[發明專利]熱泵單元中壓縮機無動力反向轉動的預防

無效

• 申請號: 200680010309.2
• 申請日: 2006-02-14
• 公開（公告）號: CN101501411A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: A·利夫森;M·F·塔拉斯
• 申請（專利權）人: 開利公司
• 主分類號: F25B1/00
• 分類號: F25B1/00;F25B13/00;F25B49/00;F25B27/00;F25D21/06;F25D29/00;G05D23/32
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 趙 辛

發明背景

本發明涉及一種在停機時將熱泵切換到相反運行模式用以消除無動力反向轉動的方法。

在各種待要進行調節的室內環境中使用制冷劑系統控制空氣的溫度和濕度。在以冷卻模式運行的典型制冷劑系統中，制冷劑在壓縮機中被壓縮且被輸送到冷凝器(或者該種情況下的室外熱交換器)中。在冷凝器中，外界環境的空氣和制冷劑之間產生熱交換。自冷凝器中，制冷劑傳送到膨脹裝置中，在膨脹裝置中制冷劑膨脹獲得較低的壓力和溫度，然后傳送到蒸發器(或者室內熱交換器)中。在蒸發器中，制冷劑和室內空氣之間產生熱交換，以便調節室內空氣。當制冷劑系統正在運行時，蒸發器冷卻供給到室內環境中的空氣。

上文中說明的是以冷卻運行模式使用的制冷劑系統。在加熱模式中，流經系統的制冷劑流動基本上為反向。室內熱交換器作為冷凝器并且將熱量釋放到待調節(在該種情況下為待加熱)的環境中，而室外熱交換器用作蒸發器且同相對寒冷的室外空氣產生熱交換。熱泵通常稱作可以使得流經制冷劑回路(refrigerant?cycle)的制冷劑反向流動以便以冷卻和加熱兩種模式運行的系統。這通常通過將四通換向閥(reversing?valve)或同等裝置并入到系統內壓縮機排出端口的示意性下游而實現。當系統分別以加熱模式或冷卻模式運行時，四通換向閥選擇性地引導制冷劑流過室內熱交換器或室外熱交換器。此外，如果膨脹裝置不能處理反向的流動則代之以采用每個膨脹裝置都帶有止回閥的一對膨脹裝置。

通稱為“無動力反向轉動”的問題會在某些類型的壓縮機停機時出現。對于諸如例如螺桿式壓縮機(screw?compressor)或渦漩式壓縮機(scroll?compressor)的確定類型的壓縮機而言，停機時已壓縮的制冷劑會向內退回到壓縮腔內。該制冷劑將再次膨脹從而導致壓縮元件以相反方向高速轉動。由于其產生了不必要的令人非常不快的噪音并且甚至會引起壓縮機潛在的損壞，所以這是不合需要的。

雖然已在壓縮機設計中并入排出止回閥(discharge?check?valve)用以防止這種已壓縮的制冷劑進入壓縮腔的反向流動，但是并入到壓縮機設計中的這些止回閥相對昂貴，且會經受其自身可靠性問題因而在防止反向轉動上并不很成功。因此，希望在消除止回閥的安裝或者增加如果止回閥失效時的冗余度的同時防止無動力的反向轉動。

發明概述

在本發明所公開的實施例中，停機時將熱泵從停機前的模式移動到相反的運行模式。作為示例，假定熱泵在停機前以冷卻模式運行。根據本發明，在壓縮機停機時系統控制器將把四通換向閥移動到加熱模式的位置，以便防止已壓縮的制冷劑反向流回壓縮機中。在該種情況下，處于壓縮機下游的已壓縮(高壓)制冷劑將會連接到壓縮機入口。如此，不存在反向流回壓縮機的已壓縮制冷劑。因此，短時間內壓力將跨過壓縮機達到平衡，在制冷劑從壓縮機吸入移動到壓縮機排出的同時不會出現反向轉動。

如果熱泵在停機前已以加熱模式運行，則將在停機時啟動相反模式的切換指令。換句話說，四通換向閥將在壓縮機停機時移到冷卻模式的位置。

詳細地講，本發明的方法在具有經受反向轉動的壓縮機類型的熱泵中使用。這種壓縮機包括但不限于渦漩式壓縮機和螺桿式壓縮機。對于本發明而言，可能完全消除過去所使用的用以在停機后防止制冷劑反向流經壓縮機的排出止回閥。

根據以下說明并結合附圖，可更好地理解本發明的這些和其它特征，下面是其附圖的簡要說明。

附圖簡要說明

圖1A示出了將以冷卻模式正常運行的熱泵。

圖1B示出了先前以冷卻模式運行的熱泵的停機位置。

圖2A示出了以加熱模式運行的熱泵。

圖2B示出了先前以加熱模式運行的熱泵的停機位置。

圖3為本發明的流程圖。

優選實施例的具體說明

圖1A示出了以冷卻模式運行的熱泵20。如已知的那樣，壓縮機22將已壓縮的制冷劑輸送到通向四通換向閥26的排出管道24中。

在冷卻模式中，制冷劑從排出管道24流經四通換向閥26到達通向室外熱交換器30的管道28。從室外熱交換器30中，制冷劑流經膨脹裝置32，并進入室內熱交換器34。管道36位于室內熱交換器34的下游，并傳送制冷劑再一次經過四通換向閥26，然后到達將制冷劑返回到壓縮機22的吸入管道38。控制器40控制四通換向閥26的位置。