[發明專利]一種單閥無級調節混合工質循環濃度的制冷系統及其方法

有效

• 申請號: 201410167874.6
• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN103954063A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 劉金平;李日新;許雄文
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F25B1/00
• 分類號: F25B1/00;F25B49/02;F25B41/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

1.一種單閥無級調節混合工質循環濃度的制冷系統，該混合工質制冷系統包括依次管路相連并形成回路的帶潤滑油分離裝置的壓縮機單元(1)、冷凝冷卻器單元(2)、回熱換熱器單元(3)、節流單元(4)和蒸發器單元(5)；其特征在于：

所述冷凝冷卻器單元(2)與回熱換熱器單元(3)之間的管路上，還連接有一個可控通路工質循環濃度流量調節單元(6)；

所述混合工質制冷系統，還包括一個控制單元(7)，所述控制單元(7)采集壓縮機單元(1)排氣壓力、節流單元(4)的進口溫度、節流單元(4)的出口溫度、節流單元(4)進出口溫度之差、蒸發器單元(5)的出口溫度、回熱器換熱器單元(3)進口溫度、回熱換熱器單元(3)出口溫度、回熱換熱器單元(3)進出口溫度差或上述任意參數的組合作為反饋信號調節可控主回路無級調節閥的開度。

2.根據權利要求1所述的單閥無級調節混合工質循環濃度的制冷系統，其特征在于：

所述可控通路工質循環濃度流量調節單元(6)包括：具有氣液分離功能的儲液罐S、可控主回路無級調節閥(V1)、出罐單向閥(V2)，其連接方式為：所述可控主回路無級調節閥(V1)進口端連接儲液罐S頂部氣相出口，該可控主回路無級調節閥(V1)出口端連接一個三通管件A的第一個進口，該三通管件的第二個進口與出罐單向閥(V2)的出口端相連；所述的出罐單向閥(V2)的進口端與儲液罐S的底部液相出口端相通；所述儲液罐S的進口端與冷凝冷卻器單元(2)制冷劑出口端或回熱換熱器單元(3)的高壓制冷劑出口端相連，所述三通管件A的出口端與回熱換熱器單元(3)的高壓制冷劑進口端相連。

3.根據權利要求1所述的單閥無級調節混合工質循環濃度的制冷系統，其特征在于：所述可控主回路無級調節閥(V1)為無級調節開度的電磁閥或者手動調節開度的手動調節閥門。

4.一種調節權利要求1或2或3所述混合工質制冷系統工質循環濃度的方法，其特征在于包括下述步驟：

(1)啟動工況步驟：可控主回路無級調節閥(V1)關閉，控制單元(7)根據輸入參數蒸發器出口溫度、壓縮機排氣壓力或者兩個參數的組合是否達到設定值，判斷是否轉向受控降溫工況過程；

(2)受控降溫工況步驟：

2-1)控制單元(7)根據輸入參數蒸發器出口溫度、壓縮機排氣壓力值對比進行判斷，如果混合工質制冷系統處于受控降溫工況的高溫工況，調節方法如下：可控主回路無級調節閥(V1)處于四分之一開度、出罐單向閥(V2)處于出液狀態，可控主回路無級調節閥(V1)的具體開度狀態由控制單元(7)根據輸入參數的反饋決定，具體為：

a)回熱換熱器單元(3)進出口溫差小于該進出口溫差其中一個設定值或該進出口溫差設定值加上回熱換熱器單元進出口溫差控制回差，減小可控主回路無級調節閥(V1)的開度；回熱換熱器單元進出口溫差大于該進出口溫差其中一個設定值或該進出口溫差設定值加上回熱換熱器單元進出口溫差控制回差，增加可控主回路無級調節閥(V1)的開度；

b)節流單元(4)進出口溫差大于該進出口溫差其中一個設定值或該進出口溫差設定值加上節流單元(4)進出口溫差控制回差，減小可控主回路無級調節閥(V1)開度；節流單元(4)進出口溫差小于該進出口溫差其中一個設定值或該進出口溫差設定值加上節流單元(4)進出口溫差控制回差，增加可控主回路無級調節閥(V1)開度；

2-2)控制單元(7)根據輸入參數蒸發器單元(5)的出口溫度、冷凝冷卻器單元(2)的壓縮機排氣壓力對比進行判斷，如果混合工質制冷系統處于受控降溫工況的中溫工況，調節方法如下：可控主回路無級調節閥(V1)打開、出罐單向閥(V2)處于出液狀態，可控主回路無級調節閥(V1)的具體開度狀態由控制單元(7)根據輸入參數反饋決定，具體為：

a)回熱換熱器單元(3)進出口溫差小于該進出口溫差某設定值或該進出口溫差設定值加上回熱換熱器單元進出口溫差控制回差，可控主回路無級調節閥(V1)開度減小；回熱換熱器單元(3)進出口溫差大于該進出口溫差某設定值或該進出口溫差設定值加上回熱換熱器單元(3)進出口溫差控制回差，可控主回路無級調節閥(V1)開度增大；

b)節流單元(4)進出口溫差大于該進出口溫差其中一個設定值或該進出口溫差設定值加上節流閥單元進出口溫差控制回差，可控主回路無級調節閥(V1)開度減小；節流單元(4)進出口溫差小于該進出口溫差其中一個設定值或該進出口溫差設定值加上節流單元進出口溫差控制回差，可控主回路無級調節閥(V1)開度增大；

2-3)控制單元(7)根據輸入參數蒸發器單元(5)的蒸發器出口溫度、冷凝冷卻器單元(2)的壓縮機排氣壓力與設定值對比進行判斷，如果系統處于受控降溫工況的低溫工況，調節方法如下：可控主回路無級調節閥(V1)打開、出罐單向閥(V2)處于出液狀態，可控主回路無級調節閥(V1)的具體開度狀態由控制單元(7)根據輸入參數反饋決定，具體為：

a)回熱換熱器單元(3)進出口溫差小于該進出口溫差其中一個設定值或該進出口溫差設定值加上回熱換熱器單元進出口溫差控制回差，可控主回路無級調節閥(V1)開度減小；回熱換熱器單元進出口溫差大于該進出口溫差其中一個設定值或該進出口溫差設定值加上回熱換熱器單元進出口溫差控制回差，可控主回路無級調節閥(V1)開度增大；

b)節流單元進出口溫差大于該進出口溫差其中一個設定值或該進出口溫差設定值加上節流單元進出口溫差控制回差，可控主回路無級調節閥(V1)開度減小；節流單元進出口溫差小于該進出口溫差其中一個設定值或該進出口溫差設定值加上節流閥單元進出口溫差控制回差，可控主回路無級調節閥(V1)開度增大；

(3)制冷系統正常制冷步驟:可控主回路閥(V1)保持開度。