制冷系统及运行制冷系统的方法技术方案

一种设有压缩机的制冷系统，所述压缩机具有能在至少两种不同转速下运行的马达。所述脉宽调制控制器被提供以使得压缩机马达运行按照特定速率在其至少两种转速下循环，从而与所调节空间内的热负荷需求量精确匹配。本发明专利技术减少了现有技术中出现的循环和其它效率损失，同时使成本最小化并可提高可靠性。另外，本发明专利技术能与其它已知的卸载技术结合使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有多速l永宽调制压缩机的制冷系统
技术介绍
本专利技术涉及一种制冷系统，其中，压缩机马达可以以至少两种转速运行， 且其中脉宽调制控制器被设置用以使得马达以指定的可调速率在不同转速 下循环从而改变制冷系统的容量。制冷系统用于调节如空气的二次流体。压缩机和制冷系统通常被定制以 满足最大容量需求。然而，在大多数情况下，冷却或加热容量需求相对较低， 因此，需要通过某些方法对制冷系统进行卸载。在单回路制冷系统中，压缩 机马达通常在打开和关闭运行阶段之间循环。可选地，可以使用吸入调节阀 或变速压缩机。所有这些卸载的方法存在各种缺陷。当循环地打开和关闭该 装置时，不能精确地控制将^C调节的环境的温度和湿度。在空调系统的情况 下，这种不充分的温度控制导致室内环境居住者的不适。在制冷的情况下， 不充分的温度控制会致使需要冷却并维持在特定温度范围内的货物变质腐 坏。同样，在压缩机启动-停止运行期间出现的循环损耗对制冷系统的效率 是不利的。类似地，由于穿过压缩机增加的压力比会降低制冷系统的效率并 且会升高压缩机的排放温度，因此，吸入调节阀的使用具有不良后果。另夕卜， 吸入调节阀增加了装置的成本，并成为附加可靠性风险。在变速压缩机的情 况下，变速传动装置也是重要的成本增加因素。此外，当通过变速传动装置 控制时，压缩机的转速通常不能够降低到某个值以下以满足严格温度控制的 需要。由于变速传动装置自身的低效率，变速传动系统引入了额外的损失。这些额外的损失通常在5-6%的量级上。另外，通常需要附加的昂贵装置以 冷却变速传动装置的。最后，变速压缩机和相关部件的使用将额外复杂性引 入所述系统设计，潜在地导致可靠性问题。先前提出的改变系统容量的方法中的 一 个是快速循环制冷系统部件。例 如，已知使吸入阀在打开和关闭位置(所谓的脉宽调制控制器)之间快速循 环从而控制送入压缩机的制冷剂的量。这样，减少了由整个制冷系统提供的 容量。尽管这种方法非常有益，但是其通常不如变速选择有效，且在某些情 况下可以导致过高的排放温度。因此，需要进一步开发并促进脉宽调制技术 的使用。快速循环或脉宽调制技术还尚未被用于控制多速压缩机马达的转 速。
技术实现思路
在本专利技术的一个公开实施方案中，制冷系统中的压缩机设有多速马达。 马达能够祐:-没计以通过例如变极线圈(pole changing windings) ^f吏其以两种 或两种以上的不同转速运行。通过改变外部连接能够选择特定的马达转速。 马达转速间的转换能够通过所谓的固态接触器来实现。(尽管比普通转换控 制器更昂贵，但是当可能需要在所述转速之间快速转换时，所述固态接触器 提供更高的可靠性。)用于选择马达运行转速的控制器具备脉宽调制能力。 当确定应提供减少的容量时，所述脉宽调制控制器使得压缩机马达以需要的 速率在较高转速和较低转速之间循环，从而满足在调节空间内的热负载需 求。这样，减少了制冷系统的容量并精确地将其调整到所需要的容量。此外， 压缩机马达的脉宽调制能够与其它例如打开和关闭节能回路，压缩机旁通阀 的使用以及吸入调节阀卸载技术结合使用，。在本专利技术中，压缩机马达在其 运行转速之间足够快地循环，且所述循环速率通常比系统热惰性快。换言之， 当压缩机从一个运行转速切换到另 一运行转速时，选择足够快的循环速率以 转速不严重影响供给到需要调节的环境的空气温度。根据以下说明和附图能够更好地理解本专利技术的这些及其它特征，下面是 附图的简要描述。附图说明图1A是根据本专利技术的制冷系统的示意图。 图IB示出了根据本专利技术的另 一示意图。 图1C示出了关于本专利技术的又一示意图。图2是本专利技术一个实施方案的转速-时间曲线。具体实施方式图1A示出了包含压缩机21的制冷系统20,所述压缩机21具有驱动轴 24的多速马达22。所述压缩机21以具有与静涡盘28插接的动涡盘26的涡 旋式压缩机为例。值得注意的是，尽管描述主要涉及涡旋式压缩机类型，但 是能够在多种转速下运行的其它压缩机(螺旋式、往复式，旋转式等)也属 于本专利技术的范围。本专利技术将应用于不同类型的制冷系统。例如，这些系统可 以包括空调装置、热泵装置、冷冻系统和不同类型的制冷装置，其包括集装 箱、牵引拖车箱、超市冷冻拒以及陈列拒。本专利技术还将应用于不同压缩机-马达配置，其中，马达能够是密封或半密封压缩机壳体的一部分，所述密封 或半密封压缩机壳体还包括压缩机泵元件(在这种情况下，压缩元件能够被 称为压缩机)。可选择地，所述马达200能够位于所述壳体202的外面，壳 体202包含压缩元件(所谓的开启式压缩机设计)，参见图1C。尽管本专利技术将扩展到可在多个不连续转速下运行的马达(或几乎不连续 的转速，例如感应马达便是这种情况，其中马达转度由于马达转差率能够在 各不同转速下略^t变化)，但是所述马达22是能够在至少两种转速下运行 的马达。控制器23能够控制该马达以一组上述的多个不连续转速中所期望 的转速运行一段时间。转换设备包括在控制器23中以从一个运行转速转换 到另一运行转速。如果期望，也可对转换速率进行控制。被压缩机21压缩的制冷剂通过排放管线30、冷凝器(或跨临界运行的 气体冷却器)32,并流向主膨胀装置33。如图所示，制冷系统20可选择性 地结合节能循环系统，该节能循环系统包括节能热交换器34，其中制冷剂的分流部分经过节能膨胀装置37,然后经过节能热交换器34。 如图所示， 分支管线36中的膨胀的(较低压力和温度的)制冷剂冷却主制冷剂回路中 的制冷剂，并向着主膨胀装置33流过节能热交换器34，从而提供蒸发器40 中更高的冷却热势。虽然分流的制冷剂如图所示以相同方向通过节能热交换 器34，但是在实践中通常将两股制冷剂流布置在逆流配置中。在节能膨胀 装置不具备关机能力的情况下，可以增设例如阀54的额外的流动控制装置 以便当需要额外容量时实现节能器功能，而当不需要额外容量时将其拆卸下 来。如本
所知，尽管该节能流位于节能热交换器34的分流上游， 但是下游点位置也是可行的，并且也属于本专利技术范围。在主膨胀装置33的下游，制冷剂通过蒸发器40，随后到达管线41。示 出的吸入调节阀42 (也是用于本专利技术目的的可选部件)用于控制流到吸入 管线44并流回压缩机21的制冷剂的量。此制冷系统中的其它可选部件包括卸载旁通管线48。所述卸载旁通管 线结合卸载阀50，并选择性地与从压缩机21到管线46、然后到吸入管线44 的部分压缩制冷剂的至少 一部分连通，从而在期望时减少制冷系统20的容量。回流管线52通常使得节能热交换器34下游的分流制冷剂以蒸汽形式经 由阀54和管线46回流到压缩处理中的中间点。在此实施方案中，当阀54 打开时，选择性地使用相同出口以注入节能制冷剂，并且当阀50是打开时， 选择性地使用相同出口以对压缩机进行卸载。在其它可能的示意图中，节能 器和卸载器的功能不相互排斥且可以同时使用。节能器功能、卸载器功能和吸入调节阀是已知的通过改变由制冷系统 2 0提供的容量以与被调节的环境中的热负荷需求匹配的技术。本专利技术利用控制器23的脉宽调制技术对此容量进行附加控制，从而使 得马达22在较高和较低转速之间快速转换。因此，如图2所示，马达能够以特定速率在高转速和较低转速之间循环，从而提供平均期望容量Q期望。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制冷系统，包括：　压缩机，用于压缩制冷剂并将制冷剂输送到下游的冷凝器，制冷剂经过冷凝器、膨胀装置、蒸发器，并从所述蒸发器回流到所述压缩机；　马达，用于驱动所述压缩机，所述马达在至少两种转速下运行；以及　用于所述马达的脉宽调制控制器，所述脉宽调制控制器使得所述马达在较高转速和较低转速之间以某一循环速率运行以改变所述制冷系统的容量。

【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：A利夫森，MF塔拉斯，MA利夫森，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]