專利名稱：一種智能的制冷系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制冷系統(tǒng)，尤其涉及一種自動調節(jié)通過增壓泵的制冷劑流量的智能的制冷系統(tǒng)。
背景技術：
傳統(tǒng)空調和冷藏冷凍制冷系統(tǒng)如圖I所示，它主要包括蒸發(fā)器104、壓縮機101、冷凝器102和膨脹閥103，它們均被制冷管線連通以形成密閉的制冷環(huán)路。制冷劑液體在蒸發(fā)器104中吸收外部熱量蒸發(fā)成氣體，從而實現(xiàn)制冷效果。制冷劑從蒸發(fā)器104出來后被壓縮機101吸入。吸入到壓縮機101的低壓低溫的氣態(tài)制冷劑被壓縮成高壓高溫的氣態(tài)制冷劑。高壓高溫的氣態(tài)制冷劑進入冷凝器102，通過向冷卻介質(如空氣，水等)放熱，冷凝成高壓高溫液態(tài)制冷劑。有時在冷凝器后安裝用以儲存制冷劑的儲液罐。高壓高溫液態(tài)制冷劑從冷凝器102或儲液罐出來后被輸送至膨脹閥103，通過節(jié)流減壓而成為低溫低壓的制冷劑液體，重新進入蒸發(fā)器104進行蒸發(fā)制冷，開始新的制冷循環(huán)。但是這種制冷系統(tǒng)的效率較低，在極端的條件下無法穩(wěn)定安全地運行。為了提高制冷系統(tǒng)的工作效率，技術人員在傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)中應用了液體增壓技術，即在冷凝器102或儲液罐和膨脹閥103之間的制冷管線安裝液體增壓泵。參見圖2。該技術通過增壓泵105對液體制冷劑進行等溫增壓，一方面增強制冷劑流動，提高制冷劑傳輸效率，增強了制冷劑在蒸發(fā)器104的傳質傳熱；另一方面，該技術提高了制冷劑液體的飽和溫度，增加過冷度，消除制冷劑液體傳輸過程中的“閃發(fā)”現(xiàn)象(指制冷劑液體在向膨脹閥傳輸過程中，由于溫度升高或管道壓力損失，在到達膨脹閥前提前蒸發(fā)，損失部分制冷能力)，從而保證了系統(tǒng)的制冷能力。實現(xiàn)液管增壓效果的增壓泵105主要有離心泵或容積泵兩種類型。在增壓泵現(xiàn)有應用中，工程設計人員依據系統(tǒng)參數選擇類型和技術參數匹配的增壓泵，按照簡單的管線設計進行安裝。參見圖3。在考慮較周全的安裝設計中，設計人員往往會設計手動旁通管線106，用以在泵發(fā)生故障或需要維護時通過手動關閉增壓泵進出口閥門以及開啟手動旁通管線閥門，實現(xiàn)隔離增壓泵105而又不需要制冷系統(tǒng)停機的目的。但是，在制冷系統(tǒng)實際運行過程中，制冷劑的流量隨著系統(tǒng)運行工況變化而不斷變化，導致流入增壓泵的液體流量處在持續(xù)波動中。如果制冷劑液體的流量過大，例如當壓縮機101加載時出現(xiàn)會出現(xiàn)較大制冷劑流量，此時由于流量增大，經過增壓泵105時將可能產生較大的壓力損失，造成增壓效果明顯減弱，達不到有效的液管增壓設計目的，從而降低優(yōu)化效果。在極端情況下，還可能出現(xiàn)制冷劑因流量過大在通過增壓泵時產生較大壓力損失而發(fā)生瞬間蒸發(fā)，出現(xiàn)“閃發(fā)”現(xiàn)象。閃發(fā)對制冷系統(tǒng)的運行產生危害，不僅影響膨脹閥正常供液，降低系統(tǒng)的制冷能力，增大系統(tǒng)能耗，而且對于離心式增壓泵，還會造成“氣縛”現(xiàn)象，即由于泵內存有低密度氣體，旋轉后產生的離心力小，因而離心泵葉輪中心區(qū)所形成的低壓不足以將儲液罐內的液體吸入泵內，雖啟動離心泵也不能輸送液體的現(xiàn)象。在另一種情況下，如果制冷劑液體流速偏小，例如在制冷系統(tǒng)耗冷量降低壓縮機卸載時，制冷劑液體流量將大幅降低，甚至出現(xiàn)壓縮機101停機制冷劑暫停流動，此時運行的增壓泵105運行效率極大降低，特別是對于離心式增壓泵。在制冷劑流速為零時，此時增壓泵105如果持續(xù)運行將對閥門和泵體造成損害。
其次，雖然制冷系統(tǒng)液管增壓系統(tǒng)所用的增壓泵一般經過特殊設計，具有很高可靠性和穩(wěn)定性，但在極端情況下可能發(fā)生增壓泵故障停機而壓縮機還在工作，如果工作人員不能第一時間發(fā)現(xiàn)問題，此時對于離心式增壓泵，壓縮機會強制驅動制冷劑液體流過泵內，此時液體的壓力損失將無法消除，這將不同程度降低系統(tǒng)制冷能力；對于容積式的增壓泵，制冷劑液體的流動很有可能被完全堵塞，從而極大影響制冷系統(tǒng)正常運行。
顯然，如果不能有效調控在制冷劑流量過大或過小情況下增壓泵的穩(wěn)定運行，將對系統(tǒng)和設備造成不利影響。如何通過優(yōu)化設計來穩(wěn)定流量波動對增壓泵和制冷系統(tǒng)運行的影響，提高增壓泵的自動運行能力，最大程度實現(xiàn)制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定運行至關重要。發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供一種能夠自動控制通過增壓泵的制冷劑流量的智能的制冷系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種智能的制冷系統(tǒng)，包括壓縮機、 冷凝器、增壓泵、膨脹閥和蒸發(fā)器，它們由制冷管線連通以形成制冷環(huán)路，制冷系統(tǒng)還包括流量控制管線，流量控制管線的一端與冷凝器和增壓泵之間的制冷管線連通，另一端與增壓泵和膨脹閥之間的制冷管線連通。
在本發(fā)明所述的智能的制冷系統(tǒng)中，流量控制管線包括自動旁通管線和/或最低流量管線。
在本發(fā)明所述的智能的制冷系統(tǒng)中，自動旁通管線的入口端與增壓泵和冷凝器之間的制冷管線連通，出口端與增壓泵和膨脹閥之間的制冷管線連通，自動旁通管線設有單向流量開關。
在本發(fā)明所述的智能的制冷系統(tǒng)中，制冷系統(tǒng)還包括第一閥門、第二閥門和第三閥門，第一閥門位于冷凝器和自動旁通管線入口端之間，第二閥門位于自動旁通管線的入口端和增壓泵之間，第三閥門位于增壓泵和自動旁通管線的出口端之間。
在本發(fā)明所述的智能的制冷系統(tǒng)中，最低流量管線的一端與第三閥門和增壓泵之間的制冷管道連通，另一端與第一閥門和增壓泵之間的制冷管道連通或與單向流量開關和增壓泵之間的制冷管道連通。
在本發(fā)明所述的智能的制冷系統(tǒng)中，制冷系統(tǒng)還包括手動旁通管線，手動旁通管線的入口端與增壓泵和冷凝器之間的制冷管線連通，出口端與增壓泵和膨脹閥之間的制冷管線連通，手動旁通管線設有手動控制閥門。
在本發(fā)明所述的智能的制冷系統(tǒng)中，增壓泵為單個增壓泵或并聯(lián)的有共同入口和出口的多個增壓泵。
在本發(fā)明所述的智能的制冷系統(tǒng)中，當自動旁通管線入口端的液壓大于出口端的液壓時，單向流量開關打開，制冷劑從所述入口端流向出口端。
在本發(fā)明所述的智能的制冷系統(tǒng)中，所述最低流量管線的管徑小于自動旁通管線的管徑。
在本發(fā)明所述的智能的制冷系統(tǒng)中，所述最低流量管線的管徑小于增壓泵出口管線的管徑。
本發(fā)明所述的制冷系統(tǒng)具有的優(yōu)點包括通過流量控制管線的鋪設，可以使系統(tǒng)在流量過大、過小或增壓泵出現(xiàn)故障時，制冷系統(tǒng)也可以穩(wěn)定的運行，提高了系統(tǒng)的智能化、 自動化水平。


下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明智能的制冷系統(tǒng)作進一步說明，附圖中
圖I是現(xiàn)有技術的制冷系統(tǒng)的一個實施方案的系統(tǒng)結構示意圖2是現(xiàn)有技術的安裝增壓泵的制冷系統(tǒng)的一個實施方案的系統(tǒng)結構示意圖3是現(xiàn)有技術的制冷系統(tǒng)的一個實施方案的部分結構示意圖4是本發(fā)明智能的制冷系統(tǒng)的第一個實施方案的部分結構示意圖
圖5是本發(fā)明智能的制冷系統(tǒng)的第二個實施方案的部分結構示意圖
圖6是本發(fā)明智能的制冷系統(tǒng)的第三個實施方案的部分結構示意圖
圖7是本發(fā)明智能的制冷系統(tǒng)的第四個實施方案的部分結構示意圖
圖8是本發(fā)明智能的制冷系統(tǒng)的第五個實施方案的部分結構示意圖。
具體實施方式
結合圖4至圖8闡述本發(fā)明的智能的制冷系統(tǒng)的結構和工作原理。為突出本發(fā)明的創(chuàng)造性部分，省略了制冷系統(tǒng)的一些裝置和管線，本領域的技術人員能夠根據本發(fā)明公開的內容實施這些技術方案，解決本發(fā)明提出的技術問題，并達到相應的技術效果。需要注意的是，所有實施方式均為優(yōu)選的例證性的實施例，不能理解為限制本發(fā)明的保護范圍。
如圖4所示，本發(fā)明的智能的制冷系統(tǒng)主要通過將流量控制管線連通于增壓泵的兩側來實現(xiàn)對制冷劑流量的自動化、智能化控制。流量控制管線包括自動旁通管線201和最低流量管線202。其中，自動旁通管線201的入口端與增壓泵105和冷凝器102之間的制冷管線連通，出口端與增壓泵105和膨脹閥103之間的制冷管線連通，自動旁通管線201 還裝有控制制冷劑從入口端流向出口端的單向流量開關204，以防止制冷劑的倒流。該系統(tǒng)還包括第一閥門301、第二閥門302和第三閥門303，其中第一閥門301安裝于冷凝器和自動旁通管線201的入口端之間的制冷管線，第二閥門302安裝于增壓泵和自動旁通管線201 的入口端之間的制冷管線，第三閥門303安裝于增壓泵和自動旁通管線201的出口端之間的制冷管線。該系統(tǒng)還包括最低流量管線202，其一端與第三閥門303和增壓泵之間的制冷管線連通，另一端與單向流量開關204和自動旁通管線201的入口端之間的制冷管線連通， 最低流量管線202安裝流量調節(jié)系統(tǒng)203。
當制冷劑流速過大時，增壓泵的增壓效果顯著減弱，所以自動旁通管線201的單向流量開關204兩邊的壓力差增大，單向流量開關的閥門打開，部分制冷劑從自動旁通管線201流到膨脹閥103，從而減少了進入增壓泵105的制冷劑流量，使其恢復到正常狀態(tài)， 保證系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定地運行。另外，在增壓泵105由于各種原因出現(xiàn)故障時，液體通過增壓泵105的阻力增大，也會使單向流量開關204兩邊的壓力差增大，從而導致閥門打開，制冷劑從自動旁通管道201通過，分流通過增壓泵105的制冷劑，保證系統(tǒng)的連續(xù)和穩(wěn)定的運行。當增壓泵105需要維修時，可以關閉第二閥門302、第三閥門303和流量調節(jié)系統(tǒng)203， 制冷劑從自動旁通管道201流過，完全隔離了增壓泵105，同時不影響系統(tǒng)的運行。因此，在系統(tǒng)最大流量超過工作流量范圍的一半、維修增壓泵的同時需要系統(tǒng)運行，或大型制冷系統(tǒng)需要連續(xù)運行時，應該考慮安裝自動旁通管線。
在系統(tǒng)運行的一些時候，通過增壓泵的制冷劑的流量可能過小，從而導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。在這種情況下，從增壓泵流出的制冷劑經最低流量管線流回增壓泵的入口，重新循環(huán)，維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在該實施例中，系統(tǒng)能夠保證有足夠的制冷劑流經正在運行的增壓泵，以減少對增壓泵的損害。在系統(tǒng)正常運行時，也有部分制冷劑從最低流量管線返回增壓泵，為了提高工作效率，最低流量管線的直徑不能過大，且要安裝流量調節(jié)系統(tǒng)，以便于控制最低流量管線的流量。該實施例中的單向流量開關可以為止回閥或電磁閥。
圖5為本發(fā)明智能的制冷系統(tǒng)的第二個實施例的系統(tǒng)結構圖，與圖4所述的系統(tǒng)不同的是該制冷系統(tǒng)還具有手動旁通管線106。該手動旁通管線一端與第一閥門301和冷凝器102之間的制冷管線連通，另一端與第三閥門303和膨脹閥103之間的制冷管線連通， 手動旁通管線106上裝有手動閥門107。作為備用管線，它在自動旁通管線201出現(xiàn)意外的情況下手動打開，以分流通過增壓泵的制冷劑，維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
轉到圖6，描述本發(fā)明智能的制冷系統(tǒng)的第三個實施方案。該實施方案與第二個實施方案不同的是該實施方案只設計了手動旁通管線106和最低流量管線202。
圖7是本發(fā)明智能的制冷系統(tǒng)的第四個實施方案的系統(tǒng)結構示意圖。與第二個實施方案不同的是該制冷系統(tǒng)包括手動旁通管線106和自動旁通管線201。
圖8是本發(fā)明智能的制冷系統(tǒng)的第五個實施方案的系統(tǒng)結構示意圖。與第一個實施方案不同的是最低流量管線202的一端與第二閥門302和增壓泵105之間的制冷管線連通。
本領域的技術人員知曉，本發(fā)明的技術方案和技術思想可用于除制冷系統(tǒng)以外的液體流量變化較大的系統(tǒng)。另外，本發(fā)明中的流量控制管線，包括自動旁通管線和最低流量管線的尺寸可根據系統(tǒng)流量等級需求設定，管線上開關和流量控制系統(tǒng)的控制類型和方法也可以根據實際情況靈活設計。
總之，本發(fā)明通過在制冷系統(tǒng)中的增壓泵進出口管線上增加了自動旁通管線和最低流量管線，使系統(tǒng)能夠在較大和較低流量的情況下通過自動調節(jié)增壓泵的流量實現(xiàn)增壓泵的無看守穩(wěn)定運行，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、連續(xù)性和自動化程度。
本發(fā)明是通過一些實施例進行描述的，本領域技術人員知悉，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對這些特征和實施例進行各種改變或等效替換。另外，在本發(fā)明的教導下，可以對這些特征和實施例進行修改以適應具體的情況而不會脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明不受此處所公開的具體實施例的限制，所有落入本申請的權利要求范圍內的實施例都屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種智能的制冷系統(tǒng)，包括壓縮機、冷凝器、增壓泵、膨脹閥和蒸發(fā)器，它們由制冷管線連通以形成制冷環(huán)路，其特征在于，所述制冷系統(tǒng)還包括流量控制管線，所述流量控制管線的一端與所述冷凝器和所述增壓泵之間的制冷管線連通，另一端與所述增壓泵和所述膨脹閥之間的制冷管線連通。
2.根據權利要求I所述的智能的制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述流量控制管線包括自動旁通管線和/或最低流量管線。
3.根據權利要求2所述的智能的制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述自動旁通管線的入口端與所述增壓泵和所述冷凝器之間的制冷管線連通，出口端與所述增壓泵和所述膨脹閥之間的制冷管線連通，所述自動旁通管線設有單向流量開關。
4.根據權利要求3所述的智能的制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述制冷系統(tǒng)還包括第一閥門、第二閥門和第三閥門，所述第一閥門位于所述冷凝器和所述自動旁通管線入口端之間， 所述第二閥門位于所述自動旁通管線的入口端和所述增壓泵之間，所述第三閥門位于所述增壓泵和所述自動旁通管線的出口端之間。
5.根據權利要求4所述的智能的制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述最低流量管線的一端與所述第三閥門和所述增壓泵之間的制冷管道連通，另一端與所述第一閥門和所述增壓泵之間的制冷管道連通或與所述單向流量開關和所述增壓泵之間的制冷管道連通。
6.根據權利要求2所述的智能的制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述制冷系統(tǒng)還包括手動旁通管線，所述手動旁通管線的入口端與所述增壓泵和所述冷凝器之間的制冷管線連通，出口端與所述增壓泵和所述膨脹閥之間的制冷管線連通，所述手動旁通管線設有手動控制閥門。
7.根據權利要求3至5任一項所述的智能的制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述增壓泵為單個增壓泵或并聯(lián)的有共同入口和出口的多個增壓泵。
8.根據權利要求7所述的智能的制冷系統(tǒng)，其特征在于，當所述自動旁通管線入口端的液壓大于出口端的液壓時，所述單向流量開關打開，制冷劑從所述入口端流向出口端。
9.根據權利要求7所述的智能的制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述最低流量管線的管徑小于自動旁通管線的管徑。
10.根據權利要求7所述的智能的制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述最低流量管線的管徑小于增壓泵出口管線的管徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能的制冷系統(tǒng)，包括壓縮機(101)、冷凝器(102)、增壓泵(105)、膨脹閥(103)和蒸發(fā)器(104)，它們由制冷管線連通以形成制冷環(huán)路，其特征在于，所述制冷系統(tǒng)還包括流量控制管線(201、202)，所述流量控制管線的一端與所述冷凝器(102)和所述增壓泵(105)之間的制冷管線連通，另一端與所述增壓泵(105)和所述膨脹閥(103)之間的制冷管線連通。本發(fā)明的智能制冷系統(tǒng)具有的優(yōu)點包括自動調節(jié)系統(tǒng)中通過增壓泵的制冷劑流量，使系統(tǒng)能在極端條件下穩(wěn)定安全地運行，提高了制冷系統(tǒng)的智能化和自動化程度。
文檔編號F25B41/04GK102538313SQ20121001752
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權日2012年1月19日
發(fā)明者詹博瀚 申請人:詹博瀚