本发明专利技术系一种使用多段冷媒压缩循环的热泵系统，利用多组电磁阀与膨胀阀对多段连续作业冷媒循环系统，冷媒压缩机增压系统，多段除霜系统和多组蒸发器的互相配合及控制使本发明专利技术的冷媒压缩循环热泵系统达到高冷冻作业效率以及可靠地连续作业能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术系一种多组冷媒压缩循环的热泵冷冻机系统，更具体地说，涉及一种利用多重冷媒流量控制的多段冷媒热交换循环系统及冷媒压缩机增压系统，并以多组除霜系统补助蒸发器的作业，以在不同预设的低温下保持正常并高效率作业能力的热泵冷冻机。
技术介绍
热泵冷冻机于业界广泛使用在农工商牧各领域，尤其在食品冷冻，运输保存，化学工业，各类温控设备等方面。现有压缩机的种类规格频繁，并且普遍以作业温度区分为三大类别，高温型，中温型，低温型，其中又以各种压缩手段区分为活塞型，涡卷型，螺旋型等。而目前各类热泵冷冻机系采用单一冷媒压缩循环，即冷媒经由压缩机加压到滤油器再到散热器释热量，再经膨胀阀，集液器，至蒸发器吸收热量，最后经过防液器再回到压缩机重复循环。然而单一冷媒压缩循环因压缩机的固定压缩比造成作业温度上之限制，一般热泵冷冻机在超出系统作业范围时，其控制系统会采取停机或其它减轻负载的措施以避免损坏压缩机，因而无法提供完善的作业可靠性。单一冷媒压缩循环又因凝结于蒸发器叶片间之冰霜可能造成整体系统超载，因此现有多用途的热泵冷冻机均付有反向压缩循环，电热除霜，或其它除霜装置使系统恢复正常付载。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对上述单一冷媒循环系统于不同付载下无法提供可靠的连续性作业能力以及作业范围有限的缺陷，提供一种能充分利用热量并在各种作业温度下能保持可靠的效率与连续作业性的多段式冷媒压缩循环的热泵冷冻机系统及控制手段。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案分成两类，其一系以动态控制的压缩机之进气压力来避免压缩机因空载而损坏，其二系以多组动态冷媒流量控制的冷媒压缩循环系统及除霜系统来提供连续作业能力；上述两类技术方案可应作业范围之需求单独或合并使用。压缩机之进气压力的动态控制系统的基本构造为一组高温型或中温型的压缩机，一组连接至前述压缩机的散热器，一组连接至前述散热器的蒸发器，一组控制散热器与蒸发器之间压力差的膨胀阀，一组感测系统负载的传感器及系统控制电路，于压缩机冷媒入口端配置一组喷射增压帮浦，前述蒸发器将制冷作业后的冷媒导入前述喷射增压帮浦的低压进气端，最后冷媒由前述喷射增压帮浦出口端导回前述压缩机重复循环，此喷射增压帮浦利用压缩机出口端的高压冷媒为动力推动于增压帮浦之叶片并产生压力使压缩机的入口端冷媒进气量提升，一组电磁阀依压缩机付载需求控制于压缩机出口端导入前述喷射增压帮浦的高压冷媒流量；喷射增压帮浦亦可以为无叶片的机械帮浦代替来达到同样的以压缩机冷媒出口的高压冷媒的进气增压效果。压缩机之进气压力的动态控制系统可增加一组补助冷媒循环系统以提高整体系统的作业效率。补助冷媒循环系统包括一组补助压缩机将冷媒压缩后导入主循环的散热器，一组第一热交换器吸收喷射增压帮浦的出口端与主循环的压缩机进气端之间的冷媒管线的热量，一组第二热交换器吸收主循环的膨胀阀与散热器之间的冷媒管线的热量；补助冷媒循环系统的完整循环流程由主循环中的散热器与第二热交换器之间分叉一条三通管线经过一组膨胀阀后进入第一热交换器，之后再连接至第二热交换器，然后由第二热交换器导回补助压缩机，冷媒经由补助压缩机压缩后再导入主循环中的散热器；经由第一热交换器与第二热交换器的主循环冷媒中的热量经补助压缩机压缩后被传导入散热器。多组动态冷媒流量控制的冷媒压缩循环系统及除霜系统的基本构造为一组压缩机，一组连接至前述压缩机的散热器，两组以上连接至前述散热器的蒸发器，一组控制散热器至前述蒸发器的冷媒流量的膨胀阀，前述每一组蒸发器配置一组个别对应的除霜散热器，前述除霜散热器对其对应之散热器除霜时由压缩机出口端导入高压冷媒传导热量，前述每组蒸发器包含独自的流量控制阀，前述对应每组蒸发器的除霜散热器包含独自的流量控制阀；根据整体系统上设计用途的不同，导入前述除霜散热器的高压冷媒可视冷媒散热后液化程度有两种不同循环系统，其一为将经过除霜散热器的冷媒直接导入一组压力调节器再导回压缩机的进气端，其二为将经过除霜散热器的冷媒导入非除霜作业中的除霜散热器所对应的蒸发器中。多组动态冷媒流量控制的冷媒压缩循环系统及除霜系统可进一步衍生为独立的除霜冷媒循环系统，其基本构造分为主要冷媒循环系统与除霜冷媒循环系统。主要循环系统包括一组压缩机，一组连接至前述压缩机的散热器，两组以上连接至前述散热器的蒸发器，前述每组蒸发器包含独自的流量控制阀，一组控制散热器至前述蒸发器的冷媒流量的膨胀阀，于前述散热器后端与前述膨胀阀前配置一组除霜热交换器。除霜冷媒循环系统包括一组除霜用压缩机，两组以上除霜散热器个别对应前述在主要循环中的每一组蒸发器，前述除霜散热器对其对应之散热器除霜时由除霜用压缩机出口端导入高压冷媒，前述对应每组蒸发器的除霜散热器包含独自的流量控制阀，冷媒由除霜压缩机压缩后导入除霜散热器再经过一组膨胀阀后导入除霜热交换器吸收主要循环中的热量，最后冷媒将导回除霜压缩机重复循环；前述热交换器的作用为吸收主要循环系统中的热量再传导至除霜冷媒循环系统，而上述两个循环中的冷媒并非被混合，仅只有冷媒中的热量被传导。在本专利技术所述的多组动态冷媒流量控制的冷媒压缩循环系统可包含两组以上的蒸发器及与其对应之除霜系统，但理论上需要至少总蒸发器数量一半以上保持制冷作业来维持散热器与除霜系统的作业能力；即整体系统设计若包含四组蒸发器，在除霜系统开启时至少需要两组蒸发器保持制冷作业以维持散热器与除霜系统所需能量。在本专利技术所述的压缩机之进气压力的动态控制系统可包含多组串联的喷射增压帮浦及与其对应之流量控制阀；动态控制系统依压缩机的负载决定所需的增压量，进而将作业中蒸发器的出口端排出的冷媒在通过一段或数段串联的喷射增压帮浦时，以压缩机冷媒出口端的为动力源将由蒸发器导入的冷媒增压后，为动力源的冷媒与蒸发器导入的冷媒混合并进入压缩机冷媒入口端以此减低压缩机空载而损坏的机会。本专利技术有益的效果系，由上述两类技术方案的互相配合或单独应用可连续保持蒸发器制冷与散热器作业能力，同时也可使固定压缩比的压缩机应用于多种温度范围，即高温型的压缩机可进一步同时应用于中温型或低温型压缩机所适用之温度范围，则中温型与低温型压缩机亦可应用在更低的作业温度范围，另外由于动态控制的压缩机进气增压亦可减低压缩机的机械损耗并延长压缩机寿命。附图说明图1多组动态冷媒流量控制的冷媒压缩循环系统及除霜系统的基本构造与冷媒流动方向。图2多组动态冷媒流量控制的冷媒压缩循环系统及独立式除霜冷媒循环系统的基本构造与冷媒流动方向。图3包含两组蒸发器的多组动态冷媒流量控制的冷媒压缩循环系统的除霜作业行程时间范例。图4包含压缩机进气压力动态控制系统的冷媒压缩循环系统的基本构造与冷媒流动方向。图5包含压缩机进气压力动态控制系统与补助冷媒循环系统的冷媒压缩循环系统的基本构造与冷媒流动方向。图6第二种包含压缩机进气压力动态控制系统与补助冷媒循环系统的冷媒压缩循环系统的基本构造与冷媒流动方向。图7第二种多组动态冷媒流量控制的冷媒压缩循环系统及除霜系统的基本构造与冷媒流动方向。图8包含压缩机进气压力动态控制系统的多组动态冷媒流量控制的冷媒压缩循环系统及除霜系统的基本构造与冷媒流动方向。图9包含除霜用压缩机的多组动态冷媒流量控制的冷媒压缩循环系统及除霜系统的基本构造与冷媒流动方向。图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热泵冷媒循环系统，其特征在于，冷媒循环系统包含动态控制的压缩机进气增压系统，基本构造包括：一组压缩机，一组连接至前述压缩机的散热器，一组以上连接至前述散热器的蒸发器，一组以上控制散热器与蒸发器之间压力差的膨胀阀，一组感测系统负载的传感器及系统控制电路，于压缩机冷媒入口端配置一组喷射增压帮浦，前述蒸发器将制冷作业后的冷媒导入前述喷射增压帮浦的低压进气端，最后冷媒由前述喷射增压帮浦出口端导回前述压缩机重复循环，此喷射增压帮浦利用压缩机出口端的高压冷媒为动力推动于增压帮浦之叶片并产生压力使压缩机的入口端冷媒进气量提升，一组电磁阀依压缩机付载需求控制于压缩机出口端导入前述喷射增压帮浦的高压冷媒流量；喷射增压帮浦亦可以为无叶片的机械帮浦代替来达到同样的以压缩机冷媒出口的高压冷媒的进气增压效果。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡龙潭，
申请(专利权)人：胡龙潭，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]
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