[發(fā)明專利]封閉回路蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)和該系統(tǒng)的運(yùn)行方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 200880022811.4 | 申請(qǐng)日: | 2008-06-27 |
| 公開(公告)號(hào): | CN101720412A | 公開(公告)日: | 2010-06-02 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 阿恩·雅克布森;彼得·內(nèi)克薩;塞爾焦·吉羅托;阿瓦爾·雷克斯塔德;吉爾·斯科根 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 辛文特公司 |
| 主分類號(hào): | F25B5/02 | 分類號(hào): | F25B5/02;F25B9/00 |
| 代理公司: | 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127 | 代理人: | 李輝 |
| 地址: | 挪威特*** | 國(guó)省代碼: | 挪威;NO |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 封閉 回路 蒸汽 壓縮 制冷系統(tǒng) 系統(tǒng) 運(yùn)行 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種壓縮制冷系統(tǒng),該壓縮制冷系統(tǒng)包括連接在封閉循 環(huán)回路中的一個(gè)壓縮機(jī)或更多個(gè)壓縮機(jī)、一個(gè)散熱器(heat?rejector)或 更多個(gè)散熱器、膨脹裝置、以及兩個(gè)或更多個(gè)吸熱器,該封閉循環(huán)回路 可以在高壓側(cè)的超臨界壓力下運(yùn)行,二氧化碳或包含二氧化碳的混合物 是該系統(tǒng)中的優(yōu)選制冷劑。
背景技術(shù)
傳統(tǒng)的蒸汽壓縮系統(tǒng)通過由于在給定溫度下的飽和壓力給出的亞臨 界壓力下制冷劑的冷凝而在高壓側(cè)放熱。當(dāng)使用具有低臨界溫度的制冷 劑(例如,CO2)時(shí),如果為了獲得系統(tǒng)的高效運(yùn)行,熱沉(heat?sink) 的溫度高,例如熱沉的溫度高于制冷劑的臨界溫度,則放熱時(shí)的壓力將 是超臨界的。隨后,運(yùn)行的循環(huán)將是跨臨界的,例如,可從國(guó)際公開WO 90/07683中得知的那樣。與傳統(tǒng)系統(tǒng)相反,高壓側(cè)的溫度和壓力將是獨(dú) 立的變量。
國(guó)際公開WO?94/14016和國(guó)際公開WO?97/27437均描述了用于實(shí)現(xiàn) 這種系統(tǒng)的簡(jiǎn)單回路,該回路基本上包括連接在封閉回路中的壓縮機(jī)、 散熱器、膨脹裝置和吸熱器(蒸發(fā)器)。由于環(huán)境因素,對(duì)于以上兩篇文 獻(xiàn)來說,CO2是優(yōu)選的制冷劑。
上述跨臨界循環(huán)也可在多冷卻系統(tǒng)(multi-cooling?system)中使用, 例如,在通常具有并行的多個(gè)蒸發(fā)器和壓縮機(jī)的超級(jí)市場(chǎng)系統(tǒng)、工業(yè)系 統(tǒng)或者自動(dòng)販賣機(jī)。與傳統(tǒng)系統(tǒng)相對(duì)照,如上所述,可以獨(dú)立于高壓側(cè) 的溫度地控制高壓側(cè)的壓力。如國(guó)際公開WO?90/07683中所述,在高壓 側(cè)存在最佳壓力或理想壓力,對(duì)于給定的運(yùn)行條件具有對(duì)應(yīng)的最佳的或 最大化的系統(tǒng)效率。
在多冷卻系統(tǒng)中的各個(gè)蒸發(fā)器可具有不同的和變化的冷卻需求,因 此,需要對(duì)制冷劑供給進(jìn)行單獨(dú)控制。各個(gè)蒸發(fā)器連接到膨脹裝置,該 膨脹裝置控制制冷劑供給以滿足變化的冷卻需求。存在的問題是,在整 個(gè)系統(tǒng)中在高壓側(cè)保持最佳壓力,同時(shí)滿足蒸發(fā)器的所有需求。這種系 統(tǒng)的最佳運(yùn)行將需要專用控制策略。
通常,通過利用蒸發(fā)器制冷劑過熱作為輸入信號(hào)或控制參數(shù)的分置 閥,來控制單獨(dú)制冷劑供給。但是,過熱使得蒸發(fā)器效率低。降低過熱 可帶來蒸發(fā)器的液態(tài)脈動(dòng),因此帶來不穩(wěn)定的溫度信號(hào)以及閥控制的可 能循環(huán)。通過利用這種控制策略,既不可能保持例如最佳高壓控制,也 不可能控制在中間壓力級(jí)的貯液器(receiver)的液位。如果將要達(dá)到最 佳高壓控制,則通過這種控制策略引入的有效制冷劑的充填變化必須在 中間壓力級(jí)或在高壓側(cè)被緩沖和釋放。由于組件需要非常高的設(shè)計(jì)壓力, 這使得高壓側(cè)的壓力優(yōu)化控制很難。因此,需要更加穩(wěn)健和有效的設(shè)計(jì)。
對(duì)于更大的制冷工廠(例如,在超級(jí)市場(chǎng)設(shè)施)來說,另一個(gè)問題 是蒸發(fā)器供給管路可能變得非常長(zhǎng)。為了節(jié)省成本,對(duì)于高壓制冷劑, 例如CO2,更有利的是通過降低供給的制冷劑壓力切換到供給管路的更 低的壓力分類(classification)。優(yōu)化后的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可確保更低的供給壓力。
國(guó)際公開WO?2004/057246A1描述了一種用于控制利用例如二氧化 碳作為制冷劑在跨臨界模式下運(yùn)行的制冷系統(tǒng)的簡(jiǎn)單方法。當(dāng)在亞臨界 模式下運(yùn)行時(shí),還需要簡(jiǎn)單并且高能效的控制策略。與傳統(tǒng)系統(tǒng)不同, 當(dāng)使用具有低臨界溫度的制冷劑(例如,二氧化碳)時(shí),將考慮僅使用 散熱器的有限的部分。需要用于在亞臨界條件下最佳控制的新的簡(jiǎn)單方 法。
用于冷凍應(yīng)用(儲(chǔ)藏溫度低于0℃)的蒸發(fā)器盤管需要除霜。執(zhí)行 除霜的傳統(tǒng)方法是通過安裝在蒸發(fā)器盤管中的電阻加熱棒供給熱量。電 加熱系統(tǒng)增加了蒸發(fā)器的制造成本,增加了運(yùn)行成本并增加了盤管尺寸。 通過利用合適的系統(tǒng)設(shè)計(jì),可以使用可用的工藝熱量來除霜。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是制造能夠減少上述短處和缺點(diǎn)的一種簡(jiǎn)單、節(jié) 約成本、能效高且實(shí)際的系統(tǒng)。
本發(fā)明的特征在于如在所附獨(dú)立權(quán)利要求中限定的特征。在所附的 從屬權(quán)利要求中進(jìn)一步限定了本發(fā)明的有益的特征。
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