專利名稱：帶有解決溢流壓縮機(jī)操作問(wèn)題的控制器的制冷系統(tǒng)的制作方法
帶有解決溢流壓縮機(jī)搮作問(wèn)題的控制器的制冷系統(tǒng) 相關(guān)申請(qǐng)00011 本申請(qǐng)要求2006年3月10日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng) NO.60/781249的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
00021 本申請(qǐng)涉及一種用于消除或限制流過(guò)壓縮機(jī)的液體制冷 劑的量的系統(tǒng)控制技術(shù).這種控制技術(shù)可例如應(yīng)用于抽吸調(diào)節(jié)閥 (SMV)控制.0003]制冷系統(tǒng)是已知的，并被應(yīng)用于例如制冷、空調(diào)或熱泵中. 通常，壓縮機(jī)壓縮制冷劑并將制冷劑輸送到下游的冷凝器.來(lái)自冷凝 器的制冷劑流過(guò)膨脹裝置，接著流過(guò)蒸發(fā)器.制冷刑從蒸發(fā)器返回壓 縮機(jī)。0004當(dāng)制冷刑流過(guò)制冷系統(tǒng)時(shí)改變狀態(tài)，它可隨著時(shí)間呈液 態(tài)、氣態(tài)或者處在液體和蒸汽都存在的兩相狀體.如果過(guò)多的液體制 冷劑抵達(dá)壓縮機(jī)的話，將會(huì)造成不理想的結(jié)果.這種狀態(tài)就是已知的 "溢流"，如果不控制溢流的話，它將對(duì)諸如壓縮元件組件、聯(lián)接器、 軸承等的內(nèi)部壓縮機(jī)元件造成損壞。這種來(lái)自溢流的潛在損壞可以是果。由于在停機(jī)循環(huán)期間;j冷劑可能從膨脹裝置泄漏并且聚集在蒸發(fā) 器或壓縮機(jī)集水槽內(nèi)，因此啟動(dòng)時(shí)一定程度的溢流是不可避免的。當(dāng) 制冷劑在停機(jī)循環(huán)期間聚集在蒸發(fā)器內(nèi)時(shí)，SMV可用作膨脹裝置.在 連續(xù)壓縮機(jī)運(yùn)行期間，同樣將呈現(xiàn)一定程度的溢流，例如，由于膨脹 裝置不能在壓縮機(jī)入口處保持氣相(這可在這種情況下發(fā)生，例如膨 脹裝置對(duì)于特定的操作狀態(tài)過(guò)大，導(dǎo)致多于預(yù)期量的制冷劑流過(guò)膨脹 裝置)。為了防止壓縮機(jī)損壞并改善系統(tǒng)運(yùn)行，希望消除溢流或者減 少溢流量.發(fā)明內(nèi)容0005本發(fā)明的主實(shí)施例采用設(shè)置在蒸發(fā)器和壓縮機(jī)之間的已
的嚴(yán)重程度的裝置.
通過(guò)下面的描述和附圖可更好的理解本發(fā)明的這些特征 和其它特征，下面對(duì)附圖的描述是簡(jiǎn)要說(shuō)明.


0010圖l是包含本發(fā)明的制冷系統(tǒng)的示意圖.0011圖2a是P-h圖表，顯示了采用抽吸調(diào)節(jié)閥的本發(fā)明主實(shí) 施例的有益效果.0012]圖2b是P-h圖表，顯示了采用蒸發(fā)加熱器來(lái)提高進(jìn)入壓 縮機(jī)的制冷劑純度的有益效果.
圖2c是P-h圖表，顯示了另一實(shí)施例的有益效果，其中 排放節(jié)流的采用有助于提高壓縮過(guò)程的溫度.0014圖2d是P-h圖表，顯示了關(guān)掉或者減慢冷凝器風(fēng)機(jī)來(lái)提 高壓縮過(guò)程的溫度以提高壓縮過(guò)程的溫度的有益效果.0015圖2e是P-h圖表，顯示了制冷劑從中壓點(diǎn)迂回到抽吸管 道的有益效果。
具體實(shí)施方式
0016制冷系統(tǒng)20在圖1中示出，包括設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)渦盤(pán)元件24和 非轉(zhuǎn)動(dòng)渦盤(pán)元件26的壓縮機(jī)22.已知的是曲柄箱28支撐轉(zhuǎn)動(dòng)渴盤(pán)24, 雖然本發(fā)明公開(kāi)在渦旋壓縮機(jī)中，應(yīng)當(dāng)理解它也可以擴(kuò)展到任意類型 的壓縮機(jī)，正如轉(zhuǎn)動(dòng)渦盤(pán)元件24和非轉(zhuǎn)動(dòng)渦盤(pán)元件26可以被其它類 型的壓縮元件所替換(例如對(duì)于螺桿壓縮機(jī)而言用螺桿，對(duì)于往復(fù)式 壓縮機(jī)而言用壓縮機(jī)氣缸，或者對(duì)于旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)而言用葉片和滾輪 裝置)。
圖2a到圖2d示意性展示了壓力熱焓(P-h )圖表，顯示 了不同的控制技術(shù)將怎樣增大制冷刑純度或者制冷劑的溫度.在這些 圖表中，正如以示意性方式所示，在控制策略實(shí)施之前的壓縮循環(huán)顯 示為實(shí)線，點(diǎn)劃線指示的是在實(shí)施控制技術(shù)以提高流過(guò)壓縮機(jī)的制冷 刑的純度和溫度之后的壓縮循環(huán).例如，常常在實(shí)施例某些上述策略時(shí)，我們可能期望蒸發(fā)器壓力值(由線DA指示)和冷凝器壓力(由線 BC指示)的一些不同變動(dòng)，以及膨脹過(guò)程位置(線CD)從圖2a到 2e所示位置的一些微小偏移。例如，線DA的位置可從圖2a、 2c、 2d 和2e所示的位置稍稍向下移動(dòng)。較高的制冷劑純度意味著較少的液滴 出現(xiàn)在制冷劑蒸汽中；純度"1"代表完全沒(méi)有液滴，純度"0"代表 純液體，在"0"和"1"之間的純度值代表液體和蒸汽的混合物，0025圖2a顯示了抽吸調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)如何增大制冷刑純度(新 點(diǎn)"A1"具有比舊點(diǎn)"A"更高的純度).此外，正如在該圖中所示， 抽吸調(diào)節(jié)導(dǎo)致壓縮過(guò)程內(nèi)溫度的增大，導(dǎo)致液滴的蒸發(fā)(對(duì)于相同的 對(duì)應(yīng)壓力而言，沿新的壓縮線A1-Bl、接著沿舊的壓縮線A-B具有 較高的溫度).應(yīng)當(dāng)注意，由于抽吸壓力降低，運(yùn)行壓力比增大，導(dǎo) 致壓縮過(guò)程的溫度增大。[00261圖2b顯示了隨著從點(diǎn)A到點(diǎn)A2所進(jìn)行的蒸發(fā)加熱器對(duì) 制冷劑的額外預(yù)熱，蒸發(fā)加熱器的使用如何導(dǎo)致進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷刑 的制冷純度增加.0027圖2c顯示了另一實(shí)施例的有益效果，其中排放調(diào)節(jié)的采 用有助于增大壓縮過(guò)程的溫度(沿新壓縮線A-B3的制冷劑溫度和/或 純度要比沿舊壓縮線A-B的高)，[0028圖2d顯示了關(guān)閉或減慢冷凝器風(fēng)機(jī)來(lái)增大壓縮過(guò)程溫度 的有益效果(沿新壓縮線A-B4的制冷劑溫度和/或純度要比沿舊壓縮 線A-B的高).0029圖2e是P-h圖表，顯示了制冷劑從中壓點(diǎn)迂回到抽吸管 道的有益效果(沿新壓縮線A3-B5的制冷劑溫度和/或純度要比沿舊壓 縮線A-B的高).0030應(yīng)當(dāng)注意，圖2a到圖2d所示的控制策略可相互獨(dú)立使用 或者彼此結(jié)合使用。如上所述，可通過(guò)采用曲柄箱加熱器和/或反向運(yùn) 行壓縮機(jī)很短的時(shí)間來(lái)額外增強(qiáng)這些控制策略。0031同樣上述控制技術(shù)適用于各種空調(diào)、熱泵和制冷應(yīng)用.本 發(fā)明證實(shí)特別適合于集裝箱制冷、卡車拖車制冷，這是因?yàn)檫@些系統(tǒng)
常常發(fā)生溢流、但另一方面設(shè)有如上所述的適于防止溢流的復(fù)雜控制.0032雖然已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 意識(shí)到特定修改將落入本發(fā)明的范閨內(nèi).為此，應(yīng)當(dāng)研究下面的權(quán)利 要求來(lái)確定本發(fā)明的范圍和內(nèi)容.
權(quán)利要求
1. 一種制冷系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)，位于所述壓縮機(jī)下游的冷凝器，位于所述冷凝器下游的膨脹裝置，位于所述膨脹裝置下游的蒸發(fā)器，和從所述壓縮機(jī)到所述冷凝器、穿過(guò)所述膨脹裝置和所述蒸發(fā)器并接著循環(huán)返回到所述壓縮機(jī)的制冷劑；和控制器，其控制系統(tǒng)組件以減少流過(guò)壓縮機(jī)的液體制冷劑的量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)組件是 抽吸調(diào)節(jié)閥.
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)狀態(tài)顯示可 能有不適宜量的液體制冷刑流過(guò)壓縮機(jī)時(shí)，所述控制器朝著關(guān)閉位置 調(diào)節(jié)所述抽吸調(diào)節(jié)閥.
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于所述控制器在 啟動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)所述抽吸調(diào)節(jié)閥.
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于所述控制器在 啟動(dòng)后短暫調(diào)節(jié)所述抽吸調(diào)節(jié)閥.
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于所述控制器在 啟動(dòng)后的0.1秒和1秒之間調(diào)節(jié)所述抽吸調(diào)節(jié)閥.
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于所述控制器在 連續(xù)的壓縮機(jī)運(yùn)行期間調(diào)節(jié)所述抽吸調(diào)節(jié)閥。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于對(duì)所述抽吸調(diào) 節(jié)閥的所述控制與用于所述壓縮機(jī)的壓縮機(jī)曲柄箱加熱器的啟動(dòng)結(jié)合 進(jìn)行.
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于對(duì)所述抽吸調(diào) 節(jié)閥的所述控制與位于所述蒸發(fā)器上的加熱器的啟動(dòng)結(jié)合進(jìn)行.
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于對(duì)所述抽吸調(diào) 節(jié)閥的所述控制設(shè)置為與減少與所述冷凝器聯(lián)合的風(fēng)機(jī)的速度相結(jié) 合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于排放閥設(shè)置在 所述冷凝器和所述壓縮機(jī)的中間，并且結(jié)合所述抽吸調(diào)節(jié)閥的所述控 制來(lái)調(diào)節(jié)所述排放閥.
12. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于與所述吸調(diào)節(jié) 閥的所述控制相結(jié)合，所述壓縮機(jī)在啟動(dòng)時(shí)反向運(yùn)行.
13. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于支路管道選擇 性的將已經(jīng)在所述壓縮機(jī)中被至少部分壓縮的制冷劑迂回到用于所述 壓縮機(jī)的抽吸管道中，并且所述支路管道包括閥，該閥結(jié)合所述吸調(diào) 節(jié)閥的所述控制而開(kāi)啟，
14. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于所述壓縮器被 電機(jī)驅(qū)動(dòng)，
15. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于所述壓縮機(jī)選 自下面的組渦旋壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī)、旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)和往復(fù)式壓縮 機(jī)，
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)是 集裝箱制冷系統(tǒng).
17. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)是卡 車拖車制冷系統(tǒng).
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)組件 是放置在所述蒸發(fā)器上的加熱器，啟動(dòng)位于所述蒸發(fā)器上的所述加熱 器以減少液體制冷劑的量。
19. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)組件 是與所述冷凝器聯(lián)合的風(fēng)機(jī)，其具有減少或停止的速度，以減少液體 制冷劑的量。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)組件 是設(shè)置在所述冷凝器和所述壓縮機(jī)中間的排放閥，調(diào)節(jié)所述排放閥以 減少液體制冷刑的量.
21. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)組件 是支路管道，該支路管道選擇性的將已經(jīng)在所述壓縮機(jī)中被至少部分 壓縮的制冷劑迂回到用于所述壓縮機(jī)的抽吸管道中，并且所述支路管 道包括閥，該閥打開(kāi)以減少液體制冷劑的量.
22. —種搮作制冷系統(tǒng)的方法，包括步驟(a)提供壓縮機(jī)，位于所述壓縮機(jī)下游的冷凝器，位于所述冷凝 器下游的膨脹裝置，位于所述膨脹裝置下游的蒸發(fā)器，和從所述壓縮 機(jī)到所述冷凝器、穿過(guò)所述膨脹裝置和所述蒸發(fā)器并接著循環(huán)返回到 所述壓縮機(jī)使制冷劑；和 (b)控制系統(tǒng)組件以減少流過(guò)壓縮機(jī)的液體制冷劑的量.
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述系統(tǒng)組件是抽 吸調(diào)節(jié)閥.
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于當(dāng)狀態(tài)顯示可能 有不適宜量的液體制冷劑流過(guò)壓縮機(jī)時(shí)，所述控制器朝著關(guān)閉位置調(diào) 節(jié)所述抽吸調(diào)節(jié)閥。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于所述控制器在啟 動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)所述抽吸調(diào)節(jié)閥.
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于所述控制器在啟 動(dòng)后短暫調(diào)節(jié)所述抽吸調(diào)節(jié)閥.
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于所述控制器在啟 動(dòng)后的0.1秒和1秒之間調(diào)節(jié)所迷抽吸調(diào)節(jié)閥.
28. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于所述控制器在連 續(xù)的壓縮機(jī)運(yùn)行期間調(diào)節(jié)所述抽吸調(diào)節(jié)閥
29. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于對(duì)所述抽吸調(diào)節(jié)行。
30. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于對(duì)所述抽吸調(diào)節(jié) 閥的所述控制與位于所述蒸發(fā)器上的加熱器的啟動(dòng)結(jié)合進(jìn)行。
31. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于對(duì)所述抽吸調(diào)節(jié) 閥的所述控制設(shè)置為與減少與所述冷凝器聯(lián)合的風(fēng)機(jī)的速度相結(jié)合.
32. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于排放閥設(shè)置在所 述冷凝器和所述壓縮機(jī)的中間，并且結(jié)合所迷抽吸調(diào)節(jié)閥的所迷控制 來(lái)調(diào)節(jié)所述排放閥。
33. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于與所述吸調(diào)節(jié)岡 的所述控制相結(jié)合，所述壓縮機(jī)在啟動(dòng)時(shí)反向運(yùn)行.
34. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于支路管道選擇性 的將已經(jīng)在所述壓縮機(jī)中被至少部分壓縮的制冷刑迂回到用于所述壓 縮機(jī)的抽吸管道中，并且所述支路管道包括閥，該閥結(jié)合所述吸調(diào)節(jié) 閥的所述控制而開(kāi)啟，
35. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述壓縮器被電 機(jī)驅(qū)動(dòng)。
36. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述壓縮機(jī)選自 下面的組渦旋壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī)、旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)和往復(fù)式壓縮機(jī).
37. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述系統(tǒng)是集裝 箱制冷系統(tǒng)。
38. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述系統(tǒng)是卡車 拖車制冷系統(tǒng).
39. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述系統(tǒng)組件是 放置在所述蒸發(fā)器上的加熱器，啟動(dòng)位于所述蒸發(fā)器上的所述加熱器 以減少液體制冷劑的量。
40. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述系統(tǒng)組件是 與所述冷凝器聯(lián)合的風(fēng)機(jī)，其具有減少或停止的速度，以減少液體制 冷劑的量.
41. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述系統(tǒng)組件是 設(shè)置在所述冷凝器和所述壓縮機(jī)中間的排放閥，調(diào)節(jié)所述排放閥以減 少液體制冷劑的量.
42. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述系統(tǒng)組件是 支路管道，該支路管道選擇性的將已經(jīng)在所述壓縮機(jī)中被至少部分壓 縮的制冷劑迂回到用于所述壓縮機(jī)的抽吸管道中，并且所述支路管道 包括閥，該閥打開(kāi)以減少液體制冷劑的量，
全文摘要
當(dāng)制冷系統(tǒng)中的狀態(tài)顯示不適宜量的液體制冷劑可能被輸送到壓縮機(jī)時(shí)，調(diào)節(jié)抽吸調(diào)節(jié)閥。例如，在其它狀態(tài)下，調(diào)節(jié)可在啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行。對(duì)抽吸調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)減少了抵達(dá)壓縮機(jī)的制冷劑的量，由此確保任意液體制冷劑極可能在壓縮機(jī)內(nèi)引發(fā)任何問(wèn)題之前“沸騰”。還可以實(shí)施其它控制步驟來(lái)減緩帶有液體制冷劑的溢流壓縮機(jī)操作。這種步驟例如可包括啟動(dòng)加熱器，調(diào)節(jié)排放閥，將來(lái)自中間壓縮點(diǎn)的制冷劑迂回到抽吸管道，對(duì)冷凝器風(fēng)機(jī)的速度的控制可單獨(dú)進(jìn)行或者與抽吸調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)的組合進(jìn)行。
文檔編號(hào)F25B49/00GK101400953SQ200680053781
公開(kāi)日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2006年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日
發(fā)明者A·利夫森, J·斯卡切拉 申請(qǐng)人:開(kāi)利公司