專利名稱：具有可變冷凝器卸荷的制冷除濕系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷系統(tǒng)，其包括了再熱功能以及冷凝器，該冷 凝器包括多個制冷劑通道，其中至少一些通道可選擇性地關(guān)閉，以控 制冷凝器(室外部分)與再熱器(室內(nèi)部分)之間的總排熱分布。
背景技術(shù)：
制冷系統(tǒng)用于控制受調(diào)節(jié)的各種室內(nèi)環(huán)境內(nèi)空氣的溫度和濕度。 在工作于冷卻模式中的典型制冷系統(tǒng)中，制冷劑在壓縮機(jī)內(nèi)被壓縮并 且被輸送到冷凝器(或在此情況中是室外熱交換器)。在冷凝器中， 熱量在外部環(huán)境空氣和制冷劑之間進(jìn)行交換。制冷劑從冷凝器傳送到 膨脹裝置，制冷劑在膨脹裝置處膨脹到更低的壓力和溫度，并且隨后 到達(dá)蒸發(fā)器(或室內(nèi)熱交換器)。在蒸發(fā)器中，熱量在制冷劑和室內(nèi) 空氣之間進(jìn)行交換，以調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣。當(dāng)制冷系統(tǒng)工作時，蒸發(fā)器對 那些正在被供應(yīng)到室內(nèi)環(huán)境的空氣進(jìn)行冷卻。另外，由于室內(nèi)空氣的 溫度降低，濕氣通常也被從空氣中抽出。以此方式，也能夠控制室內(nèi) 空氣的濕度水平。用制冷系統(tǒng)控制該受調(diào)節(jié)空間中的環(huán)境的另 一種方式是利用再熱器(reheat coil)。通常，再熱器設(shè)置在已經(jīng)吹過該蒸發(fā)器上方的空 氣的路徑中。空氣經(jīng)過該再熱器的上方，以便從制冷劑(其溫度高于 離開蒸發(fā)器的空氣的溫度)中重新獲得熱量。這樣，該再熱器能夠提 高離開蒸發(fā)器的空氣的溫度。因此，空氣在蒸發(fā)器中被除濕并被過冷 卻，然后，該空氣在該再熱器中被重新加熱回到舒適的溫度。對于公知制冷系統(tǒng)，另 一種選擇是使用旁路管線來重新設(shè)置冷凝 器周圍的制冷劑流動路線。在這種方式中，至少一部分制冷劑可以繞 過該冷凝器，這將降低其接近蒸發(fā)器時的冷卻潛能。在現(xiàn)有的系統(tǒng)中， 該冷凝器旁路已經(jīng)與該再熱器一起使用，以控制進(jìn)入再熱器的制冷劑 的熱力學(xué)狀態(tài)。另一方面，該冷凝器通道的尺寸通常設(shè)置成處理流過 該冷凝器的正常體積的制冷劑，為了適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)功能性和可靠的工作， 應(yīng)該在廣泛的環(huán)境和工作條件的范圍內(nèi)小心控制有多少制冷劑經(jīng)過各回路。進(jìn)一步，旁路管線中的脈動流(在使用脈寬調(diào)制的情形中)會 在該制冷劑回路中引入一些不希望有的不穩(wěn)定性，這將是難于控制的。因此，由于效率、排出壓力(head pressure )控制、含油率以及其它 考慮的限制，如果只有冷凝器旁路，則其應(yīng)用范圍有限。因此，需要有一種制冷除濕系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有可變的再熱能力， 并且在不會更復(fù)雜的情況下以邊際成本提供可靠且有效的工作。發(fā)明內(nèi)容在本發(fā)明的公開實施例中，在包含再熱功能的制冷系統(tǒng)中，冷凝 器具有多個制冷劑通道，這些通道中的至少一些通道具有截止裝置。 這樣，當(dāng)較少通道打開以允許制冷劑流過該主冷凝器時，由該冷凝器 排出較少的熱量，并在再熱器處提供更大的再熱能力?？梢酝ㄟ^選擇性地關(guān)閉一些冷凝器通道來實現(xiàn)再熱能力的提高。 這樣，可以按照應(yīng)用需求以及設(shè)計限制來減小冷凝器尺寸以及冷凝器 負(fù)荷。所提供的這種構(gòu)思的另一附帶效益在于，通過改變冷凝器中有效 制冷劑通道的數(shù)量，自然就提供了一種排出壓力控制，而不論工作模 式是什么。很明顯，冷凝器上的壓降必須保持在設(shè)計準(zhǔn)則范圍內(nèi)，并 且，在一個公開實施例中，可以包括繞過該冷凝器的旁路管線，以提 供附加的操作靈活性。該旁路管線也可以與該再熱環(huán)路組合使用?？梢詮南挛牡恼f明書以及附圖中最佳地理解本發(fā)明的這些以及其 它特征，下面是對附圖的簡要說明。


圖l示出了包括本發(fā)明的第一示意圖； 圖2示出了另一種方案的示意圖。
具體實施方式
圖l中示出了一種制冷系統(tǒng)20,其包括壓縮機(jī)22，該壓縮機(jī)22壓縮 制冷劑并將其輸送至下游的冷凝器24。膨脹裝置26位于冷凝器24的下 游，蒸發(fā)器28位于膨脹裝置26的下游。制冷劑從蒸發(fā)器28返回至壓縮 機(jī)22。如圖所示，多個并聯(lián)的制冷劑通道(或流路)30、 32和34通過該冷凝器24。截止裝置(諸如閥)36設(shè)置在這三個流路的其中兩個流 路32和34上?？刂破饔糜诖蜷_或者關(guān)閉該截止閥36。旁路管線38包括 閥40,該閥40用于選擇性地允許至少一部分制冷劑繞過該冷凝器24。三通閥42選擇性地將制冷劑發(fā)送至管線44內(nèi)并且通過再熱換熱器 46。風(fēng)扇48抽吸蒸發(fā)器28上方以及再熱換熱器46上方的空氣。而且， 止回閥140設(shè)置在該再熱環(huán)路中并處于再熱換熱器"的下游。正如所知道的那樣，在需要除濕的時候使用該再熱環(huán)路?；旧?， 控制該蒸發(fā)器而將空氣的溫度水平冷卻至低于由制冷系統(tǒng)20所調(diào)節(jié)的 空間的居住者所希望的溫度，以便從空氣流中除去足量的濕氣。然后， 該冷的且被除濕的空氣經(jīng)過再熱器46的上方，再熱器46 (在工作時) 的溫度高于離開蒸發(fā)器28的空氣的溫度。這樣，該再熱器向著該受調(diào) 節(jié)的空間的居住者所希望的溫度再熱該空氣。對再熱器的控制是已知 的。有時會希望去改變所提供的冷卻和/或除濕量。通過限制穿過該冷 凝器24的制冷劑流路的數(shù)量，可以控制由該主冷凝器24排出的熱量以 及再熱器46所提供的再熱量。在該制冷系統(tǒng)20中，可以通過關(guān)閉該閥 36、打開閥40或者這兩者來實現(xiàn)再熱控制的增量步幅。以這樣的方式， 可以改變加在冷凝器上的熱負(fù)荷量以及流過該冷凝器的制冷劑量，所 排出的總熱量可以在主冷凝器24與再熱器"之間轉(zhuǎn)移。通過降低在冷 凝器24內(nèi)所交換的熱量，也可以調(diào)節(jié)在蒸發(fā)器28內(nèi)完成的冷卻和除濕 量。例如，如果在再熱換熱器46的下游希望有更高的空氣溫度，則穿 過該主冷凝器24的制冷劑流路36中的 一 些將被切斷或離線 (off-line)。結(jié)果，在冷凝器24中將利用較小的熱傳遞表面，流過 其余流路30的制冷劑的壓差會同步增大。從而，盡管冷凝溫度(或排 放壓力)會升高，但是總效應(yīng)是減小了由主冷凝器24所排出的熱量。 由于再熱器46中的溫度差異會增大，并且離開該主冷凝器24的制冷劑 會有更高的熱焓，因此，在再熱器46中排出的熱量會升高，從而向供 給至該受調(diào)節(jié)環(huán)境的空氣提供所需的更高溫度。進(jìn)一步，閥40能與閥 36組合使用以確保精確控制以及安全可靠的工作。最后，包含有截止 裝置36的流路的數(shù)量可以變化，并且由設(shè)備類型以及實際考慮因素來 確定。這樣，本發(fā)明中的控制器操作閥36和40以及閥42，以實現(xiàn)所需的 冷卻和除濕水平，同時該制冷系統(tǒng)20工作在再熱沖莫式下。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到上述這些閥在什么條件下應(yīng)該被 打開和/或關(guān)閉。本發(fā)明的另一附帶效益在于，通過改變主冷凝器中有 效制冷劑流路的數(shù)量，自然就提供了一種排出壓力(head pressure) 控制，而不管工作模式是什么。圖2示出了另一系統(tǒng)50,其中，再熱管線52從三通閥54抽取制冷劑，及一對穿過冷凝器56的制冷劑流路58和60的上游)的主制冷劑管線。 僅在流路60上示出了截止閥62。再一次，含有閥62的流路數(shù)量是可以 變化的。對該制冷系統(tǒng)的控制類似于對制冷系統(tǒng)20的控制。基本上是，打 開和關(guān)閉該閥62以改變冷凝器56上以及因此再熱器46上的熱負(fù)荷。雖然在圖1和圖2中示出了兩種基本的再熱構(gòu)思，但是，許多系統(tǒng) 構(gòu)造也可以同樣地得益于本發(fā)明。盡管已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員將會認(rèn)識到某些改變也將落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。為此，應(yīng)該研究 下列權(quán)利要求以確定本發(fā)明的真正范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種制冷系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)通過排放管線輸送制冷劑至下游的冷凝器，所述排放管線與穿過所述冷凝器的多個并聯(lián)流路相連通，并且，所述多個流路中的至少一個流路具有截止裝置；將所述冷凝器的下游連通至膨脹裝置以及將所述膨脹裝置的下游連通至蒸發(fā)器的管線，以及將所述蒸發(fā)器返回連通至所述壓縮機(jī)的管線；和包含在所述制冷系統(tǒng)內(nèi)的再熱管線，所述再熱管線接收制冷劑，并使得所述接收到的制冷劑經(jīng)過再熱換熱器，并從所述再熱換熱器返回到主制冷劑管線中；空氣移動裝置，用于移動所述蒸發(fā)器上方以及所述再熱換熱器上方的空氣；以及控制器，用于選擇性打開所述截止裝置，以便與所述再熱管線一起實現(xiàn)所希望的控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中， 一旁路管線選擇性地允 許至少一部分制冷劑繞過所述冷凝器，所述旁路管線也包括旁路閥， 并且，所述控制器選擇性地控制所述旁路閥。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述再熱管線從所述冷 凝器下游的位置抽取制冷劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述再熱管線從所述冷 凝器上游的位置抽取制冷劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制冷系統(tǒng)，其中，來自所述壓縮機(jī)的所述 排放管線分叉進(jìn)入所述多個并聯(lián)流路，并且所述再熱管線從分叉點上 游的位置抽取制冷劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中，有至少三個所述流路， 并且所述至少三個流路中的至少兩個流路具有截止裝置。
7. —種控制制冷系統(tǒng)的方法，包括，提供壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)通過排放管線輸送壓縮制冷劑至下游的 冷凝器，所述排放管線與穿過所述冷凝器的多個并聯(lián)流路相連通，并 且，所述多個流路中的至少一個流路具有截止裝置；將制冷劑從所述冷凝器的下游傳送至膨脹裝置，并且將制冷劑從 所述膨脹裝置的下游傳送至蒸發(fā)器，以及將制冷劑從所述蒸發(fā)器傳送 回所述壓縮一幾；和包含在所述制冷系統(tǒng)內(nèi)的再熱管線，所述再熱管線接收制冷劑， 并使得所述接收到的制冷劑經(jīng)過再熱換熱器，并從所述再熱換熱器返回到主制冷劑管線中；空氣移動裝置，用于移動所述蒸發(fā)器上方以及 所述再熱換熱器上方的空氣；以及控制器，用于選擇性打開所述截止 裝置，以便與所述再熱管線一起實現(xiàn)所希望的控制。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中， 一旁路管線選擇性地允許至 少一部分制冷劑繞過所述冷凝器，所述旁路管線也包括旁路閥，并且， 所述控制器選擇性地控制所述旁路閥。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述再熱管線從所述冷凝器 下游的位置抽取制冷劑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述再熱管線從所述冷凝 器上游的位置抽取制冷劑。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，來自所述壓縮機(jī)的所述排 放管線分叉進(jìn)入所述多個并聯(lián)流路，并且所述再熱管線從分叉點上游 的位置抽取制冷劑。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，有至少三個所述流路，并且所述至少三個流路中的至少兩個流路具有截止裝置。
全文摘要
一種制冷系統(tǒng)中的冷凝器具有多個制冷劑流路，其中至少一個制冷劑流路裝有截止裝置。再熱器也并入到該制冷系統(tǒng)中，以提供增強(qiáng)的除濕功能。通過選擇性地關(guān)閉冷凝器中的至少一個有效制冷劑流路，可以控制由該冷凝器排出的熱量以及由該再熱器排出熱量，從而在冷凝器與再熱器之間轉(zhuǎn)移熱負(fù)荷。以這種方式，并且組合再熱環(huán)路的工作，可以提供逐步增加的除濕以及冷卻/加熱，并且可以精確控制濕度和溫度。
文檔編號F25B6/00GK101263350SQ200580051581
公開日2008年9月10日 申請日期2005年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月15日
發(fā)明者A·利夫森, M·F·塔拉斯 申請人:開利公司