專利名稱：蒸汽壓縮系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蒸汽壓縮系統(tǒng)，并且更特別地，涉及一種使得蒸汽壓縮系統(tǒng)性能得到改善并降低運(yùn)行卸載模式下排出溫度的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
蒸汽壓縮系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于空調(diào)制冷和其他領(lǐng)域，并且包括一個壓縮機(jī)、一個冷凝器、一個膨脹裝置和一個蒸發(fā)器，以所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的方式使制冷劑順序地通過這些裝置。
而且眾所周知，具有旁路循環(huán)的蒸汽系統(tǒng)可以用于使部分制冷劑流體從壓縮機(jī)內(nèi)壓縮過程的中間位置返回到壓縮機(jī)的入口。這就使壓縮機(jī)卸載，這在沒有最大值需求的條件下經(jīng)常是合乎需要的。
盡管這種卸載可以幫助提供更連續(xù)的和因此更有效的系統(tǒng)運(yùn)行，但是我們?nèi)匀黄谕嗟靥岣呦到y(tǒng)的效率，并且這同樣也是本發(fā)明主要的目的。
本發(fā)明的另一個目的是既擴(kuò)展壓縮機(jī)的運(yùn)行范圍和防止有害的系統(tǒng)停機(jī)，又提高壓縮機(jī)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，可以容易地實現(xiàn)前述的目的和優(yōu)點。
依照本發(fā)明，提供包括一個主蒸汽壓縮循環(huán)的一種蒸汽壓縮系統(tǒng)，該主蒸汽壓縮循環(huán)包括通過主制冷劑管線順序連接的一個壓縮機(jī)、一個冷凝器、一個膨脹裝置和一個蒸發(fā)器，所述的壓縮機(jī)具有一個吸入口、一個主排出口和一個中間口，并且所述的主制冷劑管線與所述的主排出口和吸入口連通；一個旁路循環(huán)在所述的中間口和所述的吸入口之間連通；以及設(shè)置一個過熱傳感裝置，用于檢測來自所述主蒸汽壓縮循環(huán)和所述旁路循環(huán)的混合流體的過熱。
更進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明，提供一種運(yùn)行這種蒸汽壓縮系統(tǒng)的方法，該方法包括檢測所述混合流體過熱的步驟，并且根據(jù)所述的檢測步驟，運(yùn)行所述壓縮機(jī)和所述膨脹裝置中的至少一個。
根據(jù)本發(fā)明，有利地，在主循環(huán)和旁路循環(huán)之間的混合流體中，檢測送入壓縮機(jī)吸入口的過熱，以避免在壓縮機(jī)入口處的蒸汽的熱度過高。這將有利地使壓縮機(jī)和整個系統(tǒng)更有效地運(yùn)行，和/或有效地控制送入壓縮機(jī)的過熱量，改善整個系統(tǒng)的性能、擴(kuò)展整個系統(tǒng)的運(yùn)行范圍和提高壓縮機(jī)的可靠性。


下面是參照附圖的本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述，其中圖1示意性地描述本發(fā)明的系統(tǒng)。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及一種蒸汽壓縮系統(tǒng)，更特別地，涉及具有旁路循環(huán)和允許對送入壓縮機(jī)的過熱進(jìn)行特定控制的蒸汽壓縮系統(tǒng)。
參見圖1，所示的蒸汽壓縮系統(tǒng)10具有通過制冷劑管線順序連接的一個壓縮機(jī)12、一個冷凝器14、一個膨脹裝置16和一個蒸發(fā)器18，該制冷劑管線包括壓縮機(jī)12和冷凝器14之間的管線20、冷凝器14和膨脹裝置16之間的管線22、膨脹裝置16和蒸發(fā)器18之間的管線24以及蒸發(fā)器18和壓縮機(jī)12之間的管線26。
在這點上，壓縮機(jī)12具有一個吸入口28、一個主排出口30和一個中間排出口32。如圖所示，主制冷劑管線20通過主排出口30從壓縮機(jī)12引出，并且主制冷劑管線26通過吸入口28進(jìn)入壓縮機(jī)12。
該系統(tǒng)以所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的方式運(yùn)行，因此這里不再進(jìn)行描述。
更進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明，還提供一個旁路循環(huán)，該循環(huán)包括有效地連接于中間口32和旁路匯合處36之間的旁路管線34，該旁路匯合處36位于蒸發(fā)器18的下游和吸入口28的上游，如圖所示沿著管線26設(shè)置。
旁路關(guān)閉閥38也沿著旁路管線34設(shè)置，用于控制和/或完全阻止通過旁路循環(huán)的流體。
對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是公知的技術(shù)為，通過打開旁路閥38可以激活旁路循環(huán)，以使部分壓縮后的制冷劑從壓縮機(jī)12中排出并且注入吸入口28。這就是所指的卸載條件下的運(yùn)行，并且經(jīng)常例如系統(tǒng)在低于最大或峰值負(fù)荷需求的情況下是合乎需要的。
根據(jù)本發(fā)明，有利地，提供確定某一位置制冷劑蒸汽過熱的方法，如果旁路循環(huán)是激活的，該制冷劑蒸汽將攜帶來自主制冷劑循環(huán)和旁路循環(huán)的混合流體。
如圖1所示，這種方法可以通過設(shè)置過熱傳感裝置40來完成，如圖所示該裝置有利地設(shè)置在旁路匯合處36和吸入口28之間。裝置40與膨脹裝置16操作連接，借此通過控制膨脹裝置16的運(yùn)行來調(diào)節(jié)蒸發(fā)器18，使預(yù)期的過熱度，例如包括接近零過熱值饋送到壓縮機(jī)12的吸入口28。
可以理解的是任何膨脹裝置，例如機(jī)械的膨脹裝置、電子的膨脹裝置等都適合這一目的，當(dāng)然利用他們中的任何一種都伴隨有傳統(tǒng)過熱控制的局限。例如作為兩個例子，對于TXV，裝置40可以是測溫包，或者對于EXV，裝置40可以是傳感器。
根據(jù)本發(fā)明，如果需要的話，可以設(shè)置控制單元42并且與過熱傳感裝置40操作連接，用來接收關(guān)于混合流體中需要的過熱度的適當(dāng)信息。
過熱傳感裝置40在旁路匯合處36下游的位置，從蒸發(fā)器18流出的流體與旁路循環(huán)流體在該匯合處36混合，當(dāng)旁路閥38打開，在旁路卸載模式下運(yùn)行的過程中，使得進(jìn)入壓縮機(jī)的吸入過熱降低。
如果沒有本發(fā)明的系統(tǒng)，如圖1中虛線100所示，過熱通常在主流體和旁路流體匯合處的上游、蒸發(fā)器出口處測量，并且在旁路模式運(yùn)行中，會出現(xiàn)對蒸汽額外的且不必要的預(yù)熱。這種情況會發(fā)生在當(dāng)離開蒸發(fā)器的相對冷的蒸汽流與從壓縮機(jī)的中間壓力口流出的相對熱的旁路蒸汽混合時。
換句話說，如果在現(xiàn)有技術(shù)中過熱被控制得與在旁路匯合處上游檢測的值相等，而在本發(fā)明中過熱被控制得與在旁路匯合處下游檢測的值相等，那么在本發(fā)明中進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑蒸汽的溫度將比現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑蒸汽的溫度低。當(dāng)通過與更熱的旁路流體混合而使主制冷劑流體被額外預(yù)熱時，會出現(xiàn)進(jìn)入壓縮機(jī)的蒸汽過熱比在蒸發(fā)器出口的蒸汽過熱高的情況。因此，本發(fā)明中蒸汽的溫度比現(xiàn)有技術(shù)中蒸汽的溫度低，因為在本發(fā)明中旁路匯合處下游的蒸汽過熱受到控制。而且，本發(fā)明中過熱傳感裝置40的設(shè)置和位置會常常導(dǎo)致離開蒸發(fā)器的流體為兩相流，這就使得蒸發(fā)器18內(nèi)具有更均勻的溫度分布，因此同樣改善了蒸發(fā)器18的運(yùn)行。
這種壓縮機(jī)吸入過熱的降低改善了整個系統(tǒng)的性能，并且如期望的那樣降低了壓縮機(jī)12的排出溫度，因此也擴(kuò)展了系統(tǒng)的運(yùn)行范圍或者可以操作壓縮機(jī)12的運(yùn)行條件范圍。而且，由于壓縮機(jī)內(nèi)較低的溫度，使得壓縮機(jī)的效率和可靠性都得到提高。
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法更進(jìn)一步的優(yōu)點是，在大多數(shù)的應(yīng)用中，將該系統(tǒng)結(jié)合進(jìn)現(xiàn)有的系統(tǒng)時，幾乎不或者完全不需要硬件的變更，并且仍然能夠為系統(tǒng)性能帶來期望的好處。
應(yīng)該很清楚的是，本發(fā)明提供的系統(tǒng)和方法中，在系統(tǒng)運(yùn)行的旁路卸載模式下，增強(qiáng)了系統(tǒng)性能并且降低了壓縮機(jī)的排出溫度。而且，系統(tǒng)效率和壓縮機(jī)的可靠性同樣得到提高。
另外，值得注意的是，在常規(guī)運(yùn)行模式下，這種系統(tǒng)的變更和過熱傳感裝置的重新設(shè)置不會給系統(tǒng)的性能帶來負(fù)面影響。
可以理解的是，本發(fā)明不局限于所述的實例和圖示，這些僅僅被認(rèn)為是對本發(fā)明最佳實施方式的說明，并且會因為部件的形狀、尺寸和布置以及運(yùn)行的細(xì)節(jié)而改變。本發(fā)明更確定包括所有這些在權(quán)利要求限定的精神和范圍內(nèi)的變更。
權(quán)利要求
1.一種蒸汽壓縮系統(tǒng)，包括一個主蒸汽壓縮循環(huán)包括通過主制冷劑管線順序連接的一個壓縮機(jī)、一個冷凝器、一個膨脹裝置和一個蒸發(fā)器，所述的壓縮機(jī)具有一個吸入口、一個主排出口和一個中間口，并且所述的主制冷劑管線與所述的主排出口和吸入口連通；一個旁路循環(huán)在所述的中間口和所述的吸入口之間連通；設(shè)置一個過熱傳感裝置，用于檢測來自所述主蒸汽壓縮循環(huán)和所述旁路循環(huán)的混合流體的過熱。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述旁路循環(huán)在所述蒸發(fā)器的下游和所述吸入口的上游的旁路匯合處與所述的主蒸汽壓縮循環(huán)連接，并且其中所述的過熱傳感裝置位于所述旁路匯合處和所述吸入口之間。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括控制部件，該控制部件與所述過熱傳感裝置連接，并且適于根據(jù)從所述過熱傳感裝置收到的信息，控制所述壓縮機(jī)和所述膨脹裝置中至少一個的運(yùn)行。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述過熱傳感裝置是由TXV測溫包、壓力傳感器、溫度傳感器，以及它們的組合所構(gòu)成的組中選出的裝置。
5.一種運(yùn)行具有一個主蒸汽壓縮循環(huán)的蒸汽壓縮系統(tǒng)的方法，該主蒸汽壓縮循環(huán)包括通過主制冷劑管線順序連接的一個壓縮機(jī)、一個冷凝器、一個膨脹裝置和一個蒸發(fā)器，所述的壓縮機(jī)具有一個吸入口、一個主排出口和一個中間口，并且所述的主制冷劑管線與所述的主排出口和吸入口連通；一個旁路循環(huán)在所述的中間口和所述的吸入口之間連通；并且設(shè)置一個過熱傳感裝置，用于檢測來自所述主蒸汽壓縮循環(huán)和所述旁路循環(huán)的混合流體的過熱，該方法包括檢測所述混合流體中過熱的步驟，以及根據(jù)所述的檢測步驟，運(yùn)行所述壓縮機(jī)和所述膨脹裝置中的至少一個。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括下面的步驟選擇饋送到所述吸入口的預(yù)期過熱度，確定所述混合流體中實際的過熱度，以及運(yùn)行所述壓縮機(jī)和所述膨脹裝置中的至少一個，以提供實質(zhì)上對應(yīng)于所述預(yù)期過熱度的所述實際過熱度。
全文摘要
一種蒸汽壓縮系統(tǒng)包括一個主蒸汽壓縮循環(huán)，該主蒸汽壓縮循環(huán)具有通過主制冷劑管線順序連接的一個壓縮機(jī)(12)、一個冷凝器(14)、一個膨脹裝置(16)和一個蒸發(fā)器(18)，壓縮機(jī)具有一個吸入口(28)、一個主排出口(30)和一個中間口(32)，并且主制冷劑管線與主排出口和吸入口(28)連通；一個旁路循環(huán)(34，38)在中間口(32)和吸入口(28)之間連通；以及設(shè)置一個過熱傳感裝置(40)，用來檢測來自主蒸汽壓縮循環(huán)和旁路循環(huán)的混合流體的過熱。
文檔編號F25B41/04GK1784577SQ200480012029
公開日2006年6月7日 申請日期2004年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月5日
發(fā)明者A·利夫森, M·F·塔拉斯 申請人:開利公司