一种冷却剂蒸汽压缩系统，包括在冷却剂回路中布置在冷却剂冷却热交换器和冷却剂加热热交换器中间的闪蒸罐接收器。接收液体／蒸汽冷却剂混合物的该闪蒸罐接收器还起到容器的作用。冷却剂充装控制装置包括液位检测装置，该检测装置布置成与该闪蒸罐接收器可操作的相关，用于检测该闪蒸罐接收器内液体冷却剂的高度；至少一个传感器，用于检测系统运行参数；以及控制器，其可操作来确定闪蒸罐接收器内所需的液体冷却剂高度，并选择性地调节二次膨胀装置，以增大或减少流入该闪蒸罐接收器的冷却剂的流量，从而提供符合维持所需系统运行参数的循环冷却剂充装量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及制冷剂蒸汽压缩系统，且更具体地，涉及以亚临界循环或跨临界循环工作的制冷剂蒸汽压缩系统中同时发 生的效率改善和制冷剂充装量的调节。
技术介绍
制冷剂蒸汽压缩系统在本领域是众所周知的，并常用于调 节要供应给住宅，办公楼，医院，学校，餐馆或其他设施内气候受控 的舒适区域的空气。制冷剂蒸汽压缩系统也常应用于运输制冷系统， 以冷却供应给卡车，拖车，货拒车或类似的用来运输易腐物品的温度 受控的货舱的空气。传统上，大部分这些冷却剂蒸汽压缩系统运行在 亚临界制冷压力下，并典型地包括压缩机、冷凝器和蒸发器以及通常 为膨胀阀的膨胀装置(相对于制冷剂流，其位于蒸发器的上游和冷凝器 的下游)。这些基本的制冷剂系统部件通过封闭的制冷剂回路内的制冷 剂管路的相互连结，根据已知的制冷剂蒸汽压缩循环布置，并工作在 对于所用的特定制冷剂的亚临界压力范围内。工作在亚临界范围内的 制冷剂蒸汽压缩系统通常充装碳氟化合物制冷剂，例如但不限于氢氟 氯碳氢化合物(HCFCS)，如R22，以及更常用的氢氟碳化合物(HCFs)， 如R134a， R410A和R407C。在当今的市场中，正对用于在空气调节和运输制冷系统中 替代HFC制冷剂的"自然"制冷剂，比如二氧化碳表现出更大的兴趣。 然而，由于二氧化碳具有低临界温度，充装二氧化碳作为制冷剂的大 多数制冷剂蒸汽压缩系统被设计用于跨临界压力条件下的运行。在运 行于亚临界循环中的制冷剂蒸汽压缩系统中，冷凝器和蒸发器热交换200680055977.7说明书第2/14页器都以低于制冷剂临界点的冷却剂温度和压力运行。然而，在运行于 跨临界循环中的制冷剂蒸汽压缩系统中，排热热交换器(与其说是冷凝 器不如说是气体冷却器)运行于超过制冷剂的临界点的制冷剂温度和 压力，而蒸发器运行于亚临界范围之内的制冷剂温度和压力。在亚临界制冷剂蒸汽压缩系统中制冷剂充装量的控制相 对简单。常规的亚临界制冷剂蒸汽压缩系统还可包括布置于冷凝器下 游和膨胀装置上游的制冷剂回路中的接收器。来自冷凝器的液体制冷 剂进入该接收器罐并沉积到到罐的底部。当此液体处于饱和温度时， 制冷剂蒸汽将充满罐中未被液体制冷剂填充的空间。通过控制制冷剂 流向蒸发器的膨胀阀，液体制冷剂被量出(meter out)接收器罐。随着 亚临界制冷剂蒸汽压缩系统的运行环境变化，系统的充装量要求也会 变化，并且接收器罐中的液位会适当地升高或降低，以形成新的平衡 的液位。如果在运行中的任何时候在系统中循环的制冷剂充装量 过多，液体制冷剂进入接收器罐的速度将超过离开接收器罐的制冷剂 的速度，接收器罐内的液位将升高，直到进入接收器罐的液体的速度 和离开接收器罐的液体的速度达成平衡，且过量的液体则依然存储在 该接收器罐中。如果在运行中的任何时候在系统中循环的制冷剂充装 量过少，液体制冷剂进入接收器罐的速度将低于离开接收器罐的液体 的速度，而随着液体从接收器罐回到制冷剂回路以在其中循环，接收 器罐内的液位将下降。接收器罐内的液位将继续下降直到进入接收器 罐的液体的速度和离开接收器罐的液体的速度形成新的平衡。然而，在跨临界制冷蒸汽压缩系统中，控制系统制冷剂充 装量更为复杂，因为离开气体冷却器的压缩机高侧制冷剂高于制冷剂 的临界点，并且没有明显的液相或气相，因此接收器内的存在的充装 量变成了温度和压力的函数，其也许不以希望的方式对系统的充装量 要求做出响应。 一种常被提出与跨临界制冷剂蒸汽压缩系统的充装量 调节关联使用的系统包括相对于制冷剂液流来说置于气体冷却器下游和膨胀装置上游的闪蒸罐。流量调节节流阀在制冷剂管路中置于闪 蒸罐的入口处。经过流量调节节流阀的超临界压力的制冷剂蒸汽的压 力降至亚临界压力，该亚临界压力形成聚集在闪蒸罐内的亚临界压力 液态/气态制冷剂混合物，且液体制冷剂沉淀于罐的下部，而气态制冷 剂则汇聚在液体制冷剂上方的闪蒸罐部分中。闪蒸罐内配备浮阀，并 通过机械连接机构可操作地连接，以控制流量调节节流阀的运行从而 维持闪蒸罐内的预定液位。如果闪蒸罐内的液位升高，浮阔随之升高 并使得节流阀进一步闭合以限制进入闪蒸罐的制冷剂的流量。反之， 如果闪蒸罐内的液位下降，浮阀也随之下降并使得节流阀开启更大以 增加进入闪蒸罐内的制冷剂的流量。闪蒸罐的液位由此维持在预定的 液位，该液位被选定以确保只有/人闪蒸罐下部返回制冷剂回路的液体 制冷剂经过蒸发器上游的膨胀装置，并且只有从闪蒸罐上部返回制冷 剂回路的液体制冷剂经过更经济的路线回到压缩机而再压缩。美国专利No. 5,174,123公开了一种亚临界制冷剂蒸汽压 缩系统，其包括压缩机、冷凝器和蒸发器，且在压缩机和蒸发器之间 布置有无浮动的闪蒸罐。制冷剂以饱和的状态从冷凝器流入闪蒸罐。 通过选择性地开启或关闭局部冷却阀以维持所需程度的局部冷却，进 入闪蒸罐的制冷剂流量受到控制。液体制冷剂流出闪蒸罐进入蒸发器 由吸入式的过热温度调节膨胀阀控制。闪蒸罐内汇聚在液体制冷剂上 方的制冷剂蒸汽返回压缩机，被注入压缩机的中间压缩级。由于闪蒸 罐的无浮动的本质，所公开的制冷剂蒸汽压缩系统据称尤其适于运输 制冷应用。美国专利No.6， 385， 980公开了一种跨临界制冷剂蒸汽 压缩系统，包括布置于气体冷却器和蒸发器之间的无浮动闪蒸罐和响 应于所检测的气体冷却器中制冷剂压力以控制闪蒸罐内充装量从而 调节气体冷却器中制冷剂压力的控制器调节阀。通过调节闪蒸罐进口侧上的管路式膨胀阀，控制器控制从气体冷却器进入闪蒸罐的超临界 制冷剂的流量，而通过调节闪蒸罐出口侧上的管路式膨胀阀，控制器12控制从闪蒸罐到蒸发器的液体制冷剂的流量。闪蒸罐内汇聚在制冷剂 液体上方的制冷剂蒸汽被返回压缩装置的中间压力级。在一个实施例 中，压缩装置为串联布置的一对压缩机，制冷剂蒸汽被用来在从第一 压缩机排出的制冷剂蒸汽进入第二压缩机之前对其进行冷却。
技术实现思路
在本专利技术的一方面，本专利技术的一个目标是提供一种制冷剂 蒸汽压缩系统，其包括闪蒸罐接收器，以及用于维持循环制冷剂充装 量适于制冷剂的所需运行特性的控制器。在本专利技术的一个方面，本专利技术的一个目标是提供一种制冷 剂蒸汽压缩系统，其包括闪蒸罐接收器，以及用于监测和控制闪蒸罐 内液体制冷剂高度的控制器。在本专利技术的一个方面，本专利技术的一个目标是提供一种方 法，其用于控制包括闪蒸罐接收器的制冷剂蒸汽压缩系统内的制冷剂 充装量。在一个实施例中，制冷剂蒸汽压缩系统包括在制冷剂回路 中布置成连续的流排列的制冷剂压缩装置、制冷剂冷却热交换器、闪 蒸罐接收器和制冷剂加热热交换器。主膨胀装置布置于制冷剂回路中 闪蒸罐接收器的下游和制冷剂加热热交换器的上游，且二次膨胀装置布置于制冷剂回路中制冷剂冷却热交换器的下游和闪蒸罐接收器的 上游。制冷剂蒸汽压缩系统还包括制冷剂充装控制装置，其包括与制 冷剂回路可操作地相关的至少一个传感器，用于检测通过制冷剂回路 循环的制冷剂的运行特性，以及与二次膨胀装置可操作地相关的控制 器。响应于由至少一个传感器检测到的至少一个系统运行参数，控制 器可操作以选择性地调节二次膨胀装置，以增加或减少从中流过的制 冷剂的流量，从而维持循环的制冷剂充装量符合制冷剂的所需运行特 性。制冷剂蒸汽压缩系统还可包括节约器制冷剂管本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制冷剂蒸汽压缩系统，包括： 制冷剂回路，其包括制冷剂压缩装置，用于在高压下以与冷却媒介成热交换关系传送从所述压缩装置接收的制冷剂的制冷剂冷却热交换器，用于在低压冷却剂下以与加热媒介成热交换关系传送制冷剂的制冷剂加热热交换器，以及在该制冷剂回路中布置于所述制冷剂冷却热交换器的下游和所述制冷剂加热热交换器的上游的主膨胀装置； 闪蒸罐接收器，其在该制冷剂回路中布置于所述制冷剂冷却热交换器的下游和所述主膨胀装置的上游； 二次膨胀装置，其在该制冷剂回路中布置于所述制冷剂冷却热交换器的下游和所述闪蒸罐接收器的上游；所述二次膨胀装置可操作以将流经其中的高压制冷剂膨胀成处于该高压和低压中间的较低压力的液体／蒸汽制冷剂混合物，并控制进入所述闪蒸罐接收器的制冷剂流；和 制冷剂充装控制装置，其包括和所述制冷剂回路可操作地相关的至少一个传感器，该传感器用于检测通过该制冷剂回路循环的制冷剂的运行特性；以及与所述二次膨胀装置可操作地相关的控制器，并且所述至少一个传感器，所述控制器可操作罐至少响应于由所述至少一个传感器检测到的该系统运行参数而选择性地调节所述二次膨胀装置，以增大或减小通过其中的制冷剂流量，从而维持循环的制冷剂充装量与所需的制冷剂运行特性相符。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：JW布什，WP比格尔，B米特拉，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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