用于制冷系统压缩机的喷射系统和方法
阅读：765发布：2021-10-19
专利汇可以提供用于制冷系统压缩机的喷射系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种制冷系统，其能够利用闪蒸罐将 蒸汽 制冷剂与液态制冷剂分离开。该制冷系统可包括液态制冷剂喷射系统，其可将液态制冷剂喷射到 压缩机 的中间压 力 位置 中。所喷射的液态制冷剂可吸收压缩过程中的压缩热。制冷系统可包括节能系统，其结合 冷却液 的喷射而将制冷剂蒸汽喷射到压缩机的中间压力位置中。该制冷系统可包括有能将冷却液喷射到压缩机的中间压力位置中的冷却液喷射系统。，下面是用于制冷系统压缩机的喷射系统和方法专利的具体信息内容。
1.一种制冷系统，包括：
压缩机，其具有吸入口、排出口和至少两个各自与所述压缩机的不同中间压力位置连通的中间压力口，所述压缩机将流经该压缩机的制冷剂和单相冷却液压缩到高于吸入压力的排出压力；
分离器，其将所述制冷剂和所述冷却液分离开；
第一流路，其与所述分离器和所述中间压力口中的第一中间压力口连通，来自所述分离器的基本无制冷剂的冷却液的第一流流经所述第一流路，并且被喷射到所述压缩机的第一中间压力位置中，所述第一中间压力位置在所述压缩机运行期间具有高于所述吸入压力并低于所述排出压力的第一中间压力，并且所述冷却液吸收所述压缩机内由所述压缩所产生的热量；以及
第二流路，其与所述分离器和所述中间压力口中的第二中间压力口连通，基本无冷却液的蒸汽制冷剂的第二流流经所述第二流路并被喷射到所述压缩机的第二中间压力位置中，所述第二中间压力位置在所述压缩机运行期间具有高于所述吸入压力并低于所述排出压力的第二中间压力。
2.如权利要求1所述的制冷系统，其中，所述第一流路包括第一热交换器和第一节流装置，所述第一热交换器从所述第一流移除热量，从而降低所述第一流的温度，所述第一节流装置将所述经降温的第一流的压力降低到低于所述排出压力并大于所述第一中间压力位置的所述第一中间压力，从而由于所述排出压力与所述第一中间压力之间的压差而将所述第一流喷射到所述第一中间压力位置中。
3.如权利要求2所述的制冷系统，其中，所述分离器直接接收由所述压缩机排出的所述制冷剂和所述冷却液，并且所述分离器在与所述压缩机的排出温度和所述排出压力大致相等的温度和压力下运行。
4.如权利要求2所述的制冷系统，进一步包括：
从所述分离器延伸到所述吸入口的第三流路，所述第三流路是主制冷剂流路，并接收来自所述分离器的基本无冷却液的制冷剂的第三流，所述第二流路从所述第三流路延伸到所述第二中间压力口，所述第二流是所述第三流的一小部分；
第二热交换器，所述第二和第三流路以传热的方式延伸通过所述第二热交换器，所述第二热交换器将热量从所述第三流传递到所述第二流；以及
设置在所述第二流路中的降压装置，其将所述第二流的压力降低到低于所述排出压力且高于所述第二中间压力位置的第二中间压力，从而将所述第二流喷射到所述第二中间压力位置中，
其中，所述第二流路在所述第二热交换器的下游从所述第三流路延伸。
5.如权利要求2所述的制冷系统，进一步包括：
从所述分离器延伸到所述吸入口的第三流路，所述第三流路是主制冷剂流路，并且接收来自所述分离器的基本无冷却液的制冷剂的第三流，所述第二流路与所述第三流路连通，使得所述第二流是所述第三流的一小部分；
设置在所述第三流路中的降压装置，其将所述第三流的压力降低到低于所述排出压力并高于所述第二中间压力位置的所述第二中间压力；
在所述第三流中位于所述降压装置下游的闪蒸罐，所述闪蒸罐能够操作以使所述第三流的一部分能够闪蒸成液态和蒸汽制冷剂的两相流，所述第二流路从所述闪蒸罐延伸到所述第二中间压力口，使得所述第二流是来自闪蒸罐的制冷剂蒸汽，并被喷射到所述第二中间压力位置中，而所述第三流的一大部分通过所述第三流路离开所述闪蒸罐，并能够包括液态和气态制冷剂。
6.如权利要求1所述的制冷系统，进一步包括：
从所述分离器延伸到所述吸入口的第三流路，所述第三流路是主制冷剂流路，并接收来自所述分离器的基本无冷却液的制冷剂的第三流，所述第二流路从所述第三流路延伸到所述第二中间压力口，所述第二流是所述第三流的一小部分；
第一热交换器，所述第二和第三流路以传热的方式延伸通过所述热交换器，所述第一热交换器将热量从所述第三流传递到所述第二流；以及
设置在所述第二流路中的降压装置，其将所述第二流的压力降低到低于所述排出压力并高于所述第二中间压力位置的所述第二中间压力，从而将所述第二流喷射到所述第二中间压力位置中。
7.如权利要求6所述的制冷系统，进一步包括：
主节流装置，其在所述第三流路中设置在位于所述第二流路从所述第三流路延伸的位置的下游，所述主节流装置降低了流经该主节流装置的所述第三流的压力；
在所述第三流中位于所述主节流装置下游的蒸发器，所述蒸发器将热量传递到流经该蒸发器的所述第三流中；以及
设置在所述第三流路的第一和第二段中的第二热交换器，所述第一和第二段通过所述第二热交换器彼此呈传热的关系，所述第一段位于所述第一热交换器的上游，使得流过所述第一段的所述第三流在流过所述第一热交换器之前流过所述第二热交换器，所述第二段位于所述蒸发器的下游和所述吸入口的上游，并且所述第二热交换器将热量从流经所述第一段的所述第三流传递到流经所述第二段的所述第三流中。
8.如权利要求1所述的制冷系统，进一步包括：
从所述蒸发器延伸到所述吸入口的第三流路，所述第三流路是主制冷剂流路，并接收来自所述分离器的基本无冷却液的制冷剂的第三流，所述第二流路与所述第三流路连通，使得所述第二流是所述第三流的一小部分；
设置在所述第三流路中的第一降压装置，其将所述第三流的压力降低到小于所述排出压力并高于所述第二中间压力位置的所述第二中间压力；以及
在所述第三流中位于所述第一降压装置下游的闪蒸罐，所述闪蒸罐能够操作以使所述第三流的一部分能够闪蒸成液态和蒸汽制冷剂的两相的流，所述第二流路从所述闪蒸罐延伸到所述第二中间压力口，使得所述第二流是来自所述闪蒸罐的制冷剂蒸汽，其被喷射到所述第二中间压力位置中，而所述第三流的一大部分通过所述第三流路离开所述闪蒸罐，并能够包括液态和蒸汽制冷剂。
9.如权利要求8所述的制冷系统，进一步包括：
第二降压装置，其设置在所述第三流路中所述闪蒸罐的下游，所述第二降压装置降低流经该第二降压装置的所述第三流的压力；
在所述第三流路中位于所述第二降压装置下游的蒸发器，所述蒸发器将热量传递到流经该蒸发器的所述第三流中；以及
设置于所述第三流路的第一和第二段中的热交换器，其中所述第一和第二段通过所述第二热交换器彼此呈传热关系，所述第一段处于所述第一降压装置的上游，使得流过所述第一段的所述第三流在流过所述蒸发器之前流过所述热交换器，所述第二段处于所述蒸发器的下游和所述吸入口的上游，并且所述热交换器将热量从流经所述第一段的所述第三流传递到流经所述第二段的所述第三流中。
10.如权利要求1所述的制冷系统，其中，所述压缩机是涡旋压缩机，在所述涡旋压缩机中具有互相啮合的至少两个压缩构件，在所述压缩构件之间形成有压缩腔。
11.如权利要求10所述的制冷系统，其中，所述第一中间压力位置和所述第二中间压力位置均是形成在所述压缩构件之间的压缩腔。
12.如权利要求1所述的制冷系统，其中，所述压缩机是单级压缩机。
13.如权利要求1所述的制冷系统，其中，所述冷却液和所述制冷剂蒸汽被喷射到所述压缩机中的不同中间压力位置中。
14.如权利要求1所述的制冷系统，其中，所述制冷剂是多相、跨临界制冷剂，并且所述压缩机在比所述制冷剂的临界温度高的额定排出温度下排出所述制冷剂。
15.一种制冷系统，包括：
压缩机，其具有：其中具有压缩腔的压缩机构、吸入口、排出口以及第一中间压力口和第二中间压力口，流体能够分别通过所述第一中间压力口和所述第二中间压力口喷射到所述压缩腔的第一中间压力位置和第二中间压力位置，所述压缩机将流经该压缩机的制冷剂和单相冷却液压缩到高于吸入压力的排出压力，所述冷却液吸收所述压缩机内由所述制冷剂和所述冷却液的压缩所产生的热量，并且所述第一中间压力位置和所述第二中间压力位置均具有高于所述吸入压力并低于所述排出压力的压力；
与所述排出口连通的分离器，由所述压缩机排出的所述制冷剂和所述冷却液流过所述分离器，所述分离器将所述制冷剂与所述冷却液分离开；
第一流路，其与所述分离器和所述第一中间压力口连通，制冷剂的第一流流经所述第一流路，并且经由所述第一中间压力口被喷射到所述压缩腔中的所述第一中间压力位置中，所述第一流在被喷射到所述第一中间压力位置中时主要是制冷剂蒸汽；
第二流路，其从所述分离器延伸到所述压缩腔中的所述第二中间压力位置；以及位于所述第二流路中的热交换器，其能够操作成从流过所述第二流路的流体中提取热量；
其中，第二流体流在所述第二流路中从所述分离器流过所述热交换器，并且通过所述第二中间压力口被喷射到所述压缩腔中的所述第二中间压力位置中，并且所述第二流体流主要是所述冷却液。
16.如权利要求15所述的制冷系统，还包括：
处于所述第一流路中的第一节流装置，其控制所述第一流的流动，从而将所述第一流喷射到所述第一中间压力位置中；
处于所述第二流路中的第二节流装置，其控制所述第二流的流动，从而将所述第二流喷射到所述第二中间压力位置中；以及
控制器，其基于所述压缩机的至少一个运行状态来主动控制所述第一节流装置和所述第二节流装置。
17.如权利要求15所述的制冷系统，还包括与所述排出口连通的闪蒸罐，由所述压缩机排出的制冷剂流经所述闪蒸罐，所述闪蒸罐将液态制冷剂与蒸汽制冷剂分离开，并且其中所述第一流路与所述闪蒸罐中的第一部分连通，喷射到所述第一中间压力位置中的蒸汽制冷剂通过所述第一部分离开所述闪蒸罐。
用于制冷系统压缩机的喷射系统和方法
技术领域
[0003] 背景技术和发明内容
[0004] 本部分中的陈述仅提供了关于本发明的背景信息，且并不构成现有技术。
[0005] 压缩机用于压缩诸如空调、制冷设备等之类的制冷系统用制冷剂。在压缩机内的制冷剂压缩的过程中能够产生大量热量，这会导致排出的制冷剂的温度较高。制冷剂的排出温度的降低会增大制冷系统的冷却能力和效率。
[0006] 根据本发明的一种制冷系统可包括压缩机，其具有吸入口、排出口和至少一个与压缩机的中间压力位置连通的中间压力口。制冷剂可流经压缩机，并从吸入压力被压缩到大于吸入压力的排出压力。制冷剂具有额定排出温度。单相冷却液可被接收在中间压力口中并被喷射到所述中间压力位置中，并被压缩到所述排出压力和所述额定排出温度。冷却液吸收压缩机内由制冷剂和冷却液的压缩所产生的热量。分离器在与排出温度和压力大致相等的温度和压力下将制冷剂和冷却液分离开。热交换器接收来自分离器的冷却液的基本无制冷剂的流，并移除热量，以降低冷却液的温度。节流装置可被布置在位于热交换器和中间压力口之间的流路中，并可将冷却液的压力降低到低于排出压力并高于压缩机的中间压力位置的中间压力。
[0007] 根据本发明的一种制冷系统可包括压缩机，其具有吸入口、排出口和至少两个与压缩机的中间压力位置连通的中间压力口。该压缩机将流经该压缩机的制冷剂和单相冷却液压缩到高于吸入压力的排出压力。分离器可将制冷剂和冷却液分离开。第一流路可与分离器和中间压力口中的第一中间压力口连通，并且来自分离器的基本无制冷剂的冷却液的第一流流经第一流路，并且被喷射到压缩机的第一中间压力位置中。冷却液吸收压缩机内由压缩所产生的热量。第二流路与分离器和中间压力口的第二中间压力口连通，并且基本无冷却液的蒸汽制冷剂的第二流流经第二流路，并被喷射到压缩机的第二中间压力位置中。
[0008] 根据本发明的一种方法可包括将压缩机中的制冷剂和单相冷却液压缩到排出温度，并压缩到高于吸入压力的排出压力。将来自压缩机的制冷剂和冷却液排出到外部分离器。在与排出温度和压力大致相等的温度和压力下，将制冷剂与分离器中的冷却液分离开。在流经热交换器的同时，降低基本无制冷剂的冷却液流的温度。通过流经降压装置，将基本无制冷剂的冷却液流的压力降低到低于排出压力并高于位于压缩机的中间压力位置处的中间压力。将经降压的冷却液流通过压缩机的中间压力口喷射到压缩机的中间压力位置中。利用喷射到压缩机中的冷却液流吸收由压缩产生的热量。
[0009] 根据本发明的一种制冷系统可包括压缩机，其具有吸入口、排出口和至少两个与压缩机的中间压力位置连通的中间压力口。压缩机将流经该压缩机的制冷剂和润滑剂压缩到高于吸入压力的排出压力。分离器将制冷剂和润滑剂分离开。第一流路与分离器和中间压力口的第一中间压力口连通，并且来自分离器的基本无润滑剂的制冷剂的第一流流经第一流路，并且被喷射到压缩机的第一中间压力位置中。第一流主要是制冷剂蒸汽。第二流路与分离器和中间压力口的第二中间压力口连通，并且基本无润滑剂的制冷剂的第二流流经第二流路，并被喷射到压缩机的第二中间压力位置中。第二流中的制冷剂主要是液态制冷剂。
[0010] 根据本发明的一种制冷系统可包括压缩机，其具有吸入口、排出口和至少两个与压缩机的中间压力位置连通的中间压力口。压缩机将流经该压缩机的制冷剂和单相冷却液压缩到高于吸入压力的排出压力。分离器将制冷剂和冷却液分离开。第一流路从分离器延伸到中间压力口的第一中间压力口，并且来自分离器的基本无制冷剂的冷却液的第一流流经第一流路，并且被喷射到压缩机的第一中间压力位置中。冷却液吸收压缩机内由压缩所产生的热量。第二流路与分离器和中间压力口的第二中间压力口连通，并且基本无冷却液的制冷剂的第二流流经第二流路，并被喷射到压缩机的第二中间压力位置中。位于第二流中的制冷剂主要是液态制冷剂。
[0011] 根据本发明的一种方法可包括将压缩机中的制冷剂和润滑剂压缩到高于吸入压力的排出压力。可将来自压缩机的制冷剂和润滑剂排出到分离器。可在分离器中将制冷剂与润滑剂分离开。将从分离器流出的基本无润滑剂的制冷剂第一流的压力利用第一降压装置降低到低于排出压力并高于位于压缩机的第一中间压力位置处的中间压力的压力。将经降压的第一流通过压缩机的第一中间压力口喷射到压缩机的第一中间压力位置中。所喷射的第一流主要是蒸汽制冷剂。将从分离器流出的基本无润滑剂的制冷剂第二流的压力可在第二降压装置中降低到低于排出压力并高于位于压缩机的第二中间压力位置处的中间压力的压力，从而将第二流从主要是蒸汽制冷剂的流改变到主要是液态制冷剂的流。将经降压的第二流通过压缩机的第二中间压力口喷射到压缩机的第二中间压力位置中。
[0012] 根据本发明的一种制冷系统可包括压缩机，其具有吸入口、排出口和与压缩机的至少一个中间压力位置连通的至少一个通道，并且流体能够通过该通道喷射到中间压力位置中。压缩机将流经该压缩机的制冷剂和冷却液压缩到高于吸入压力的排出压力。分离器将制冷剂和冷却液分离开。第一流路与分离器和所述通道连通，并且来自分离器的制冷剂的第一流流经第一流路，并且被喷射到压缩机的中间压力位置中。当被喷射到中间压力位置中时，第一流主要是制冷剂蒸汽。第二流路与分离器和所述通道连通，并且制冷剂的第二流流经第二流路，并被喷射到压缩机的第二中间压力位置中。当被喷射到第二中间压力位置中时，第二流主要是液态制冷剂。
[0013] 根据本发明的一种制冷系统可包括压缩机，其具有吸入口、排出口和与压缩机的至少一个中间压力位置连通的至少一个通道。压缩机将流经该压缩机的制冷剂和单相冷却液压缩到高于吸入压力的排出压力。分离器将制冷剂和冷却液分离开。第一流路从分离器延伸到所述通道，并且来自分离器的冷却液的第一流流经第一流路，并被喷射到压缩机的中间压力位置中。冷却液吸收压缩机内由压缩所产生的热量。第二流路与分离器和所述通道连通，并且制冷剂的第二流流经第二流路，并被喷射到压缩机的中间压力位置中。当被喷射到中间压力位置中时，第二流中的制冷剂主要是液态制冷剂。
[0014] 根据本发明的一种压缩机可包括吸入口、排出口和至少一个压缩构件，该压缩构件能够操作以将流体从吸入压力压缩到排出压力。该压缩机包括至少三个中间压力位置，其具有高于吸入压力并低于排出压力的额定压力。压缩机具有至少三个通道。所述通道的第一通道与中间压力位置的第一中间压力位置连通，并能够操作以使蒸汽制冷剂能够被喷射到中间压力位置的第一中间压力位置中。所述通道中的第二通道与中间压力位置的第二中间压力位置连通，并能够操作以使单相冷却液能够被喷射到中间压力的第二中间压力位置中。所述通道的第三通道与中间压力位置的第三中间压力位置连通，并能够操作以使大多数的液态制冷剂能够被喷射到中间压力位置的第三中间压力位置中。
[0015] 根据本发明的一种方法包括将位于压缩机中的制冷剂和单相冷却液压缩到高于吸入压力的排出压力。在分离器中将制冷剂与冷却液分离开。降低与制冷剂分离开的冷却液的温度。将经降温的冷却液喷射到压缩机的中间压力位置中。降低与冷却液分离开的制冷剂的压力。将经降压的制冷剂喷射到压缩机的中间压力位置中。当被喷射到中间压力位置中时，制冷剂主要是液态制冷剂。利用喷射到中间压力位置中的冷却液和液态制冷剂吸收由压缩产生的热量。
[0016] 根据本发明的一种制冷系统可包括压缩机，其具有吸入口、排出口和与压缩机的至少一个中间压力位置连通的至少一个通道，并且流体可经由该通道喷射到所述至少一个中间压力位置中。压缩机将流经该压缩机的制冷剂压缩到高于吸入压力的排出压力。第一流路与排出口和至少一个通道连通，并且制冷剂的第一流流经第一流路，并且被喷射到压缩机的至少一个中间压力位置中。当被喷射到中间压力位置中时，第一流主要是制冷剂蒸汽。第二流路与排出口和至少一个通道连通，并且制冷剂的第二流流经第二流路，并被喷射到压缩机的至少一个中间压力位置中。当被喷射到至少一个中间压力位置中时，第二流主要是液态制冷剂。
[0017] 根据本发明的一种方法可包括将位于压缩机中的制冷剂压缩到高于吸入压力并高于制冷剂的临界压力的排出压力。从压缩机排出经压缩的制冷剂。将排出的制冷剂的第一部分喷射到压缩机的中间压力位置中。第一部分主要是制冷剂蒸汽。将排出的制冷剂的第二部分喷射到压缩机的中间压力位置中。第二部分主要是液态制冷剂。利用喷射到中间压力位置中的液态制冷剂吸收由压缩产生的热量。
[0018] 根据本发明的一种方法可包括将位于压缩机中的制冷剂压缩到高于吸入压力的排出压力。从压缩机排出压缩后的制冷剂。降低排出的制冷剂的压力。在闪蒸罐中将经降压的排出的制冷剂分离成蒸汽和液体部分。将制冷剂的第一部分从闪蒸罐喷射到压缩机的中间压力位置中。第一部分主要是制冷剂蒸汽。将排出的制冷剂的第二部分从闪蒸罐喷射到压缩机的中间压力位置中。第二部分主要是液态制冷剂。利用喷射到中间压力位置中的液态制冷剂吸收由压缩产生的热量。
[0019] 根据本发明的一种系统可包括压缩机，其具有吸入口、排出口，并能够操作以将工作流体从吸入压力压缩到高于吸入压力的排出压力。中间压力口与位于压缩机中的中间压力位置连通。中间压力位置具有高于吸入压力并低于排出压力的运行压力。第一流路与中间压力口连通，并将单相冷却液提供到中间压力位置。第二流路与中间压力口连通，并将处于主要是液相的工作流体提供到中间压力位置。第三流路与中间压力口连通，并将主要是汽相的工作流体提供到中间压力位置。
[0020] 根据本发明的一种方法可包括将位于压缩机中的制冷剂和单相冷却液压缩到高于吸入压力的排出压力。将制冷剂和冷却液在排出温度下从所述压缩机排出。将冷却液通过中间压力口喷射到压缩机的至少一个中间压力位置中。将主要是液态的制冷剂通过中间压力口喷射到压缩机的至少一个中间压力位置中。将主要是蒸汽的制冷剂通过中间压力口喷射到压缩机的至少一个中间压力位置中。
[0022] 于此所示的附图仅出于说明的目的，且并不意欲以任何方式限制本发明。
[0023] 图1是根据本发明的制冷系统的示意图；
[0024] 图2是根据本发明的另一个制冷系统的示意图；
[0025] 图3是根据本发明的再一个制冷系统的示意图；
[0026] 图4是根据本发明的又一个制冷系统的示意图；
[0027] 图5是根据本发明的备用流体喷射机械系统的示意图；
[0028] 图6是根据本发明的另一个备用流体喷射机械系统的示意图；
[0029] 图7是适于在根据本发明的制冷系统中使用的涡旋压缩机的截面图；
[0030] 图8是图7的压缩机的一部分的放大局部截面图，示出了涡旋构件；
[0031] 图9是图7的压缩机的固定涡旋构件的俯视平面图；
[0032] 图10是适于在根据本发明的制冷系统中使用的两级回转式压缩机的局部截面图；
[0033] 图11是适于在根据本发明的制冷系统中使用的螺杆式压缩机的一部分的局部截面图；
[0034] 图12是适于在根据本发明的制冷系统中使用的带有整合式气液分离器的压缩机的示意图；
[0035] 图13是适于在根据本发明的制冷系统中使用的带有内部气液分离器和整合式冷却液热交换器以及气体冷却器的压缩机的示意图；以及
[0036] 图14是根据本发明的另一个制冷系统的示意图。
具体实施方式
[0037] 如下说明实质上仅为示例性的，且并不意欲限制本公开、申请或用途。应该了解到，贯穿附图，对应的附图标记(例如，20、120、220、320和30、130、230、330等)指代相同的或对应的部件和特征。
[0038] 参照附图，示出了根据本发明的制冷系统。该制冷系统是蒸汽压缩制冷系统，其可被配置成用于跨临界制冷循环，在这种制冷循环中，制冷剂在该循环的一部分的过程中处于高于其临界压力的压力下，由此无论温度如何其均处于气态，并且在该循环的另一部分中，制冷剂低于其临界压力，从而使制冷剂能够处于蒸汽态或液态。制冷剂可以是二氧化碳(CO2)或其它制冷剂。制冷系统还可以用于非跨临界的运行状态。
[0039] 参照图1，制冷系统20包括压缩机22，所述压缩机22将流过其的制冷剂从吸入压力压缩到排出压力。当制冷系统20是跨临界的制冷循环时，吸入压力低于制冷剂的临界压力，同时排出压力高于制冷剂的临界压力。压缩机22可以是单级正排量压缩机，例如涡旋压缩机。作为替代，可以使用其它正排量式压缩机，例如螺杆式压缩机、两级回转式压缩机和两级往复活塞压缩机。
[0040] 压缩机22包括进入/吸入口24，其与吸入管线26连通，以便将制冷剂提供到压缩机22的吸入或低压侧。压缩机22包括排出/排放口28，其与排放管线30连通，该排放管线30接收来自压缩机22的排放室的压缩后的制冷剂。压缩机22可包括中间压力口32，其与压缩机22上与排出压力和吸入压力之间的中间压力对应的位置处的压缩腔连通。中间压力口32将流体供应到压缩机22上处于中间压力位置处的压缩腔。
[0041] 在制冷系统20中，冷却液喷射系统33用于将冷却液通过中间压力口32喷射到处于中间压力位置处的压缩腔中，如下所述。在整个制冷循环中处于单相液体状态的冷却液可以是润滑剂或油，例如不同类型的矿物油或合成油等，但并不限于多元醇酯(POE)、聚乙二醇(PAG)、聚烯烃(PAO)油。在特定状态下，可利用诸如水或水银之类的其它流体。
[0042] 排出管线30与气液分离器38连通。排出管线30可将压缩机22排出的高温、高压的流体从排出口28直接发送到分离器38。从压缩机22排出的流体包括处于气态的制冷剂和喷射的冷却液。分离器38可大致处于压缩机22的排出压力和温度下，无论分离器38的温度如何，其均接收排出的高于临界压力并处于气态的制冷剂。但是，冷却液在整个制冷循环中维持单相形态。在分离器38内，制冷剂与冷却液分离，所述冷却液用于冷却压缩过程，并吸收与压缩流过那里的制冷剂的压缩机22相关联的压缩热。
[0043] 冷却液喷射系统33可包括高温冷却液管线40、热交换器42、风扇或鼓风机44、低温冷却液管线46、节流/膨胀装置48和喷射管线50。分离的高温冷却液通过高温冷却液管线40从分离器38流出，并流入到热交换器42。在热交换器42内，从冷却液提取出热量Q1，并将其传递到环境。风扇或鼓风机44可通过使环境气流过热交换器42，以热传导的方式与流过那里的冷却液相关联，而有助于传热。作为替代，热交换器42可以是液液热交换器，例如当将制冷系统20用作热泵系统时，其中可将热量Q1用于加热流经热泵系统的水。
[0044] 冷却液作为高压、低温的液体通过低温冷却液管线46离开热交换器42。节流装置48将低温冷却液管线46与喷射管线50互连。减压的冷却液从节流装置48通过喷射管线
50流动到中间压力口32，用于喷射到与中间压力口32连通的压缩腔中。将冷却液喷射到压缩机22中，以便提取通过压缩流经那里的制冷剂而产生的热量。可通过热交换器42将该热量作为热量Q1排到环境中。节流装置48控制流过那里的流量，并将冷却液的压力降低到低于排出压力、但高于与中间压力口32连通的压缩腔的中间压力的压力。可呈多种形式的节流装置48可以是动态的、静态的或准静态的。例如，节流装置48可以是可调的阀、固定的孔口、压力调节器等等。当是动态的时，节流装置48可基于制冷系统20的运行、压缩机22的运行来改变流经那里、并通过中间压力口32喷射到压缩机22中的冷却液的量，以便得到制冷系统20的所需要的运行和/或得到压缩机22的所需要的运行。通过非限定性的示例，节流装置48可调节通过那里的冷却液的流量，以获得离开排出口28的所需要的制冷剂的排出温度。
50流动到中间压力口32，用于喷射到与中间压力口32连通的压缩腔中。将冷却液喷射到压缩机22中，以便提取通过压缩流经那里的制冷剂而产生的热量。可通过热交换器42将该热量作为热量Q1排到环境中。节流装置48控制流过那里的流量，并将冷却液的压力降低到低于排出压力、但高于与中间压力口32连通的压缩腔的中间压力的压力。可呈多种形式的节流装置48可以是动态的、静态的或准静态的。例如，节流装置48可以是可调的阀、固定的孔口、压力调节器等等。当是动态的时，节流装置48可基于制冷系统20的运行、压缩机22的运行来改变流经那里、并通过中间压力口32喷射到压缩机22中的冷却液的量，以便得到制冷系统20的所需要的运行和/或得到压缩机22的所需要的运行。通过非限定性的示例，节流装置48可调节通过那里的冷却液的流量，以获得离开排出口28的所需要的制冷剂的排出温度。
[0045] 为了基于温度对流经节流装置48的冷却液的调节，温度感测装置35可用于检测由压缩机22排出的制冷剂的温度。可监控温度感测装置35的输出，以调节冷却液通过喷射管线50的流量。冷却液流量可利用节流装置48进行调节，以获得由压缩机22排出的制冷剂的所需要的离开温度或离开温度范围。例如，当制冷剂是CO2时，它优选地可具有小于约260华氏度的排出温度。作为另一个示例，当制冷剂是CO2时，它优选地可将排出温度维持在约200华氏度直到约250华氏度。节流装置48可响应温度感测装置35的输出而调节通过那里的流量，以便补偿压缩机22和/或制冷系统20的变化的运行。与由压缩机22排出的制冷剂热力连通的热力膨胀阀可用作温度补偿节流装置48。热力膨胀阀可基于由压缩机22排出的制冷剂的温度自动调节其位置(例如，全开、完全或大致关闭或处于其间的中间位置)，以便获得所需要的离开温度或范围。作为选择，控制器37可监控由温度感测装置35报告的温度，并基于感测到的温度来调节节流装置48的运行，以便维持用于由压缩机22排出的制冷剂的所需要的排出温度或温度范围。
[0046] 在分离器38内，在跨临界的运行情况下，压力通常保持在临界压力之上，并且温度通常保持在亚临界运行情况中的压力的饱和温度之上。结果，那里的制冷剂维持气态。高温、高压气态制冷剂通过高温、高压管线56从分离器38流动到气体冷却器51。气体冷却器51内，热量Q2从高温、高压的制冷剂传递到环境中。风扇或鼓风机52可通过使环境气流过气体冷却器51，以热传导的方式与流经那里的制冷剂相关联而有助于传热。作为替代，气体冷却器51可以是液液热交换器，例如当将制冷系统20用作热泵系统时，其中热量Q2可用于加热流经热泵系统的水。
[0047] 制冷剂以降低的温度但仍旧高于临界压力的压力离开气体冷却器51，并且结果，制冷剂维持气态。当设置吸入管线热交换器以进一步预冷却气体，并使返回到压缩机的吸入过热时，从气体冷却器51流出的气态制冷剂可通过管线57流到吸入管线热交换器54。在热交换器54内，热量Q3从高压制冷剂传递到流到压缩机22的吸入侧的低温、低压制冷剂。热量Q3的传递降低了高压制冷剂的温度，这会增大蒸发器中的吸热能力。离开热交换器54的高压制冷剂可维持在高于临界压力。(当气体处于高于其临界温度时，它处于任何压力下都是气态的而不会是任何其它，但当低于临界温度时，即使高于临界压力，它也可以是液体。)
[0048] 低温高压管线58将高压制冷剂从热交换器54引导到主节流装置60。流经节流装置60的制冷剂膨胀，并且进一步降低温度和压力。节流装置60可以被动态控制，以便补偿作用在制冷系统20上的变化负荷。作为替代，节流装置60可以是静态的。
[0049] 在回路的这一点处、处于节流装置60下游的低压制冷剂令人满意地处于亚临界温度下，并处于低于其临界压力的压力下，这导致两相制冷剂流。低压管线62将流经节流装置60的制冷剂引导到蒸发器64，在那里，两相、低压制冷剂吸收来自流过蒸发器64上的流体的热量Q4。例如，可从通过风扇或鼓风机66引入、以便在蒸发器64上流动的气流提取出热量Q4。由于吸收了热量Q4，因此蒸发器64内的制冷剂的液体部分汽化。蒸发器64的端部附近，由于液相被汽化，因此制冷剂的温度升高，并且通过低压管线68离开蒸发器64，当如此设置时，低压管线68将制冷剂引导到吸入管线热交换器54中，其中在制冷剂通过吸入管线26流入到压缩机22中前，制冷剂的温度通过热量Q3的传递而进一步升高。
[0050] 在运行中，离开吸入管线热交换器54的低压(吸入压力)制冷剂通过吸入管线26和吸入口24被吸入到压缩机22的压缩腔中。压缩机22内的压缩构件——诸如涡旋压缩机情况中的涡盘之类——将制冷剂从吸入压力压缩到排出压力。在压缩过程中，冷却液通过喷射管线50被喷射到位于中间压力位置处的压缩腔中。
[0051] 喷射到压缩腔中的冷却液的具体的量会基于包括、但不限于制冷系统20上的需求、其中使用的制冷剂的类型、压缩机22的类型和结构、压缩机的效率、吸入压力和排出压力、冷却液的热容量、以及所选择的冷却液在不同的压力和温度下吸收制冷剂的能力的因素发生改变。将较大量的冷却液喷射到压缩机的工作室中使得工作过程能够接近准等温压缩过程。但是，冷却液喷射过程同样能够与由将冷却液泵送到较高压力所需要的能量、在将冷却液喷射到压缩腔中之前增大对冷却液进行的节流、和通过制冷剂在高压下分散在冷却液中并在较低压力下释放对制冷剂进行的附加再压缩所导致的额外损失相关联。本领域技术人员应该了解到，假定排出的气体不会超过最大的可允许温度，那么对于给定的运行条件、选定的工作流体和压缩机参数，存在可喷射的冷却液容积的最佳范围以便获得所需要的制冷系统性能。
[0052] 喷射到位于中间压力位置处的压缩腔中的冷却液的量可吸收由压缩过程产生的大量热量。结果，由于利用冷却液获得了适当的冷却且可将吸收的热量释放到热交换器42——其从流经那里的冷却液中提取热量Q1——中，所以存在最小限度的需要或不需要进一步冷却排出的冷却剂。利用喷射的冷却液移除由压缩过程产生的热量的能力可消除对于排出气体冷却器或冷凝器的需要，以便在流经其余制冷系统之前，降低排出气体的温度。当就是这种情况时并不需要气体冷却器51，并且管线56’(以虚线示出)将高压制冷剂引导到管线57。由此，使用在压缩机22内使压缩过程能够接近准等温压缩的喷射的冷却液同样可简化制冷系统20的设计，并且使压缩热的很大一部分能够被喷射的冷却液吸收，并通过热交换器42进行排除。
[0053] 由于喷射的冷却液明显降低了与压缩过程相关的温度，因此压缩机22免于遭受过高的温度，并且压缩过程温度很少取决于通过吸入口24进入到压缩机22的吸入侧的制冷剂的温度。通过降低对于压缩过程温度的依赖，吸入管线热交换器54可用于提高制冷循环效率。此外，在压缩过程中喷射的冷却液的存在有利于密封在压缩过程中分开压缩腔的间隙，这会进一步减小将制冷剂从吸入压力压缩到排出压力所需要的压缩功。由此，冷却液喷射系统33可以是对于制冷系统20的有益添加。
[0054] 现参照图2，示出了根据本发明的制冷系统120。制冷系统120与如上讨论且在图1中所示的制冷系统20相似，同时添加了节能系统170。同样，制冷系统120包括具有进入口124和排出口128的压缩机122，进入口124和排出口128分别连接于吸入管线126和排出管线130。由压缩机122排出的制冷剂和冷却液流经气液分离器138，其中冷却液通过管线140被移除，并通过热交换器142输送。风扇或鼓风机144可有助于从热交换器142中的冷却液移除热量Q10。降温的冷却液通过管线146离开热交换器142，流经节流/膨胀装置148，并且通过管线150和中间压力口132被喷射到位于中间压力位置处的压力腔中。膨胀装置148可与膨胀装置48相同，并可以相同的方式运行。同样，控制器137可联接于温度感测装置135，以控制节流装置148的打开和关闭。
[0055] 气态制冷剂从分离器138通过管线156流到气体冷却器151中。气体冷却器151将热量Q102从流经那里的制冷剂传递到环境中。风扇或鼓风机152可有助于将热量Q102从流经气体冷却器151的制冷剂中移除。作为选择，如果不使用气体冷却器，则制冷剂离开分离器138，并通过管线156’(以虚线示出)直接流到管线157。离开气体冷却器151的制冷剂通过管线157流入到吸入管线热交换器154中。热交换器154将来自从管线157流经那里的制冷剂的热量Q103传递到从管线168流经热交换器154的低压侧的制冷剂。
[0056] 制冷系统120还包括膨胀通过管线162通向蒸发器164的路线上的制冷剂的主节流/膨胀装置160。在蒸发器164中，热量Q104从在蒸发器164的上流过的流体传递到流经那里的制冷剂中。风扇或鼓风机166可有助于流体在蒸发器164的外部上流过。制冷剂离开蒸发器164并通过管线168流到吸入管线热交换器154。
[0057] 制冷剂系统120通过包括节能系统170而不同于制冷系统20，这会在流经主膨胀装置160之前进一步降低制冷剂的运行温度，从而提高其吸收蒸发器164中的热量的能力，并提高制冷系统120的冷却能力。节能系统170将气态制冷剂直接喷射到位于中间压力位置处的压缩腔中。虽然将讨论制冷系统20和制冷系统120之间的相似和不同之处，但是也可存在其它的相似和不同之处。
[0058] 压缩机122可包括第二中间压力口134，其用于将制冷剂蒸汽喷射到处于中间压力位置处的压缩腔中。使用分开的中间压力口132、134使得制冷剂蒸汽喷射能够与冷却液喷射保持分开。使用分开的喷射口还可降低或取消对于控制冷却液和制冷剂蒸汽的喷射的需要，这是由于无需协调喷射压力和流率。此外，同样可以减小和/或消除一种流体逆流到其它流动源中的可能性。由此，可以使用分开的喷射口，它们使得能够在不同位置处和不同中间压力级下发生冷却液和蒸汽喷射。
[0059] 节能系统170可包括与高压管线158串联布置的节能热交换器174。流经位于节能热交换器174的高压侧下游的管线158的制冷剂的一部分可通过节能管线176输送，并在节能节流装置178中膨胀，并引导到节能热交换器174的低压侧中。流经节能节流装置178的制冷剂的一部分膨胀，使得它可从流经热交换器174的高压侧的高压气态制冷剂吸收热量Q105。膨胀穿过节流装置178的制冷剂冷得足以成为两相混合物。在到达主节流装置160并经由管线162流到蒸发器164上之前，来自主制冷剂流的热量Q105的传递降低了温度，从而提高了制冷剂的吸热能力，并提高了蒸发器164的性能。制冷剂通过管线168离开蒸发器164，并流到可选择的吸入管线热交换器154中以吸收热量Q103。
[0060] 离开节能热交换器174的膨胀的且受热的制冷剂蒸汽通过蒸汽喷射管线180流到第二中间压力口134，用于喷射到位于中间压力位置处的压缩腔中。通过蒸汽喷射管线180喷射到位于中间压力位置处的压缩腔中的制冷剂流率可等于或大于通过吸入管线126进入到压缩机122的吸入口124中的制冷剂流率。节流装置178将蒸汽喷射管线180中的压力维持在高于与第二中间压力口134连通的压缩腔的中间压力位置处的压力。节流装置
178按照需要可以是动态装置或静态装置，以便提供所需要的节能效果。在中间压力下的制冷剂蒸汽喷射减少了压缩机122将喷射的蒸汽压缩到排入压力所使用的能量，从而降低提高压缩机效率的比功。
178按照需要可以是动态装置或静态装置，以便提供所需要的节能效果。在中间压力下的制冷剂蒸汽喷射减少了压缩机122将喷射的蒸汽压缩到排入压力所使用的能量，从而降低提高压缩机效率的比功。
[0061] 制冷系统120包括冷却液到位于中间压力位置处的压缩腔中的喷射和制冷剂蒸汽到位于另一个中间压力位置处的压缩腔中的喷射。冷却液喷射和蒸汽制冷剂喷射通过提高压缩机122和蒸发器164的性能来提高制冷系统120的效率。喷射冷却液的喷射可降低通过使用吸入气体热交换器154所导致的增加的吸入气体温度的影响。降低由压缩机122排出的压缩后的制冷剂的温度有助于在制冷剂流经主节流装置160和蒸发器164前利用节能系统170来进一步降低制冷剂的温度。降低的排出温度使节能系统170能够将制冷剂温度进一步降低到比利用在较高温度下排出的制冷剂所获得温度低的温度。由此，蒸汽喷射节能系统170和冷却液喷射系统133相结合会提供更为经济且高效的制冷系统120。
[0062] 参照图3，示出了根据本发明的制冷系统220。制冷系统220与上述参照图2讨论的制冷系统120相似。同样，制冷系统220包括具有进入口224和排出口228的压缩机222，进入口224和排出口228分别连接于吸入管线226和排出管线230。由压缩机222排出的制冷剂和冷却液流经气液分离器238，其中冷却液通过管线240被移除，并通过热交换器242输送。风扇或鼓风机244可有助于从热交换器242中的冷却液移除热量Q201。降温的冷却液通过管线246离开热交换器242，流经节能/膨胀装置248，并通过管线250和中间压力口232喷射到位于中间压力位置处的压缩腔中。膨胀装置248可以与膨胀装置148相同，并可以相同的方式运行。同样，控制器237可联接于温度感测装置235，以控制节流装置248的打开和关闭。
[0063] 气态制冷剂通过管线256从分离器238流到气体冷却器251中。气体冷却器251将热量Q202从流经那里的制冷剂传递到环境中。风扇或鼓风机252可有助于将热量Q202从流经气体冷却器251的制冷剂中移除。作为选择，如果不使用气体冷却器，则制冷剂离开分离器238，并通过管线256’(以虚线示出)直接流到管线257。离开气体冷却器251的制冷剂通过管线257流入到吸入管线热交换器254中。热交换器254将来自从管线257流经那里的制冷剂的热量Q203传递到从管线268流经热交换器254的低压侧的制冷剂。
[0064] 制冷系统220还包括膨胀通过管线262通向蒸发器264的路线上的制冷剂的主节流装置260。在蒸发器264中，热量Q204从在蒸发器264的上流过的流体传递到流经那里的制冷剂中。风扇或鼓风机266可有助于流体在蒸发器264的外部上流过。制冷剂离开蒸发器264并通过管线268流到吸入管线热交换器254。
[0065] 制冷系统220包括到压缩机222的位于中间压力位置处的压缩腔中的冷却液喷射和制冷剂蒸汽喷射。但是制冷系统220可利用不同于制冷系统120的节能系统270。虽然将讨论制冷系统220和制冷系统120之间的相似和不同之处，但是也可存在其它的相似和不同之处。
[0066] 在制冷系统220中，高压管线258包括位于吸入管线热交换器254下游的节流装置282和闪蒸罐284。膨胀流经节流装置282、并流到闪蒸罐284中的高压制冷剂，以便将压力降低到亚临界压力，并形成两相制冷剂流。节能系统282将流经那里的制冷剂的压力降低到位于压缩机222的吸入压力和排出压力之间、且大于与第二中间压力口234连通的压缩腔中的中间压力的压力。节流装置282可以是动态的或静态的。
[0067] 在闪蒸罐284中，气态制冷剂可与液态制冷剂分离，并可通过蒸汽喷射管线286被发送到第二中间压力口234，用于喷射到位于中间压力位置处的压缩腔中。通过蒸汽喷射管线286喷射到位于中间压力位置处的压缩腔中的制冷剂流率可等于或大于通过吸入管线226流到压缩机222的吸入口224中的制冷剂流率。闪蒸罐284中的液态制冷剂可继续通过管线258、通过主节流装置260并通过管线262进入到蒸发器264中。蒸发器264内的制冷剂吸收热量Q204并回复到气态。制冷剂经由管线268从蒸发器264流动到吸入管线热交换器254、吸收来自通过管线257流到吸入管线热交换器254的制冷剂的热量Q203并通过吸入管线226和吸入口224流到压缩机222的吸入侧中。
[0068] 制冷系统220利用冷却液喷射系统233将冷却液喷射到压缩机222中，并利用节能系统270以便将蒸汽制冷剂喷射到压缩机222中，从而提高压缩机222的效率和/或冷却能力，并提高制冷系统220的性能。由此，制冷系统220可包括到位于不同中间压力位置处的压缩腔中的冷却液喷射和制冷剂蒸汽喷射。
[0069] 现参照图4，示出了根据本发明的另一个制冷系统320。制冷系统320与如上所述且示于图2中的制冷系统120相似，并包括冷却液喷射系统333、节能系统370，并添加了液态制冷剂喷射系统372。虽然将讨论制冷系统320与制冷系统120之间的相似和不同之处，但是也可存在其它的相似和不同之处。
[0070] 制冷系统320包括具有进入口324和排出口328的压缩机322，进入口324和排出口328分别联接于吸入管线326和排出管线330。压缩机322包括与冷却液喷射管线350连通以便接收冷却液的中间压力口332。排出管线330与气液分离器338连通，气液分离器338将冷却液与制冷剂分离开，并通过管线340将冷却液传递至热交换器342，以便从冷却液中移除热量Q301。风扇或鼓风机344可有助于热量的移除。降温的冷却液通过管线346离开热交换器342、流经节流/膨胀装置348，并通过管线350和中间压力口332被喷射到处于中间压力位置处的压缩腔中。膨胀装置348可以与膨胀装置148相同，并可以相同的方式运行。同样，控制器337可联接于温度感测装置335，以便控制节流装置348的打开和关闭。
[0071] 气态制冷剂通过管线356从分离器338流到气体冷却器351中。气体冷却器351将来自流经那里的制冷剂的热量Q302传递到环境。风扇或鼓风机352可有助于从流经气体冷却器351的制冷剂中移除热量Q302。作为选择，如果不使用气体冷却器，则制冷剂离开分离器338，并通过管线356’(以虚线示出)直接流到管线357。离开气体冷却器351的制冷剂通过管线357流到吸入管线热交换器354中。在热交换器354内，热量Q303从高压制冷剂传递到从蒸发器364流经管线368和吸入管线热交换器354的低压侧的低压制冷剂。提高温度的制冷剂从吸入管线热交换器354通过进入口324和吸入管线326流入到压缩机
322的吸入侧中。
322的吸入侧中。
[0072] 制冷系统320可包括节能系统370，它可包括与高压管线358串联布置的节能热交换器374。流经位于节能热交换器374的高压侧下游的管线358的制冷剂的一部分可通过节能管线376输送，并在节能节流装置378中膨胀，并引导到节能热交换器374的低压侧中，其中，膨胀后的制冷剂从流经节能热交换器374的高压侧的高压制冷剂吸收热量Q305。离开节能热交换器374的膨胀的和受热的制冷剂蒸汽通过蒸汽膨胀管线380流到第二中间压力口334，并喷射到位于中间压力位置处的压缩腔中。通过蒸汽喷射管线380喷射到位于中间压力位置处的压缩腔中的制冷剂流率可等于或大于通过吸入管线326到压缩机322的吸入口324中的制冷剂流率。
[0073] 流经管线358的制冷剂的主流流经主节流装置360，并通过低压管线362流入到蒸发器364中。流经蒸发器364的制冷剂从在蒸发器364的外部上流过的流体吸收热量Q304。通过使流体在蒸发器364上流过，风扇或鼓风机366可有助于热量Q304传递。制冷剂离开蒸发器364并通过管线368流到吸入管线热交换器354。
[0074] 制冷系统320包括液态制冷剂喷射系统372，以便将液态制冷剂喷射到压缩机322的位于中间压力位置处的压缩腔中。喷射的液态制冷剂可降低压缩过程的温度和由压缩机322排出的制冷剂的温度。压缩机322可包括第三中间压力口336，用于将液态制冷剂直接喷射到位于中间压力位置处的压缩腔中。液态制冷剂喷射系统372可包括液态制冷剂喷射管线388，其与中间压力口336并与高压管线358流体连通。液态制冷剂喷射管线388可与位于节能管线376的上游或下游的管线358连通。
[0075] 节流装置390可布置在管线388中，以便调节通过那里的液态制冷剂的流量。已经流过节能热交换器374的高压侧后流经管线358的制冷剂的一部分可流过液态制冷剂喷射管线388，在节流装置390中膨胀，并通过中间压力口336引导到压缩机322的位于中间压力位置处的压缩腔中。在经过节流装置390后，制冷剂压力大于与中间压力口336流体连通的压缩腔中的压力。流经节流装置390的制冷剂的膨胀会导致制冷剂呈完全液态，或处于相对低焓状态中的液体处于主导地位的两相形态。
[0076] 节流装置390可以是动态的、静态的或准静态的。例如，节流装置390可以是可调阀、固定孔口、可变孔口、压力调节器等。当为动态时，节流装置390可基于制冷系统320的运行和压缩机322的运行改变流经节流装置390并通过中间压力口336喷射到压缩机322中的制冷剂的量，以便获得制冷系统320的所需运行状态，和/或获得压缩机322的所需运行状态。借助于非限定性示例，节流装置390可调整通过其的制冷剂的流量，以获得离开排出口328的制冷剂的所需要的排出温度或排出温度范围。
[0077] 对于基于温度对经过节流装置390的制冷剂流进行的调整，温度感测装置335可用于检测由压缩机322排出的制冷剂的温度。可监控温度感测装置335的输出，以便调节通过液态制冷剂喷射管线388的制冷剂的流量。可调节制冷剂流量以便获得由压缩机322排出的制冷剂所需要的离开温度(在CO2的情况下，优选地小于约260华氏度)或离开温度范围(在CO2的情况下，优选地在约200华氏度到约250华氏度之间)。节流装置390可响应温度感测装置335的输出而调整通过那里的流量，从而补偿压缩机322和/或制冷系统320的变化的运行。与由压缩机322排出的制冷剂热力连通的热力膨胀阀可用作温度补偿节流装置390。热力膨胀阀可基于由压缩机322排出的制冷剂的温度自动调整其位置(例如，全开、全部或大致关闭或处于其间的中间位置)，以便获得所需要的离开温度或范围。控制器337可监控由温度感测装置335报告的温度，并基于感测的温度调整节流装置390的运行，以便维持用于由压缩机322排出的制冷剂所需要的排出温度或温度范围。
[0078] 当冷却液喷射系统333利用主动控制节流装置348时，控制器337可控制和协调节流装置348和节流装置390的运行，从而协调到压缩机322的压缩腔中的冷却液喷射和液态制冷剂喷射，以获得所需要的运行状态。例如，控制器337能进行冷却液和液态制冷剂的喷射，使得流体喷射中的一个提供主要冷却，并按照需要使另一个流体喷射提供辅助冷却。当是这种情况时，控制器337可将冷却液喷射用作主冷却装置并主动地控制节流装置348，以便调整喷射到压缩机322中的冷却液的流量，从而获得如温度感测装置335报告的所需要的制冷剂排出温度。只要冷却液的喷射能够获得所需要的制冷剂排出温度，控制器
337就维持节流装置390处于闭合状态。在冷却液喷射不能满足所需要的制冷剂排出温度的情况下，控制器337会命令节流装置390打开，并使液态制冷剂能够被喷射到压缩机322中，从而提供辅助冷却并实现所需要的制冷剂排出温度。如此一来，控制器337将冷却液喷射用作主要冷却装置，并通过液态制冷剂的喷射补充冷却能力。
337就维持节流装置390处于闭合状态。在冷却液喷射不能满足所需要的制冷剂排出温度的情况下，控制器337会命令节流装置390打开，并使液态制冷剂能够被喷射到压缩机322中，从而提供辅助冷却并实现所需要的制冷剂排出温度。如此一来，控制器337将冷却液喷射用作主要冷却装置，并通过液态制冷剂的喷射补充冷却能力。
[0079] 在另一个控制方案中，控制器337可同时利用冷却液喷射系统333和液态制冷剂喷射系统372来获得所需要的制冷剂排出温度。在这种情况下，控制器337主动控制节流装置348、390的打开和关闭，以改变喷射到压缩机322的中间压力腔中的冷却液和液态制冷剂的量。控制器337基于由温度感测装置335感测到的制冷剂排出温度来调整节流装置348、390。
[0080] 在另一个控制方案中，控制器337可将液态制冷剂喷射系统372用作主要控制系统，并按照需要利用冷却液喷射系统333补充冷却能力。在这种情况下，控制器337主动控制节流装置390，以便将液态制冷剂喷射到压缩机322的压缩腔中，从而获得所需要的制冷剂排出温度。如果液态制冷剂喷射并不足以实现所需要的制冷剂排出温度，那么控制器337就命令节流装置348打开和关闭，以便提供冷却液喷射，从而补充冷却能力，并获得所需要的制冷剂排出温度。
[0081] 将液态制冷剂喷射到处于中间压力位置处的压缩腔中可降低压缩机322的效率。但是，对制冷系统320来说，利用压缩机322排出的低温制冷剂这一优点强过降低的效率。
此外，由液态制冷剂喷射所导致的压缩机效率的降低同样会被与利用冷却液喷射和/或蒸汽制冷剂喷射相关的优点所减弱和/或克服。而且，可调整或调节液态制冷剂到压缩机322的压缩腔中的喷射，以便在使由压缩机322排出的制冷剂温度降低的同时，使压缩机322和/或制冷系统320的效率的任何折衷最小化。最佳效率可通过首先喷射冷却液并操作蒸汽喷射来获得，从而满足系统冷却能力的需要。如果需要超出冷却液的最大喷射更多的冷却(更极端的状况)，那么可另外施加液态制冷剂喷射，由此用作冷却装置。
此外，由液态制冷剂喷射所导致的压缩机效率的降低同样会被与利用冷却液喷射和/或蒸汽制冷剂喷射相关的优点所减弱和/或克服。而且，可调整或调节液态制冷剂到压缩机322的压缩腔中的喷射，以便在使由压缩机322排出的制冷剂温度降低的同时，使压缩机322和/或制冷系统320的效率的任何折衷最小化。最佳效率可通过首先喷射冷却液并操作蒸汽喷射来获得，从而满足系统冷却能力的需要。如果需要超出冷却液的最大喷射更多的冷却(更极端的状况)，那么可另外施加液态制冷剂喷射，由此用作冷却装置。
[0082] 在制冷系统320中，三个中间压力口332、334、336可分别用于将冷却液、蒸汽制冷剂和液态制冷剂喷射到压缩机322的位于中间压力位置处的压缩腔中。这三个孔口可与位于不同中间压力位置处的压缩腔连通，并使相关的流体流能够被供应到不同的中间压力位置。利用中间压力喷射口332、334、336可在喷射到压缩腔中之前将流体彼此分离。分开的喷射口332、334、336的使用降低或消除了各自流体的喷射压力的协调。此外，对于这些流体中的一种逆流到其它流体中的可能性还可由于利用分开的喷射口332、334、336而被降低或消除。
[0083] 液态制冷剂可被喷射到位于排出口附近的位置处的中间压力腔中，在该位置处，大多数的热量由压缩过程产生。结果，将液态制冷剂喷射到位于处于排出口附近的中间压力位置处的压力腔中可在通常需要的位置处提供冷却。而且，在排出口附近喷射液态制冷剂同样可降低对压缩和排出所喷射的液态制冷剂所需的压缩功的量上的任何附加影响。
[0084] 由于压缩热在排出口处或排出口附近最大，因此可将冷却液喷射到位于排出口附近的位置处。可将冷却液喷射到与比喷射液态制冷剂的位置处的压力更高或更低的压力对应的位置处。优选地，将冷却液喷射到比液态制冷剂压力低的低压位置处。将冷却液喷射到比液态制冷剂的压力低的低压位置中可提高冷却液的润滑和密封特性。
[0085] 可将制冷剂蒸汽喷射到与喷射液态制冷剂的位置处压力低的低压对应的位置处的中间压力腔，以便在所需要的运行状态下，能够喷射有效运行制冷系统320所需要的蒸汽量。这同样导致对于闪蒸罐中分离出的流体的低焓以及蒸发器热量的相关增大。
[0086] 在制冷系统320中，可将多种流体流分开地喷射到压缩机322的处于不连续的中间压力位置处的压缩腔中。可在喷射到压缩腔中之前，将这些流体中的一个或多个混合或结合。例如，如图5中所示，压缩机322’可具有进入口324’和排出口328’，它们与相应的吸入管线326’和排出管线330’连通。压缩机322’可将流经那里的制冷剂从吸入压力压缩到排出压力。压缩机322’可包括与压缩机322’中的不同中间压力位置连通的第一中间压力口332’和第二中间压力口334’。可将制冷剂蒸汽通过与第二中间压力口334’连通的蒸汽喷射管线380’喷射到压缩机322’的中间压力位置中。可将冷却液和液态制冷剂通过与第一中间压力口332’连通的喷射管线382’喷射到压缩机322’的中间压力位置中。
[0087] 在这种情况下，冷却液喷射管线350’包括防逆流装置383’，并与喷射管线382’连通。同样，液态制冷剂喷射管线388’包括防逆流装置384’，并同样与喷射管线382’连通。利用这种结构，冷却液和液态制冷剂流经喷射管线382’，通过中间压力口332’被喷射到压缩机322’的中间压力位置中。节流装置348’、390’调节冷却液和液态制冷剂流到喷射管线382’中各自的流量。节流装置348’、390’可协调流经那里的相应的流量，以便获得冷却液和液态制冷剂喷射到压缩机322’中的所需要的量。防逆流装置383’、384’防止流体中的一种逆流到其它流体管线中。控制器337’可用于控制节流装置348’、390’的运行，以便协调冷却液和液态制冷剂的喷射。
[0088] 作为其它示例，如图6中所示，可将蒸汽制冷剂、冷却液和液态制冷剂全部通过同一个中间压力口332”喷射到压缩机322”中。在这种情况下，将蒸汽制冷剂、冷却液和液态制冷剂全部通过与中间压力口332”连通的喷射管线382”喷射到压缩机322”中。蒸汽喷射管线380”与喷射管线382”连通，并包括防逆流装置385”。类似地，冷却液喷射管线350”与喷射管线382”连通，并包括防逆流装置383”。同样类似地，液态制冷剂喷射管线388”与喷射管线382”连通，并包括防逆流装置384”。节流装置378”、348”、390”调节蒸汽制冷剂、冷却液和液态制冷剂到喷射管线382”中的相应的流量。节流装置378”、348”、390”可调节流经那里的相应的流量，以便获得喷射到压缩机322”中的蒸汽制冷剂、冷却液和液态制冷剂的需要量。防逆流装置385”、383”、348”防止流体中的任一种逆流到其它流体管线中的任一个中。可将控制337”用于控制节流装置378”、348”、390”的运行，以便协调蒸汽制冷剂、冷却液和液态制冷剂的喷射。
[0089] 制冷系统320利用液态制冷剂喷射系统372将液态制冷剂喷射到压缩机322的中间压力腔中，以降低制冷剂的排出温度和与压缩过程相关的温度。协同冷却液喷射系统333，压缩过程可接近或实现等温压缩。协同节能系统370，可提高制冷剂吸收蒸发器364中的热量的能力，并可提高制冷系统320的冷却能力。但是，可将液态制冷剂喷射系统372用于制冷系统中，该制冷系统并不完全包括节能系统370和冷却液喷射系统333两者。
[0090] 现参照图7-9，示出了可用在制冷系统20、120、220、320、920中的压缩机422。压缩机422是涡旋压缩机，并包括具有上部壳体构件421a和下部壳体构件421b的壳体421，所述上部壳体构件421a和下部壳体构件421b以密封的方式连接在一起。上部壳体421a设有制冷剂排出口428，其中可具有常规的排出阀(未示出)。固定的主轴承套或本体423以及下部轴承组件425被固定于壳体421。在其上端具有偏心曲柄销429的驱动轴或曲柄轴427以可旋转的方式连接在主轴承套423中，并连接于下部轴承组件425中。曲柄轴427在下端处具有相对大直径的同轴镗孔431，其与从那里向上延伸到曲柄轴427的顶部的径向向外倾斜的较小直径镗孔439连通。布置在镗孔431内的是搅拌器441。下部壳体421b的下部形成填充有润滑剂的存储槽，并且镗孔431用作泵，以便将润滑流体向上泵送到曲柄轴427、泵送到镗孔439中，并最终泵到压缩机上需要润滑的多个部分。过滤器469附接于壳体421b的下部，并将油引导流入到镗孔431中。
[0092] 主轴承套423的上表面包括支承动涡盘447的平的止推轴承面445，在动涡盘447的上表面上包括螺旋叶轮或涡旋齿449。从动涡盘447的下表面向下伸出的是圆筒毂453，毂453中具有轴颈轴承465和其中的驱动轴衬467，毂453内以传动的方式布置有曲柄销429。曲柄销429具有一个平面，其以传动的方式接合形成在驱动轴衬的一部分中的平面(未示出)，以便提供径向适应性传动结构，例如示于受让人的美国专利No.4,877,382、名称为“Scroll-Type Machine with Axially Compliant Mounting”中示出的那样，在此以参引的方式将该专利的公开内容合并在本申请中。欧式联轴器463可设置在动涡盘447和轴承套423之间，并用键固定到动涡盘447和轴承套423，以防止动物盘447转动。欧式联轴器463可以是公开于上面参照的美国专利No.4,887,382中公开的类型；但是，还可以使用诸如在受让人的美国专利No.6,231,324、名称为“Oldham Coupling for Scroll Machine”中公开的联轴器之类的其它欧式联轴器，在此以参引的方式将该专利的公开内容合并在本申请中。
[0093] 静涡盘455包括螺旋叶轮或涡旋齿459，其设置成与动涡盘447的涡旋齿449啮合接合。静涡盘455具有居中布置的排出通道461，其与排出口428连通。
[0094] 动涡盘447的涡旋齿449相对于静涡盘455的涡旋齿459盘旋，以便将其中的流体从吸入压力压缩到排出压力。静涡盘455包括多个通道，它们延伸经过那里，并通向位于涡旋齿449、459之间的中间压力腔。这些通道是第一中间压力口432和第三中间压力口436的延伸，并且用于将冷却液和液态制冷剂分别供应到形成在动涡盘447的涡旋齿449和静涡盘455的涡旋齿459之间的中间压力腔。明确而言，静涡盘455包括一对第三中间压力口通道436，每个第三中间压力口通道436均具有与位于排出通道461附近的涡旋齿449、459之间的中间压力腔连通的出口436b。类似地，静涡盘455包括一对第一中间压力口通道432a，第一中间压力口通道432a具有与位于比出口436b的压力低的低中间压力位置处的涡旋齿449、459之间的中间压力腔连通的出口432b。动涡盘447还包括具有一对出口
436b的第二中间压力口通道434a，这些出口436b与位于中间压力位置处的涡旋齿449、459之间的压缩腔连通，该中间压力位置与比出口432b的压力低的低压对应。
436b的第二中间压力口通道434a，这些出口436b与位于中间压力位置处的涡旋齿449、459之间的压缩腔连通，该中间压力位置与比出口432b的压力低的低压对应。
[0095] 由此，在压缩机422中，可将液态制冷剂喷射到位于与比蒸汽制冷剂和冷却液的压力高的压力对应的位置处的中间压力腔中。可将冷却液喷射到位于与中间压力对应的位置处的中间压力腔中，该中间压力比液态制冷剂的喷射位置处的压力低，但比蒸汽制冷剂的喷射位置处的压力高。
[0096] 应该了解到，尽管将压缩机422示为具有与喷射到中间压力腔中的流体流对应的一对通道和单个通道，但每个将被喷射的流体流可具有比两个更多或更少的通道。此外，还应该了解到，尽管将压缩机422示为且构造成用于喷射三个不同的流体流，但压缩机422可具有更多或更少的喷射通道，以容纳更多或更少的不同的喷射流路。
[0097] 现参照图10，示出了适用于制冷系统20、120、220和320中的两级双缸回转式压缩机522的局部截面图。压缩机522包括具有以密封的方式固定在一起的上部521a和下部521b的壳体521。上部轴承组件523和下部轴承组件525布置在压缩机522中。曲柄轴527以可旋转的方式布置在上部轴承组件523和下部轴承组件525中。电动马达543(仅部分示出)能够操作以旋转曲柄轴527。曲柄轴527延伸通过第一级压缩缸573和第二级压缩缸575，这两个压缩缸中均具有圆形的压缩腔573a、575a。第一级压缩滚柱577a和第二级压缩滚柱577b布置在位于相应的第一压缩腔573a和第二压缩腔575a内的曲柄轴527的周围。曲柄轴527包括第一和第二径向向外延伸的偏心轮579a、579b，它们可以约180度异相。偏心轮579a、579b分别布置在压缩滚柱577a、577b中。偏心轮579a、579b朝相应的第一压缩腔573a和第二压缩腔575a的壁偏压相应的压缩滚柱577a、577b的一部分。因此，曲柄轴527的旋转导致压缩滚柱577a、577b在第一压缩腔573a和第二压缩腔575a内偏心移动，以便压缩流经那里的流体。
[0098] 第一级压缩缸573能够操作以将其中的流体从吸入压力压缩到中间压力。第一级压力缸573包括排出口573b，压缩的流体通过它离开第一级压缩缸573。中间压力流路581与排出口573b连通，并与第二级压缩缸575的进入口575c连通。第二级压缩缸575能够操作，以将其中的流体从中间压力压缩到比临界压力高的排出压力。第二级压缩缸575的排出口575b使得压缩的流体能够从第二级压缩腔575a被排出。由此，在压缩机522中，流体可流入到第一级压缩缸573，并在其中从吸入压力被压缩到中间压力，并被输送到第二级压缩缸575中。在第二级压缩缸575中，将流体从中间压力压缩到排出压力，并通过排出口575b排出。
[0099] 在压缩机522中，可将制冷剂蒸汽、冷却液和/或液态制冷剂全部喷射到中间压力流路581中，用于与从第一级压缩缸573排出的流体一起喷射到第二级压缩缸575中。为了有助于此，喷射管线583可与中间压力流路581连通，以使蒸汽制冷剂、冷却液和/或液态制冷剂能够被喷射到处于中间压力位置处的流路581中。由此，两级回转式压缩机522可用于压缩其中的制冷剂，并可具有喷射到压缩机522的中间压力位置中的蒸汽制冷剂、液态制冷剂和/或冷却液。
[0100] 现参照图11，示出了适用于制冷系统20、120、220和320中的另一个压缩机622的局部截面图。压缩机622是螺杆式压缩机，并包括其内布置有一对旋转螺杆681a、681b的外壳621。螺杆681a、681b包括相互啮合的螺旋叶轮683a、683b，它们彼此接合并将流经其间的流体从吸入压力压缩到排出压力。阳螺杆681a连接于驱动轴627，该驱动轴627延伸通过那里，并在其前端处由前部轴组件685a支承。驱动轴627可旋转在压缩机622内的螺杆681a。阴螺杆621b联接于具有以可旋转的方式支承在前部轴承组件685b和后部轴承687b中的轴。当螺杆681a、681b反向旋转时，流体被吸入到由叶轮683a、683b形成的腔室中。在旋转的过程中，在叶轮683a、683b之间可用的容积逐渐减小，并且压缩流体，并将它朝出口处推动。这样，螺杆681a、681b将制冷剂从吸入压力压缩到排出压力。
[0101] 压缩机622可包括多个中间压力喷射口，例如与螺杆681a、681b的叶轮683a、683b内的中间压力腔连通的中间压力喷射口632、634。这样，可将冷却液和蒸汽制冷剂喷射到压缩机622的中间压力腔中。应该了解到，同样可以利用第三中间压力口(未示出)来将液态制冷剂喷射到位于中间压力位置处的压缩腔中。由此可将螺杆式压缩机622用在制冷系统20、120、220、320、920中，并可包括多个中间压力喷射口，以使流体能够被喷射到位于中间压力位置处的压缩机622中。
[0102] 现参照图12，示出了可用在制冷系统20、120、220和320中的另一个压缩机722的示意图。压缩机722包括其内布置有压缩构件789的外壳721。在压缩机722中，气液分离器738设置在外壳721内。由此，压缩机722包括内部气液分离器738。压缩构件789将压缩后的流体直接排出到分离器738中。在分离器738内，冷却液与气态制冷剂分离开，并通过管线740从那里移除。气态制冷剂从分离器738通过高压管线756输送。由此，可将具有内部气液分离器738的压缩机722用在制冷系统20、120、220和320中。
[0103] 现参照图13，示出了适于在制冷系统20、120、220和320中使用的另一个压缩机822。压缩机822与压缩机722的相似之处在于气液分离器838与压缩构件889一起被布置在外壳821内。在压缩机822中，冷却液系统833与压缩机822整合在一起。明确而言，热交换器842通过支架891联接于外壳821。热交换器842使得能够从流经冷却液系统833的冷却液中提取处热量Q801。
[0104] 此外，压缩机822还可包括整合的气体冷却器851。气体冷却器851可通过支架893附接于外壳821。气体冷却器851可将热量Q802从自分离器838流出的气态制冷剂中移除。由此，具有联接于其上的整合的冷却液系统833的压缩机822可用在压缩系统20、
120、220和320中。此外，还可将具有整合的气体冷却器851的压缩机822用在制冷系统
20、120、220和320中。
120、220和320中。此外，还可将具有整合的气体冷却器851的压缩机822用在制冷系统
20、120、220和320中。
[0105] 使用整合的冷却液系统833使压缩机制造商能够将压缩机822和冷却液系统833作为单个的装置来提供，从而有助于由压缩机制造商为压缩机822提供适当的控制和保护。
[0106] 现参照图14，示出了根据本发明的另一个制冷系统920。制冷系统920与上面讨论并在图3和4中示出的制冷系统220和320相似，并包括节能系统970(与节能系统270相似)和液态制冷剂喷射系统972。作为选择，制冷系统920还可包括冷却液喷射系统933。尽管将讨论制冷系统920和制冷系统220和320之间的相似和不同之处，但可存在其它的相似和不同之处。
[0107] 制冷系统920包括具有分别连接于吸入管线926和排出管线930的进入口924和排出口928的压缩机922。压缩机922将制冷剂从吸入压力压缩到大于吸入压力的排出压力。从压缩机922排出的气态制冷剂流经排出管线930，并流到气体冷却器951中。气体冷却器951将来自流经那里的制冷剂的热量Q902传递到环境中。风扇或鼓风机952可有助于将热量Q902从流经气体冷却器951的制冷剂中移除。
[0108] 作为选择，制冷系统920可包括冷却液喷射系统933(其构件以虚线示出)。当包括冷却液喷射系统933时，制冷剂和冷却液由压缩机922排出，并通过管线971a流入到气液分离器938中。在气液分离器938中，在通过管线971b移除制冷剂，并将制冷剂输送到气体冷却器951的同时，将冷却液通过管线940移除，并通过热交换器942输送。风扇或鼓风机944可有助于将热量Q901从热交换器942中的冷却液中移除。降温的冷却液通过管线946离开热交换器942，流经节流/膨胀装置948，并通过管线950和中间压力口932被喷射到位于中间压力位置处的压力腔中。膨胀装置948可与膨胀装置248相同，并可以相同的方式运行。同样，控制器937可联接于温度感测装置935，以便控制节流装置948的打开和关闭。当利用冷却液喷射系统933时，取消掉气体冷却器951是可能的。如果不使用气体冷却器951，制冷剂通过管线971b离开分离器938，并通过管线956’(以虚线示出)直接流到管线957。
[0109] 离开气体冷却器951的制冷剂通过管线957流入到吸入管线热交换器954。热交换器954将热量Q903从来自管线957流经那里的制冷剂传递到从管线968流经热交换器954的低压侧的制冷剂。
[0110] 制冷系统920还包括主节流装置960，其膨胀通过管线962流向蒸发器964的路线上制冷剂。在蒸发器964中，热量Q904从在蒸发器964上流动的流体传递到流经那里的制冷剂中。风扇或鼓风机966可有助于流体在蒸发器964的外部上流过。制冷剂离开蒸发器964并通过管线968流到吸入管线热交换器954。
[0111] 在制冷系统920中，高压管线958包括位于吸入管线热交换器954下游的节流装置982和闪蒸罐984。膨胀流经节流装置982并流入到闪蒸罐984中的高压制冷剂，以便将压力降低到亚临界压力，并形成两相制冷剂流。节流装置982将流经那里的制冷剂的压力降低到在压缩机922的吸入压力和排出压力之间、且大于与第二中间压力口934和第三中间压力口936连通的压缩腔中的中间压力的压力。节流装置982可以是动态的或静态的。
[0112] 在闪蒸罐984中，气态(蒸汽)制冷剂可与液态制冷剂分离，并可通过蒸汽喷射管线986被输送到第二中间压力口934，用于喷射到位于中间压力位置处的压缩腔中。通过蒸汽喷射管线986喷射到位于中间压力位置处的压缩腔中的制冷剂流率可等于或大于通过吸入管线926喷射到压缩机922的吸入口924中的制冷剂流率。
[0113] 节流装置992可布置在管线986中，以便调整通过第二中间压力口934喷射到压缩机922的中间压力腔中的蒸汽制冷剂的流量。节流装置992可以是动态的或静态的。
[0114] 制冷系统920可包括从管线986延伸到吸入管线926的蒸汽旁通管线994。节流装置996可布置在管线994中，以便调节绕道至蒸发器964并从闪蒸罐984直接流到吸入管线926中的蒸汽制冷剂的量。节流装置996可以是动态的或静态的。
[0115] 闪蒸罐984中的液态制冷剂可继续通过管线958、通过主节流装置960，并通过管线962流入到蒸发器964中。蒸发器964内的制冷剂吸收热量Q964，并回复到气态。制冷剂经由管线968从蒸发器964流到吸入管线热交换器954，吸收来自通过管线957流到吸入管线热交换器954的制冷剂的热量Q903，并通过吸入管线926和吸入口924流到压缩机922的吸入侧中。
[0116] 制冷系统920包括液态制冷剂喷射系统972，以便将液态制冷剂喷射到压缩机922的位于中间压力位置处的压缩腔中。喷射的液态制冷剂可降低压缩过程的温度和由压缩机922排出的制冷剂的温度。压缩机922可包括第三中间压力口936，用于将液态制冷剂直接喷射到位于中间压力位置处的压缩腔中。液态制冷剂喷射系统972可包括液态制冷剂喷射管线988，其与中间压力口936并与位于闪蒸罐984和主节流装置960之间的管线958流体连通。
[0117] 节流装置990可布置在管线988中，以调节通过那里的液态制冷剂的流量。节流装置990可以是动态的或静态的。在已通过闪蒸罐984后，流经管线958的制冷剂的一部分可通过液态制冷剂喷射管线988进行输送，在节流装置990中被膨胀，并通过中间压力口936被直接引导到压缩机922的位于中间压力位置处的压缩腔中。在通过节流阀990后，制冷剂压力大于与中间压力口936流体连通的压缩腔中的压力。流经节流装置990的制冷剂的膨胀可导致制冷剂呈完全液态，或处于相对低焓状态中的液体处于主导地位的两相形态。
[0118] 节流装置948、990、992、996可以是动态的、静态的或准静态的。例如，节流装置948、990、992、996中的每个可以是可调阀、固定的孔口、可变孔口、压力调节器等。当是动态时，节流装置948、990、992、996可基于制冷系统920的运行、压缩机922的运行来改变流经那里的流体量，以获得制冷系统920的所需要的运行，和/或获得压缩机922的所需要的运行。借助于非限定性示例，节流装置990可调节通过那里的制冷剂的流量，以获得离开排出口928的制冷剂的所需要的排出温度或排出温度范围。节流装置948、990、992、996的运行可受到控制器937的控制。
[0119] 为了流经节流装置990的制冷剂的基于温度的调节，温度感测装置935可用于检测由压缩机922排出的制冷剂的温度。可监控温度感测装置935的输出，以便调节通过喷射管线988的制冷剂的流量。可调节制冷剂流量，以便获得由压缩机922排出的制冷剂所需要的离开温度(在CO2的情况下，优选地小于约260华氏度)或离开温度范围(在CO2的情况下，优选地在约200华氏度到约250华氏度之间)。节流装置990可响应温度感测装置935的输出调节通过那里的流量，以便补偿压缩机922和/或制冷系统920的变化的运行。可将与由压缩机922排出的制冷剂处于热力连通的热力膨胀阀用作温度补偿节流装置990。热力膨胀阀可基于由压缩机922排出的制冷剂的温度来自动调节其位置(例如，全开、完全或大致关闭、或处于位于其间的中间位置处)，以便获得所需要的离开温度或温度。控制器937可监控由温度感测装置935报告的温度，并基于感测到的温度调整节流装置990的运行，以便维持由压缩机922排出的制冷剂所需要的排出温度或温度范围。
[0120] 当制冷系统920包括冷却液喷射系统933时，可使用主动控制的节流装置948，并且控制器937可控制并协调节流装置948和节流装置990的运行，以便协调喷射到压缩机922的压缩腔中的冷却液喷射、制冷剂蒸汽喷射和液态制冷剂喷射，从而获得所需要的运行状态。例如，控制器937可进行冷却液和液态制冷剂的喷射，以使流体喷射中的一个提供主要冷却，并按照需要，另一个流体喷射提供辅助冷却。当是这种情况时，控制器937可将冷却液喷射用作主要冷却装置和主动控制节流装置948，以便调节喷射到压缩机922中的冷却液，从而获得如温度感测装置935所报告的所需要的制冷剂排出温度。只要冷却液的喷射能够获得所需要的制冷剂排出温度，控制器937就将节流装置990维持关闭。在冷却液喷射不能满足所需要的制冷剂排出温度的情况下，控制器937可命令节流装置990打开，并使得液态制冷剂能够被喷射到压缩机922中，以便提供辅助冷却，并获得所需要的制冷剂排出温度。如此，控制器937将冷却液喷射作为主要冷却装置，并通过液态制冷剂的喷射补充冷却能力。
[0121] 在另一个控制方案中，控制器937可同时利用冷却液喷射系统933和液态制冷剂喷射系统972，以获得所需要的制冷剂排出温度。在这种情况下，控制器937主动控制节流装置948、990的打开和关闭，以改变喷射到压缩机922的中间压力腔中的冷却液和液态制冷剂的量。控制器937基于由温度感测装置935感测到的制冷剂排出温度来调节节流装置948、990。
[0122] 在再一个控制方案中，控制器937可将液态制冷剂喷射系统972用作主要冷却装置，并按照需要，利用冷却液喷射系统933补充冷却能力。在这种情况下，控制器937主动控制节流装置990，以便将液态制冷剂喷射到压缩机922的压缩腔中，从而获得所需要的制冷剂排出温度。如果液态制冷剂喷射并不足以获得所需要的制冷剂排出温度，则控制器937命令节流装置948打开和关闭，以便提供冷却液喷射来补充冷却能力，并获得所需要的制冷剂排出温度。
[0123] 将液态制冷剂喷射到位于中间压力位置处的压缩腔中会降低压缩机922的效率。但是，对制冷系统920来说，利用压缩机922排出的低温制冷剂这一优点强过降低的效率。
此外，由液态制冷剂喷射所导致的压缩机效率的降低同样会被与利用冷却液喷射和/或蒸汽制冷剂喷射相关的优点所减弱和/或克服。而且，可调整或调节液态制冷剂到压缩机922的压缩腔中的喷射，以便在使由压缩机922排出的制冷剂温度降低的同时，使压缩机922和/或制冷系统920的效率的任何折衷最小化。最佳效率可通过首先喷射冷却液并操作蒸汽喷射来获得，从而满足系统冷却能力的需要。如果需要超出冷却液的最大喷射更多的冷却(更极端的状况)，那么可另外施加液态制冷剂喷射，由此用作冷却装置。
此外，由液态制冷剂喷射所导致的压缩机效率的降低同样会被与利用冷却液喷射和/或蒸汽制冷剂喷射相关的优点所减弱和/或克服。而且，可调整或调节液态制冷剂到压缩机922的压缩腔中的喷射，以便在使由压缩机922排出的制冷剂温度降低的同时，使压缩机922和/或制冷系统920的效率的任何折衷最小化。最佳效率可通过首先喷射冷却液并操作蒸汽喷射来获得，从而满足系统冷却能力的需要。如果需要超出冷却液的最大喷射更多的冷却(更极端的状况)，那么可另外施加液态制冷剂喷射，由此用作冷却装置。
[0124] 在制冷系统920中，三个中间压力口932、934、936可分别用于将冷却液、蒸汽制冷剂和液态制冷剂喷射到压缩机922的位于中间压力位置处的压缩腔中。这三个孔口可与位于不同中间压力位置处的压缩腔连通，并使相关的流体流能够被供应到不同的中间压力位置。利用中间压力喷射口932、934、936可在喷射到压缩腔中之前将流体彼此分离。分开的喷射口932、934、936的使用降低或消除了各自流体的喷射压力的协调。此外，对于这些流体中的一种逆流到其它流体中的可能性还可由于利用分开的喷射口932、934、936而被降低或消除。作为选择，可将蒸汽制冷剂和液态制冷剂通过同一共用孔口934、而不是分开的孔口喷射到中间压力腔中。在该示例中，可通过同时控制节流装置992和990来获得喷射的制冷剂的液体和蒸汽部分的量之间所需要的关系。
[0125] 液态制冷剂可被喷射到位于排出口附近的位置处的中间压力腔中，在该位置处，大多数的热量由压缩过程产生。结果，将液态制冷剂喷射到位于处于排出口附近的中间压力位置处的压力腔中可在通常需要的位置处提供冷却。而且，在排出口附近喷射液态制冷剂同样可降低对压缩和排出所喷射的液态制冷剂所需的压缩功的量上的任何附加影响。
[0126] 由于压缩热在排出口处或排出口附近最大，因此当在制冷系统920中包括冷却液时，可将冷却液喷射到位于排出口附近的位置处。可将冷却液喷射到与比喷射液态制冷剂的位置处的压力更高或更低的压力对应的位置处。优选地，将冷却液喷射到比液态制冷剂压力低的低压位置处。将冷却液喷射到比液态制冷剂的压力低的低压位置中可提高冷却液的润滑和密封特性。
[0127] 可将制冷剂蒸汽喷射到与喷射液态制冷剂的位置处的压力低的低压对应的位置处的中间压力腔，以便在所需要的运行状态下，能够喷射有效运行制冷系统920所需要的蒸汽量。这同样导致对于闪蒸罐中分离出的流体的低焓以及蒸发器热量的相关增大。
[0128] 可将制冷剂蒸汽从闪蒸罐984通过旁通管线994引导到吸入管线926中。节流装置996可由控制器937主动控制，以便调节流经旁通管线994的蒸汽制冷剂的量。蒸汽制冷剂从闪蒸罐984旁通到吸入管线926可用于降低流经蒸发器964的质量，并因此减少蒸发器所吸收的热量Q904，并因此降低制冷系统920的能力，从而通过控制器937控制制冷介质的温度或制冷量，或两者，或者实现其它运行规则。
[0129] 由此，制冷系统920利用液态制冷剂喷射系统972，以便将液态制冷剂喷射到压缩机922的中间压力腔中，从而降低制冷剂的排出温度和与压缩过程相关的温度。作为选择，冷却液喷射系统933还可用于降低制冷剂的排出温度和与压缩过程相关的温度。液态制冷剂喷射系统972结合冷却液喷射系统933可使压缩过程能够接近或达到等温压缩。结合节能系统970，可提高制冷剂吸收蒸发器964中的热量的能力，并可提高制冷系统920的冷却能力。旁通管线994和节流装置996可用于降低流经蒸发器964的质量，并由此降低制冷系统920的能力，以便通过控制器937控制制冷介质的温度，或制冷能力，或两者，或实现其它的运行规则。
[0130] 应该了解到，可将液态制冷剂喷射系统972、节能系统970、闪蒸罐蒸汽旁通管线994和/或冷却液喷射系统933单独或以多种结合的方式用于根据本发明的制冷系统中。
[0131] 在制冷系统20、120、220、320、920中，喷射冷却液、液态制冷剂和/或制冷剂蒸汽可以是循环的、持续性的或受控的。例如，当压缩机是单级压缩机时，结合其中压缩构件的运行，中间压力口可以被周期性地打开和关闭。在涡旋压缩机中，由于相对移动所导致的一个涡旋构件中的涡旋齿阻塞和开启另一个涡旋构件中的开口，因此所述压力口可以周期性地打开和关闭。在螺杆式压缩机中，作为螺杆的移动结果，螺杆的叶轮可周期性地阻塞和开启通向其中的压缩腔的开口。通过将通向位于中间压力位置处的压缩腔中的开口维持在总是打开的状态，可将连续的喷射提供到单级压缩机。此外，通向压缩腔的中间压力位置的流路可包括以调节流体的喷射的方式进行操作的阀。
[0132] 在诸如往复活塞式或回转式压缩机之类的两级压缩机中，喷射可以是持续性的、周期性的或受控的。在两级压缩机中，可将冷却液喷射、液态制冷剂喷射和/或蒸汽喷射引导到中间压力室，在流到压缩机的第二级中之前，将由第一级排出的制冷剂位于该中间压力室内。通向中间压力室的流路可持续打开，以便允许流体流的持续喷射。可将阀布置在流路中，以便提供流体流的周期性的或受控的喷射。不同流体的喷射可全部是持续性的、周期性的、受控的或其任意组合。
[0134] 已经参照具体示例和结构描述了根据本发明的制冷系统。应该了解到，在不背离根据本发明的精神和范围的情况下，可对这些结构进行改变。这种改变并不被视为偏离了权利要求的精神和范围。
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