專利名稱：用于壓縮機(jī)操作的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于壓縮機(jī)起動(dòng)和/或停機(jī)之前和期間的壓縮機(jī)操作的方法和系統(tǒng)， 并且特別地涉及用于甚至在低環(huán)境溫度下壓縮機(jī)的可靠起動(dòng)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
常規(guī)制冷和空調(diào)系統(tǒng)通常包括壓縮機(jī)、排熱換熱器或冷凝器、膨脹閥或裝置、以及 受熱換熱器或蒸發(fā)器。在操作中，制冷劑在關(guān)閉回路中通過(guò)這些部件循環(huán)。制冷劑蒸氣的 壓力和溫度在進(jìn)入其被冷卻的排熱換熱器之前被壓縮機(jī)增加。然后，高壓、較低溫度液體借 助于膨脹閥膨脹至較低壓力。在受熱換熱器中，制冷劑沸騰并從其周圍環(huán)境吸收熱量。受 熱換熱器出口處的蒸氣被吸入壓縮機(jī)中，從而完成該循環(huán)。然而，在壓縮機(jī)停機(jī)和重起動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)的部件、特別是壓縮機(jī)可能被損壞或出現(xiàn)故 障，尤其是在低環(huán)境溫度下。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種制冷系統(tǒng)和一種操作制冷系統(tǒng)的方法，特別地但 非排他性地對(duì)于運(yùn)輸制冷單元而言，制冷系統(tǒng)包括壓縮機(jī)且可操作使得由于壓縮機(jī)起動(dòng)而 引起或在壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)發(fā)生的系統(tǒng)故障最小化，特別是當(dāng)壓縮機(jī)在低環(huán)境溫度下起動(dòng)時(shí)。依照本發(fā)明，從第一廣泛方面，提供了一種包括壓縮機(jī)、排熱換熱器、膨脹閥和受 熱換熱器的制冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)還包括用于均衡壓縮機(jī)吸入口和壓縮機(jī)排出口之間的壓力差 的壓力均衡閥(PEV)。優(yōu)選地，壓力均衡閥包括將壓縮機(jī)吸入口連接到壓縮機(jī)排出口并繞過(guò) 壓縮機(jī)的旁路通道。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括液體閥(LV)，優(yōu)選地為液體螺線管閥(LSV)， 該液體閥優(yōu)選地被布置在排熱換熱器與膨脹閥之間的流動(dòng)管線中。因此，提供了一種制冷系統(tǒng)，其包括從壓縮機(jī)到排熱換熱器、從排熱換熱器到液體 閥、從液體閥到膨脹閥并且從膨脹閥到受熱換熱器的主制冷劑流動(dòng)路徑?？缭綁嚎s機(jī)(即從 壓縮機(jī)吸入口到壓縮機(jī)排出口)提供了旁路制冷劑路徑或其它壓力均衡閥，使得在其被打 開(kāi)時(shí)，旁路制冷劑在壓縮機(jī)周圍流動(dòng)并使得能夠?qū)嚎s機(jī)吸入口與壓縮機(jī)排出口之間的壓 力差最小化，或者更優(yōu)選地能夠使吸入口與排出口壓力平衡，特別是在壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)且最 優(yōu)選地在壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)或起動(dòng)之前不久。優(yōu)選地，制冷系統(tǒng)可按照多個(gè)預(yù)定程序中的至少一個(gè)操作，并且優(yōu)選地基于制冷 系統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)來(lái)確定所述(一個(gè)或多個(gè))特定程序。優(yōu)選地，所述(一個(gè)或多個(gè))參數(shù) 包括由至少一個(gè)傳感器測(cè)量的系統(tǒng)參數(shù)。在優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)已確定要求壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)，引發(fā)對(duì)壓縮機(jī)的一個(gè)或多個(gè)部件 進(jìn)行加熱的預(yù)熱程序。優(yōu)選地，對(duì)壓縮機(jī)主體或外殼、和/或壓縮機(jī)中的油、和/或壓縮機(jī) 馬達(dá)、和/或任何其它適當(dāng)部件進(jìn)行加熱。優(yōu)選地，將(一個(gè)或多個(gè))部件加熱達(dá)預(yù)定時(shí)間 段，可基于一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)參數(shù)來(lái)確定該預(yù)定時(shí)間段。在優(yōu)選實(shí)施例中，基于壓縮機(jī)中的油 的溫度、和/或壓縮機(jī)外殼溫度、和/或壓縮機(jī)排出口溫度、和/或壓縮機(jī)所在的環(huán)境的溫
6度(即環(huán)境溫度)等來(lái)確定將部件加熱所達(dá)的時(shí)間段。另外或替換地，基于壓縮機(jī)已被停機(jī) 所達(dá)的時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)確定將部件加熱所達(dá)的時(shí)間段(例如，如果壓縮機(jī)僅僅是最近被停機(jī)的， 則可能只須將部件加熱達(dá)相對(duì)短的時(shí)間，因?yàn)椴考赡芤驯３至藖?lái)自其正常操作狀態(tài)和溫 度的一些熱量)。以任何適當(dāng)方式來(lái)執(zhí)行壓縮機(jī)的(一個(gè)或多個(gè))部件的加熱。在特別優(yōu)選的實(shí)施例 中，與壓縮機(jī)相關(guān)聯(lián)的馬達(dá)(例如壓縮機(jī)的內(nèi)部交流馬達(dá)(同步或異步))的定子繞組被電連 接到電源，例如直流電源，以從而將繞組加熱并因此將壓縮機(jī)加熱?？梢栽趬嚎s機(jī)起動(dòng)之前打開(kāi)壓力均衡閥，但是在優(yōu)選實(shí)施例中，在起動(dòng)壓縮機(jī)時(shí) 打開(kāi)壓力均衡閥(優(yōu)選地基本上與起動(dòng)壓縮機(jī)同時(shí)地打開(kāi))。例如，在壓力均衡閥是旁路通 道的實(shí)施例中，隨著壓縮機(jī)被起動(dòng)而打開(kāi)該通道以允許通過(guò)繞過(guò)壓縮機(jī)來(lái)進(jìn)行壓縮機(jī)吸入 口與排出口之間的壓力平衡。優(yōu)選地，在上文所討論的預(yù)熱步驟之后打開(kāi)壓力均衡閥。優(yōu)選地，例如在顯著地低于標(biāo)準(zhǔn)工作頻率的頻率或速度下緩慢地起動(dòng)壓縮機(jī)。起 動(dòng)壓縮機(jī)并打開(kāi)壓力均衡閥允許壓縮機(jī)中的油被混合。這是有利的，因?yàn)樵谕C(jī)壓縮機(jī)中， 油的溫度在壓縮機(jī)外殼中是不均勻的。當(dāng)在壓力均衡閥打開(kāi)的情況下(并因此在非常低的 制冷劑流量的情況下)緩慢地起動(dòng)壓縮機(jī)時(shí)，來(lái)自馬達(dá)的熱油被與來(lái)自其它部分的冷油混 合且油變暖。此外，壓縮機(jī)的油和其它部分被經(jīng)由壓力均衡閥繞過(guò)壓縮機(jī)的制冷劑加熱，來(lái) 自壓縮機(jī)中的排出閥的蒸氣制冷劑比實(shí)際吸入口氣體制冷劑更熱，并且當(dāng)通過(guò)旁路和壓縮 機(jī)吸入口時(shí)，蒸氣將壓縮機(jī)的機(jī)械部分和油加熱。也就是說(shuō)，旁路管線通常向壓縮機(jī)發(fā)射熱 量并將在壓縮機(jī)中循環(huán)的油加熱。壓縮機(jī)主體或外殼中的壓力受到旁路的限制。在特別優(yōu)選實(shí)施例中，壓縮機(jī)的油溫度被保持在高于壓縮機(jī)外殼中的制冷劑的飽 和排出口溫度。在低于飽和排出口溫度的溫度，蒸氣制冷劑冷凝，并且如果油溫度低于飽和 排出口溫度，則制冷劑將冷凝到油中。優(yōu)選地，壓縮機(jī)外殼溫度也被保持在高于制冷劑的飽 和排出口溫度。如果油(優(yōu)選地還有壓縮機(jī)的機(jī)械部分和外殼)高于飽和排出口溫度，則制 冷劑將不會(huì)在壓縮機(jī)中冷凝。優(yōu)選地，起動(dòng)時(shí)的壓縮機(jī)速度低于如前所述的壓縮機(jī)的正常運(yùn)行速度。例如，在優(yōu) 選實(shí)施例中，起動(dòng)時(shí)的壓縮機(jī)以30 Hz的頻率操作。在起動(dòng)時(shí)，低壓縮機(jī)速度是期望的，因 為通過(guò)壓縮機(jī)的低流率使壓縮機(jī)中的制冷劑冷凝最小化。優(yōu)選地，在壓縮機(jī)起動(dòng)之前和期間關(guān)閉液體閥。在特別優(yōu)選實(shí)施例中，液體閥隨著 壓縮機(jī)停止而關(guān)閉并在壓縮機(jī)停機(jī)期間保持關(guān)閉。在壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)關(guān)閉液體閥限制了制冷 劑到壓縮機(jī)中的流動(dòng)，從而限制壓縮機(jī)油中的冷凝。優(yōu)選地，在壓縮機(jī)起動(dòng)之后的適當(dāng)時(shí)間，打開(kāi)液體閥。因此，系統(tǒng)在壓力均衡閥和 液體閥兩者都打開(kāi)且壓縮機(jī)以低頻率操作的一些狀態(tài)下操作。這使得能夠增加壓縮機(jī)吸入 口處的制冷劑流量，雖然該制冷劑流量仍比在正常系統(tǒng)操作期間低，因?yàn)閴毫忾y是打 開(kāi)的(即，壓縮機(jī)在此階段保持被繞過(guò))。優(yōu)選地，當(dāng)確定了系統(tǒng)參數(shù)處于期望水平時(shí)打開(kāi)液 體閥。例如，在優(yōu)選實(shí)施例中，系統(tǒng)參數(shù)是油溫度，并且當(dāng)油溫度被(例如通過(guò)用溫度傳感器 測(cè)量)確定為足夠高(例如高于預(yù)定極限、和/或高于壓縮機(jī)中的制冷劑的飽和排出口溫度 等)時(shí)，則打開(kāi)液體閥。當(dāng)然可以使用其它適當(dāng)參數(shù)和極限。例如，在優(yōu)選實(shí)施例中，替換地 或另外地，參數(shù)是壓縮機(jī)外殼中的壓力。此外，所設(shè)想的是，液體閥可以替代地或另外地響 應(yīng)于其它事件而被打開(kāi)，例如，在預(yù)定時(shí)間段之后(例如，從壓縮機(jī)起動(dòng)開(kāi)始、和/或從壓力均衡閥的打開(kāi)開(kāi)始、或從任何其它動(dòng)作或事件開(kāi)始等)。優(yōu)選地，在液體閥被打開(kāi)之后，壓力均衡閥被關(guān)閉。這響應(yīng)于以下各項(xiàng)中的任何一 個(gè)或多個(gè)而發(fā)生在自從打開(kāi)液體閥的預(yù)定時(shí)間段之后；在任何其它適當(dāng)事件之后已經(jīng)歷 一段時(shí)間之后；在一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)參數(shù)被確定為達(dá)到特定水平后已經(jīng)歷一段時(shí)間之后；緊 接著打開(kāi)液體閥之后；等等。在優(yōu)選實(shí)施例中，系統(tǒng)參數(shù)包括壓縮機(jī)排出口溫度或油溫度， 并且當(dāng)該溫度被(例如通過(guò)用溫度傳感器測(cè)量)確定為足夠高(例如高于預(yù)定極限、和/或高 于壓縮機(jī)中的飽和排出口溫度等)時(shí)，則關(guān)閉壓力均衡閥。因此，壓縮機(jī)的吸入口和排出口 的壓力不再是平衡的，并且制冷劑以比壓力均衡閥打開(kāi)時(shí)更大的流率通過(guò)壓縮機(jī)(例如制 冷劑不再繞過(guò)壓縮機(jī))。然后，優(yōu)選地，立即或優(yōu)選地響應(yīng)于所測(cè)量的系統(tǒng)參數(shù)到達(dá)預(yù)定極限和/或在已 經(jīng)歷一段時(shí)間之后等等來(lái)增加壓縮機(jī)速度。優(yōu)選地，壓縮機(jī)速度優(yōu)選地以預(yù)定量和/或以 預(yù)定速率緩慢地增加，直至實(shí)現(xiàn)最大或最佳速度和/或已經(jīng)歷預(yù)定時(shí)間段。替換地或另外 地，當(dāng)所測(cè)量的系統(tǒng)參數(shù)被確定為已達(dá)到預(yù)定水平時(shí)，可以將壓縮機(jī)速度設(shè)置為最大(即標(biāo) 準(zhǔn))工作速度(這優(yōu)選地是在壓縮機(jī)速度從初始起動(dòng)速度起的一段時(shí)間的緩慢增加之后)。 在優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)壓縮機(jī)排出口溫度和/或壓縮機(jī)的油溫度已達(dá)到預(yù)定水平時(shí)，控制壓 縮機(jī)以正常工作速度操作。以上優(yōu)選系統(tǒng)和操作步驟提供了壓縮機(jī)起動(dòng)程序，其使得能夠以最低的故障風(fēng)險(xiǎn) 起動(dòng)壓縮機(jī)，該故障否則可能由于在壓縮機(jī)停機(jī)之后壓縮機(jī)中的制冷劑的冷凝而發(fā)生，特 別是在低環(huán)境溫度下。制冷劑冷凝在壓縮機(jī)中是有害的，因?yàn)槔淠闹评鋭┛赡茏兊门c壓 縮機(jī)集油槽中的油混合，并且如果壓縮機(jī)中的油溫度低于制冷劑的飽和排出口溫度，則制 冷劑可能在油中冷凝。當(dāng)壓縮機(jī)被起動(dòng)時(shí)，油中的制冷劑被油泵泵送且可能發(fā)生故障。此 外，油的粘性受到所存在的制冷劑的影響，因此可不適合于壓縮機(jī)操作，引起對(duì)應(yīng)被潤(rùn)滑的 部件的損壞。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和下文所討論的優(yōu)選方法解決了這些問(wèn)題。在本發(fā)明的另一廣泛方面，提供了一種使得用于制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)的壓縮機(jī)起動(dòng) 最優(yōu)化的方法，包括步驟將制冷系統(tǒng)中的壓縮機(jī)的至少一個(gè)部件預(yù)熱；打開(kāi)連接壓縮機(jī) 的吸入口和排出口的壓力均衡閥以從而減小其之間的壓力差；優(yōu)選地與打開(kāi)壓力均衡閥基 本上同時(shí)地，優(yōu)選地以預(yù)定頻率f\起動(dòng)壓縮機(jī)。優(yōu)選地，所述方法還包括步驟響應(yīng)于第一 事件打開(kāi)位于系統(tǒng)的制冷劑流動(dòng)路徑中的液體閥，響應(yīng)于第二事件關(guān)閉壓力均衡閥，以及 增加壓縮機(jī)的工作頻率。優(yōu)選地，壓縮機(jī)的起動(dòng)速度小于壓縮機(jī)標(biāo)準(zhǔn)工作速度f(wàn)s。優(yōu)選地，fx約為30 Hz。 優(yōu)選地，fs約為60 Hz，優(yōu)選地約為65 Hz或更大。優(yōu)選地，所述方法包括其它步驟優(yōu)選地 響應(yīng)于第三事件進(jìn)一步將壓縮機(jī)的工作頻率增加至標(biāo)準(zhǔn)工作頻率。優(yōu)選地，所述第一事件包括經(jīng)歷第一預(yù)定時(shí)間段和所測(cè)量的壓縮機(jī)油溫度被確定 為高于預(yù)定閾值中的至少一個(gè)。優(yōu)選地，所述第二事件包括經(jīng)歷第二預(yù)定時(shí)間段和所測(cè)量 的壓縮機(jī)油溫度被確定為高于預(yù)定閾值中的至少一個(gè)。優(yōu)選地，所述方法還包括步驟提供至少一個(gè)系統(tǒng)傳感器并用該傳感器來(lái)測(cè)量系 統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)，并基于由該傳感器測(cè)量的至少一個(gè)參數(shù)來(lái)使系統(tǒng)按照多個(gè)預(yù)定程序中 的至少一個(gè)進(jìn)行操作。優(yōu)選地，將壓縮機(jī)的至少一個(gè)部件預(yù)熱的步驟包括步驟提供用于將壓縮機(jī)的至少一個(gè)部件加熱的裝置，并激活加熱裝置以在已確定要求壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)將部件加熱。優(yōu)選 地，用于將壓縮機(jī)的至少一個(gè)部件加熱的裝置包括用于將壓縮機(jī)主體或外殼、壓縮機(jī)中的 油、以及壓縮機(jī)馬達(dá)中的至少一個(gè)加熱的裝置。在特別優(yōu)選實(shí)施例中，所述加熱裝置包括用 于向壓縮機(jī)的內(nèi)部AC馬達(dá)的定子繞組提供DC電力的裝置。優(yōu)選地，所述方法還包括提供 至少一個(gè)傳感器并用該傳感器來(lái)測(cè)量系統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)，并且基于所述至少一個(gè)參數(shù)將 加熱裝置激活達(dá)預(yù)定時(shí)間段。優(yōu)選地，所述預(yù)定時(shí)間段是基于壓縮機(jī)中的油的溫度、壓縮機(jī) 外殼溫度、壓縮機(jī)排出口溫度、環(huán)境溫度和壓縮機(jī)已經(jīng)不工作所達(dá)時(shí)間長(zhǎng)度中的至少一個(gè)。優(yōu)選地，所述方法還包括步驟測(cè)量壓縮機(jī)中的油的溫度，確定壓縮機(jī)中的制冷劑 的飽和排出口溫度，以及將壓縮機(jī)的至少一個(gè)部件加熱使得油被保持在高于飽和排出口溫 度的溫度。如上所述，在壓縮機(jī)起動(dòng)之前將制冷系統(tǒng)預(yù)熱并在起動(dòng)之前和期間控制液體閥和 壓力均衡閥可以有利地減少或消除制冷劑冷凝問(wèn)題，特別是在低環(huán)境溫度時(shí)。然而，即使上 述系統(tǒng)也可能由于壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)或之后的其它原因而在壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)經(jīng)歷故障或其它問(wèn)題。因此，依照本發(fā)明的另一廣泛方面，提供了一種包括壓縮機(jī)、排熱換熱器、膨脹閥 和受熱換熱器的制冷系統(tǒng)。所述系統(tǒng)還包括液體閥(LV)，優(yōu)選地為液體螺線管閥(LSV)或 電子膨脹閥(EXV)、以及布置在排熱換熱器與壓縮機(jī)之間的流動(dòng)管線中的止回閥，所述液體 閥被布置在排熱換熱器與膨脹閥之間的流動(dòng)管線中。所述制冷系統(tǒng)的有利之處在于當(dāng)壓縮機(jī)被停機(jī)時(shí)，液體閥被致動(dòng)以關(guān)閉且止回閥 也被關(guān)閉。優(yōu)選地，由系統(tǒng)的高壓側(cè)與壓縮機(jī)之間的壓力差來(lái)將止回閥關(guān)閉。在其它優(yōu)選 實(shí)施例中，所述止回閥是螺線管閥且被致動(dòng)以關(guān)閉。在其它實(shí)施例中，所述止回閥包括螺線 管閥和壓力致動(dòng)閥的組合。在沒(méi)有此閥布置的標(biāo)準(zhǔn)回路中，壓力差將促使制冷從高側(cè)(例如 從冷凝器以及從蒸發(fā)器)遷移到壓縮機(jī)，特別是在長(zhǎng)時(shí)間段的壓縮機(jī)停機(jī)期間，例如12小時(shí) 或更長(zhǎng)。在停機(jī)期間遷移到壓縮機(jī)的任何制冷劑可能在壓縮機(jī)中冷凝，或者遷移到壓縮機(jī) 油中，這可能導(dǎo)致例如由于低的油粘度而引起的起動(dòng)時(shí)的壓縮機(jī)故障。因此，本發(fā)明的此方面的實(shí)施例的系統(tǒng)有利地減少在停機(jī)期間到達(dá)壓縮機(jī)的制冷 劑的量，乃至防止制冷劑在停機(jī)期間到達(dá)壓縮機(jī)，因此極少的或者幾乎沒(méi)有制冷劑可與壓 縮機(jī)油混合。這是有利的，因?yàn)橛椭械闹评鋭┑牧勘蛔钚』?，因此油粘度將保持足夠高，?低粘度的油對(duì)于壓縮機(jī)而言是危險(xiǎn)的。優(yōu)選地，止回閥被構(gòu)造成使得要求閥入口與閥出口之間的壓力差以使止回閥打 開(kāi)，特別是顯著的壓力差。本實(shí)施例的系統(tǒng)的有利之處還在于止回閥與液體閥的組合將把 制冷劑保持在冷凝器中(以及在可能存在于止回閥與液體閥之間的任何其它部件中，諸如 在優(yōu)選實(shí)施例中在蓄積器和/或干燥器等中)。優(yōu)選地，止回閥被構(gòu)造成使得如果止回閥的 入口和出口處的壓力是平衡的，則閥保持關(guān)閉，所述平衡可能在壓縮機(jī)被停機(jī)之后隨著時(shí) 間的推移而發(fā)生。也就是說(shuō)，在優(yōu)選實(shí)施例中，所述止回閥被構(gòu)造成使得制冷劑只能在閥入 口壓力高于閥出口壓力時(shí)，例如當(dāng)壓縮機(jī)被起動(dòng)時(shí)通過(guò)閥。優(yōu)選地，止回閥包括諸如彈簧等 的彈性裝置，其在止回閥的入口和出口處的壓力平衡時(shí)將閥偏壓至關(guān)閉位置。這是有利的， 因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)的閥在入口和出口處的壓力平衡時(shí)泄露制冷劑，而在具有創(chuàng)造性止回閥的本 發(fā)明實(shí)施例中，要求更大的入口壓力來(lái)打開(kāi)閥并使在其它條件下的制冷劑泄漏量最小化。
上述優(yōu)選制冷劑系統(tǒng)防止或顯著地減少在壓縮機(jī)停機(jī)之后從冷凝器和系統(tǒng)的其 它高側(cè)部件、和/或從系統(tǒng)的低側(cè)向壓縮機(jī)的制冷劑遷移，并因此使得能夠在使制冷劑被 與壓縮機(jī)油混合的故障風(fēng)險(xiǎn)最小化的情況下甚至在長(zhǎng)停機(jī)時(shí)間段之后起動(dòng)壓縮機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的另一廣泛方面，提供了一種控制制冷系統(tǒng)的方法，包括步驟引發(fā)系 統(tǒng)的壓縮機(jī)的停機(jī)，關(guān)閉在系統(tǒng)的壓縮機(jī)與排熱換熱器之間的流動(dòng)管線中提供的止回閥， 以及關(guān)閉位于系統(tǒng)的排熱換熱器與膨脹裝置之間的流動(dòng)路徑中的系統(tǒng)的液體閥。在優(yōu)選實(shí) 施例中，在停機(jī)時(shí)發(fā)生的冷凝器與壓縮機(jī)之間的壓力差使得止回閥的冷凝器側(cè)的壓力在停 機(jī)之后高于止回閥的壓縮機(jī)側(cè)的壓力，并且這使止回閥關(guān)閉以防止制冷劑從中流動(dòng)。在其 它優(yōu)選實(shí)施例中，止回閥包括螺線管閥，并且優(yōu)選地，兩個(gè)閥都在壓縮機(jī)停機(jī)之后盡快地并 優(yōu)選地基本上相互同時(shí)地被關(guān)閉，以防止制冷劑遷移。優(yōu)選地，所述方法還包括步驟起動(dòng)壓縮機(jī)，從而引起冷凝器與壓縮機(jī)之間的壓力 差并打開(kāi)在其之間的流動(dòng)管線中提供的止回閥，以及打開(kāi)液體閥。冷凝器與壓縮機(jī)之間的 壓力差使得止回閥的冷凝器側(cè)(例如出口)上的壓力在壓縮機(jī)被重新起動(dòng)之后低于止回閥 的壓縮機(jī)側(cè)(例如入口)上的壓力。這打開(kāi)止回閥以使得制冷劑能夠從中流動(dòng)。優(yōu)選地，所 述方法還包括將止回閥偏壓至關(guān)閉位置的步驟，其中，必須克服該偏壓力以便打開(kāi)閥。如上文所討論的，提供本發(fā)明的液體閥和止回閥使得能夠操作系統(tǒng)以防止或基本 上減少在壓縮機(jī)停機(jī)之后的從冷凝器和系統(tǒng)的其它高側(cè)和/或低側(cè)部件到壓縮機(jī)的制冷 劑遷移。因此，可以重新起動(dòng)壓縮機(jī)并使得由于制冷劑遷移之后的油中所存在的制冷劑而 引起的壓縮機(jī)故障的風(fēng)險(xiǎn)最小化。然而，即使是上述系統(tǒng)也可能由于也起因于壓縮機(jī)停機(jī) 的其他影響而在壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)經(jīng)歷故障或其它問(wèn)題。因此，依照本發(fā)明的另一廣泛方面，提供了一種包括壓縮機(jī)、排熱換熱器、膨脹閥 和受熱換熱器的制冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)還包括用于均衡壓縮機(jī)吸入口和壓縮機(jī)排出口之間的壓 力差的壓力均衡閥(PEV)。該壓力均衡閥可操作以在壓縮機(jī)停機(jī)之后或同時(shí)地打開(kāi)，優(yōu)選地 基本上在實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)停機(jī)之后立即打開(kāi)。優(yōu)選地，壓力均衡閥包括將壓縮機(jī)吸入口連接到 壓縮機(jī)排出口并繞過(guò)壓縮機(jī)的旁路通道。通過(guò)與壓縮機(jī)被停機(jī)或停止同時(shí)地或剛好在那之后打開(kāi)壓力均衡閥，壓縮機(jī)吸入 口與排出口之間的壓力差被盡快地平衡。這是有利的，因?yàn)閴嚎s機(jī)停機(jī)時(shí)的壓縮機(jī)吸入口 和排出口之間的高壓力差促使油從壓縮機(jī)朝著壓縮機(jī)的吸入口側(cè)遷移，離開(kāi)壓縮機(jī)并進(jìn)入 吸入管線，而在本發(fā)明中，排出口和吸入口壓力的均衡或平衡防止此類遷移。油在重新起動(dòng) 壓縮機(jī)時(shí)離開(kāi)壓縮機(jī)是不期望的，極少或幾乎沒(méi)有可用于壓縮機(jī)潤(rùn)滑的油。此外，在重新起 動(dòng)時(shí)，壓縮機(jī)在吸入管線中具有油和制冷劑的混合物，這可能在該混合物被吸入壓縮機(jī)中 時(shí)導(dǎo)致壓縮機(jī)故障。更進(jìn)一步地，離開(kāi)壓縮機(jī)并進(jìn)入吸入管線的油可能遷移到蒸發(fā)器，這可 能引起進(jìn)一步的故障，并且如果相對(duì)于蒸發(fā)器溫度(例如蒸發(fā)器出口溫度)來(lái)控制膨脹閥， 則傳感器處存在的油可能導(dǎo)致膨脹閥的打開(kāi)，即使系統(tǒng)被停機(jī)。然而，本發(fā)明的實(shí)施例提供改進(jìn)的制冷系統(tǒng)，其中，通過(guò)剛好在壓縮機(jī)停機(jī)之后使 壓縮機(jī)排出口與吸入口之間的壓力差均衡，在壓縮機(jī)停機(jī)之后使油從壓縮機(jī)到系統(tǒng)的低側(cè) 的遷移最小化或防止該遷移。還設(shè)想了執(zhí)行本發(fā)明的方法，因此根據(jù)本發(fā)明的另一廣泛方 面，提供了一種控制制冷系統(tǒng)的方法，包括步驟引發(fā)系統(tǒng)的壓縮機(jī)停機(jī)；以及打開(kāi)壓力均 衡閥(PEV)以便均衡壓縮機(jī)吸入口與壓縮機(jī)排出口之間的壓力差。優(yōu)選地在壓縮機(jī)被停機(jī)
10時(shí)或剛好在停機(jī)之后，優(yōu)選地基本上緊接著實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)停機(jī)之后打開(kāi)壓力均衡閥，從而基 本上使壓縮機(jī)的高側(cè)排出口壓力和低側(cè)吸入口壓力均衡。優(yōu)選地，壓力均衡閥包括將壓縮 機(jī)吸入口連接到壓縮機(jī)排出口并繞過(guò)壓縮機(jī)的旁路通道。


現(xiàn)在將僅以示例的方式并參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的各種實(shí)施例的上述及其它特 征，在附圖中
圖1示出依照本發(fā)明實(shí)施例的制冷系統(tǒng)的示意圖； 圖2示出流程圖，示出了依照本發(fā)明實(shí)施例的制冷系統(tǒng)的操作模式； 圖3示出依照本發(fā)明實(shí)施例的用于起動(dòng)制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)的第一、標(biāo)準(zhǔn)操作程序； 圖4示出依照本發(fā)明實(shí)施例的用于起動(dòng)制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)的第二、長(zhǎng)操作程序； 圖5示出依照本發(fā)明實(shí)施例的用于起動(dòng)制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)的第三、短操作程序； 圖6示出依照本發(fā)明實(shí)施例的另一制冷系統(tǒng)的示意圖； 圖7A示出壓縮機(jī)停機(jī)之后的依照本發(fā)明實(shí)施例的另一制冷系統(tǒng)的示意圖； 圖7B示出了兩個(gè)狀態(tài)下的不具有圖7A實(shí)施例的壓力均衡閥的系統(tǒng)，在所述兩個(gè)狀態(tài) 中，第一個(gè)是在壓縮機(jī)停機(jī)之后不久且第二個(gè)是在壓縮機(jī)停機(jī)之后一定時(shí)間；以及 圖8示出依照本發(fā)明另一實(shí)施例的制冷系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式可以將本發(fā)明的原理結(jié)合在任何適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)內(nèi)。此類適當(dāng)系統(tǒng)的示例包括制冷和 空調(diào)系統(tǒng)，并且特別地但非排他性地，包括運(yùn)輸或卡車制冷系統(tǒng)。為了便于參考，參考適合 于運(yùn)輸制冷單元等的制冷系統(tǒng)來(lái)描述本文所討論的特定實(shí)施例。圖1示意性地示出制冷系統(tǒng)10，其具有制冷劑循環(huán)或回路20使得制冷劑能夠在系 統(tǒng)各處流動(dòng)。該系統(tǒng)包括壓縮機(jī)12，壓縮機(jī)12從其出口或排出口 13經(jīng)由流動(dòng)路徑22連接 到在本實(shí)施例中為冷凝器14的排熱換熱器。冷凝器14經(jīng)由流動(dòng)路徑24連接到膨脹裝置 16，膨脹裝置16經(jīng)由流動(dòng)路徑沈連接到在本實(shí)施例中為蒸發(fā)器18的受熱換熱器。蒸發(fā)器 18經(jīng)由流動(dòng)路徑觀在壓縮機(jī)12的入口或吸入口 11處連接到壓縮機(jī)12。膨脹裝置16優(yōu) 選地是恒溫膨脹閥，并且在本實(shí)施例中經(jīng)由控制管線36響應(yīng)于系統(tǒng)10的條件被控制?？?制膨脹閥16的打開(kāi)的系統(tǒng)條件可以例如是蒸發(fā)器18的溫度，或者諸如蒸發(fā)器出口處的球 溫度的相關(guān)溫度等。在本實(shí)施例中，還在冷凝器14與閥16之間的流動(dòng)路徑M上提供附加 的可選部件蓄積器32和干燥器34。系統(tǒng)10還包括跨越壓縮機(jī)12 (即將壓縮機(jī)吸入口 11連接到排出口 13)的壓力均 衡閥(PEV)。PEV包括旁路通道40以及用于打開(kāi)和關(guān)閉通道40的裝置42，諸如閥。系統(tǒng)10還包括在冷凝器14與膨脹閥16之間的流動(dòng)路徑M中的液體閥(LV)，其 在優(yōu)選實(shí)施例中為液體螺線管閥44。所設(shè)想的是，可以根據(jù)需要激勵(lì)LV 44以打開(kāi)或關(guān)閉， 從而打開(kāi)或關(guān)閉流動(dòng)路徑M以使能或禁止制冷劑在回路20的各處流動(dòng)。在操作中，高壓和高溫制冷劑蒸氣離開(kāi)壓縮機(jī)12并進(jìn)入冷凝器14，在那里其被冷 卻成較低溫度的高壓液體制冷劑。此液體隨后被膨脹閥16膨脹至較低壓力并傳遞至蒸發(fā) 器18，在那里，制冷劑沸騰并從其周圍吸收熱量。蒸發(fā)器18出口處的蒸氣被吸入壓縮機(jī)12，從而完成循環(huán)。當(dāng)壓縮機(jī)12被停機(jī)時(shí)，制冷劑可能存在于壓縮機(jī)12中，并且特別地，如果壓縮機(jī) 12被停機(jī)達(dá)到很長(zhǎng)的時(shí)間段，則如下文將更詳細(xì)地討論的，另外的制冷劑可從冷凝器14遷 移到壓縮機(jī)12。壓縮機(jī)12中的制冷劑可以在壓縮機(jī)外殼上冷凝，特別是在低環(huán)境溫度時(shí)，并且冷 凝的制冷劑將與對(duì)制冷劑具有親和力的壓縮機(jī)油混合。如果壓縮機(jī)油溫度低于制冷劑的飽 和排出口溫度，則制冷劑可能在油中冷凝。制冷劑將油稀釋，并且當(dāng)壓縮機(jī)12被重新起動(dòng) 時(shí)，經(jīng)稀釋的油在潤(rùn)滑壓縮機(jī)12的部件時(shí)效果變差，這可引起損壞。此外，壓縮機(jī)油泵將吸 入制冷劑，這也可引起損壞。因此，依照本發(fā)明的實(shí)施例，采用一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)起動(dòng)程序來(lái)使壓縮機(jī)12中的 制冷劑冷凝最小化或?qū)⑵湎?。圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的流程圖，其中，控制裝置等確 定系統(tǒng)10 (例如，圖1、6、7A或8中任一幅圖的系統(tǒng)10)的狀態(tài)，且特別是壓縮機(jī)已被停機(jī) 的時(shí)間長(zhǎng)度Tst。p和壓縮機(jī)12的排出口溫度Tref。如果壓縮機(jī)12被停機(jī)達(dá)到相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間 段，則排出口溫度Tref基本上等于環(huán)境溫度。在其它實(shí)施例中，可以測(cè)量環(huán)境溫度。控制裝 置根據(jù)這些參數(shù)來(lái)確定應(yīng)在壓縮機(jī)起動(dòng)之前和期間采取什么步驟來(lái)使壓縮機(jī)12中的制冷 劑冷凝的問(wèn)題最小化或?qū)⑵湎?。?dāng)然，在此確定中可以替換地或另外地使用其它參數(shù)，諸 如壓縮機(jī)12中的油的溫度、壓縮機(jī)12中的制冷劑的溫度、和/或壓縮機(jī)外殼內(nèi)的壓力等。 所使用的參數(shù)可以取決于系統(tǒng)10中存在的傳感器，因此取決于為了進(jìn)行此確定而可對(duì)什 么進(jìn)行測(cè)量。在圖2實(shí)施例中，程序在步驟1. 1處開(kāi)始并在步驟1. 2中確定壓縮機(jī)12停止以來(lái) 的時(shí)間Tst。p。如果其小于1小時(shí)，則在步驟2. 1中進(jìn)一步確定該時(shí)間，并且如果Tst。p小于 1/2小時(shí)，則在步驟3. 2中更進(jìn)一步地確定該時(shí)間。對(duì)于小于1/2小時(shí)的停機(jī)時(shí)間段，確定 不需要將壓縮機(jī)12預(yù)熱，并且在步驟4. 3中開(kāi)始正常起動(dòng)程序(例如，如圖3所示)。對(duì)于 1/2小時(shí)和1小時(shí)之間的停機(jī)時(shí)間段而言，在步驟3. 1中確定排出口溫度TMf，并且如果排 出口溫度TMf是低的(低于20 V )，則在步驟4. 2中引發(fā)壓縮機(jī)12的短(3分鐘)預(yù)熱，并且 如下文所討論的，然后在步驟5. 2中開(kāi)始正常起動(dòng)程序。然而，如果TMf已經(jīng)足夠高，則不 要求預(yù)熱，并且在步驟4. 1中開(kāi)始短起動(dòng)程序(例如，如圖5所示)。當(dāng)壓縮機(jī)12已被停機(jī)達(dá)長(zhǎng)于1小時(shí)，則在步驟1. 3中確定排出口溫度TMf，并且取 決于溫度還在步驟1. 4,1. 5,1. 6,1. 7和1. 8中確定。此外，根據(jù)Tref，將壓縮機(jī)12預(yù)熱達(dá) 12、9、6或3分鐘(分別為步驟2. 2、2. 3、2. 4和2. 5)，然后在步驟3. 3中開(kāi)始長(zhǎng)起動(dòng)程序(例 如，如圖4所示)。然而，如果如步驟1.7中確定的TMf足夠高(在0 °〇與20 °C之間)，則在 步驟2. 6中引發(fā)3分鐘預(yù)熱，然后在步驟3. 4中開(kāi)始正常起動(dòng)程序。如果如在步驟1. 8和 1. 9中確定的T,ef已經(jīng)甚至高于20 °C，則不要求預(yù)熱且在步驟2. 7中引發(fā)正常起動(dòng)程序， 或者對(duì)于非常高的溫度而言(高于40 °C)，則在步驟2. 8中引發(fā)短起動(dòng)程序。上述程序保證如果壓縮機(jī)12的排出口溫度是低的，則優(yōu)選地在壓縮機(jī)起動(dòng)之前 將壓縮機(jī)12加熱，以提高壓縮機(jī)溫度，包括油溫度。這是有利的，不僅因?yàn)楦纳屏擞偷恼?度，使得油更適合于在起動(dòng)時(shí)潤(rùn)滑壓縮機(jī)部件，而且因?yàn)樽銐蚋叩挠蜏囟?高于制冷劑的飽 和排出口溫度)減少或消除了在壓縮機(jī)外殼和油冷卻時(shí)發(fā)生的壓縮機(jī)12中的制冷劑冷凝。圖3、圖4和圖5示意性地示出了用于在停機(jī)之后起動(dòng)壓縮機(jī)12的起動(dòng)程序的優(yōu)選實(shí)施例。圖3示出“正?！被蚰J(rèn)起動(dòng)程序，圖4示出長(zhǎng)起動(dòng)程序且圖5示出短起動(dòng)程序。 在優(yōu)選實(shí)施例中，在圖2中公開(kāi)的起動(dòng)程序與圖3、圖4和圖5程序相對(duì)應(yīng)，但還設(shè)想這可以 是不同的或被技術(shù)人員修改。此外，圖3、圖4和圖5中公開(kāi)的預(yù)熱程序可以與圖2的預(yù)熱 程序相對(duì)應(yīng)，或者可以是不同的或被修改。圖3示出用于壓縮機(jī)12的正常起動(dòng)程序。在優(yōu)選實(shí)施例中，執(zhí)行圖2程序的一些 或所有步驟作為正常起動(dòng)程序的第一步驟。因此，壓縮機(jī)12的排出口溫度優(yōu)選地為至少20 °C，或者壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)間段小于1/2小時(shí)。參考在圖1中示出的系統(tǒng)10，最初關(guān)閉壓力均衡 閥(PEV) 40、42，并且也關(guān)閉液體閥(LV) 44。當(dāng)要起動(dòng)壓縮機(jī)12時(shí)，打開(kāi)PEV，從而打開(kāi)壓 縮機(jī)12的旁路。壓縮機(jī)12起動(dòng)，但以約30 Hz的相對(duì)低的頻率(其顯著小于壓縮機(jī)12的 全工作速度)起動(dòng)。在壓縮機(jī)12起動(dòng)時(shí)，來(lái)自穿過(guò)PEV的旁路制冷劑氣體的熱量被傳遞至 壓縮機(jī)12并被傳遞至壓縮機(jī)油。因此，壓縮機(jī)12中的油被(進(jìn)一步)加熱，并且冷凝風(fēng)險(xiǎn)被 進(jìn)一步最小化，特別是由于繞過(guò)壓縮機(jī)12的制冷劑不能在壓縮機(jī)12中冷凝。此外，LV被 關(guān)閉以限制制冷劑流入壓縮機(jī)12中，由此進(jìn)一步降低冷凝的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)壓縮機(jī)12中的油溫度足夠高時(shí)，例如當(dāng)其被測(cè)量、確定或以其他方式預(yù)期高于 制冷劑的飽和排出口溫度時(shí)，和/或在本實(shí)施例中已將油加熱達(dá)足夠的時(shí)間段(該時(shí)間段 在正常起動(dòng)程序中為20秒)之后，液體閥被打開(kāi)且PEV保持打開(kāi)。壓縮機(jī)吸入口 11處的制 冷劑流量略微增加，但是其仍是相對(duì)低的，因?yàn)閴嚎s機(jī)12仍通過(guò)打開(kāi)的PEV而被繞過(guò)。當(dāng) 壓縮機(jī)12中的油溫度足夠高時(shí)，例如當(dāng)其再次被測(cè)量、確定和/或預(yù)期高于制冷劑的飽和 排出口溫度時(shí)，和/或在本實(shí)施例中在其已被加熱達(dá)足夠的時(shí)間段(該時(shí)間段在正常起動(dòng) 程序中為另外的20秒)之后，PEV被關(guān)閉，同時(shí)液體閥保持打開(kāi)。因此，制冷劑在不再被繞 過(guò)的壓縮機(jī)12的影響下在系統(tǒng)10的回路20的各處流動(dòng)。當(dāng)壓縮機(jī)12中的油溫度足夠高時(shí)，例如當(dāng)其又一次被測(cè)量、確定或以其他方式預(yù) 期高于制冷劑的飽和排出口溫度時(shí)，和/或在本實(shí)施例中其已被加熱達(dá)足夠的時(shí)間段^E 本實(shí)施例中該時(shí)間段為又一另外的20秒)之后，壓縮機(jī)12的速度逐漸地增加，優(yōu)選地以每 秒5 Hz增加，直至達(dá)到最佳或正常工作頻率，此后，如本領(lǐng)域中已知的那樣施加標(biāo)準(zhǔn)壓縮機(jī) 速度控制。在其它實(shí)施例中，可以在再次確定或以其他方式預(yù)期油溫度仍高于飽和排出口 溫度之后開(kāi)始標(biāo)準(zhǔn)工作速度控制。然而，正常起動(dòng)程序在一定情況下可能不是適當(dāng)?shù)模绠?dāng)停機(jī)壓縮機(jī)12的溫度 是低的(例如小于約5 °C)時(shí)和/或當(dāng)壓縮機(jī)12已被長(zhǎng)時(shí)間(超過(guò)約一小時(shí))停機(jī)時(shí)。作為 替代，如圖4所示的長(zhǎng)起動(dòng)程序可能更適當(dāng)。長(zhǎng)起動(dòng)程序與正常起動(dòng)程序的不同之處在于 事件之間的時(shí)間段通常明顯更長(zhǎng)。例如，LV在壓縮機(jī)起動(dòng)之后被保持關(guān)閉達(dá)5分鐘而不是 20秒，從而允許油有額外時(shí)間來(lái)升溫。關(guān)閉PEV之前的延遲也更長(zhǎng)，并且約為2分鐘，由此 允許系統(tǒng)10在降低的流率下操作達(dá)更長(zhǎng)時(shí)間。在增加壓縮機(jī)頻率之前的時(shí)間段也更長(zhǎng)，并 約為2 1/2分鐘，此后，頻率比正常起動(dòng)程序更加緩慢地增加，以約每5秒1 Hz增加。長(zhǎng)起 動(dòng)程序在此階段與正常起動(dòng)程序的不同之處在于在引發(fā)標(biāo)準(zhǔn)壓縮機(jī)速度控制之前包括額 外步驟，在此期間，壓縮機(jī)以60 Hz的最大頻率操作達(dá)1分鐘。長(zhǎng)起動(dòng)程序明顯慢于正常起 動(dòng)程序，從而允許系統(tǒng)溫度在將壓縮機(jī)12完全加載之前逐漸增加，這在較冷的條件下是適 當(dāng)?shù)?，特別是如果壓縮機(jī)12已經(jīng)不工作達(dá)很長(zhǎng)的一段時(shí)間。此外，如相對(duì)于圖2所討論的， 在引發(fā)長(zhǎng)起動(dòng)程序之前將油加熱達(dá)更長(zhǎng)的時(shí)間段可為適當(dāng)?shù)摹?br> 13
然而，在其它情況下，正?；蜷L(zhǎng)起動(dòng)程序可能都不是適當(dāng)?shù)?，例如?dāng)停機(jī)壓縮機(jī)12 的溫度相對(duì)高(例如超過(guò)約40 V )時(shí)和/或當(dāng)壓縮機(jī)12僅被停機(jī)達(dá)短時(shí)間段(小于一小時(shí)) 時(shí)。在這種情況下，如圖5所示的短起動(dòng)程序可能更加適當(dāng)。該短起動(dòng)程序與正常起動(dòng)程 序的不同之處在于事件之間的時(shí)間段通常短得多，并且在一些實(shí)施例中，僅需要事件之間 的極小的延遲，或幾乎不需要延遲。例如，LV在壓縮機(jī)起動(dòng)之后不保持關(guān)閉，而是被迅速地 打開(kāi)，因?yàn)橛涂赡懿恍枰魏晤~外時(shí)間以在較低的工作速度下升溫。關(guān)閉PEV之前的延遲 也是短的，或者可能甚至不需要延遲，并且可以在壓縮機(jī)起動(dòng)之后迅速地關(guān)閉PEV。壓縮機(jī) 頻率增加之前的時(shí)間段也是短的，并且約為5秒，此后，頻率以比正常起動(dòng)程序慢的速率增 加，以約每秒1 Hz增加。短起動(dòng)程序明顯比正常起動(dòng)程序快，因?yàn)橄到y(tǒng)溫度不需要逐漸地 增加，并且壓縮機(jī)12能夠相對(duì)快速地在滿負(fù)荷下操作。此外，如圖2所示，可能甚至不需要 在引發(fā)短起動(dòng)程序之前將油加熱。圖6示意性地示出了本發(fā)明的替換實(shí)施例，不過(guò)，此系統(tǒng)10可以且優(yōu)選地通過(guò)簡(jiǎn) 單地添加圖1的PEV (例如，如圖8所示)而與圖1所示的系統(tǒng)10組合或者事實(shí)上與圖7A 組合。在圖6實(shí)施例中，部件大部分與圖1實(shí)施例的那些相同并具有相同的附圖標(biāo)記。然 而，圖6實(shí)施例還包括止回閥46，止回閥46為單向閥，阻止沿一個(gè)方向(從冷凝器14朝著壓 縮機(jī)12)的流體流動(dòng)或遷移但允許沿另一方向(從壓縮機(jī)12朝著冷凝器14)的流體流動(dòng)。圖6的系統(tǒng)10在壓縮機(jī)12運(yùn)行時(shí)正常地操作。然而，在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，當(dāng)壓縮 機(jī)被停機(jī)時(shí)，制冷劑由于壓力和溫度差而從冷凝器和/或蒸發(fā)器遷移到壓縮機(jī)，并且制冷 劑可在壓縮機(jī)中冷凝并與油混合，如上文所討論的，這是不期望的。然而，在圖6實(shí)施例中， 制冷劑被有效地捕獲在止回閥46與液體閥(LV)44之間，并因此不到達(dá)壓縮機(jī)12。本實(shí)施 例如下操作。當(dāng)壓縮機(jī)12停止時(shí)，LV被關(guān)閉(優(yōu)選地，LV是液體螺線管閥，并且通過(guò)激勵(lì)螺 線管來(lái)使該閥關(guān)閉)，并且止回閥46被關(guān)閉(優(yōu)選地，止回閥也是螺線管閥，并且通過(guò)激勵(lì)螺 線管來(lái)使該閥關(guān)閉，或者可以由冷凝器14與壓縮機(jī)12之間的壓力差來(lái)使止回閥關(guān)閉)。否 則將遷移到壓縮機(jī)12中的制冷劑因此被保持在兩個(gè)閥44、46之間的制冷劑回路20中。即 使止回閥46的入口和出口處的壓力是平衡的，止回閥46也將不打開(kāi)，因?yàn)樵诒緦?shí)施例中， 止回閥46在內(nèi)部包括彈簧(未示出)，從而如果壓力是平衡的，則不發(fā)生泄露。止回閥46的 入口壓力必須高于出口壓力以允許流體的循環(huán)。回路20中的諸如蓄積器32和干燥器34 的任何附加部件幫助在壓縮機(jī)停機(jī)期間儲(chǔ)存制冷劑。當(dāng)壓縮機(jī)12重新起動(dòng)時(shí)，LV被激勵(lì) 而打開(kāi)且止回閥46由于變化的壓力差而被激勵(lì)或打開(kāi)。圖7A示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例，其如所示雖然是單獨(dú)的實(shí)施例，但其也在本發(fā) 明的范圍內(nèi)，因?yàn)樵撓到y(tǒng)10將與其它圖所示的系統(tǒng)10中的任何一個(gè)或多個(gè)組合。該系統(tǒng) 10包括與其它實(shí)施例類似的部件，包括關(guān)于圖1所討論的壓力均衡閥40、42，并且圖1實(shí)施 例也可以依照以下公開(kāi)進(jìn)行操作。在圖7B中示出了常規(guī)制冷系統(tǒng)110且示出了在壓縮機(jī)停機(jī)之后不久的第一狀態(tài) 和停機(jī)之后較長(zhǎng)時(shí)間的第二狀態(tài)。當(dāng)壓縮機(jī)112被停機(jī)時(shí)，在壓縮機(jī)吸入口 111與壓縮機(jī) 排出口 113之間存在大的壓力差，其有效地將壓縮機(jī)油100在回路120的吸入口側(cè)上推出 壓縮機(jī)112，進(jìn)入管線128中并朝向蒸發(fā)器118。因此，在壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)，存在比應(yīng)存在的更 少的油，并且在一些情況下，在壓縮機(jī)112中有極少的油或者幾乎沒(méi)有油，從而壓縮機(jī)部件 很可能被損壞。此外，如圖7B的第二圖所示，在一段時(shí)間之后，油100可遷移并開(kāi)始填充蒸
14發(fā)器118，并且，相對(duì)熱的油還可填充位于蒸發(fā)器118的出口處(即在管線128中)的膨脹閥 116控制裝置136的球(bulb)。這可促使膨脹閥116打開(kāi)(即使不是期望的)，進(jìn)一步影響 壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)的系統(tǒng)性能且壓縮機(jī)吸入管線中的液體可損壞壓縮機(jī)。圖7A的實(shí)施例的制冷系統(tǒng)10通過(guò)提供PEV來(lái)克服此問(wèn)題，PEV在壓縮機(jī)停機(jī)期 間或優(yōu)選地剛好在壓縮機(jī)停機(jī)之后打開(kāi)。這使壓縮機(jī)吸入口 11和排出口 13之間的壓力差 均衡，并因此防止油從壓縮機(jī)遷移到系統(tǒng)10的低側(cè)。圖8示意性地示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。在本實(shí)施例中，系統(tǒng)10包括止回閥46、 液體閥44和壓力均衡閥40、42。因此，具有所有閥的組合的此系統(tǒng)提供了關(guān)于其它實(shí)施例 公開(kāi)的和上文所討論的所有優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種制冷系統(tǒng)，包括具有吸入口和排出口的壓縮機(jī)； 排熱換熱器； 膨脹閥；受熱換熱器；以及壓力均衡閥，其用于均衡所述壓縮機(jī)吸入口與壓縮機(jī)排出口之間的壓力差。
2.如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓力均衡閥包括將所述壓縮機(jī)吸入口連 接到所述壓縮機(jī)排出口以使得能夠繞過(guò)所述壓縮機(jī)的旁路通道以及控制通過(guò)所述旁路通 道的制冷劑流量的閥。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制冷系統(tǒng)，還包括液體閥，優(yōu)選地為液體螺線管閥，其布置在所述排熱換熱器與所述膨脹閥之間的流動(dòng)管線中。
4.如權(quán)利要求1、2或3中任一項(xiàng)所述的制冷系統(tǒng)，還包括用于以多個(gè)預(yù)定程序中的至少一個(gè)來(lái)操作所述系統(tǒng)的控制裝置；以及 至少一個(gè)傳感器，其中，所述控制裝置基于由所述傳感器測(cè)量的所述系統(tǒng)的至少一個(gè) 參數(shù)而以所述多個(gè)預(yù)定程序中的特定一個(gè)來(lái)操作所述系統(tǒng)。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷系統(tǒng)，還包括 用于將所述壓縮機(jī)的至少一個(gè)部件加熱的裝置；以及用于在已確定要求壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)激活所述加熱裝置的控制裝置，所述控制裝置在將所 述至少一個(gè)部件加熱之后起動(dòng)所述壓縮機(jī)。
6.如權(quán)利要求5所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述用于將所述壓縮機(jī)的至少一個(gè)部件加熱 的裝置包括用于將壓縮機(jī)主體或外殼、壓縮機(jī)中的油以及壓縮機(jī)馬達(dá)中的至少一個(gè)加熱的直ο
7.如權(quán)利要求5或6所述的制冷系統(tǒng)，還包括至少一個(gè)傳感器，其中，所述控制裝置基于由所述傳感器測(cè)量的所述系統(tǒng)的至少一個(gè) 參數(shù)來(lái)激活所述加熱裝置達(dá)預(yù)定時(shí)間段。
8.如權(quán)利要求7所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述預(yù)定時(shí)間段是基于壓縮機(jī)中的油的溫度、 壓縮機(jī)外殼溫度、壓縮機(jī)排出口溫度、環(huán)境溫度和壓縮機(jī)已經(jīng)不工作所達(dá)時(shí)間長(zhǎng)度中的至 少一個(gè)。
9.如權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的制冷系統(tǒng)，還包括 傳感器，其用于感測(cè)所述壓縮機(jī)中的油的溫度；用于確定所述壓縮機(jī)中的制冷劑的飽和排出口溫度的裝置；以及 控制裝置，其中，所述用于將所述壓縮機(jī)的至少一個(gè)部件加熱的裝置包括用于至少將 所述壓縮機(jī)中的油加熱的裝置，并且其中，所述控制裝置控制所述加熱裝置，使得所述油被 保持在高于所述飽和排出口溫度的溫度。
10.如權(quán)利要求5至9中任一項(xiàng)所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述加熱裝置包括 用于向所述壓縮機(jī)的馬達(dá)的繞組提供電流從而將所述繞組加熱的裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的制冷系統(tǒng)，還包括用于控制所述繞組的加熱的控制裝置，其中，提供給所述馬達(dá)繞組的電流包括直流(DC)且被提供達(dá)至少一個(gè)預(yù)定時(shí)間段。
12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷系統(tǒng)，還包括控制裝置，其中，所述控制裝置與起動(dòng)所述壓縮機(jī)基本上同時(shí)地打開(kāi)所述壓力均衡閥。
13.一種使制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)的起動(dòng)最優(yōu)化的方法，包括步驟提供制冷系統(tǒng)，所述制冷系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、排熱換熱器、膨脹閥、受熱換熱器以及壓力 均衡閥，所述壓力均衡閥連接所述壓縮機(jī)的吸入口和排出口以便使所述壓縮機(jī)吸入口與壓 縮機(jī)排出口之間的壓力差均衡；將所述壓縮機(jī)的至少一個(gè)部件預(yù)熱；打開(kāi)所述壓力均衡閥從而減小所述壓縮機(jī)吸入口與排出口之間的壓力差；以及 起動(dòng)所述壓縮機(jī)，優(yōu)選地與打開(kāi)所述壓力均衡閥基本上同時(shí)地起動(dòng)所述壓縮機(jī)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，起動(dòng)所述壓縮機(jī)的步驟包括以預(yù)定頻率f\操作所述壓縮機(jī)，所述預(yù)定頻率小于在所述系統(tǒng)的正常工作條件期間所述壓縮機(jī)的工作頻率 fn。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括步驟響應(yīng)于第一事件打開(kāi)在所述排熱換熱器與所述膨脹閥之間的制冷劑流動(dòng)路徑中提供 的液體閥；響應(yīng)于第二事件關(guān)閉所述壓力均衡閥；以及 增加所述壓縮機(jī)的工作頻率。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括步驟將所述壓縮機(jī)的工作頻率進(jìn)一步增加至在所述系統(tǒng)的正常工作條件期間所述壓縮機(jī) 的工作頻率fn。
17.如權(quán)利要求15或16所述的方法，其中所述第一事件包括經(jīng)歷第一預(yù)定時(shí)間段和所測(cè)量的壓縮機(jī)油溫度被確定為高于預(yù)定 閾值中的至少一個(gè)；以及所述第二事件包括經(jīng)歷第二預(yù)定時(shí)間段和所測(cè)量的壓縮機(jī)油溫度被確定為高于預(yù)定 閾值中的至少一個(gè)。
18.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，還包括步驟提供至少一個(gè)系統(tǒng)傳感器并用所述傳感器來(lái)測(cè)量所述系統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)；以及 基于由所述傳感器測(cè)量的至少一個(gè)參數(shù)以多個(gè)預(yù)定程序中的至少一個(gè)操作所述系統(tǒng)。
19.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將所述壓縮機(jī)的至少一個(gè)部件預(yù)熱的 步驟包括步驟提供用于將所述壓縮機(jī)的至少一個(gè)部件加熱的裝置；以及 在已確定要求壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)激活所述加熱裝置以將所述部件加熱。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，用于將所述壓縮機(jī)的至少一個(gè)部件加熱的裝置 包括用于將壓縮機(jī)主體或外殼、壓縮機(jī)中的油以及壓縮機(jī)馬達(dá)中的至少一個(gè)加熱的裝置。
21.如權(quán)利要求19或20所述的方法，還包括步驟提供至少一個(gè)傳感器并用所述傳感器來(lái)測(cè)量所述系統(tǒng)的至少一個(gè)參數(shù)；并且其中，基 于所述至少一個(gè)參數(shù)將所述加熱裝置激活達(dá)預(yù)定時(shí)間段。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述預(yù)定時(shí)間段是基于壓縮機(jī)中的油的溫度、壓縮機(jī)外殼溫度、壓縮機(jī)排出口溫度、環(huán)境溫度和壓縮機(jī)已經(jīng)不工作所達(dá)時(shí)間長(zhǎng)度中的至少一個(gè)。
23.如權(quán)利要求14至22中任一項(xiàng)所述的方法，還包括步驟 測(cè)量所述壓縮機(jī)中的油的溫度；確定所述壓縮機(jī)中的制冷劑的飽和排出口溫度；以及將所述壓縮機(jī)的至少一個(gè)部件加熱，使得所述油被保持在高于所述飽和排出口溫度的溫度。
24.—種制冷系統(tǒng)，包括 壓縮機(jī)；排熱換熱器； 膨脹閥； 受熱換熱器；液體閥，優(yōu)選地為液體螺線管閥或電子膨脹閥，所述液體閥被布置在所述排熱換熱器 與所述膨脹閥之間的流動(dòng)管線中；以及止回閥，優(yōu)選地為螺線管閥或電子膨脹閥，其被布置在所述排熱換熱器與所述壓縮機(jī) 之間的流動(dòng)管線中。
25.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，所述止回閥被構(gòu)造成使得所述閥的入口與所述 閥的出口之間的壓力差使所述止回閥打開(kāi)。
26.如權(quán)利要求M或25所述的系統(tǒng)，其中，所述止回閥被構(gòu)造成使得當(dāng)所述閥被關(guān)閉 時(shí)，如果在所述閥的入口與所述閥的出口之間存在壓力平衡，則所述閥保持關(guān)閉。
27.如權(quán)利要求沈所述的系統(tǒng)，其中，所述止回閥包括彈性裝置，優(yōu)選地為彈簧等，其 在所述止回閥的入口和出口處的壓力平衡時(shí)將所述閥偏壓至關(guān)閉位置。
28.如權(quán)利要求M至27中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，還包括干燥器和蓄積器中的至少一個(gè)且 優(yōu)選地包括這兩者。
29.一種控制制冷系統(tǒng)的方法，包括步驟提供制冷系統(tǒng)，所述制冷系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、排熱換熱器、膨脹閥、受熱換熱器、所述排熱 換熱器與所述膨脹閥之間的液體閥、以及所述排熱換熱器與所述壓縮機(jī)之間的止回閥； 引發(fā)所述壓縮機(jī)的停機(jī)；關(guān)閉所述止回閥和所述液體閥，優(yōu)選地與所述壓縮機(jī)的停機(jī)基本上同時(shí)地關(guān)閉所述止 回閥和所述液體閥。
30.如權(quán)利要求四所述的方法，其中，在停機(jī)時(shí)發(fā)生的所述冷凝器與所述壓縮機(jī)之間 的壓力差使得所述止回閥的冷凝器側(cè)上的壓力高于所述止回閥的壓縮機(jī)側(cè)上的壓力，從而 關(guān)閉所述止回閥以防止制冷劑穿過(guò)所述止回閥流動(dòng)。
31.如權(quán)利要求四或30所述的方法，其中，所述液體閥且優(yōu)選地還有所述止回閥包 括螺線管閥，并且關(guān)閉所述止回閥和所述液體閥的步驟包括激活所述(一個(gè)或多個(gè))螺線管 閥。
32.如權(quán)利要求四、30或31所述的方法，還包括步驟起動(dòng)所述壓縮機(jī)從而引起所述冷凝器與所述壓縮機(jī)之間的壓力差并且打開(kāi)在其之間 的流動(dòng)管線中提供的止回閥；以及打開(kāi)所述液體閥。
33.如權(quán)利要求四至32中任一項(xiàng)所述的方法，還包括步驟將所述止回閥偏壓至關(guān)閉位置，其中，必須克服所述偏壓力以便打開(kāi)所述閥。
34.如權(quán)利要求1或2所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述壓力均衡閥可操作以在壓縮機(jī)停機(jī) 之后或同時(shí)地打開(kāi)，優(yōu)選地基本上在實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)停機(jī)之后立即打開(kāi)。
35.一種控制制冷系統(tǒng)的方法，包括步驟提供制冷系統(tǒng)，所述制冷系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、排熱換熱器、膨脹閥、受熱換熱器以及壓力 均衡閥，所述壓力均衡閥連接所述壓縮機(jī)的吸入口和排出口以便使所述壓縮機(jī)吸入口與壓 縮機(jī)排出口之間的壓力差均衡； 引發(fā)所述壓縮機(jī)的停機(jī)；以及打開(kāi)所述壓力均衡閥以便使所述壓縮機(jī)吸入口與排出口之間的壓力差均衡。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中，打開(kāi)所述壓力均衡閥的步驟包括在所述壓縮機(jī) 被停機(jī)時(shí)或剛好在所述壓縮機(jī)被停機(jī)之后打開(kāi)所述閥，優(yōu)選地基本上在實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)停機(jī)之 后立即打開(kāi)所述閥。
全文摘要
提供了制冷系統(tǒng)(10)，其包括具有吸入口(11)和排出口(13)的壓縮機(jī)(12)、排熱換熱器(14)、膨脹閥(16)以及受熱換熱器(18)。優(yōu)選地，系統(tǒng)(10)包括以下各項(xiàng)中的任何一個(gè)或多個(gè)壓力均衡閥(4O342)，其用于使壓縮機(jī)吸入口(11)與壓縮機(jī)排出口(13)之間的壓力差均衡；液體閥(44)，優(yōu)選地為液體螺線管閥或電子膨脹閥，液體閥(44)被布置在排熱換熱器(14)與膨脹閥(16)之間的流動(dòng)管線(24)中；以及止回閥(46)，優(yōu)選地為螺線管閥或電子膨脹閥，其被布置在排熱換熱器(14)與壓縮機(jī)(12)之間的流動(dòng)管線(22)中。閥(40、42、44、46)在壓縮機(jī)停機(jī)和起動(dòng)時(shí)以多種方式操作以避免對(duì)壓縮機(jī)(12)的部件的損壞。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括用于將壓縮機(jī)(12)的至少一個(gè)部件加熱的裝置，并且優(yōu)選地還有用于在適當(dāng)時(shí)、諸如在要求壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)激活加熱裝置并在加熱之后起動(dòng)壓縮機(jī)的控制裝置。
文檔編號(hào)F25B49/02GK102105759SQ200880130480
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2008年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者韋永 D., 佩奧 F., 布里塞 F., 古 J-P. 申請(qǐng)人:開(kāi)利公司