，沿第二支路210-2的流被阻礙，并且壓縮機和氣體冷卻器的整個輸出沿第一支路210-1行進并且進入第一噴射器38的主入口 40。從第一壓縮機220排出的制冷劑可能繼續(xù)經(jīng)過第二噴射器202 (位于次入口 206和出口 208之間)，但是沒有主入口流與其混合。因此，在第一模式中，通過第二壓縮機221的制冷劑多過通過第一壓縮機220 ;而在第二模式中，相同的制冷劑流分別通過兩個壓縮機。如將在下文進一步討論的，在示例性實施方式中，噴射器38和202是如上所述的可控噴射器。如果第二噴射器202的針閥能夠關斷通過第二支路210-2的流，那么可省除閥240。在替代實施方式中，噴射器38和/或202可以是固定幾何尺寸(不可控)噴射器。在示例性實施方式中，壓縮機220和221代表單個較大壓縮機的部段。例如，第一壓縮機220可代表彼此并聯(lián)或串聯(lián)聯(lián)接的三缸往復壓縮機的兩個缸。第二壓縮機221可代表第三缸。在該實施方式中，兩個壓縮機的速度將始終是相同的。在替代實施方式中，壓縮機可具有單獨馬達，并且可被單獨控制(例如，取決于操作狀況而被控制為不同的相對速度)。在示例性系統(tǒng)中，壓縮機速度與閥70的情況一樣也是可控的。連同兩個噴射器，這提供了用于控制器140的示例性四個連續(xù)可變的控制參數(shù)以及對閥240的雙站控制?？刂破?40從一個或多個溫度傳感器T和壓力傳感器P接收傳感器輸入。圖3示出了定位成測量在氣體冷卻器出口處的溫度和壓力的溫度傳感器和壓力傳感器。這些傳感器可結合可控噴射器使用以將高側壓力設置為最優(yōu)值。其他壓力傳感器和溫度傳感器定位成分別測量蒸發(fā)器出口(第一噴射器次入口)處的壓力和溫度。在閥70是EXV時，這些傳感器可用于控制閥70。壓力傳感器還可用于確定模式切換。作為溫度傳感器的替代，在閥70是熱力膨脹閥(TXV)時，可使用感溫包。附加溫度傳感器定位成測量與由蒸發(fā)器冷卻的空間或介質相關的溫度。例如，該附加溫度傳感器可測量制冷盒或艙的溫度(例如，借助定位在蒸發(fā)器的空氣入口處以測量穿過蒸發(fā)器的空氣流的入口溫度)。該溫度傳感器可用于容量控制(例如，控制可變的壓縮機速度或將該系統(tǒng)循環(huán)地接通/關閉)。又一溫度傳感器可測量第二壓縮機的排出溫度(或氣體冷卻器的入口溫度)。這可用于通過改變通過第二噴射器的主流來控制第二壓縮機的入口狀況。圖3還示出了風扇150 (例如，電風扇)，所述風扇驅動空氣流152穿過氣體冷卻器30。如將在下文討論的，一個或多個空氣流156可被類似地驅動穿過該蒸發(fā)器64。該風扇葉也可以是可控的。圖4和圖5分別示出了系統(tǒng)200處于第一模式和第二模式的操作。圖5的第二模式操作總體上類似于基準系統(tǒng)20的操作，其中從第一壓縮機220的入口 222至第二壓縮機221的出口 225的路徑替換從壓縮機22的入口 24至出口 26的路徑。取決于壓縮機的性質，在這兩級中存在壓縮性質的差異。另外，在莫里爾圖(Mollier diagram)中，可能存在與在第二噴射器202的次入口 206與出口 208之間(不存在通過噴射器的供該流混合的主流)流動的流相關的的略微跳動。圖5示出了在系統(tǒng)的各個部位處的示例性第二模式壓力和焓。第一壓縮機的抽吸壓力被示出為P1。第二壓縮機將該氣體壓縮至在增加焓下的排出壓力P2。氣體冷卻器30在大致恒定壓力P2下減少焓(“高側”壓力)。蒸發(fā)器64操作在比抽吸壓力Pl低的壓力P3(“低側”壓力)。分離器48操作在Pl下。由第一噴射器38提供升壓比。第一噴射器38將壓力從P3升高至P1。在示例性實施方式中，分離器48從相應出口 54和52輸出純(或大致純(單相))氣體和液體。在替代實施方式中，氣體出口可排出包含極小量(例如，按質量計小于50%或少得多)液體的流，和/或液體出口可類似地排出極小量的氣體。在該簡化描述中，第一壓縮機在壓力P4下排出。第二壓縮機具有與壓力P4大致相等的抽吸壓力P5。如上所述，第二噴射器202可提供在兩個壓縮機之間的P-H圖中的小波動(“jog”)或擾動。在第一操作模式中，需要比第二模式中高的總升壓。在圖4的第一操作模式中，高側壓力被示出為P2’，低側壓力被示出為P3’，并且第一壓縮機的抽吸壓力被示出為ΡΓ。第一壓縮機在壓力P4’下排出。第二壓縮機具有抽吸壓力P5’。第二噴射器202提供P5’減 去P4’的升壓。在一組不例中，該系統(tǒng)是制冷貨箱容器或制冷拖車的制冷系統(tǒng)。在第一和第二模式之間切換可響應于使用者進入的艙溫度(設定點)和感測環(huán)境溫度中的一個或兩者。例如，第二模式可以用于蒸發(fā)器64和氣體冷卻器30之間的低差異和溫度(例如，制冷空間/艙和外部/環(huán)境狀況之間的低的臨時或穩(wěn)定狀態(tài)的溫差)。例如，這可在艙仍暖熱的初始啟動期間、或當艙被設置制冷(例如，2°C或更高)并且環(huán)境溫度是冷的時被使用；而第一模式可用于較高的溫差，例如當艙被設置冷凍時或當環(huán)境溫度是高的時。圖6示出了又一變形，該變形在其他方向可類似于圖3的系統(tǒng)(例如，具有類似傳感器等)。系統(tǒng)250包括經(jīng)濟器熱交換器252，該經(jīng)濟器熱交換器具有沿抽吸管線的位于第二噴射器和第二壓縮機之間的腿部254 (吸熱腿部)。腿部254與位于排熱熱交換器出口和第一噴射器的主入口之間的排熱熱交換器出口管線的支路210-1中的腿部256 (排熱腿部)處于熱交換關系。閥260具有沿管線228分別位于上游和下游的第一端口 262和第二端口264。閥260具有至管線268的第三端口 266，該管線268在壓縮機221的抽吸狀況下與管線230合并。示例性閥260是雙站的。閥260的第一狀況提供端口 262和264之間的連通并且同時阻塞端口 266。這可用于處于其第一模式的系統(tǒng)的操作。閥260的第二狀況提供端口 262和266之間的連通但是阻塞端口 264。這提供旁通流，以從系統(tǒng)移除噴射器第一腿部254，從而有效地將制冷劑從第一壓縮機直接傳送到第二壓縮機。閥260的該第二狀況在幾乎不存在通過第二噴射器的流時阻止在經(jīng)濟器熱交換器中的逆向熱傳遞(即，阻止腿部256中的制冷劑加熱腿部254中的制冷劑)。在閥260處于其第一狀況并且該系統(tǒng)處于其第一模式的情況下，經(jīng)濟器冷卻第一噴射器主入口流以使其比在其它狀況下可達到的溫度低。閥260添加用于由控制器控制的另一雙站變量。其余操作可與上述實施方式中的相似?？刂扑惴山Y合傳統(tǒng)或進一步修改的經(jīng)濟器控制算法。圖7是處于其第一模式(雙噴射器經(jīng)濟模式)的系統(tǒng)250的莫里爾圖。與圖5相對于圖4來說，第二模式(單噴射器經(jīng)濟模式)相對于圖7具有類似的關系。圖8示出了系統(tǒng)270，該系統(tǒng)除了下述方面外在其它方面可與系統(tǒng)200和250類似，該系統(tǒng)270除了經(jīng)濟器熱交換器，還包括在第二噴射器的次入口上游的第一壓縮機的排出管線中的中間冷卻器272。該中間冷卻器可由環(huán)境熱傳遞流體(例如，用于許多應用的空氣)冷卻。莫里爾圖可與系統(tǒng)250的莫里爾圖類似，但是具有在第一壓縮機的出口 224與第二噴射器的次入口 206之間的向左水平(接近恒定壓力，但是焓減少)部段。在示例性控制方法中，控制器140可改變壓縮機速度，以控制總體系統(tǒng)容量。增加壓縮機速度將會增加至兩個噴射器的流率(噴射器的缺乏附加差動控制)。至第一噴射器38的增加流將增加系統(tǒng)冷卻能力。至第二噴射器202的增加流將增加其壓力提升(相對于P4’增加P5’-(并且在其他實施方式中具有類似的作用))。這將冷卻進入第二壓縮機222的制冷劑，并且在存在經(jīng)濟器熱交換器250的情況下，將會降低進入第一噴射器38的液體的溫度。該作用進一步增加系統(tǒng)能力和效率。閥70 (例如，可變膨脹閥)可被控制，從而繼而控制離開蒸發(fā)器64的出口 68的制冷劑的狀態(tài)。該控制可被執(zhí)行，以便保持在這種出口 68處的目標過熱。實際過熱可響應于接收自相關傳感器的控制器輸入被確定(例如，響應于位于出口 68和第一噴射器次入口 42之間的溫度傳感器和壓力傳感器的輸出)。為了增加過熱，閥70關閉；為了減少過熱，閥70打開(例如，以階躍或連續(xù)的方式)。在替代實施方式中，能沿蒸發(fā)器的飽和區(qū)域從溫度傳感器(未示出)來估計壓力。控制以提供合適水平的過熱確保了良好的系統(tǒng)性能和效率。過高的過熱值導致制冷劑和空氣之間的高溫差，且因此導致較低的蒸發(fā)器壓力P3’。如果閥70過度打開，那么該過熱可能變?yōu)榱悴⑶译x開蒸發(fā)器的制冷劑將飽和。太低的過熱表明，液態(tài)制冷劑正離開該蒸發(fā)器。這種液態(tài)制冷劑并不提供冷卻，并且必須由第一噴射器來再泵送?？煽貒娚淦骺捎糜诳刂聘邆葔毫2 (P2’等)。高側壓力P2可被控制，以便優(yōu)化系統(tǒng)效率。例如，在跨臨界循環(huán)、例如將二氧化碳用作制冷劑的情況下，升高高側壓力會減少在氣體冷卻器出口 34處的焓并且增加可用于給定壓縮機質量流率的冷卻。然而，增加高側壓力還增加壓縮機功率消耗。對于給定系統(tǒng)，可存在最優(yōu)高側壓力值，以最大化在給定操作狀況下的系統(tǒng)效率。該目標壓力可取決于諸如環(huán)境溫度、壓縮機速度和蒸發(fā)溫度的因素。為了將高側壓力升高到目標值，兩個噴射器被同時關閉(例如，以連續(xù)或階躍的方式，直到達到期望壓力)。類似地，為了降低高側壓力，兩個噴射器被打開。兩個噴射器的差動控制可提供其他變化。例如，第二噴射器可用于控制進入第二壓縮機221的制冷劑的狀態(tài)。更多流降低壓縮機排出溫度，并且降低每制冷劑流的量的所需功率?？纱嬖谧顑?yōu)進入狀態(tài)，通常在蒸氣飽和線附近，其產(chǎn)生最佳循環(huán)效率?？纱嬖诓黄谕哂型ㄟ^第二噴射器的任何流的操作狀況。如果噴射器202不可控或者如果它不可能完全停止通過端口 204的主流，那么閥240可用于停止該流?？纱嬖诮?jīng)濟器熱交換器250不提供益處或甚至提供不利影響的操作狀況。當在第二噴射器出口 208處的制冷劑的溫度比在氣體冷卻器的出口 34處的制冷劑更熱時可能發(fā)生這種情況。于是，三通閥260用于將流從第一壓縮機出口 224切換成繞過第二噴射器260而徑直到達第二壓縮機的抽吸端口 223。此外，閥260通過消除任何不想要的壓降還可提供益處，在流通過噴射器202的抽吸端口 206被傳送而無原動流(上述的“波動”)的情況下可能發(fā)生這種不想要的壓降。第二噴射器和經(jīng)濟器可向在較大壓力比下操作的系統(tǒng)提供顯著的效率益處。所述第二噴射器和經(jīng)濟器對于以很低壓力比操作或操作在高蒸發(fā)器溫度下的系統(tǒng)來說可能益處較少(并且甚至可能是不期望的)。所述系統(tǒng)可能尤其適合于運輸制冷(例如，制冷卡車或拖車或貨物/裝運容器，其中，蒸發(fā)器處于內(nèi)部或與內(nèi)部成空氣流連通，并且氣體冷卻器處于外部或者與外部成空氣流連通)，其中，存在所需操作狀況的大范圍。例如，當該系統(tǒng)開通時，感測到的箱溫度可能十分暖熱(例如，大于80 T (27°C ))。在這些情況下，期望的是既不使用第二噴射器也不使用經(jīng)濟器?？刂破鲗⒃撓到y(tǒng)運行在其第二模式中，其中閥240關閉并且閥260使得流繞過噴射器202和經(jīng)濟器熱交換器252。控制系統(tǒng)監(jiān)測蒸發(fā)器出口壓力P3。當箱溫度降低并且P3下降低于設定(或計算)閾值時，控制器將該系統(tǒng)切換至第一模式，其中閥240打開并且閥260將流傳送通過噴射器202的抽吸端口。如果CO2是制冷劑，那么示例性設定壓力可以是609 psia (4. 2 MPa)，這對應于45 °F (7°C )的飽和溫度?？刂破鲗τ谛∮?5 T (7°C)的蒸發(fā)溫度將該系統(tǒng)保持在第一模式，并且對于更高的蒸發(fā)器溫度可將該系統(tǒng)返回至第二模式。運輸容器的其他具體用途可包括在不同閾值下的控制器切換模式。例如，具體閾值將取決于目標箱/容器/艙溫度(這可能取決于被運輸?shù)木唧w貨物)。于是，實際艙溫度和環(huán)境溫度可能影響控制器何時在模式之間切換以及控制器如何控制其余可控的參數(shù)。在穩(wěn)態(tài)操作中，控制系統(tǒng)可迭代地優(yōu)化這些參數(shù)的設置，以實現(xiàn)可被直接或間接測量的期望目的(例如，最小化功耗)。替代地，相對控制可經(jīng)歷預編程規(guī)則，以在缺乏實時優(yōu)化的情況下實現(xiàn)期望結果。在變化的狀況期間(例如，制冷系統(tǒng)的外部溫度變化)也可使用相同的。然而，在其他過渡情況下(例如，冷卻情況、除霜情況等)可使用其他方法。其他控制協(xié)議可與下述相關固速壓縮機；和/或一個或兩個噴射器不可控；和/或使用TXV或固定節(jié)流孔，以取代EXV作為膨脹裝置70。該系統(tǒng)可能通過使用適合具體旨在用途的常規(guī)技術由常規(guī)部件制造。雖然已經(jīng)在上面詳細地描述了實施方式，但是這種描述并不旨在限制本發(fā)明的范圍。將理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可作出各種修改。例如，當在現(xiàn)有系統(tǒng)的再制造或現(xiàn)有系統(tǒng)構造的重構中實施時，現(xiàn)有構造的細節(jié)可能影響或規(guī)定任何具體實施方式
的細節(jié)。因此，其他實施方式也落入下述權利要求書的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種系統(tǒng)(200; 250; 270)，所述系統(tǒng)包括: 第一壓縮機(220)和第二壓縮機(222)； 排熱熱交換器(30)，所述排熱熱交換器被聯(lián)接到所述第二壓縮機，以接收由所述第二壓縮機壓縮的制冷劑； 第一噴射器(38)，所述第一噴射器包括 主入口(40)，所述主入口被聯(lián)接到所述排熱熱交換器以接收制冷劑； 次入口(42);以及 出口(44)； 吸熱熱交換器(64)； 第二噴射器(202)，所述第二噴射器包括 主入口(204)，所述主入口被聯(lián)接到所述排熱熱交換器以接收制冷劑； 次入口(206);以及 出口(208)，所述出口被聯(lián)接到所述第二壓縮機以將制冷劑傳送到所述第二壓縮機；以及 分離器(48)，所述分離器包括 入口(50)，所述入口被聯(lián)接到所述第一噴射器的所述出口以從所述第一噴射器接收制冷劑； 氣體出口(54)，所述氣體出口借助所述第一壓縮機被聯(lián)接到所述第二噴射器的所述次入口，以將制冷劑傳送到所述第二噴射器；以及 液體出口(52)，所述液體出口借助所述第一吸熱熱交換器被聯(lián)接到所述第一噴射器的所述次入口，以將制冷劑傳送到所述第一噴射器。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括 可控膨脹裝置(70 )，所述可控膨脹裝置位于所述分離器液體出口與所述吸熱熱交換器之間。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中 所述分離器是重力分離器； 單相氣流離開所述氣體出口 ；并且 單相液體流離開所述液體出口。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中 所述系統(tǒng)沒有其他分離器。
5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中 所述系統(tǒng)沒有其他噴射器。
6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括 可控閥(240)，所述可控閥具有打開狀況，所述打開狀況允許流從所述排熱熱交換器到達所述第二噴射器的主入口 ；以及關閉狀況，所述關閉狀況阻止所述流。
7.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括經(jīng)濟器熱交換器(252)，所述經(jīng)濟器熱交換器包括 排熱腿部(256)，所述排熱腿部定位在a)所述排熱熱交換器與b)所述第一噴射器的所述入口之間；以及吸熱腿部(254)，所述吸熱腿部定位在c)所述第二噴射器的所述出口與b)所述第二壓縮機之間。
8.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中 所述制冷劑包括按重量計至少50%的二氧化碳。
9.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中 所述第一和第二壓縮機被單獨地供電。
10.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中 所述第一和第二壓縮機是單個壓縮機的單獨壓縮級。
11.一種用于操作權利要求1的系統(tǒng)的方法，所述方法包括將所述壓縮機運行在第一模式中，其中 由所述排熱熱交換器從所述第二壓縮機接收的制冷劑在所述排熱熱交換器中排出熱量，以產(chǎn)生最初冷卻的制冷劑； 所述最初冷卻的制冷劑分流為由所述第一噴射器的主入口接收的第一主流以及由所述第二噴射器的主入口接收的第二主流； 在對應的第一噴射器和第二噴射器中，所述第一主流和第二主流分別結合第一次流和第二次流以分別形成第一出口流和第二出口流； 所述第一出口流在所述分離器中被分離為第一流和第二流，所述第一流變?yōu)榈谝淮稳肟诹鞑⑶宜龅诙髯優(yōu)榈诙稳肟诹鳎? 所述第一流流經(jīng)所述第一吸熱熱交換器； 所述第二流流經(jīng)所述第一壓縮機并且在到達第二噴射器的次入口之前被壓縮；以及所述第二流和所述第二主流在所述第二噴射器中合并，并且傳送到所述第二壓縮機，在所述第二壓縮機中，被合并的流被壓縮。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中 與所述第二流相比，所述第一流具有液體對比氣體的更高比例。
13.根據(jù)權利要求11所述的方法，還包括操作在第二模式中，其中 阻止所述第二主流。
14.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中 在所述第一模式中操作由控制器(140)來控制，所述控制器被編程以控制所述第一噴射器、所述第二噴射器、所述第一壓縮機、所述第二壓縮機以及位于所述分離器液體出口和所述吸熱熱交換器之間的可控膨脹裝置(70)的操作； 所述第一主入口流和第二主入口流主要包括超臨界狀態(tài)或液態(tài)；以及 所述第一次入口流和第二次入口流主要包括氣體。
15.一種系統(tǒng)(200; 250; 270)，所述系統(tǒng)包括: 第一壓縮機(220)和第二壓縮機(222)； 排熱熱交換器(30)，所述排熱熱交換器被聯(lián)接到所述第二壓縮機，以接收由所述第二壓縮機壓縮的制冷劑； 第一噴射器(38)，所述第一噴射器包括 主入口(40)，所述主入口被聯(lián)接到所述排熱熱交換器以接收制冷劑； 次入口(42);以及出口(44)； 吸熱熱交換器(64)； 分離器(48)，所述分離器包括 入口(50)，所述入口被聯(lián)接到所述第一噴射器的所述出口以從所述第一噴射器接收制冷劑； 氣體出口(54)，所述氣體出口被聯(lián)接到所述第一壓縮機，以將制冷劑傳送到所述第一壓縮機；以及 液體出口(52)，所述液體出口借助所述第一吸熱熱交換器被聯(lián)接到所述第一噴射器的所述次入口，以將制冷劑傳送到所述第一噴射器；以及 用于可控地提供所述第一壓縮機和第二壓縮機之間的壓力提升的裝置(202，240 )。
16.根據(jù)權利要求15所述的系統(tǒng)，其中 所述裝置包括第二噴射器。
全文摘要
系統(tǒng)(200;250;270)包括第一壓縮機(220)和第二壓縮機(222)；排熱熱交換器(30)；第一噴射器(38)和第二噴射器(202)；吸熱熱交換器(64)；以及分離器(48)。排熱熱交換器被聯(lián)接到第二壓縮機，以接收由第二壓縮機壓縮的制冷劑。第一噴射器包括主入口(40)，主入口被聯(lián)接到排熱熱交換器以接收制冷劑；次入口(42)；以及出口(44)。第二噴射器包括主入口(204)，主入口被聯(lián)接到排熱熱交換器以接收制冷劑；次入口(206)；以及出口(208)。分離器具有入口(50)，入口被聯(lián)接到第一噴射器的出口(44)以從第一噴射器接收制冷劑。分離器具有氣體出口(54)，氣體出口借助第一壓縮機(220)被聯(lián)接到第二噴射器的次入口(206)，以將制冷劑傳送到第二噴射器。分離器具有液體出口(52)，液體出口借助吸熱熱交換器被聯(lián)接到第一噴射器的次入口(42)，以將制冷劑傳送到第一噴射器。
文檔編號F25B1/10GK103003642SQ201180036102
公開日2013年3月27日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權日2010年7月23日
發(fā)明者P.費爾瑪, T.D.拉德克利夫, F.J.科斯威爾 申請人:開利公司