專利名稱：用于制冷系統(tǒng)壓縮機的噴射系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
概括地說，本發(fā)明主要涉及制冷設(shè)備，更具體而言，本發(fā)明涉及 制冷壓縮機用噴射系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
和

發(fā)明內(nèi)容
本部分中的陳述僅提供了關(guān)于本發(fā)明的背景信息，且并不構(gòu)成現(xiàn) 有技術(shù)。
壓縮機用于壓縮諸如空調(diào)、制冷設(shè)備等之類的制冷系統(tǒng)用制冷劑。 在壓縮機內(nèi)的制冷劑壓縮的過程中能夠產(chǎn)生大量熱量，這會導(dǎo)致排出 的制冷劑的溫度較高。制冷劑的排出溫度的降低會增大制冷系統(tǒng)的冷 卻能力和效率。
根據(jù)本發(fā)明的一種制冷系統(tǒng)可包括壓縮機，其具有吸入口、排出 口和至少一個與壓縮機的中間壓力位置連通的中間壓力口 。制冷劑可 流經(jīng)壓縮機，并從吸入壓力被壓縮到大于吸入壓力的排出壓力。制冷 劑具有額定排出溫度。單相冷卻液可被接收在中間壓力口中并被噴射 到所述中間壓力位置中，并M縮到所述排出壓力和所述額定排出溫 度。冷卻液吸收壓縮機內(nèi)由制冷劑和冷卻液的壓縮所產(chǎn)生的熱量。分 離器在與排出溫度和壓力大致相等的溫度和壓力下將制冷劑和冷卻液 分離開。熱交換器接收來自分離器的冷卻液的基本無制冷劑的流，并 移除熱量，以降低冷卻液的溫度。節(jié)流裝置可被布置在位于熱交換器 和中間壓力口之間的流路中，并可將冷卻液的壓力降低到低于排出壓 力并高于壓縮機的中間壓力位置的中間壓力。
根據(jù)本發(fā)明的一種制冷系統(tǒng)可包括壓縮機，其具有吸入口、排出 口和至少兩個與壓縮機的中間壓力位置連通的中間壓力口 。該壓縮機 將流經(jīng)該壓縮機的制冷劑和單相冷卻液壓縮到高于吸入壓力的排出壓力。分離器可將制冷劑和冷卻液分離開。第一流路可與分離器和中間 壓力口中的第一中間壓力口連通，并且來自分離器的基本無制冷劑的 冷卻液的第 一流流經(jīng)第 一流路，并且被噴射到壓縮機的第 一中間壓力 位置中。冷卻液吸收壓縮機內(nèi)由壓縮所產(chǎn)生的熱量。第二流路與分離 器和中間壓力口的第二中間壓力口連通，并且基本無冷卻液的蒸汽制 冷劑的第二流流經(jīng)第二流路，并被噴射到壓縮機的第二中間壓力位置 中。
根據(jù)本發(fā)明的一種方法可包括將壓縮機中的制冷劑和單相冷卻液 壓縮到排出溫度，并壓縮到高于吸入壓力的排出壓力。將來自壓縮機 的制冷劑和冷卻液排出到外部分離器。在與排出溫度和壓力大致相等 的溫度和壓力下，將制冷劑與分離器中的冷卻液分離開。在流經(jīng)熱交 換器的同時，降低基本無制冷劑的冷卻液流的溫度。通過流經(jīng)降壓裝 置，將基本無制冷劑的冷卻液流的壓力降低到低于排出壓力并高于位 于壓縮機的中間壓力位置處的中間壓力。將經(jīng)降壓的冷卻液流通過壓 縮機的中間壓力口噴射到壓縮機的中間壓力位置中。利用噴射到壓縮 機中的冷卻液流吸收由壓縮產(chǎn)生的熱量。
根據(jù)本發(fā)明的一種制冷系統(tǒng)可包括壓縮機，其具有吸入口、排出 口和至少兩個與壓縮機的中間壓力位置連通的中間壓力口 。壓縮機將
流經(jīng)該壓縮機的制冷劑和潤滑劑壓縮到高于^u^壓力的排出壓力。分
離器將制冷劑和潤滑劑分離開。第一流路與分離器和中間壓力口的第 一中間壓力口連通，并且來自分離器的基本無潤滑劑的制冷劑的第一
流流經(jīng)第一流路，并且被噴射到壓縮機的第一中間壓力位置中。第一 流主要是制冷劑蒸汽。第二流路與分離器和中間壓力口的第二中間壓 力口連通，并且基本無潤滑劑的制冷劑的第二流流經(jīng)第二流路，并被 噴射到壓縮機的第二中間壓力位置中。第二流中的制冷劑主要是液態(tài) 制冷劑。
根據(jù)本發(fā)明的一種制冷系統(tǒng)可包括壓縮機，其具有吸入口、排出
口和至少兩個與壓縮機的中間壓力位置連通的中間壓力口 。壓縮機將 流經(jīng)該壓縮機的制冷劑和單相冷卻液壓縮到高于吸入壓力的排出壓 力。分離器將制冷劑和冷卻液分離開。第一流路從分離器延伸到中間 壓力口的第一中間壓力口 ，并且來自分離器的基本無制冷劑的冷卻液 的第 一流流經(jīng)第 一流路，并且被噴射到壓縮機的第一 中間壓力位置中。冷卻液吸收壓縮機內(nèi)由壓縮所產(chǎn)生的熱量。第二流路與分離器和中間 壓力口的第二中間壓力口連通，并且基本無冷卻液的制冷劑的第二流
流經(jīng)第二流路，并被噴射到壓縮機的第二中間壓力位置中。位于第二 流中的制冷劑主要是液態(tài)制冷劑。
根據(jù)本發(fā)明的一種方法可包括將壓縮機中的制冷劑和潤滑劑壓縮 到高于吸入壓力的排出壓力。可將來自壓縮機的制冷劑和潤滑劑排出 到分離器?？稍诜蛛x器中將制冷劑與潤滑劑分離開。將從分離器流出 的基本無潤滑劑的制冷劑第一流的壓力利用第一降壓裝置降低到低于 排出壓力并高于位于壓縮機的第一中間壓力位置處的中間壓力的壓 力。將經(jīng)降壓的第 一流通過壓縮機的第 一 中間壓力口噴射到壓縮機的 第一中間壓力位置中。所噴射的第一流主要是蒸汽制冷劑。將從分離 器流出的基本無潤滑劑的制冷劑第二流的壓力可在第二降壓裝置中降 低到低于排出壓力并高于位于壓縮機的第二中間壓力位置處的中間壓 力的壓力，從而將第二流從主要是蒸汽制冷劑的流改變到主要是液態(tài) 制冷劑的流。將經(jīng)降壓的第二流通過壓縮機的第二中間壓力口噴射到 壓縮機的第二中間壓力位置中。
根據(jù)本發(fā)明的一種制冷系統(tǒng)可包括壓縮機，其具有吸入口、排出 口和與壓縮機的至少一個中間壓力位置連通的至少一個通道，并且流
體能夠通過該通道噴射到中間壓力位置中。壓縮機將流經(jīng)該壓縮機的 制冷劑和冷卻液壓縮到高于吸入壓力的排出壓力。分離器將制冷劑和 冷卻液分離開。第一流路與分離器和所述通道連通，并且來自分離器 的制冷劑的第一流流經(jīng)第一流路，并且被噴射到壓縮機的中間壓力位 置中。當(dāng)被噴射到中間壓力位置中時，第一流主要是制冷劑蒸汽。第 二流路與分離器和所述通道連通，并且制冷劑的第二流流經(jīng)第二流路， 并被噴射到壓縮機的第二中間壓力位置中。當(dāng)被噴射到第二中間壓力 位置中時，第二流主要是液態(tài)制冷劑。
根據(jù)本發(fā)明的一種制冷系統(tǒng)可包括壓縮機，其具有吸入口、排出 口和與壓縮機的至少一個中間壓力位置連通的至少一個通道。壓縮機
將流經(jīng)該壓縮機的制冷劑和單相冷卻液壓縮到高于吸入壓力的排出壓 力。分離器將制冷劑和冷卻液分離開。第一流路從分離器延伸到所述 通道，并且來自分離器的冷卻液的第一流流經(jīng)第一流路，并被噴射到 壓縮機的中間壓力位置中。冷卻液吸收壓縮機內(nèi)由壓縮所產(chǎn)生的熱量。第二流路與分離器和所述通道連通，并且制冷劑的第二流流經(jīng)第二流 路，并被噴射到壓縮機的中間壓力位置中。當(dāng)被噴射到中間壓力位置 中時，第二流中的制冷劑主要是液態(tài)制冷劑。
根據(jù)本發(fā)明的一種壓縮機可包括吸入口、排出口和至少一個壓縮 構(gòu)件，該壓縮構(gòu)件能夠操作以將流體從吸入壓力壓縮到排出壓力。該 壓縮機包括至少三個中間壓力位置，其具有高于吸入壓力并低于排出 壓力的額定壓力。壓縮機具有至少三個通道。所述通道的第一通道與 中間壓力位置的第一中間壓力位置連通，并能夠操作以使蒸汽制冷劑 能夠被噴射到中間壓力位置的第 一 中間壓力位置中。所述通道中的第 二通道與中間壓力位置的第二中間壓力位置連通，并能夠操作以4吏單 相冷卻液能夠被噴射到中間壓力的第二中間壓力位置中。所述通道的 第三通道與中間壓力位置的第三中間壓力位置連通，并能夠操作以4吏 大多數(shù)的液態(tài)制冷劑能夠被噴射到中間壓力位置的第三中間壓力位置 中。
根據(jù)本發(fā)明的一種方法包括將位于壓縮機中的制冷劑和單相冷卻 液壓縮到高于吸入壓力的排出壓力。在分離器中將制冷劑與冷卻液分 離開。降低與制冷劑分離開的冷卻液的溫度。將經(jīng)降溫的冷卻液噴射 到壓縮機的中間壓力位置中。降低與冷卻液分離開的制冷劑的壓力。 將經(jīng)降壓的制冷劑噴射到壓縮機的中間壓力位置中。當(dāng)被噴射到中間 壓力位置中時，制冷劑主要是液態(tài)制冷劑。利用噴射到中間壓力位置 中的冷卻液和液態(tài)制冷劑吸收由壓縮產(chǎn)生的熱量。
根據(jù)本發(fā)明的一種制冷系統(tǒng)可包括壓縮機，其具有吸入口、排出 口和與壓縮機的至少一個中間壓力位置連通的至少一個通道，并且流
體可經(jīng)由該通道噴射到所述至少一個中間壓力位置中。壓縮機將流經(jīng)
該壓縮機的制冷劑壓縮到高于pAX壓力的排出壓力。第一流路與排出 口和至少一個通道連通，并且制冷劑的第一流流經(jīng)第一流路，并且被 噴射到壓縮機的至少 一個中間壓力位置中。當(dāng)被噴射到中間壓力位置 中時，第一流主要是制冷劑蒸汽。第二流路與排出口和至少一個通道 連通，并且制冷劑的第二流流經(jīng)第二流路，并被噴射到壓縮機的至少 一個中間壓力位置中。當(dāng)被噴射到至少一個中間壓力位置中時，第二 流主要是液態(tài)制冷劑。
根據(jù)本發(fā)明的一種方法可包括將位于壓縮機中的制冷劑壓縮到高于吸入壓力并高于制冷劑的臨界壓力的排出壓力。從壓縮機排出經(jīng)壓 縮的制冷劑。將排出的制冷劑的第 一部分噴射到壓縮機的中間壓力位 置中。第一部分主要是制冷劑蒸汽。將排出的制冷劑的第二部分噴射 到壓縮機的中間壓力位置中。第二部分主要是液態(tài)制冷劑。利用噴射 到中間壓力位置中的液態(tài)制冷劑吸收由壓縮產(chǎn)生的熱量。
根據(jù)本發(fā)明的一種方法可包括將位于壓縮機中的制冷劑壓縮到高 于吸入壓力的排出壓力。從壓縮機排出壓縮后的制冷劑。降低排出的 制冷劑的壓力。在閃蒸罐中將經(jīng)降壓的排出的制冷劑分離成蒸汽和液 體部分。將制冷劑的第一部分從閃蒸罐噴射到壓縮機的中間壓力位置 中。第一部分主要是制冷劑蒸汽。將排出的制冷劑的第二部分從閃蒸 罐噴射到壓縮機的中間壓力位置中。第二部分主要是液態(tài)制冷劑。利 用噴射到中間壓力位置中的液態(tài)制冷劑吸收由壓縮產(chǎn)生的熱量。
根據(jù)本發(fā)明的一種系統(tǒng)可包括壓縮機，其具有吸入口、排出口， 并能夠操作以將工作流體從吸入壓力壓縮到高于吸入壓力的排出壓 力。中間壓力口與位于壓縮機中的中間壓力位置連通。中間壓力位置 具有高于吸入壓力并低于排出壓力的運行壓力。第 一流路與中間壓力 口連通，并將單相冷卻液提供到中間壓力位置。第二流路與中間壓力 口連通，并將處于主要是液相的工作流體提供到中間壓力位置。第三 流路與中間壓力口連通，并將主要是汽相的工作流體提供到中間壓力
才艮據(jù)本發(fā)明的一種方法可包括將位于壓縮機中的制冷劑和單相冷 卻液壓縮到高于吸入壓力的排出壓力。將制冷劑和冷卻液在排出溫度 下從所述壓縮機排出。將冷卻液通過中間壓力口噴射到壓縮機的至少 一個中間壓力位置中。將主要是液態(tài)的制冷劑通過中間壓力口噴射到 壓縮機的至少一個中間壓力位置中。將主要是蒸汽的制冷劑通過中間 壓力口噴射到壓縮機的至少一個中間壓力位置中。
通過于此提供的說明，進一步的應(yīng)用范圍將變得明白。應(yīng)當(dāng)了解， 說明書和具體示例意欲僅出于說明的目的，并不意欲限定本權(quán)利要求 的范圍。

于此所示的附圖僅出于說明的目的，且并不意欲以任何方式限制 本發(fā)明。
圖l是根據(jù)本發(fā)明的制冷系統(tǒng)的示意圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個制冷系統(tǒng)的示意圖3是根據(jù)本發(fā)明的再一個制冷系統(tǒng)的示意圖4g一根據(jù)本發(fā)明的又一個制冷系統(tǒng)的示意圖5是根據(jù)本發(fā)明的備用流體噴射;W^系統(tǒng)的示意圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個備用流體噴射^系統(tǒng)的示意圖7是適于在根據(jù)本發(fā)明的制冷系統(tǒng)中使用的渦旋壓縮機的截面
圖8是圖7的壓縮機的一部分的放大局部截面圖，示出了渦旋構(gòu)
件；
圖9是圖7的壓縮機的固定渦旋構(gòu)件的俯視平面圖IO是適于在根據(jù)本發(fā)明的制冷系統(tǒng)中使用的兩級回轉(zhuǎn)式壓縮機 的局部截面圖11是適于在根據(jù)本發(fā)明的制冷系統(tǒng)中使用的螺桿式壓縮機的一 部分的局部截面圖12是適于在根據(jù)本發(fā)明的制冷系統(tǒng)中使用的帶有整合式氣液分 離器的壓縮機的示意圖13是適于在根據(jù)本發(fā)明的制冷系統(tǒng)中使用的帶有內(nèi)部氣液分離 器和整合式冷卻液熱交換器以及氣體冷卻器的壓縮機的示意圖；以及
圖14;l一才艮據(jù)本發(fā)明的另一個制冷系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式
如下說明實質(zhì)上僅為示例性的，且并不意欲限制本公開、申請或用途。應(yīng)該了解到，貫穿附圖，對應(yīng)的附圖標記(例如，20、 120、 220、 320和30、 130、 230、 330等)指代相同的或?qū)?yīng)的部件和特征。
參照附圖，示出了才艮據(jù)本發(fā)明的制冷系統(tǒng)。該制冷系統(tǒng)是蒸汽壓 縮制冷系統(tǒng)，其可被配置成用于跨臨界制冷循環(huán)，在這種制冷循環(huán)中， 制冷劑在該循環(huán)的一部分的過程中處于高于其臨界壓力的壓力下，由 此無論溫度如何其均處于氣態(tài)，并且在該循環(huán)的另一部分中，制冷劑 低于其臨界壓力，從而使制冷劑能夠處于蒸汽態(tài)或液態(tài)。制冷劑可以 是二氧化碳(co2)或其它制冷劑。制冷系統(tǒng)還可以用于非跨臨界的 運行狀態(tài)。
參照圖1,制冷系統(tǒng)20包括壓縮機22，所述壓縮機22將流過其 的制冷劑從^UV壓力壓縮到排出壓力。當(dāng)制冷系統(tǒng)20是跨臨界的制冷 循環(huán)時，吸入壓力低于制冷劑的臨界壓力，同時排出壓力高于制冷劑 的臨界壓力。壓縮機22可以是單級正排量壓縮機，例如渦旋壓縮機。 作為替代，可以使用其它正排量式壓縮機，例如螺桿式壓縮機、兩級 回轉(zhuǎn)式壓縮機和兩級往復(fù)活塞壓縮機。
壓縮機22包括ii7W吸入口 24,其與吸入管線26連通，以便將制 冷劑提供到壓縮機22的^X或低壓側(cè)。壓縮機22包括排出/排放口 28， 其與排放管線30連通，該排放管線30接收來自壓縮機22的排放室的 壓縮后的制冷劑。壓縮機22可包括中間壓力口 32，其與壓縮機22上 與排出壓力和^U^壓力之間的中間壓力對應(yīng)的位置處的壓縮腔連通。 中間壓力口 32將流體供應(yīng)到壓縮機22上處于中間壓力位置處的壓縮 腔。
在制冷系統(tǒng)20中，冷卻液噴射系統(tǒng)33用于將冷卻液通過中間壓 力口 32噴射到處于中間壓力位置處的壓縮腔中，如下所述。在整個制 冷循環(huán)中處于單相液體狀態(tài)的冷卻液可以是潤滑劑或油，例如不同類 型的礦物油或合成油等，但并不限于多元醇酯(POE)、聚乙二醇 (PAG)、聚烯烴(PAO)油。在特定狀態(tài)下，可利用諸如7jC或7jC銀之 類的其它流體。
排出管線30與氣液分離器38連通。排出管線30可將壓縮機22 排出的高溫、高壓的流體從排出口 28直接發(fā)送到分離器38。 M縮 機22排出的流體包括處于氣態(tài)的制冷劑和噴射的冷卻液。分離器38可大致處于壓縮機22的排出壓力和溫度下，無論分離器38的溫度如 何，其均接收排出的高于臨界壓力并處于氣態(tài)的制冷劑。但是，冷卻 液在整個制冷循環(huán)中維持單相形態(tài)。在分離器38內(nèi)，制冷劑與冷卻液 分離，所述冷卻液用于冷卻壓縮過程，并吸收與壓縮流過那里的制冷 劑的壓縮機22相關(guān)聯(lián)的壓縮熱。
冷卻液噴射系統(tǒng)33可包括高溫冷卻液管線40、熱交換器42、風(fēng) 扇或鼓風(fēng)機44、低溫冷卻液管線46、節(jié)it/膨脹裝置48和噴射管線50。 分離的高溫冷卻液通過高溫冷卻液管線40從分離器38流出，并流入 到熱交換器42。在熱交換器42內(nèi)，從冷卻液提取出熱量Q"并將其 傳遞到環(huán)境。風(fēng)扇或鼓風(fēng)機44可通過使環(huán)境氣流過熱交換器42，以 熱傳導(dǎo)的方式與流過那里的冷卻液相關(guān)聯(lián)，而有助于傳熱。作為替代， 熱交換器42可以是液液熱交換器，例如當(dāng)將制冷系統(tǒng)20用作熱泵系 統(tǒng)時，其中可將熱量Qi用于加熱流經(jīng)熱泵系統(tǒng)的水。
冷卻液作為高壓、低溫的液體通過低溫冷卻液管線46離開熱交換 器42。節(jié)流裝置48將低溫冷卻液管線46與噴射管線50互連。減壓 的冷卻液從節(jié)流裝置48通過噴射管線50流動到中間壓力口 32，用于 噴射到與中間壓力口 32連通的壓縮腔中。將冷卻液噴射到壓縮機22 中，以l更提取通過壓縮流經(jīng)那里的制冷劑而產(chǎn)生的熱量?？赏ㄟ^熱交 換器42將該熱量作為熱量Qi排到環(huán)境中。節(jié)流裝置48控制流過那里 的流量，并將冷卻液的壓力降低到低于排出壓力、但高于與中間壓力 口 32連通的壓縮腔的中間壓力的壓力?？沙识喾N形式的節(jié)流裝置48 可以是動態(tài)的、靜態(tài)的或準靜態(tài)的。例如，節(jié)流裝置48可以是可調(diào)的 岡、固定的孔口、壓力調(diào)節(jié)器等等。當(dāng)是動態(tài)的時，節(jié)流裝置48可基 于制冷系統(tǒng)20的運行、壓縮機22的運行來改變流經(jīng)那里、并通過中 間壓力口 32噴射到壓縮機22中的冷卻液的量，以便得到制冷系統(tǒng)20 的所需要的運行和/或得到壓縮機22的所需要的運行。通過非限定性 的示例，節(jié)流裝置48可調(diào)節(jié)通過那里的冷卻液的流量，以獲得離開排 出口 28的所需要的制冷劑的排出溫度。
為了基于溫度對流經(jīng)節(jié)流裝置48的冷卻液的調(diào)節(jié)，溫度感測裝置 35可用于檢測由壓縮機22排出的制冷劑的溫度。可監(jiān)控溫度感測裝 置35的輸出，以調(diào)節(jié)冷卻液通過噴射管線50的流量。冷卻液流量可 利用節(jié)流裝置48進行調(diào)節(jié)，以獲得由壓縮機22排出的制冷劑的所需要的離開溫度或離開溫度范圍。例如，當(dāng)制冷劑是C02時，它優(yōu)選地
可具有小于約260華氏度的排出溫度。作為另一個示例，當(dāng)制冷劑是 C02時，它優(yōu)選地可將排出溫度維持在約200華氏度直到約250華氏 度。節(jié)流裝置48可響應(yīng)溫度感測裝置35的輸出而調(diào)節(jié)通過那里的流 量，以便補償壓縮機22和/或制冷系統(tǒng)20的變化的運行。與由壓縮機 22排出的制冷劑熱力連通的熱力膨脹閥可用作溫度補償節(jié)流裝置48。 熱力膨脹閥可基于由壓縮機22排出的制冷劑的溫度自動調(diào)節(jié)其位置 (例如，全開、完全或大致關(guān)閉或處于其間的中間位置)，以便獲得所 需要的離開溫度或范圍。作為選擇，控制器37可監(jiān)控由溫度感測裝置 35才艮告的溫度，并基于感測到的溫度來調(diào)節(jié)節(jié)流裝置48的運行，以 便維持用于由壓縮機22排出的制冷劑的所需要的排出溫度或溫度范 圍。
在分離器38內(nèi)，在跨臨界的運行情況下，壓力通常保持在臨界壓 力之上，并且溫度通常保持在亞臨界運行情況中的壓力的飽和溫度之 上。結(jié)果，那里的制冷劑維持氣態(tài)。高溫、高壓氣態(tài)制冷劑通過高溫、 高壓管線56從分離器38流動到氣體冷卻器51。氣體冷卻器51內(nèi)， 熱量Q2從高溫、高壓的制冷劑傳遞到環(huán)境中。風(fēng)扇或鼓風(fēng)機52可通 過4吏環(huán)境氣流過氣體冷卻器51,以熱傳導(dǎo)的方式與流經(jīng)那里的制冷劑 相關(guān)聯(lián)而有助于傳熱。作為替代，氣體冷卻器51可以是液液熱交換器， 例如當(dāng)將制冷系統(tǒng)20用作熱泵系統(tǒng)時，其中熱量Q2可用于加熱流經(jīng) 熱泵系統(tǒng)的水。
制冷劑以降低的溫度但仍舊高于臨界壓力的壓力離開氣體冷卻器 51，并且結(jié)果，制冷劑維持氣態(tài)。當(dāng)設(shè)置吸入管線熱交換器以進一步 預(yù)冷卻氣體，并使返回到壓縮機的^L^過熱時，從氣體冷卻器51流出 的氣態(tài)制冷劑可通過管線57流到吸入管線熱交換器54。在熱交換器 54內(nèi)，熱量Q3從高壓制冷劑傳遞到流到壓縮機22的^yV側(cè)的低溫、 低壓制冷劑。熱量Q3的傳遞降低了高壓制冷劑的溫度，這會增大蒸發(fā) 器中的吸熱能力。離開熱交換器54的高壓制冷劑可維持在高于臨界壓 力。(當(dāng)氣體處于高于其臨界溫度時，它處于任何壓力下都是氣態(tài)的而 不會是任何其它，但當(dāng)?shù)陀谂R界溫度時，即使高于臨界壓力，它也可 以是液體。)
低溫高壓管線58將高壓制冷劑從熱交換器54引導(dǎo)到主節(jié)流裝置60。流經(jīng)節(jié)流裝置60的制冷劑膨脹，并且進一步降低溫度和壓力。節(jié) 流裝置60可以被動態(tài)控制，以便補償作用在制冷系統(tǒng)20上的變化負 荷。作為替代，節(jié)流裝置60可以是靜態(tài)的。
在回路的這一點處、處于節(jié)流裝置60下游的低壓制冷劑令人滿意 地處于亞臨界溫度下，并處于低于其臨界壓力的壓力下，這導(dǎo)致兩相 制冷劑流。低壓管線62將流經(jīng)節(jié)流裝置60的制冷劑引導(dǎo)到蒸發(fā)器64， 在那里，兩相、低壓制冷劑吸收來自流過蒸發(fā)器64上的流體的熱量 Q4。例如，可AUi過風(fēng)扇或鼓風(fēng)機66引入、以便在蒸發(fā)器64上流動 的氣流提取出熱量Q4。由于吸收了熱量Q4，因此蒸發(fā)器64內(nèi)的制冷 劑的液體部分汽化。蒸發(fā)器64的端部附近，由于液相被汽化，因此制 冷劑的溫度升高，并且通過低壓管線68離開蒸發(fā)器64，當(dāng)如此設(shè)置 時，低壓管線68將制冷劑引導(dǎo)到吸入管線熱交換器54中，其中在制 冷劑通過吸入管線26流入到壓縮機22中前，制冷劑的溫度通過熱量 Qs的傳遞而進一步升高。
在運行中，離開吸入管線熱交換器54的低壓(^壓力)制冷劑 通過吸入管線26和吸入口 24被吸入到壓縮機22的壓縮腔中。壓縮機 22內(nèi)的壓縮構(gòu)件一一諸如渦旋壓縮機情況中的渦盤之類一一將制冷劑 從^A壓力壓縮到排出壓力。在壓縮過程中，冷卻液通過噴射管線50 被噴射到位于中間壓力位置處的壓縮腔中。
噴射到壓縮腔中的冷卻液的具體的量會基于包括、但不限于制冷 系統(tǒng)20上的需求、其中使用的制冷劑的類型、壓縮機22的類型和結(jié) 構(gòu)、壓縮機的效率、吸入壓力和排出壓力、冷卻液的熱容量、以及所
變。將較大量的^;液噴射到壓縮機^工作室中使得工作過程能夠接 近準等溫壓縮過程。但是，冷卻液噴射過程同樣能夠與由將冷卻液泵 送到較高壓力所需要的能量、在將冷卻液噴射到壓縮腔中之前增大對 冷卻液進行的節(jié)流、和通過制冷劑在高壓下*在冷卻液中并在較低 壓力下釋放對制冷劑進行的附加再壓縮所導(dǎo)致的額外損失相關(guān)聯(lián)。本 領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該了解到，假定排出的氣體不會超過最大的可允許溫 度，那么對于給定的運行條件、選定的工作流體和壓縮機參數(shù)，存在 可噴射的冷卻液容積的最佳范圍以便獲得所需要的制冷系統(tǒng)性能。
噴射到位于中間壓力位置處的壓縮腔中的冷卻液的量可吸收由壓縮過程產(chǎn)生的大量熱量。結(jié)果，由于利用冷卻液獲得了適當(dāng)?shù)睦鋮s且 可將吸收的熱量^^放到熱交換器42—一其從流經(jīng)那里的冷卻液中提取
熱量Qi——中，所以存在最小P艮度的需要或不需要進一步冷卻排出的
冷卻劑。利用噴射的冷卻液移除由壓縮過程產(chǎn)生的熱量的能力可消除 對于排出氣體冷卻器或冷凝器的需要，以便在流經(jīng)其余制冷系統(tǒng)之前，
降低排出氣體的溫度。當(dāng)就是這種情況時并不需要氣體冷卻器51，并 且管線56，(以虛線示出)將高壓制冷劑引導(dǎo)到管線57。由此，使用 在壓縮機22內(nèi)使壓縮過程能夠接近準等溫壓縮的噴射的冷卻液同樣 可簡化制冷系統(tǒng)20的設(shè)計，并且使壓縮熱的很大一部分能夠被噴射的 冷卻液吸收，并通過熱交換器42進行排除。
由于噴射的冷卻液明顯降低了與壓縮過程相關(guān)的溫度，因此壓縮 機22免于遭受過高的溫度，并且壓縮過程溫度很少取決于通過吸入口 24 it^到壓縮機22的吸入側(cè)的制冷劑的溫度。通過降低對于壓縮過 程溫度的依賴，Pil^管線熱交換器54可用于提高制冷循環(huán)效率。此夕卜， 在壓縮過程中噴射的冷卻液的存在有利于密封在壓縮過程中分開壓縮 腔的間隙，這會進一步減小將制冷劑從吸入壓力壓縮到排出壓力所需 要的壓縮功。由此，冷卻液噴射系統(tǒng)33可以是對于制冷系統(tǒng)20的有 益添加。
現(xiàn)參照圖2，示出了才艮據(jù)本發(fā)明的制冷系統(tǒng)120。制冷系統(tǒng)120與 如上討論且在圖1中所示的制冷系統(tǒng)20相似，同時添加了節(jié)能系統(tǒng) 170。同樣，制冷系統(tǒng)120包括具有進入口 124和排出口 128的壓縮機 122， i^V口 124和排出口 128分別連接于^Lvf線126和排出管線 130。由壓縮機122排出的制冷劑和冷卻液流經(jīng)氣液分離器138,其中 冷卻液通過管線140被移除，并通過熱交換器142輸送。風(fēng)扇或鼓風(fēng) 機144可有助于從熱交換器142中的冷卻液移除熱量Q1Q。降溫的冷卻 液通過管線146離開熱交換器142，流經(jīng)節(jié)i^/膨脹裝置148,并且通 過管線150和中間壓力口 132被噴射到位于中間壓力位置處的壓力腔 中。膨脹裝置148可與膨脹裝置48相同，并可以相同的方式運行。同 樣，控制器137可聯(lián)接于溫度感測裝置135，以控制節(jié)流裝置148的 打開和關(guān)閉。
氣態(tài)制冷劑從分離器138通過管線156流到氣體冷卻器151中。 氣體冷卻器151將熱量Q旭從流經(jīng)那里的制冷劑傳遞到環(huán)境中。風(fēng)扇或鼓風(fēng)機152可有助于將熱量Qm從流經(jīng)氣體冷卻器151的制冷劑中 移除。作為選擇，如果不使用氣體冷卻器，則制冷劑離開分離器138， 并通過管線156，(以虛線示出)直接流到管線157。離開氣體冷卻器 151的制冷劑通過管線157流入到吸入管線熱交換器154中。熱交換 器154將來自從管線157流經(jīng)那里的制冷劑的熱量Q旭傳遞到從管線 168流經(jīng)熱交換器154的低壓側(cè)的制冷劑。
制冷系統(tǒng)120還包括膨脹通過管線162通向蒸發(fā)器164的路線上 的制冷劑的主節(jié)it/膨脹裝置160。在蒸發(fā)器164中；熱量Qu)4從在蒸 發(fā)器164的上流過的流體傳遞到流經(jīng)那里的制冷劑中。風(fēng)扇或鼓風(fēng)機 166可有助于流體在蒸發(fā)器164的外部上流過。制冷劑離開蒸發(fā)器164 并通過管線168流到^UV管線熱交換器154。
制冷劑系統(tǒng)120通過包括節(jié)能系統(tǒng)170而不同于制冷系統(tǒng)20，這 會在流經(jīng)主膨脹裝置160之前進一步降低制冷劑的運行溫度，從而提 高其吸收蒸發(fā)器164中的熱量的能力，并提高制冷系統(tǒng)120的冷卻能 力。節(jié)能系統(tǒng)170將氣態(tài)制冷劑直接噴射到位于中間壓力位置處的壓 縮腔中。雖然將討論制冷系統(tǒng)20和制冷系統(tǒng)120之間的相似和不同之 處，但是也可存在其它的相似和不同之處。
壓縮機122可包括第二中間壓力口 134，其用于將制冷劑蒸汽噴射 到處于中間壓力位置處的壓縮腔中。使用分開的中間壓力口 132、 134 4吏得制冷劑蒸汽噴射能夠與冷卻液噴射保持分開。^^用分開的噴射口 還可降低或取消對于控制冷卻液和制冷劑蒸汽的噴射的需要，這是由 于無需協(xié)調(diào)噴射壓力和流率。此外，同樣可以減小和/或消除一種流體 逆流到其它流動源中的可能性。由此，可以使用分開的噴射口，它們 使得能夠在不同位置處和不同中間壓力級下發(fā)生冷卻液和蒸汽噴射。
節(jié)能系統(tǒng)170可包括與高壓管線158串聯(lián)布置的節(jié)能熱交換器 174。流經(jīng)位于節(jié)能熱交換器174的高壓側(cè)下游的管線158的制冷劑的 一部分可通過節(jié)能管線176輸送，并在節(jié)能節(jié)流裝置178中膨脹，并 引導(dǎo)到節(jié)能熱交換器174的低壓側(cè)中。流經(jīng)節(jié)能節(jié)流裝置178的制冷 劑的一部分膨脹，4吏得它可從流經(jīng)熱交換器174的高壓側(cè)的高壓氣態(tài) 制冷劑吸收熱量Q1()5。膨脹穿過節(jié)流裝置178的制冷劑冷得足以成為 兩相混合物。在到達主節(jié)流裝置160并經(jīng)由管線162流到蒸發(fā)器164 上之前，來自主制冷劑流的熱量Q愿的傳遞降低了溫度，從而提高了制冷劑的吸熱能力，并提高了蒸發(fā)器164的性能。制冷劑通過管線168 離開蒸發(fā)器164,并流到可選擇的吸入管線熱交換器154中以吸收熱 量Q旭。
離開節(jié)能熱交換器174的膨脹的且受熱的制冷劑蒸汽通過蒸汽噴 射管線180流到第二中間壓力口 134，用于噴射到位于中間壓力位置 處的壓縮腔中。通過蒸汽噴射管線180噴射到位于中間壓力位置處的 壓縮腔中的制冷劑流率可等于或大于通過吸入管線126 t到壓縮機 122的吸入口 124中的制冷劑流率。節(jié)流裝置178將蒸汽噴射管線180 中的壓力維持在高于與第二中間壓力口 134連通的壓縮腔的中間壓力 位置處的壓力。節(jié)流裝置178按照需要可以是動態(tài)裝置或靜態(tài)裝置， 以便提供所需要的節(jié)能效果。在中間壓力下的制冷劑蒸汽噴射減少了 壓縮機122將噴射的蒸汽壓縮到排入壓力所使用的能量，從而降低提 高壓縮機效率的比功。
制冷系統(tǒng)120包括冷卻液到位于中間壓力位置處的壓縮腔中的噴 射和制冷劑蒸汽到位于另一個中間壓力位置處的壓縮腔中的噴射。冷 卻液噴射和蒸汽制冷劑噴射通過提高壓縮機122和蒸發(fā)器164的性能 來提高制冷系統(tǒng)120的效率。噴射冷卻液的噴射可降低通過使用^UV 氣體熱交換器154所導(dǎo)致的增加的PA^氣體溫度的影響。降低由壓縮 機122排出的壓縮后的制冷劑的溫度有助于在制冷劑流經(jīng)主節(jié)流裝置 160和蒸發(fā)器164前利用節(jié)能系統(tǒng)170來進一步降低制冷劑的溫度。 降低的排出溫度使節(jié)能系統(tǒng)170能夠?qū)⒅评鋭囟冗M一步降低到比利 用在較高溫度下排出的制冷劑所獲得溫度低的溫度。由此，蒸汽噴射 節(jié)能系統(tǒng)170和冷卻液噴射系統(tǒng)133相結(jié)^提供更為經(jīng)濟且高效的 制冷系統(tǒng)120。
參照圖3，示出了才艮據(jù)本發(fā)明的制冷系統(tǒng)220。制冷系統(tǒng)220與上 述參照圖2討論的制冷系統(tǒng)120相似。同樣，制冷系統(tǒng)220包括具有 iiy、口 224和湘一出口 228的壓縮機222，ii^口 224和排出口 228分別 連接于^Vf線226和排出管線230。由壓縮機222排出的制冷劑和 冷卻液流經(jīng)氣液分離器238，其中冷卻液通過管線240被移除，并通 過熱交換器242輸送。風(fēng)扇或鼓風(fēng)機244可有助于從熱交換器242中 的冷卻液移除熱量Q2()1 。降溫的冷卻液通過管線246離開熱交換器242 ， 流經(jīng)節(jié)能/膨脹裝置248，并通過管線250和中間壓力口 232噴射到位于中間壓力位置處的壓縮腔中。膨脹裝置248可以與膨脹裝置148相 同，并可以相同的方式運行。同樣，控制器237可聯(lián)接于溫度感測裝 置235,以控制節(jié)流裝置248的打開和關(guān)閉。
氣態(tài)制冷劑通過管線256從分離器238流到氣體冷卻器251中。 氣體冷卻器251將熱量Q2。2從流經(jīng)那里的制冷劑傳遞到環(huán)境中。風(fēng)扇 或鼓風(fēng)機252可有助于將熱量Q加2從流經(jīng)氣體冷卻器251的制冷劑中 移除。作為選擇，如果不使用氣體冷卻器，則制冷劑離開分離器238, 并通過管線256，(以虛線示出)直接流到管線257。離開氣體冷卻器 251的制冷劑通過管線257流入到吸入管線熱交換器254中。熱交換 器254將來自從管線257流經(jīng)那里的制冷劑的熱量Q加3傳遞到從管線 268流經(jīng)熱交換器254的低壓側(cè)的制冷劑。
制冷系統(tǒng)220還包括膨脹通過管線262通向蒸發(fā)器264的路線上 的制冷劑的主節(jié)流裝置260。在蒸發(fā)器264中，熱量Q2Q4從在蒸發(fā)器 264的上流過的流體傳遞到流經(jīng)那里的制冷劑中。風(fēng)扇或鼓風(fēng)機266 可有助于流體在蒸發(fā)器264的外部上流過。制冷劑離開蒸發(fā)器264并 通過管線268流到吸入管線熱交換器254。
制冷系統(tǒng)220包括到壓縮機222的位于中間壓力位置處的壓縮腔 中的冷卻液噴射和制冷劑蒸汽噴射。但是制冷系統(tǒng)220可利用不同于 制冷系統(tǒng)120的節(jié)能系統(tǒng)270。雖然將討論制冷系統(tǒng)220和制冷系統(tǒng) 120之間的相似和不同之處，但是也可存在其它的相似和不同之處。
在制冷系 統(tǒng)220中，高壓管線258包括位于^UVf線熱交換器254 下游的節(jié)流裝置282和閃蒸罐284。膨脹流經(jīng)節(jié)流裝置282、并流到閃 蒸罐284中的高壓制冷劑，以便將壓力降低到亞臨界壓力，并形成兩 相制冷劑流。節(jié)能系統(tǒng)282將流經(jīng)那里的制冷劑的壓力降低到位于壓 縮機222的^LX壓力和排出壓力之間、且大于與第二中間壓力口 234 連通的壓縮腔中的中間壓力的壓力。節(jié)流裝置282可以是動態(tài)的或靜 態(tài)的。
在閃蒸罐284中，氣態(tài)制冷劑可與液態(tài)制冷劑分離，并可通過蒸 汽噴射管線286 M送到第二中間壓力口 234，用于噴射到位于中間 壓力位置處的壓縮腔中。通過蒸汽噴射管線286噴射到位于中間壓力 位置處的壓縮腔中的制冷劑流率可等于或大于通過PA^管線226流到壓縮機222的^LA口 224中的制冷劑流率。閃蒸罐284中的液態(tài)制冷 劑可繼續(xù)通過管線258、通過主節(jié)流裝置260并通過管線262 i^到 蒸發(fā)器264中。蒸發(fā)器264內(nèi)的制冷劑吸收熱量Q2。4并回復(fù)到氣態(tài)。 制冷劑經(jīng)由管線268從蒸發(fā)器264流動到吸入管線熱交換器254、吸 收來自通過管線257流到^管線熱交換器254的制冷劑的熱量Q203 并通過吸入管線226和吸入口 224流到壓縮機222的吸入側(cè)中。
制冷系統(tǒng)220利用冷卻液噴射系統(tǒng)233將冷卻液噴射到壓縮機222 中，并利用節(jié)能系統(tǒng)270以便將蒸汽制冷劑噴射到壓縮機222中，從 而提高壓縮機222的效率和/或冷卻能力，并提高制冷系統(tǒng)220的性能。 由此，制冷系統(tǒng)220可包括到位于不同中間壓力位置處的壓縮腔中的 冷卻液噴射和制冷劑蒸汽噴射。
現(xiàn)參照圖4，示出了才艮據(jù)本發(fā)明的另一個制冷系統(tǒng)320。制冷系統(tǒng) 320與如上所述且示于圖2中的制冷系統(tǒng)120相似，并包括冷卻液噴 射系統(tǒng)333、節(jié)能系統(tǒng)370，并添加了液態(tài)制冷劑噴射系統(tǒng)372。雖然 將討論制冷系統(tǒng)320與制冷系統(tǒng)120之間的相似和不同之處，但是也 可存在其它的相似和不同之處。
制冷系統(tǒng)320包括具有ii^口 324和排出口 328的壓縮機322，進 入口 324和排出口 328分別:^接于^Vf線326和排出管線330。壓縮 機322包括與冷卻液噴射管線350連通以便接收冷卻液的中間壓力口 332。排出管線330與氣液分離器338連通，氣液分離器338將冷卻液 與制冷劑分離開，并通過管線340將冷卻液傳遞至熱交換器342,以 便從冷卻液中移除熱量Q3((1。風(fēng)扇或鼓風(fēng)機344可有助于熱量的移除。 降溫的冷卻液通過管線346離開熱交換器342、流經(jīng)節(jié)流/膨脹裝置 348，并通過管線350和中間壓力口 332被噴射到處于中間壓力位置處 的壓縮腔中。膨脹裝置348可以與膨脹裝置148相同，并可以相同的 方式運行。同樣，控制器337可聯(lián)接于溫度感測裝置335，以便控制 節(jié)流裝置348的打開和關(guān)閉。
氣態(tài)制冷劑通過管線356從分離器338流到氣體冷卻器351中。 氣體冷卻器351將來自流經(jīng)那里的制冷劑的熱量Q鄧2傳遞到環(huán)境。風(fēng) 扇或鼓風(fēng)機352可有助于從流經(jīng)氣體冷卻器351的制冷劑中移除熱量 Q302。作為選擇，如果不使用氣體冷卻器，則制冷劑離開分離器338， 并通過管線356，(以虛線示出)直接流到管線357。離開氣體冷卻器351的制冷劑通過管線357流到^Uvf線熱交換器354中。在熱交換 器354內(nèi)，熱量Q303從高壓制冷劑傳遞到從蒸發(fā)器364流經(jīng)管線368 和吸入管線熱交換器354的低壓側(cè)的低壓制冷劑。提高溫度的制冷劑 從^UVf線熱交換器354通過i^X口 324和吸入管線326流入到壓縮 機322的吸入側(cè)中。
制冷系統(tǒng)320可包括節(jié)能系統(tǒng)370，它可包括與高壓管線358串聯(lián) 布置的節(jié)能熱交換器374。流經(jīng)位于節(jié)能熱交換器374的高壓側(cè)下游 的管線358的制冷劑的一部分可通過節(jié)能管線376輸送，并在節(jié)能節(jié) 流裝置378中膨脹，并引導(dǎo)到節(jié)能熱交換器374的低壓側(cè)中，其中， 膨脹后的制冷劑從流經(jīng)節(jié)能熱交換器374的高壓側(cè)的高壓制冷劑吸收 熱量Q3。5。離開節(jié)能熱交換器374的膨脹的和受熱的制冷劑蒸汽通過 蒸汽膨脹管線380流到第二中間壓力口 334，并噴射到位于中間壓力 位置處的壓縮腔中。通過蒸汽噴射管線380噴射到位于中間壓力位置 處的壓縮腔中的制冷劑流率可等于或大于通過吸入管線326到壓縮機 322的吸入口 324中的制冷劑流率。
流經(jīng)管線358的制冷劑的主流流經(jīng)主節(jié)流裝置360，并通過低壓管 線362流入到蒸發(fā)器364中。流經(jīng)蒸發(fā)器364的制冷劑4蒸發(fā)器364 的外部上流過的流體吸收熱量Q3。4。通過使流體在蒸發(fā)器364上流過， 風(fēng)扇或鼓風(fēng)機366可有助于熱量Q3。4傳遞。制冷劑離開蒸發(fā)器364并 通過管線368流到吸入管線熱交換器354。
制冷系統(tǒng)320包括液態(tài)制冷劑噴射系統(tǒng)372，以便將液態(tài)制冷劑噴 射到壓縮機322的位于中間壓力位置處的壓縮腔中。噴射的液態(tài)制冷 劑可降低壓縮過程的溫度和由壓縮機322排出的制冷劑的溫度。壓縮 機322可包括第三中間壓力口 336，用于將液態(tài)制冷劑直接噴射到位 于中間壓力位置處的壓縮腔中。液態(tài)制冷劑噴射系統(tǒng)372可包括液態(tài) 制冷劑噴射管線388，其與中間壓力口 336并與高壓管線358流體連 通。液態(tài)制冷劑噴射管線388可與位于節(jié)能管線376的上游或下游的 管線358連通。
節(jié)流裝置3卯可布置在管線388中，以^f更調(diào)節(jié)通過那里的液態(tài)制 冷劑的流量。已經(jīng)流過節(jié)能熱交換器374的高壓側(cè)后流經(jīng)管線358的 制冷劑的一部分可流過液態(tài)制冷劑噴射管線388，在節(jié)流裝置390中 膨脹，并通過中間壓力口 336引導(dǎo)到壓縮機322的位于中間壓力位置處的壓縮腔中。在經(jīng)過節(jié)流裝置390后，制冷劑壓力大于與中間壓力 口 336流體連通的壓縮腔中的壓力。流經(jīng)節(jié)流裝置3卯的制冷劑的膨 脹會導(dǎo)致制冷劑呈完全液態(tài)，或處于相對低焓狀態(tài)中的液體處于主導(dǎo) 地位的兩相形態(tài)。
節(jié)流裝置390可以是動態(tài)的、靜態(tài)的或準靜態(tài)的。例如，節(jié)流裝 置3卯可以是可調(diào)閥、固定孔口、可變孔口、壓力調(diào)節(jié)器等。當(dāng)為動 態(tài)時，節(jié)流裝置3卯可基于制冷系統(tǒng)320的運行和壓縮機322的運行 改變流經(jīng)節(jié)流裝置3卯并通過中間壓力口 336噴射到壓縮機322中的 制冷劑的量，以便獲得制冷系統(tǒng)320的所需運行狀態(tài)，和/或獲得壓縮 機322的所需運行狀態(tài)。借助于非限定性示例，節(jié)流裝置3卯可調(diào)整 通過其的制冷劑的流量，以獲得離開排出口 328的制冷劑的所需要的 排出溫度或排出溫度范圍。
對于基于溫度對經(jīng)過節(jié)流裝置3卯的制冷劑流進行的調(diào)整，溫度 感測裝置335可用于檢測由壓縮機322排出的制冷劑的溫度?？杀O(jiān)控 溫度感測裝置335的輸出，以^更調(diào)節(jié)通過液態(tài)制冷劑噴射管線388的 制冷劑的流量?？烧{(diào)節(jié)制冷劑流量以便獲得由壓縮機322排出的制冷 劑所需要的離開溫度(在C02的情況下，優(yōu)選地小于約260華氏度) 或離開溫度范圍(在C02的情況下，優(yōu)選地在約200華氏度到約250 華氏度之間)。節(jié)流裝置3卯可響應(yīng)溫度感測裝置335的輸出而調(diào)整通 過那里的流量，從而補償壓縮機322和/或制冷系統(tǒng)320的變化的運行。 與由壓縮機322排出的制冷劑熱力連通的熱力膨脹閥可用作溫度補償 節(jié)流裝置3卯。熱力膨脹閥可基于由壓縮機322排出的制冷劑的溫度 自動調(diào)整其位置(例如，全開、全部或大致關(guān)閉或處于其間的中間位 置)，以便獲得所需要的離開溫度或范圍。控制器337可監(jiān)控由溫度感 測裝置335報告的溫度，并基于感測的溫度調(diào)整節(jié)流裝置3卯的運行， 以便維持用于由壓縮機322排出的制冷劑所需要的排出溫度或溫度范 圍。
當(dāng)冷卻液噴射系統(tǒng)333利用主動控制節(jié)流裝置348時，控制器337 可控制和協(xié)調(diào)節(jié)流裝置348和節(jié)流裝置3卯的運行，從而協(xié)調(diào)到壓縮 機322的壓縮腔中的冷卻液噴射和液態(tài)制冷劑噴射，以獲得所需要的 運行狀態(tài)。例如，控制器337能進行冷卻液和液態(tài)制冷劑的噴射，使 得流體噴射中的一個提供主要冷卻，并按照需要使另 一個流體噴射提供輔助冷卻。當(dāng)是這種情況時，控制器337可將冷卻液噴射用作主冷 卻裝置并主動地控制節(jié)流裝置348,以便調(diào)整噴射到壓縮機322中的 冷卻液的流量，從而獲得如溫度感測裝置335報告的所需要的制冷劑 排出溫度。只要冷卻液的噴射能夠獲得所需要的制冷劑排出溫度，控 制器337就維持節(jié)流裝置3卯處于閉合狀態(tài)。在冷卻液噴射不能滿足 所需要的制冷劑排出溫度的情況下，控制器337 ^令節(jié)流裝置390 打開，并使液態(tài)制冷劑能夠被噴射到壓縮機322中，從而提供輔助冷 卻并實現(xiàn)所需要的制冷劑排出溫度。如此一來，控制器337將冷卻液 噴射用作主要冷卻裝置，并通過液態(tài)制冷劑的噴射補充冷卻能力。
在另一個控制方案中，控制器337可同時利用冷卻液噴射系統(tǒng)333 和液態(tài)制冷劑噴射系統(tǒng)372來獲得所需要的制冷劑排出溫度。在這種 情況下，控制器337主動控制節(jié)流裝置348、 3卯的打開和關(guān)閉，以改 變噴射到壓縮機322的中間壓力腔中的冷卻液和液態(tài)制冷劑的量?？?制器337基于由溫度感測裝置335感測到的制冷劑排出溫度來調(diào)整節(jié) 流裝置348、 3卯。
在另一個控制方案中，控制器337可將液態(tài)制冷劑噴射系統(tǒng)372 用作主要控制系統(tǒng)，并按照需要利用冷卻液噴射系統(tǒng)333補充冷卻能 力。在這種情況下，控制器337主動控制節(jié)流裝置390，以^更將液態(tài) 制冷劑噴射到壓縮機322的壓縮腔中，從而獲得所需要的制冷劑排出 溫度。如果液態(tài)制冷劑噴射并不足以實現(xiàn)所需要的制冷劑排出溫度， 那么控制器337就命令節(jié)流裝置348打開和關(guān)閉，以便提供冷卻液噴 射，從而補充冷卻能力，并獲得所需要的制冷劑排出溫度。
將液態(tài)制冷劑噴射到處于中間壓力位置處的壓縮腔中可降低壓縮 機322的效率。但是，對制冷系統(tǒng)320來說，利用壓縮機322排出的 低溫制冷劑這一優(yōu)點強過降低的效率。此外，由液態(tài)制冷劑噴射所導(dǎo) 致的壓縮機效率的降低同樣會被與利用冷卻液噴射和/或蒸汽制冷劑
噴射相關(guān)的優(yōu)點所減弱和/或克服。而且，可調(diào)整或調(diào)節(jié)液態(tài)制冷劑到 壓縮機322的壓縮腔中的噴射，以便在使由壓縮機322排出的制冷劑 溫度降低的同時，使壓縮機322和/或制冷系統(tǒng)320的效率的任何折衷 最小化。最佳效率可通過首先噴射冷卻液并操作蒸汽噴射來獲得，從 而滿足系統(tǒng)冷卻能力的需要。如果需要超出冷卻液的最大噴射更多的 冷卻(更極端的狀況)，那么可另外施加液態(tài)制冷劑噴射，由此用作冷卻裝置。
在制冷系統(tǒng)320中，三個中間壓力口 332、 334、 336可分別用于 將冷卻液、蒸汽制冷劑和液態(tài)制冷劑噴射到壓縮機322的位于中間壓 力位置處的壓縮腔中。這三個孔口可與位于不同中間壓力位置處的壓 縮腔連通，并使相關(guān)的流體流能夠被供應(yīng)到不同的中間壓力位置。利 用中間壓力噴射口 332、 334、 336可在噴射到壓縮腔中之前將流體彼 此分離。分開的噴射口 332、 334、 336的使用降低或消除了各自流體 的噴射壓力的協(xié)調(diào)。此外，對于這些流體中的一種逆流到其它流體中 的可能性還可由于利用分開的噴射口 332、 334、 336而被降低或消除。
液態(tài)制冷劑可被噴射到位于排出口附近的位置處的中間壓力腔 中，在該位置處，大多數(shù)的熱量由壓縮過程產(chǎn)生。結(jié)果，將液態(tài)制冷 劑噴射到位于處于排出口附近的中間壓力位置處的壓力腔中可在通常 需要的位置處提供冷卻。而且，在排出口附近噴射液態(tài)制冷劑同樣可 降低對壓縮和排出所噴射的液態(tài)制冷劑所需的壓縮功的量上的任何附
加影響。
由于壓縮熱在排出口處或排出口附近最大，因此可將冷卻液噴射 到位于排出口附近的位置處?？蓪⒗鋮s液噴射到與比噴射液態(tài)制冷劑 的位置處的壓力更高或更低的壓力對應(yīng)的位置處。優(yōu)選地，將冷卻液 噴射到比液態(tài)制冷劑壓力低的低壓位置處。將冷卻液噴射到比液態(tài)制 冷劑的壓力低的低壓位置中可提高冷卻液的潤滑和密封特性。
可將制冷劑蒸汽噴射到與噴射液態(tài)制冷劑的位置處壓力低的低壓 對應(yīng)的位置處的中間壓力腔，以便在所需要的運行狀態(tài)下，能夠噴射 有效運行制冷系統(tǒng)320所需要的蒸汽量。這同樣導(dǎo)致對于閃蒸罐中分 離出的流體的低焓以及蒸發(fā)器熱量的相關(guān)增大。
在制冷系統(tǒng)320中，可將多種流體流分開地噴射到壓縮機322的 處于不連續(xù)的中間壓力位置處的壓縮腔中?？稍趪娚涞綁嚎s腔中之前， 將這些流體中的一個或多個混合或結(jié)合。例如，如圖5中所示，壓縮 機322，可具有進入口 324，和排出口 328，，它們與相應(yīng)的吸入管線326， 和排出管線330，連通。壓縮機322，可將流經(jīng)那里的制冷劑從^LV壓力 壓縮到排出壓力。壓縮機322，可包括與壓縮機322，中的不同中間壓力 位置連通的第一中間壓力口 332，和第二中間壓力口 334，?？蓪⒅评鋭┱羝ㄟ^與第二中間壓力口 334，連通的蒸汽噴射管線380，噴射到壓縮 機322，的中間壓力位置中?？蓪⒗鋮s液和液態(tài)制冷劑通過與第一中間 壓力口 332，連通的噴射管線382，噴射到壓縮機322，的中間壓力位置 中。
在這種情況下，冷卻液噴射管線350，包括防逆流裝置383，，并與 噴射管線382，連通。同樣，液態(tài)制冷劑噴射管線388，包括防逆流裝置 384，，并同樣與噴射管線382，連通。利用這種結(jié)構(gòu)，冷卻液和液態(tài)制 冷劑流經(jīng)噴射管線382，，通過中間壓力口 332，被噴射到壓縮機322，的 中間壓力位置中。節(jié)流裝置348，、 3卯，調(diào)節(jié)冷卻液和液態(tài)制冷劑流到 噴射管線382，中各自的流量。節(jié)流裝置348，、 390，可協(xié)調(diào)流經(jīng)那里的 相應(yīng)的流量，以便獲得冷卻液和液態(tài)制冷劑噴射到壓縮機322，中的所 需要的量。防逆流裝置383，、 384，防止流體中的一種逆流到其它流體 管線中?？刂破?37，可用于控制節(jié)流裝置348，、 3卯，的運行，以4更協(xié) 調(diào)冷卻液和液態(tài)制冷劑的噴射。
作為其它示例，如圖6中所示，可將蒸汽制冷劑、冷卻液和液態(tài) 制冷劑全部通過同一個中間壓力口 332"噴射到壓縮機322"中。在這種 情況下，將蒸汽制冷劑、冷卻液和液態(tài)制冷劑全部通過與中間壓力口 332"連通的噴射管線382"噴射到壓縮機322"中。蒸汽噴射管線380" 與噴射管線382"連通，并包括防逆流裝置385"。類似地，冷卻液噴射 管線350"與噴射管線382"連通，并包括防逆流裝置383"。同樣類似 地，液態(tài)制冷劑噴射管線388"與噴射管線382"連通，并包括防逆流裝 置384"。節(jié)流裝置378"、 348"、 3卯"調(diào)節(jié)蒸汽制冷劑、冷卻液和液 態(tài)制冷劑到噴射管線382"中的相應(yīng)的流量。節(jié)流裝置378"、 348"、 3卯"可調(diào)節(jié)流經(jīng)那里的相應(yīng)的流量，以便獲得噴射到壓縮機322"中的 蒸汽制冷劑、冷卻液和液態(tài)制冷劑的需要量。防逆流裝置385"、 383"、 348，，防止流體中的任一種逆流到其它流體管線中的任一個中?？蓪⒖?制337"用于控制節(jié)流裝置378"、 348"、 3卯，，的運行，以^t協(xié)調(diào)蒸汽 制冷劑、冷卻液和液態(tài)制冷劑的噴射。
制冷系統(tǒng)320利用液態(tài)制冷劑噴射系統(tǒng)372將液態(tài)制冷劑噴射到 壓縮機322的中間壓力腔中，以降低制冷劑的排出溫度和與壓縮過程 相關(guān)的溫度。協(xié)同冷卻液噴射系統(tǒng)333，壓縮過程可接近或?qū)崿F(xiàn)等溫 壓縮。協(xié)同節(jié)能系統(tǒng)370，可提高制冷劑吸收蒸發(fā)器364中的熱量的能力，并可提高制冷系統(tǒng)320的冷卻能力。但是，可將液態(tài)制冷劑噴 射系統(tǒng)372用于制冷系統(tǒng)中，該制冷系統(tǒng)并不完全包括節(jié)能系統(tǒng)370 和冷卻液噴射系統(tǒng)333兩者。
現(xiàn)參照圖7-9,示出了可用在制冷系統(tǒng)20、 120、 220、 320、 920 中的壓縮機422。壓縮機422是渦旋壓縮機，并包括具有上部殼體構(gòu) 件421a和下部殼體構(gòu)件421b的殼體421，所述上部殼體構(gòu)件421a和 下部殼體構(gòu)件421b以密封的方式連接在一起。上部殼體421a設(shè)有制 冷劑排出口 428，其中可具有常規(guī)的排出閥(未示出)。固定的主軸承 套或本體423以及下部軸承組件425被固定于殼體421。在其上端具 有偏心曲柄銷429的驅(qū)動軸或曲柄軸427以可旋轉(zhuǎn)的方式連接在主軸 承套423中，并連接于下部軸承組件425中。曲柄軸427在下端處具 有相對大直徑的同軸鏜孔431，其與從那里向上延伸到曲柄軸427的 頂部的徑向向外傾斜的較小直徑鏜孔439連通。布置在鏜孔431內(nèi)的 是攪拌器441。下部殼體421b的下部形成填充有潤滑劑的存儲槽，并 且鏜孔431用作泵，以便將潤滑流體向上泵送到曲柄軸427、泵送到 鏜孔439中，并最終泵到壓縮機上需要潤滑的多個部分。過濾器469 附接于殼體421b的下部，并將油引導(dǎo)流入到鏜孔431中。
曲柄軸427由布置在下部軸承組件425內(nèi)的電動馬達443以可旋 轉(zhuǎn)的方式驅(qū)動。電動馬達443包括定子443a、通過那里的繞組443b 和剛性安裝在曲柄軸427上的轉(zhuǎn)子443c。
主軸承套423的上表面包括支承動渦盤447的平的止推軸承面 445，在動渦盤447的上表面上包括螺旋葉輪或渦旋齒449。從動渦盤 447的下表面向下伸出的是圓筒轂453,轂453中具有軸頸軸承465和 其中的驅(qū)動軸襯467，轂453內(nèi)以傳動的方式布置有曲柄銷429。曲柄 銷429具有一個平面，其以傳動的方式#^形成在驅(qū)動軸襯的一部分 中的平面(未示出)，以便提供徑向適應(yīng)性傳動結(jié)構(gòu)，例如示于受讓人 的美國專利No. 4,877,382、名稱為"Scroll-Type Machine wi仇Axially Compliant Mounting"中示出的那樣，在此以參引的方式將該專利的 公開內(nèi)容合并在本申請中。歐式聯(lián)軸器463可設(shè)置在動渦盤447和軸 承套423之間，并用鍵固定到動渦盤447和軸承套423，以防止動物 盤447轉(zhuǎn)動。歐式聯(lián)軸器463可以是公開于上面參照的美國專利No. 4,887,382中公開的類型；但是，還可以使用諸如在受讓人的美國專利No. 6,231,324、名稱為"Oldham Coupling for Scroll Machine"中公開 的聯(lián)軸器之類的其它歐式聯(lián)軸器，在此以參引的方式將該專利的公開 內(nèi)容合并在本申請中。
靜渦盤455包括螺旋葉輪或渦旋齒459，其設(shè)置成與動渦盤447 的渦旋齒449嚙合接合。靜渦盤455具有居中布置的排出通道461， 其與排出口 428連通。
動渦盤447的渦旋齒449相對于靜渦盤455的渦旋齒459盤旋， 以便將其中的流體從吸入壓力壓縮到排出壓力。靜渦盤455包括多個 通道，它們延伸經(jīng)過那里，并通向位于渦旋齒449、 459之間的中間壓 力腔。這些通道是第一中間壓力口 432和第三中間壓力口 436的延伸， 并且用于將冷卻液和液態(tài)制冷劑分別供應(yīng)到形成在動渦盤447的渦旋 齒449和靜渦盤455的渦旋齒459之間的中間壓力腔。明確而言，靜 渦盤455包括一對第三中間壓力口通道436，每個第三中間壓力口通 道436均具有與位于排出通道461附近的渦旋齒449、 459之間的中間 壓力腔連通的出口 436b。類似地，靜渦盤455包括一對第一中間壓力 口通道432a，第一中間壓力口通道432a具有與位于比出口 436b的壓 力低的低中間壓力位置處的渦旋齒449、 459之間的中間壓力腔連通的 出口 432b。動渦盤447還包括具有一對出口 436b的第二中間壓力口 通道434a，這些出口 436b與位于中間壓力位置處的渦旋齒449、 459 之間的壓縮腔連通，該中間壓力位置與比出口 432b的壓力低的低壓對 應(yīng)。
由此，在壓縮機422中，可將液態(tài)制冷劑噴射到位于與比蒸汽制 冷劑和冷卻液的壓力高的壓力對應(yīng)的位置處的中間壓力腔中?？蓪⒗?卻液噴射到位于與中間壓力對應(yīng)的位置處的中間壓力腔中，該中間壓 力比液態(tài)制冷劑的噴射位置處的壓力低，但比蒸汽制冷劑的噴射位置 處的壓力高。
應(yīng)該了解到，盡管將壓縮機422示為具有與噴射到中間壓力腔中 的流體流對應(yīng)的一對通道和單個通道，但每個將被噴射的流體流可具 有比兩個更多或更少的通道。此外，還應(yīng)該了解到，盡管將壓縮機422 示為且構(gòu)造成用于噴射三個不同的流體流，但壓縮機422可具有更多 或更少的噴射通道，以容納更多或更少的不同的噴射流路。現(xiàn)參照圖10，示出了適用于制冷系統(tǒng)20、 120、 220和320中的兩 級雙缸回轉(zhuǎn)式壓縮機522的局部截面圖。壓縮機522包括具有以密封 的方式固定在一起的上部521a和下部521b的殼體521。上部軸承組 件523和下部軸承組件525布置在壓縮機522中。曲柄軸527以可旋 轉(zhuǎn)的方式布置在上部軸承組件523和下部軸承組件525中。電動馬達 543 (僅部分示出)能夠操作以旋轉(zhuǎn)曲柄軸527。曲柄軸527延伸通過 第一級壓縮缸573和第二級壓縮缸575,這兩個壓縮釭中均具有圓形 的壓縮腔573a、 575a。第一級壓縮滾柱577a和第二級壓縮滾柱577b 布置在位于相應(yīng)的第 一壓縮腔573a和第二壓縮腔575a內(nèi)的曲柄軸527 的周圍。曲柄軸527包括第一和第二徑向向外延伸的偏心輪579a、 579b，它們可以約180度異相。偏心輪579a、 579b分別布置在壓縮滾 柱577a、 577b中。偏心輪579a、 579b朝相應(yīng)的第一壓縮腔573a和第 二壓縮腔575a的壁偏壓相應(yīng)的壓縮滾柱577a、 577b的一部分。因此， 曲柄軸527的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致壓縮滾柱577a、 577b在第一壓縮腔573a和第 二壓縮腔575a內(nèi)偏心移動，以l更壓縮流經(jīng)那里的流體。
第一級壓縮釭573能夠操作以將其中的流體從吸入壓力壓縮到中 間壓力。第一級壓力缸573包括排出口 573b,壓縮的流體通過它離開 第一級壓縮缸573。中間壓力流路581與排出口 573b連通，并與第二 級壓縮缸575的i^V口 575c連通。第二級壓縮缸575能夠操作，以將 其中的流體從中間壓力壓縮到比臨界壓力高的排出壓力。第二級壓縮 缸575的排出口 575b使得壓縮的流體能夠從第二^S縮腔575a被排 出。由此，在壓縮機522中，流體可流入到第一^Ji縮缸573，并在 其中從C^壓力被壓縮到中間壓力，并被輸送到第二級壓縮缸575中。 在第二級壓縮釭575中，將流體從中間壓力壓縮到排出壓力，并通過 排出口 575b排出。
在壓縮機522中，可將制冷劑蒸汽、冷卻液和/或液態(tài)制冷劑全部 噴射到中間壓力流路581中，用于與從第一級壓縮缸573排出的流體 一起噴射到第二級壓縮缸575中。為了有助于此，噴射管線583可與 中間壓力流路581連通，以^使蒸汽制冷劑、冷卻液和/或液態(tài)制冷劑能 夠被噴射到處于中間壓力位置處的流路581中。由此，兩級回轉(zhuǎn)式壓 縮機522可用于壓縮其中的制冷劑，并可具有噴射到壓縮機522的中 間壓力位置中的蒸汽制冷劑、液態(tài)制冷劑和/或冷卻液?，F(xiàn)參照圖ll，示出了適用于制冷系統(tǒng)20、 120、 220和320中的另 一個壓縮機622的局部截面圖。壓縮機622是螺桿式壓縮機，并包括 其內(nèi)布置有一對旋轉(zhuǎn)螺桿681a、 681b的外殼621。螺桿681a、 681b 包括相互嚙合的螺旋葉輪683a、 683b，它們彼此接合并將流經(jīng)其間的 流體從C^壓力壓縮到排出壓力。陽螺桿681a連接于驅(qū)動軸627，該 驅(qū)動軸627延伸通過那里，并在其前端處由前部軸組件685a支承。驅(qū) 動軸627可旋轉(zhuǎn)在壓縮機622內(nèi)的螺桿681a。陰螺桿621b聯(lián)接于具 有以可旋轉(zhuǎn)的方式支承在前部軸承組件685b和后部軸承687b中的軸。 當(dāng)螺桿681a、 681b反向旋轉(zhuǎn)時，流體被吸入到由葉輪683a、 683b形 成的腔室中。在旋轉(zhuǎn)的過程中，在葉輪683a、 683b之間可用的容積逐 漸減小，并且壓縮流體，并將它朝出口處推動。這樣，螺桿681a、 681b 將制冷劑從n壓力壓縮到排出壓力。
壓縮機622可包括多個中間壓力噴射口，例如與螺桿681a、 681b 的葉輪683a、 683b內(nèi)的中間壓力腔連通的中間壓力噴射口 632、 634。 這樣，可將冷卻液和蒸汽制冷劑噴射到壓縮機622的中間壓力腔中。 應(yīng)該了解到，同樣可以利用第三中間壓力口(未示出)來將液態(tài)制冷 劑噴射到位于中間壓力位置處的壓縮腔中。由此可將螺桿式壓縮機622 用在制冷系統(tǒng)20、 120、 220、 320、 920中，并可包括多個中間壓力噴 射口 ，以使流體能夠被噴射到位于中間壓力位置處的壓縮機622中。
現(xiàn)參照圖12，示出了可用在制冷系統(tǒng)20、 120、 220和320中的另 一個壓縮機722的示意圖。壓縮機722包括其內(nèi)布置有壓縮構(gòu)件789 的外殼721。在壓縮機722中，氣液分離器738設(shè)置在外殼721內(nèi)。由 此，壓縮機722包括內(nèi)部氣液分離器738。壓縮構(gòu)件789將壓縮后的 流體直接排出到分離器738中。在分離器738內(nèi)，冷卻液與氣態(tài)制冷 劑分離開，并通過管線740從那里移除。氣態(tài)制冷劑從分離器738通 過高壓管線756輸送。由此，可將具有內(nèi)部氣液分離器738的壓縮機 722用在制冷系統(tǒng)20、 120、 220和320中。
現(xiàn)參照圖13,示出了適于在制冷系統(tǒng)20、 120、 220和320中使用 的另一個壓縮機822。壓縮機822與壓縮機722的相似之處在于氣液 分離器838與壓縮構(gòu)件889 —起被布置在外殼821內(nèi)。在壓縮機822 中，冷卻液系統(tǒng)833與壓縮機822整合在一起。明確而言，熱交換器 842通過支架891 ^t接于外殼821。熱交換器842 4吏得能夠從流經(jīng)冷卻液系統(tǒng)833的冷卻液中提取處熱量Q801。
此外，壓縮機822還可包括整合的氣體冷卻器851。氣體冷卻器 851可通過支架893附接于外殼821。氣體冷卻器851可將熱量Q802 從自分離器838流出的氣態(tài)制冷劑中移除。由此，具有聯(lián)接于其上的 整合的冷卻液系統(tǒng)833的壓縮機822可用在壓縮系統(tǒng)20、 120、 220和 320中。此外，還可將具有整合的氣體冷卻器851的壓縮機822用在 制冷系統(tǒng)20、 120、 220和320中。
使用參^的冷卻液系統(tǒng)833使壓縮機制造商能夠?qū)嚎s機822和 冷卻液系統(tǒng)833作為單個的裝置來提供，從而有助于由壓縮機制造商 為壓縮機822提供適當(dāng)?shù)目刂坪捅Ｗo。
現(xiàn)參照圖14,示出了才艮據(jù)本發(fā)明的另一個制冷系統(tǒng)920。制冷系 統(tǒng)920與上面討論并在圖3和4中示出的制冷系統(tǒng)220和320相似， 并包括節(jié)能系統(tǒng)970 (與節(jié)能系統(tǒng)270相似)和液態(tài)制冷劑噴射系統(tǒng) 972。作為選擇，制冷系統(tǒng)920還可包括冷卻液噴射系統(tǒng)933。盡管將 討論制冷系統(tǒng)920和制冷系統(tǒng)220和320之間的相似和不同之處，但 可存在其它的相似和不同之處。
制冷系統(tǒng)920包括具有分別連接于吸入管線926和排出管線930 的it^口 924和排出口 928的壓縮機922。壓縮機922將制冷劑從^L^ 壓力壓縮到大于pil^壓力的排出壓力。M縮機922排出的氣態(tài)制冷 劑流經(jīng)排出管線930，并流到氣體冷卻器951中。氣體冷卻器951將 來自流經(jīng)那里的制冷劑的熱量Q9Q2傳遞到環(huán)境中。風(fēng)扇或鼓風(fēng)機952 可有助于將熱量Q類從流經(jīng)氣體冷卻器951的制冷劑中移除。
作為選擇，制冷系統(tǒng)920可包括冷卻液噴射系統(tǒng)933 (其構(gòu)件以虛 線示出)。當(dāng)包括冷卻液噴射系統(tǒng)933時，制冷劑和冷卻液由壓縮機 922排出，并通過管線971a流入到氣液分離器938中。在氣液分離器 938中，在通過管線971b移除制冷劑，并將制冷劑輸送到氣體冷卻器 951的同時，將冷卻液通過管線940移除，并通過熱交換器942輸送。 風(fēng)扇或鼓風(fēng)機944可有助于將熱量Q則從熱交換器942中的冷卻液中 移除。降溫的冷卻液通過管線946離開熱交換器942,流經(jīng)節(jié)it/膨脹 裝置948，并通過管線950和中間壓力口 932被噴射到位于中間壓力 位置處的壓力腔中。膨脹裝置948可與膨脹裝置248相同，并可以相同的方式運行。同樣，控制器937可聯(lián)接于溫度感測裝置935，以便 控制節(jié)流裝置948的打開和關(guān)閉。當(dāng)利用冷卻液噴射系統(tǒng)933時，取 消掉氣體冷卻器951是可能的。如果不使用氣體冷卻器951，制冷劑 通過管線971b離開分離器938,并通過管線956，(以虛線示出)直接 流到管線957。
離開氣體冷卻器951的制冷劑通過管線957流入到^UVf線熱交 換器954。熱交換器954將熱量Q卯3從來自管線957流經(jīng)那里的制冷 劑傳遞到從管線968流經(jīng)熱交換器954的低壓側(cè)的制冷劑。
制冷系統(tǒng)920還包括主節(jié)流裝置960，其膨脹通過管線962流向蒸 發(fā)器964的路線上制冷劑。在蒸發(fā)器964中，熱量Q9。4 4蒸發(fā)器964 上流動的流體傳遞到流經(jīng)那里的制冷劑中。風(fēng)扇或鼓風(fēng)機966可有助 于流體在蒸發(fā)器964的外部上流過。制冷劑離開蒸發(fā)器964并通過管 線968流到^UV管線熱交換器954。
在制冷系統(tǒng)920中，高壓管線958包括位于吸入管線熱交換器954 下游的節(jié)流裝置982和閃蒸罐984。膨脹流經(jīng)節(jié)流裝置982并流入到 閃蒸罐984中的高壓制冷劑，以便將壓力降低到亞臨界壓力，并形成 兩相制冷劑流。節(jié)流裝置982將流經(jīng)那里的制冷劑的壓力降低到在壓 縮機922的吸入壓力和排出壓力之間、且大于與第二中間壓力口 934 和第三中間壓力口 936連通的壓縮腔中的中間壓力的壓力。節(jié)流裝置 982可以是動態(tài)的或靜態(tài)的。
在閃蒸罐984中，氣態(tài)(蒸汽)制冷劑可與液態(tài)制冷劑分離，并 可通過蒸汽噴射管線986被輸送到第二中間壓力口 934，用于噴射到 位于中間壓力位置處的壓縮腔中。通過蒸汽噴射管線986噴射到位于 中間壓力位置處的壓縮腔中的制冷劑流率可等于或大于通過^管線 926噴射到壓縮機922的吸入口 924中的制冷劑流率。
節(jié)流裝置992可布置在管線986中，以l更調(diào)整通過第二中間壓力 口 934噴射到壓縮機922的中間壓力腔中的蒸汽制冷劑的流量。節(jié)流 裝置992可以是動態(tài)的或靜態(tài)的。
制冷系統(tǒng)920可包括從管線986延伸到吸入管線926的蒸汽旁通 管線994。節(jié)流裝置996可布置在管線994中，以便調(diào)節(jié)繞道至蒸發(fā) 器964并從閃蒸罐984直接流到吸入管線926中的蒸汽制冷劑的量。節(jié)流裝置996可以是動態(tài)的或靜態(tài)的。
閃蒸罐984中的液態(tài)制冷劑可繼續(xù)通過管線958、通過主節(jié)流裝置 960，并通過管線962流入到蒸發(fā)器964中。蒸發(fā)器964內(nèi)的制冷劑吸 收熱量Q964，并回復(fù)到氣態(tài)。制冷劑經(jīng)由管線968從蒸發(fā)器964流到 piUVf線熱交換器954，吸收來自通過管線957流到吸入管線熱交換 器954的制冷劑的熱量Q9。3，并通過^UV管線926和^l^口 924流到 壓縮機922的^LV側(cè)中。
制冷系統(tǒng)920包括液態(tài)制冷劑噴射系統(tǒng)972，以^f更將液態(tài)制冷劑噴 射到壓縮機922的位于中間壓力位置處的壓縮腔中。噴射的液態(tài)制冷 劑可降低壓縮過程的溫度和由壓縮機922排出的制冷劑的溫度。壓縮 機922可包括第三中間壓力口 936，用于將液態(tài)制冷劑直接噴射到位 于中間壓力位置處的壓縮腔中。液態(tài)制冷劑噴射系統(tǒng)972可包括液態(tài) 制冷劑噴射管線988，其與中間壓力口 936并與位于閃蒸罐984和主 節(jié)流裝置960之間的管線958流體連通。
節(jié)流裝置9卯可布置在管線988中，以調(diào)節(jié)通過那里的液態(tài)制冷 劑的流量。節(jié)流裝置9卯可以是動態(tài)的或靜態(tài)的。在已通過閃蒸罐984 后，流經(jīng)管線958的制冷劑的一部分可通過液態(tài)制冷劑噴射管線988 進行輸送，在節(jié)流裝置990中被膨脹，并通過中間壓力口 936被直接 引導(dǎo)到壓縮機922的位于中間壓力位置處的壓縮腔中。在通過節(jié)流閥 990后，制冷劑壓力大于與中間壓力口 936流體連通的壓縮腔中的壓 力。流經(jīng)節(jié)流裝置9卯的制冷劑的膨脹可導(dǎo)致制冷劑呈完全液態(tài)，或 處于相對低焓狀態(tài)中的液體處于主導(dǎo)地位的兩相形態(tài)。
節(jié)流裝置948、 9卯、992、 996可以是動態(tài)的、靜態(tài)的或準靜態(tài)的。 例如，節(jié)流裝置948、 990、 992、 996中的每個可以是可調(diào)岡、固定的 孔口、可變孔口、壓力調(diào)節(jié)器等。當(dāng)是動態(tài)時，節(jié)流裝置948、 990、 992、 996可基于制冷系統(tǒng)920的運行、壓縮機922的運行來改變流經(jīng) 那里的流體量，以獲得制冷系統(tǒng)920的所需要的運行，和/或獲得壓縮 機922的所需要的運行。借助于非限定性示例，節(jié)流裝置9卯可調(diào)節(jié) 通過那里的制冷劑的流量，以獲得離開排出口 928的制冷劑的所需要 的排出溫度或排出溫度范圍。節(jié)流裝置948、 9卯、992、 996的運行可 受到控制器937的控制。為了流經(jīng)節(jié)流裝置9卯的制冷劑的基于溫度的調(diào)節(jié)，溫度感測裝 置935可用于檢測由壓縮機922排出的制冷劑的溫度?？杀O(jiān)控溫度感 測裝置935的輸出，以便調(diào)節(jié)通過噴射管線988的制冷劑的流量。可 調(diào)節(jié)制冷劑流量，以便獲得由壓縮機922排出的制冷劑所需要的離開 溫度(在C02的情況下，優(yōu)選地小于約260華氏度)或離開溫度范圍 (在C02的情況下，優(yōu)選地在約200華氏度到約250華氏度之間)。節(jié) 流裝置990可響應(yīng)溫度感測裝置935的輸出調(diào)節(jié)通過那里的流量，以 便補償壓縮機922和/或制冷系統(tǒng)920的變化的運行?？蓪⑴c由壓縮機 922排出的制冷劑處于熱力連通的熱力膨脹閥用作溫度補償節(jié)流裝置 9卯。熱力膨脹閥可基于由壓縮機922排出的制冷劑的溫度來自動調(diào)節(jié) 其位置(例如，全開、完全或大致關(guān)閉、或處于位于其間的中間位置 處)，以便獲得所需要的離開溫度或溫度。控制器937可監(jiān)控由溫度感 測裝置935 4艮告的溫度，并基于感測到的溫度調(diào)整節(jié)流裝置9卯的運 行，以便維持由壓縮機922排出的制冷劑所需要的排出溫度或溫度范 圍。當(dāng)制冷系統(tǒng)920包括冷卻液噴射系統(tǒng)933時，可使用主動控制的 節(jié)流裝置948，并且控制器937可控制并協(xié)調(diào)節(jié)流裝置948和節(jié)流裝 置9卯的運行，以^更協(xié)調(diào)噴射到壓縮機922的壓縮腔中的冷卻液噴射、 制冷劑蒸汽噴射和液態(tài)制冷劑噴射，從而獲得所需要的運行狀態(tài)。例 如，控制器937可進行冷卻液和液態(tài)制冷劑的噴射，以使流體噴射中 的一個提供主要冷卻，并按照需要，另一個流體噴射提供輔助冷卻。 當(dāng)是這種情況時，控制器937可將冷卻液噴射用作主要冷卻裝置和主 動控制節(jié)流裝置948，以便調(diào)節(jié)噴射到壓縮機922中的冷卻液，從而 獲得如溫度感測裝置935所報告的所需要的制冷劑排出溫度。只要冷 卻液的噴射能夠獲得所需要的制冷劑排出溫度，控制器937就將節(jié)流 裝置9卯維持關(guān)閉。在冷卻液噴射不能滿足所需要的制冷劑排出溫度 的情況下，控制器937可命令節(jié)流裝置9卯打開，并4吏得液態(tài)制冷劑 能夠被噴射到壓縮機922中，以便提供輔助冷卻，并獲得所需要的制 冷劑排出溫度。如此，控制器937將冷卻液噴射作為主要冷卻裝置， 并通過液態(tài)制冷劑的噴射補充冷卻能力。在另 一個控制方案中，控制器937可同時利用冷卻液噴射系統(tǒng)933 和液態(tài)制冷劑噴射系統(tǒng)972，以獲得所需要的制冷劑排出溫度。在這種情況下，控制器937主動控制節(jié)流裝置948、 990的打開和關(guān)閉，以 改變噴射到壓縮機922的中間壓力腔中的冷卻液和液態(tài)制冷劑的量。 控制器937基于由溫度感測裝置935感測到的制冷劑排出溫度來調(diào)節(jié) 節(jié)流裝置948、 990。在再一個控制方案中，控制器937可將液態(tài)制冷劑噴射系統(tǒng)972 用作主要冷卻裝置，并按照需要，利用冷卻液噴射系統(tǒng)933補充冷卻 能力。在這種情況下，控制器937主動控制節(jié)流裝置990，以便將液 態(tài)制冷劑噴射到壓縮機922的壓縮腔中，從而獲得所需要的制冷劑排 出溫度。如果液態(tài)制冷劑噴射并不足以獲得所需要的制冷劑排出溫度， 則控制器937命令節(jié)流裝置948打開和關(guān)閉，以^更提供冷卻液噴射來 補充冷卻能力，并獲得所需要的制冷劑排出溫度。將液態(tài)制冷劑噴射到位于中間壓力位置處的壓縮腔中會降低壓縮 機922的效率。但是，對制冷系統(tǒng)920來說，利用壓縮機922排出的 低溫制冷劑這一優(yōu)點強過降低的效率。此外，由液態(tài)制冷劑噴射所導(dǎo) 致的壓縮機效率的降低同樣會被與利用冷卻液噴射和/或蒸汽制冷劑 噴射相關(guān)的優(yōu)點所減弱和/或克服。而且，可調(diào)整或調(diào)節(jié)液態(tài)制冷劑到 壓縮機922的壓縮腔中的噴射，以便在使由壓縮機922排出的制冷劑 溫度降低的同時，使壓縮機922和/或制冷系統(tǒng)920的效率的任何折衷 最小化。最佳效率可通過首先噴射冷卻液并操作蒸汽噴射來獲得，從 而滿足系統(tǒng)冷卻能力的需要。如果需要超出冷卻液的最大噴射更多的 冷卻(更極端的狀況)，那么可另外施加液態(tài)制冷劑噴射，由此用作冷 卻裝置。在制冷系統(tǒng)920中，三個中間壓力口 932、 934、 936可分別用于 將冷卻液、蒸汽制冷劑和液態(tài)制冷劑噴射到壓縮機922的位于中間壓 力位置處的壓縮腔中。這三個孔口可與位于不同中間壓力位置處的壓 縮腔連通，并使相關(guān)的流體流能夠被供應(yīng)到不同的中間壓力位置。利 用中間壓力噴射口 932、 934、 936可在噴射到壓縮腔中之前將流體彼 此分離。分開的噴射口 932、 934、 936的使用降低或消除了各自流體 的噴射壓力的協(xié)調(diào)。此外，對于這些流體中的一種逆流到其它流體中 的可能性還可由于利用分開的噴射口 932、 934、 936而被降低或消除。 作為選擇，可將蒸汽制冷劑和液態(tài)制冷劑通過同一共用孔口 934、而 不是分開的孔口噴射到中間壓力腔中。在該示例中，可通過同時控制節(jié)流裝置992和9卯來獲得噴射的制冷劑的液體和蒸汽部分的量之間 所需要的關(guān)系。液態(tài)制冷劑可被噴射到位于排出口附近的位置處的中間壓力腔 中，在該位置處，大多數(shù)的熱量由壓縮過程產(chǎn)生。結(jié)果，將液態(tài)制冷 劑噴射到位于處于排出口附近的中間壓力位置處的壓力腔中可在通常 需要的位置處提供冷卻。而且，在排出口附近噴射液態(tài)制冷劑同樣可 降低對壓縮和排出所噴射的液態(tài)制冷劑所需的壓縮功的量上的任何附加影響。由于壓縮熱在排出口處或排出口附近最大，因此當(dāng)在制冷系統(tǒng)920 中包括冷卻液時，可將冷卻液噴射到位于排出口附近的位置處。可將 冷卻液噴射到與比噴射液態(tài)制冷劑的位置處的壓力更高或更低的壓力 對應(yīng)的位置處。優(yōu)選地，將冷卻液噴射到比液態(tài)制冷劑壓力低的低壓 位置處。將冷卻液噴射到比液態(tài)制冷劑的壓力低的低壓位置中可提高 冷卻液的潤滑和密封特性。可將制冷劑蒸汽噴射到與噴射液態(tài)制冷劑的位置處的壓力低的低 壓對應(yīng)的位置處的中間壓力腔，以便在所需要的運行狀態(tài)下，能夠噴 射有效運行制冷系統(tǒng)920所需要的蒸汽量。這同樣導(dǎo)致對于閃蒸罐中 分離出的流體的低焓以及蒸發(fā)器熱量的相關(guān)增大?？蓪⒅评鋭┱羝麖拈W蒸罐984通過旁通管線994引導(dǎo)到^UVf線 926中。節(jié)流裝置996可由控制器937主動控制，以4更調(diào)節(jié)流經(jīng)旁通 管線994的蒸汽制冷劑的量。蒸汽制冷劑從閃蒸罐984旁通到吸入管 線926可用于降低流經(jīng)蒸發(fā)器964的質(zhì)量，并因此減少蒸發(fā)器所吸收 的熱量Q卯4，并因此降4氐制冷系統(tǒng)920的能力，從而通過控制器937 控制制冷介質(zhì)的溫度或制冷量，或兩者，或者實現(xiàn)其它運行規(guī)則。由此，制冷系統(tǒng)920利用液態(tài)制冷劑噴射系統(tǒng)972，以l更將液態(tài)制 冷劑噴射到壓縮機922的中間壓力腔中，從而降低制冷劑的排出溫度 和與壓縮過程相關(guān)的溫度。作為選擇，冷卻液噴射系統(tǒng)933還可用于 降低制冷劑的排出溫度和與壓縮過程相關(guān)的溫度。液態(tài)制冷劑噴射系 統(tǒng)972結(jié)合冷卻液噴射系統(tǒng)933可使壓縮過程能夠 接近或達到等溫壓 縮。結(jié)合節(jié)能系統(tǒng)970，可提高制冷劑吸收蒸發(fā)器964中的熱量的能 力，并可提高制冷系統(tǒng)920的冷卻能力。旁通管線994和節(jié)流裝置996可用于降低流經(jīng)蒸發(fā)器964的質(zhì)量，并由此降低制冷系統(tǒng)920的能力， 以便通過控制器937控制制冷介質(zhì)的溫度，或制冷能力，或兩者，或 實現(xiàn)其它的運行規(guī)則。應(yīng)該了解到，可將液態(tài)制冷劑噴射系統(tǒng)972、節(jié)能系統(tǒng)970、閃蒸 罐蒸汽旁通管線994和/或冷卻液噴射系統(tǒng)933單獨或以多種結(jié)合的方 式用于根據(jù)本發(fā)明的制冷系統(tǒng)中。在制冷系統(tǒng)20、 120、 220、 320、 920中，噴射冷卻液、液態(tài)制冷 劑和/或制冷劑蒸汽可以是循環(huán)的、持續(xù)性的或受控的。例如，當(dāng)壓縮 機是單級壓縮機時，結(jié)合其中壓縮構(gòu)件的運行，中間壓力口可以被周 期性地打開和關(guān)閉。在渦旋壓縮機中，由于相對移動所導(dǎo)致的一個渦 旋構(gòu)件中的渦旋齒阻塞和開啟另一個渦旋構(gòu)件中的開口，因此所述壓 力口可以周期性地打開和關(guān)閉。在螺桿式壓縮機中，作為螺桿的移動 結(jié)果，螺桿的葉輪可周期性地阻塞和開啟通向其中的壓縮腔的開口。 通過將通向位于中間壓力位置處的壓縮腔中的開口維持在總是打開的 狀態(tài)，可將連續(xù)的噴射提供到單級壓縮機。此外，通向壓縮腔的中間 壓力位置的流路可包括以調(diào)節(jié)流體的噴射的方式進行操作的閥。在諸如往復(fù)活塞式或回轉(zhuǎn)式壓縮機之類的兩級壓縮機中，噴射可 以是持續(xù)性的、周期性的或受控的。在兩級壓縮機中，可將冷卻液噴 射、液態(tài)制冷劑噴射和/或蒸汽噴射引導(dǎo)到中間壓力室，在流到壓縮機 的第二級中之前，將由第一級排出的制冷劑位于該中間壓力室內(nèi)。通 向中間壓力室的流路可持續(xù)打開，以便允許流體流的持續(xù)噴射?？蓪?閥布置在流路中，以便提供流體流的周期性的或受控的噴射。不同流 體的噴射可全部是持續(xù)性的、周期性的、受控的或其任意組合。盡管制冷系統(tǒng)20、 120、 220、 320、 920可以利用處于跨臨界狀態(tài) 中的制冷劑進行有效運行，但也可用于亞臨界狀態(tài)中的制冷劑。已經(jīng)參照具體示例和結(jié)構(gòu)描述了才艮據(jù)本發(fā)明的制冷系統(tǒng)。應(yīng)該了 解到，在不背離根據(jù)本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對這些結(jié)構(gòu)進 行改變。這種改變并不被視為偏離了權(quán)利要求的精神和范圍。
權(quán)利要求
1. 一種制冷系統(tǒng)，包括壓縮機，其具有吸入口、排出口和至少一個與所述壓縮機的中間壓力位置連通的中間壓力口；制冷劑，其流經(jīng)所述壓縮機，并從吸入壓力被壓縮到大于所述吸入壓力的排出壓力，且具有額定排出溫度；單相冷卻液，其被接收在所述中間壓力口中并被噴射到所述中間壓力位置中，并被壓縮到所述排出壓力和所述額定排出溫度，所述冷卻液吸收所述壓縮機內(nèi)由所述制冷劑和所述冷卻液的壓縮所產(chǎn)生的熱量；分離器，其將所述制冷劑和所述冷卻液分離開，并在與所述排出溫度和壓力大致相等的溫度和壓力下運行；熱交換器，其從所述分離器接收基本無制冷劑的冷卻液流，并移除熱量以降低所述冷卻液的溫度；以及節(jié)流裝置，其設(shè)置在位于所述熱交換器和所述中間壓力口之間的流路中，并將所述冷卻液的壓力降低到低于所述排出壓力并高于所述壓縮機的所述中間壓力位置的中間壓力。
2. 如權(quán)利要求l所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括位于所述壓縮機上、與 所述壓縮機的中間壓力位置連通的蒸汽噴射口，其中，制冷劑流流出所述 分離器，所述制冷劑流的一部分^脹并以蒸汽形式通過所述蒸汽噴射口 被噴射到所述壓縮機中。
3. 如權(quán)利要求2所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述制冷劑流的全部膨脹并 流到閃蒸罐中，所述閃蒸罐中的所述制冷劑的蒸汽部分通過所述蒸汽噴射 口被噴射到所述壓縮機中。
4. 如權(quán)利要求2所述的制冷系統(tǒng)，其中，在所述膨脹部分從所述制冷 劑流分離之前，所述制冷劑流以與所述制冷劑的所述膨脹部分傳熱的關(guān)系 流經(jīng)熱交換器。
5.如權(quán)利要求2所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述冷卻液和所述制冷劑蒸 汽被噴射到所述壓縮機中的不同中間壓力位置中。
6.如權(quán)利要求l所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機是渦旋壓縮機， 在所述渦旋壓縮機中具有至少兩個互相嚙合的壓縮構(gòu)件，在所述壓縮構(gòu)件 之間形成有壓縮腔。
7. 如權(quán)利要求6所述的制冷系統(tǒng)， 所述壓縮構(gòu)件之間的壓縮腔。
8. 如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng),
9. 如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)， 所述流路的所述冷卻液的流量。其中，所述中間壓力位置是形成在其中，所述壓縮機是單級壓縮機。 其中，所述節(jié)流裝置主動控制流經(jīng)
10.如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述制冷劑是多相、跨臨 界制冷劑，所述額定排出溫度高于所述制冷劑的臨界溫度。
11.如權(quán)利要求10所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述制冷劑和所述冷卻液 離開所述排出口并直接流到所述分離器。
12. —種制冷系統(tǒng)，包括壓縮機，其具有吸入口、排出口和至少兩個與所述壓縮機的中間壓力 位置連通的中間壓力口 ，所述壓縮機將流經(jīng)該壓縮機的制冷劑和單相冷卻 、M縮到高于吸A^力的排出壓力；分離器，其將所述制冷劑和所述冷卻液分離開；第一流路，其與所述分離器和所述中間壓力口中的第 一中間壓力口 連通，來自所述分離器的基本無制冷劑的冷卻液的第一流流經(jīng)所述第一 流路，并且被噴射到所述壓縮機的第一中間壓力位置中，所述冷卻液吸 收所述壓縮機內(nèi)由所述壓縮所產(chǎn)生的熱量；以及第二流路，其與所述分離器和所述中間壓力口中的第二中間壓力口連 通，基本無冷卻液的蒸汽制冷劑的第二流流經(jīng)所述第二流路并被噴射到所述壓縮機的第二中間壓力位置中。
13. 如權(quán)利要求12所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第一流路包括第一熱 交換器和第一節(jié)流裝置，所述第一熱交換器從所述第一流移除熱量，從而 降低所述第一流的溫度，所述第一節(jié)流裝置將所述經(jīng)降溫的第一流的壓力 降低到低于所述排出壓力并大于所述第一中間壓力位置的第一中間壓力， 從而將所述第一流噴射到所述第一中間壓力位置中。
14. 如權(quán)利要求13所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述分離器直接接收由所 述壓縮機排出的所述制冷劑和所述冷卻液，并且所述分離器在與所述壓縮 機的排出溫度和所述排出壓力大致相等的溫度和壓力下運行。
15. 如權(quán)利要求13所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括從所述分離器延伸到所述^IX口的第三流路，所述第三流路是主制冷 劑流路，并接收來自所述分離器的基本無冷卻液的制冷劑的第三流，所述 第二流路從所述第三流路延伸到所述第二中間壓力口 ，所述第二流是所述 第三流的一小部分；第二熱交換器，所述第二和第三流路以傳熱的方式延伸通過所述第二 熱交換器，所述第二熱交換器將熱量從所述第三流傳遞到所述第二流；以 及設(shè)置在所述第二流路中的降壓裝置，其將所述第二流的壓力降低到低 于所述排出壓力且高于所述第二中間壓力位置的第二中間壓力，從而將所 述第二流噴射到所述第二中間壓力位置中。
16.如權(quán)利要求13所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括從所述分離器延伸到所述吸入口的第三流路，所述第三流路是主制冷 劑流路，并且接收來自所述分離器的基本無冷卻液的制冷劑的第三流，所 述第二流路與所述第三流路連通，使得所述第二流是所述第三流的一小部分；設(shè)置在所述第三流路中的降壓裝置，其將所述第三流的壓力降低到低于所述排出壓力并高于所述第二中間壓力位置的第二中間壓力；在所述第三流中位于所述降壓裝置下游的閃蒸罐，所述閃蒸罐能夠操 作以^使所述第三流的一部分能夠閃蒸成液態(tài)和蒸汽制冷劑的兩相流，所述 第二流路從所述閃蒸罐延伸到所述第二中間壓力口 ，使得所述第二流是來 自閃蒸罐的制冷劑蒸汽，并被噴射到所述第二中間壓力位置中，而所述第 三流的一大部分通過所述第三流路離開所述閃蒸罐，并能夠包括液態(tài)和氣 態(tài)制冷劑。
17.如權(quán)利要求12所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括從所述分離器延伸到所述^UV口的第三流路，所述第三流路是主制冷 劑流路，并接收來自所述分離器的基本無冷卻液的制冷劑的第三流，所述 第二流路從所述第三流路延伸到所述第二中間壓力口 ，所述第二流是所述 第三流的一小部分；第一熱交換器，所述第二和第三流路以傳熱的方式延伸通過所述熱交 換器，所述第一熱交換器將熱量從所述第三流傳遞到所述第二流；以及設(shè)置在所述第二流路中的降壓裝置，其將所述第二流的壓力降低到低 于所述排出壓力并高于所述第二中間壓力位置的第二中間壓力，從而將所 述第二流噴射到所述第二中間壓力位置中。
18.如權(quán)利要求17所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括主節(jié)流裝置，其在所述第三流路中設(shè)置在位于所述第二流路從所述第 三流路延伸的位置的下游，所述主節(jié)流裝置降低了流經(jīng)該主節(jié)流裝置的所 述第三流的壓力；在所述第三流中位于所述主節(jié)流裝置下游的蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器將熱 量傳遞到流經(jīng)該蒸發(fā)器的所述第三流中；以及設(shè)置在所述第三流路的第 一和第二段中的第二熱交換器，所述第 一和 第二段通過所述第二熱交換器彼此呈傳熱的關(guān)系，所述第一段位于所述第 一熱交換器的上游，所述第二段位于所述蒸發(fā)器的下游和所述^口的上 游，并且所述第二熱交換器將熱量從流經(jīng)所述第一段的所述第三流傳遞到 流經(jīng)所述第二段的所述第三流中。
19.如權(quán)利要求12所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括從所述蒸發(fā)器延伸到所述吸取口的第三流路，所述第三流路是主制冷 劑流路，并接收來自所述分離器的lJ^無冷卻液的制冷劑的第三流，所述 第二流路與所述第三流路連通，使得所述第二流是所述第三流的一小部分；設(shè)置在所述第三流路中的第一降壓裝置，其將所述第三流的壓力降低 到小于所述排出壓力并高于所述第二中間壓力位置的第二中間壓力；以及在所述第三流中位于所述第一降壓裝置下游的閃蒸罐，所述閃蒸罐能 夠操作以使所述第三流的一部分能夠閃蒸成液態(tài)和蒸汽制冷劑的兩相的 流，所述第二流路從所述閃蒸罐延伸到所述第二中間壓力口，使得所述第 二流是來自所述閃蒸罐的制冷劑蒸汽，其被噴射到所述第二中間壓力位置 中，而所述第三流的一大部分通過所述第三流路離開所述閃蒸罐，并能夠 包括液態(tài)和蒸汽制冷劑。
20.如權(quán)利要求19所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括第二降壓裝置，其設(shè)置在所述第三流路中所述閃蒸罐的下游，所述第 二降壓裝置降低流經(jīng)該第二降壓裝置的所述第三流的壓力；在所述第三流路中位于所述第二降壓裝置下游的蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器 將熱量傳遞到流經(jīng)該蒸發(fā)器的所述第三流中；以及設(shè)置于所述第三流路的第一和第二段中的熱交換器，其中所述第一和 第二段通過所述第二熱交換器彼此呈傳熱關(guān)系，所述第一段處于所述第一 降壓裝置的上游，所述第二段處于所述蒸發(fā)器的下游和所述吸入口的上 游，并且所述熱交換器將熱量從流經(jīng)所述第 一段的所述第三流傳遞到流經(jīng) 所述第二段的所述第三流中。
21.如權(quán)利要求12所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機是渦旋壓縮機, 在所述渦旋壓縮機中具有至少兩個壓縮構(gòu)件，所述壓縮構(gòu)件與形成在其間 的壓縮腔互相嚙合。
22.如權(quán)利要求21所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述中間壓力位置是形成 在所述壓縮構(gòu)件之間的壓縮腔。
23. 如權(quán)利要求12所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機是單級壓縮機。
24. 如權(quán)利要求12所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述冷卻液和所述制冷劑 蒸汽被噴射到所述壓縮機中的不同中間壓力位置中。
25. 如權(quán)利要求12所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述制冷劑是多相、跨臨 界制冷劑，并且所述壓縮機在比所述制冷劑的臨界溫度高的額定排出溫度 下排出所述制冷劑。
26. —種方法，包括將壓縮機中的制冷劑和單相冷卻液壓縮到排出溫度，并壓縮到高于吸 入壓力的排出壓力；將來自所述壓縮機的所述制冷劑和冷卻液排出到外部分離器；在與所述排出溫度和壓力大致相等的溫度和壓力下，將所述制冷劑與 所述分離器中的所述冷卻液分離開；降低流經(jīng)熱交換器的基本無制冷劑的冷卻液流的溫度；將流經(jīng)降壓裝置的所述基本無制冷劑的冷卻液流的壓力降低到低于 所述排出壓力并高于位于所述壓縮機的中間壓力位置處的中間壓力的壓力；將所述經(jīng)降壓的冷卻液流通過所述壓縮機的中間壓力口噴射到所述壓縮機的所述中間壓力位置中；并且利用噴射到所述壓縮機中的所述冷卻液流吸收由所述壓縮產(chǎn)生的熱量。
27. 如權(quán)利要求26所述的方法，進一步包括將制冷劑蒸汽噴射到所述 壓縮機的第二中間壓力位置中。
28. 如權(quán)利要求27所述的方法，其中，噴射制冷劑蒸汽的步驟包括利用第二降壓裝置將基本無冷卻液的制冷劑流中的至少 一部分的壓力降低 到低于所述排出壓力并高于所述第二中間壓力位置的第二中間壓力的壓 力，并將所述經(jīng)降壓的制冷劑流的蒸汽部分噴射到所述第二中間壓力位 置。
29.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述壓縮機是渦旋壓縮機，其 具有至少兩個壓縮構(gòu)件，所述至少兩個壓縮構(gòu)件與形成在其間的壓縮腔互 相嚙合，并且，噴射所述經(jīng)降壓的冷卻液流的步驟包括將所述經(jīng)降壓的冷 卻液流噴射到位于所述中間壓力位置處的所述壓縮腔中的一個中。
30.如權(quán)利要求26所述的方法，進一步包括利用所述降壓裝置主動控 制所述冷卻液流的流量。
31.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述制冷劑和冷卻液的所^ 縮包括在單級壓縮機中壓縮所述制冷劑和冷卻液。
32.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述壓縮步驟包括將多相、跨 臨界制冷劑和所述冷卻液壓縮到高于所述制冷劑的臨界溫度的排出溫度。
33.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，降低所述溫度的步驟包括在所 述分離器下游的熱交換器中降低所述基本無制冷劑的冷卻液流的所述溫 度，并且降低所述壓力的步驟包括在所述熱交換器上游的降壓裝置中降低 所述基本無制冷劑的冷卻液流的所述壓力。
34. —種制冷系統(tǒng)，包括壓縮機，其具有吸入口、排出口和至少兩個與所述壓縮機的中間壓力 位置連通的中間壓力口 ，所述壓縮機將流經(jīng)該壓縮機的制冷劑和潤滑劑壓 縮到高于^IAJE力的排出壓力；分離器，其將所述制冷劑和所述潤滑劑分離開；第一流路，其與所述分離器和所述中間壓力口中的第 一中間壓力口連通，來自所述分離器的基本無潤滑劑的制冷劑的第 一流流經(jīng)所述第一 流路，并且被噴射到所述壓縮機的第一中間壓力位置中，所述第一流主要是制冷劑蒸汽；以及第二流路，其與所述分離器和所述中間壓力口中的第二中間壓力口連 通，基本無潤滑劑的制冷劑的第二流流經(jīng)所述第二流路并被噴射到所述壓 縮機的第二中間壓力位置中，所述第二流中的所述制冷劑主要是液態(tài)制冷 劑。
35.如權(quán)利要求34所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括處于所述第一流路中的第一節(jié)流裝置，其將所述第一流的壓力降低到 低于所述排出壓力并高于所述第一中間壓力位置的中間壓力，從而將所述 第一流噴射到所述第一中間壓力位置中；以及處于所述第二流路中的第二節(jié)流裝置，其將所述第二流的壓力降低到 低于所述排出壓力并高于所述第二中間壓力位置的中間壓力，從而將所述 第二流從主要是蒸汽制冷劑流改變到主要是液態(tài)制冷劑流，并且將所述第 二流噴射到所述第二中間壓力位置中。
36.如權(quán)利要求35所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括從所述分離器延伸到所述piUV口的第三流路，所述第三流路是主制冷 劑流路，并接收來自所述分離器的基本無潤滑劑的制冷劑的第三流，所述 第一和第二流路從所述第三流路分別延伸到所述第一和第二中間壓力口 ，并且所述第一和第二流是所述第三流的一小部分；和第 一熱交換器，所述第 一和第三流路以傳熱的方式延伸通過所述第一 熱交換器，所述第一熱交換器將熱量從所述第三流傳遞到所述第一流。
37.如權(quán)利要求36所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述潤滑劑是吸收所^ 縮機內(nèi)由所述制冷劑和所述冷卻液的壓縮所產(chǎn)生的熱量的單相冷卻液，并 且所述冷卻液進一步包括從所述分離器通向所述中間壓力口的第三中間壓力口的第四流路，來 自所述分離器的基本無制冷劑的冷卻液的第四流流經(jīng)所述第四流路，并被 噴射到所述壓縮機的第三中間壓力位置中；處于所述第四流路中的第二熱交換器，其將來自所述第四流的熱量移除，從而降低所述第四流的溫度并從所述系統(tǒng)排出壓縮熱；以及在所述第四流路中位于所述第二熱交換器和所述第三中間壓力口之 間的第三節(jié)流裝置，其將所述第四流的壓力降低到低于所述排出壓力并高 于所述第三中間壓力位置的中間壓力，從而將所述第四流噴射到所述第三 中間壓力位置中。
38.如權(quán)利要求37所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第一、第二和第三流 被噴射到所述壓縮機中的不同中間壓力位置中。
39.如權(quán)利要求35所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括從所述分離器延伸到所述^U^口的第三流路，所述第三流路是主制冷 劑流路，并接收來自所述分離器的基本無冷卻液的制冷劑的第三流，所述 第一和第二流路從所述第三流路分別延伸到所述第一和第二中間壓力口 ，并且所述第一和第二流是所述第三流的一小部分；在所述第三流路中設(shè)置在位于所述第一和第二流路從所述第三流路 延伸的位置下游的主節(jié)流裝置，所述主節(jié)流裝置降低了流經(jīng)該主節(jié)流裝置 的所述第三流的壓力；在所述第三流路中位于所述主節(jié)流裝置下游的蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器將 熱量傳遞到流經(jīng)該蒸發(fā)器的所述第三流中；以及設(shè)置在所述第三流路的第 一和第二段中的熱交換器，所述第 一和第二 段通過所述熱交換器彼此呈傳熱關(guān)系，所述第一段位于所述主節(jié)流裝置的 上游，所述第二段位于所述蒸發(fā)器的下游和所述吸入口的上游，并且所述 熱交換器將熱量從流經(jīng)所述第 一段的所述第三流傳遞到流經(jīng)所述第二段 的所述第三流中。
40.如權(quán)利要求35所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第二節(jié)流裝置響應(yīng)于 所i^縮機的排出溫度的改變。
41.如權(quán)利要求35所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括響應(yīng)于所述壓縮機的排出溫度的溫度感測裝置，并且所述第二節(jié)流裝置基于所述溫度感測裝置 的輸出調(diào)節(jié)經(jīng)過該第二蒸流裝置的所述第二流的流量。
42. 如權(quán)利要求35所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第二節(jié)流裝置主動調(diào) 節(jié)經(jīng)過該第二節(jié)流裝置的所述第二流的流量。
43. 如權(quán)利要求34所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機是渦旋壓縮機， 其具有至少兩個壓縮構(gòu)件，所述至少兩個壓縮構(gòu)件與形成在其間的壓縮腔 互相嚙合。
44.如權(quán)利要求43所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述中間壓力位置是形成 在所述壓縮構(gòu)件之間的壓縮腔。
45.如權(quán)利要求34所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第一和第二流被噴射 到所述壓縮機中的不同中間壓力位置中。
46.如權(quán)利要求34所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機是單級壓縮機。
47.如權(quán)利要求34所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述制冷劑是多相、跨臨 界制冷劑，并且所述壓縮機的額定排出溫度高于所述制冷劑的臨界溫度。
48. —種制冷系統(tǒng)，包括壓縮機，其具有吸入口、排出口和至少兩個與所述壓縮機的中間壓力 位置連通的中間壓力口 ，所述壓縮機將流經(jīng)該壓縮機的制冷劑和單相冷卻 液壓縮到高于吸A^力的排出壓力；分離器，其將所述制冷劑和所述冷卻液分離開；第 一流路，其從所述分離器延伸到所述中間壓力口中的第 一 中間壓 力口 ，來自所述分離器的基本無制冷劑的冷卻液的第一流流經(jīng)所述第一 流路，并且被噴射到所述壓縮機的第一中間壓力位置中，所述冷卻液吸 收所述壓縮機內(nèi)由所述壓縮所產(chǎn)生的熱量；以及第二流路，其與所述分離器和所述中間壓力口中的第二中間壓力口連通，基本無冷卻液的制冷劑的第二流流經(jīng)所述第二流路并被噴射到所i^ 縮機的第二中間壓力位置中，所述第二流中的所述制冷劑主要是液態(tài)制冷 劑。
49.如權(quán)利要求48所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第一流路包括熱交換 器和第一節(jié)流裝置，所述熱交換器將來自所述第一流的熱量移除，從而降 低所述第 一流的溫度，并且所述第 一節(jié)流裝置將所述經(jīng)降溫的第 一流的壓 力降低到低于所述排出壓力并高于所述第一中間壓力位置的中間壓力，從 而將所述第一流噴射到所述第一中間壓力位置中。
50.如權(quán)利要求48所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第二流路包括節(jié)流裝 置，其將所述第二流的壓力降低到低于所述排出壓力并高于所述第二中間 壓力位置的中間壓力，從而將所述第二流從主要是蒸汽制冷劑流改變?yōu)橹?要是液態(tài)制冷劑流，并將所述第二流噴射到所述第二中間壓力位置中。
51.如權(quán)利要求50所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述節(jié)流裝置響應(yīng)于所述 壓縮機的排出溫度的改變。
52.如權(quán)利要求50所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括溫度感測裝置，所述 溫度感測裝置響應(yīng)于所述壓縮機的排出溫度，并且所述節(jié)流裝置基于所述 溫度感測裝置的輸出調(diào)節(jié)經(jīng)過該節(jié)流裝置的所述第二流的流量。
53.如權(quán)利要求50所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述節(jié)流裝置主動調(diào)節(jié)經(jīng) 過該節(jié)流裝置的所述第二流的流量。
54.如權(quán)利要求48所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括第三流路，其與所述 分離器和所述中間壓力口的第三中間壓力口連通，基本無冷卻液的蒸汽制冷劑的第三流流經(jīng)所述第三流路，并被噴射到所述壓縮機的第三中間壓力位置中。
55.如權(quán)利要求54所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括第四流路，其從所述分離器延伸到所述^UV口，所述第四流路是主制 冷劑流路，并接收來自所述分離器的基本無冷卻液的制冷劑的第四流，所 述第二和第三流路從所述第四流路分別延伸到所述第二和第三中間壓力 口，并且所述第二和第三流是所述第四流的一小部分；熱交換器，所述第三和第四流路以傳熱的方式延伸通過所述熱交換 器，所述熱交換器將熱量從所述第四流傳遞到所述第三流；以及設(shè)置在所述第三流路中的降壓裝置，其將所述第三流的壓力降低到低 于所述排出壓力且高于所述第三中間壓力位置的中間壓力，從而將所述第 三流噴射到所述第三中間壓力位置中。
56.如權(quán)利要求48所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括從所述分離器延伸到所述^l^口的第三流路，所述第三流路是主制冷 劑流路，并接收來自所述分離器的基本無冷卻液的制冷劑的第三流，所述 第二流路從所述第三流路延伸到所述第二中間壓力口 ，并且所述第二流是 所述第三流的一小部分；位于所述第二流路中的降壓裝置，其將所述第二流的壓力降低到低于 所述排出壓力并高于所述第二中間壓力位置的中間壓力，從而將所述第二 流從主要是蒸汽制冷劑流改變到主要是液態(tài)制冷劑流，并將所述第二流噴 射到所述第二中間壓力位置中；設(shè)置在所述第三流路中位于所述第二流路從所述第三流路延伸的位 置下游的主節(jié)流裝置，所述主節(jié)流裝置降低了流經(jīng)該主節(jié)流裝置的所述第 三^危的壓力；在所述第三流中位于所述主節(jié)流裝置下游的蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器將熱 量傳遞到流經(jīng)該蒸發(fā)器的所述第三流中；以及設(shè)置在所述第三流路的第 一和第二段中的熱交換器，所述第 一和第二 段通過所述熱交換器彼此呈傳熱關(guān)系，所述第一段位于所述主節(jié)流裝置的 上游，所述第二段位于所述蒸發(fā)器的下游和所述吸入口的上游，并且所述 熱交換器將熱量從流經(jīng)所述第 一段的所述第三流傳遞到流經(jīng)所述第二段 的所述第三流中。
57.如權(quán)利要求48所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機是渦旋壓縮機， 在所述渦旋壓縮機中具有至少兩個壓縮構(gòu)件，所述至少兩個壓縮構(gòu)件與形 成在其間的壓縮腔互相嚙合。
58.如權(quán)利要求57所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述中間壓力位置是形成 在所述壓縮構(gòu)件之間的壓縮腔。
59.如權(quán)利要求48所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機是單級壓縮機。
60.如權(quán)利要求48所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第一和第二流被噴射 到所述壓縮機中的不同中間壓力位置中。
61. 如權(quán)利要求48所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述制冷劑是多相、跨臨 界制冷劑，并且所述壓縮機在比所述制冷劑的臨界溫度高的額定排出溫度 下排出所述制冷劑。
62. —種方法，包括將壓縮機中的制冷劑和潤滑劑壓縮到高于^UV壓力的排出壓力；將來自所述壓縮機的所述制冷劑和潤滑劑排出到分離器；在所述分離器中將所述制冷劑與所述潤滑劑分離開；將從所述分離器流出并流經(jīng)第一降壓裝置的基本無潤滑劑的制冷劑 的第一流的壓力降低到低于所述排出壓力并高于位于所述壓縮機的第一 中間壓力位置處的中間壓力的壓力；將所述經(jīng)降壓的第 一流通過所述壓縮機的第一中間壓力口噴射到所 述壓縮機的所述第 一中間壓力位置中，所噴射的第一流主要是蒸汽制冷 劑；將從所述分離器流出并流經(jīng)第二降壓裝置的基本無潤滑劑的制冷劑 的第二流的壓力降低到低于所述排出壓力并高于位于所述壓縮機的第二中間壓力位置處的中間壓力的壓力，從而將所述第二流從主要是蒸汽制冷劑的流改變到主要是液態(tài)制冷劑的流；以及將所述經(jīng)降壓的第二流通過所述壓縮機的第二中間壓力口噴射到所 述壓縮機的所述第二中間壓力位置中。
63. 如權(quán)利要求62所述的方法，其中，所述潤滑劑是單相冷卻液，并 且所述方法進一步包括降低從所述分離器流出并流經(jīng)熱交換器的第三基本無制冷劑的冷卻 液流的溫度；將流經(jīng)第三降壓裝置的所述經(jīng)降溫的第三流的壓力降低到小于所述 排出溫度并高于位于所述壓縮機的第三中間壓力位置處的中間壓力的壓力；將所述經(jīng)降壓的第三流通過所述壓縮機的第三中間壓力口噴射到所述壓縮機的所述第三中間壓力位置中；并且利用噴射到所述壓縮機中的所述第三流吸收由所述壓縮產(chǎn)生的熱量。
64. 如權(quán)利要求62所述的方法，進一步包括在將所述經(jīng)降壓的第一流 噴射到所述第一中間壓力位置中之前，提高所述經(jīng)降壓的第一流的溫度。
65. 如權(quán)利要求62所述的方法，其中，所述壓縮機是渦旋壓縮機，其 具有至少兩個壓縮構(gòu)件，所述至少兩個壓縮構(gòu)件與形成在其間的壓縮腔互 相嚙合，并且噴射所述第 一和第二流的步驟包括將所述第一和第二流分別 噴射到位于所述第一和第二中間壓力位置處的所述壓縮腔中。
66. 如權(quán)利要求62所述的方法，進一步包括利用所迷第二降壓裝置主 動控制所述第二流的流量。
67.如權(quán)利要求62所述的方法，進一步包括將到所述第二中間壓力位 置中的所述第二流的噴射作為所i^縮機的排出溫度的函數(shù)來進行調(diào)節(jié)。
68.如權(quán)利要求62所述的方法，其中，所述制冷劑和潤滑劑的所i^ 縮步驟包括壓縮位于單級壓縮機中的所述制冷劑和潤滑劑。
69.如權(quán)利要求62所述的方法，其中，所i^縮包括將多相、跨臨界 制冷劑和所述潤滑劑壓縮到高于所述制冷劑的臨界溫度的排出溫度。
70. —種制冷系統(tǒng)，包括壓縮機，其具有吸入口、排出口和與所述壓縮機的至少一個中間壓力 位置連通的至少一個通道，并且流體能夠通過所述通道噴射到所述中間壓 力位置中，所述壓縮機將流經(jīng)該壓縮機的制冷劑和冷卻液壓縮到高于吸入 壓力的排出壓力；分離器，其將所述制冷劑和所述冷卻液分離開；與所述分離器和所述通道連通的第一流路，來自所述分離器的制冷 劑的第 一流流經(jīng)所述第 一流路并且被噴射到所述壓縮機的所述中間壓 力位置中，當(dāng)被噴射到所述中間壓力位置中時，所述第一流主要是制冷 劑蒸汽；以及與所述分離器和所述通道連通的第二流路，制冷劑的第二流流經(jīng)所述 第二流路并被噴射到所述壓縮機的所述第二中間壓力位置中，當(dāng)被噴射到所述第二中間壓力位置中時，所述第二流主要是液態(tài)制冷劑。
71.如權(quán)利要求70所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述至少一個通道是至 少兩個通道，所述至少一個中間壓力位置是至少兩個中間壓力位置，所 述第一流通過所述通道中的第 一通道被噴射到所述中間壓力位置中的 第 一 中間壓力位置中，并且所述第二流通過所述通道中的第二通道被噴 射到所述中間壓力位置中的第二中間壓力位置中。
72.如權(quán)利要求71所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括處于所述第一流路中的第一節(jié)流裝置，其將所述第一流的壓力降低到 低于所述排出壓力并高于所述第一中間壓力位置的中間壓力，從而將所述 第一流噴射到所述第一中間壓力位置中；以及處于所述第二流路中的第二節(jié)流裝置，其控制所述第二流的流量，從 而將主要是液態(tài)狀態(tài)的所述第二流噴射到所述第二中間壓力位置中，并在 所^縮機內(nèi)改變到主要是蒸汽狀態(tài)。
73.如權(quán)利要求72所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第一中間壓力位置 具有第一壓力，所述第二中間壓力位置具有第二壓力，并且所述第二壓 力高于所述第一壓力。
74.如權(quán)利要求73所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括從所述分離器延伸到所述^LX口的第三流路，所述第三流路是主制冷 劑流路，并接收來自所述分離器的制冷劑的第三流，所述第一和第二流路 從所述第三流路分別延伸到所述第一和第二通道，并且所述第一和第二流 是所述第三流的一小部分；以及熱交換器，所述第一和第三流路以傳熱的方式延伸通過所述熱交換 器，所述熱交換器將熱量從所述第三流傳遞到所述第一流。
75.如權(quán)利要求72所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述冷卻液是單相潤滑 劑，其吸收所述壓縮機內(nèi)由所述制冷劑和所述冷卻液的壓縮所產(chǎn)生的熱 量，并進一步包括從所述分離器通到所述通道的第三通道的第三流路，來自所述分離器 的主要是冷卻液的第三流流經(jīng)所述第三流路，并被噴射到所述壓縮機的第 三中間壓力位置中；位于所述第三流路中的熱交換器，其將從所述第三流移除熱量，從而 降低所述第三流的溫度，并排出來自所述系統(tǒng)的壓縮熱；以及在所述第三流路中位于所述熱交換器和所述第三通道之間的第三節(jié) 流裝置，其將所述第三流的壓力降低到低于所述排出壓力并高于所述第三 中間壓力位置的中間壓力，從而將所述第三流噴射到所述第三中間壓力位 置中。
76.如權(quán)利要求75所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第三節(jié)流裝置響應(yīng)于所述壓縮機的排出溫度中的變化。
77.如權(quán)利要求76所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第二節(jié)流裝置響應(yīng) 于所述壓縮機的所述排出溫度中的變化。
78.如權(quán)利要求77所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第二節(jié)流裝置在比 所述第三節(jié)流裝置的排出溫度高的排出溫度下打開。
79.如權(quán)利要求75所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第一、第二和第三 流被噴射到所述壓縮機的不同中間壓力位置中。
80.如權(quán)利要求79所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第一中間壓力位置 具有第一壓力，所述第二中間壓力位置具有第二壓力，所述第三中間壓力位置具有第三壓力，所述第一壓力低于所述第二和第三壓力，并且所 述第二壓力高于所述第三壓力。
81.如權(quán)利要求72所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括從所述分離器延伸到所述^U^口的第三流路，所述第三流路是主制冷 劑流路，并接收來自所述分離器的制冷劑的第三流，所述第一和第二流路 從所述第三流路分別延伸到所述第 一和第二通道；設(shè)置在所述第三流路中位于所述第一和第二流路從所述第三流路延 伸的位置下游的主節(jié)流裝置，所述主節(jié)流裝置降低了流經(jīng)該主節(jié)流裝置的 所述第三流的壓力；所述第三流路中位于所述主節(jié)流裝置下游的蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器將熱 量傳遞到流經(jīng)該蒸發(fā)器的所述第三流中；以及設(shè)置在所述第三流路的第一和第二段中熱交換器，所述第一和第二段 通過所述熱交換器彼此呈傳熱關(guān)系，所述第一段位于所述主節(jié)流裝置的上 游，所述第二段位于所述蒸發(fā)器的下游和所述吸入口的上游，并且所述熱 交換器將熱量從流經(jīng)所述第 一段的所述第三流傳遞到流經(jīng)所述第二段的 所述第三流中。
82.如權(quán)利要求81所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括冷卻流經(jīng)所述第三 流路的制冷劑的氣體冷卻器。
83.如權(quán)利要求81所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述制冷劑在所述第一 流中的流率等于或大于流入到所述吸入口中的所述第三流中的制冷劑 的流率。
84.如權(quán)利要求72所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第二節(jié)流裝置響應(yīng) 于所述壓縮機的排出溫度中的變化。
85.如權(quán)利要求84所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括響應(yīng)于所述壓縮機 的排出溫度的溫度感測裝置，并且所述第二節(jié)流裝置基于所述溫度感測 裝置的輸出調(diào)節(jié)通過該第二節(jié)流裝置的所述第二流的流量。
86.如權(quán)利要求72所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第二節(jié)流裝置主動 調(diào)節(jié)通過該第二節(jié)流裝置的所述第二流的流量。
87.如權(quán)利要求70所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機是渦旋壓縮 機，所述渦旋壓縮機具有至少兩個壓縮構(gòu)件，所述至少兩個壓縮構(gòu)件與形 成在其間的壓縮腔互相嚙合。
88.如權(quán)利要求87所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述中間壓力位置是形 成在所述壓縮構(gòu)件之間的壓縮腔。
89.如權(quán)利要求70所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機是螺桿式壓 縮機，所述螺桿式壓縮機具有至少兩個壓縮構(gòu)件，所述至少兩個壓縮構(gòu)件 與形成在其間的壓縮腔互相嚙合。
90. 如權(quán)利要求70所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機是兩級壓縮 機，所述兩級壓縮機具有第一級和第二級，所述第一級能夠操作以將所 述制冷劑和潤滑劑從吸入壓力壓縮到中間壓力，所述第二級能夠操作以 將所述制冷劑和潤滑劑從所述中間壓力壓縮到所述排出壓力。
91. 如權(quán)利要求70所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機是單級壓縮機。
92. 如權(quán)利要求70所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機的額定排出 壓力高于所述制冷劑的臨界壓力。
93.如權(quán)利要求92所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述制冷劑是CO
94. 一種制冷系統(tǒng)，包括壓縮機，其具有吸入口、排出口和與所述壓縮機的至少一個中間壓力 位置連通的至少一個通道，所述壓縮機將流經(jīng)該壓縮機的制冷劑和單相冷卻、;^a縮到高于^v壓力的排出壓力；分離器，其將所述制冷劑和所述冷卻液分離開；從所述分離器延伸到所述通道的第一流路，來自所述分離器的冷卻 液的第一流流經(jīng)所述第一流路并被噴射到所述壓縮機的所述中間壓力 位置中，所述冷卻液吸收所述壓縮機內(nèi)由所述壓縮所產(chǎn)生的熱量；以及與所述分離器和所述通道連通的第二流路，制冷劑的第二流流經(jīng)所述 第二流路并被噴射到所述壓縮機的所述中間壓力位置中，當(dāng)被噴射到所述 中間壓力位置中時，所述第二流中的所述制冷劑主要是液態(tài)制冷劑。
95.如權(quán)利要求94所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述至少一個通道是至 少兩個通道，所述至少一個中間壓力位置是至少兩個中間壓力位置，所 述第一流通過所述通道的第一通道被噴射到所述中間壓力位置的第一 中間壓力位置中，并且所述第二流通過所述通道的第二通道被噴射到所 述中間壓力位置的第二中間壓力位置中。
96.如權(quán)利要求95所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第一中間壓力位置 具有第一壓力，所述第二中間壓力位置具有第二壓力，并且所述第二壓 力高于所述第一壓力。
97.如權(quán)利要求95所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括處于所述第一流路中的第一節(jié)流裝置，其將所述第一流的壓力降低到 低于所述排出壓力并高于所述第一中間壓力位置的中間壓力，從而將所述 第一流噴射到所述第一中間壓力位置中；以及處于所述第二流路中的第二節(jié)流裝置，其控制所述第二流的流量，從 而將主要是液體狀態(tài)的所述第二流噴射到所述第二中間壓力位置中，并在 所i^縮機內(nèi)改變到主要是蒸汽的狀態(tài)。
98.如權(quán)利要求97所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第一和第二節(jié)流裝 置中的至少一個響應(yīng)于所述壓縮機的排出溫度。
99.如權(quán)利要求98所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括響應(yīng)于所述壓縮機 的排出溫度的溫度感測裝置，并且所述第 一和第二節(jié)流裝置中的至少一 個基于所述溫度感測裝置的輸出調(diào)節(jié)流經(jīng)所述第一和第二節(jié)流裝置的 流量。
100.如權(quán)利要求98所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第一和第二節(jié)流 裝置兩者均基于所述壓縮機的所述排出溫度調(diào)節(jié)經(jīng)過所述第一和第二 節(jié)流裝置的流量。
101.如權(quán)利要求100所述的制冷系統(tǒng)，其中，在所述第一節(jié)流裝置 打開以允許從其流過之后，所述第二節(jié)流裝置打開以允許從其流過。
102.如權(quán)利要求100所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第二節(jié)流裝置在 比所述第一節(jié)流裝置的排出溫度更高的排出溫度下打開。
103.如權(quán)利要求97所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第一節(jié)流裝置調(diào) 節(jié)經(jīng)過該第一節(jié)流裝置的所述第一流的流量，以便提供對由所述壓縮機 產(chǎn)生的壓縮熱的主要冷卻，并且所述第二節(jié)流裝置調(diào)節(jié)經(jīng)過該第二節(jié)流 裝置的所述第二流的流量，以補充對由所述壓縮機產(chǎn)生的壓縮熱的冷 卻。
104.如權(quán)利要求97所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第二節(jié)流裝置降 低所述第二流的壓力，從而將經(jīng)過所述第二節(jié)流裝置的所述第二流從主 要是氣態(tài)制冷劑流改變?yōu)橹饕且簯B(tài)制冷劑流。
105.如權(quán)利要求94所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括與所述分離器和 所述通道連通的第三流路，制冷劑的第三流流經(jīng)所述第三流路，并被噴 射到所述壓縮機的所述中間壓力位置中，當(dāng)被噴射到所述中間壓力位置 中時，所述第三流中的所述制冷劑主要是蒸汽制冷劑。
106.如權(quán)利要求105所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述至少一個通道是 至少三個通道，所述至少一個中間壓力位置是至少三個中間壓力位置， 所述第 一流通過所述通道的第 一通道被噴射到所述中間壓力位置的第 一中間壓力位置中，所述第二流通過所述通道的第二通道被噴射到所述 中間壓力位置的第二中間壓力位置中，并且所述第三流通過所述通道的 第三通道被噴射到所述中間壓力位置的第三中間壓力位置中。
107. 如權(quán)利要求106所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第一中間壓力位 置具有第一壓力，所述第二中間壓力位置具有第二壓力，所述第三中間 壓力位置具有第三壓力，所述第二壓力高于所述第一壓力，并且所述第 一壓力高于所述第三壓力。
108. 如權(quán)利要求105所述的制冷系統(tǒng)，其中，噴射到所述壓縮機中 的所述第三流中的制冷劑的流率等于或大于流到所述壓縮機的所述吸 入口中的制冷劑的流量。
109. 如權(quán)利要求94所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括從所述分離器延伸到所述^UV口的第三流路，所述第三流路是主制冷 劑流路，并接收來自所述分離器的制冷劑的第三流，所述第二流路從所述 第三流路延伸到所述通道，并且所述第二流是所述第三流的一小部分；位于所述第二流路中的降壓裝置，其將所述第二流的壓力降低到低于 所述排出壓力且高于所述第二中間壓力位置的中間壓力，從而將所述第二 流從主要是蒸汽制冷劑流改變到主要是液態(tài)制冷劑流，并將所述第二流噴 射到所述中間壓力位置中；設(shè)置在所述第三流路中位于所述第二流路從所述第三流路延伸的位 置下游的主節(jié)流裝置，所述主節(jié)流裝置降低了流經(jīng)該主節(jié)流裝置的所述第 三; 危的壓力；在所述第三流路中位于所述主節(jié)流裝置下游的蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器將 熱量傳遞到流經(jīng)該蒸發(fā)器的所述第三流中；以及設(shè)置在所述第三流路的第一和第二段中的熱交換器，所述第一和第二 段通過所述熱交換器彼此呈傳熱關(guān)系，所述第一段位于所述主節(jié)流裝置的 上游，所述第二^:位于所述蒸發(fā)器的下游和所述^U^口的上游，并且所述 熱交換器將熱量從流經(jīng)所述第 一段的所述第三流傳遞到流經(jīng)所述第二段 的所述第三流中。
110. 如權(quán)利要求94所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機是渦旋壓縮 機，所述渦旋壓縮機具有至少兩個壓縮構(gòu)件，所述至少兩個壓縮構(gòu)件與形 成在其間的壓縮腔互相嚙合。
111.如權(quán)利要求110所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述中間壓力位置是形 成在所述壓縮構(gòu)件之間的壓縮腔。
112.如權(quán)利要求94所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機是螺桿式 壓縮機，所述螺桿式壓縮機具有至少兩個壓縮構(gòu)件，所述至少兩個壓縮構(gòu) 件與形成在其間的壓縮腔互相嚙合。
113.如權(quán)利要求94所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機是兩級壓 縮機，所述兩級壓縮機具有第一級和第二級，所述第一級能夠操作以將 所述制冷劑和冷卻液從吸入壓力壓縮到中間壓力，所述第二級能夠操作 以將所述制冷劑和冷卻液從所述中間壓力壓縮到所述排出壓力。
114.如權(quán)利要求94所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機是單級壓 縮機。
115.如權(quán)利要求94所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機的額定排 出壓力高于所述制冷劑的臨界壓力。
116.如權(quán)利要求115所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述制冷劑是C02。
117. —種壓縮機，包括排出口；至少一個壓縮構(gòu)件，其能夠操作以將流體從吸入壓力壓縮到排出壓力；至少三個中間壓力位置，其具有高于所述吸入壓力并低于所述排出壓 力的額定壓力；以及至少三個通道，所述通道中的第一通道與所述中間壓力位置中的第一 中間壓力位置連通并能夠操作以使蒸汽制冷劑能夠被噴射到所述中間壓 力位置中的所述第 一 中間壓力位置中，所述通道中的第二通道與所述中間 壓力位置中的第二中間壓力位置連通并能夠操作以使單相冷卻液能夠被 噴射到所述中間壓力位置中的所述第二中間壓力位置中，并且，所述通道 中的第三通道與所述中間壓力位置中的第三中間壓力位置連通并能夠操 作以使大多數(shù)的液態(tài)制冷劑能夠被噴射到所述中間壓力位置中的所述第 三中間壓力位置中。
118.如權(quán)利要求117所述的壓縮機，其中，所述第一中間壓力位置具 有第一壓力，所述第二中間壓力位置具有高于所述第一壓力的第二壓力， 并且所述第三中間壓力位置具有高于所述第二壓力的第三壓力。
119.如權(quán)利要求118所述的壓縮機，其中，所述至少一個壓縮構(gòu)件是 一對相互嚙合渦旋構(gòu)件，在所述渦旋構(gòu)件之間具有壓縮腔，并且所述第一、 第二和第三中間壓力位置與所述壓縮腔中的不同壓縮腔對應(yīng)。
120.如權(quán)利要求118所述的壓縮機，其中所述渦旋構(gòu)件中的每個均具 有至少一個通道，其與所述中間壓力位置中的至少一個連通。
121.如權(quán)利要求117所述的壓縮機，進一步包括整合的氣液分離器。
122.如權(quán)利要求117所述的壓縮機，進一步包括整合的外部氣體冷卻 器，其能夠操作以將來自從所述排出口排出的壓縮后的制冷劑的熱量移 除。
123. 如權(quán)利要求117所述的壓縮機，進一步包括整合的外部熱交換器， 其能夠操作以便在流經(jīng)該外部熱交換器的冷卻液被噴射到所述第二中間 壓力位置中之前將從所述冷卻液移除熱量。
124. —種方法，包括將壓縮機中的制冷劑和單相冷卻液壓縮到高于^^壓力的排出壓力；在分離器中將所述制冷劑與所述冷卻液分離開；降低與所述制冷劑分離開的所述冷卻液的溫度；將所述經(jīng)降溫的冷卻液噴射到所述壓縮機的中間壓力位置中；降低與所述冷卻液分離開的所述制冷劑的壓力；將所述經(jīng)降壓的制冷劑噴射到所述壓縮機的所述中間壓力位置中，當(dāng) 被噴射到所述中間壓力位置中時，所述制冷劑主要是液態(tài)制冷劑；以及利用噴射到所述中間壓力位置中的所述冷卻液和所述液態(tài)制冷劑吸 收由所述壓縮產(chǎn)生的熱量。
125.如權(quán)利要求124所述的方法，其中，噴射所述經(jīng)降溫的冷卻液的 步驟包括將所述經(jīng)降溫的冷卻液噴射到所述壓縮機的第一中間壓力位置到所述壓縮機的不同于所述第一中間壓力位置的第二中間壓力位置中。
126.如權(quán)利要求125所述的方法，其中，噴射所述經(jīng)降溫的冷卻液的 步驟包括將所述經(jīng)降溫的冷卻液噴射到所述壓縮機的具有第 一壓力的第 一中間壓力位置中，噴射所述經(jīng)降壓的制冷劑的步驟包括將所述經(jīng)降壓的 制冷劑噴射到具有第二壓力的所述壓縮機的第二中間壓力位置中，并且所 述第二壓力高于所述第一壓力。
127.如權(quán)利要求124所述的方法，進一步包括響應(yīng)于所述壓縮機的所 述排出溫度而噴射所述冷卻液和所述液態(tài)制冷劑中的至少 一個。
128.如權(quán)利要求127所述的方法，進一步包括利用溫度感測裝置來感 測所述壓縮機的所述排出溫度，并響應(yīng)于來自所述溫度感測裝置的信號調(diào) 整所述冷卻液和所述液態(tài)制冷劑的噴射。
129.如權(quán)利要求127所述的方法，進一步包括進行所述冷卻液和所述 液態(tài)制冷劑的噴射，以便通過將所述冷卻液噴射到所述壓縮機的所述中間 壓力位置中并利用所述噴射的冷卻液吸收壓縮熱來將所述壓縮機的所述 排出溫度維持在低于預(yù)定值，且在需要的情況下，將所述液態(tài)制冷劑噴射 到所述中間壓力位置中，并利用所述噴射的液態(tài)制冷劑來吸收附加的壓縮 熱，從而通過噴射所述冷卻液來提供主要冷卻，并通過噴射所述液態(tài)制冷 劑來補充所述主要冷卻。
130.如權(quán)利要求127所述的方法，進一步包括進行所述冷卻液和所述 液態(tài)制冷劑的噴射，以^t通過將所述冷卻液噴射到所述壓縮機的所述中間壓力位置中并利用所述噴射的冷卻液吸收壓縮熱來將所述壓縮機的所述 排出溫度維持在低于第 一預(yù)定值，且在所述排出溫度高于所述第二預(yù)定值 的情況下，將所述液態(tài)制冷劑噴射到所述中間壓力位置中，并利用所述噴 射的液態(tài)制冷劑來吸收另外的壓縮熱，所述第二預(yù)定值小于所述第一預(yù)定 值。
131. 如權(quán)利要求127所述的方法，進一步包括將所述排出溫度維持在 低于約260華氏度。
132. 如權(quán)利要求127所述的方法，進一步包括將所述排出溫度維持在 約200華氏度和約250華氏度之間。
133.如權(quán)利要求124所述的方法，進一步包括將主要是蒸汽的制冷劑 噴射到所述中間壓力位置中。
134.如權(quán)利要求133所述的方法，其中，噴射主要是蒸汽制的冷劑的 步驟包括將主要是蒸汽的制冷劑以等于或大于噴射到所述壓縮機的吸入 口中的制冷劑流率的流率進行噴射。
135.如權(quán)利要求133所述的方法，其中，噴射所述經(jīng)降溫的冷卻液的 步驟包括將所述經(jīng)降溫的冷卻液噴射到具有第一壓力的第一中間壓力位具有第二壓力的第二中間壓力位置中，噴射主要是蒸汽的制冷劑的步驟包括將主要是蒸汽的制冷劑噴射到具有第三壓力的第三中間壓力位置中，所 述第三壓力小于所述第一壓力，并且所述第一壓力小于所述第二壓力。
136.如權(quán)利要求124所述的方法，其中，降低所述分離開的制冷劑流 的壓力的步驟包括在降壓裝置中將所述分離開的制冷劑流從主要是氣態(tài) 的制冷劑流改變?yōu)橹饕且簯B(tài)的制冷劑流。
137.如權(quán)利要求124所述的方法，其中，降低所述分離開的冷卻液的 溫度的步驟包括利用與所述分離開的冷卻液呈導(dǎo)熱關(guān)系的熱交換器降低 所述溫度。
138.如權(quán)利要求124所述的方法，其中，所述壓縮機是渦旋壓縮機， 所述渦旋壓縮機具有至少兩個壓縮構(gòu)件，所述至少兩個壓縮構(gòu)件與形成在 其間的壓縮腔互相嚙合，并且噴射所述冷卻液和所述液態(tài)制冷劑的步驟包 括將所述冷卻液和所述液態(tài)制冷劑噴射到所述壓縮腔中。
139. 如權(quán)利要求124所述的方法，其中，所述壓縮機是螺桿式壓縮機， 所述螺桿式壓縮機具有至少兩個壓縮構(gòu)件，所述至少兩個壓縮構(gòu)件與形成 在其間的壓縮腔互相嚙合，并且噴射所述冷卻液和所述液態(tài)制冷劑的步驟 包括將所述冷卻液和所述液態(tài)制冷劑噴射到所述壓縮腔中。
140. 如權(quán)利要求124所述的方法，其中，所述制冷劑和所述冷卻液的
141.如權(quán)利要求124所述的方法，其中，所述壓縮機是兩級壓縮機， 所述^L^壓力壓縮到位于所述壓縮機的第一級中的中間壓力，將所述制冷 劑和所述冷卻液從所述中間壓力壓縮到位于所述壓縮機的第二級中的所 述排出壓力，并且其中噴射所述冷卻液和所述液態(tài)制冷劑的步驟包括將所中，
142.如權(quán)利要求124所述的方法，其中，所述壓縮步驟包括將所述制 冷劑和所述冷卻液壓縮到高于所述制冷劑的臨界壓力的排出壓力。
143.如權(quán)利要求124所述的方法，其中，壓縮制冷劑的步驟包括壓縮C02制冷劑。
144. 一種制冷系統(tǒng)，包括壓縮機，其具有吸入口、排出口和與所述壓縮機的至少一個中間壓力 位置連通的至少一個通道，并且流體能夠經(jīng)由所述通道被噴射到所述至少 一個中間壓力位置中，所述壓縮機將流經(jīng)該壓縮機的制冷劑壓縮到高于吸 入壓力的排出壓力；與所述排出口和所述至少一個通道連通的第一流路，制冷劑的第一 流流經(jīng)所述第 一流路并被噴射到所述壓縮機的所述至少 一個中間壓力 位置中，當(dāng)被噴射到所述中間壓力位置中時，所述第一流主要是制冷劑 蒸汽；以及與所述排出口和所述至少一個通道連通的第二流路，制冷劑的第二流 流經(jīng)所述第二流路并被噴射到所述壓縮機的所述至少 一個中間壓力位置 中，當(dāng)被噴射到所述至少一個中間壓力位置中時，所述第二流主要是液態(tài) 制冷劑。
145. 如權(quán)利要求144所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述至少一個通道是 至少兩個通道，所述至少一個中間壓力位置是至少兩個中間壓力位置， 所述第 一流通過所述通道的第一通道被噴射到所述中間壓力位置的第 一中間壓力位置中，并且所述第二流通過所述通道的第二通道被噴射到 所述中間壓力位置的第二中間壓力位置中。
146. 如權(quán)利要求145所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括處于所述第一流路中的第一節(jié)流裝置，其控制所述第一流的流量，從 而將所述第 一流噴射到所述第 一 中間壓力位置中；處于所述第二流路中的第二節(jié)流裝置，其控制所述第二流的流量，從 而將所述第二流噴射到所述第二中間壓力位置中；以及控制器，其基于所述壓縮機的至少一個運行狀態(tài)來主動控制所述第一 和第二節(jié)流裝置。
147.如權(quán)利要求141所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述第一和第二流在被 噴射到所述至少 一個中間壓力位置中之前結(jié)合在所述至少 一個通道中。
148.如權(quán)利要求147所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括處于所述第一流路中的第一節(jié)流裝置，其控制所述第一流的流量，從 而將所述第 一流噴射到所述第 一 中間壓力位置中；處于所述第二流路中的第二節(jié)流裝置，其控制所述第二流的流量，從 而將所述第二流噴射到所述第二中間壓力位置中；以及控制器，其基于所述壓縮機的至少一個運行狀態(tài)來主動控制所述第一 和第二節(jié)流裝置。
149.如權(quán)利要求144所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括與所述排出口連通 的閃蒸罐，由所述壓縮機排出的制冷劑流經(jīng)所述閃蒸罐，所述閃蒸罐將所 述液態(tài)制冷劑與所述蒸汽制冷劑分離開，并且所述第 一流路與所述閃蒸罐 中的第 一部分連通，所述蒸汽制冷劑通過所述第 一部分離開所述閃蒸罐， 所述第二流路與所述閃蒸罐的第二部分連通，所述液態(tài)制冷劑通過所述第 二部分離開所述閃蒸罐。
150.如權(quán)利要求149所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述至少一個通道是 至少兩個通道，所述至少一個中間壓力位置是至少兩個中間壓力位置， 所述第一流通過所述通道的第一通道被噴射到所述中間壓力位置的第 一中間壓力位置中，所述第二流通過所述通道的第二通道被噴射到所述 中間壓力位置的第二中間壓力位置中。
151.如權(quán)利要求150所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括處于所述第一流路中的第一節(jié)流裝置，其控制所述第一流的流量，從 而將所述第 一流噴射到所述第 一 中間壓力位置中；處于所述第二流路中的第二節(jié)流裝置，其控制所述第二流的流量，從 而將所述第二流噴射到所述第二中間壓力位置中；以及控制器，其基于所述壓縮機的至少一個運行狀態(tài)來主動控制所述第一 和第二節(jié)流裝置。
152.如權(quán)利要求151所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機將流經(jīng)該壓 縮機的所述制冷劑和單相冷卻液壓縮到所述排出壓力，所述冷卻液吸收所 述壓縮機內(nèi)由所述制冷劑和所述冷卻液的壓縮所產(chǎn)生的熱量，并進一步包 括與所述排出口連通的分離器，由所述壓縮機排出的所述制冷劑和所述 冷卻液流經(jīng)所述分離器，所述分離器將所述制冷劑與所述冷卻液分離開， 所述制冷劑離開所述分離器并流到所述閃蒸罐；第三流路，其從所述分離器延伸到所述通道的第三通道；處于所述第三流路中的熱交換器，其能夠操作以從流經(jīng)所述第三流路 的流體中提取熱量；以及處于所述第三流路中的第三節(jié)流裝置，其能夠操作以控制流經(jīng)所述第 三iW的流體，其中，所述第三流體流從所述分離器流出，通過所述熱交換器，通過 所述第三節(jié)流裝置，并通過所述第三通道被噴射到位于所述壓縮機中的所 述至少兩個中間壓力位置中的一個或多個中，并且所述第三流體流主要是 所述冷卻液。
153.如權(quán)利要求149所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括旁通流路，其與所 述第一流路和所述壓縮機的吸入口連通，所述旁通流路因此使蒸汽制冷劑 能夠從所述閃蒸罐流到所述進入口 。
154.如權(quán)利要求144所述的制冷系統(tǒng)，其中，所^縮機的額定排出 壓力高于所述制冷劑的臨界壓力。
155. 如權(quán)利要求154所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述制冷劑是C02。
156. 如權(quán)利要求144所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓縮機是渦旋壓縮機。
157. —種方法，包括將位于壓縮機中的制冷劑壓縮到高于吸入壓力并高于所述制冷劑的臨界壓力的排出壓力；從所^S縮機排出經(jīng)壓縮的制冷劑；將所述排出的制冷劑的第 一部分噴射到所述壓縮機的中間壓力位置中，所述第一部分主要是制冷劑蒸汽；將所述排出的制冷劑的第二部分噴射到所述壓縮機的中間壓力位置 中，所述第二部分主要是液態(tài)制冷劑；以及利用所述被噴射到所述中間壓力位置中的液態(tài)制冷劑吸收由所述壓 縮產(chǎn)生的熱量。
158.如權(quán)利要求157所述的方法，其中，噴射所述第一部分的步驟包 括將所述第一部分噴射到所述壓縮機的第一中間壓力位置中，噴射所述第 二部分的步驟包括將所述第二部分噴射到所述壓縮機的不同于所述第一 中間壓力位置的第二中間壓力位置中。
159.如權(quán)利要求158所述的方法，進一步包括基于所述壓縮機的至少 一個運行狀態(tài)來控制所述第一和第二部分的噴射。
160.如權(quán)利要求157所述的方法，進一步包括將所述第一和第二部分 結(jié)合在一起，并將所述結(jié)合的第一和第二部分噴射到所述中間壓力位置 中。
161. 如權(quán)利要求160所述的方法，進一步包括基于所述壓縮機的至少 一個運行狀態(tài)選擇性地噴射所述第一和第二部分。
162. —種方法，包括將位于壓縮機中的制冷劑壓縮到高于^UV壓力的排出壓力； 從所i^縮機排出壓縮后的制冷劑； 降低所述排出的制冷劑的壓力；在閃蒸罐中將所述經(jīng)降壓的排出的制冷劑分離成蒸汽部分和液體部分；將所述制冷劑的第一部分從所述閃蒸罐噴射到所述壓縮機的中間壓 力位置中，所述第一部分主要是制冷劑蒸汽；將所述排出的制冷劑的第二部分從所述閃蒸罐噴射到所述壓縮機的 中間壓力位置中，所述第二部分主要是液態(tài)制冷劑；以及利用所述噴射到所述中間壓力位置中的液態(tài)制冷劑吸收由所述壓縮 產(chǎn)生的熱量。
163.如權(quán)利要求162所述的方法，其中，噴射所述第一部分的步驟包 括將所述第一部分噴射到所述壓縮機的第一中間壓力位置中，并且噴射所 述第二部分的步驟包括將所述第二部分噴射到所述壓縮機的不同于所述 第一中間壓力位置的第二中間壓力位置中。
164.如權(quán)利要求163所述的方法，進一步包括基于所述壓縮機的至少 一個運行狀態(tài)來控制所述第 一和第二部分的噴射。
165.如權(quán)利要求162所述的方法，其中，壓縮所述制冷劑的步驟包括壓縮C02制冷劑。
166.如權(quán)利要求162所述的方法，其中，壓縮所述制冷劑的步驟包括劑和冷卻液，并進一步包括在分離器中將所述排出的制冷劑與所述排出的冷卻液分離開；降低與所述制冷劑分離開的所述冷卻液的溫度；將所述經(jīng)降溫的冷卻液噴射到所述壓縮機的中間壓力位置中；利用噴射到所述中間壓力位置中的所述冷卻液和所述液態(tài)制冷劑吸 收由所述壓縮產(chǎn)生的熱量。
167.如權(quán)利要求162所述的方法，其中，壓縮所述制冷劑的步驟包括 壓縮位于渦旋壓縮機中的所述制冷劑。
168. 如權(quán)利要求162所述的方法，進一步包括將來自所述閃蒸罐的所 述制冷劑的所述第一部分的一部分旁通到所述壓縮機的吸入口中。
169. —種系統(tǒng)，包括壓縮機，其具有5lX口、排出口，并能夠操作以將工作流體從^U^壓 力壓縮到高于所述^>￡力的排出壓力；中間壓力口，其與位于所述壓縮機中的中間壓力位置連通，所述中間 壓力位置具有高于所述pA^壓力并低于所述排出壓力的運行壓力；與所述中間壓力口連通的第一流路，其將單相冷卻液^^供到所述中間 壓力位置；與所述中間壓力口連通的第二流路，其將主要是液相的工作流體提供 到所述中間壓力位置；以及與中間壓力口連通的第三流路，其將主要是汽相的工作流體提供到所 述中間壓力位置。
170. 如權(quán)利要求169所述的系統(tǒng)，進一步包括連接于所述中間壓力口 的第四流路，所述第一、第二和第三流通過所述第四流路與所述中間壓力 口連通，使得由所述第一、第二和第三流#供的流體在流到所述中間壓 力位置中之前匯合在一起。
171.如權(quán)利要求170所述的系統(tǒng)，進一步包括位于所述第一、第二和 第三流路中的每個中的定向流量控制裝置，使得流經(jīng)所述定向流量控制裝 置的流體被限定于與朝所述中間壓力口的流動對應(yīng)的方向。
172.如權(quán)利要求170所述的系統(tǒng)，進一步包括位于所述第一、第二和 第三流路中的每個中的定向流量控制裝置，所述流量控制裝置選擇性地使 流體能夠流經(jīng)所述第一、第二和第三流路中相關(guān)的一個，從而選擇性地將流體噴射到所述中間壓力位置中。
173.如權(quán)利要求172所述的系統(tǒng)，進一步包括控制所述流量控制裝置 的運行的控制器。
174.如權(quán)利要求172所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器使所述流量控制 裝置運行，使得基于所述壓縮機的運行狀態(tài)將流體從第一、第二和第三流 路噴射到所述中間壓力位置中。
175.如權(quán)利要求172所述的系統(tǒng)，進一步包括溫度傳感器，其將表示 所述壓縮機的排出溫度的信號提供到所述控制器，并且所述控制器基于所 述信號選擇性地操作所述流量控制裝置。
176.如權(quán)利要求169所述的系統(tǒng)，其中，所述壓縮機是渦旋壓縮機， 其包括一對相互嚙合的、期間具有壓縮腔的渦旋構(gòu)件，并且所述中間壓力 位置是所述壓縮腔中的至少一個。
177.如權(quán)利要求176所述的系統(tǒng)，其中，所述渦旋構(gòu)件中的一個具有 至少一個通道，其與所述中間壓力口和所述中間壓力位置連通，并J^所 述第一、第二和第三流路流經(jīng)所述至少一個通道的流體被噴射到所述中間 壓力位置中。
178.如權(quán)利要求169所述的系統(tǒng)，進一步包括氣液分離器，其接^ 所述壓縮機排出的所述工作流體和單相冷卻液，將所述工作流體與所述單 相冷卻液分離開，并與所述第一、第二和第三流路連通。
179.如權(quán)利要求178所述的系統(tǒng)，進一步包括氣體冷卻器，其接收來 自所述分離器的工作流體，并與所述第二和第三流路連通。
180.如權(quán)利要求179所述的系統(tǒng)，其中，所述分離器和所述氣體冷卻器中的至少 一個與所i^i縮機^在一起。
181. 如權(quán)利要求180所述的系統(tǒng)，進一步包括位于所述壓縮機的外部 的熱交換器，在將從所述分離器排出的單相冷卻液噴射到所述中間壓力位 置中之前，所述熱交換器從所述單相冷卻液中移除熱量。
182. 如權(quán)利要求179所述的系統(tǒng)，進一步包括膨脹裝置，其接收來自所述氣體冷卻器的所述工作流體；以及 蒸發(fā)器，其接收來自所述膨脹裝置的所述工作流體。
183. —種方法，包括將位于所述壓縮機中的制冷劑和單相冷卻液壓縮到高于吸入壓力的 排出壓力；將所述制冷劑和所述冷卻';Mt排出溫度下從所述壓縮機排出；將所述冷卻液通過中間壓力口噴射到所述壓縮機的至少一個中間壓 力位置中；將主要是液態(tài)的制冷劑通過所述中間壓力口噴射到所述壓縮機的至 少一個中間壓力位置中；以及將主要是蒸汽的制冷劑通過所述中間壓力口噴射到所述壓縮機的所 述至少一個中間壓力位置中。
184.如權(quán)利要求183所述的方法，其中，噴射所述冷卻液的步驟包括 在低于所述排出溫度的溫度下噴射所述冷卻液，噴射所述液態(tài)制冷劑的步 驟包括在低于所述排出溫度的溫度下噴射所述液態(tài)制冷劑，并且進一步包 括利用通過所述中間壓力口噴射到所述至少一個中間壓力位置中的所述 冷卻液和所述液態(tài)制冷劑吸收由所述壓縮產(chǎn)生的熱量。
185.如權(quán)利要求183所述的方法，其中，噴射所述冷卻液的步驟包括 選擇性地噴射所述冷卻液，噴射所述液態(tài)制冷劑的步驟包括選擇性地噴射所述液態(tài)制冷劑，噴射所述蒸汽制冷劑的步驟包括選擇性地噴射所述蒸汽 制冷劑。
186. 如權(quán)利要求185所述的方法，其中，選擇性地噴射所述冷卻液和 述冷卻液和所述液態(tài)制冷劑。
187. 如權(quán)利要求186所述的方法，其中，選擇性地噴射所述蒸汽制冷
188.如權(quán)利要求186所述的方法，其中，所述運行狀態(tài)是所述排出溫度,
189.如權(quán)利要求183所述的方法，進一步包括在流到所述至少一個中 間壓力位置中之前，將所述冷卻液、所述液態(tài)制冷劑和所述蒸汽制冷劑匯 合在一起成為單個的流體流。
190.如權(quán)利要求183所述的方法，其中，所述至少一個中間壓力位置 是多個中間壓力位置中的一個，每個所述中間壓力位置均與所述中間壓力 口連通，并進一步包括將所述冷卻液、所述液態(tài)制冷劑和所述蒸汽制冷劑 作為單個的流體流噴射到所述多個中間壓力位置中。
191.如權(quán)利要求183所述的方法，其中，所述壓縮機是渦旋壓縮機， 其具有一對相互嗜合、其間具有多個壓縮腔的渦旋構(gòu)件，所述至少一個中 間壓力位置與所述壓縮腔中的一個對應(yīng)，并且噴射所述冷卻液、所述液態(tài) 制冷劑和所述蒸汽制冷劑的每個步驟均包括將所述冷卻液、所述液態(tài)制冷 劑和所述蒸汽制冷劑通過所述渦旋構(gòu)件中的 一個中的通道噴射到所述至 少一個中間壓力位置中。
192.如權(quán)利要求183所述的方法，進一步包括通過所述中間壓力口將所述冷卻液、所述液態(tài)制冷劑和所述蒸汽制冷劑中的兩個或多個同時噴射 到所述至少 一個中間壓力位置中。
全文摘要
一種制冷系統(tǒng)，其能夠利用閃蒸罐將蒸汽制冷劑與液態(tài)制冷劑分離開。該制冷系統(tǒng)可包括液態(tài)制冷劑噴射系統(tǒng)，其可將液態(tài)制冷劑噴射到壓縮機的中間壓力位置中。所噴射的液態(tài)制冷劑可吸收壓縮過程中的壓縮熱。制冷系統(tǒng)可包括節(jié)能系統(tǒng)，其結(jié)合冷卻液的噴射而將制冷劑蒸汽噴射到壓縮機的中間壓力位置中。該制冷系統(tǒng)可包括有能將冷卻液噴射到壓縮機的中間壓力位置中的冷卻液噴射系統(tǒng)。
文檔編號F25B1/00GK101523130SQ200780036843
公開日2009年9月2日 申請日期2007年10月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月2日
發(fā)明者基里爾·伊格納季耶夫, 讓-呂克·M·卡伊拉特 申請人:艾默生環(huán)境優(yōu)化技術(shù)有限公司