用于制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的低吸入壓力保護(hù)的制作方法

專利名稱：用于制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的低吸入壓力保護(hù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)一般涉及制冷系統(tǒng)，更具體地涉及用于控制制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的蒸汽壓縮系統(tǒng)典型地包括壓縮機(jī)、排熱換熱器、吸熱換熱器和設(shè)置在吸熱換熱器上游的膨脹裝置。某些系統(tǒng)進(jìn)一步包括位于排熱換熱器下游的第二膨脹裝置，例如吸入調(diào)制閥。這些基本的系統(tǒng)部件通過(guò)閉合回路中的工作流體管線互連。根據(jù)用于特定應(yīng)用中的工作流體的特性，蒸汽壓縮系統(tǒng)可在亞臨界模式或跨臨界模式下操作。在以亞臨界循環(huán)操作的蒸汽壓縮系統(tǒng)中，蒸汽排熱換熱器和吸熱換熱器在低于工作流體臨界壓力的壓力條件下操作。因而，在亞臨界模式，蒸汽排熱換熱器用作工作流體冷凝器，吸熱換熱器用作工作流體蒸發(fā)器。然而，在以跨臨界循環(huán)操作的制冷劑壓縮系統(tǒng)中，蒸汽排熱換熱器以超過(guò)制冷劑臨界壓力的制冷劑溫度和壓力操作，而吸熱換熱器以處于亞臨界范圍內(nèi)的制冷劑溫度和壓力操作。因而，在跨臨界模式，蒸汽排熱換熱器用作工作流體氣體冷卻器，吸熱換熱器用作工作流體蒸發(fā)器。在制冷應(yīng)用中所使用的蒸汽壓縮系統(tǒng)，通常稱作制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)中，工作流體為制冷劑。裝有傳統(tǒng)制冷劑的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)典型地在亞臨界模式下操作，傳統(tǒng)制冷劑例如是碳氟制冷劑，碳氟制冷劑例如但不限于含氫氯氟烴(HCFC)以及更常見(jiàn)的氫氟烴(HFC)，其中HCFC例如為R22，而HFC例如為R134a、R404A和R407C。替代HCFC或HFC制冷齊IJ，例如二氧化碳的“天然”制冷劑也用在制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)中。因?yàn)槎趸季哂械团R界溫度，所以裝有二氧化碳作為制冷劑的多數(shù)制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用于在跨臨界模式下操作。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)通常用于對(duì)將供應(yīng)到住所、辦公樓、醫(yī)院、學(xué)校、餐館或其他設(shè)施內(nèi)的氣候受控舒適區(qū)的空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)也通常用于對(duì)供應(yīng)到陳列柜、市場(chǎng)、冷柜、冷室或商業(yè)機(jī)構(gòu)中其他易爛/冷凍產(chǎn)品儲(chǔ)存區(qū)的空氣進(jìn)行制冷。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)還通常用在運(yùn)輸制冷劑系統(tǒng)中，用于對(duì)供應(yīng)到通過(guò)卡車(chē)、鐵路、輪船或聯(lián)運(yùn)方式運(yùn)輸易爛/冷凍品的卡車(chē)、拖車(chē)、集裝箱等的溫度受控貨物空間的空氣進(jìn)行制冷。由于制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)為了將貨物空間內(nèi)的產(chǎn)品保持在期望溫度必須操作所通過(guò)的寬范圍的操作負(fù)載條件和寬范圍的室外環(huán)境條件，連同運(yùn)輸制冷劑系統(tǒng)使用的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)比空氣調(diào)節(jié)或商業(yè)制冷應(yīng)用大致承受更苛刻的操作條件。貨物必須被控制在的期望溫度根據(jù)待保存的貨物的性質(zhì)還能夠在寬范圍中變化。制冷劑壓縮系統(tǒng)不僅必須具有足夠的能力使裝載在貨物空間中的產(chǎn)品溫度快速降低至周?chē)鷾囟?，而且在運(yùn)輸期間當(dāng)保持穩(wěn)定的產(chǎn)品溫度時(shí)還必須在低負(fù)載條件下有效操作。另外，運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)承受操作模式與停止模式，即靜止?fàn)顟B(tài)之間的循環(huán)。在更復(fù)雜的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)中，例如那些配備有多級(jí)壓縮裝置和容量調(diào)節(jié)的那些制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)中，通常提供許多制冷劑流量控制裝置，以允許選擇性控制通過(guò)制冷劑回路各個(gè)分支的制冷劑流量。通過(guò)流量控制裝置的制冷劑流大致遵循絕熱膨脹；也就是說(shuō)，不會(huì)增加熱或從流中帶走熱。在許多流量控制裝置中，絕熱膨脹還遵循等焓線。如果制冷劑在跨臨界循環(huán)操作，則在一些操作時(shí)段，制冷劑壓力能夠下降而接近或低于三相點(diǎn)壓力?？尚纬晒滔嘀评鋭?，制冷劑系統(tǒng)并未設(shè)計(jì)用于固相制冷劑。固相制冷劑可損害部件或造成效率低下，這是不希望的。

發(fā)明內(nèi)容
本公開(kāi)提供了一種制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，包括具有吸入端口和排放端口的壓縮 機(jī)；在下游操作性地耦連到所述壓縮機(jī)的排放端口的制冷劑排熱換熱器；在下游操作性地耦連到所述制冷劑排熱換熱器的制冷劑吸熱換熱器；將所述制冷劑吸熱換熱器連接到所述壓縮機(jī)的吸入端口的壓縮機(jī)吸入口管線；以及操作性地耦連到所述吸入口管線的絕熱膨脹裝置。操作性地耦連到所述吸入口管線的傳感器測(cè)量所述制冷劑的過(guò)熱值。所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)進(jìn)一步包括與所述傳感器通信的控制器。所述控制器被配置成，當(dāng)所述絕熱膨脹裝置下游的制冷劑的壓力大于閾值時(shí)，使所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)以第一模式操作，當(dāng)所述絕熱膨脹裝置下游的制冷劑的所述壓力小于所述閾值時(shí)，使所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)以第二模式操作。所述壓縮機(jī)繼續(xù)以所述第一模式和所述第二模式操作。在本公開(kāi)的一個(gè)方面中，所述第二模式包括增大所述吸入口管線中的所述制冷劑的過(guò)熱值。在本公開(kāi)的一個(gè)方面中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括位于所述制冷劑吸熱換熱器上游的膨脹閥，增大所述過(guò)熱值包括調(diào)節(jié)所述膨脹閥。在本公開(kāi)的一個(gè)方面中，使所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)以第二模式操作進(jìn)一步包括在所述壓縮機(jī)的吸入端口處以小于所述制冷劑的三相點(diǎn)壓力的壓力操作。在本公開(kāi)的一個(gè)方面中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)置為與所述吸入口管線熱接觸的加熱器，增大所述制冷劑的過(guò)熱值包括為所述加熱器提供動(dòng)力。在本公開(kāi)的另一個(gè)方面中，所述第二模式包括減少所述絕熱膨脹裝置上游的壓力，直到所述絕熱膨脹裝置下游的壓力高于所述制冷劑的三相點(diǎn)壓力。


為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，參考下文結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所作的詳細(xì)描述，附圖中
圖I示意性地示出了根據(jù)本申請(qǐng)的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的實(shí)施例；
圖2示意性地示出了圖I的運(yùn)輸制冷單元的示例性實(shí)施例；
圖3用圖表示出了壓力-焓圖，其顯示了圖I制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的示例性熱力學(xué)制冷劑循環(huán)；圖4和圖5示出了圖3的示例性熱力學(xué)制冷劑循環(huán)的一個(gè)放大部分；
圖6是總體呈現(xiàn)出流程圖的框圖，其示出了根據(jù)本申請(qǐng)的用于操作制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的方法的示例性實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2可包括耦連到容器6內(nèi)的封閉空間的運(yùn)輸制冷單元4。容器6可以是溫度受控環(huán)境，例如是冷藏運(yùn)輸卡車(chē)、拖車(chē)或集裝箱的貨箱，或者陳列柜、市場(chǎng)、冷柜、冷室或商業(yè)機(jī)構(gòu)中其他易爛/冷凍產(chǎn)品儲(chǔ)存區(qū)，或者住所、辦公樓、醫(yī)院、學(xué)校、餐館或其他設(shè)施內(nèi)的氣候受控舒適區(qū)。在公開(kāi)的示例中，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2屬于冷藏運(yùn)輸卡車(chē)上使用的類型。如圖I中所示，運(yùn)輸制冷單元4被配置成保持容器6內(nèi)的程序控制熱環(huán)境。在圖I中，運(yùn)輸制冷單元4安裝在容器6的一端。然而，運(yùn)輸制冷單元4還可被安裝到容器6的一側(cè)或更多側(cè)。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)運(yùn)輸制冷單元4可被安裝到單個(gè)容器6。替代性地，單個(gè)運(yùn)輸制冷單元4可被安裝到多個(gè)容器6或單個(gè)容器內(nèi)的多個(gè)封閉空間。運(yùn)輸制冷單元4典型地在第一溫度下操作以吸入空間，并在第二溫度下操作以排出空氣。在一個(gè)實(shí)施例中，來(lái)自運(yùn)輸制冷單元4的排氣將比吸入空氣更溫暖，從而運(yùn)輸制冷單元4用于使容器6中的空氣變暖。在另一實(shí)施例中，來(lái)自運(yùn)輸制冷單元4的排氣將比吸入空氣更涼，從而運(yùn)輸制冷單元4用于冷卻容器6中的空氣。在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)輸制冷單元4可包括一個(gè)或更多溫度傳感器，以連續(xù)不斷地或重復(fù)地監(jiān)控返回空氣溫度和/或供應(yīng)空氣溫度。如圖I所示，運(yùn)輸制冷單元4的供應(yīng)空氣溫度傳感器(STS)S可分別提供到達(dá)運(yùn)輸制冷單元4的供應(yīng)溫度，運(yùn)輸制冷單元4的返回空氣溫度傳感器(RTS) 10可提供到達(dá)運(yùn)輸制冷單元4的返回溫度。替代性地，可用遙感器來(lái)確定供應(yīng)溫度和返回溫度。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2可將具有受控溫度、濕度或/和組分濃度的空氣提供到例如容器6中的儲(chǔ)存貨物的封閉腔中。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2在所有類型的環(huán)境條件下對(duì)于大量的各種貨物能夠?qū)⒍鄠€(gè)環(huán)境參數(shù)或者將所有環(huán)境參數(shù)控制在相應(yīng)范圍內(nèi)。參照附圖的圖2，其示出了被設(shè)計(jì)用于在具有低臨界點(diǎn)制冷劑的跨臨界循環(huán)下操作的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2的示例性實(shí)施例。低臨界點(diǎn)制冷劑例如可以是二氧化碳和含有二氧化碳的制冷劑混合物。然而，應(yīng)理解，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2還可在具有較高臨界點(diǎn)制冷劑(例如傳統(tǒng)的含氫氯氟烴制冷劑和氫氟烴制冷劑)的亞臨界循環(huán)下操作。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2特別地適合用在運(yùn)輸制冷劑系統(tǒng)中，用于對(duì)溫度受控封閉體積(例如，用于運(yùn)輸易爛/冷凍商品的卡車(chē)、拖車(chē)、集裝箱等的貨物空間)內(nèi)的空氣或其他氣態(tài)大氣進(jìn)行制冷。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2還適合用于對(duì)將供應(yīng)到住所、辦公樓、醫(yī)院、學(xué)校、餐館或其他設(shè)施內(nèi)的氣候受控舒適區(qū)的空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2還可被用于對(duì)供應(yīng)到陳列柜、市場(chǎng)、冷柜、冷室或商業(yè)機(jī)構(gòu)中的其他易爛/冷凍產(chǎn)品儲(chǔ)存區(qū)的空氣進(jìn)行制冷。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2包括多級(jí)壓縮機(jī)12，其中制冷劑被壓縮至更高溫度和壓 力。壓縮機(jī)12可由單相電力、三相電力和/或柴油機(jī)提供功率，并且能夠例如以恒定速度操作。壓縮機(jī)12可以是渦旋式壓縮機(jī)、旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)等。運(yùn)輸制冷單元4需要來(lái)自例如標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)電力服務(wù)的電源單元(未顯示)、例如安裝在船上的外部發(fā)電系統(tǒng)、柴油發(fā)電機(jī)等的電功率，并能夠連接到例如標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)電力服務(wù)的電源單元(未顯示)、例如安裝在船上的外部發(fā)電系統(tǒng)、柴油發(fā)電機(jī)等。在所示實(shí)施例中，壓縮機(jī)12為單相多級(jí)制冷劑壓縮機(jī)，例如為螺桿式壓縮機(jī)或往復(fù)式壓縮機(jī)，其被設(shè)置在初級(jí)制冷劑回路中并具有第一壓縮級(jí)12a和第二壓縮級(jí)12b。第一和第二壓縮級(jí)被設(shè)置成串聯(lián)制冷劑流動(dòng)關(guān)系，其中離開(kāi)第一壓縮級(jí)12a的制冷劑直接轉(zhuǎn)到第二壓縮級(jí)12b進(jìn)行進(jìn)一步的壓縮。替代性地，壓縮機(jī)12可包括一對(duì)獨(dú)立的壓縮機(jī)12a和12b，其經(jīng)由將第一壓縮機(jī)12a的排放出口與第二壓縮機(jī)12b的入口(例如，吸入端口)連接為制冷劑流連通的制冷劑管線在初級(jí)制冷劑回路中連接成串聯(lián)制冷劑流動(dòng)關(guān)系。在獨(dú)立壓縮機(jī)的實(shí)施例中，壓縮機(jī)12a和12b可以是渦旋式壓縮機(jī)、螺桿式壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)、旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)或任何其他類型的壓縮機(jī)，或者任何這樣的壓縮機(jī)的組合。在圖2所示的實(shí)施例中，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2包括旁路管線14，其提供從壓縮機(jī)12的排放端口 16返回到壓縮機(jī)的吸入側(cè)的制冷劑流動(dòng)通路。設(shè)置在旁路管線14中的卸載閥18可被選擇性地定位在打開(kāi)位置和閉合位置，在打開(kāi)位置，制冷劑流通過(guò)旁路管線14，在閉合位置，通過(guò)旁路管線14的制冷劑流被部分地節(jié)流或切斷。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2進(jìn)一步包括制冷劑排熱換熱器20，其沿著壓縮機(jī)排放管線22操作性地耦連到壓縮機(jī)12的排放端口 16。在跨臨界循環(huán)操作的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，例如使用二氧化碳制冷劑的系統(tǒng)中，例如，制冷劑排熱換熱器20通常被稱為氣體冷卻器。超臨界制冷劑(氣體)與諸如周?chē)鷼怏w或液體(例如，空氣或水)成熱交換關(guān)系通過(guò)。在亞臨界循環(huán)操作的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，例如使用碳氟制冷劑的系統(tǒng)中，制冷劑排熱換熱器20通常被稱為冷凝器。冷凝器可包括制冷劑冷凝換熱器，熱的高壓制冷劑蒸汽與冷卻介質(zhì)以熱交換關(guān)系穿過(guò)該制冷劑冷凝換熱器，并被冷凝成液體。制冷劑排熱換熱器20可包括翅管換熱器，例如翼翅圓管換熱器盤(pán)管或翼翅小通道扁管換熱器。制冷劑通過(guò)一個(gè)或更多風(fēng)扇26與抽出通過(guò)換熱器20的周?chē)諝獬蔁峤粨Q關(guān)系穿過(guò)蛇管24。來(lái)自風(fēng)扇26的空氣流允許從在制冷劑排熱換熱器20內(nèi)循環(huán)的制冷劑中去除熱。周?chē)諝鉁囟葌鞲衅?AAT) 28可被定位在風(fēng)扇26上游，以檢測(cè)周?chē)諝鉁囟取Ｖ评鋭┱羝麎嚎s系統(tǒng)2可包括接受器30，其沿著冷凝器排放管線32操作性地設(shè)置在制冷劑排熱換熱器20下游，以在低溫操作期間為過(guò)量液體制冷劑提供存儲(chǔ)。在一個(gè)示例中，接受器30為具有分離腔34的閃蒸罐接受器，其中液態(tài)的制冷劑聚集在分離腔的下部，而蒸汽態(tài)的制冷劑聚集在分離腔的位于液體制冷劑上方的部分。在示例中，制冷劑為二氧化碳(CO2)。隨著CO2制冷劑離開(kāi)制冷劑排熱換熱器20，CO2制冷劑穿過(guò)輔助膨脹閥36。輔助膨脹閥36可以是可變控制閥，其可選擇性地定位，從而隨著制冷劑作為液體制冷劑和蒸汽的混合物進(jìn)入閃蒸罐接受器30時(shí)將制冷劑膨脹到更低壓力。閃蒸罐接受器30作為進(jìn)料控制罐。液體制冷劑下沉在閃蒸罐接受器30的下部，制冷劑蒸汽聚集在上部。過(guò)濾干燥器38可沿著制冷劑液體管線40被設(shè)置在接受器30下游，以保持制冷劑清潔和干燥。在另一實(shí)施例中，接受器30可包括水冷冷凝器和相關(guān)管件(未顯示)。無(wú)論制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2是否在跨臨界循環(huán)或亞臨界循環(huán)操作，該系統(tǒng)進(jìn)一步 包括制冷劑吸熱換熱器42，在此也被稱為蒸發(fā)器，其操作性地耦連在制冷劑排熱換熱器20與壓縮機(jī)12的吸入端口 44之間。在蒸發(fā)器42中，制冷劑液體或制冷劑液體和蒸汽的混合物與從容器6抽出并返回到容器6的待冷卻流體(最通常為空氣)成熱交換關(guān)系穿過(guò)。在一個(gè)示例中，制冷劑吸熱換熱器42包括翅管換熱器46，制冷劑通過(guò)一個(gè)或更多蒸發(fā)器風(fēng)扇48與從冷藏容器6中抽出和返回至冷藏容器6的空氣成熱交換關(guān)系穿過(guò)該翅管換熱器46。翅管換熱器46可包括,例如翼翅圓管換熱器盤(pán)管或翼翅最小通道扁管換熱器。蒸發(fā)器風(fēng)扇48可被定位并通過(guò)管道輸送成使包含在容器6內(nèi)的空氣進(jìn)行循環(huán)。在一個(gè)實(shí)施例中，蒸發(fā)器風(fēng)扇48將空氣流引導(dǎo)越過(guò)翅管換熱器46的表面，由此從空氣中去除熱，溫度降低的空氣然后在容器6的封閉體積內(nèi)循環(huán)，從而降低封閉體積的溫度。絕熱膨脹裝置可沿著蒸發(fā)器入口管線50被連接在制冷劑排熱換熱器20的輸出部與制冷劑吸熱換熱器42的輸入部之間。在所公開(kāi)的實(shí)施例中，絕熱膨脹裝置為用于計(jì)量制冷劑流量的電子膨脹閥52，以維持離開(kāi)蒸發(fā)器42的制冷劑蒸汽的期望過(guò)熱水平。膨脹閥52有助于確保在離開(kāi)蒸發(fā)器42的制冷劑中不存在液體。離開(kāi)蒸發(fā)器42的低壓制冷劑蒸汽
返回到第一壓縮級(jí)或第一壓縮機(jī)12a的吸入端口 44。 在一個(gè)實(shí)施例中，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2進(jìn)一步包括用于容量調(diào)節(jié)的第二或備用絕熱膨脹閥，即吸入調(diào)制閥54。在所示例子中，吸入調(diào)制閥54沿著制冷劑吸熱換熱器42的出口與壓縮機(jī)卸載旁路管線14的三通管之間的吸入口管線56定位。吸入調(diào)制閥54在一個(gè)示例中可包括脈寬調(diào)制電磁閥。另外，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2可包括節(jié)熱器回路，用于沿著接受器30與壓縮機(jī)12的中間入口 60之間的注入管線58建立制冷劑蒸汽流。節(jié)熱器回路包括節(jié)熱器裝置62和節(jié)熱器膨脹閥64，用于將制冷劑膨脹至低壓，從而足以建立蒸汽態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑的混合物。在所示實(shí)施例中，節(jié)熱器裝置62為閃蒸罐接受器30，節(jié)熱器膨脹閥64被設(shè)置為與節(jié)熱器裝置62操作相關(guān)并設(shè)置在節(jié)熱器裝置62下游。節(jié)熱器膨脹閥64可以是例如高壓電子膨脹閥。蒸汽注入管線58將閃蒸罐接受器30的分離腔34的上部連接至壓縮機(jī)12的中間入口 60。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2還包括與其操作性地相關(guān)用于控制制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)能夠包括控制器66，其能夠確定期望的操作模式，在考慮制冷負(fù)載需求、環(huán)境條件和各種檢測(cè)到的系統(tǒng)操作參數(shù)時(shí)基于期望的操作模式來(lái)操作制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2。在所公開(kāi)的實(shí)施例中，控制器66包括微處理器板68,微處理器板68包含微處理器70及其相關(guān)的存儲(chǔ)器72、輸入/輸出(I/O)板74，其包括對(duì)接收來(lái)自系統(tǒng)中各個(gè)點(diǎn)的溫度輸入和壓力輸入、AC電流輸入、DC電流輸入、電壓輸入和濕度水平輸入的數(shù)字轉(zhuǎn)換器76的模擬。對(duì)于系統(tǒng)2內(nèi)的各種操作參數(shù)，控制器66的存儲(chǔ)器72能夠包含操作者或所有人預(yù)選的期望值，包括但不限于，系統(tǒng)2或容器6內(nèi)的各個(gè)位置的溫度設(shè)定點(diǎn)、壓力極限、電流極限、發(fā)動(dòng)機(jī)速度極限和關(guān)于系統(tǒng)2的任一各種其他期望操作參數(shù)或極限。另外，輸出/輸出板74包括驅(qū)動(dòng)電路或場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)和繼電器，其接收來(lái)自控制器66的信號(hào)或電流，并依次控制系統(tǒng)2中的各個(gè)外部或外圍裝置，例如膨脹閥52。在控制器66監(jiān)控的特定傳感器和變換器中，返回空氣溫度傳感器(RTS)IO根據(jù)蒸發(fā)器返回空氣溫度將可變電阻值輸入到微處理器70中；周?chē)諝鉁囟?AAT)傳感器28根據(jù)在制冷劑排熱換熱器20前面讀取的周?chē)諝鉁囟葘⒖勺冸娮柚递斎氲轿⑻幚砥?0中；壓縮機(jī)吸入溫度(CST)傳感器78根據(jù)壓縮機(jī)吸入溫度將可變電阻值輸入到微處理器70;壓縮機(jī)排放溫度(CDT)傳感器80根據(jù)壓縮機(jī)12頂罩內(nèi)的壓縮機(jī)排放溫度將電阻值輸入到微處理器70 ;蒸發(fā)器出口溫度(EVOT)傳感器82根據(jù)制冷劑吸熱換熱器42的出口溫度將可變電阻值輸入到微處理器70 ;壓縮機(jī)吸入壓力(CSP)變換器84根據(jù)壓縮機(jī)12的壓縮機(jī)吸入值將可變電壓輸入到微處理器70 ;壓縮機(jī)排放壓力(CDP)變換器86根據(jù)壓縮機(jī)12的壓縮機(jī)排放值將可變電壓輸入到微處理器70 ;蒸發(fā)器出口壓力(EVOP)變換器88根據(jù)制冷劑吸熱換熱器42的出口壓力將可變電壓輸出到微處理器70 ;直流傳感器90和交流傳感器92(分別為CTl和CT2)根據(jù)系統(tǒng)2吸取的電流將可變電壓值輸入到微處理器70?？刂破?6處理從各個(gè)傳感器接收的數(shù)據(jù)，并控制壓縮機(jī)12的操作、與制冷劑排熱換熱器20相關(guān)的風(fēng)扇26的操作、蒸發(fā)器風(fēng)扇48的操作、膨脹閥52的操作和吸入調(diào)制閥54的操作。在圖2的實(shí)施例中，控制器66還可控制無(wú)負(fù)載閥18的定位，以選擇性地打開(kāi)無(wú)負(fù)載閥，從而在希望對(duì)壓縮機(jī)的第一級(jí)進(jìn)行卸載時(shí)使來(lái)自壓縮機(jī)12的中間壓力級(jí)的制冷劑通過(guò)旁路管線14支路返回到壓縮機(jī)12的吸入側(cè)。在圖2所示的實(shí)施例中，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2可進(jìn)一步包括制冷劑液體注入管 線92。制冷劑液體注入管線92能夠在接受器30下游和膨脹閥52上游的位置處接入到制冷劑液體管線40中，并通向壓縮機(jī)12的中間入口 60。液體注入流量控制裝置94可被設(shè)置在液體注入管線92中。液體注入流量控制裝置94可包括流量控制閥，其選擇性地定位在打開(kāi)位置與閉合位置之間，在打開(kāi)位置，制冷劑液體流可穿過(guò)液體注入管線92，在閉合位置，通過(guò)制冷劑液體注入管線92的制冷劑液體流被減少或阻擋。在實(shí)施例中，液體注入流量控制裝置94包括兩位電磁閥類型，其選擇性地定位在第一打開(kāi)位置與第二閉合位置之間。在圖2所示的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2的示例性實(shí)施例中，通過(guò)將制冷劑蒸汽或制冷劑液體注入到從壓縮機(jī)12的第一壓縮級(jí)12a進(jìn)入到第二壓縮級(jí)12b的制冷劑中，可以實(shí)現(xiàn)制冷劑蒸汽或制冷劑液體到壓縮機(jī)12的中間入口 60中的注入。控制器66還可控制輔助膨脹裝置36、節(jié)熱器膨脹閥64和/或液體注入流量控制裝置94的定位?？刂破?6可響應(yīng)于制冷劑排熱換熱器20的出口處的溫度和壓力測(cè)量對(duì)輔助膨脹閥36進(jìn)行定位?？刂破?6還可控制節(jié)熱器膨脹閥64的定位，以選擇性地允許制冷劑蒸汽從節(jié)熱器裝置62通過(guò)注入管線58準(zhǔn)入到壓縮機(jī)12的中間入口 60中。類似地，控制器66還可將液體注入流量控制裝置94定位在打開(kāi)位置，用于選擇性地允許制冷劑液體從接受器30通過(guò)液體注入管線92注入到壓縮機(jī)12的中間入口 60中?？缗R界制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2中遇到的一個(gè)問(wèn)題是，在一些操作條件下，制冷劑蒸汽可進(jìn)入到制冷劑的氣相和固相以熱力學(xué)平衡共存的固體-蒸汽相或者制冷劑的氣相、液相和固相以熱力學(xué)平衡共存的三相點(diǎn)相。在任一1清況，固相的制冷劑能夠?qū)嚎s機(jī)中的旋轉(zhuǎn)部件具有破壞作用，并還可通過(guò)阻礙閥內(nèi)的流動(dòng)通路等而降低系統(tǒng)性能。參見(jiàn)圖2和圖3，其參照二氧化碳?jí)毫?焓圖示出了制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2 —個(gè)實(shí)施例的示例性制冷循環(huán)。在點(diǎn)A，制冷劑在吸入端口 44處進(jìn)入壓縮機(jī)12，并被泵送到更高溫度和壓力，在點(diǎn)B離開(kāi)壓縮機(jī)的第一級(jí)。來(lái)自蒸汽注入管線58的制冷劑蒸汽與離開(kāi)壓縮機(jī)12的第一級(jí)的制冷劑混合，如點(diǎn)C所示。制冷劑在壓縮機(jī)12的第二級(jí)被泵送到更高溫度和壓力，并在排出口 16離開(kāi)壓縮機(jī)，如點(diǎn)D所示。從點(diǎn)D到點(diǎn)E，制冷劑穿過(guò)制冷劑排熱換熱器20，并以恒定壓力放熱。從點(diǎn)E到點(diǎn)F，制冷劑通過(guò)輔助膨脹閥36經(jīng)歷絕熱膨脹，將制冷劑膨脹到更低壓力，從而作為液體制冷劑和蒸汽的混合物進(jìn)入閃蒸罐接受器30，點(diǎn)F所示。閃蒸罐接受器30中的制冷劑蒸汽絕熱地膨脹越過(guò)節(jié)熱器膨脹閥64，從點(diǎn)F到點(diǎn)C所示，其中制冷劑蒸汽被準(zhǔn)許通過(guò)中間入口 60并與進(jìn)入壓縮機(jī)12的第二級(jí)的制冷劑混合。閃蒸罐接受器30中的液體制冷劑，如點(diǎn)G所示,絕熱地膨脹越過(guò)膨脹閥52至點(diǎn)H。從點(diǎn)H到點(diǎn)J,制冷劑穿過(guò)制冷劑吸熱換熱器42并以恒定壓力吸熱。從點(diǎn)J到點(diǎn)A，制冷劑穿過(guò)另一絕熱膨脹裝置，例如吸入調(diào)制閥54，從而以基本恒定的焓降低壓力，熱力學(xué)循環(huán)重復(fù)。如參見(jiàn)圖3會(huì)意識(shí)到，所公開(kāi)的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2中的最低壓力典型地出現(xiàn)在壓縮機(jī)12的吸入端口 44處，其在吸入調(diào)制閥54下游。如果制冷劑壓力接近吸入調(diào)制閥54 (例如沿著線H-J)上游的三相點(diǎn)壓力(例如，對(duì)于CO2而言為0. 52MPa)，閥上的絕熱膨脹導(dǎo)致恒定的焓壓降。在一些條件下，壓降導(dǎo)致固相制冷劑的形成?，F(xiàn)在參照附圖的圖4，更為詳細(xì)地示出了一個(gè)這樣的條件。在點(diǎn)J，離開(kāi)制冷劑吸熱換熱器42的制冷劑剛好在0. 52MPa的三相點(diǎn)壓力上方，并且處于足以擁有液體蒸汽相的溫度。隨著制冷劑穿過(guò)吸入調(diào)制閥54，壓力下降到點(diǎn)A，制冷劑于是占有液體蒸汽相。在該點(diǎn)，固相制冷劑可累積在閥54的部件上，阻擋流動(dòng)并進(jìn)一步減少壓力。固相制冷劑還可累 積在壓縮機(jī)12的吸入閥上，從而致使壓縮機(jī)效率低下地運(yùn)轉(zhuǎn)或永久性地?fù)p害吸入閥。固相制冷劑在壓縮沖程開(kāi)始時(shí)期還可損害壓縮機(jī)圓筒。參照附圖的圖5，在一個(gè)示例性操作條件下，離開(kāi)制冷劑吸熱換熱器42的制冷劑完全處于氣相，如點(diǎn)J所示，但剛好在0. 52MPa的三相點(diǎn)壓力上方。隨著制冷劑穿過(guò)吸入調(diào)制閥54，壓降和制冷劑占有固汽相，如點(diǎn)A所示。因而，即使離開(kāi)制冷劑吸熱換熱器42的制冷劑處于氣相且因此看起來(lái)是暖和得足以防止固相形成，嚴(yán)格檢驗(yàn)相圖表明了存在仍可形成固相制冷劑的小窗。為了防止或減輕固相制冷劑的存在，則控制器66可結(jié)合溫度和/或壓力傳感器使用，以使制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2在不必關(guān)閉壓縮機(jī)12的情況下防止形成固相制冷劑的第二模式下操作。如果吸入口管線56或壓縮機(jī)吸入端口 44的壓力接近制冷劑的三相點(diǎn)壓力，則制冷劑的過(guò)熱值可被增大。如在此使用，制冷劑的過(guò)熱值被定義成測(cè)量的蒸汽溫度與相同壓力時(shí)飽和溫度之間的差異。防止固相形成所需的過(guò)熱值已發(fā)現(xiàn)很小，大約1°K。因而，大于1°K的過(guò)熱值被認(rèn)為足以防止制冷劑的固相形成?？紤]到系統(tǒng)傳感器的測(cè)量精度，1°K到5°K范圍內(nèi)的過(guò)熱值被認(rèn)為足以防止固相形成。參見(jiàn)圖4，控制器66可確定，點(diǎn)J處制冷劑的壓力足以接近閾值，越過(guò)吸入調(diào)制閥54的膨脹將導(dǎo)致固相制冷劑的形成，如點(diǎn)A處所示。在一個(gè)示例中，閾值可近似為制冷劑的三相點(diǎn)壓力?？刂破?6可采用步長(zhǎng)來(lái)增大制冷劑的過(guò)熱值，從而，制冷劑移動(dòng)至壓力-焓圖上的點(diǎn)J’。通過(guò)這種方式，延伸越過(guò)吸入調(diào)制閥54的制冷劑將保持為氣相，如在點(diǎn)A’所示。顯然，吸入調(diào)制閥54下游、或壓縮機(jī)12的吸入口管線56處的壓力，可低于制冷劑的三相點(diǎn)壓力。在一個(gè)實(shí)施例中，使制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2在第二模式操作，包括增大吸入調(diào)制閥54上游的制冷劑的過(guò)熱值。微處理器70接收來(lái)自蒸發(fā)器出口壓力變換器88和/或蒸發(fā)器出口溫度傳感器82的輸入，以便確定相圖或壓力-焓圖上的制冷劑的當(dāng)前熱力學(xué)狀態(tài)，例如，制冷劑是否處于蒸汽態(tài)、液-汽態(tài)或固-汽態(tài)。蒸發(fā)器出口壓力和溫度傳感器88、82可進(jìn)一步用于確定吸入調(diào)制閥54上游的飽和溫度和過(guò)熱值(如果有)。該信息可反過(guò)來(lái)用于確定吸入調(diào)制閥54上游的制冷劑壓力是否低于閾值，例如高于三相點(diǎn)壓力的固定值。如果是，則制冷劑的過(guò)熱值可被增大。例如，制冷劑排熱換熱器20前面的膨脹閥52可被關(guān)閉，導(dǎo)致通過(guò)換熱器20制冷劑流量更少。流量的減少導(dǎo)致制冷劑例如運(yùn)動(dòng)到圖4中的點(diǎn)J’。吸入調(diào)制閥54下游或壓縮機(jī)12的吸入端口 44處的制冷劑條件還可被包括在控制環(huán)邏輯中。例如，使制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2以第二模式操作可進(jìn)一步包括，對(duì)微處理器70編程以接收來(lái)自壓縮機(jī)吸入溫度傳感器78和/或壓縮機(jī)吸入壓力變換器84的輸入從而確定制冷劑的熱力學(xué)狀態(tài)，并響應(yīng)傳感器78、84增大吸入調(diào)制閥54上游的制冷劑中的過(guò)熱值?？刂破?6可確定制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2的未來(lái)操作或未來(lái)設(shè)定點(diǎn)是否將導(dǎo)致制冷劑進(jìn)入固-汽相。如果是，則控制器66可采用步長(zhǎng)來(lái)增大制冷劑的過(guò)熱值。例如，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2的容量需求可由吸入調(diào)制閥54的位置控制。閥位置(例如，打開(kāi)百分比)與根據(jù)閥的特定特征和當(dāng)前制冷劑流動(dòng)條件的壓降值相關(guān)。閥位置與壓降值之間的相關(guān)性例如可被保存在控制器66的存儲(chǔ)器72的查詢表中。當(dāng)制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2的能力需求指示吸入調(diào)制閥54位置變化時(shí)，控制器66可首先確定實(shí)現(xiàn)新設(shè)定點(diǎn)所需的閥位置，訪問(wèn)查詢表以確定閥54上的壓降，然后確定吸入調(diào)制閥54下游的制冷劑的最后壓力，例如圖4中的點(diǎn)A處所示。如果下游壓力將導(dǎo)致固相制冷劑，則控制器66可被編程以在第二模式下操作，這將在不必關(guān)閉壓縮機(jī)12的情況下防止形成固相制冷劑。第二模式還可包括，響應(yīng)吸入調(diào)制閥54上游的計(jì)算的過(guò)熱值來(lái)調(diào)節(jié)膨脹閥52的位置。在一個(gè)示例中，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2的制冷容量需要減少，但仍將導(dǎo)致形成固相制冷劑，如上文中所提出的方法確定。膨脹閥52可被關(guān)閉，以減少制冷劑流量，這將隨后增大離開(kāi)制冷劑吸熱換熱器42的制冷劑的溫度。制冷劑的過(guò)熱值的最后增大可由蒸發(fā)器出口溫度傳感器82檢測(cè)，并且，可響應(yīng)溫度進(jìn)行對(duì)膨脹閥52的位置的進(jìn)一步調(diào)節(jié)。在另一示例中，膨脹閥52的位置可響應(yīng)于感應(yīng)球(未顯示)，其監(jiān)控吸入調(diào)制閥54下游的溫度和壓力條件，例如壓縮機(jī)12的吸入端口 44的溫度和壓力條件。膨脹閥52的位置可被調(diào)節(jié)為在溫度例如低于三相點(diǎn)溫度時(shí)防止吸入調(diào)制閥54下游的壓力降低而低于三相點(diǎn)壓力。在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)2可包括位于吸入口管線56中的加熱器96。加熱器96可位于吸入調(diào)制閥54上游或下游。用于防止形成固相制冷劑的第二操作模式可包括，響應(yīng)吸入口管線56中的一點(diǎn)處的壓力和溫度來(lái)調(diào)節(jié)加熱器96的設(shè)定。通過(guò)這種方式，制冷劑的過(guò)熱值被增大，壓縮機(jī)12可在低于制冷劑的三相點(diǎn)壓力下操作，而無(wú)需關(guān)注固相制冷劑損害壓縮機(jī)。在另一示例中，壓縮機(jī)12中的馬達(dá)所放出的熱可用于增大制冷劑的過(guò)熱值，從而、防止形成制冷劑的固-汽相。該熱例如可用作偏移值。通過(guò)這種方式，只要來(lái)自壓縮機(jī)馬達(dá)的熱足以將壓縮機(jī)12的吸入端口 44處的過(guò)熱值升高至至少I(mǎi) °K，則吸入口管線56中的制冷劑的過(guò)熱值可小于I °K。在另一實(shí)施例中，較高溫度的制冷劑可在壓縮機(jī)12的吸入端口 44之前與吸入口管線56中的制冷劑混合，以防止形成固相制冷劑。參見(jiàn)圖2，旁路管線14中的卸載閥18可被打開(kāi)，以容許熱的制冷劑蒸汽流到離開(kāi)的制冷劑流中。卸載閥18的操作例如可響應(yīng)于壓縮機(jī)吸入溫度傳感器78和壓縮機(jī)吸入壓力變換器84進(jìn)行。參見(jiàn)圖2和圖6，公開(kāi)了一種方法500，用于操作制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2，以防止形成固相制冷劑。在步驟510，確定絕熱膨脹裝置，例如吸入調(diào)制閥54上游的制冷劑的壓力和溫度。當(dāng)在步驟520需要新的設(shè)定點(diǎn)或操作條件時(shí)，例如將需要閥54的閥位置變化的設(shè)定點(diǎn)時(shí)，控制器66在步驟530執(zhí)行計(jì)算，以確定新的設(shè)定點(diǎn)是否將導(dǎo)致形成固相制冷劑。在一個(gè)示例中，利用步驟510獲得的壓力和溫度值并將其應(yīng)用至包含例如圖3中發(fā)現(xiàn)的壓力-焓值的查詢表來(lái)執(zhí)行計(jì)算。該計(jì)算例如將確定圖3、4和5中的點(diǎn)J。控制器66接下來(lái)確定絕熱膨脹裝置的閥設(shè)定(例如，打開(kāi)百分比)以建立設(shè)定點(diǎn)。在一個(gè)示例中，控制器66根據(jù)特定的制冷劑流動(dòng)條件訪問(wèn)包含閥位置與最后壓降值之間相關(guān)值的查詢表。根據(jù)查詢表中的值，控制器66確定最后壓降是否將導(dǎo)致制冷劑的固相形成。如果是，則控制器66進(jìn)入第二操作模式，其中制冷劑的過(guò)熱值被增大，以防止固相形成。制冷劑的過(guò)熱值可通過(guò)上文中所公開(kāi)的任一方法被增大。本公開(kāi)提供的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2可在更大范圍內(nèi)操作。例如，現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)可限制膨脹閥的能力，以將制冷劑壓力維持為遠(yuǎn)高于三相點(diǎn)壓力，從而確保吸入調(diào)制閥上的后續(xù)膨脹將使制冷劑壓力保持為高于三相點(diǎn)壓力。替代性地，吸入調(diào)制閥的能力可因相同原因受限制。通過(guò)采用在此所公開(kāi)的方法和設(shè)備，如果壓降將導(dǎo)致形成 固相制冷劑，由于過(guò)熱值將增大，則膨脹閥和吸入調(diào)制閥可在更大范圍下操作。所公開(kāi)的系統(tǒng)2的另一優(yōu)點(diǎn)是，壓縮機(jī)12可在低于制冷劑的三相點(diǎn)壓力時(shí)操作，從而對(duì)于制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2允許更大的操作范圍，而不會(huì)冒固相制冷劑損害壓縮機(jī)部件或阻擋閥的風(fēng)險(xiǎn)。如果制冷劑壓力接近三相點(diǎn)壓力，現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)已將壓縮機(jī)關(guān)閉。
權(quán)利要求
1.一種制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，包括 用于壓縮制冷劑的壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)具有吸入端口和排放端口 ； 制冷劑排熱換熱器，其在下游操作性地耦連到所述壓縮機(jī)的排放端口 ； 制冷劑吸熱換熱器，其在下游操作性地耦連到所述制冷劑排熱換熱器； 壓縮機(jī)吸入口管線，其將所述制冷劑吸熱換熱器連接到所述壓縮機(jī)的吸入端口 ； 絕熱膨脹裝置，其操作性地耦連到所述吸入口管線； 傳感器，其操作性地耦連到所述吸入口管線，用于測(cè)量所述制冷劑的過(guò)熱值；以及 與所述傳感器通信的控制器，所述控制器被配置成，當(dāng)所述絕熱膨脹裝置下游的制冷劑壓力大于閾值時(shí)，使所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)以第一模式操作，當(dāng)所述絕熱膨脹裝置下游的制冷劑壓力小于所述閾值時(shí)，使所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)以第二模式操作； 其中所述壓縮機(jī)繼續(xù)在兩種模式下操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷劑蒸汽壓縮機(jī)，其中所述絕熱膨脹裝置為吸入調(diào)制閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷劑蒸汽壓縮機(jī)，其中所述第二模式包括增大所述吸入口管線中制冷劑的過(guò)熱值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷劑蒸汽壓縮機(jī)，其中所述第二模式包括減少所述絕熱膨脹裝置上游的壓力，直到所述絕熱膨脹裝置下游的壓力大于所述制冷劑的三相點(diǎn)壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷劑蒸汽壓縮機(jī)，其中所述閾值為大于所述制冷劑的三相點(diǎn)壓力的固定值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制冷劑蒸汽壓縮機(jī)，其中所述閾值等于所述制冷劑的三相點(diǎn)壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷劑蒸汽壓縮機(jī)，進(jìn)一步包括位于所述制冷劑吸熱換熱器上游的膨脹閥，其中增大所述過(guò)熱值包括調(diào)節(jié)所述膨脹閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制冷劑蒸汽壓縮機(jī)，其中調(diào)節(jié)所述膨脹閥包括關(guān)閉所述膨脹閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷劑蒸汽壓縮機(jī)，進(jìn)一步包括設(shè)置為與所述吸入口管線熱接觸的加熱器，其中增大所述制冷劑的過(guò)熱值包括對(duì)所述加熱器供電。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷劑蒸汽壓縮機(jī)，其中使所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)以第二模式操作進(jìn)一步包括，利用所述壓縮機(jī)的吸入端口處小于所述制冷劑的三相點(diǎn)壓力的壓力操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷劑蒸汽壓縮機(jī)，進(jìn)一步包括將所述壓縮機(jī)的排放端口連接到所述壓縮機(jī)的吸入端口的旁路管線，所述旁路管線具有卸載閥，用于控制通過(guò)其中的制冷劑流，所述第二操作模式包括打開(kāi)所述卸載閥，以容許較高溫度的制冷劑到達(dá)所述壓縮機(jī)的吸入端口。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷劑蒸汽壓縮機(jī)，其中所述制冷劑為二氧化碳。
13.一種用于操作制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的方法，在所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)中包括有壓縮機(jī)、操作性地耦連到所述壓縮機(jī)的制冷劑排熱換熱器、操作性地耦連到所述制冷劑排熱換熱器的制冷劑吸熱換熱器以及操作性地耦連在所述制冷劑吸熱換熱器的出口與所述壓縮機(jī)的吸入端口之間的絕熱膨脹裝置，所述包括以下步驟 使所述系統(tǒng)以第一模式操作；確定所述壓縮機(jī)的吸入口管線中的制冷劑的壓力和溫度； 計(jì)算以所述第一模式操作時(shí)所述吸入口管線中的壓力是否將導(dǎo)致在所述壓縮機(jī)的吸入端口中形成固相制冷劑；以及 如果會(huì)形成固相制冷劑，那么以第二模式操作，從而防止固相制冷劑形成， 其中所述壓縮機(jī)繼續(xù)以兩種模式操作。
14.根據(jù)所述權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第二模式增大所述吸入口管線中制冷劑的過(guò)熱值。
15.根據(jù)所述權(quán)利要求14所述的方法，其中過(guò)熱值的增大導(dǎo)致大于I°K的過(guò)熱值。
16.根據(jù)所述權(quán)利要求15所述的方法，其中過(guò)熱值的增大導(dǎo)致I°K到5 °K范圍內(nèi)的過(guò)熱值。
17.根據(jù)所述權(quán)利要求13所述的方法，其中所述絕熱膨脹裝置為吸入調(diào)制閥。
18.根據(jù)所述權(quán)利要求17所述的方法，其中確定所述吸入口管線中壓力的步驟包括測(cè)量所述吸入調(diào)制閥下游的制冷劑壓力。
19.根據(jù)所述權(quán)利要求13所述的方法，其中以第二模式操作的步驟包括增大所述絕熱膨脹裝置上游的過(guò)熱值。
20.根據(jù)所述權(quán)利要求19所述的方法，其中增大所述過(guò)熱值包括關(guān)閉位于通往所述制冷劑排熱換熱器的入口處的膨脹閥。
21.根據(jù)所述權(quán)利要求13所述的方法，其中所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)置為與所述吸入口管線熱接觸的加熱器，以第二模式操作的步驟包括響應(yīng)所述壓縮機(jī)的所述吸入端口中的制冷劑壓力對(duì)所述加熱器供電。
22.根據(jù)所述權(quán)利要求13所述的方法，其中所述壓縮機(jī)的所述吸入端口中的壓力小于所述制冷劑的三相點(diǎn)。
23.根據(jù)所述權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第二模式包括減少所述絕熱膨脹裝置上游的壓力，直到所述絕熱膨脹裝置下游的壓力高于所述制冷劑的三相點(diǎn)壓力。
全文摘要
本公開(kāi)提供了一種制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，其包括具有吸入端口和排放端口的壓縮機(jī)(12)；在下游操作性地耦連到壓縮機(jī)排放端口的制冷劑排熱換熱器(24)；在下游操作性地耦連到制冷劑排熱換熱器的制冷劑吸熱換熱器(42)；將制冷劑吸熱換熱器連接到壓縮機(jī)的吸入端口的壓縮機(jī)吸入口管線；以及操作性地耦連到吸入口管線的絕熱膨脹裝置(54)。操作性地耦連到吸入口管線的傳感器測(cè)量制冷劑過(guò)熱值。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)進(jìn)一步包括與傳感器通信的控制器(60)?？刂破鞅慌渲贸桑?dāng)絕熱膨脹裝置下游的制冷劑壓力大于閾值時(shí)，使制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)以第一模式操作，當(dāng)絕熱膨脹裝置下游的制冷劑壓力小于閾值時(shí)，使制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)以第二模式操作。壓縮機(jī)繼續(xù)以第一模式和第二模式操作。
文檔編號(hào)F25B41/04GK102667372SQ201080053522
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者H-J.赫夫, S.杜賴薩米 申請(qǐng)人:開(kāi)利公司