專利名稱：用于熱泵的閃蒸罐設(shè)計(jì)和控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種蒸汽噴射系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種用于蒸汽噴射系統(tǒng)的改進(jìn)的閃蒸罐和控制方案。
背景技術(shù)：
渦旋機(jī)械包括與非繞動(dòng)渦卷構(gòu)件相互嚙合的繞動(dòng)渦卷構(gòu)件，以便限定出一系列壓縮室。繞動(dòng)渦卷構(gòu)件相對(duì)于非繞動(dòng)渦卷構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致壓縮室尺寸逐漸減小，并導(dǎo)致位于各室內(nèi)的流體被壓縮。在運(yùn)行過程中，繞動(dòng)渦卷構(gòu)件通過驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)而相對(duì)于非繞動(dòng)渦卷構(gòu)件繞動(dòng)， 所述驅(qū)動(dòng)軸通常由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于驅(qū)動(dòng)軸由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所以能量通過繞動(dòng)渦卷構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)而消耗掉。能量消耗隨著排放壓力的升高而增加，因?yàn)樾枰獪u旋機(jī)械做更多的功來獲得更高的壓力。因此，如果輸入蒸汽(即從渦旋機(jī)械的吸入側(cè)引入的蒸汽)處于升高的壓力，則將蒸汽完全壓縮到期望的排放壓力所需的能量較少?？蓪?duì)渦旋機(jī)械使用蒸汽噴射系統(tǒng)以通過向渦旋機(jī)械供應(yīng)中壓蒸汽來提高效率。因?yàn)橹袎赫羝任雺毫ι愿咔冶扰欧艍毫ι缘?，所以減少了渦旋機(jī)械產(chǎn)生處于排放壓力的蒸汽所需的功。蒸汽噴射系統(tǒng)通常從一般稱為節(jié)熱器的外部設(shè)備中抽出中壓蒸汽，用于將其噴射到渦旋機(jī)械的壓縮室中，所述節(jié)熱器例如為閃蒸罐或板式換熱器。閃蒸罐或板式換熱器通常與渦旋機(jī)械和一對(duì)用于提高系統(tǒng)容量和效率的換熱器相連。這對(duì)換熱器根據(jù)模式(即冷卻或加熱)分別用作系統(tǒng)的冷凝器和蒸發(fā)器。在運(yùn)行中，閃蒸罐從冷凝器接收液體制冷劑，用于轉(zhuǎn)變成中壓蒸汽和過冷液體制冷劑。因?yàn)殚W蒸罐保持在相對(duì)于入口液體制冷劑而言較低的壓力下，所以一些液體制冷劑蒸發(fā)，從而提高罐內(nèi)的汽化制冷劑的壓力。閃蒸罐中剩余的液體制冷劑放熱并變得過冷，以用于蒸發(fā)器。因此，常規(guī)的閃蒸罐既含有汽化制冷劑，也含有過冷的液體制冷劑。來自閃蒸罐的汽化制冷劑被分配到渦旋機(jī)械的中壓輸入口，由此，汽化制冷劑處于基本高于離開蒸發(fā)器的汽化制冷劑但低于離開渦旋機(jī)械的制冷劑排出流的壓力。來自閃蒸罐的加壓制冷劑使得渦旋機(jī)械能夠?qū)⒃摷訅褐评鋭┰趦H僅經(jīng)過渦旋機(jī)械的一部分之后即可壓縮到它的正常輸出壓力。過冷液體從閃蒸罐中排出并根據(jù)期望的模式(即加熱或冷卻)輸送到所述換熱器中的一個(gè)。因?yàn)樵撘后w處于過冷狀態(tài)，所以能夠由換熱器從周圍環(huán)境吸收更多的熱，從而改善系統(tǒng)的總體加熱或冷卻性能。對(duì)加壓制冷劑從閃蒸罐向渦旋機(jī)械的流動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以確保僅有汽化的制冷劑或最少量的液體進(jìn)入渦旋機(jī)械中。同樣，對(duì)過冷液體制冷劑從閃蒸罐向換熱器的流動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以阻止汽化制冷劑從閃蒸罐流向蒸發(fā)器。常規(guī)閃蒸罐在閃蒸罐的入口處調(diào)節(jié)液體制冷劑向罐內(nèi)的流動(dòng)，以控制在冷卻模式和/或加熱模式過程中供應(yīng)到渦旋機(jī)械的汽化制冷劑的量和供應(yīng)到蒸發(fā)器的過冷液體制冷劑的量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于可在加熱模式和冷卻模式下工作的熱泵的閃蒸罐，該閃蒸罐包括外殼，該外殼具有位于頂部和底部之間的中部，頂部、底部與中部一起限定出該外殼的內(nèi)部容積。第一口與內(nèi)部容積處于流體連通，并加熱模式下用作入口，在冷卻模式下用作出口。第二口與內(nèi)部容積處于流體連通，并在冷卻模式下用作入口，在加熱模式下用作出口。在一個(gè)方面，該閃蒸罐并入在這樣一種類型的熱泵系統(tǒng)中該系統(tǒng)使制冷劑再循環(huán)通過第一換熱器和第二換熱器之間的流體回路進(jìn)行，所述第一換熱器用作冷凝器，所述第二換熱器用作蒸發(fā)器，并且所述蒸發(fā)器包括連接于該流體回路的壓縮機(jī)。該閃蒸罐與第一和第二換熱器以及壓縮機(jī)的蒸汽噴射口流體連接。閃蒸罐在熱泵系統(tǒng)的冷卻模式下用作接收器，在熱泵系統(tǒng)的加熱模式下用作閃蒸罐。通過本文的說明，其它應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解的是說明和具體實(shí)例僅用于示例的目的，并不意在限制本公開的范圍。


本說明書中描述的附圖僅用于示例的目的，并不意在以任何方式限制本公開的范圍。圖1是根據(jù)本教導(dǎo)原理的閃蒸罐的透視圖；圖2是根據(jù)本教導(dǎo)原理的包含隔板裝置的閃蒸罐的剖視圖；圖3是根據(jù)本教導(dǎo)原理的包含隔板裝置的閃蒸罐的剖視圖；圖4是沿4-4線截取的圖3的閃蒸罐剖視圖；圖5是根據(jù)本教導(dǎo)原理的包含內(nèi)殼的閃蒸罐的剖視圖，該內(nèi)殼具有頂盤，所述頂盤具有貫穿其中形成的孔，以實(shí)現(xiàn)閃蒸罐的頂部和閃蒸罐的底部之間的流體連通；圖6是根據(jù)本教導(dǎo)原理的包含內(nèi)殼的閃蒸罐的剖視圖，該內(nèi)殼具有頂盤，所述頂盤具有形成于其上的管，以實(shí)現(xiàn)閃蒸罐的頂部和閃蒸罐的底部之間的流體連通；圖7是根據(jù)本教導(dǎo)原理的包含內(nèi)殼的閃蒸罐的剖視圖，該內(nèi)殼具有頂盤部分，所述頂盤部分具有貫穿其中形成的孔和與閃蒸罐的頂部流體連通的回流管，以將閃蒸罐中的液面保持在預(yù)定的高度；圖8是根據(jù)本教導(dǎo)原理的包含內(nèi)殼的閃蒸罐的剖視圖，該內(nèi)殼具有頂盤，所述頂盤具有形成于其上的管，以實(shí)現(xiàn)閃蒸罐的頂部和閃蒸罐的底部之間的流體連通；圖9是包括與壓縮機(jī)流體連接的閃蒸罐的冷卻或制冷系統(tǒng)的示意圖；圖10是具有閃蒸罐的熱泵系統(tǒng)的示意圖；圖11是具有閃蒸罐的熱泵系統(tǒng)的示意圖；圖12是具有板式換熱器的熱泵系統(tǒng)的示意圖；圖13是說明蒸汽噴射系統(tǒng)的控制方案的示意圖；圖14是圖13的控制方案的變化所獲得的室內(nèi)溫度變化的圖示；
圖15是說明解凍控制方案的示意圖；圖16是利用圖13的控制方案所獲得的流過換熱器的流速的圖示；圖17是供應(yīng)空氣溫度與室外環(huán)境溫度的關(guān)系的圖示；圖18是室內(nèi)空氣流百分比與室外環(huán)境溫度的關(guān)系的圖示
具體實(shí)施例方式以下說明本質(zhì)上僅僅是示例性的，并不意在限制本公開、應(yīng)用或用途。蒸汽噴射可用于空調(diào)、冷卻器、冰箱和熱泵系統(tǒng)中以提高系統(tǒng)容量和效率。這樣的蒸汽噴射系統(tǒng)可包括容納液體制冷劑并將液體制冷劑轉(zhuǎn)變成中壓蒸汽和過冷液體制冷劑的閃蒸罐。中壓蒸汽被供應(yīng)到壓縮機(jī)，而過冷液體制冷劑被供應(yīng)到換熱器。將中壓蒸汽供應(yīng)到壓縮機(jī)以及將過冷液體制冷劑供應(yīng)到換熱器提高了空調(diào)、冷卻器、冰箱和/或熱泵系統(tǒng)的系統(tǒng)總?cè)萘亢托?。蒸汽噴射可用于能夠向商業(yè)和居民建筑提供加熱和冷卻的熱泵系統(tǒng)中，以提高加熱容量和效率和/或冷卻容量和效率。因?yàn)橥瑯拥脑颍W蒸罐可用于冷卻器應(yīng)用中以提供對(duì)水的冷卻效應(yīng)，并可用于制冷系統(tǒng)中以冷卻展示柜或冰箱的內(nèi)部空間，以及用于空調(diào)系統(tǒng)中以影響房間或建筑的溫度。雖然熱泵系統(tǒng)可以包括冷卻循環(huán)和加熱循環(huán)，但是冷卻器、冰箱和空調(diào)系統(tǒng)通常僅包括冷卻循環(huán)，而在世界上一些地方，提供加熱和冷卻循環(huán)的熱泵冷卻器才是標(biāo)準(zhǔn)的。每種系統(tǒng)都可以在整個(gè)制冷循環(huán)中使用制冷劑來產(chǎn)生期望的冷卻或加熱效應(yīng)。對(duì)于空調(diào)應(yīng)用，使用制冷循環(huán)來降低通常為房間或建筑的待冷卻空間的溫度。對(duì)于該應(yīng)用，通常使用風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)來強(qiáng)制環(huán)境空氣與蒸發(fā)器更快地接觸，從而強(qiáng)化傳熱并將周圍環(huán)境冷卻。對(duì)于冷卻器應(yīng)用，制冷循環(huán)將水蒸氣冷卻。當(dāng)在加熱模式下運(yùn)行時(shí)，熱泵冷卻器使用制冷循環(huán)來加熱水蒸氣。與使用風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)不同，制冷劑停留在換熱器的一側(cè)，而循環(huán)水或鹽水提供用于蒸發(fā)的熱源。在加熱模式過程中，熱泵冷卻器通常使用環(huán)境空氣作為用于蒸發(fā)的熱源，但是也可以使用其它熱源，例如地下水或從土地吸熱的換熱器。這樣，換熱器將通過其中的水冷卻或加熱，因?yàn)樵诶鋮s模式下熱從水傳遞到制冷劑，在加熱模式下熱從制冷劑傳遞到水。在制冷系統(tǒng)中，例如冰箱或制冷的展示柜中，換熱器將該設(shè)備的內(nèi)部空間冷卻，并且冷凝器將所吸收的熱排出。通常使用風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)來強(qiáng)制設(shè)備內(nèi)部空間中的空氣與蒸發(fā)器更快地接觸，以強(qiáng)化傳熱并將內(nèi)部空間冷卻。在熱泵系統(tǒng)中，制冷循環(huán)既用于加熱也用于冷卻。熱泵系統(tǒng)可包括室內(nèi)單元和室外單元，室內(nèi)單元能夠?qū)⑸虡I(yè)或居民建筑的房間或內(nèi)部空間加熱或冷卻。熱泵系統(tǒng)也可以是“室外”和“室內(nèi)，，部分合并在一個(gè)框架中的整體構(gòu)造。盡管上述系統(tǒng)各自具有獨(dú)特的特征，但均可使用蒸汽噴射來提高系統(tǒng)容量和效率。具體地說，在各個(gè)系統(tǒng)中，從換熱器接收液體制冷劑流并將一部分液體制冷劑轉(zhuǎn)變成蒸汽的閃蒸罐可用于降低壓縮機(jī)產(chǎn)生處于期望的排放壓力下的蒸汽所需的功的大小。由于壓縮機(jī)從閃蒸罐接收的蒸汽為略高于吸入壓力且略低于排放壓力的中等壓力，所以壓縮機(jī)將該中等壓力蒸汽壓縮到期望的排放壓力所需的功的大小得以降低，這是因?yàn)樵撝械葔毫φ羝麅H需通過壓縮機(jī)的一部分。作為中等壓力蒸汽的副產(chǎn)物形成的過冷液體制冷劑通過提高與系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的蒸發(fā)器和冷凝器的效率和容量而提高了系統(tǒng)的總?cè)萘亢托省Ｒ驗(yàn)閺拈W蒸罐排出的液體是過冷的，所以當(dāng)該液體供應(yīng)到蒸發(fā)器時(shí)，能夠從環(huán)境吸收更多的熱，從而提高了加熱或冷卻模式中所述一對(duì)換熱器(即冷凝器和蒸發(fā)器)的總體性能。參照?qǐng)D1至圖8，提供了用于供上述任何系統(tǒng)使用的閃蒸罐10。閃蒸罐10包括外殼12，該外殼具有頂部14、底部16和大體上在頂部14和底部16之間延伸的中部18。頂部14、底部16和中部18共同限定出外殼12的內(nèi)部容積20。外殼優(yōu)選具有約4至6的高度與直徑比，以加強(qiáng)通過重力進(jìn)行的液體分離。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，外殼12的高度為12英寸，直徑為2. 5英寸，從而得到大約為5的高度與直徑比。這樣的構(gòu)造產(chǎn)生約50立方英寸的內(nèi)部容積20，該尺寸對(duì)于基于約20%蒸汽噴射的三噸熱泵是有效的。外殼12包括第一口 22，該第一口穿過中部18中形成，并且設(shè)置成距外殼12的底部16約等于外殼12總高度的三分之一的距離。第一口 22與內(nèi)部容積20處于流體連通， 并且與中部18的內(nèi)表面M相切地定位，使得從第一口 22進(jìn)入的流體與內(nèi)表面M接觸并繞著內(nèi)表面M流動(dòng)，這在圖4中顯示得最清楚。L形彎管沈連接于中部18的外表面觀，并與第一口 22流體連接。L形彎管沈包括連接到中部18的外表面28上并與第一口 22相鄰的第一部分30。該第一部分30從外表面觀延伸成使得第一部分30與中部18基本垂直。L形彎管沈的第二部分32與第一部分 30流體連接，并從第一部分30開始以大約90度角延伸，使得第二部分32與第一部分30基本垂直。因?yàn)榈诙糠?2與第一部分30基本垂直，因此第二部分與中部18隔開并基本平行。第二部分32包括設(shè)于第二部分32的與第一部分30和第二部分32之間的連接處相反的端部處的接頭34。第一部分30、第二部分32和接頭34之間的配合提供了通過第一口 22與外殼12 的內(nèi)部容積20相連通的流體通道36。流體通道36包括與接頭34流體連接并與第一部分 30的第二室40流體連接的第一室38。第二室40與外殼12的第一口 22流體連接，并且具有比第一室38大的容積。第二室40的較大容積使得第二室40能夠用作膨脹室，以在高速的膨脹制冷劑輸入流體到達(dá)外殼12的內(nèi)部容積20之前減少與其相關(guān)的湍流?？商娲?， 第二室40也可以具有比第一室38小的容積，但是可以具有比第一室38大的直徑，以在輸入流體到達(dá)外殼12的內(nèi)部容積20之前降低其速度。閃蒸罐10還包括大體上位于外殼12的底部16的第二口 42。第二口 42與外殼 12的內(nèi)部容積20以及接頭44流體連接。盡管接頭44示出為與底部16的外表面46基本垂直，但是可替代地，接頭44也可以從底部16的底表面48延伸出。將接頭44定位在底部 16的外表面46上還是底表面48上在很大程度上取決于閃蒸罐10以及閃蒸罐10所連接的系統(tǒng)的構(gòu)造。閃蒸罐10還包括大體上位于外殼12的頂部14內(nèi)的蒸汽噴射裝置50。蒸汽噴射裝置50包括壓力計(jì)接頭52和出口 M。壓力計(jì)接頭52使閃蒸罐10具有測(cè)量閃蒸罐的壓力(即噴射壓力)的能力，以達(dá)到控制閃蒸罐內(nèi)液體高度的目的。出口 M與外殼12的內(nèi)部容積20流體連接，以便排出儲(chǔ)存于內(nèi)部容積20上部?jī)?nèi)的中壓蒸汽。在運(yùn)行中，液體通常從L形彎管沈處進(jìn)入，沿著流體通道36行進(jìn)，然后到達(dá)第一口 22。輸入流體的速度因?yàn)榱黧w和L形彎管沈的第二室40之間的相互作用而降低。具體地說，當(dāng)輸入流體穿過L形彎管沈的第一室38時(shí)，流體發(fā)生大致90度的轉(zhuǎn)彎，并遇到第二室40。因?yàn)榈诙?0的容積和/或直徑比第一室38大，所以輸入流體在第二室40內(nèi)降低速度，從而降低與流體流動(dòng)相關(guān)的湍流。流體從L形彎管沈的第二室40出來后遇到第一口 22。因?yàn)榈谝豢?22相對(duì)于中部18的內(nèi)表面M相切地設(shè)置，所以使得流體沿著內(nèi)表面M流動(dòng)，從而減少與輸入流體流動(dòng)相關(guān)的任何剩余湍流。一旦流體進(jìn)入外殼12的內(nèi)部容積20，由于閃蒸罐10保持在比入口液體低的壓力下，所以流體在重力作用下分離成過冷流體和中壓蒸汽。過冷液體通常集中在外殼12的底部16，而中壓蒸汽集中在外殼12的頂部14附近。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，位于外殼12的內(nèi)部容積20內(nèi)的過冷液體的液面高度保持在基本等于罐總高度的三分之二的高度處，使得外殼12的上三分之一部分容納中壓蒸汽。保持外殼12的內(nèi)部容積20內(nèi)過冷液體的液面高度可以通過視鏡56或液面高度傳感器58來實(shí)現(xiàn)，或通過利用諸如噴射壓力或壓縮機(jī)排放溫度的參數(shù)調(diào)節(jié)閃蒸罐流量控制來實(shí)現(xiàn)。如果使用視鏡56來監(jiān)測(cè)外殼12內(nèi)過冷液體的液面高度，則優(yōu)選將視鏡56設(shè)于液體在外殼12中的期望高度附近。如上所述，一個(gè)這樣的優(yōu)選液面高度大約等于外殼12總高度的三分之二。因此，將視鏡56設(shè)在外殼12總高度的約三分之二處將能夠測(cè)定位于內(nèi)部容積20中的過冷液體的液面高度。如果使用液面高度傳感器58代替視鏡56或兩者結(jié)合使用，則可將液面高度傳感器58設(shè)于液體在外殼12的內(nèi)部容積20中的期望液面高度處，從而能夠測(cè)定內(nèi)部容積20 內(nèi)的液面高度。如果內(nèi)部容積20內(nèi)的液面高度超過期望的液面高度或落到下限閾值以下， 那么還可以在外殼12的內(nèi)部容積20內(nèi)使用附加的液面高度傳感器58來測(cè)定內(nèi)部容積內(nèi)過冷液體確切的液面高度，從而提供具體的液面高度數(shù)據(jù)。如上所述，進(jìn)入閃蒸罐10中的輸入流體通常為湍流。與輸入流體相關(guān)的湍流降低了閃蒸罐10充分分離成過冷液體和中壓蒸汽的能力。因此，減少輸入流體的湍流提高了閃蒸罐10將流體分離成過冷流體和中壓蒸汽的能力。盡管第二室40的膨脹容積和第一口 22 相對(duì)于中部18的內(nèi)表面M的定位(即與內(nèi)表面M相切)降低了與輸入流體相關(guān)的湍流， 但是也可以采取附加措施進(jìn)一步控制輸入流體。具體參照?qǐng)D2，示出的閃蒸罐10包括上隔板60和下隔板62。上隔板60大體上位于第一口 22之上，包括一系列孔64，使得外殼12的底部16與外殼12的頂部14之間能夠流體連通。下隔板62大體上位于外殼12的底部16附近，同樣包括一系列孔64。下隔板62的孔64使得第一口 22和第二口 42能夠流體連通，使任何大體位于下隔板62上方的過冷液體可以穿過下隔板62的各孔64并從第二口 42排出外殼12。上隔板60和下隔板62 —起將輸入流體基本上限定在上隔板60和下隔板62之間。因此，任何與輸入液體相關(guān)的湍流都基本上受到限定，并且不干擾外殼12的頂部14附近的蒸汽。例如，如果外殼12的頂部14包括中壓蒸汽，則上隔板60防止從第一口 22進(jìn)入外殼12的流體將過冷流體濺到上隔板60以上，從而防止過冷流體與中壓蒸汽混合。如果沒有上隔板60，則輸入流體可能導(dǎo)致外殼12的內(nèi)部容積20中的過冷液體與中壓蒸汽混合， 并從而可能導(dǎo)致蒸汽噴射裝置50在其出口 M處提供混合有過冷液體和輸入液體的中壓蒸汽。希望這樣的混合物處于最少的量(即約5%的液體和95%的蒸汽)，過量會(huì)對(duì)與蒸汽噴射裝置50相連的壓縮機(jī)的耐久性產(chǎn)生不利影響。因此，通過使閃蒸罐10更有效果并更有效率地將輸入流體分離成過冷液體和中壓蒸汽，上隔板60和下隔板62聯(lián)合起來改善了閃蒸罐10的總體功能。具體參照?qǐng)D3，所示的閃蒸罐10具有上隔板66和一系列傾斜隔板68。上隔板66 位于外殼12的內(nèi)部容積20內(nèi)，使得上隔板66與中部18的內(nèi)表面M基本垂直。上隔板66 可包括中心孔70和/或一系列小孔72，使得外殼12的底部16與外殼12的頂部14之間能夠流體連通。傾斜隔板68從上隔板66向下延伸，相對(duì)于上隔板66成角度地定位。每個(gè)傾斜隔板68都具有延伸穿過其中的中心孔70和/或具有一系列小孔72。與上隔板66 — 樣，這些中心孔70和/或小孔72提供穿過傾斜隔板68的流體連通，從而實(shí)現(xiàn)外殼12的底部16與外殼12的頂部14之間的流體連通。如上所述，與輸入流體相關(guān)的湍流能夠?qū)﹂W蒸罐10將輸入流體分離成過冷流體和中壓蒸汽的性能產(chǎn)生不利影響。上隔板66和傾斜隔板68共同減少了與輸入流體相關(guān)的湍流。具體地說，當(dāng)流體從外殼12的第一口 22引入時(shí)，如上所述，由于第一口 22與內(nèi)表面 M之間的相切關(guān)系，流體與中部18的內(nèi)表面M接合。第一口 22與內(nèi)表面M之間的相切關(guān)系導(dǎo)致輸入流體與內(nèi)表面M接合并繞著內(nèi)表面M流動(dòng)，這在圖4中表示得最清楚。上隔板66和傾斜隔板68之間的配合進(jìn)一步加強(qiáng)了輸入流體繞著中部18的內(nèi)表面M并遠(yuǎn)離上隔板66的流動(dòng)。具體地說，當(dāng)輸入流體排出第一口 22并與中部18的內(nèi)表面M接合時(shí)，流體被上隔板66限制不能在外殼12的內(nèi)部容積20內(nèi)大體向上流動(dòng)。因此，由于傾斜隔板68的位置，使得流體繼續(xù)沿中部18的內(nèi)表面M流動(dòng)并實(shí)際上在外殼12的內(nèi)部容積20內(nèi)向下流動(dòng)。通過這種方式，上隔板66與傾斜隔板68聯(lián)合起來降低了與輸入流體相關(guān)的湍流，并將輸入流體導(dǎo)向外殼12的底部16，遠(yuǎn)離儲(chǔ)存于外殼12頂部14中的中壓蒸汽。因此，上隔板 66和傾斜隔板68聯(lián)合起來提高了閃蒸罐10將輸入流體分離成過冷液體和中壓蒸汽的能力，并因此改善了閃蒸罐10的總體性能。具體參照?qǐng)D5至圖7，示出的閃蒸罐10包括內(nèi)殼74。如以上針對(duì)隔板60、62、66 和68所述，降低與輸入流體相關(guān)的湍流以及改善閃蒸罐10將輸入流體分離成過冷液體和中壓蒸汽的能力，將會(huì)改善閃蒸罐10的總體效率和性能。內(nèi)殼74與L形彎管沈的第二室 40以及第一口 22和中部18的內(nèi)表面M之間的相切關(guān)系聯(lián)合起來，進(jìn)一步改善閃蒸罐10 防止過冷液體和輸入液體與中壓蒸汽混合的能力。具體參照?qǐng)D5，示出的內(nèi)殼74包括基本垂直于中部18形成的頂盤76，和從頂盤76 的底部向外殼12的底部16延伸的圓筒體78。頂盤76可與中部18的內(nèi)表面M接觸，使得在頂盤76和中部18的內(nèi)表面M之間的結(jié)合處不允許外殼12的底部16與外殼12的頂部14之間流體連通。而是通過形成在頂盤76中的孔80來控制底部16與頂部14之間的流體連通?？?0使得由從第一口 22進(jìn)入的流體產(chǎn)生的蒸汽能夠從大體位于頂盤76之下的區(qū)域向外殼12的頂部14逸出。盡管孔80使得中壓蒸汽能夠穿過頂盤76向外殼12的頂部14選出，但是頂盤76阻止來自第一口 22的輸入流體以及位于底部16內(nèi)的過冷液體與儲(chǔ)存于外殼12的頂部14中的中壓蒸汽接觸。如上所述，從第一口 22輸入的流體通常包括至少一些湍流。因?yàn)檩斎肓黧w的速度和湍流沒有被L形彎管沈的第二室40以及第一口 22與中部18的內(nèi)表面M之間的相切關(guān)系所完全消除，所以輸入流體可能與過冷液體混合并可導(dǎo)致輸入流體在外殼12的內(nèi)部容積20內(nèi)發(fā)生攪動(dòng)，從而導(dǎo)致已經(jīng)位于內(nèi)部容積20中的流體和/或過冷液體在內(nèi)部容積 20中攪動(dòng)并大體上向外殼12的頂部14移動(dòng)。因?yàn)轫敱P76僅包括孔80，所以大部分流體和/或過冷液體被限制進(jìn)入外殼12的頂部14中以及與中壓蒸汽混合。因此，頂盤76有效地實(shí)現(xiàn)了外殼12的底部16與外殼12的頂部14之間的流體連通，同時(shí)改善了閃蒸罐10保持中壓蒸汽與過冷液體和從第一口 22輸入的流體相分離的能力。因此，頂盤76改善了閃蒸盤10在將輸入流體分離成中壓蒸汽和過冷液體并維持這種分離狀態(tài)方面的總體性能和效率。盡管頂盤76描述為具有單個(gè)孔80，但是頂盤76也可以具有穿過其中形成的多個(gè)孔，以修整外殼12的底部16與外殼12的頂部14之間的流體流動(dòng)。頂盤76可以定位在外殼12的內(nèi)部容積20中的任何高度處，但是優(yōu)選將頂盤76定位在期望的閃蒸罐液面高度處。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，位于外殼12的內(nèi)部容積20中的過冷液體的期望液面高度基本等于外殼12總高度的三分之二。因此，可以將內(nèi)殼74相對(duì)于外殼12定位成使得頂盤 76位于外殼12的總高度的約三分之二處。具體參照?qǐng)D6，示出的閃蒸罐10包括內(nèi)殼74，該內(nèi)殼具有從頂盤76延伸的管82。 管82實(shí)現(xiàn)外殼12的底部16與外殼12的頂部14之間的流體連通。管82包括沿著管82 的長(zhǎng)度延伸的中心孔84。管82防止輸入流體和/或過冷液體進(jìn)入外殼12的頂部14以及與儲(chǔ)存于頂部14中的中壓蒸汽混合。因?yàn)檩斎肓黧w進(jìn)入外殼12的底部16中的運(yùn)動(dòng)通常為湍流，使得輸入流體和/或過冷液體在底部16內(nèi)攪動(dòng)，因此輸入流體和/或過冷液體通常在內(nèi)部容積20中上升并下降。因此，輸入流體和/或過冷液體可上升到形成于頂盤76中的局部(localized)孔80 處并實(shí)際上到達(dá)外殼12的頂部14。管82使得輸入流體和/或過冷液體能夠上升并進(jìn)入管82的孔84中，但實(shí)際上不與中壓蒸汽接觸和混合。因此，通過提供具有管82的頂盤76，從第一口 22輸入的流體和/ 或過冷液體與外殼12頂部14中的中壓蒸汽的混合被限制到所希望的“濕”噴射混合(即如上所述的液體占5% )。具體參照?qǐng)D7，所示的閃蒸罐10包括內(nèi)殼74，該內(nèi)殼具有孔80和溢流回流管86。 如前面參照?qǐng)D5所述，孔80實(shí)現(xiàn)了外殼12的底部16與外殼12的頂部14之間的流體連通， 同時(shí)降低了輸入流體和/或過冷液體與儲(chǔ)存于頂部14中的中壓蒸汽發(fā)生混合的可能性。然而，如果第一口 22處的輸入流體速度過大，或液體制冷劑加料過多，導(dǎo)致在外殼12的內(nèi)部容積20中形成湍流，或輸入流體和/或過冷液體的體積超過預(yù)定體積，則位于內(nèi)部容積20 內(nèi)的輸入流體和/或過冷液體可能在內(nèi)部容積20中上升并遇到孔80，使得輸入流體和/或過冷液體穿過孔80并進(jìn)入到外殼12的頂部14中。如果輸入液體和/或過冷液體穿過孔80并進(jìn)入外殼12的頂部14，則輸入液體和 /或過冷液體可能與中壓蒸汽混合并被蒸汽噴射裝置50從外殼12的內(nèi)部容積20中在出口 54處抽出，這可能對(duì)與閃蒸罐10相連的壓縮機(jī)造成損害。溢流回流管86穿過外殼12的中部18，并大體定位在頂盤76的孔80以上。溢流回流管86包括與外殼12流體連接的流體通道88。如果輸入流體和/或過冷流體流過孔 80，穿過內(nèi)殼74的頂盤76，那么輸入流體和/或過冷液體將被溢流回流管86收集，并通過流體通道88與第二口 42處的排出的過冷液體混合，以防止輸入流體和/或過冷液體與中壓蒸汽混合。溢流回流管86與孔80的聯(lián)合作用將可能通過頂盤76溢出的任何流體和/ 或過冷液體收集起來，并將輸入流體和/或過冷液體重新導(dǎo)離外殼12的頂部14，并因此導(dǎo)離蒸汽噴射裝置50。 盡管已將內(nèi)殼74描述成防止輸入流體和/或過冷液體從外殼12的底部16濺到外殼12的頂部14中，但是內(nèi)殼74也可以通過將外殼12中的過冷液體維持在約等于外殼 12總高度的三分之二的高度處來改善閃蒸罐將輸入流體分離成中壓蒸汽和過冷液體的能力。這是通過將頂盤76在內(nèi)部容積20中定位在約等于外殼12總高度的三分之二的高度處而實(shí)現(xiàn)的。 具體參照?qǐng)D8，示出的閃蒸罐10包括內(nèi)殼74，該內(nèi)殼具有從頂盤76大體向外殼12 的底部16延伸的管83。管83實(shí)現(xiàn)外殼12的底部16和外殼12的頂部14之間的流體連通。管83包括喇叭口 87和沿著管83的長(zhǎng)度延伸的中心孔85。管83防止輸入流體和/或過冷液體進(jìn)入外殼12的頂部14以及與存儲(chǔ)于頂部14中的中壓蒸汽混合。由于第一口 22和外殼18之間的相切關(guān)系，輸入流體進(jìn)入外殼12的底部16的運(yùn)動(dòng)通常沿著外殼18的內(nèi)表面進(jìn)行。輸入流體與內(nèi)表面M之間的相互作用導(dǎo)致輸入流體在外殼18內(nèi)形成渦流(如圖8中89示意性所示)。管83大體位于渦流89內(nèi)，使得輸入流體圍繞喇叭口 87打旋并且不進(jìn)入中心孔85中。如上所述，輸入流體被分離成過冷液體和中壓蒸汽。管83的定位結(jié)合喇叭口 87 以及位于管83的與喇叭口 87相反的一端上的擴(kuò)散器91 一起將中壓蒸汽從外殼12的底部 16轉(zhuǎn)移到外殼12的頂部14(即穿過頂盤76)而不引起壓降。因此，管83、喇叭口 87和擴(kuò)散器91提供了這樣一個(gè)低壓降通道它實(shí)現(xiàn)外殼12的底部16與外殼12的頂部14之間的流體連通，并且當(dāng)中壓蒸汽從外殼12的底部16向外殼12的頂部14移動(dòng)時(shí)不降低中壓蒸汽的壓力。通過提供具有管83的頂盤76，第一口 22處的輸入流體和/或過冷液體與外殼 12頂部14中的中壓蒸汽的混合被限制到所希望的“濕”噴射混合(即如上所述的液體占 5% )。具體參照?qǐng)D9，所示的閃蒸罐10包含在制冷或冷卻系統(tǒng)90中，所述制冷或冷卻系統(tǒng)包括蒸發(fā)器92、第一膨脹裝置94、冷凝器96和第二膨脹裝置98。制冷或冷卻系統(tǒng)90的每個(gè)組件都與壓縮機(jī)100流體連接，所述壓縮機(jī)使流體在各組件之間循環(huán)。在運(yùn)行時(shí)，由壓縮機(jī)100產(chǎn)生處于排放壓力的蒸汽，所述蒸汽通常從排放接頭102 處排出壓縮機(jī)100。處于排放壓力的蒸汽沿著管道104行進(jìn)并進(jìn)入冷凝器96。一旦處于冷凝器96中，則排放壓力下的蒸汽通過放熱由高壓蒸汽相變成液相。一旦高壓蒸汽已轉(zhuǎn)變成液體，該液體則從冷凝器96排出并沿著管道106向第二膨脹裝置98行進(jìn)。第二膨脹裝置在制冷劑到達(dá)閃蒸罐10的接頭34之前使所述液體膨脹。膨脹的液體大體在接頭34處進(jìn)入閃蒸罐10，并且遇到L形彎管沈和第一口 22。如上所述，輸入流體首先遇到L形彎管沈的第一室38，然后遇到L形彎管沈的第二室40，從而在到達(dá)第一口 22之前降低其速度。一旦輸入流體從L形彎管沈的第二室40 排出，該流體則穿過第一口 22，并由于第一口 22與中部18的內(nèi)表面M之間的相切關(guān)系而與中部18的內(nèi)表面M接合。輸入流體沿著中部18的內(nèi)表面M行進(jìn)，并被上隔板60阻止而不能在外殼12內(nèi)上升?！┝黧w處于外殼12的底部16中，該流體則被分離成過冷液體和中壓蒸汽。過冷液體通常集中于外殼12的底部16，而中壓蒸汽則在內(nèi)部容積20中向上行進(jìn)，穿過上隔板 60的孔64并進(jìn)入到外殼12的頂部14中。位于外殼12的底部16中的過冷液體通過第二口 42從內(nèi)部容積20中排出。排出的過冷液體通過接頭44排出第二口 42，并沿著管道108行進(jìn)，所述管道108大體上在閃蒸罐10的第二口 42和位于蒸發(fā)器92上游的膨脹裝置94之間延伸。過冷液體沿著管道108 行進(jìn)并經(jīng)過膨脹裝置94。過冷液體被膨脹裝置94膨脹并在膨脹后進(jìn)入蒸發(fā)器92。一旦處于蒸發(fā)器92中，則過冷液體從液相變成蒸汽相，從而產(chǎn)生冷卻效應(yīng)。一旦過冷液體從液相變成蒸汽相，則該蒸汽排出蒸發(fā)器92并沿著管道110行進(jìn)， 所述管道110大體上在蒸發(fā)器92和壓縮機(jī)100的吸入口 112之間延伸。蒸汽被從管道110 中吸出，并從吸入口 112進(jìn)入壓縮機(jī)100。一旦蒸汽到達(dá)壓縮機(jī)100，則開始新的循環(huán)，且壓縮機(jī)將進(jìn)入的蒸汽加壓到排放壓力，然后將處于排放壓力的蒸汽從排放接頭102分配。位于外殼12的頂部14中的中壓蒸汽通過蒸汽噴射裝置50供應(yīng)到壓縮機(jī)100。具體地說，中壓蒸汽從蒸汽噴射裝置50的出口 M供應(yīng)到壓縮機(jī)100的噴射口 114。如上所述，中壓蒸汽的壓力比排放壓力低，但是比從壓縮機(jī)100的吸入口 112處接收的蒸汽的壓力 (即吸入壓力)高。中壓蒸汽在噴射口 114被射入，并且由于其相對(duì)于吸入壓力的高壓，僅需要穿過壓縮機(jī)100的一部分就能達(dá)到排放壓力。因此，減少了壓縮機(jī)100產(chǎn)生處于排放壓力的蒸汽所需要做的功。通過減少壓縮機(jī)100產(chǎn)生處于排放壓力的蒸汽所需做功的量， 減少了與壓縮機(jī)100的運(yùn)行相關(guān)的能量，并提高了系統(tǒng)90的總體效率?？梢栽趪娚淇?114 附近設(shè)置并流體連接電磁閥117，以便根據(jù)容量控制的需要選擇性地關(guān)閉或開啟噴射流。具體參照?qǐng)D10，所示的閃蒸罐10包含在能夠以加熱和冷卻模式運(yùn)行的熱泵系統(tǒng) 116中。熱泵系統(tǒng)116包括與室內(nèi)換熱器120和室外換熱器122流體連接的壓縮機(jī)118。四路換向閥1 大體安裝于壓縮機(jī)118和室內(nèi)、室外換熱器120、122之間，以引導(dǎo)系統(tǒng)116內(nèi)的流體流動(dòng)。具體地說，當(dāng)四路換向閥1 將流體從壓縮機(jī)118導(dǎo)向室內(nèi)換熱器120時(shí)，熱泵系統(tǒng)116以加熱模式運(yùn)行，當(dāng)四路換向閥IM將流體從壓縮機(jī)118導(dǎo)向室外換熱器122 時(shí)，熱泵系統(tǒng)116以冷卻模式運(yùn)行。止回閥1 和控制裝置1 與室內(nèi)換熱器120相關(guān)聯(lián)?？刂蒲b置1 可以是熱膨脹閥、電子膨脹閥或固定節(jié)流孔。如果控制裝置1 是熱膨脹閥，可將壓力計(jì)接頭130和燈泡132流體連接在室內(nèi)換熱器120的與熱膨脹閥相反的一側(cè)，用于控制熱膨脹閥。盡管示出的止回閥1 和控制裝置1 為獨(dú)立的、分離的元件，但是止回閥1 和控制裝置1 也可以是市售的、與室內(nèi)換熱器120流體連通的單個(gè)整體單元。室外換熱器122同樣也包括止回閥134和控制裝置136?？刂蒲b置136可以是熱膨脹閥、電子膨脹閥或固定節(jié)流孔。如果控制裝置136是熱膨脹閥，可將壓力計(jì)接頭138和燈泡140設(shè)置在室外換熱器122的與熱膨脹閥相反的一側(cè)，用于控制熱膨脹閥。盡管示出的止回閥134和控制裝置136為獨(dú)立的元件，但是止回閥134和控制裝置136也可以合并成流體連接到室外換熱器122的市售的單個(gè)整體單元。如果分別與室內(nèi)換熱器120和室外換熱器122相關(guān)的控制裝置1 和136中任一個(gè)為固定節(jié)流孔或毛細(xì)管，則應(yīng)當(dāng)設(shè)置蓄集器142。因?yàn)楣潭ü?jié)流孔和毛細(xì)管不能進(jìn)行調(diào)節(jié)以適于加熱或冷卻載荷的變化，所以需要蓄集器142來保持與壓縮機(jī)118和換熱器120、 122流體連通的制冷劑儲(chǔ)備，以防載荷導(dǎo)致過量的制冷劑返回壓縮機(jī)的吸入側(cè)。因此，如果對(duì)與室內(nèi)換熱器120或室外換熱器122相關(guān)的控制裝置1觀、136中任一個(gè)使用固定節(jié)流孔或毛細(xì)管，則可能需要蓄集器142。所示的閃蒸罐10與壓縮機(jī)118、室內(nèi)換熱器120和室外換熱器122流體連接。止回閥144和控制裝置146大體上設(shè)于閃蒸罐10和室內(nèi)換熱器120的止回閥1 和控制裝置1 之間?？刂蒲b置146可以是熱膨脹閥、電子膨脹閥或固定節(jié)流孔。如果控制裝置146 是熱膨脹閥，可在閃蒸罐10的第二口 44之后將壓力計(jì)接頭147和燈泡149流體連接到管道156上。同樣，盡管示出的止回閥144和控制裝置146為獨(dú)立元件，但是止回閥144和控制裝置146也可以設(shè)置成流體連接在與室內(nèi)換熱器120相關(guān)的止回閥126、控制裝置1 和閃蒸罐10之間的單個(gè)單元。閃蒸罐10的蒸汽噴射裝置50與壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148流體連接，以在熱泵系統(tǒng)116運(yùn)行期間選擇性地向壓縮機(jī)118供應(yīng)中壓蒸汽。電磁閥150大體設(shè)于蒸汽噴射裝置50的出口 M與壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148之間。電磁閥150可以是電磁閥，或任何用于控制向壓縮機(jī)118的噴射流的適當(dāng)裝置，以便根據(jù)需要控制容量。電磁閥150優(yōu)選離壓縮機(jī)118的噴射口 148盡可能地近，以將壓縮氣體再膨脹損失最小化。盡管將固定節(jié)流孔說明為控制裝置128、146的一個(gè)選擇，但是可替代地，該固定節(jié)流孔也可以是毛細(xì)管。此外，盡管已將控制裝置128、146—般性地說明為電子膨脹閥，但該電子膨脹閥可包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電磁閥或脈沖寬度調(diào)制的電磁閥。參照?qǐng)D10，將詳細(xì)說明熱泵系統(tǒng)116的運(yùn)行。如上所述，熱泵系統(tǒng)116能夠以加熱模式和冷卻模式運(yùn)行。在加熱模式下，閃蒸罐10通過打開電磁閥150選擇性地向壓縮機(jī) 118的蒸汽噴射口 148提供中壓蒸汽。在冷卻模式下，閃蒸罐10通過關(guān)閉電磁閥150用作接收器，從而防止中壓蒸汽到達(dá)壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148。液體制冷劑被接收器(即閃蒸罐10)輕微過冷，從而降低冷凝器(即室外換熱器12 所需的過冷量，因而輕微降低冷凝器負(fù)荷和冷卻模式下所需的壓力。在冷卻模式下，壓縮機(jī)118通過管道152向四路換向閥IM提供處于排放壓力的汽化制冷劑。如果室內(nèi)換熱器120和室外換熱器122中的一個(gè)或兩者都使用固定節(jié)流孔或毛細(xì)管作為控制裝置128、136，則所需的蓄集器142可以沿著管道174流體連接在壓縮機(jī) 118和四路換向閥IM之間。處于排放壓力的蒸汽制冷劑沿著管道152行進(jìn)并遇到四路換向閥124，閥IM將處于排放壓力的汽化制冷劑沿著管道154向室外換熱器122引導(dǎo)。處于排放壓力的汽化制冷劑進(jìn)入室外換熱器122并放熱，其狀態(tài)從而從高壓蒸汽變成液態(tài)。以這種方式，室外換熱器122在冷卻模式中用作冷凝器。一旦汽化的制冷劑充分地由蒸汽變?yōu)橐簯B(tài)，液體制冷劑則從室外換熱器122中排出并流過止回閥134，繞過控制裝置136。液體制冷劑通過管道156穿過止回閥134到達(dá)閃蒸罐10的第二口 44。液體制冷劑從第二口 44進(jìn)入閃蒸罐10并大體上容納在外殼12的底部16內(nèi)。位于閃蒸罐10的內(nèi)部容積20中的液體制冷劑僅被允許到達(dá)約等于外殼12總高度三分之一的液面高度處，因?yàn)樵诶鋮s模式中用作出口的第一口 22位于約等于外殼12總高度三分之一的高度處。因此，當(dāng)從冷卻模式下用作入口的第二口 44進(jìn)入的液體到達(dá)約等于外殼12總高度三分之一的高度時(shí)，液體遇到第一口 22并通過L形彎管沈從閃蒸罐10 的內(nèi)部容積20中排出。從第二口 44進(jìn)入的液體不分離為過冷液體和中壓蒸汽，因?yàn)檠刂篌w上在蒸汽噴射裝置50的出口 M和壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148之間延伸的管道158設(shè)置的電磁閥 150保持關(guān)閉。因?yàn)殡姶砰y150保持關(guān)閉，所以不允許中壓蒸汽從閃蒸罐10的內(nèi)部容積20 中逸出以及沿著管道158流向壓縮機(jī)118。因?yàn)椴辉试S中壓蒸汽沿著管道158行進(jìn)以及進(jìn)入壓縮機(jī)118，所以進(jìn)入閃蒸罐10的液體制冷劑不能膨脹成中壓蒸汽和過冷液體制冷劑。 由于進(jìn)入閃蒸罐10的液體制冷劑不能分離成中壓蒸汽和過冷液體，所以進(jìn)入的流體僅停留在外殼12的底部16內(nèi)，從而使得閃蒸罐10在冷卻模式下用作接收器。當(dāng)處于外殼12底部16中的液體制冷劑到達(dá)第一口 22時(shí)，液體制冷劑進(jìn)入第一口 22并通過L形彎管沈排出外殼12。液體制冷劑首先遇到L形彎管沈的第二室40，并穿過第二室40直到通過第一室38和接頭34從L形彎管沈排出。一旦液體制冷劑從接頭34 排出閃蒸罐10，液體制冷劑則沿著大體位于接頭34和止回閥144之間的管道160行進(jìn)。液體制冷劑遇到止回閥144并從中穿過，從而繞過控制裝置146。一旦液體制冷劑通過止回閥144繞過控制裝置146，液體制冷劑將沿著大體上在止回閥144和止回閥1 之間延伸的管道162行進(jìn)。液體制冷劑沿著管道162行進(jìn)并與和室內(nèi)換熱器120相關(guān)的止回閥1 接合。止回閥1 使得液體制冷劑沿著管道164行進(jìn)并與控制裝置1 接合?？刂蒲b置在液體制冷劑到達(dá)室內(nèi)換熱器120之前使液體制冷劑膨脹。如果控制裝置1 是固定節(jié)流孔，那么液體制冷劑在到達(dá)室內(nèi)換熱器120之前的膨脹程度是固定的。然而，如果控制裝置 128是熱膨脹裝置或電子膨脹裝置中的一種，則控制裝置1 將根據(jù)冷卻需要來調(diào)節(jié)液體制冷劑的膨脹量。膨脹后的制冷劑離開控制裝置128并通過管道166和168進(jìn)入室內(nèi)換熱器120。 一旦制冷劑進(jìn)入室內(nèi)換熱器120中，制冷劑將從周圍環(huán)境吸熱并從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。以這種方式，室內(nèi)換熱器120在冷卻模式下用作蒸發(fā)器。一旦制冷劑已充分地從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，制冷劑將離開室內(nèi)換熱器120并通過管道 170返回到四路換向閥124。四路換向閥IM通過管道174將汽化的制冷劑引至壓縮機(jī)118 的吸入口 172。在加熱模式中，四路換向閥使制冷劑在熱泵系統(tǒng)116內(nèi)反向流動(dòng)，使得室內(nèi)換熱器120用作冷凝器而室外換熱器122用作蒸發(fā)器。在運(yùn)行中，壓縮機(jī)118通過管道152向四路換向閥1 供應(yīng)處于排放壓力的汽化制冷劑。四路換向閥通過管道170將處于排放壓力的汽化制冷劑導(dǎo)向室內(nèi)換熱器120。處于排放壓力的汽化制冷劑進(jìn)入室內(nèi)換熱器120并放熱，從而從蒸汽態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。一旦制冷劑已充分地從高壓蒸汽態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，液體制冷劑將通過管道168離開室內(nèi)換熱器120并與止回閥1 接合。止回閥讓液體制冷劑從中通過并大體上沿著管道162 向止回閥144行進(jìn)，從而繞過控制裝置128。液體制冷劑遇到止回閥144，并且被迫必須首先經(jīng)過控制裝置146才能進(jìn)入閃蒸罐10的接頭34。液體與止回閥144接合并被沿著管道 176導(dǎo)向控制裝置146。液體制冷劑在控制裝置146作用下膨脹，然后通過管道160和178 被導(dǎo)向閃蒸罐10的接頭34。膨脹后的制冷劑通過接頭34、L形彎管沈和第一口 22進(jìn)入
13閃蒸罐10的內(nèi)部容積20。如上所述，由于L形彎管沈的第二室40的關(guān)系以及第一口 22 與外殼12的內(nèi)表面M之間的相切關(guān)系，輸入的制冷劑的速度和湍流得以降低。一旦液體制冷劑進(jìn)入閃蒸罐10的內(nèi)部容積20中，液體制冷劑則被膨脹成高壓汽化制冷劑和過冷液體制冷劑。過冷液體制冷劑大體上集中于外殼12的底部16，而中壓蒸汽大體上集中于外殼 12的頂部14附近。中壓蒸汽通過管道158被供應(yīng)到壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148。蒸汽噴射裝置50 通過出口 54、管道158和電磁閥150將中壓蒸汽提供到壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148。也可以根據(jù)加熱需要對(duì)控制裝置進(jìn)行控制。如果室外環(huán)境溫度較低，優(yōu)選在25華氏度以下， 則需要使電磁閥150更充分地開啟并使更多的中壓蒸汽通過蒸汽噴射口 148進(jìn)入壓縮機(jī) 118中。相反，如果室外環(huán)境溫度較高，優(yōu)選在45華氏度以上，則電磁閥150將限制通過管道158的流動(dòng)，從而限制壓縮機(jī)118在蒸汽噴射口 148處接收的中壓蒸汽的量。電磁閥150也可以根據(jù)室外溫度而進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制。例如，在較低的室外溫度下(即室外環(huán)境溫度低于25華氏度)，可以將電磁閥150完全打開，以使熱泵的容量最大化，從而減少輔助加熱器(即電阻式電加熱器)的使用。相反，在較高的室外溫度下(即室外環(huán)境溫度在45華氏度以上)，可以將電磁閥150關(guān)閉，以使熱泵的容量最小化，從而降低開/關(guān)循環(huán)損失。當(dāng)室外環(huán)境溫度在25華氏度至45華氏度之間時(shí)，可以對(duì)電磁閥150進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制。在蒸汽噴射口 118處為壓縮機(jī)118提供中壓蒸汽降低了壓縮機(jī)產(chǎn)生處于排放壓力的汽化制冷劑所需的做功量。具體地說，因?yàn)橹袎赫羝膲毫Ρ扰欧艍毫Φ偷潜任雺毫Ω?，因此，與將蒸汽從吸入壓力壓縮到排放壓力所需做的功相比，壓縮機(jī)將中壓蒸汽壓縮到排放壓力所需做的功較少。位于外殼12底部16中的過冷液體制冷劑從第二口 44離開閃蒸罐10，并大體上沿著管道156向止回閥134行進(jìn)。當(dāng)過冷液體制冷劑遇到止回閥134時(shí)，該止回閥使得過冷液體制冷劑沿著管道180行進(jìn)并遇到控制裝置136?？刂蒲b置136在過冷液體制冷劑進(jìn)入室外換熱器122之前使制冷劑膨脹。一旦制冷劑在控制裝置136作用下膨脹，膨脹后的制冷劑將沿著一對(duì)管道182、184行進(jìn)并被室外換熱器122接收。膨脹后的換熱器吸熱并因此從液態(tài)變?yōu)檎羝麘B(tài)。一旦制冷劑已充分地從液態(tài)變?yōu)檎羝麘B(tài)，蒸汽將離開室外換熱器122 并通過管道IM到達(dá)四路換向閥124。在到達(dá)四路換向閥IM后，蒸汽通過管道174返回到壓縮機(jī)118的吸入口 172，從而開始新的循環(huán)。L形彎管沈相對(duì)于閃蒸罐10底部16的定位使得閃蒸罐10在加熱模式中用作閃蒸罐，而在冷卻模式中用作接收器。在冷卻模式中，閃蒸罐10作為接收器來運(yùn)行，因此基本上使接收的制冷劑通過閃蒸罐10而不發(fā)生膨脹。因此，L形彎管26距外殼12的底部16越近，系統(tǒng)116中所需的制冷劑(即加料)就越少。然而，對(duì)于加熱模式，閃蒸罐10用作閃蒸罐并將接收的制冷劑分離成中壓蒸汽和過冷液體制冷劑。因此，閃蒸罐10接收的制冷劑越多，能夠產(chǎn)生的中壓蒸汽和過冷液體制冷劑也就越多。如果閃蒸罐10僅用于具有加熱模式的系統(tǒng)中，那么L形彎管沈可以位于外殼12 的大致中部處，與底部16和頂部14基本上等距，從而使外殼內(nèi)的過冷液體和中壓蒸汽的量最大化。
然而，對(duì)于以加熱和冷卻兩種模式工作的熱泵系統(tǒng)，例如熱泵系統(tǒng)116，將L形彎管沈定位在外殼12的中部處要求向熱泵系統(tǒng)116提供更多的制冷劑(即加料)，使得在冷卻模式下從第二口 44進(jìn)入的制冷劑能夠充分填充內(nèi)部容積20、到達(dá)L形彎管沈并離開外殼12?？紤]到以上所述，將L形彎管沈定位在與閃蒸罐10的底部相距約外殼12總高度三分之一的位置處。該位置使得熱泵系統(tǒng)116在冷卻模式下具有比否則L形彎管沈沿著外殼12定位在更高點(diǎn)(即，例如外殼12的中點(diǎn))時(shí)所需的加料量少的加料量，并使得閃蒸罐10在加熱模式過程中產(chǎn)生足量的中壓蒸汽供蒸汽噴射裝置50使用。高效熱泵系統(tǒng)傾向于要求室外換熱器122的內(nèi)部容積比室內(nèi)換熱器120的內(nèi)部容積大。因此，減小了所需的最小加料量，并且在無需“加料回采”(charge rcAbing)裝置的情況下使冷卻模式和加熱模式的加料需求平衡，所述加料回采裝置為例如使得過量加料能夠被移除的空容積體或罐。對(duì)于熱泵系統(tǒng)116，控制裝置146和1 連通其止回閥144和126可以用單個(gè)的雙向電子膨脹閥替代，該閥優(yōu)選位于室內(nèi)換熱器120的與控制裝置1 相同的位置處。通過這樣的設(shè)置，流體管道162將在冷卻模式中含有液體制冷劑，而在加熱模式中含有膨脹后的制冷劑。對(duì)于熱泵系統(tǒng)116，電磁閥150可以在冷卻模式下開啟，以便以比加熱模式高得多的噴射壓力將大量液體而不是蒸汽引入到壓縮機(jī)118中，因?yàn)楫?dāng)液體進(jìn)入接收器(即閃蒸罐10)時(shí)不膨脹成低壓。這通常稱為“液體噴射”系統(tǒng)而不是蒸汽噴射系統(tǒng)。液體噴射可在室外溫度高的情況下使用，以根據(jù)需要對(duì)壓縮機(jī)118的提供內(nèi)部冷卻。具體參照?qǐng)D11，提供了另一種熱泵系統(tǒng)116a。鑒于與熱泵系統(tǒng)116相關(guān)的部件在結(jié)構(gòu)和功能方面與熱泵系統(tǒng)116a基本相似，所以在下文中在圖中用相似的附圖標(biāo)記表示相似的部件，其中相似的附圖標(biāo)記含有字母擴(kuò)展部，以區(qū)分經(jīng)過修改的部件。熱泵系統(tǒng)116a類似于熱泵系統(tǒng)116，不同在于蒸汽噴射裝置50在加熱模式和冷卻模式中都使用。在這種設(shè)置中，可以去除電磁閥150，并且向蒸汽噴射口 148進(jìn)行的噴射取決于壓縮機(jī)118是否在運(yùn)行。為此，將止回閥186和控制裝置188流體大體上沿著管道 156連接在閃蒸罐10的第二口 44和室外換熱器122的止回閥134和控制裝置136之間。在運(yùn)行中，壓縮機(jī)118通過管道152向四路換向閥IM供應(yīng)處于排放壓力的蒸汽。 如果室內(nèi)換熱器120或室外換熱器122中任一個(gè)含有用作控制裝置128、136的固定節(jié)流孔，則可能需要蓄集器142。在這種情況下，壓縮機(jī)118通過管道152向四路換向閥IM提供處于排放壓力的蒸汽。在冷卻模式下，四路換向閥IM在接收到處于排放壓力的汽化制冷劑后，將該處于排放壓力的汽化制冷劑導(dǎo)向室外換熱器122。汽化制冷劑進(jìn)入室外換熱器122并在其中由蒸汽轉(zhuǎn)變成液體。一旦汽化制冷劑已充分地由蒸汽轉(zhuǎn)變成液體，該液體制冷劑將沿著管道184離開室外換熱器122，穿過止回閥134并被通過管道156導(dǎo)向閃蒸罐10。液體制冷劑沿著管道 156行進(jìn)并遇到止回閥186。止回閥186使得液體制冷劑沿著管道190行進(jìn)并遇到控制裝置188?？刂蒲b置188可以是熱膨脹閥、電子膨脹閥或固定節(jié)流孔，用于在液體制冷劑進(jìn)入閃蒸罐10之前使液體制冷劑膨脹。
在經(jīng)過控制裝置188膨脹后，液體制冷劑沿著管道192、194行進(jìn)，然后被閃蒸罐10 接收。膨脹后的液體制冷劑從第二口 44進(jìn)入閃蒸罐10并在外殼12的內(nèi)部容積20中膨脹成中壓蒸汽和過冷液體制冷劑。中壓蒸汽被蒸汽噴射裝置50導(dǎo)向壓縮機(jī)118的蒸汽噴射 Π 148。蒸汽噴射裝置50通過出口 Μ、管道158和電磁閥150 (如果使用了電磁閥150)將中壓蒸汽導(dǎo)向壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148。電磁閥150可以基于冷卻需要進(jìn)行控制，并且可以根據(jù)室外環(huán)境溫度進(jìn)行控制。例如，電磁閥150可以在最大室外溫度(125華氏度)下關(guān)閉以降低電網(wǎng)的峰值負(fù)荷，或開啟以使壓縮機(jī)118高效地提供更大的冷卻效應(yīng)。同樣，可以在額定的全負(fù)荷室外環(huán)境溫度(即95華氏度)下將電磁閥150打開以提高系統(tǒng)的額定標(biāo)稱容量(即全負(fù)荷下容量)，并在較低的室外溫度(即82華氏度)下關(guān)閉以降低部分負(fù)荷(即較低負(fù)荷)下的容量，從而通過降低換熱器負(fù)荷而提高系統(tǒng)效率。位于外殼12底部16內(nèi)的過冷液體制冷劑通過第一口 22和L形彎管沈離開內(nèi)部容積20。過冷液體制冷劑大體上通過管道160向止回閥144行進(jìn)穿過L形彎管沈和接頭 34。過冷液體制冷劑穿過止回閥144，繞過控制裝置146，并繼續(xù)沿著管道162大體上向止回閥1 行進(jìn)。止回閥1 使得液體制冷劑沿著管道164進(jìn)行并遇到控制裝置128?？刂蒲b置1 使過冷液體制冷劑膨脹并將膨脹的過冷液體制冷劑通過管道166和168導(dǎo)向室內(nèi)換熱器120。一旦膨脹后的制冷劑處于室內(nèi)換熱器120中，膨脹后的制冷劑將吸熱并因此從液態(tài)變?yōu)檎羝麘B(tài)。一旦制冷劑已充分地由液態(tài)變?yōu)檎羝麘B(tài)，汽化的制冷劑則離開室內(nèi)換熱器 120并沿著管道170大體上向四路換向閥IM行進(jìn)。四路換向閥IM接收汽化的制冷劑并將其通過管道174導(dǎo)向壓縮機(jī)118的吸入口 172，從而開始新的過程。在加熱模式下，壓縮機(jī)118通過管道152向四路換向閥IM提供處于排放壓力的蒸汽。同樣，室內(nèi)換熱器120或室外換熱器122包括作為控制裝置128、136的固定節(jié)流孔， 并且可能需要蓄集器142。在這種情況下，壓縮機(jī)118通過管道152向四路換向閥IM提供處于排放壓力的蒸汽。在加熱模式下，四路換向閥IM將處于排放壓力的蒸汽導(dǎo)向室內(nèi)換熱器120。汽化的制冷劑進(jìn)入室內(nèi)換熱器120中并放熱，從而由高壓蒸汽相變?yōu)橐合?。一旦制冷劑已充分地由蒸汽相變?yōu)橐合?，液體制冷劑將通過管道168離開室內(nèi)換熱器120。離開的制冷劑沿著管道168行進(jìn)并遇到止回閥126。止回閥1 使液體制冷劑繞過控制裝置1 并沿著管道162大體上向止回閥144行進(jìn)。止回閥144將液體制冷劑通過管道176導(dǎo)向控制裝置146?？刂蒲b置146使液體制冷劑膨脹，然后將液體制冷劑導(dǎo)向閃蒸罐10。膨脹后的液體制冷劑離開控制裝置146并通過管道178和160行進(jìn)到L形彎管沈的接頭34。膨脹后的制冷劑通過接頭34、L形彎管沈和第一口 22進(jìn)入閃蒸罐10。一旦膨脹后的制冷劑進(jìn)入閃蒸罐10的內(nèi)部容積20中，制冷劑便膨脹成中壓蒸汽和過冷液體制冷劑。中壓蒸汽被蒸汽噴射裝置50供應(yīng)到壓縮機(jī)118的噴射口 148。具體地說，蒸汽噴射裝置50將中壓蒸汽通過出口 54、管道158和電磁閥150導(dǎo)向壓縮機(jī)118的噴射口 148。如上所述，可以根據(jù)室外環(huán)境溫度對(duì)電磁閥150進(jìn)行控制。大體上處于外殼12的底部16中的過冷液體制冷劑通過第二口 44離開閃蒸罐10。離開的過冷液體制冷劑通過管道194向止回閥186行進(jìn)并繞過控制裝置188。一旦過冷液體制冷劑已通過止回閥186，過冷液體制冷劑則沿著管道156大體上向止回閥134行進(jìn)。止回閥134使得過冷液體制冷劑沿著管道180大體上向控制裝置136行進(jìn)?？刂蒲b置136使過冷液體制冷劑膨脹，然后將過冷液體制冷劑導(dǎo)向室外換熱器122。一旦制冷劑已充分膨脹，制冷劑將通過管道182和184被導(dǎo)入室外換熱器122。一旦處于室外換熱器 122中，液體制冷劑便吸熱并從液態(tài)變?yōu)檎羝麘B(tài)。一旦制冷劑已充分地由液態(tài)變?yōu)檎羝麘B(tài)， 汽化的制冷劑便通過管道巧4被導(dǎo)向四路換向閥124。四路換向閥IM通過管道174將汽化的制冷劑導(dǎo)向壓縮機(jī)118的吸入口 172，從而開始新的循環(huán)。具體參照?qǐng)D12，提供了另一種熱泵系統(tǒng)116b。鑒于與熱泵系統(tǒng)116相關(guān)的部件在結(jié)構(gòu)和功能方面與熱泵系統(tǒng)116b基本相似，所以在下文中在圖中用相似的附圖標(biāo)記表示相似的部件，其中相似的附圖標(biāo)記含有字母擴(kuò)展部，以區(qū)分經(jīng)過修改的部件。熱泵系統(tǒng)116b類似于熱泵系統(tǒng)116和116a，但是閃蒸罐10被板式換熱器196替代，該換熱器用于向壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148供應(yīng)蒸汽。該換熱器可以是管殼式或微通道式，但是板式換熱器設(shè)計(jì)是最常見的并且它使加料需求最小化。板式換熱器196包括蒸汽側(cè)198和過冷液體側(cè)200，并且流體連接在室內(nèi)換熱器120和室外換熱器122之間?？刂蒲b置202設(shè)置在蒸汽側(cè)198的入口 204處，以使液體制冷劑在進(jìn)入蒸汽側(cè)198之間使其膨脹。控制裝置202與蒸汽側(cè)198—起產(chǎn)生供蒸汽噴射裝置50b使用的中壓蒸汽流。蒸汽噴射裝置50b向壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148提供中壓蒸汽，以改善壓縮機(jī)118的總體效率和性能。繼續(xù)參照?qǐng)D12，將說明熱泵系統(tǒng)116b的運(yùn)行。在冷卻模式下，壓縮機(jī)118通過管道152向四路換向閥IM供應(yīng)處于排放壓力的蒸汽。如果室內(nèi)換熱器120或室外換熱器 122含有用作控制裝置128、136的固定節(jié)流孔，則可能需要蓄集器142。在這種情況下，壓縮機(jī)118通過管道152和蓄集器142向四路換向閥IM提供處于排放壓力的蒸汽。四路換向閥IM將處于排放壓力的蒸汽導(dǎo)向室外換熱器122。室外換熱器122從四路換向閥1 接收高壓蒸汽并使該高壓蒸汽放熱，從而使其從蒸汽相變?yōu)橐合?。一旦制冷劑已充分地由蒸汽相變成液相，液體制冷劑便沿著管道184離開室外換熱器122。液體制冷劑沿著管道184行進(jìn)并遇到止回閥134，從而繞過控制裝置136。液體制冷劑繼續(xù)在管道 184中行進(jìn)，穿過止回閥134，繼續(xù)通過止回閥134并進(jìn)入管道156。液體制冷劑通過管道156大體上向板式換熱器196行進(jìn)，并流入管道206和管道 208，所述管道206將液體制冷劑導(dǎo)向板式換熱器196的蒸汽側(cè)198，所述管道208將液體制冷劑導(dǎo)向板式換熱器196的過冷液體側(cè)200。位于管道206中的液體制冷劑遇到位于蒸汽側(cè)198的入口 204的上游的控制裝置 202。控制裝置202可以是熱膨脹閥、電子膨脹閥或固定節(jié)流孔。如果控制裝置202是熱膨脹閥，則可將壓力計(jì)接頭210和燈泡212大致定位在蒸汽側(cè)198的出口 214的下游，大體上位于出口 214和壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148之間。壓力計(jì)接頭210和燈泡212用于控制位于蒸汽側(cè)198的入口 204上游的熱膨脹裝置202。位于管道206中的液體制冷劑被控制裝置202接收，在到達(dá)蒸汽側(cè)198的入口 204 前先發(fā)生膨脹。一旦液體制冷劑已充分地被控制裝置202膨脹，那么膨脹后的制冷劑從入口 204進(jìn)入板式換熱器196的蒸汽側(cè)198。一旦處于蒸汽側(cè)198，液體制冷劑便從在板式換熱器196的過冷液體側(cè)200中的管道208中流動(dòng)的液體制冷劑中吸熱。以這種方式，當(dāng)液體制冷劑流過板式換熱器196的過冷液體側(cè)200中的管道208 時(shí)，熱量損失給板式換熱器196的蒸汽側(cè)198，從而將進(jìn)入板式換熱器196的過冷液體側(cè) 200中的液體制冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)檫^冷液體制冷劑。從通過板式換熱器196的過冷液體側(cè)200的液體制冷劑中吸收的熱被進(jìn)入板式換熱器196的蒸汽側(cè)198中的液體制冷劑吸收，從而導(dǎo)致蒸汽側(cè)198中的液體膨脹并形成中壓蒸汽流。中壓蒸汽從出口 214離開板式換熱器196的蒸汽側(cè)198，并沿著管道158行進(jìn)到壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148。如以上針對(duì)熱泵系統(tǒng)116和116a所述，從蒸汽噴射口 148進(jìn)入壓縮機(jī)118的中壓蒸汽提高壓縮機(jī)118產(chǎn)生處于排放壓力的蒸汽的能力。因此，通過在板式換熱器196中產(chǎn)生中壓蒸汽并將該中壓蒸汽供應(yīng)到壓縮機(jī)118，改善了壓縮機(jī)118和系統(tǒng)116b的總體效率。電磁閥150大體上設(shè)置在蒸汽側(cè)198的出口 214和壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148 之間，如上所述，它控制蒸汽噴射口 148接收的中壓蒸汽的量。由板式換熱器196的過冷液體側(cè)200產(chǎn)生的過冷液體離開板式換熱器并沿著管道 162大體上向止回閥1 行進(jìn)。止回閥1 迫使過冷液體制冷劑沿著管道164進(jìn)行并遇到控制裝置128?？刂蒲b置1 在液體制冷劑進(jìn)入室內(nèi)換熱器120之前使其膨脹。一旦制冷劑已充分地在控制裝置1 作用下膨脹，制冷劑便通過管道166和168進(jìn)入室內(nèi)換熱器120。 進(jìn)入室內(nèi)換熱器120的過冷液體制冷劑吸熱，從而由液相變成蒸汽相。一旦制冷劑已充分地由液體轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，汽化的制冷劑便離開室內(nèi)換熱器120并通過管道170向四路換向閥 124行進(jìn)。四路換向閥120通過管道174將汽化的制冷劑導(dǎo)向壓縮機(jī)118的吸入口 172，從而開始新的循環(huán)。在加熱模式下，壓縮機(jī)118產(chǎn)生處于排放壓力的蒸汽并將該蒸汽通過管道152導(dǎo)向四路換向閥124。同樣，如果室內(nèi)換熱器120或室外換熱器122包括作為控制裝置128、 136的固定節(jié)流孔，則可能需要蓄集器142。在這種情況下，壓縮機(jī)118通過管道152向四路換向閥提供處于排放壓力的蒸汽。四路換向閥124通過管道170將處于排放壓力的蒸汽導(dǎo)向室內(nèi)換熱器120。室內(nèi)換熱器120從四路換向閥IM接收高壓蒸汽，并使高壓蒸汽放熱，從而使制冷劑由蒸汽相變成液相。一旦制冷劑已充分地由蒸汽相變?yōu)橐合?，液體制冷劑便離開室內(nèi)換熱器120并通過管道168向止回閥1 行進(jìn)。止回閥使液體制冷劑繞過控制裝置128并通過管道162繼續(xù)向板式換熱器196行進(jìn)。液體制冷劑沿管道162行進(jìn)并被板式換熱器196的過冷液體側(cè)200接收。液體制冷劑通過管道208穿過板式換熱器196的過冷液體側(cè)200。一旦液體制冷劑遇到管道208，制冷劑便穿過管道208并進(jìn)入到管道206中。進(jìn)入管道206的液體制冷劑遇到控制裝置202，一旦進(jìn)入控制裝置202中則在其作用下被膨脹。膨脹后的液體制冷劑離開控制裝置202并從入口 204進(jìn)入板式換熱器196的蒸汽側(cè)198。板式換熱器196的蒸汽側(cè)198使得其中的膨脹的液體制冷劑從穿過板式換熱器 196的過冷液體側(cè)200的制冷劑中吸熱。這樣，穿過蒸汽側(cè)198的制冷劑轉(zhuǎn)變成中壓蒸汽， 穿過過冷液體側(cè)200的制冷劑轉(zhuǎn)變成過冷液體制冷劑。在這種設(shè)置中，蒸汽側(cè)198和過冷液體側(cè)200在加熱模式中具有對(duì)流構(gòu)造，而在冷卻模式中則具有平行流構(gòu)造。中壓蒸汽從出口 214離開板式換熱器196的蒸汽側(cè)198，并被蒸汽噴射裝置50b導(dǎo)向壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148。中壓蒸汽沿著管道158行進(jìn)，穿過電磁閥150，然后達(dá)到壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148。在加熱模式下，當(dāng)室外環(huán)境溫度降低時(shí)，電磁閥150使更多的中壓蒸汽進(jìn)入壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148。使更多的中壓蒸汽進(jìn)到達(dá)壓縮機(jī)118改善了壓縮機(jī)118產(chǎn)生處于排放壓力的蒸汽的能力。使壓縮機(jī)118產(chǎn)生更多的處于排放壓力的蒸汽改善了熱泵系統(tǒng) 116b產(chǎn)熱的能力，并因此改善了系統(tǒng)116b的總體性能和效率。由板式換熱器196的過冷液體側(cè)200產(chǎn)生的過冷液體制冷劑沿著管道208和管道 156大體上向止回閥134行進(jìn)。止回閥134使得過冷液體制冷劑沿著管道180行進(jìn)并遇到控制裝置136?？刂蒲b置136在過冷液體制冷劑進(jìn)入室外換熱器122之前使其膨脹。一旦過冷液體制冷劑已在控制裝置136作用下充分膨脹，膨脹后的制冷劑便通過管道182和184 進(jìn)入室外換熱器122。室外換熱器122接收膨脹的制冷劑，并使制冷劑吸熱而從液相變成蒸汽相。一旦制冷劑已充分地由液體轉(zhuǎn)變成蒸汽，汽化的制冷劑便離開室外換熱器122并大體上沿著管道154向四路換向閥IM行進(jìn)。四路換向閥1 通過管道174將汽化的制冷劑導(dǎo)向壓縮機(jī) 118的吸入口 172，從而開始新的過程。具體參照?qǐng)D13和圖14，在上述熱泵系統(tǒng)116、116a、116b的任何一個(gè)中，將各系統(tǒng) 116、116a、116b停止可能導(dǎo)致制冷劑在系統(tǒng)116、116a、116b內(nèi)的瞬態(tài)流動(dòng)。例如，對(duì)于熱泵系統(tǒng)116，當(dāng)壓縮機(jī)118的運(yùn)行停止并且控制閥150保持開啟時(shí)，制冷劑發(fā)生大體從閃蒸罐 10到壓縮機(jī)118的遷移，這一直持續(xù)到系統(tǒng)116中的制冷劑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。類似地，如果與室外換熱器122相關(guān)的控制裝置136保持開啟，那么大體上位于閃蒸罐10和室外換熱器 122之間的制冷劑也處于瞬態(tài)并可遷移到壓縮機(jī)118的吸入口 172，直到系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)(即平衡)。雖然以下技術(shù)可用于防止上述熱泵系統(tǒng)116、116a或116b的任何一個(gè)中制冷劑的遷移，但將針對(duì)熱泵系統(tǒng)116a說明下述步驟，因?yàn)闊岜孟到y(tǒng)116a包括加熱和冷卻兩種模式下的蒸汽噴射。當(dāng)由于達(dá)到了期望的室內(nèi)溫度(即加熱或冷卻)而即將將壓縮機(jī)118關(guān)閉時(shí)，可將控制裝置136和電磁閥150中的一個(gè)或兩者都關(guān)閉，以防止制冷劑在熱泵系統(tǒng)116a 內(nèi)遷移?？刂蒲b置136和電磁閥150可在壓縮機(jī)118關(guān)閉前的預(yù)定量時(shí)間時(shí)關(guān)閉，以防止制冷劑遷移。通過在壓縮機(jī)118關(guān)閉前的預(yù)定量時(shí)間時(shí)關(guān)閉電磁閥150，防止了制冷劑從閃蒸罐10的上部14向壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148遷移。同樣，通過在壓縮機(jī)118關(guān)閉前的預(yù)定量時(shí)間時(shí)關(guān)閉控制裝置136，防止了制冷劑從室外換熱器122向壓縮機(jī)118的吸入口 172遷移。防止制冷劑通過控制裝置136和電磁閥150遷移到壓縮機(jī)118中避免壓縮機(jī)118 處于溢流啟動(dòng)狀態(tài)。具體地說，如果控制裝置136和電磁閥150在壓縮機(jī)118關(guān)閉時(shí)保持開啟，那么系統(tǒng)116a中的制冷劑能夠在系統(tǒng)116a內(nèi)遷移并可進(jìn)入壓縮機(jī)118。當(dāng)壓縮機(jī) 118再次啟動(dòng)時(shí)，位于壓縮機(jī)118內(nèi)的過量制冷劑可能包括液體制冷劑，這會(huì)對(duì)壓縮機(jī)118
造成損害。
當(dāng)控制裝置136和電磁閥150處于關(guān)閉位置時(shí)，可以安全地啟動(dòng)壓縮機(jī)118，因?yàn)榉乐沽酥评鋭┻w移到壓縮機(jī)118中。在壓縮機(jī)118啟動(dòng)后，可以將控制裝置136和電磁閥 150保持在關(guān)閉位置一段預(yù)定量的時(shí)間，從而讓制冷劑填充到閃蒸罐10和室外換熱器122 中并在相應(yīng)的控制裝置136和電磁閥150開啟之前穩(wěn)定下來。如上所述，控制裝置136和電磁閥150關(guān)閉一段預(yù)定量的時(shí)間直到系統(tǒng)關(guān)閉，并且在系統(tǒng)116a啟動(dòng)之后保持關(guān)閉一段預(yù)定的時(shí)間。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，所述預(yù)定時(shí)期可以基本等于0至60秒，使得控制裝置136和電磁閥150在系統(tǒng)116a關(guān)閉前大約0至60 秒時(shí)關(guān)閉，并在系統(tǒng)116a開啟后0到60秒時(shí)開啟。盡管說明了一段固定的或規(guī)定的時(shí)間 (即0至60秒)，但是該預(yù)定時(shí)期可以基于系統(tǒng)116a和/或壓縮機(jī)118的性能來設(shè)定。具體地說，所述預(yù)定時(shí)期可以基于指示壓縮機(jī)和系統(tǒng)性能的壓縮機(jī)118的排放線路溫度或液面高度來設(shè)定。一旦電磁閥150打開，中壓蒸汽便從蒸汽噴射口 148供應(yīng)到壓縮機(jī)118。如上所述，該蒸汽噴射改善了壓縮機(jī)118提供處于排放壓力的蒸汽的能力。電磁閥150可以無限期地保持在開啟狀態(tài)，以便持續(xù)地對(duì)壓縮機(jī)118提供改進(jìn)的性能，或者，一旦系統(tǒng)116a達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，便可以將電磁閥150選擇性地關(guān)閉。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，系統(tǒng)116a在電磁閥150開啟后約10分鐘時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，并將中壓蒸汽供應(yīng)到壓縮機(jī)118?？梢曰谑彝猸h(huán)境條件確定將電磁閥150保持在開啟狀態(tài)、從而向壓縮機(jī)118提供中壓蒸汽的時(shí)長(zhǎng)。例如，如果系統(tǒng)116a在冷卻模式下運(yùn)行，那么在較高的室外環(huán)境溫度下，將向壓縮機(jī)118提供中壓蒸汽較長(zhǎng)的時(shí)期。相反，當(dāng)室外環(huán)境溫度低并且系統(tǒng)116a在冷卻模式下運(yùn)行時(shí)，可向壓縮機(jī)118提供較少的中壓蒸汽。通過控制電磁閥150保持開啟的時(shí)間，可以控制供應(yīng)到壓縮機(jī)118的中壓蒸汽的量?？刂茖?duì)壓縮機(jī)118的中壓蒸汽供應(yīng)能夠有效地使壓縮機(jī)118的輸出與需求相匹配，這可以如上所述基于室外環(huán)境溫度來設(shè)定。具體參照?qǐng)D15和圖16，調(diào)節(jié)電磁閥150的運(yùn)行還可以改善系統(tǒng)116、116a、11 中任何一個(gè)的解凍循環(huán)的性能。盡管以下解凍控制方案可用于上述系統(tǒng)116、116a和116b中的任何一個(gè)，但是將針對(duì)控制系統(tǒng)116a來說明解凍控制方案。在運(yùn)行時(shí)，蒸汽噴射裝置50提供容量增大的解凍循環(huán)，以使系統(tǒng)116a將在凍結(jié)溫度以下在加熱模式下用作蒸發(fā)器的室外換熱器122解凍。在運(yùn)行時(shí)，當(dāng)確定了解凍條件時(shí)， 將信號(hào)發(fā)送給四路換向閥124，以使流動(dòng)逆轉(zhuǎn)，并將處于排放壓力的蒸汽導(dǎo)向經(jīng)歷冰凍狀態(tài)的換熱器122。處于排放壓力的蒸汽一旦進(jìn)入經(jīng)歷冰凍狀態(tài)的換熱器122中便從蒸汽相變?yōu)橐合啵⒂纱朔艧帷ａ尫诺臒崾箵Q熱器122中的冰凍融化并使換熱器122回到基本不凍狀態(tài)。在解凍循環(huán)中，蒸汽噴射裝置50可用于向壓縮機(jī)118提供中壓蒸汽，以改善壓縮機(jī)118提供處于排放壓力的蒸汽的能力。壓縮機(jī)118提供處于排放壓力的蒸汽的能力的改善本質(zhì)上增大了釋放到經(jīng)歷冰凍狀態(tài)的換熱器122中的熱容量，并因而改善了系統(tǒng)116a更快地消除相應(yīng)的換熱器122上的冰凍的能力。在向壓縮機(jī)118提供中壓蒸汽改善了系統(tǒng)116a對(duì)換熱器122的的除凍能力的同時(shí)，對(duì)電磁閥150的控制有助于防止四路換向閥124換向過程中液體遷移到壓縮機(jī)118中。 具體地說，在將四路換向閥124切換成將處于排放壓力的蒸汽導(dǎo)向經(jīng)歷冰凍狀態(tài)的換熱器 122之前，將電磁閥150關(guān)閉，從而防止中壓蒸汽在換向期間到達(dá)壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口
20148。四路換向閥124可以關(guān)閉一段預(yù)定量的時(shí)間，直至四路換向閥124換向。因此，由于換熱器120、122之間的流動(dòng)被反向，所以防止了閃蒸罐10內(nèi)任何與過冷液體制冷劑或輸入的液體制冷劑混合的中壓蒸汽到達(dá)壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148。如上所述，防止進(jìn)入壓縮機(jī)118中的這種液體噴射保護(hù)了壓縮機(jī)118，并因而改善了系統(tǒng)116a的總體性能。電磁閥150保持關(guān)閉一段預(yù)定時(shí)間，使得制冷劑在系統(tǒng)116a內(nèi)在各換熱器120、 122之間改變流動(dòng)方向。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，該預(yù)定時(shí)期可以約等于0至60秒。盡管0至60秒為一個(gè)示例性實(shí)施方式，但是可基于處于系統(tǒng)116a內(nèi)的制冷劑的體積和/或各換熱器120、122的尺寸(即螺旋管尺寸等)來設(shè)定該預(yù)定時(shí)期。在該預(yù)定時(shí)期之后，電磁閥50再次開啟，使中壓蒸汽能夠到達(dá)壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148。如上所述，向壓縮機(jī)118提供中壓蒸汽本質(zhì)上增大了在經(jīng)歷冰凍狀態(tài)的換熱器122中釋放的熱容量，并因而減少了使經(jīng)歷冰凍狀態(tài)的換熱器122完全解凍所需要的時(shí)間量。為終止解凍循環(huán)，系統(tǒng)116a使流動(dòng)反向，使得處于排放壓力的蒸汽被導(dǎo)離已解凍的換熱器122，并被導(dǎo)向室內(nèi)換熱器120。在四路換向閥124改變制冷劑在系統(tǒng)116a中的流動(dòng)方向之前，將電磁閥150再次關(guān)閉。將電磁閥150關(guān)閉一段預(yù)定時(shí)期直到解凍周期終止， 以防止液體制冷劑到達(dá)壓縮機(jī)118。如以上針對(duì)解凍循環(huán)的啟動(dòng)所述，當(dāng)四路換向閥IM改變制冷劑在系統(tǒng)116a中的流動(dòng)方向時(shí)，進(jìn)入閃蒸罐10中的液體制冷劑可能與位于閃蒸罐 10內(nèi)部容積20中的過冷液體制冷劑和中壓蒸汽混合，并因而從蒸汽噴射口 148被吸入壓縮機(jī)118中，導(dǎo)致對(duì)壓縮機(jī)118的損害。因此，在四路換向閥124改變制冷劑在系統(tǒng)116a中的流動(dòng)方向之前將電磁閥150關(guān)閉，以防止任何液體制冷劑到達(dá)壓縮機(jī)118的蒸汽噴射口 148。電磁閥150在解凍循環(huán)結(jié)束后保持關(guān)閉一段預(yù)定時(shí)期。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，該預(yù)定時(shí)期約等于0至60秒，使得系統(tǒng)116a內(nèi)的制冷劑達(dá)到穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)。可以基于處于系統(tǒng)116a內(nèi)的制冷劑的體積和/或各換熱器120、122的尺寸來設(shè)定該預(yù)定時(shí)期。蒸汽噴射系統(tǒng)50也可以結(jié)合用于室內(nèi)換熱器120的可變速鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，以在加熱模式下增加較熱空氣的供應(yīng)并在冷卻模式下強(qiáng)化除濕(圖17和圖18)。鼓風(fēng)機(jī)速度可以根據(jù)電磁閥150的開啟或關(guān)閉而改變。
權(quán)利要求
1.一種閃蒸罐，包括外殼，所述外殼包括內(nèi)部容積并具有大約4至6之間的高度與直徑比；與所述內(nèi)部容積流體連通的第一口，所述第一口能夠在第一模式下用作入口并且能夠在第二模式下用作出口 ；以及與所述內(nèi)部容積流體連通的第二口，所述第二口能夠在所述第一模式下用作出口并且能夠在所述第二模式下用作入口。
2.如權(quán)利要求1所述的閃蒸罐，其中，所述第一口穿過所述內(nèi)部容積的中部形成，所述中部設(shè)置在所述內(nèi)部容積的頂部和底部之間。
3.如權(quán)利要求2所述的閃蒸罐，其中，所述第一口與所述底部隔開一段約等于所述外殼的總高度的三分之一或不大于所述外殼的總高度的一半的距離。
4.如權(quán)利要求1所述的閃蒸罐，其中，所述第一口與所述外殼的內(nèi)表面相切地形成。
5.如權(quán)利要求1所述的閃蒸罐，其中，所述第一部分包括與所述外殼垂直地形成的第一部分以及與所述外殼基本平行地形成的第二部分，使得所述第一部分和所述第二部分共同限定出大致的L形。
6.如權(quán)利要求5所述的閃蒸罐，其中，所述第一部分包括用來降低進(jìn)入所述外殼的流體的速度的膨脹容積。
7.如權(quán)利要求1所述的閃蒸罐，還包括位于所述外殼內(nèi)的內(nèi)部隔板。
8.如權(quán)利要求7所述的閃蒸罐，其中，所述內(nèi)部隔板與所述內(nèi)部容積的中部基本垂直地形成，所述中部設(shè)置在所述內(nèi)部容積的頂部和底部之間。
9.如權(quán)利要求7所述的閃蒸罐，其中，所述內(nèi)部隔板相對(duì)于所述內(nèi)部容積的中部成角度地形成，所述中部設(shè)置在所述內(nèi)部容積的頂部和底部之間。
10.如權(quán)利要求7所述的閃蒸罐，其中，所述內(nèi)部隔板包括至少一個(gè)通孔。
全文摘要
一種用于能夠在加熱模式和冷卻模式下運(yùn)行的熱泵的閃蒸罐，該閃蒸罐包括外殼，該外殼具有位于頂部和底部之間的中部，所述頂部、底部和中部共同限定出外殼的內(nèi)部容積。第一口與內(nèi)部容積流體連通，該第一口在加熱模式下用作入口并且在冷卻模式下用作出口。第二口與內(nèi)部容積流體連通，該第二口在冷卻模式下用作入口并且在加熱模式下用作出口。流動(dòng)控制裝置和止回閥流體連接，以控制該罐在加熱模式下用作閃蒸罐并在冷卻模式下用作接收器。
文檔編號(hào)F25B40/00GK102269489SQ20111013085
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2007年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月20日
發(fā)明者亨格·M·范, 羅納德·L·萬·胡斯, 讓-呂克·M·卡伊拉特 申請(qǐng)人:艾默生環(huán)境優(yōu)化技術(shù)有限公司