CN103124885A - 具有中冷器的制冷剂蒸汽压缩系统 - Google Patents

Abstract

一种制冷剂蒸汽压缩系统包括：压缩装置，所述压缩装置具有至少第一压缩级和第二压缩级；制冷剂排热热交换器，所述制冷剂排热热交换器相对于所述第二压缩级的制冷剂流被设置在下游；以及制冷剂中冷器，所述制冷剂中冷器设置在所述第一压缩级和第二压缩级中间。所述制冷剂中冷器相对于次级流体流设置在所述制冷剂排热热交换器的下游。第二制冷剂排热热交换器能够相对于前述制冷剂排热热交换器的制冷剂流被设置在下游，并且第二制冷剂中冷器能够设置在所述第一压缩级和第二压缩级中间并且相对于前述制冷剂中冷器的制冷剂流设置在下游。

Description

具有中冷器的制冷剂蒸汽压缩系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年4月29日提交的名为“Refrigerant Vapor Compression System with Intercooler”的美国临时专利申请No. 61/329,332的优先权，该申请的内容以引用的方式全文结合到本文中。

技术领域

本申请总体上涉及制冷剂蒸汽压缩系统，且更具体地涉及改善结合有例如两级压缩机的多级压缩装置的制冷剂蒸汽压缩系统的能量效率和/或冷却能力，且更具体地涉及一种结合有两级压缩机以及用于冷却在这些压缩级之间传送的制冷剂的中冷器的制冷剂蒸汽压缩系统。

背景技术

制冷剂蒸汽压缩系统是本领域已知的并且通常用于调节待被供应到居住区、办公室、医院、学校、旅店或其他设施内的气候控制舒适性区域的空气。制冷剂蒸汽压缩系统还通常用于制冷供应到陈列柜、经销商、冷冻柜、冷室或商业机构的其他易腐烂/冷冻产品存放区域的空气。制冷剂蒸汽压缩系统还通常用于运输制冷系统中，该运输制冷系统用于制冷被供应到卡车、拖车、容器等的温度受控货物空间的空气，以由卡车、火车、船舶或联运来运输易腐烂/冷冻物品。

结合运输制冷系统使用的制冷剂蒸汽压缩系统由于宽范围的操作负载状况和宽范围的户外环境状况而通常经受更严苛的操作状况，制冷剂蒸汽压缩系统必须操作在所述宽范围的操作负载状况和宽范围的户外环境状况下，以保持货物空间内的产品处于期望温度。货物需要被控制的期望温度还能够在宽范围上变化，这取决于待被保存的货物的性质。制冷剂蒸汽压缩系统不仅必须具有足够的容量以快速地降下在大气温度下被装载到货物空间中的产品的温度，而且应当在整个负载范围上（包括当在运输期间保持稳定产品温度时的低负载）有效地操作能量。

典型制冷剂蒸汽压缩系统包括：压缩装置；制冷剂排热热交换器；制冷剂吸热热交换器；以及膨胀装置，所述膨胀装置相对于制冷剂吸热热交换器的制冷剂流设置在上游并且设置在制冷剂排热热交换器的下游。这些基本制冷剂系统部件由封闭制冷剂回路中的制冷剂管线互连，这些基本制冷剂系统部件根据已知制冷剂蒸汽压缩循环来设置。还已知的实践是，将经济器结合到制冷剂回路中，用于增加制冷剂蒸汽压缩系统的能力。例如，制冷剂-制冷剂热交换器或闪蒸罐能够作为经济器结合到制冷剂回路中。经济器回路包括蒸汽喷射管线，该蒸汽喷射管线用于将来自经济器的制冷剂蒸汽传输到压缩过程的中间压力级中。

传统地，这些制冷剂蒸汽压缩系统的大多数在亚临界制冷剂压力下操作。操作在亚临界范围的制冷剂蒸汽压缩系统通常用氟碳化合物制冷剂来充注，该氟碳化合物制冷剂例如是但不局限于诸如R22的氢氯氟碳（HCFC），以及更通常地是诸如R134a、R410A、R404A和R407C的氢氟碳（HFC）。然而，更大的兴趣显示在“天然”制冷剂中，例如用于制冷系统中取代HFC制冷剂的二氧化碳。由于二氧化碳具有低临界温度，用作为制冷剂的二氧化碳充注料的大多数制冷剂蒸汽压缩系统被设计用于操作在跨临界压力工况下。

在操作在亚临界循环的制冷剂蒸汽压缩系统中，在亚临界循环中用作冷凝器的制冷剂排热热交换器以及用作蒸发器的制冷剂吸热热交换器操作在比制冷剂的临界点更低的制冷剂温度和压力下。然而，在操作在跨临界循环的制冷剂蒸汽压缩系统中，制冷剂排热热交换器操作在超过制冷剂临界点的制冷剂温度和压力下，而制冷剂吸热热交换器（即，蒸发器）操作在处于亚临界范围内的制冷剂温度和压力下。操作在超过制冷剂的临界点的制冷剂压力和制冷剂温度的情况下，制冷剂排热热交换器用作气体冷却器而不是冷凝器。

在多级压缩系统中，已知的是，通过将制冷剂-次级流体热交换器结合到在两个压缩级之间的制冷剂回路中，压缩装置的操作范围通常能够扩展。通常被称为中冷器，该热交换器使得从一个压缩级流动到另一压缩级的制冷剂以与供冷却制冷剂的更冷流体成热交换关系的方式传送。通常，更冷流体是次级流体，并且从制冷剂汲取的热量由次级流体带走。然而，将中冷器结合到根据先前实践的制冷剂蒸汽压缩系统中在一些情况下可能不切实际，例如由于物理空间、重量和设备成本考虑引起的。这种考虑尤其相关于运输制冷应用，在该运输制冷应用中，通常期望最小化制冷剂蒸汽压缩系统的重量、尺寸和成本。例如在将二氧化碳用作制冷剂的制冷剂蒸汽压缩系统中，与在跨临界制冷循环中的操作相关的更高制冷剂压力使得将中冷器结合到制冷剂回路中复杂化。

发明内容

中冷器被结合到制冷蒸汽压缩系统中，该制冷蒸汽压缩系统具有至少两级的压缩装置，以使得能够改善制冷剂蒸汽压缩系统的能量效率和冷却能力，尤其当该系统用例如二氧化碳的制冷剂操作在跨临界循环中时。

在一个方面，制冷剂蒸汽压缩系统包括：压缩装置，所述压缩装置具有至少第一压缩级和第二压缩级；制冷剂排热热交换器，所述制冷剂排热热交换器相对于所述第二压缩级的制冷剂流被设置在下游；以及制冷剂中冷器，所述制冷剂中冷器设置在所述第一压缩级和第二压缩级中间。所述制冷剂中冷器相对于次级流体设置在所述制冷剂排热热交换器的下游。在一个实施方式中，次级流体包括空气，并且所述制冷剂蒸汽压缩系统还包括至少一个风扇，所述至少一个风扇与所述制冷剂排热热交换器并且与所述中冷器可操作地相关，用于使得空气流首先流经所述制冷剂排热热交换器并且因此流经所述制冷剂中冷器。

在一个方面，所述制冷剂蒸汽压缩系统包括：压缩装置，所述压缩装置具有至少第一压缩级和第二压缩级；第一制冷剂排热热交换器，所述第一制冷剂排热热交换器相对于所述第二压缩级的制冷剂流被设置在下游；第二制冷剂排热热交换器，所述第二制冷剂排热热交换器相对于所述第一制冷剂排热热交换器的制冷剂流被设置在下游；第一制冷剂中冷器，所述第一制冷剂中冷器设置在所述第一压缩级和第二压缩级中间；以及第二制冷剂中冷器，所述第二制冷剂中冷器设置在所述第一压缩级和第二压缩级中间并且相对于所述第一制冷剂中冷器的制冷剂流设置在下游。流经所述第一制冷剂排热热交换器以及所述第一制冷剂中冷器的制冷剂以与第一次级流体成热交换关系的方式传送，并且流经所述第二制冷剂排热热交换器和所述第二制冷剂中冷器的制冷剂以与第二次级流体成热交换关系的方式传送。在一个实施方式中，第一次级流体包括空气，并且所述制冷剂蒸汽压缩系统还包括至少一个风扇，所述至少一个风扇与所述第一制冷剂排热热交换器并且与所述第一制冷剂中冷器可操作地相关，用于使得空气流首先流经所述第一制冷剂排热热交换器并且因此流经所述第一制冷剂中冷器。在一个实施方式中，所述第二次级流体包括水和乙二醇中的至少一种，并且所述制冷剂蒸汽压缩系统还包括至少一个泵，所述泵与所述第二制冷剂排热热交换器以及与所述第二制冷剂中冷器可操作地相关，用于使得水或乙二醇或其混合物的流首先流经所述第二制冷剂排热热交换器并且因此流经所述第二制冷剂中冷器。

在另一方面，提供一种制冷剂蒸汽压缩系统，所述制冷剂蒸汽压缩系统包括：压缩装置，所述压缩装置具有至少第一压缩级和第二压缩级；以及制冷剂-次级液体热交换器，所述制冷剂-次级液体热交换器包括第一制冷剂流通道、第二制冷剂流通道以及与所述第一制冷剂流通道和所述第二制冷剂流通道中的每个都成热交换关系的次级液体流通道。所述第一制冷剂流通道相对于所述第二压缩级的制冷剂流设置在下游，并且所述第二制冷剂流通道设置在所述第一压缩级和所述第二压缩级之间。在一个实施方式中，所述制冷剂-次级流体热交换器包括：限定所述第一制冷剂流通道的第一制冷剂管；限定所述第二制冷剂流通道的第二制冷剂管；以及限定所述次级液体流通道的冷却液体管。在一个实施方式中，所述第一制冷剂管和第二制冷剂管设置在所述冷却液体管的相对侧上。

附图说明

为了进一步理解本发明，将参考本发明的结合附图被阅读的下述详细说明，在附图中：

图1是配置有运输制冷系统的制冷容器的透视图；

图2是根据本发明一方面的制冷剂蒸汽压缩系统的实施方式的示意图；

图3是如图1所示的制冷剂蒸汽压缩系统的另选实施方式的示意图；

图4是如图1所示的制冷剂蒸汽压缩系统的另选实施方式的示意图；

图5是根据本发明一方面的制冷剂蒸汽压缩系统的实施方式的示意图；

图6是如图5所示的制冷剂蒸汽压缩系统的另选实施方式的示意图；

图7是如图5所示的制冷剂蒸汽压缩系统的另选实施方式的示意图；

图8是根据本发明一方面的中冷器的示例性实施方式的截面正视图；

图9是沿图8的线9-9截取的截面平面图；以及

图10是结合中冷器旁通回路的制冷剂蒸汽压缩系统的示例性实施方式的示意图。

具体实施方式

在图1中示出了具有温度控制货物空间12的制冷容器10的示例性实施方式，该温度控制货物空间的大气借助与货物空间12相关的制冷单元14的操作而被制冷。在制冷容器10的所述实施方式中，制冷单元14被安装在制冷容器10的壁中，典型地在常规实践中被安装在前壁18中。然而，制冷单元14能够安装在制冷容器10的顶蓬、底面或其他壁上。此外，制冷容器10具有至少一个进出门16，易腐烂的货物（例如，新鲜或冷冻食物产品）能够通过该进出门被装载到制冷容器10的货物空间12中或从该货物空间被移除。

现参考图2-7，示意性地描述了适合用于制冷单元14中的制冷剂蒸汽压缩系统20的各种示例性实施方式，其用于制冷从温度受控货物空间12抽吸并供应回到该温度受控货物空间12的空气。虽然在本文将联系通常用于由船只、由火车、由陆运或联运来运输易腐烂的货物类型的制冷容器10来描述制冷剂蒸汽压缩系统20，但是要理解的是，制冷剂蒸汽压缩系统20还能够用于制冷单元中，用于制冷用于运输易腐烂货物的货车、拖车等的货物空间。制冷剂蒸汽压缩系统20还适合用于调节被供应到居住区、办公楼、医院、学校、餐馆或其他设施内的气候受控舒适性区域的空气。制冷剂蒸汽压缩系统20还能够用于制冷被供应到陈列柜、经销商、冷冻柜、冷室或商业机构的其他易腐烂和冷冻产品存放区域的空气。

制冷剂蒸汽压缩系统20包括多级压缩装置30、制冷剂排热热交换器40（在本文也称为气体冷却器）、制冷剂吸热热交换器50（在本文也称为蒸发器）、以及主膨胀装置55，该主膨胀装置与蒸发器50、与连接主制冷剂回路中的前述部件的各种制冷剂管线22、24、26和28操作性地相关，例如是电子膨胀阀或热力膨胀阀。

压缩装置30起作用以压缩制冷剂并且使得制冷剂通过主制冷剂回路循环，如将在下文更详细地描述的。压缩装置30能够包括单个多级制冷剂压缩机，例如具有第一压缩级30a和第二级30b的往复式压缩机；或者能够包括一对压缩机30a和30b，该对压缩机借助制冷剂管线28在主制冷剂回路中以串联制冷剂流关系连接，所述制冷剂管线28将第一压缩级压缩机30a的排出口端口以制冷剂流连通的方式连接到第二压缩级压缩机30b的抽吸入口端口。第一和第二压缩级30a和30b以串联制冷剂流关系设置，离开第一压缩级30a的制冷剂传送到第二压缩级30b，以用于进一步压缩。在第一压缩级中，制冷剂蒸汽从较低压力被压缩到中间压力。在第二压缩级中，制冷剂蒸汽从中间压力被压缩到较高压力。在两个压缩机的实施方式中，该压缩机能够是涡旋式压缩机、螺杆压缩机、往复式压缩机、旋转式压缩机或任何其他类型的压缩机或任何这种压缩机的组合。

制冷剂排热热交换器40能够包括翅片管式热交换器42，从第二压缩级30b排出的热的高压制冷剂（即，最终压缩充注料）与次级流体（最常见地，由风扇44抽吸通过热交换器42的环境空气）成热交换关系通过该翅片管式热交换器42。翅片管式热交换器42能够包括例如翅片和圆管热交换器盘管或翅片和平微通道热交换器。如果从第二压缩级30b排出的制冷剂的压力（通常称为压缩机排出压力）超过制冷剂的临界点，那么制冷剂蒸汽压缩系统20操作在跨临界循环中，并且制冷剂排热热交换器40用作气体冷却器。如果压缩机排出压力低于制冷剂的临界点，那么制冷剂蒸汽压缩系统20操作在亚临界循环中，并且制冷剂排热热交换器40用作冷凝器。

制冷剂吸热热交换器50还能够包括翅片管式盘管热交换器52，例如翅片和圆管热交换器盘管或翅片和平微通道管热交换器。制冷剂吸热热交换器50用作制冷剂蒸发器，而与制冷剂蒸汽压缩系统操作在跨临界循环还是操作在亚临界循环中无关。在进入制冷剂吸热热交换器50中之前，经过制冷剂管线24的制冷剂横穿膨胀装置55（例如，电子膨胀阀或热力膨胀阀），并且膨胀到较低压力和较低温度，以进入热交换器52。当液态制冷剂横穿热交换器52时，液态制冷剂以与加热流体成热交换的关系穿过，由此液态制冷剂被蒸发并且典型地过热到期望度数。离开热交换器52的低压蒸汽制冷剂穿过制冷剂管线26到达第一压缩级30a的抽吸入口。加热流体能够是由相关风扇54从气候控制环境抽吸的空气，所述气候控制环境例如是与运输制冷单元相关的易腐烂/冷冻货物存放区域、或商业设施的食物陈列或存放区域、或与空气调节系统相关的建筑舒适性区域，所述空气待被冷却、并且通常也被除湿，且因此返回到气候控制环境中。

在图3、4和图6、7所述的实施方式中，制冷剂蒸汽压缩系统20还包括与主制冷剂回路相关的经济器回路。经济器回路包括经济器装置60、70、经济器回路膨胀装置65以及与压缩过程的中间压力级成制冷剂流连通的蒸汽喷射管线。在如图3和图6所示的实施方式中，经济器装置包括闪蒸罐经济器60。在如图4和图7所示的实施方式中，经济器装置包括制冷剂-制冷剂热交换器70。经济器膨胀装置65例如能够是电子膨胀阀、热力膨胀阀或固定节流孔膨胀装置。

现参考图3和图6，具体地，闪蒸罐经济器60被插设在制冷剂管线24中位于制冷剂排热热交换器40和主膨胀装置55之间。经济器回路膨胀装置65设置在制冷剂管线24中，位于闪蒸罐经济器60的上游。闪蒸罐经济器60限定腔62，横穿经济器回路膨胀装置65的膨胀制冷剂进入该腔中，并且分离为液态制冷剂部分和蒸汽制冷剂部分。液态制冷剂收集在腔62中，并且从该腔通过制冷剂管线24的下游腿部由主膨胀装置55计量，以流动到制冷剂吸热热交换器50。蒸汽制冷剂收集在液态制冷剂上方的腔62中，并且从该腔通过蒸汽喷射管线64，以将该制冷剂蒸汽喷射到压缩过程的中间级中。在所述的实施方式中，蒸汽喷射管线64与制冷剂管线28联通，该制冷剂管线28将第一压缩级30a的出口与第二压缩级30b的入口互连。止回阀（未示出）能够被插设在蒸汽喷射管线64中位于其与制冷剂管线28的连接处上游，以防止通过蒸汽喷射管线64回流。然而，要理解的是，制冷剂蒸汽喷射管线64能够直接通到压缩过程的中间级，而不是通到制冷剂管线28中。

现具体地参考图4和图7，制冷剂-制冷剂热交换器经济器70包括以热传递关系设置的第一制冷剂通路72和第二制冷剂通路74。第一制冷剂通路72插设在制冷剂管线24中并且形成主制冷剂回路的一部分。第二制冷剂通路74插设在制冷剂管线78中，该制冷剂管线78形成经济器回路的一部分。经济器回路制冷剂管线78接入到制冷剂管线24中并且以制冷剂流连通的方式连接到压缩过程的中间压力级。在如图4和图7所示的示例性实施方式中，经济器回路制冷剂管线78接入到主制冷剂回路的制冷剂管线24，相对于制冷剂-制冷剂热交换器经济器70的第一通路72的制冷剂流位于上游，并且与制冷剂管线28连通，该制冷剂管线28将第一压缩级30a的出口与第二压缩级30b的入口互连。止回阀（未示出）能够插设在制冷剂管线78中位于第二制冷剂通路74下游并且位于其与制冷剂管线28的连接处上游，以防止通过制冷剂管线78的回流。制冷剂-制冷剂热交换器经济器70的第一制冷剂通路72和第二制冷剂通路74能够根据需要设置成平行流热交换关系或逆流热交换关系。制冷剂-制冷剂热交换器70能够是钎焊板热交换器、管套管热交换器、管上管热交换器或外壳-管热交换器。经济器回路膨胀装置65被设置在制冷剂管线78中相对于制冷剂-制冷剂热交换器经济器70的第二通路74的制冷剂流位于上游，并且计量流经制冷剂管线78以及制冷剂-制冷剂热交换器经济器70的第二通路74的制冷剂。当已经横穿经济器回路膨胀装置65的膨胀制冷剂流以与穿过第一通路72的热的高压制冷剂以热交换关系通过第二通路74时，该制冷剂蒸发并且形成的制冷剂蒸汽传送到制冷剂管线28中，以被允许进入到第二压缩级30b。

为了改善制冷剂蒸汽压缩系统20的能量效率和冷却能力，尤其当操作在跨临界循环并且用二氧化碳或包括二氧化碳的混合物作为制冷剂来充注时，制冷剂蒸汽压缩系统20包括插设在主制冷剂回路的制冷剂管线28中位于第一压缩级30a和第二压缩级30b之间，如图2-7所示。中冷器80包括制冷剂-次级流体热交换器，例如翅片管式热交换器82，从第一压缩级30a传送到第二压缩级30b的中间温度、中间压力的制冷剂以与由风扇44抽吸通过热交换器82的环境空气成热交换关系传送。翅片管式热交换器82能够包括例如翅片和圆管热交换盘管或翅片和平微型通道管热交换器。

在所述的实施方式中，中冷器80定位在空气流中位于制冷剂排热热交换器40的空气出口处。在该布置中，由风扇44抽吸的环境空气首先以与穿过热交换器盘管42的热的高压制冷剂蒸汽成热交换关系的方式穿过制冷剂排热热交换器40，并且之后以与穿过中冷器热交换器82的中间温度和中间压力的制冷剂成热交换关系的方式穿过中冷器80。在该布置中，穿过制冷剂排热热交换器40的制冷剂将由进入的环境空气流冷却，由此更有效地降低离开制冷剂排热热交换器40的制冷剂的温度，这对于系统冷却能力和能量效率来说是重要的，尤其当制冷剂蒸汽压缩系统20用二氧化碳制冷剂操作在跨临界循环中时。

制冷剂蒸汽压缩系统20还能够包括第二制冷剂排热热交换器90和第二中冷器100，如在图5-7中描述的，所述第二制冷剂排热热交换器90和第二中冷器100并不由空气冷却而是替代地由次级流体（例如，水）冷却。然而，将理解的是，能够将其他液体（例如，乙二醇或乙二醇/水混合物）用作次级流体。第二制冷排热热交换器90包括制冷剂-液体热交换器，该制冷剂-液体热交换器具有以热传递关系设置的次级液体通路92和制冷剂通路94。制冷剂通路94插设在制冷剂管线24中，并且形成主制冷剂回路的一部分。在操作中，已经横穿制冷剂排热热交换器40的热交换器盘管42的制冷剂以与穿过次级液体通路92的次级流体（例如，水）成热交换关系的方式穿过第二制冷剂排热热交换器90的制冷剂通路94，由此进一步冷却该制冷剂。第二制冷剂排热热交换器90的次级流体通路92和制冷剂通路94能够根据需要以平行流热交换关系或以逆流热交换关系设置。第二制冷剂排热热交换器90能够是钎焊板热交换器、管套管热交换器、管上管热交换器或外壳-管热交换器。

第二中冷器100包括制冷剂-液体热交换器，该制冷剂-液体热交换器具有以热传递关系设置的次级液体通路102和制冷剂通路104。制冷剂通路104插设在制冷剂管线28中，该制冷剂管线28将第一压缩级30a与第二压缩级30b以制冷剂流体连通的方式互连，并且形成主制冷剂回路的一部分。在操作中，已经横穿中冷器80的热交换器82的制冷剂以与穿过次级液体通路102的次级流体（例如，水）成热交换关系的方式穿过第二中冷器100的制冷剂通路104，由此制冷剂是第一压缩级30a和第二压缩级104的冷却中间级。第二中冷器100的次级流体通路102和制冷剂通路104能够根据需要以平行流热交换关系或逆流热交换关系设置。第二中冷器100能够是钎焊板热交换器、管套管热交换器、管上管热交换器或外壳-管热交换器。

如图5-7所述，第二中冷器100相对于第二冷凝器90的水流设置在下游。也就是说，冷却水或其他次级冷却流体由相关泵108泵送通过次级冷却液体管线106，以按照与流经第二制冷剂吸热热交换器的制冷剂通路94的制冷剂成热交换关系的方式首先流经次级流体通路92并且因此按照与流经第二中冷器100的制冷剂通路104的制冷剂成热交换关系的方式流经次级液体通路102。在该布置中，流经第二制冷剂排热热交换器90的制冷剂将由进入冷却水流冷却，由此更有效地降低穿过制冷剂通路94的制冷剂温度，这对于系统冷却能力和能量效率来说是重要的，尤其当制冷剂蒸汽压缩系统20用二氧化碳制冷剂操作在跨临界循环中时。然而，要理解的是，相反，根据需要，第二中冷器100替代地能够设置有相对于通过次级冷却液体管线106的冷却水流位于第二制冷剂排热热交换器90的制冷剂通路94上游的制冷剂通路104。

第二制冷剂排热热交换器90和第二中冷器100还能够相对于冷却水流以平行流关系设置。例如，第二制冷剂排热热交换器90和第二中冷器100能够包括双管上管热交换器110，该双管上管热交换器110具有与单个冷却水管紧密接触的两个制冷剂管。例如，现参考图8和图9，双管上管热交换器110包括：第一制冷剂管112，该第一制冷剂管限定第二制冷剂排热热交换器90的制冷剂通路94；第二制冷剂管114，该第二制冷剂管限定第二中冷器90的制冷剂通路104；以及冷却水管116，该冷却水管限定第二制冷剂排热热交换器90的冷却水通路92以及中冷器100的冷却水通路102两者的组合。第一和第二制冷剂管112、114分别能够设置在冷却水管116的相对侧上，以便侧接冷却水管116并且与冷却水管116紧密接触地设置，从而有利于穿过由第一和第二制冷剂管114、116限定的制冷剂通路94、104的相应制冷剂流分别与流经由居中设置的冷却水管116限定的组合次级冷却液体通道92、102的冷却水之间的热交换。相对于穿过冷却水管116的冷却水流的流经制冷剂通路94、104的制冷剂流的流动方向能够设置成，两个制冷剂流都相对于冷却水流处于逆流布置、两个制冷剂流相对于冷却水流处于平行流布置、或其中一个制冷剂流与冷却水流处于逆流布置而另一制冷剂流与冷却水流处于平行流布置。

用于运输制冷应用的制冷剂蒸汽压缩系统经受宽范围的户外大气状况，制冷剂蒸汽压缩系统必须操作在这些户外大气状况下。在一些状况下，可能不期望借助制冷剂蒸汽来操作制冷剂蒸汽压缩系统20，该制冷剂蒸汽从第一压缩级传送到第二压缩级并且经过中冷器。例如，在低环境空气温度状况下，从第一压缩级传送到第二压缩级的制冷剂蒸汽能够实际上部分地或甚至全部冷凝成横穿中冷器的液态制冷剂。由于进入压缩装置30的液态制冷剂会对性能有害并且会导致对压缩装置20的损坏，因此要避免这种情况。

因此，现参考图10，所公开的制冷剂蒸汽压缩系统20还能够包括中冷器旁通回路32，中冷器旁通回路32包括旁通管线34以及设置在该旁通管线34中的可选择性操作的旁通阀36。该旁通阀36能够是具有全开位置和全闭位置的可选择性定位的阀，例如两位置的开/闭电磁阀。在旁通阀36处于打开位置的情况下，通过旁通管线34直接在第一压缩级30a的出口与第二压缩级30b的入口之间建立制冷剂流连通，由此，从第一压缩级排出的大致全部的制冷剂蒸汽将流经旁通管线34而到达第二压缩级，而不会横穿中冷器80。虽然在图10中旁通回路32被描述为结合在如图3所示的制冷剂蒸汽压缩系统20的实施方式中，但是要理解的是，中冷器旁通回路32能够类似地结合到如图2-7中任何图中描述的制冷剂蒸汽压缩系统20的各种实施方式中。

本文所使用的术语为了描述而非限制目的。本文所公开的具体结构和功能细节并不被解释为限制性的，而仅是用于教导本领域技术人员使用本发明的基础。本领域技术人员还将认识到等同物能够替代参考本文所公开的示例性实施方式描述的元件，而不偏离本发明的范围。

虽然本发明已经参考在附图中描述的示例性实施方式被具体地示出并描述，但是本领域技术人员将认识的是，能够作出各种修改而不偏离本发明的精神和范围。因此，本公开内容旨在不局限于所公开的具体实施方式，而是，本公开内容将包括落入所附权利要求书范围内的全部实施方式。

Claims (20)

1.一种制冷剂蒸汽压缩系统，所述制冷剂蒸汽压缩系统包括：

压缩装置，所述压缩装置具有以串联制冷剂流关系设置的至少第一压缩级和第二压缩级；

制冷剂排热热交换器，所述制冷剂排热热交换器相对于所述第二压缩级的制冷剂流被设置在下游，用于以与次级流体流成热交换关系的方式传送所述制冷剂；

制冷剂中冷器，所述制冷剂中冷器设置在所述第一压缩级和第二压缩级中间，用于与所述次级流体流成热交换关系的方式传送从所述第一压缩级传送到所述第二压缩级的所述制冷剂，所述制冷剂中冷器相对于所述次级流体流设置在所述制冷剂排热热交换器的下游。

2.根据权利要求1所述的制冷剂蒸汽压缩系统，其中，所述制冷剂排热热交换器至少部分地在超过所述制冷剂的临界点的制冷剂压力和制冷剂温度下操作。

3.根据权利要求2所述的制冷剂蒸汽压缩系统，其中，所述制冷剂包括二氧化碳。

4.根据权利要求1所述的制冷剂蒸汽压缩系统，还包括中冷器旁通回路，所述中冷器旁通回路用于选择性地建立从所述第一压缩级到所述第二压缩级而不经过所述中冷器的制冷剂流的连通。

5.根据权利要求4所述的制冷剂蒸汽压缩系统，还包括至少一个风扇，所述至少一个风扇与所述制冷剂排热热交换器并且与所述中冷器可操作地相关，用于使得空气流首先流经所述制冷剂排热热交换器并且因此流经所述制冷剂中冷器。

6.一种制冷剂蒸汽压缩系统，所述制冷剂蒸汽压缩系统包括：

压缩装置，所述压缩装置具有以串联制冷剂流关系设置的至少第一压缩级和第二压缩级；

第一制冷剂排热热交换器，所述第一制冷剂排热热交换器相对于所述第二压缩级的制冷剂流被设置在下游，用于以与第一次级流体成热交换关系的方式传送所述制冷剂；

第二制冷剂排热热交换器，所述第二制冷剂排热热交换器相对于所述第一制冷剂排热热交换器的制冷剂流被设置在下游，用于以与第二次级流体成热交换关系的方式传送所述制冷剂；

第一制冷剂中冷器，所述第一制冷剂中冷器设置在所述第一压缩级和第二压缩级中间，用于与所述第一次级流体成热交换关系的方式传送从所述第一压缩级传送到所述第二压缩级的所述制冷剂；以及

第二制冷剂中冷器，所述第二制冷剂中冷器设置在所述第一压缩级和第二压缩级中间并且相对于所述第一制冷剂中冷器的制冷剂流设置在下游，用于与所述第二次级流体成热交换关系的方式传送从所述第一压缩级传送到所述第二压缩级的所述制冷剂。

7.根据权利要求6所述的制冷剂蒸汽压缩系统，其中，所述制冷剂排热热交换器至少部分地在超过所述制冷剂的临界点的制冷剂压力和制冷剂温度下操作。

8.根据权利要求7所述的制冷剂蒸汽压缩系统，其中，所述制冷剂包括二氧化碳。

9.根据权利要求6所述的制冷剂蒸汽压缩系统，其中，第一次级流体包括空气，并且所述次级流体包括水和乙二醇中的至少一种。

10.根据权利要求9所述的制冷剂蒸汽压缩系统，还包括至少一个风扇，所述至少一个风扇与所述第一制冷剂排热热交换器并且与所述第一制冷剂中冷器可操作地相关，用于使得空气流首先流经所述第一制冷剂排热热交换器并且因此流经所述第一制冷剂中冷器。

11.根据权利要求9所述的制冷剂蒸汽压缩系统，还包括泵，所述泵与所述第二制冷剂排热热交换器以及与所述第二制冷剂中冷器可操作地相关，用于使得所述第二次级流体流首先流经所述第二制冷剂排热热交换器并且因此流经所述第二制冷剂中冷器。

12.根据权利要求6所述的制冷剂蒸汽压缩系统，还包括中冷器旁通回路，所述中冷器旁通回路用于选择性地建立从所述第一压缩级到所述第二压缩级而不经过所述中冷器的制冷剂流的连通。

13.一种制冷剂蒸汽压缩系统，所述制冷剂蒸汽压缩系统包括：

压缩装置，所述压缩装置具有以串联制冷剂流关系设置的至少第一压缩级和第二压缩级；

制冷剂-次级液体热交换器，所述制冷剂-次级液体热交换器包括第一制冷剂流通道、第二制冷剂流通道以及与所述第一制冷剂流通道和所述第二制冷剂流通道中的每个都成热交换关系的次级液体流通道，所述第一制冷剂流通道相对于所述第二压缩级的制冷剂流设置在下游，并且所述第二制冷剂流通道设置在所述第一压缩级和所述第二压缩级之间。

14.根据权利要求13所述的制冷剂蒸汽压缩系统，其中，所述制冷剂-次级流体热交换器包括双管上管热交换器，所述双管上管热交换器具有限定所述第一制冷剂流通道的第一制冷剂管、限定所述第二制冷剂流通道的第二制冷剂管、以及限定所述次级液体流通道的冷却液体管。

15.根据权利要求14所述的制冷剂蒸汽压缩系统，其中，所述第一制冷剂管和第二制冷剂管设置在所述冷却液体管的相对侧上。

16.根据权利要求13所述的制冷剂蒸汽压缩系统，其中，通过所述第一制冷剂流通道和所述第二制冷剂流通道中的每个的制冷剂流以与通过所述次级液体流通道的次级液体流成逆流布置关系的方式传送。

17.根据权利要求13所述的制冷剂蒸汽压缩系统，其中，通过所述第一制冷剂流通道和所述第二制冷剂流通道中的每个的制冷剂流以与通过所述次级液体流通道的次级液体流成平行流布置关系的方式传送。

18.根据权利要求12所述的制冷剂蒸汽压缩系统，其中，所述次级液体包括水和乙二醇中的至少一种。

19.一种用于运输易腐烂货物的制冷容器，所述制冷容器包括结合有根据权利要求1所述的制冷蒸汽压缩系统的制冷系统。

20.一种用于运输易腐烂货物的制冷容器，所述制冷容器包括结合有根据权利要求6所述的制冷蒸汽压缩系统的制冷系统。

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