專利名稱：節(jié)約型制冷系統(tǒng)的制作方法
節(jié)約型制冷系統(tǒng)
相關(guān)專利申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求享有于2006年10月26日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng) No. 60/862,299的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)?jiān)诖送ㄟ^引用的方式整體納入本說 明書。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)總體涉及節(jié)約型制冷系統(tǒng)。更具體而言，本申請(qǐng)涉及包括 專用于節(jié)約器流(economizer f low)的輔助壓縮機(jī)的節(jié)約型制冷系統(tǒng)。
在制冷系統(tǒng)中，制冷劑氣體被壓縮機(jī)壓縮并被傳輸至一冷凝器， 在冷凝器中所述制冷劑與另一流體諸如環(huán)境空氣之類交換熱量。從冷 凝器，加壓的液體制冷劑經(jīng)過膨脹設(shè)備然后到蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中制 冷劑與被用于冷卻環(huán)境的另一流體交換熱量。制冷劑從蒸發(fā)器返回壓 縮才幾，然后重復(fù)該循環(huán)。
在制冷系統(tǒng)中使用節(jié)約器環(huán)路，藉以為給定的蒸發(fā)器尺寸提供增 加的冷卻容量，并且也增加了系統(tǒng)的效率和性能。使用一個(gè)或多個(gè)附 加膨脹設(shè)備的節(jié)約器環(huán)路有時(shí)僅在冷凝器的下游被納入。對(duì)于使用一 個(gè)附加膨脹設(shè)備的系統(tǒng)，主膨脹設(shè)備將制冷劑從冷凝器壓強(qiáng)膨脹到一 中間壓強(qiáng)，從而使得制冷劑中的一些急劇蒸發(fā)而成為其蒸汽狀態(tài)。被 急劇蒸發(fā)的制冷劑被再次引入到壓縮級(jí)，并在壓縮過程中隨著飽和蒸 汽與過熱蒸汽制冷劑相混合而提供了一些冷卻。壓縮過程中的冷卻導(dǎo) 致壓縮機(jī)輸入功率有所降低。來自主膨脹設(shè)備的位于中間壓強(qiáng)的剩余 液體制冷劑處于較低的焓。附加膨脹設(shè)備將較低焓的液體制冷劑從中 間壓強(qiáng)膨脹為蒸發(fā)器壓強(qiáng)。制冷劑以較低的焓進(jìn)入蒸發(fā)器，從而，和
在其中制冷劑直接從冷凝器被膨脹的非節(jié)約型系統(tǒng)相比，增強(qiáng)了具有 節(jié)約型環(huán)路的制冷系統(tǒng)中的冷卻效果。
實(shí)現(xiàn)節(jié)約型制冷系統(tǒng)的傳統(tǒng)方法是通過使用閃蒸罐和附加膨脹設(shè) 備。在閃蒸罐節(jié)約器環(huán)路中，主膨脹設(shè)備被設(shè)置在閃蒸罐的上游。液 體制冷劑流過主膨脹設(shè)備，進(jìn)入閃蒸罐。 一流過主膨脹設(shè)備，液體制冷劑就經(jīng)歷了一個(gè)巨大的壓降，隨之，制冷劑的至少一部分迅速膨脹 或"急劇蒸發(fā)"，并在中間壓強(qiáng)下從液相轉(zhuǎn)化為汽相。剩余的液體制 冷劑聚集在罐的底部，用于返回至位于附加膨脹設(shè)備的上游的主制冷 劑線路。蒸汽制冷劑返回至壓縮機(jī)，或者在壓縮機(jī)吸入時(shí)，或者至壓 縮的中間級(jí)。由于閃蒸罐中制冷劑氣體的中間壓強(qiáng)，返回至壓縮機(jī)的 氣體需要的壓縮較小，從而增加了整個(gè)系統(tǒng)的效率。
將氣體制冷劑從閃蒸罐節(jié)約器中引入到中間壓強(qiáng)壓縮機(jī)吸入中的 一個(gè)，或者引入到多級(jí)壓縮機(jī)的其他級(jí)可能是成問題的。通常，第一 級(jí)壓縮機(jī)處理來自蒸發(fā)器的流體，而更高級(jí)的壓縮機(jī)處理從第一級(jí)壓 縮機(jī)中排放的流體以及來自節(jié)約器的流體。在這種布置中，節(jié)約器運(yùn)
行條件被總系統(tǒng)條件和運(yùn)行點(diǎn)所限定；無法提供一種方法來用于獨(dú)立 控制節(jié)約器的運(yùn)行壓強(qiáng)和流率。沒有這種獨(dú)立控制，節(jié)約器和第二級(jí) 壓縮機(jī)必須被設(shè)計(jì)用于特定運(yùn)行條件。偏離設(shè)計(jì)的運(yùn)行條件影響了節(jié) 約器的性能，并因此影響了整個(gè)系統(tǒng)的性能。另外，該系統(tǒng)需要蒸發(fā) 器和冷凝器之間串聯(lián)的多個(gè)壓縮級(jí)以納入節(jié)約器。
將氣體制冷劑從節(jié)約器中導(dǎo)入具有僅單級(jí)壓縮機(jī)的系統(tǒng)中更為困 難，因?yàn)闆]有機(jī)械裝置將壓縮機(jī)運(yùn)行在蒸發(fā)器和冷凝器之間的一個(gè)壓 強(qiáng)等級(jí)。因此，節(jié)約器運(yùn)行條件被總系統(tǒng)條件和運(yùn)行點(diǎn)所決定。
所公開的系統(tǒng)和/或方法的預(yù)期優(yōu)點(diǎn)滿足這些需要中的一個(gè)或多 個(gè)，或者提供了其他的有益特征。其他的特征和優(yōu)點(diǎn)將從本說明書中 顯而易見。所公開的教導(dǎo)擴(kuò)展至落在所述權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的實(shí)施 方案，而不考慮它們是否達(dá)到上述需要中的一個(gè)或多個(gè)。

發(fā)明內(nèi)容
一個(gè)實(shí)施方案涉及一種制冷系統(tǒng)，所述制冷系統(tǒng)包括冷凝器、蒸 發(fā)器、節(jié)約器、冷凝器和節(jié)約器之間的膨脹設(shè)備、以及主壓縮機(jī)，其 均由主制冷劑線路流體連接從而形成主制冷劑環(huán)路。所述系統(tǒng)也包括 輔助壓縮機(jī)和輔助制冷劑線路，所述輔助制冷劑線路將所述節(jié)約器流 體連接至所述輔助壓縮機(jī)，并且在主壓縮機(jī)和冷凝器之間一位置處將 所述輔助壓縮機(jī)流體連接至主制冷劑線路，從而形成節(jié)約器制冷劑環(huán) 路。所述輔助壓縮機(jī)是關(guān)于主壓縮機(jī)獨(dú)立可控的。另一實(shí)施方案涉及一種運(yùn)行節(jié)約型制冷系統(tǒng)的方法。所提供的節(jié) 約型制冷系統(tǒng)，包括冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)約器、冷凝器和節(jié)約器之間 的膨脹設(shè)備、以及主壓縮機(jī)，其均被主制冷劑線路流體連接從而形成 主制冷劑環(huán)路。所述節(jié)約型制冷系統(tǒng)也包括輔助壓縮機(jī)和輔助制冷劑 線路，所述輔助制冷劑線路將節(jié)約器流體連接至輔助壓縮機(jī)，并且在 主壓縮機(jī)系統(tǒng)和冷凝器之間一位置處，將所述輔助壓縮機(jī)流體連接至
主制冷劑線路，從而形成節(jié)約器制冷劑環(huán)路。該方法進(jìn)一步包括選擇 節(jié)約器運(yùn)行壓強(qiáng)、在所選擇的運(yùn)行壓強(qiáng)下運(yùn)行節(jié)約器、獨(dú)立于流經(jīng)主 壓縮機(jī)的制冷劑的流率來控制流經(jīng)輔助壓縮機(jī)的制冷劑的流率，以及 獨(dú)立于穿過主壓縮機(jī)的壓強(qiáng)增加來控制穿過輔助壓縮機(jī)的壓強(qiáng)增加。
示例性實(shí)施方案的具體優(yōu)點(diǎn)包括，可獨(dú)立于總系統(tǒng)運(yùn)行條件來控 制節(jié)約器的壓強(qiáng)，以及節(jié)約器的壓強(qiáng)可被保持在最佳運(yùn)行壓強(qiáng)。某些 其他的具體優(yōu)點(diǎn)包括，節(jié)約器環(huán)路包括專用于壓縮離開節(jié)約器的制冷 劑氣體的輔助壓縮機(jī)，所述輔助壓縮機(jī)可獨(dú)立于制冷系統(tǒng)中的主壓縮 機(jī)而被控制，并且可使用在傳統(tǒng)節(jié)約型制冷系統(tǒng)中遭冷遇的壓縮機(jī)類 型。
可替代的示例性實(shí)施方案涉及如通?？稍跈?quán)利要求書中所引用的 其他特征和所述特征的結(jié)合。


圖1示出節(jié)約型制冷系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案；
圖2是示出關(guān)于用于確定節(jié)約器壓強(qiáng)的方法的一個(gè)實(shí)施方案的流
程圖3是一個(gè)節(jié)約型制冷系統(tǒng)的定性的壓強(qiáng)-焓曲線圖4是一個(gè)示出在控制節(jié)約型制冷系統(tǒng)中可達(dá)到的最佳性能特征
的功率節(jié)省曲線圖5示出節(jié)約型制冷系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施方案；
圖6是一個(gè)示出運(yùn)行節(jié)約型制冷系統(tǒng)的方法的一實(shí)施方案的流程
在多幅圖中出現(xiàn)的同樣部分，已試圖使用同樣的參考數(shù)字。
具體實(shí)施例方式
節(jié)約型制冷系統(tǒng)包括兩個(gè)壓縮機(jī)系統(tǒng) 一個(gè)用于處理流過主制冷 環(huán)路的制冷劑流的主壓縮機(jī)，以及一個(gè)用于將離開節(jié)約器的氣體制冷 劑壓縮為冷凝器壓強(qiáng)的輔助壓縮機(jī)。通過使用輔助壓縮機(jī)，可獨(dú)立于 主壓縮機(jī)控制所述輔助壓縮機(jī)。所述輔助壓縮機(jī)的排放壓強(qiáng)可與離開 主壓縮機(jī)的制冷劑的排放壓強(qiáng)相配。
圖1圖解示出一節(jié)約型制冷系統(tǒng)10。如所示出的，系統(tǒng)10始自 冷凝器12,在冷凝器12中高壓氣體制冷劑被冷卻并冷凝為高壓液體 制冷劑?？蛇x地，冷凝器12也可被用于再冷卻，如在圖3中所示出的， 圖3定性地示出了關(guān)于一節(jié)約型制冷系統(tǒng)的壓強(qiáng)-焓曲線圖。
通過一主制冷劑線路24將冷凝器12流體連接至節(jié)約器14。所述 節(jié)約器14可以是任何類型的熱交換器或者其中制冷劑的一部分被蒸 發(fā)的其他設(shè)備。在一實(shí)施方案中，節(jié)約器24是閃蒸罐。沿著主制冷劑 線路24，在冷凝器12和節(jié)約器14之間的是第一膨脹設(shè)備32。笫一膨 脹設(shè)備32可被用于調(diào)整節(jié)約器14的運(yùn)行壓強(qiáng)。
主制冷劑線路24將節(jié)約器14連接至蒸發(fā)器16。液體制冷劑經(jīng)由 主制冷劑線路24流出節(jié)約器14并流入蒸發(fā)器16。在主制冷劑線路24 上的第二膨脹設(shè)備34在節(jié)約器14和蒸發(fā)器16之間。任何合適的膨脹 設(shè)備都可用于第一和第二膨脹設(shè)備32、 34。在一實(shí)施方案中，所述膨 脹設(shè)備可以是膨脹閥。在蒸發(fā)器16中，在液體制冷劑和將被冷卻的流 體之間交換熱量。從將被冷卻的流體中交換的熱量造成液體制冷劑蒸 發(fā)。
主制冷劑線路24將當(dāng)前為氣體的制冷劑從蒸發(fā)器16運(yùn)送至主壓 縮機(jī)18。主壓縮機(jī)18將從蒸發(fā)器16流出的制冷劑壓縮為更高壓強(qiáng)， 并且將所壓縮的制冷劑氣體經(jīng)由主制冷劑線路24返回至冷凝器12， 完成系統(tǒng)10的主制冷劑環(huán)路。主壓縮機(jī)18是單級(jí)壓縮機(jī)。在一實(shí)施 方案中，主壓縮機(jī)18可以是單級(jí)離心式壓縮機(jī)，盡管也可使用任何類 型的單級(jí)或多級(jí)壓縮機(jī)諸如螺桿式壓縮機(jī)、活塞式壓縮機(jī)或者螺旋壓 縮機(jī)，上述僅作為示例示出。在另一實(shí)施方案中，如在圖5中所示的， 主壓縮機(jī)18包括一排壓縮機(jī)181、 182和183。在一實(shí)施方案中，所 迷一排壓縮機(jī)可包括兩個(gè)或更多個(gè)并聯(lián)布置的單級(jí)壓縮機(jī)，其中各個(gè)壓縮機(jī)均可獨(dú)立控制。
輔助制冷劑線路22也^1流體連接至節(jié)約器14。輔助制冷劑線路 22將離開節(jié)約器14的氣體制冷劑傳送至輔助壓縮機(jī)20，所述輔助壓 縮機(jī)20與主壓縮機(jī)18分離且不相同，并且所述輔助壓縮機(jī)20可專門 用于壓縮經(jīng)由輔助制冷劑線路22而離開節(jié)約器14的制冷劑。在一實(shí) 施方案中，輔助壓縮機(jī)20是一單個(gè)輔助壓縮機(jī)，例如螺桿式壓縮機(jī)或 者單級(jí)離心式壓縮機(jī)，盡管可提供并聯(lián)的一排多個(gè)壓縮機(jī)。然而，類 似于主壓縮機(jī)18，具有任意級(jí)數(shù)的任何類型的壓縮機(jī)都可用作輔助壓 縮機(jī)20。輔助壓縮機(jī)20將離開節(jié)約器14的氣體制冷劑壓縮為更高壓 強(qiáng)，接著所壓縮的氣體制冷劑與離開主壓縮機(jī)18的高壓制冷劑相結(jié) 合。從輔助壓縮機(jī)20，輔助制冷劑線路22在共用的排放位置26連接 回到主制冷劑線路24——所述共用的排放位置可以是在主壓縮機(jī)18 之后并在冷凝器12之前的一些點(diǎn)，或者位于冷凝器12處一一完成了 系統(tǒng)10的節(jié)約型制冷劑環(huán)路。
可在任意期望壓強(qiáng)下運(yùn)行節(jié)約器14。在一實(shí)施方案中，在最佳壓 強(qiáng)范圍內(nèi)的一壓強(qiáng)下運(yùn)行節(jié)約器14，所述最佳壓強(qiáng)范圍例如可參考一 凈功率節(jié)省圖而確定。可以為 一個(gè)從代表冷凝器壓強(qiáng)的高值到代表蒸 發(fā)器壓強(qiáng)的低值的可能的運(yùn)行壓強(qiáng)范圍來進(jìn)行一凈功率節(jié)省測定。在 一實(shí)施方案中，如圖2中所示，使用迭代過程來確定節(jié)約器壓強(qiáng)。
首先，定義制冷系統(tǒng)10的總系統(tǒng)條件(s200)。所述總系統(tǒng)條件可 包括系統(tǒng)的總冷卻容量、冷凝器和蒸發(fā)器的運(yùn)行壓強(qiáng)、以及主壓縮機(jī) 類型。接下來，在缺少節(jié)約器環(huán)路時(shí)，使用之前所定義的系統(tǒng)信息， 諸如參考實(shí)驗(yàn)確定的數(shù)據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算值，估計(jì)系統(tǒng)10將使用的功率 (s210)?？纱_定一基準(zhǔn)線估計(jì)功率假設(shè)值，用于接下來比較相對(duì)于通 過提供節(jié)約器環(huán)路所實(shí)現(xiàn)的任何估計(jì)功率節(jié)省。
接下來，在存在節(jié)約器環(huán)路時(shí)，估計(jì)相同的具有總系統(tǒng)條件的系 統(tǒng)10的功率(s220)。選擇輔助壓縮機(jī)類型(s222),并且定義所述節(jié)約 型環(huán)路的運(yùn)行條件(s224)。例如，在迭代計(jì)算中，可計(jì)算在全負(fù)荷下 的運(yùn)行，同時(shí)可對(duì)于部分負(fù)荷進(jìn)行其他的計(jì)算。也可選擇一節(jié)約器運(yùn) 行壓強(qiáng)(s226)。在迭代過程的一實(shí)施方案中，所述節(jié)約器運(yùn)行壓強(qiáng)可 被選擇為相等于冷凝器壓強(qiáng)。估計(jì)主環(huán)路所使用的功率以及節(jié)約器環(huán)路所使用的功率(s228和 s230)。將所估計(jì)的值求和(s232)，并且將其與之前相對(duì)于相同系統(tǒng) 10的非節(jié)約型版本而計(jì)算出的基準(zhǔn)線功率估計(jì)值進(jìn)行比較(s240)。優(yōu) 選的是，所述功率節(jié)省被計(jì)算作為節(jié)省功率的百分?jǐn)?shù)。然后選擇新的 節(jié)約器運(yùn)行壓強(qiáng)(s250)，并且所述過程返回至步驟s228，用以重新估 計(jì)在新的所選擇的節(jié)約器運(yùn)行壓強(qiáng)下所使用的功率。如所示出的，初 始的節(jié)約器運(yùn)行壓強(qiáng)被設(shè)置等于冷凝器壓強(qiáng)，然后將其以預(yù)確定的增 量減少(s250)。在不同的所選擇的壓強(qiáng)下以迭代方式重復(fù)所述估計(jì)過 程，直至所述增量變化產(chǎn)生節(jié)約器運(yùn)行壓強(qiáng)等于或者小于蒸發(fā)器壓強(qiáng) 的計(jì)算結(jié)果(s260)。
對(duì)于各個(gè)運(yùn)行壓強(qiáng)所節(jié)省的功率的計(jì)算百分比，可在所選擇的節(jié) 約器運(yùn)行壓強(qiáng)的范圍內(nèi)標(biāo)示出，以產(chǎn)生一個(gè)凈功率節(jié)省曲線圖。在圖 4中示出了一個(gè)示例性曲線圖。圖4中所示的樣本曲線是基于這樣的 一個(gè)制冷系統(tǒng)而繪制而成的，該制冷系統(tǒng)具有R134a制冷劑、43華氏 度的蒸發(fā)飽和溫度、104華氏度的冷凝器飽和溫度、以及8度的再冷 卻。在這種情況下，參考該曲線圖，可確定的是圖1中所示的制冷系 統(tǒng)的最佳性能可在節(jié)約器運(yùn)行在大約85psia的壓強(qiáng)下時(shí)達(dá)到，如由反 映了在滿負(fù)荷下的系統(tǒng)的實(shí)線所示出的，或者在大約79psia的壓強(qiáng)下 達(dá)到，如由虛線所示出的，在系統(tǒng)運(yùn)行在部分負(fù)荷下時(shí)。在y-軸下方 的運(yùn)行壓強(qiáng)表明使用節(jié)約器不能實(shí)現(xiàn)任何凈功率節(jié)省并且可被忽略。
因此，所述功率節(jié)省反映出運(yùn)行帶有節(jié)約器環(huán)路的制冷系統(tǒng)10相 對(duì)于運(yùn)行假設(shè)有相同的系統(tǒng)10但不包括節(jié)約器環(huán)路而所節(jié)省的功率 百分?jǐn)?shù)。所述凈功率節(jié)省可取決于制冷劑類型、分別在冷凝器和蒸發(fā) 器中的飽和溫度、以及是否所述冷凝器包括任何再冷卻。所述相應(yīng)于 最大凈功率節(jié)省的節(jié)約器壓強(qiáng)優(yōu)選地是通過控制笫一膨脹設(shè)備32和 輔助壓縮機(jī)20所保持的節(jié)約器運(yùn)行壓強(qiáng)，因此基本將節(jié)約器14保持 在最佳運(yùn)行條件，而無關(guān)于在制冷系統(tǒng)10的其他部分中所發(fā)生的變 化。
最佳節(jié)約器運(yùn)行壓強(qiáng)范圍可取決于許多因素， 一些因素是持久的 或半-持久的，諸如制冷劑的類型和壓縮機(jī)的類型以及相關(guān)的運(yùn)行特 征，同時(shí)其他的因素基于具體的運(yùn)行條件或整個(gè)系統(tǒng)所經(jīng)歷的負(fù)荷而變化。因此，凈功率節(jié)省可隨著制冷系統(tǒng)上的負(fù)荷的變化而改變。
由于輔助壓縮機(jī)20是相對(duì)于主壓縮機(jī)18可獨(dú)立控制的，所以允 許以一種不會(huì)不利地影響主壓縮機(jī)18的性能的方式來運(yùn)行輔助壓縮 機(jī)20。
通過控制輔助壓縮機(jī)20的揚(yáng)程(lift),以使得在共用的排放點(diǎn) 26的輔助壓縮機(jī)20的排放靜壓與主壓縮機(jī)18的排放靜壓相匹配，可 避免對(duì)主壓縮機(jī)18的性能造成不利影響。通過控制流過輔助壓縮機(jī) 20的流率，使得僅氣體制冷劑流過節(jié)約器環(huán)路，可進(jìn)一步避免對(duì)主壓 縮機(jī)18的性能造成不利影響。通過將所有的液體制冷劑導(dǎo)向蒸發(fā)器 16,這可降低或避免在節(jié)約器環(huán)路中的液體殘留。
就所選擇的作為輔助壓縮機(jī)20的壓縮機(jī)的類型而言，本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員可以以所公知的任何方式來對(duì)輔助壓縮機(jī)20的揚(yáng)程和容 量進(jìn)行控制。例如，輔助壓縮機(jī)20可包括變速驅(qū)動(dòng)器以控制揚(yáng)程和容 量。也可使用熱氣旁路來控制容量。替代地，可使用并聯(lián)的多個(gè)輔助 壓縮機(jī)來控制容量。如果輔助壓縮機(jī)20是一螺桿式壓縮機(jī)，可使用一 滑閥來控制在常水頭的容量。如果輔助壓縮機(jī)20是一離心式壓縮機(jī)， 可通過預(yù)旋葉片、吸入節(jié)流閥、和/或可變幾何擴(kuò)散器進(jìn)行控制，上迷 描述僅作為示例。
圖6示出一種運(yùn)行節(jié)約型制冷系統(tǒng)的方法，所述系統(tǒng)諸如為圖1 或圖5中所示的系統(tǒng)。選擇節(jié)約器運(yùn)行壓強(qiáng)(s100)。優(yōu)選地，所述運(yùn) 行壓強(qiáng)在參考凈功率節(jié)省所選擇的最佳運(yùn)行壓強(qiáng)的范圍內(nèi)。由于凈功 率節(jié)省是相關(guān)于總系統(tǒng)條件，因此所述最佳節(jié)約器壓強(qiáng)可在運(yùn)行過程 中變化，諸如取決于系統(tǒng)10是否在滿負(fù)荷或部分負(fù)荷下運(yùn)行。接下來， 確定所述節(jié)約器壓強(qiáng)是否等于所選擇的最佳壓強(qiáng)(sl10)。應(yīng)理解的是， 所述"等于"意味著相等于或者在其中所述正在比較的壓強(qiáng)可被視為 彼此相等的預(yù)定范圍內(nèi)。
如果所迷節(jié)約器壓強(qiáng)和所選擇的壓強(qiáng)不相等，則通過調(diào)整第一膨 脹設(shè)備32 ，諸如通過打開或關(guān)閉閥門以達(dá)到所選擇的節(jié)約器運(yùn)行壓強(qiáng)， 從而將節(jié)約器壓強(qiáng)調(diào)整至所選擇的壓強(qiáng)(sl20)。
一旦所述節(jié)約器壓強(qiáng)等于所選擇的壓強(qiáng)，或者如果節(jié)約器壓強(qiáng)已 等于最佳壓強(qiáng)，則比較在共用的排放點(diǎn)26的輔助壓縮機(jī)20的排放壓強(qiáng)與主壓縮機(jī)18的排i文壓強(qiáng)。如果兩者不相等，則改變輔助壓縮機(jī)20的揚(yáng)程，直至在共用的排放點(diǎn)26處的兩個(gè)排放壓強(qiáng)相等(s140)。
如果在共用的排放點(diǎn)26，輔助壓縮機(jī)的排放壓強(qiáng)等于主壓縮機(jī)的排放壓強(qiáng)，則確定是否節(jié)約器中僅有飽和蒸汽進(jìn)入輔助壓縮機(jī)20(sl50)。如果不是，則調(diào)整流率，例如通過增加或減少輔助壓縮才幾20的馬達(dá)速度。
盡管在圖6中示出一具體順序，但是應(yīng)理解的是，查詢步驟sl30和s150以及其相關(guān)的調(diào)整都可以以任意順序或者同時(shí)進(jìn)行。
在一實(shí)施方案中，設(shè)置一可選的控制器50以與輔助壓縮機(jī)20和第一膨脹設(shè)備32電子通信(圖l)，從而提供自動(dòng)控制。控制器50也與定位在整個(gè)制冷系統(tǒng)10中的多個(gè)傳感器單向通信，以監(jiān)控在壓強(qiáng)、流率和預(yù)期將被監(jiān)控的任何其他特征中的變化?？刂破?0包括至少一個(gè)微處理器和一個(gè)存儲(chǔ)器。配置所述微處理器，使得控制器50根據(jù)在制冷系統(tǒng)10中所測量的變化，向第一膨脹設(shè)備32發(fā)送控制信號(hào)以將節(jié)約器運(yùn)行壓強(qiáng)調(diào)整為所選擇的運(yùn)行壓強(qiáng)?？刂破?0可進(jìn)一步向輔助壓縮機(jī)20發(fā)送控制信號(hào)，以改變輔助壓縮機(jī)的容量或揚(yáng)程中的一個(gè)或兩者，從而維持節(jié)約器14中所選擇的運(yùn)行條件。
應(yīng)理解的是，本申請(qǐng)不限于在以下說明中所陳述或在附圖中所示出的細(xì)節(jié)或方法。還應(yīng)理解的是，在此所使用的措辭和術(shù)語僅為了說明的目的，并不應(yīng)理解為限制。
盡管在附圖中所示出和在此所描述的示例性實(shí)施方案是目前優(yōu)選的，但應(yīng)理解的是，提供這些實(shí)施方案僅為了示例目的。因此，本申請(qǐng)不限于具體的實(shí)施方案，而是擴(kuò)展至許多仍落在所附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的修改。任何過程或方法步驟的順序或次序都可根據(jù)替代實(shí)施方案而修改或重新排序。
本申請(qǐng)考慮了方法、系統(tǒng)以及在任何機(jī)器可讀介質(zhì)上的用于實(shí)現(xiàn)其操作的程序產(chǎn)品?？赏ㄟ^使用一現(xiàn)存的計(jì)算機(jī)處理器，或者通過一為該目的或其他目的而納入的用于一合適系統(tǒng)的專用計(jì)算機(jī)處理器，或者通過一硬布線系統(tǒng)，來實(shí)施本申請(qǐng)的實(shí)施方案。
重要的是應(yīng)注意，在各種示例性實(shí)施方案中所示出的制冷系統(tǒng)的構(gòu)造和布置僅為了示例性目的。盡管在本公開文本中僅詳細(xì)描述了一些實(shí)施方案，但是閱讀本公開文本的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易意識(shí)到，可以做出許多修改(例如，各元件的大小、尺寸、結(jié)構(gòu)、形狀、以及比例，參數(shù)值，安裝布置，材料的使用，顏色，及定向等的修改)，而本質(zhì)上不偏離在權(quán)利要求書中所陳述的主題的新穎性教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)。例如，被顯示為整體成形的元件可由多個(gè)部分或元件構(gòu)造，元件的位置可被倒置或者以其它方式改變，并且分立元件的性質(zhì)或數(shù)目或位置也可改變或變化。因此，所有這些修改都將被包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。任何過程或方法步驟的順序或次序都可根據(jù)可替代實(shí)施方案而修改或重新排序。在權(quán)利要求書中，任何方法加功能的條款都意在覆蓋執(zhí)行所述功能的在本文中所描述的結(jié)構(gòu)，并且不僅是結(jié)構(gòu)等同物而且也是等同結(jié)構(gòu)。在不偏離本申請(qǐng)范圍的情況下，對(duì)于示例性實(shí)施方案的設(shè)計(jì)、運(yùn)行條件和布置可做出其他替換、修改、改變和省略。
如上所述，在本申請(qǐng)范圍內(nèi)的實(shí)施方案包括程序產(chǎn)品，所述程序產(chǎn)品包括用于執(zhí)行或者具有機(jī)器可執(zhí)行指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)其上的機(jī)器可讀介質(zhì)。這種機(jī)器可讀介質(zhì)可以是可通過一通用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)或者帶有處理器的其他機(jī)器而可被訪問的任何可用的介質(zhì)。作為
示例，這種機(jī)器可讀介質(zhì)可包括RAM、 R0M、 EPR0M、 EEPR0M、 CD-ROM或其他的光學(xué)硬盤存儲(chǔ)器、磁盤存儲(chǔ)器或者其他的磁盤存儲(chǔ)設(shè)備，或者是可被用于攜帶或者存儲(chǔ)以機(jī)器可執(zhí)行指令或者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的預(yù)期程序代碼的任何其他介質(zhì)，或者是可通過一通用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)或者其他帶有處理器的機(jī)器而可被訪問的任何其他介質(zhì)。當(dāng)通過網(wǎng)絡(luò)或者另一通信連接(或者硬布線、無線、或者硬布線與無線的結(jié)合)向機(jī)器傳輸或提供信息時(shí)，所述機(jī)器恰當(dāng)?shù)貙⑦@種連接視為機(jī)器可讀介質(zhì)。因此，任何這種連接都被恰當(dāng)?shù)胤Q為機(jī)器可讀介質(zhì)。上述的結(jié)合也被包括在機(jī)器可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。機(jī)器可讀指令包括，例如，導(dǎo)致通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或者專用處理機(jī)器用于執(zhí)行某一功能或一組功能的指令和數(shù)據(jù)。
應(yīng)注意的是，盡管在本文中的附圖可示出方法步驟的一具體順序，但是應(yīng)理解的是這些步驟的順序可能不同于所描述的。此外，可同時(shí)或部分同時(shí)地執(zhí)行兩個(gè)或更多個(gè)步驟。這種變化將取決于所選擇的軟件和硬件系統(tǒng)以及設(shè)計(jì)者的選擇。應(yīng)理解的是，所有這種變化都在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)。同樣地，可利用帶有基于規(guī)則的邏輯電路和其他邏輯電路的標(biāo)準(zhǔn)編程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)軟件執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)各種連接步驟、處理步驟、比較步驟和判斷步驟。
權(quán)利要求
1.一種制冷系統(tǒng)，包括冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)約器和主壓縮機(jī)，其均由主制冷劑線路流體連接以形成主制冷劑環(huán)路；膨脹設(shè)備，其連接至在所述冷凝器和所述節(jié)約器之間的主制冷劑線路；輔助壓縮機(jī)；輔助制冷劑線路，其將所述節(jié)約器流體連接至所述輔助壓縮機(jī)，并且在所述主壓縮機(jī)和所述冷凝器之間一位置處，將所述輔助壓縮機(jī)流體連接至所述主制冷劑線路，從而形成節(jié)約器制冷劑環(huán)路，其中所述輔助壓縮機(jī)被配置為壓縮流過所述節(jié)約器制冷劑環(huán)路的制冷劑；以及其中所述輔助壓縮機(jī)是關(guān)于所述主壓縮機(jī)獨(dú)立可控的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述輔助壓縮機(jī)被配置 為在基本相等于所述主壓縮機(jī)的排放壓強(qiáng)的壓強(qiáng)下，排放壓縮的制 冷劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述主壓縮機(jī)包括單級(jí) 壓縮機(jī)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制冷系統(tǒng)，其中所述主壓縮機(jī)包括離心 式壓縮機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述主壓縮機(jī)包括多個(gè) 并聯(lián)相連的壓縮機(jī)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述輔助壓縮機(jī)包括螺 桿式壓縮機(jī)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制冷系統(tǒng)，其中所述螺桿式壓縮機(jī)具有 滑閥和變速驅(qū)動(dòng)器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述輔助壓縮機(jī)包括離 心式壓縮機(jī)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制冷系統(tǒng)，其中所述離心式壓縮機(jī)具有 選自下述控制特征的控制特征變速驅(qū)動(dòng)器、預(yù)旋葉片、吸入節(jié)流 閥、可變幾何擴(kuò)散器及上述特征的組合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述節(jié)約器包括閃蒸罐。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述膨脹設(shè)備包括閥。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，進(jìn)一步包括控制器，其 被配置為根據(jù)制冷系統(tǒng)運(yùn)行條件，控制所述膨脹設(shè)備和所述輔助壓 縮機(jī)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，進(jìn)一步包括附加膨脹設(shè) 備，其位于所述節(jié)約器和所述蒸發(fā)器之間。
14. 一種運(yùn)行節(jié)約型制冷系統(tǒng)的方法，包括 提供一主制冷劑環(huán)路，該環(huán)路包括冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)約器、位于所述冷凝器和所述節(jié)約器之 間的膨脹設(shè)備、以及主壓縮機(jī)，其均被主制冷劑線路流體連 接；提供一節(jié)約器制冷劑環(huán)路，該環(huán)路包括輔助壓縮機(jī)和輔助制冷劑線路，所述輔助制冷劑線路將所述 節(jié)約器流體連接至輔助壓縮機(jī)系統(tǒng)，并且在所述主壓縮機(jī)和 所述冷凝器之間一位置處，將所述輔助壓縮機(jī)流體連接至所 述主制冷劑線路；選擇節(jié)約器運(yùn)行壓強(qiáng)；在所選擇的運(yùn)行壓強(qiáng)下運(yùn)行所述節(jié)約器；獨(dú)立于流經(jīng)所迷主壓縮機(jī)的制冷劑的流率，控制流經(jīng)所述輔助 壓縮機(jī)的制冷劑的流率；以及獨(dú)立于穿過所述主壓縮機(jī)的壓強(qiáng)增加，控制穿過所述輔助壓縮 機(jī)的壓強(qiáng)增加。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述在所選擇的運(yùn)行壓強(qiáng) 下運(yùn)行所述節(jié)約器的步驟，包括調(diào)整所述膨脹設(shè)備，以修改所述節(jié) 約器運(yùn)行壓強(qiáng)為所選擇的運(yùn)行壓強(qiáng)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述選擇節(jié)約器運(yùn)行壓強(qiáng) 進(jìn)一步包括，選擇節(jié)約器運(yùn)行壓強(qiáng)小于或等于蒸發(fā)器壓強(qiáng)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述控制穿過所述輔助壓 縮機(jī)的壓強(qiáng)增加的步驟，包括建立共用的排放位置，以便將由所述主壓縮機(jī)所壓縮的制冷劑和由所述輔助壓縮^/L所壓縮的制冷劑混合；確定在所述共用的排放位置處被所述主壓縮機(jī)壓縮的制冷劑的壓 強(qiáng)；確定在所述共用的排放位置處被所述輔助壓縮機(jī)壓縮的制冷劑的 壓強(qiáng)；調(diào)整穿過所述輔助壓縮機(jī)的壓強(qiáng)的增加；且 在所述共用的排放位置，在基本等于所述主壓縮機(jī)的排放壓強(qiáng)的 壓強(qiáng)下，從所述輔助壓縮機(jī)中排放制冷劑。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述控制流經(jīng)所述輔助壓 縮機(jī)的制冷劑的流率的步驟，包括修改流率以僅壓縮來自所述輔助 壓縮機(jī)中的節(jié)約器的氣體制冷劑。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述控制流經(jīng)所述輔助壓 縮機(jī)的制冷劑的流率的步驟，包括修改流率以僅壓縮來自所述輔助 壓縮機(jī)中的節(jié)約器的飽和氣體制冷劑。
20. —種節(jié)約型制冷系統(tǒng)，包括冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)約器和主壓縮機(jī)，其均由主制冷劑線路流 體連接從而形成主制冷劑環(huán)路，所述主壓縮機(jī)是由單級(jí)離心式壓縮 機(jī)組成；膨脹設(shè)備，其連接至所述冷凝器和所述節(jié)約器之間的主制冷劑 線路；輔助壓縮機(jī)；以及輔助制冷劑線路，其將所述節(jié)約器流體連接至所述輔助壓縮機(jī)， 并且在所述主壓縮機(jī)和所述冷凝器之間一位置處將所述輔助壓縮 機(jī)流體連接至所述主制冷劑線路，從而形成節(jié)約器制冷劑環(huán)路，其 中所述輔助壓縮機(jī)被配置為壓縮流經(jīng)所述節(jié)約器制冷劑環(huán)路的制冷劑；其中所述輔助壓縮機(jī)是關(guān)于所述主壓縮機(jī)獨(dú)立可控的。
全文摘要
一種節(jié)約型制冷系統(tǒng)，包括主制冷劑環(huán)路，所述主制冷劑環(huán)路包括被主制冷劑線路(24)所連接的冷凝器(12)、蒸發(fā)器(16)、節(jié)約器(14)、在所述冷凝器和所述節(jié)約器之間的膨脹設(shè)備(32)、以及主壓縮機(jī)(18)。所述系統(tǒng)還包括包含有輔助壓縮機(jī)系統(tǒng)(20)和輔助制冷劑線路(22)的節(jié)約型制冷劑環(huán)路，所述輔助制冷劑線路(22)將節(jié)約器(14)流體連接至輔助壓縮機(jī)系統(tǒng)(20)，并且在主壓縮機(jī)系統(tǒng)(18)和冷凝器(12)之間一位置處將主制冷劑線路(24)流體連接至輔助壓縮機(jī)(20)。所述輔助壓縮機(jī)系統(tǒng)(20)是關(guān)于主壓縮機(jī)系統(tǒng)(18)獨(dú)立可控的。
文檔編號(hào)F25B41/00GK101583834SQ200780037537
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2007年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月26日
發(fā)明者J·F·賈奇, S·H·史密斯, S·T·薩默 申請(qǐng)人:江森自控科技公司