具有快速操作循环的极低温制冷系统技术方案

用于缩短极低温制冷系统的除霜、待机和冷却操作模式中的每一个的循环时间的方法。这些方法可以单独使用，或者与其它技术中的每一个的一个或多个结合使用，包括例如在单个极低温制冷系统中，以提供除霜、待机和冷却模式中的一个、两个或所有三个的快速总循环。两个或所有三个的快速总循环。两个或所有三个的快速总循环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有快速操作循环的极低温制冷系统

技术介绍

[0001]极低温制冷系统被用于各种不同的目的，包括除去水蒸气和为涂覆工业产生高真空环境。这种系统通常在三种不同的模式下操作：待机模式，其中，单元正在恢复或处于准备就绪状态；冷却模式，其中，系统冷却以服务工艺或应用需要；以及，除霜模式，其中，系统使低温盘管再生。对于典型的成批涂覆工艺，系统以这三种模式的循环运行。然而，不同的应用对在每个模式中可以花费多少时间具有不同的约束。一些应用要求在除霜模式时的时间要短，并且在除霜模式完成之后在待机模式中可以容忍长时间。一些应用需要快速冷却到目标供应温度(例如，
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110℃或
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120℃)，使得涂覆过程可以更早地开始。一些应用需要快速的除霜/待机/冷却的总循环，这可能对缩短所有三种操作模式都提出了要求。

技术实现思路

[0002]本文讲授了用于缩短极低温制冷系统的除霜、待机和冷却操作模式中的每一个的循环时间的方法。这些方法可以单独使用，或者与其它技术中的每一个的一个或多个结合使用，包括例如在单个极低温制冷系统中，以提供除霜、待机和冷却模式中的一个、两个或所有三个的快速总循环。
[0003]一种在极低温制冷系统启动期间限制峰值操作压力的方法，该极低温制冷系统具有压缩机、多个热交换器、膨胀器和蒸发器，该方法包括在压缩机启动期间，打开热气除霜电路中的除霜阀，以使制冷剂流绕过多个热交换器的高压侧和膨胀器并至制冷剂从其流至蒸发器的蒸发器入口，从而容纳蒸发器中的制冷剂的体积，以限制压缩机启动期间制冷剂压力的初始增加。随后，除霜阀被关闭，使得制冷剂流行进通过多个热交换器的高压侧和膨胀器到蒸发器。
[0004]制冷剂可以在制冷剂压力下充入到系统中，该制冷剂压力将产生制冷剂的峰值压力，该峰值压力将在压缩机启动期间在不打开除霜阀的情况下超过极低温制冷系统的设计压力。蒸发器的制冷剂流可以大于极低温制冷系统的制冷剂系统容积的大约10%。制冷剂可以包括多种不同制冷剂组分的混合物。混合物可以包括氩、R
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14、R
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23、R
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125和R
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245fa。制冷剂可以充入到系统中，使得系统具有在约230 psig至约300 psig之间的平衡压力。随后，可在从压缩机启动起至少约3秒之后执行关闭除霜阀；并且也可以在从压缩机启动起至少约6秒之前执行。该方法可包括在随后关闭除霜阀时进入系统的待机模式，待机模式包括关闭冷却阀以防止制冷剂从多个热交换器的高压侧流到蒸发器，而同时使制冷剂流过多个热交换器的高压侧和多个热交换器的低压侧。在制冷剂的旁通流动期间，制冷剂的温度可以大于约为25℃。热气除霜电路可以将制冷剂从压缩机的高压供应管线旁通到制冷剂从其流动到蒸发器的蒸发器入口。
[0005]一种减少在极低温制冷系统的除霜操作模式中花费的时间的方法，包括：在系统的除霜操作模式中，(i)打开热气除霜电路中的除霜阀，以使制冷剂流绕过多个热交换器的高压侧并且到制冷剂从其流向蒸发器的蒸发器入口，以实现蒸发器的升温，以及(ii)在打开除霜阀的同时，关闭冷却阀，使得制冷剂不从高压侧流向蒸发器。基于输入控制信号，设
定蒸发器的低压侧上的回流温度传感器的存储的除霜完成设定点温度的值。在蒸发器的升温期间，当蒸发器的低压侧上的回流温度传感器达到回流温度传感器的存储的除霜完成设定点温度时，除霜阀被关闭以防止制冷剂流动到蒸发器。
[0006]取决于应用，回流温度传感器的存储的除霜完成设定点温度可以是大约0℃或更低。回流温度传感器可以包括在蒸发器的低压侧上的热电偶。该方法可包括当控制器从回流温度传感器接收到至少与回流温度传感器的存储的除霜完成设定点温度一样热的温度控制信号时，关闭除霜阀，存储的除霜完成设定点温度被存储在控制器的存储器中。
[0007]一种减少超低温制冷系统除霜后恢复时间的方法，包括基于输入控制信号，设定蒸发器低压侧上的回流温度传感器的存储的旁通控制设定点温度值。当蒸发器低压侧的回流温度传感器升温到等于或高于回流温度传感器的存储的旁通控制设定点温度时，该方法包括(i)关闭回流阀以防止制冷剂流过多个热交换器的低压侧，和(ii)打开旁通阀以使制冷剂流绕过多个热交换器的低压侧并到进入压缩机低压侧的吸入管线；以及在其进入压缩机的低压侧之前，加热在吸入管线中旁通的制冷剂流。
[0008]使吸入管线中的制冷剂的旁通流变暖可包括使用在所述吸入管线与多个热交换器的高压侧之间交换热量的热交换器使所述旁通流变暖。加热吸入管线中的旁通制冷剂流可包括使用加热器来加热所述吸入管线。回流温度传感器的存储的旁通控制设定点温度可以小于压缩机的额定输入流温度，例如小于大约
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40℃。例如，回流温度传感器的存储的旁通控制设定点温度可以处在大约
‑
40℃至大约
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70℃之间。
[0009]一种减少极低温制冷系统的冷却时间的方法，包括：在系统的冷却操作模式期间，使制冷剂流动通过多个热交换器的高压侧、通过流量计装置和冷却阀，流量计装置利用冷却阀与蒸发器的入口串联流动连接，通过蒸发器并且通过多个热交换器的低压侧。在冷却操作模式期间，当系统的压缩机的排放压力至少与最大排放压力的存储的设定点一样高时，打开卸载阀，以使制冷剂流绕过流量计装置并到冷却阀，直到排放压力减小到小于最大排放压力的存储的设定点。
[0010]蒸发器的入口或蒸发器的出口可以处于小于约
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110℃的温度。最大牌坊压力的存储的设定点可以小于系统的缓冲电磁阀的激活压力。
[0011]一种极低温制冷系统，包括压缩机、多个热交换器、膨胀器和包括处理器和存储器的控制器。控制器被配置为，(i)在压缩机的启动期间，控制热气除霜电路中的除霜阀打开以使制冷剂流绕过多个热交换器的高压侧和膨胀器并且到制冷剂从其流向蒸发器的蒸发器入口，从而在蒸发器中容纳一定体积的制冷剂以限制在压缩机启动期间制冷剂压力的初始增加；以及，(ii)随后控制除霜阀关闭，使得制冷剂流前进通过多个热交换器的高压侧和膨胀器到达蒸发器。
[0012]另一种极低温制冷系统，包括压缩机、多个热交换器、膨胀器，以及包括处理器和存储器的控制器。控制器被配置为在系统的除霜操作模式中，(i)控制热气除霜电路中的除霜阀打开以使制冷剂流绕过多个热交换器的高压侧并且到制冷剂从其流动到蒸发器的蒸发器入口，以实现蒸发器的升温，以及，(ii)在控制除霜阀打开的同时，控制冷却阀关闭以使得制冷剂不从高压侧流到蒸发器。所述控制器还配置成，(i)基于输入控制信号，设定所述蒸发器的低压侧上的回流温度传感器的存储的除霜完成设定点温度的值；以及，(ii)在蒸发器的升温期间，在蒸发器的低压侧上的回流温度传感器达到回流温度传感器的存储的
除霜完成设定点温度时，控制除霜阀关闭以防止制冷剂流到蒸发器。
[0013]另一种极低温系统，包括压缩机、多个热交换器、膨胀器和包括处理器和存储器的控制器。控制器被配置成基于输入控制信号来设定蒸发器的低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种极低温制冷系统，所述系统包括：压缩机；多个热交换器；膨胀器；除霜阀；以及控制器，包括处理器和存储器，所述控制器被配置成：(i)在所述压缩机的启动期间，控制热气除霜电路中的所述除霜阀打开以使制冷剂流绕开所述多个热交换器的高压侧和膨胀器并且到所述制冷剂从其流到蒸发器的蒸发器入口，由此在所述蒸发器中容纳所述制冷剂体积，以限制所述压缩机启动期间制冷剂的压力的初始增加；以及(ii)随后控制除霜阀关闭，使得制冷剂流前进通过多个热交换器的高压侧和膨胀器到达蒸发器。2.根据权利要求1所述的极低温制冷系统，其中，所述制冷剂包括多种不同制冷剂组分的混合物。3.根据权利要求2所述的极低温制冷系统，其中，所述混合物包括：氩、R
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14、R
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23、R
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125和R
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245fa。4.根据任一项前述权利要求所述的极低温制冷系统，其中，所述控制器配置成随后控制所述除霜阀在从所述压缩机的启动起至少约3秒之后关闭。5.根据权利要求4所述的极低温制冷系统，其中，所述控制器被配置成随后控制除霜阀在从压缩机启动起至少约6秒之前关闭。6.根据任一项前述权利要求所述的极低温制冷系统，所述控制器被配置成控制所述系统以在随后关闭所述除霜阀时进入待机模式，所述待机模式包括所述控制器控制冷却阀关闭，以便防止制冷剂从所述多个热交换器的高压侧流到所述蒸发器，而同时准许制冷剂流过所述多个热交换器的高压侧和所述多个热交换器的低压侧。7.根据任一项前述权利要求所述的极低温制冷系统，其中，所述热气除霜电路被配置成使所述制冷剂从所述压缩机的高压供应管线流到所述制冷剂从其流到蒸发器的所述蒸发器入口。8.一种在极低温制冷系统的启动期间限制峰值操作压力的方法，所述极低温制冷系统具有压缩机、多个热交换器、膨胀器和蒸发器，所述方法包括：在压缩机的启动期间，打开热气除霜电路中的除霜阀以使制冷剂流绕开多个热交换器的高压侧和膨胀器并且到制冷剂从其流动到蒸发器的蒸发器入口，由此在蒸发器中容纳制冷剂体积以限制在压缩机启动期间制冷剂压力的初始增加；以及随后关闭除霜阀，使得制冷剂流行进通过多个热交换器的高压侧和膨胀器到达蒸发器。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述制冷剂在将产生所述制冷剂的峰值压力的制冷剂压力下被充入到所述系统中，所述峰值压力将在不打开所述除霜阀的情况下在所述压缩机的启动期间超过所述极低温制冷系统的设计压力。10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述蒸发器的制冷剂流体积包括所述极低温制冷系统的制冷剂系统体积的大于约10%。
11.根据权利要求8、9或10所述的方法，其中，所述制冷剂被充入到所述系统中，使得所述系统具有约230 psig至约300 psig之间的平衡压力。12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中，在所述制冷剂的旁通流期间，所述制冷剂的温度大于约25℃。13.一种极低温制冷系统，所述系统包括：压缩机；多个热交换器；膨胀器；除霜阀；以及控制器，所述控制器包括处理器和存储器，所述控制器被配置成，在所述系统的除霜操作模式中，(i)控制热气除霜电路中的所述除霜阀打开，以使制冷剂流绕开所述多个热交换器的高压侧并到制冷剂从其流动到蒸发器蒸发器入口，以实现所述蒸发器的升温，以及(ii)在控制除霜阀开启的同时，控制冷却阀关闭，使制冷剂不从高压侧流到蒸发器；所述控制器还配置成，(i)基于输入控制信号，设定所述蒸发器的低压侧上的回流温度传感器的存储的除霜完成设定点温度的值；以及，(ii)在蒸发器的升温期间，在蒸发器的低压侧上的回流温度传感器达到回流温度传感器的存储的除霜完成设定点温度时，控制除霜阀关闭以防止制冷剂流到蒸发器。14.根据权利要求13所述的极低温制冷系统，其中，回流温度传感器的存储的除霜完成设定点温度为约0℃或更低。15.根据权利要求13或14所述的极低温制冷系统，其中，所述回流温度传感器包括在所述蒸发器的所述低压侧上的热电偶。16.根据权利要求13至15中任一项所述的极低温制冷系统，所述控制器被配置成响应于从所述回流温度传感器接收到至少与所述回流温度传感器的存储的除霜完成设定点温度一样热的温度控制信号而关闭所述除霜阀，所述控制器包括用于存储除霜完成设定点温度的存储器。17.一种减少在极低温制冷系统的除霜操作模式中花费的时间的方法，所述方法包括：在所述系统的除霜操作模式中，(i)打开热气除霜电路中的除霜阀以使制冷剂流绕开多个热交换器的高压侧并且到所述制冷剂从其流到蒸发器的蒸发器入口，以实现所述蒸发器的升温，以及，(ii)在打开所述除霜阀的同时，关闭冷却阀，使得所述制冷剂不从所述高压侧流到所述蒸发器；基于输入控制信号，设定蒸发器的低压侧上的回流温度传感器的存储的除霜完成设定点温度的值；以及在蒸发器的升温期间，当蒸发器的低压侧上的回流温度传感器达到回流温度传感器的存储的除霜完成设...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊任强，
申请(专利权)人：爱德华兹真空泵有限责任公司，
类型：发明
国别省市：