[發明專利]吸氣調節閥和脈寬調節閥的組合操作與控制

有效

• 申請號: 200780051318.0
• 申請日: 2007-02-13
• 公開（公告）號: CN101605668A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 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: B60H3/00
• 分類號: B60H3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 范曉斌;曹 若

技術領域

本申請涉及制冷劑系統，該制冷劑系統中設有脈寬調節控制吸氣閥 以及附加的制冷劑流路和吸氣調節閥。吸氣調節閥可以打開到的小開度 使得當脈寬調節閥關閉時，一些制冷劑仍能滲漏通過吸氣調節閥，這樣 避免在壓縮機中由于非常低的吸氣壓力而產生潛在的有害情況。

背景技術

制冷劑系統是已知的，用于調節二次流體。例如，空調系統對輸送 到氣候受控環境中的空氣進行冷卻且通常進行除濕。

制冷劑系統通常包括壓縮機，壓縮機壓縮制冷劑并且將制冷劑通過 排氣管路輸送到下游熱交換器。制冷劑從該下游熱交換器經過膨脹裝 置，然后到達另一熱交換器。制冷劑然后返回壓縮機。

經常期望的是減小制冷劑系統提供的容量以匹配受調節環境的所 需容量。

一種減小容量的已知方法是使用脈寬調節控制吸氣閥。脈寬調節控 制吸氣閥是在打開位置和關閉位置之間快速循環的閥。當脈寬調節閥關 閉時，其阻擋制冷劑流向壓縮機，從而基本上消除對制冷劑的壓縮。這 種對制冷劑流動的阻擋減小了所提供的容量和功率消耗。

關于為了減小輸送的容量而將脈寬調節控制用于吸氣閥以及將壓 力減小至可能的最低值的難題在于：當吸氣閥處于關閉位置時，為了將 其容量減小至最小值，壓縮機殼內的壓力可能減小到極低的值以有效地 接近于完全真空。不期望的是在壓縮機殼中具有低于最小預定壓力閾值 的壓力，因為這有時會導致所謂“電暈放電”的不利狀況。而且，壓縮 機馬達可能過熱，造成排氣溫度高于規定的安全可靠性極限。“電暈放 電”現象可能出現在電端子處，并且可能導致端子的劣化，從而導致壓 縮機失效。該最小壓力通常約為0.5psia。

在過去，這個問題通過設置“漏泄”脈寬調節閥(例如，在桿部具 有小開口的閥)，或者在脈寬調節閥的周圍安裝旁通回路來解決。穿過 “漏泄”脈寬調節閥的小開口或者旁通管路中的小開口的尺寸設定為將 壓縮機吸氣室中的壓力維持在上文所述的某一最小值以上。然而，由于 變化的操作條件，該開口的尺寸也需要根據操作條件的變化而變化以獲 得最優性能。由于不可能改變固定尺寸限流裝置的開口的尺寸，因此導 致性能達不到最優。對于所有操作條件，壓力都需要高于最小閾值，這 對于某些操作條件來說，將導致壓縮機以遠高于最小容許極限的吸氣壓 力操作的狀況。這繼而導致較低的系統效率，這是因為壓力太高而不能 保證在這種“超過設計范圍”的條件下的有效操作。因此，對于所有操 作條件來說，需要將吸氣壓力調節到最小容許水平以上。換句話說，在 現有技術中，對所有操作條件來說，壓力不能被控制到最小容許水平， 而使用固定尺寸的限流裝置導致壓力高于某些操作條件的期望壓力，并 且在這些情況下導致較低的效率。因此，當吸氣閥被脈寬調節到適用于 所有操作條件的關閉位置時，期望將壓力維持在可能的最低水平。在現 有技術系統中，脈寬調節閥的失效也經常導致不能接受的性能。例如， 如果脈寬調節閥在關閉位置產生故障，那么由于過熱而很可能發生壓縮 機損壞，并且系統將不輸送容量或者幾乎不輸送容量。另一方面，如果 脈寬調節閥在打開位置或任何中間位置產生故障，那么系統也經常是不 能接受的，這是因為容量不能再被調節。

發明內容

在本發明的公開實施例中，在制冷劑系統中包括平行于脈寬調節控 制吸氣閥的第二流路。該第二流路包括單獨的吸氣調節閥，當脈寬調節 控制閥關閉時，該吸氣調節閥可以打開到小的且可變的開度。因此，少 量的制冷劑可以進入壓縮機殼中，壓縮機殼將不會處于如上文所述的過 低的吸氣壓力下。另外，通過在脈寬調節閥關閉時控制吸氣調節閥 (SMV)的開度，壓縮機殼內的壓力可以維持在恒定的且最理想的最優 水平，而與操作條件無關。兩個閥都可以是相對小的，因為它們能以較 高的制冷劑流率串聯地操作。此外，附加的吸氣調節閥提供了備用閥， 在脈寬調節閥失效的情況下，該附加吸氣調節閥可以轉變為主閥。在該 情況下，脈寬調節閥的失效將不會導致不能接受的系統性能，因為系統 容量仍然通過吸氣調節閥的開口調整而得到控制。在這種情形下，盡管 系統效率可能低于起作用的脈寬調節閥的效率，但是吸氣調節閥的操作 將仍然允許制冷劑系統提供必要的容量控制。

從所附說明書和附圖將會理解本發明的這些和其他特征，附圖的下 述內容是簡要的說明。

附圖說明

圖1示出包括本發明的制冷劑系統的示意圖。

具體實施方式