CN111981716A - 制冷设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制冷设备及其使用方法。制冷设备包括主制冷剂回路，该回路包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和在蒸发器内延伸的制冷剂通道，设备包括在蒸发器内延伸的冷却剂通道。制冷设备还包括润滑支路，其连接到主回路的供应部分以导出润滑所述压缩机的润滑制冷剂流。制冷设备还包括：过冷却支路，其包括过连接到冷却剂通道以从主冷却剂流中导出过冷却冷却剂流的冷却入口和连接到冷却剂通道以将过冷却冷却剂流重新引入主冷却剂流的过冷却出口；和过冷却热交换器，其被构造成允许在穿过过冷却支路进行循环的过冷却冷却剂流与穿过润滑支路进行循环的润滑制冷剂流之间进行热交换，使得能够通过过冷却冷却剂流在过冷却热交换器内冷却润滑制冷剂流。

Description

制冷设备及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种制冷设备、一种包括这种制冷设备的制冷系统以及所述制冷设备和所述制冷系统的使用方法。

本发明涉及对制冷剂实施热力循环以产生制冷效果的机器的领域。

背景技术

从EP 1 400 765 A2已知一种制冷设备，其包括制冷剂通道，该制冷剂通道包括螺杆压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。该已知的设备包括旁路流通道，该旁路流通道在所述制冷剂通道的一部分处、在冷凝器与膨胀阀之间分支，通过节流装置引导制冷剂，并且与螺杆压缩机的转子腔室连通。制冷剂含有一定量的润滑剂，使得转子腔室的润滑是通过在通道中也用作制冷剂的相同流体实现的，并且流体不含油。

为了成功地润滑转子腔室，必须确保到达转子腔室的大部分制冷剂处于液态。当制冷设备在高负荷(特别是对应于制冷剂的高流量)下运作时通常是这种情况。当制冷设备在满负荷下运作时，由冷凝器排放的制冷剂通常完全处于液态，或者处于两相状态，其中很少比例的制冷剂处于气态。

然而，如果对制冷的需求较低，则设备可以在低负荷(特别是包括较小流量的制冷剂)下运作。在设备的低负荷运作期间，可能发生：通过旁路流通道进行循环的制冷剂不完全处于液态，并且含有不可忽略的比例的处于气态的制冷剂，或者甚至含有高比例的处于气态的制冷剂。由于处于气态的制冷剂不能充分润滑压缩机，因此在设备的低负荷运作期间，由于缺乏润滑而存在损坏或破坏压缩机的风险。

发明内容

本发明的目的在于提出一种制冷设备，其中，即使在制冷设备的低负荷运作期间，也能够借助于制冷剂获得对压缩机的令人满意的润滑。

本发明的目的在于提供一种制冷设备，该制冷设备包括主制冷剂回路，该主制冷剂回路包括：

-压缩机，该压缩机包括压缩机入口和压缩机出口，

-冷凝器，该冷凝器包括连接到压缩机出口的冷凝器入口，以及冷凝器出口，

-膨胀阀，该膨胀阀包括连接到冷凝器出口的阀入口，以及阀出口，以及

-制冷剂通道，该制冷剂通道至少部分地在制冷设备的蒸发器内延伸，制冷剂通道包括连接到阀出口的制冷剂通道入口，以及连接到压缩机入口的制冷剂通道出口，制冷设备还包括冷却剂通道，该冷却剂通道至少部分地在蒸发器内延伸并且包括冷却剂通道入口和冷却剂通道出口。

根据本发明，主制冷剂回路被构造成用于使制冷剂的主制冷剂流依次穿过压缩机、冷凝器、膨胀阀和制冷剂通道进行环路循环。

根据本发明，蒸发器被构造成用于使得能够在穿过制冷剂通道进行循环的主制冷剂流与穿过冷却剂通道进行循环的冷却剂的主冷却剂流之间进行热交换。

根据本发明，制冷设备进一步包括润滑支路，该润滑支路包括：

-润滑入口，该润滑入口连接到主回路的供应部分，供应部分包括冷凝器、阀入口以及主回路的在冷凝器出口与阀入口之间的任何部分，润滑入口被构造成从穿过供应部分进行循环的主制冷剂流中导出润滑制冷剂流；以及

-润滑出口，该润滑出口连接到压缩机，以便向压缩机供给润滑制冷剂流，以利用制冷剂的润滑制冷剂流对所述压缩机进行润滑。

根据本发明，制冷设备进一步包括：

-过冷却支路，该过冷却支路包括：

-过冷却入口，该过冷却入口连接到冷却剂通道，以便从主冷却剂流中导出过冷却冷却剂流，以及

-过冷却出口，该过冷却出口连接到冷却剂通道，以将过冷却冷却剂流重新引入主冷却剂流；以及

-过冷却热交换器，该过冷却热交换器被构造成用于使得能够在穿过过冷却支路进行循环的过冷却冷却剂流与穿过润滑支路进行循环的润滑制冷剂流之间进行热交换，使得可以在过冷却热交换器内通过过冷却冷却剂流对润滑制冷剂流进行冷却。

由于本发明，在将润滑制冷剂流引入压缩机之前，通过穿过过冷却热交换器的过冷却冷却剂流对用于对压缩机进行润滑的润滑制冷剂流进行冷却。因此，过冷却热交换器确保润滑制冷剂流呈液体形式，或者至少确保润滑制冷剂流含有足够的呈液体形式的制冷剂，以实现对压缩机的充分润滑。在冷却剂处于最低温度的阶段，即在蒸发器处或靠近蒸发器的位置，从主冷却剂流中导出过冷却冷却剂流。因此，过冷却冷却剂流处于比润滑制冷剂流更低的温度下。

下面限定了本发明的其他有利特征：

-过冷却入口连接到冷却剂通道的冷却剂通道入口，以便从穿过冷却剂通道入口进行循环的主冷却剂流中导出过冷却冷却剂流，并且过冷却出口连接到冷却剂通道的冷却剂通道出口，以将过冷却冷却剂流重新引入穿过冷却剂通道出口进行循环的主冷却剂流。

-制冷剂通道包括蒸发器的蒸发器箱，蒸发器箱连接到制冷剂通道入口以使主制冷剂流进入蒸发器箱，并且连接到制冷剂通道出口以从蒸发器箱中排出主制冷剂流；并且冷却剂通道包括蒸发器的至少一个热交换管，热交换管在蒸发器箱内延伸，以便被接纳在蒸发器箱内的主制冷剂流包围，热交换管连接到冷却剂通道入口以使主冷却剂流进入热交换管，并且连接到冷却剂通道出口以从热交换管中排出主冷却剂流。

-过冷却热交换器被定位在蒸发器的外部。

-过冷却热交换器包括：热交换箱，该热交换箱属于润滑支路并且被构造成使得润滑制冷剂流穿过热交换箱进行循环；以及热交换通道，该热交换通道属于过冷却支路，被定位在热交换箱内并且被构造成使得过冷却冷却剂流穿过热交换通道进行循环。

-润滑支路包括：入口管，该入口管将润滑入口连接到热交换箱，以使润滑制冷剂流从润滑入口循环到热交换箱，并且该入口管包括开放入口端，该开放入口端被定位在热交换箱内以使润滑制冷剂流进入热交换箱；以及出口管，该出口管将热交换箱连接到润滑出口，以使润滑制冷剂流从热交换箱循环到润滑出口，并且该出口管包括开放出口端，该开放出口端被定位在热交换箱内，位于比开放入口端低的高度处。

-热交换箱被定位在比润滑出口高的高度处，使得通过重力向压缩机供给润滑制冷剂流。

-热交换箱包括至少一个液位传感器，该至少一个液位传感器检测在热交换箱内的在相应的高度处的液体制冷剂的存在。

-热交换通道是盘管。

-为了连接到供应部分，润滑入口连接到冷凝器的底部。

-压缩机是正排量式压缩机。

-压缩机是包括轴承和两个啮合的螺杆转子的螺杆压缩机，螺杆转子被轴承支撑，并且润滑出口连接到压缩机，以便向轴承和螺杆转子供给润滑制冷剂流，以对所述轴承和螺杆转子进行润滑。

本发明还涉及一种制冷系统，该制冷系统包括如上文所定义的制冷设备，并且包括主冷却剂回路，该主冷却剂回路包括冷却剂通道和待被主冷却剂流冷却的至少一个客户装置，主冷却剂回路被构造成用于使主冷却剂流以依次穿过冷却剂通道和所述至少一个客户装置的方式穿过主冷却剂回路进行环路循环，冷却剂的主冷却剂流优选地含有水。

本发明还涉及如上文所限定的制冷设备的使用方法或者如上文所限定的制冷系统的使用方法，该使用方法包括：

-主制冷剂流依次穿过压缩机入口、压缩机、压缩机出口、冷凝器入口、冷凝器、冷凝器出口、阀入口、膨胀阀、阀出口、制冷剂通道入口、制冷剂通道和制冷剂通道出口进行闭环循环，

-通过润滑入口从穿过供应部分进行循环的主制冷剂流中导出润滑制冷剂流，

-润滑制冷剂流以依次穿过润滑入口、过冷却热交换器和润滑出口的方式穿过润滑支路进行循环，

-通过过冷却入口从穿过冷却剂通道进行循环的主冷却剂流中导出过冷却冷却剂流，

-过冷却冷却剂流以依次穿过过冷却入口、过冷却热交换器和过冷却出口的方式穿过过冷却支路进行循环，

-在过冷却热交换器中，在过冷却冷却剂流与润滑制冷剂流之间进行热交换，使得润滑制冷剂流被过冷却冷却剂流冷却，

-通过润滑出口向压缩机供给在过冷却热交换器中被过冷却冷却剂流冷却的润滑制冷剂流，以对压缩机进行润滑，以及

-通过过冷却出口将已经在过冷却热交换器中对润滑制冷剂流进行冷却的过冷却冷却剂流重新引入穿过冷却剂通道进行循环的主冷却剂流。

附图说明

下面参考附图说明根据本发明的并且包括本发明的其他有利特征的示例性实施例，其中：

-图1是示出了包括根据本发明的制冷设备的制冷系统的实施例的示意图；

-图2是仅示出了图1的制冷设备的一部分的示意图。

具体实施方式

图1示出了包括制冷设备的制冷系统。制冷设备包括主制冷剂回路1，该主制冷剂回路形成闭合环路，以使制冷剂的主制冷剂流90在其中进行环路循环。在制冷剂的主制冷剂流90穿过主制冷剂回路1进行循环期间，制冷剂经受由主制冷剂回路1的部件赋予的热力循环。

制冷设备的制冷剂是被选择为确保制冷和润滑两者的功能的流体材料。优选地，设备中使用的制冷剂是氢氟烯烃(HFO)，例如R1234ze(1,3,3,3-四氟丙-1-烯)。

除了制冷设备之外，制冷系统还包括主冷却剂回路70，也称为“冷却剂网络”，形成用于使主冷却剂流93在其中进行环路循环的闭合环路。主冷却剂回路70连接到制冷设备。在图1和图2的实施例中，主冷却剂回路70包括一个客户装置72并且形成单个环路。如下文所说明的，客户装置72是制冷设备旨在通过从回路70的冷却剂获取热量来进行冷却的设备。例如，客户装置是用于建筑物的空调的风扇盘管单元或者是空气处理单元。回路70可以包括附图中未示出的一个或多个循环器，用于使冷却剂通过回路70进行循环。

在替代实施例中，主冷却剂回路70可以包括多个客户装置72，该多个客户装置将被供给有回路70的冷却剂。在这种情况下，主冷却剂回路70可以形成具有衍生支路的环路，以供给多个客户装置72。

优选地，回路70的冷却剂含有水或者由水组成。在制冷系统中，在介于例如7℃至12℃的温度下，冷却剂优选地总是呈液态形式。

主制冷剂回路1包括压缩机2、冷凝器4、膨胀阀6和制冷剂通道61。制冷设备包括蒸发器8，制冷剂通道61至少部分地延伸通过该蒸发器。制冷剂通道61可以属于蒸发器8并且可以完全被包括在蒸发器8内。压缩机2包括压缩机入口12和压缩机出口13。冷凝器4包括：连接到压缩机出口13的冷凝器入口14；以及冷凝器出口15。膨胀阀6包括：连接到冷凝器出口15的阀入口16；以及阀出口17。通道61包括：连接到阀出口17的制冷剂入口18；以及连接到压缩机入口12的制冷剂出口19。入口18被称为“制冷剂通道入口”。制冷剂的流90优选地借助于入口18进入蒸发器8。出口19被称为“制冷剂通道出口”。制冷剂的流90优选地借助于出口19离开蒸发器8。

为了获得制冷剂的热力循环，上述制冷剂的流90以依次穿过压缩机2、出口13、入口14、冷凝器4、出口15、入口16、膨胀阀6、出口17、入口18、制冷剂通道61(即穿过蒸发器8)，然后穿过出口19、入口12并且再次穿过压缩机2依此类推的方式在闭合环路中穿过主回路1进行循环。为此，制冷剂被压缩机2压缩。在附图中，流90的方向由箭头指示。

优选地，制冷剂的流90穿过主回路1的循环仅由压缩机2的功赋予。然而，如果必要的话，可以实施附加的压缩机或泵。更通常地，根据应用，主回路1可以包括除压缩机2、冷凝器4、膨胀阀6和通道61之外的附加部件，例如，附加的膨胀阀，或用于将流90的一部分从主制冷剂回路的一部分引导到主制冷剂回路的另一部分的附加的支路，或可以具有节能器功能的附加的热交换器。

优选地，在稳态下，在制冷设备的高负荷运作期间：

-在压缩机2中，制冷剂处于气态，并且从低压被压缩为高压，这使制冷剂的温度从低温升高到高温；

-在出口13和入口14中，制冷剂处于气态或基本上处于气态，处于高温和高压下；

-在冷凝器4中，制冷剂处于两相状态，包括气态制冷剂和液态制冷剂，并且被冷凝器4冷凝成液态；

-在出口15和入口16中，制冷剂处于液态或基本上处于液态，处于高压下并且可以处于高温下或处于高温与低温之间的温度下；

-在膨胀阀6中，使制冷剂处于低压下，这在使制冷剂蒸发到两相状态的同时将制冷剂的温度降低到低温；

-在出口17和入口18中，制冷剂处于两相状态，该两相状态的主要部分是液态并且较小部分是气态，并且制冷剂处于低温和低压下；

-在通道61中，通过蒸发器8，制冷剂处于两相状态，包括气态制冷剂和液态制冷剂，并且被蒸发器8蒸发成气态；

-在出口19和入口12中，制冷剂处于气态或基本上处于气态，处于低压和低温下，或处于低温与高温之间的温度下。

例如，低温约为5℃至10℃之间，高温约为35℃至40℃之间，低压约为3巴(bar)至4巴之间，并且高压约为6巴至10巴之间。

考虑到上述情况，主回路1包括由压缩机出口13、冷凝器4和阀入口16组成的高压部分以及由阀出口17、通道61和压缩机入口12组成的低压部分。

主回路1包括所谓的“供应部分”，“供应部分”仅覆盖高压部分的一部分，在该一部分中，制冷剂主要处于液态和高压下，供应部分优选地由冷凝器4、阀入口16和主回路1的在冷凝器出口15与阀入口16之间(即出口15的下游与入口16的上游之间)的任意部分组成。供应部分有利地构成回路1的一部分，在该一部分中，制冷剂的流90处于被用作润滑剂的最合适的状态。

优选地，压缩机2是正排量式压缩机，也称为容积式压缩机，诸如活塞压缩机、涡旋压缩机、罗茨(roots)式压缩机或螺杆压缩机。更优选地，压缩机2是螺杆压缩机，其包括两个平行啮合的螺杆转子，用于对制冷剂施加压缩。螺杆转子由压缩机2的至少四个轴承相对于压缩机2的框架旋转地支撑，螺杆转子中的每一个由四个轴承中的两个单独地支撑。压缩机2配备有马达，该马达驱动螺杆转子中的一个旋转，第二螺杆转子通过与第一螺杆转子啮合而也被驱动旋转。

压缩机2被构造成由制冷剂而不是由单独的润滑剂进行润滑。因此，压缩机2可以被认为是“无油压缩机”。优选地，整个制冷设备是无油的。

优选地，冷凝器4包括或构成热交换器，该热交换器能够在主回路1的制冷剂与水、或环境空气、或能够从穿过冷凝器4进行循环的制冷剂的主流90吸收热量的任何其他合适的介质之间进行热交换。

为了使制冷设备确保对回路70的冷却剂进行冷却，回路70包括至少部分地延伸穿过蒸发器8的冷却剂通道71。因此，回路70在制冷设备的蒸发器8处热连接至制冷设备。冷却剂通道71可以属于蒸发器8并且可以完全被包括在蒸发器8内。

冷却剂通道71包括冷却剂入口75和冷却剂出口76。入口75被称为“冷却剂通道入口”。冷却剂的流93优选地通过入口75进入蒸发器8。出口76被称为“冷却剂通道出口”。冷却剂的流93优选地借助于出口76离开蒸发器8。设备72被供给有在出口76处排出的冷却剂的流93，并且已经穿过设备72的冷却剂的流93在入口75处进入。

优选地，因为冷却剂在蒸发器8中被冷却，因此在入口75处，流93的温度最高，而在出口76处，流93的温度最低。例如，冷却剂的温度在入口75处约为12℃，在出口76处约为7℃。

蒸发器8包括或构成热交换器，该热交换器被构造成用于使得能够穿过通道61进行循环的制冷剂的流90与穿过通道71进行循环的冷却剂的流93之间进行热交换。在蒸发器8中，制冷剂的流90通过与流93在蒸发器8内进行热交换来冷却冷却剂的流93。流90和流93不会接触或混合在一起。相反，流90和流93以被蒸发器8的沿着通道61和通道71设置的薄的导热壁隔开的方式彼此靠近地进行循环，从而促进流90与流93之间的热交换。因此，在蒸发器8内，流90从流93中回收热量，以冷却所述流93。因此，流90在蒸发器8内被流93加热。

制冷设备包括与主制冷剂回路1和主冷却剂回路70不同并且连接到主制冷剂回路1的润滑制冷剂支路20。润滑支路20是用于制冷剂的流91的通道，制冷剂的流91来自主回路1的主制冷剂流90。流91被称为“润滑制冷剂流”。润滑流91是由主流90的一部分形成的制冷剂流。

支路20包括被称为“润滑入口”的入口21以及被称为“润滑出口”的出口22。入口21在冷凝器4的底部29处连接到主制冷剂回路1，该冷凝器属于主回路1的供应部分。替代地，入口21可以连接在例如冷凝器4与膨胀阀6之间，优选地连接在冷凝器出口15处。替代地，对于入口21的连接，可以选择主回路1的供应部分的任何部分，因为在主回路1的供应部分中，制冷剂的至少一部分处于液相。

优选地，入口21从主制冷剂流90中导出制冷剂流91，该主制冷剂流已经穿过冷凝器入口14进行了循环，已经通过冷凝器4与水、环境空气或类似介质进行了热交换，但尚未穿过冷凝器出口15进行循环。更优选地，入口21在冷凝器4的底部29处导出流91，在该冷凝器的底部处，通过重力接纳来自流90的液态制冷剂。

在优选的替代方案中，入口21从穿过冷凝器出口15进行循环的主流90中导出流91，在该冷凝器出口处，制冷剂的流90中的大部分或全部很有可能呈液态形式。

流91通过入口21被引入支路20。出口22连接到压缩机2，用于向压缩机供给润滑制冷剂流91，以借助于流91对所述压缩机2进行润滑。出口22连接在压缩机2的不同于入口12的入口处，用于供给压缩机2的需要润滑的机械部件。优选地，出口22连接到压缩机2的入口，该压缩机的入口供给由螺杆转子形成的轴承和/或压缩腔室，使得该轴承和/或压缩腔室被由支路20供给的液态制冷剂的流91润滑。

可选地，支路20包括一个或多个阀23，诸如电磁阀和/或节流阀，用于调节进入支路20内并且引入压缩机2的流91的流率。

如上文所说明的，在设备的高负荷运作期间，在入口21处导出的制冷剂的流91通常是液体。然而，在设备的低负荷下，在入口21处的制冷剂的流91可以是两相的。为了确保当到达压缩机2时，制冷剂的流91呈液态形式，或者处于具有足够比例的液态制冷剂的两相形式，制冷设备包括过冷却(subcooling)热交换器31和过冷却冷却剂支路40，以用于对制冷剂的流91进行冷却。

过冷却冷却剂支路40与主制冷剂回路1、主冷却剂回路70和支路20不同。过冷却冷却剂支路40连接到主冷却剂回路70。支路40是用于冷却剂的流92的通道，冷却剂的流92来自主冷却剂回路70的主制冷剂流93。流92被称为“过冷却冷却剂流”。过冷却冷却剂流92是由主冷却剂流93的一部分形成的冷却剂流。

过冷却冷却剂支路40包括被称为“过冷却入口”的入口41以及被称为“过冷却出口”的出口42。

入口41优选地在蒸发器8的外部处或在蒸发器8内连接到主冷却剂回路70的冷却剂通道71。优选地，入口41从冷却剂的流93中导出流92，该冷却剂的流93尚未与蒸发器8内的制冷剂的流90进行热交换，但是已经冷却了回路70的所有客户装置72。流92通过入口41被引入支路40。优选地，入口41在蒸发器8的外部位置处连接到入口75。

出口42优选地在蒸发器8的外部处或在蒸发器8内连接到主冷却剂回路70的冷却剂通道71。优选地，在所述冷却剂流93已经在蒸发器8中与制冷剂流90进行热交换之后并且在冷却剂流93已经冷却了回路70中的任何客户装置72之前，出口42将所导出的冷却剂流92重新引入主冷却剂回路70的冷却剂流93。优选地，出口42在蒸发器8的外部位置处连接到出口76。

更通常地，优选的是，出口42相对于入口41在下游连接到回路70。在这种情况下，由于主冷却剂流93例如借助于未示出的循环器通过回路70进行循环，因此相对于出口42在上游连接入口41使得过冷却冷却剂流92也能够进行循环，而无需其他循环器，因为上游压力高于主冷却剂回路70的通道71中的下游压力。

替代地，入口41可以连接在出口76处，并且出口42可以连接在入口75处。然而，在这种情况下，可以实施循环器或任何其他循环装置以使流92穿过支路40进行循环。

在任何情况下，优选的是，出口42连接在通道71的与入口41所连接的通道71的部分不同的部分处。

过冷却热交换器31被构造成用于实现或促进流91与流92之间的热交换，使得制冷剂的流91通过与冷却剂的流92在过冷却热交换器31内进行热交换而被过冷却。流91和流92不会接触或混合在一起。相反，流91和流92以被热交换器31的薄的导热壁隔开的方式彼此靠近地进行循环，从而促进流91与流92之间的热交换。因此，在交换器31内，流91被流92冷却，流92被流91加热。

由于制冷剂的润滑流91在热交换器31中被冷却，因此当在出口22处进入压缩机2时，设备确保制冷剂的润滑流91处于液态或者具有高比例的液态制冷剂。即使当设备在低负荷(即，主制冷剂流90的低流率)下运作时，也确保了压缩机2的适当润滑。

支路40可以设置有合适的阀，诸如节流阀或电磁阀(附图中未示出)，用于根据制冷设备的当前负荷来调节或禁止流92的循环。例如，当设备在高负荷下运作时，可以中断或减少流92的循环，以提高制冷设备的热效率。例如，当设备在低负荷下运作时，可以允许或增加流92的循环，以改进压缩机2的润滑。

如图1和图2中所示，过冷却热交换器31被定位在蒸发器8的外部，优选地被定位在主制冷剂回路1的外部，并且优选地被定位在主冷却剂回路70的外部。因此，由于不需要对包括蒸发器8的制冷系统进行重大修改，而只需要与热交换器31进行适当连接，因此更容易在现有的制冷系统中实施热交换器31。

如图2中所示，过冷却热交换器31优选地包括热交换箱32和热交换通道33。

在图2的示例中，箱32有利地属于支路20，而热交换通道33有利地属于支路40。在其他未示出的实施例中，这可能是相反的情况。更通常地，从润滑制冷剂支路和过冷却冷却剂支路中选择的制冷设备的一个支路包括箱32，而另一个支路包括热交换通道33。

在图2中所示的情况下，来自流91的一定量的用于润滑的制冷剂被箱32接纳，从而允许容易地测量被接纳在箱32中的液态制冷剂的比例。被接纳在箱32中的来自流91的液态制冷剂可以构成液态制冷剂的供应，该液体制冷剂可以在很少液态制冷剂可用的特定运作阶段使用，例如在制冷设备的启动期间使用。

当在支路20中从入口21循环到出口22时，流91穿过箱32进行循环。为此，支路20优选地包括入口管24，该入口管将润滑入口21连接到热交换箱32，用于使润滑流91从润滑入口21循环到热交换箱32。管24穿过箱32的底壁并且包括开放入口端25，该开放入口端被定位在热交换箱32内，以用于在箱32的顶壁附近使润滑流91进入热交换箱32。支路20还优选地包括出口管26，该出口管将热交换箱32连接到润滑出口22，以用于使润滑流91从热交换箱32循环到润滑出口22。管26穿过箱32的底壁并且包括开放出口端27，该开放出口端在被定位在热交换箱32内，位于箱32的底壁附近或箱32的底壁处。因此，出口端27位于比入口端25低的高度处。

在运作期间，制冷剂的流91暂时停留在箱32中，在该箱中，该制冷剂的流与被接纳在通道33中的冷却剂流92进行热交换。在箱32中，制冷剂的流91或者是完全液态的，特别是在设备的高负荷运作期间，或者是两相的，特别是在设备的低负荷运作期间。当为两相时，液态制冷剂位于箱32的底部处，而气态制冷剂位于顶部处。因此，由于入口端25位于出口端27的上方，因此减少了箱32的制冷剂的搅动，如果所进入的制冷剂部分地为气态，则避免了将气态制冷剂重新引入箱32的液态制冷剂。另外，通过使出口端27位于箱的底壁附近，即使箱32中的液态制冷剂的液位94低，也可以降低气泡进入出口端27的风险。

优选地，热交换箱32包括两个液位传感器35和36，每个液位传感器被构造成用于在各自的高度处检测热交换箱32内的液态制冷剂的存在。传感器35被构造成在与出口端27相同的高度或略高于出口端的高度处检测箱中的液态制冷剂的存在。因此，传感器35可以用于检测箱32中的可用液态制冷剂的量何时太少而不能在制冷设备的稳态下(例如在制冷设备的低负荷运作期间)正确地润滑压缩机2。传感器36被构造成在端部25的高度与端部27的高度之间在比传感器35更高的高度处检测箱32中的液态制冷剂的存在。传感器36可以用于检测箱32中的可用液态制冷剂的量何时高于或低于用于启动制冷设备的可接受水平，这可能需要箱32中有大量的液态制冷剂以对压缩机2进行润滑。在图2中所示的情况下，被接纳在箱32内的液态制冷剂的液位94处于传感器35与传感器36之间的高度处，使得只有传感器35检测到液态制冷剂的存在。

如果传感器35和/或传感器36中的一个检测到在其各自的高度处没有液态制冷剂，则可以中断压缩机2的运作，以避免损坏压缩机2的风险。

在未示出的实施例中，箱32包括多个(不同于两个)液位传感器，每个液位传感器在各自的高度处检测箱32中的液态制冷剂的存在。

热交换通道33被定位在热交换箱32内，以便被制冷剂的流91包围。通道33被构造成使得穿过支路40进行循环的冷却剂流92当从入口41循环到出口42时穿过通道33进行循环。优选地，如图2中所示，通道33是盘管，以促进热交换。盘管优选地由诸如铜等的具有高导热率的材料制成。盘管的优点在于，其对于流过的流92不会引起过大压降。然而，代替盘管，可以对通道33实施任何其他合适的形状，从而促进热交换，而不会引起流92的过大压降以及对位于箱32中的流91的过多搅动。

热交换通道33包括冷却剂入口43，该冷却剂入口通过支路40的入口管连接到过冷却入口41。热交换通道33包括冷却剂出口44，该冷却剂出口通过支路40的出口管连接到过冷却出口42。入口43和出口44优选地被定位在热交换箱32的周边壁处。周边壁优选地是竖直的，并且将箱32的顶壁连接到底壁。

为了获得更好的热效率，如图2中所示，入口43优选地处于与出口44不同的高度处，诸如比出口44更低的高度处。将入口43连接到出口44的通道33的盘管优选地是总体上竖直的。如图2中所示，入口43优选地在箱31的底部处或至少在出口27附近连接到箱31，使得进入热交换通道33的流92接近于出口27。在这种情况下，如图2中所示，热交换器32优选地是逆流热交换器。

优选地，热交换箱32、特别是开放出口端27被定位在比压缩机2高的高度处，使得在重力的作用下向压缩机供给润滑制冷剂流91。因此，减少了用于使流91进行循环的循环器的需求。

优选地，如图2中所示，蒸发器8是溢流热交换器，诸如溢流管热交换器。在这种情况下，制冷剂通道61包括被称为“蒸发器箱”的箱，该箱从主制冷剂回路1的流90中接纳制冷剂。优选地，如图2中的情况，箱61具有大致圆筒形的形状。入口18优选地连接在箱61的底部处，以使流90通过该箱的底部进入箱61。出口19优选地连接在箱61的顶部处，以使流90通过该箱的顶部排放到箱61中。在制冷设备的运作中，被接纳在箱61内的制冷剂的流90有利地处于两相形式，使得当从穿过冷却剂通道71进行循环的冷却剂流93中接收热量时，所接纳的制冷剂的液态部分位于箱61的底部处，而所接纳的制冷剂的气态部分朝向箱61的顶部蒸发。

优选地，冷却剂通道71包括热交换管，如图2中所示，该热交换管穿过蒸发器箱61，以便被接纳在箱61中的制冷剂包围。冷却剂流93流过热交换管71，使得在所述冷却剂流93与被接纳在箱61内的制冷剂流90之间进行热交换。为此，交换管71的一端连接到入口75，而交换管71的另一端连接到出口76。

热交换管71优选地由诸如铜等的导热材料制成，以便促进流90与流93之间的热交换。

热交换管71可以呈盘管的形式。

替代地，冷却剂通道71可以包括多个热交换管，每个热交换管连接到入口75和入口76，每个热交换管穿过箱61，以便被接纳在箱61内的主回路1的制冷剂包围，并且每个热交换管使流93的一部分循环。

当两个阀23关闭时，这两个阀还可以用于将制冷剂暂时地储存在支路20内，特别是暂时地储存在热交换器31的箱32内，尤其是在制冷设备停止的时间段内，从而允许在重新启动之前，箱31中有可用的液态制冷剂。为此，一个阀23被定位在箱32的上游，并且另一个阀23被定位在箱32的下游。

替代地，过冷却入口和过冷却出口中的至少一个(优选地是过冷却入口)被定位在蒸发器箱61内。因此，从在蒸发器箱61内延伸的冷却剂通道71的一部分(即，热交换管)中导出过冷却冷却剂流92。因此，所导出的过冷却冷却剂流92处于较低的温度下，这对于启动制冷设备可能是有用的。

替代地，可以提供两个过冷却入口以导出流92，一个过冷却入口连接到入口75，并且另一个过冷却入口连接到热交换管71。支路40可以设置有适当的阀，以用于根据制冷设备的运作阶段来选择借助于哪个过冷却入口来导出流92。

替代地，在蒸发器是溢流热交换器的情况下，蒸发器的制冷剂通道构成热交换管，而蒸发器的冷却剂通道构成蒸发器箱。只要技术上可行，就可以在上文所公开的任何其他实施例中实施针对上文所公开的实施例公开的每个特征。

Claims (15)

1.一种制冷设备，所述制冷设备包括主制冷剂回路(1)，所述主制冷剂回路包括：

-压缩机(2)，所述压缩机包括压缩机入口(12)和压缩机出口(13)，

-冷凝器(4)，所述冷凝器包括连接到所述压缩机出口(13)的冷凝器入口(14)，以及冷凝器出口(15)，

-膨胀阀(6)，所述膨胀阀包括连接到所述冷凝器出口(15)的阀入口(16)，以及阀出口(17)，以及

-制冷剂通道(61)，所述制冷剂通道至少部分地在所述制冷设备的蒸发器(8)内延伸，所述制冷剂通道(61)包括连接到所述阀出口(17)的制冷剂通道入口(18)，以及连接到所述压缩机入口(12)的制冷剂通道出口(19)，所述制冷设备还包括冷却剂通道(71)，所述冷却剂通道至少部分地在所述蒸发器(8)内延伸并且包括冷却剂通道入口(75)和冷却剂通道出口(76)，

其中，所述主制冷剂回路(1)被构造成用于使制冷剂的主制冷剂流(90)依次穿过所述压缩机(2)、所述冷凝器(4)、所述膨胀阀(6)和所述制冷剂通道(61)进行环路循环，

其中，所述蒸发器(8)被构造成用于使得能够在穿过所述制冷剂通道(61)进行循环的所述主制冷剂流(90)与穿过所述冷却剂通道(71)进行循环的冷却剂的主冷却剂流(93)之间进行热交换，

其中，所述制冷设备进一步包括润滑支路(20)，所述润滑支路包括：

-润滑入口(21)，所述润滑入口连接到所述主回路(1)的供应部分(4，16)，所述供应部分(4，16)包括所述冷凝器(4)、所述阀入口(16)以及所述主回路(1)的在所述冷凝器出口(15)与所述阀入口(16)之间的任何部分，所述润滑入口(21)被构造成从穿过所述供应部分(4，16)进行循环的所述主制冷剂流(90)中导出润滑制冷剂流(91)；以及

-润滑出口(22)，所述润滑出口连接到所述压缩机(2)，以便向所述压缩机(2)供给所述润滑制冷剂流(91)，从而利用所述制冷剂的所述润滑制冷剂流(91)对所述压缩机(2)进行润滑，

其特征在于，所述制冷设备进一步包括：

-过冷却支路(40)，所述过冷却支路包括：

-过冷却入口(41)，所述过冷却入口连接到所述冷却剂通道(71)，

以便从所述主冷却剂流(93)中导出过冷却冷却剂流(92)，以及

-过冷却出口(42)，所述过冷却出口连接到所述冷却剂通道(71)，

以将所述过冷却冷却剂流(92)重新引入所述主冷却剂流(93)；以及

-过冷却热交换器(31)，所述过冷却热交换器被构造成用于使得能够在穿过所述过冷却支路(40)进行循环的所述过冷却冷却剂流(92)与穿过所述润滑支路(20)进行循环的所述润滑制冷剂流(91)之间进行热交换，使得能够在所述过冷却热交换器(31)内通过所述过冷却冷却剂流(92)对所述润滑制冷剂流(91)进行冷却。

2.根据权利要求1所述的制冷设备，其中，

所述过冷却入口(41)连接到所述冷却剂通道(71)的冷却剂通道入口(75)，以便从穿过所述冷却剂通道入口(75)进行循环的所述主冷却剂流(93)中导出所述过冷却冷却剂流(92)，并且

所述过冷却出口(42)连接到所述冷却剂通道(71)的冷却剂通道出口(76)，以便将所述过冷却冷却剂流(92)重新引入穿过所述冷却剂通道出口(76)进行循环的所述主冷却剂流(93)。

3.根据权利要求1或2所述的制冷设备，其中，

所述制冷剂通道(61)包括所述蒸发器(8)的蒸发器箱，所述蒸发器箱连接到所述制冷剂通道入口(18)，以使所述主制冷剂流(90)进入所述蒸发器箱，并且连接到所述制冷剂通道出口(19)，以从所述蒸发器箱中排出所述主制冷剂流(90)；并且

所述冷却剂通道(71)包括所述蒸发器(8)的至少一个热交换管，所述热交换管在所述蒸发器箱内延伸，以便被接纳在所述蒸发器箱内的所述主制冷剂流包围，所述热交换管连接到所述冷却剂通道入口(75)，以使所述主冷却剂流(93)进入所述热交换管，并且连接到所述冷却剂通道出口(76)，以从所述热交换管中排出所述主冷却剂流(93)。

4.根据权利要求1或2所述的制冷设备，其中，所述过冷却热交换器(31)被定位在所述蒸发器(8)的外部。

5.根据权利要求1或2所述的制冷设备，其中，所述过冷却热交换器(31)包括：

-热交换箱(32)，所述热交换箱属于所述润滑支路(20)并且被构造成使得所述润滑制冷剂流(91)穿过所述热交换箱(32)进行循环，以及

-热交换通道(33)，所述热交换通道属于所述过冷却支路(40)，被定位在所述热交换箱(32)内并且被构造成使得所述所冷却冷却剂流(92)穿过所述热交换通道(33)进行循环。

6.根据权利要求5所述的制冷设备，其中，所述润滑支路(20)包括：

-入口管(24)，所述入口管将所述润滑入口(21)连接到所述热交换箱(32)，以使所述润滑制冷剂流(91)从所述润滑入口(21)循环到所述热交换箱(32)，并且所述入口管包括开放入口端(25)，所述开放入口端被定位在所述热交换箱(32)内以使所述润滑制冷剂流(91)进入所述热交换箱(32)；以及

-出口管(26)，所述出口管将所述热交换箱(32)连接到所述润滑出口(22)，以使所述润滑制冷剂流(91)从所述热交换箱(32)循环到所述润滑出口(22)，并且所述出口管包括开放出口端(27)，所述开放出口端被定位在所述热交换箱(32)内，位于比所述开放入口端(25)低的高度处。

7.根据权利要求5所述的制冷设备，其中，所述热交换箱(32)被定位在比所述润滑出口(22)高的高度处，使得通过重力向所述压缩机(2)供给所述润滑制冷剂流(91)。

8.根据权利要求5所述的制冷设备，其中，所述热交换箱(32)包括至少一个液位传感器(35，36)，所述至少一个液位传感器检测在所述热交换箱(32)内的在相应的高度处的液态制冷剂的存在。

9.根据权利要求5所述的制冷设备，其中，所述热交换通道(33)是盘管。

10.根据权利要求1或2所述的制冷设备，其中，为了连接到所述供应部分(4，16)，所述润滑入口(21)连接到所述冷凝器(4)的底部(29)。

11.根据权利要求1或2所述的制冷设备，其中，所述压缩机(2)是正排量式压缩机。

12.根据权利要求1或2所述的制冷设备，其中，

所述压缩机(2)是包括轴承和两个啮合的螺杆转子的螺杆压缩机，所述螺杆转子被所述轴承支撑，并且

所述润滑出口(22)连接到所述压缩机(2)，以便向所述轴承和所述螺杆转子供给所述润滑制冷剂流(91)，以对所述轴承和所述螺杆转子进行润滑。

13.一种制冷系统，所述制冷系统包括根据权利要求1或2所述的制冷设备，并且包括主冷却剂回路(70)，所述主冷却剂回路包括冷却剂通道(71)和待被所述主冷却剂流(93)冷却的至少一个客户装置(72)，所述主冷却剂回路(70)被构造成用于使所述主冷却剂流(93)以依次穿过所述冷却剂通道(71)和所述至少一个客户装置(72)的方式穿过所述主冷却剂回路(70)进行环路循环，所述冷却剂的所述主冷却剂流(93)优选地含有水。

14.根据权利要求13所述的制冷系统，其中，所述冷却剂的所述主冷却剂流含有水。

15.根据权利要求1至12中任一项所述的制冷设备的使用方法，所述使用方法包括：

-所述主制冷剂流(90)依次穿过所述压缩机入口(12)、所述压缩机(2)、所述压缩机出口(13)、所述冷凝器入口(14)、所述冷凝器(4)、所述冷凝器出口(15)、所述阀入口(16)、所述膨胀阀(6)、所述阀出口(17)、所述制冷剂通道入口(18)、所述制冷剂通道(61)和所述制冷剂通道出口(19)进行闭环循环，

-通过所述润滑入口(21)从穿过所述供应部分(4，16)进行循环的所述主制冷剂流(90)中导出所述润滑制冷剂流(91)，

-所述润滑制冷剂流(91)以依次穿过所述润滑入口(21)、所述过冷却热交换器(31)和所述润滑出口(22)的方式穿过所述润滑支路(20)进行循环，

-通过所述过冷却入口(41)从穿过所述冷却剂通道(71)进行循环的所述主冷却剂流(93)中导出所述过冷却冷却剂流(92)，

-所述过冷却冷却剂流(92)以依次穿过所述过冷却入口(41)、所述过冷却热交换器(31)和所述过冷却出口(42)的方式穿过所述过冷却支路(40)进行循环，

-在所述过冷却热交换器(31)中，在所述过冷却冷却剂流(92)与所述润滑制冷剂流(91)之间进行热交换，使得所述润滑制冷剂流(91)被所述过冷却冷却剂流(92)冷却，

-通过所述润滑出口(22)向所述压缩机(2)供给在所述过冷却热交换器(31)中被所述过冷却冷却剂流(92)冷却的所述润滑制冷剂流(91)，以对所述压缩机(2)进行润滑，以及

-通过所述过冷却出口(42)将已经在所述过冷却热交换器(31)中对所述润滑制冷剂流(91)进行冷却的所述过冷却冷却剂流(92)重新引入穿过所述冷却剂通道(71)进行循环的所述主冷却剂流(93)。

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