[發(fā)明專利]設(shè)有膨脹裝置旁路的制冷系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680055875.5
• 申請日: 2006-09-18
• 公開（公告）號: CN101680688A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·利夫森;M·F·塔拉斯
• 申請（專利權(quán)）人: 開利公司
• 主分類號: F25B5/00
• 分類號: F25B5/00;F25B47/00;F25B41/00;F25B41/06;F25B41/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 范曉斌;曹 若

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種制冷系統(tǒng)，其中主膨脹裝置(例如熱力或電子膨脹閥)設(shè)有帶有輔助膨脹裝置的旁路管線，該輔助膨脹裝置例如為固定節(jié)流孔、毛細(xì)管或節(jié)流器(accurator)。該旁路管線依據(jù)流經(jīng)制冷系統(tǒng)的制冷劑量而選擇性地關(guān)或者開，從而使得較小的主膨脹裝置能用來處理在正常工作條件下通常循環(huán)在系統(tǒng)內(nèi)的較低制冷劑量，只有當(dāng)需要容納較高制冷劑流量時才使用位于旁路管線上的輔助膨脹裝置。

背景技術(shù)

制冷系統(tǒng)廣為人知，其通常循環(huán)一種制冷劑以調(diào)節(jié)諸如是空氣的第二種流體。例如，在基本的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，壓縮機(jī)壓縮制冷劑并將其向下游輸送至第一熱交換器，在制冷工作模式的情況下，將熱量排到周圍環(huán)境中。制冷劑從第一熱交換器流至膨脹裝置，然后通過第二熱交換器，該第二熱交換器在制冷工作模式下冷卻要輸送至被調(diào)節(jié)環(huán)境的第二流體(例如是空氣)。制冷劑從第二熱交換器返回到壓縮機(jī)。

一種已知類型的膨脹裝置是膨脹閥。在膨脹閥中，傳感器(用于電子膨脹閥)或感溫包(用于熱力膨脹閥)安置在制冷系統(tǒng)內(nèi)的特定位置處。該傳感器將諸如溫度、壓力、過熱或者他們的組合的運(yùn)行工況回輸給膨脹閥。這一反饋用于調(diào)節(jié)(開啟或關(guān)閉)通過膨脹裝置的可變節(jié)流孔，從而使得期望數(shù)量的制冷劑被允許通過膨脹裝置。

盡管膨脹裝置已被廣泛地使用，然而它們的應(yīng)用也存在一些挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括這些裝置要在變化范圍很廣的室內(nèi)和戶外環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)，以及需要處理多種瞬變的狀態(tài)。在一些應(yīng)用中，在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的制冷劑量依據(jù)室內(nèi)和戶外環(huán)境以及瞬變系統(tǒng)需求可變化為兩個數(shù)量級。例如，在起動后立即下拉(pulldown)或者當(dāng)調(diào)節(jié)或冷卻引入的熱(和潛在的濕氣)室外空氣至期望溫度時，就會發(fā)生要求在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)高制冷劑質(zhì)量流量的工況。另一方面，相對冷的環(huán)境溫度下的部分載荷工況就無需高的制冷系統(tǒng)制冷量，制冷劑的質(zhì)量流速必須要低。

因?yàn)榕蛎涢y需要設(shè)計尺寸以處理所有的工況，所以可能需要相對大的閥。這樣費(fèi)用太高，并且在某些情形下是不切實(shí)際的。此外，當(dāng)制冷系統(tǒng)在更為普遍的部分載荷工況下或在很低的蒸發(fā)器溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)時，過大的膨脹閥可能無法精確地計量制冷劑以達(dá)到部分載荷運(yùn)轉(zhuǎn)下的期望的工作特性。同樣，較大型號的膨脹閥可能無法完全關(guān)閉，其能導(dǎo)致關(guān)機(jī)時制冷劑泄漏，或者在關(guān)機(jī)時可能花費(fèi)較長時間關(guān)閉，其會讓超過期望數(shù)量的制冷劑從系統(tǒng)的高壓側(cè)移到低壓側(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開的一個實(shí)施例中，旁路設(shè)置繞過主膨脹裝置。雖然該公開的膨脹裝置是熱力膨脹裝置，但本發(fā)明也可擴(kuò)展到電子膨脹裝置。該旁路包括截止閥和固定節(jié)流孔輔助膨脹裝置。在高制冷劑體積流量的情形下，旁路閥開啟，制冷劑可流經(jīng)熱力膨脹裝置和固定節(jié)流孔膨脹裝置。按照這種方式，在必要時仍然能膨脹很高流量的制冷劑并能進(jìn)行精確控制。與此同時，熱力膨脹裝置自身可縮小尺寸，從而可以微調(diào)該熱力膨脹裝置以獲得精確的工作特性。

在不同的實(shí)施例中，截止閥可以是三通閥，從而使得它可切斷通過旁路管線的制冷劑流或者切斷通過熱力膨脹閥和旁路管線的制冷劑流。此外，膨脹裝置和旁路裝置可組合形成為經(jīng)濟(jì)器(economizer)循環(huán)(位于經(jīng)濟(jì)器分支內(nèi))并通過控制通過蒸汽噴射管線的制冷劑流提供相似的好處。

從接下來的說明和附圖可以很好地了解本發(fā)明的這些以及其他特征，以下為附圖的簡要描述。

附圖說明

附圖1顯示本發(fā)明的第一示意圖；

附圖2顯示本發(fā)明的第二示意圖；

附圖3顯示本發(fā)明的第三示意圖；

附圖4顯示本發(fā)明的第四示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示的制冷系統(tǒng)20包括壓縮制冷劑并將其傳送至冷凝器24的壓縮機(jī)22。制冷劑從冷凝器24流向下游通過熱力膨脹閥26，并在熱力膨脹閥26處被膨脹至低壓和低溫。眾所周知，熱力膨脹閥26的開啟度是可變的，并受到來自感溫包28的反饋控制。已知感溫包依據(jù)在感溫包28位置處測得的制冷劑溫度、以及工作壓力和閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)來控制熱力膨脹閥26的開度。

蒸發(fā)器38位于熱力膨脹閥26的下游。制冷劑通過吸入管線30從蒸發(fā)器38回到壓縮機(jī)22。如圖所示，感溫包28通常檢測吸入管線30的溫度，該溫度表示在吸入管線內(nèi)流動的制冷劑的溫度。