制冷回路的制作方法
【专利说明】制冷回路
[0001]本发明涉及一种制冷回路，并且具体地涉及一种包括用于泄漏检测的装置的制冷回路。
[0002]在循环制冷剂的流动方向上包括用于压缩制冷剂的压缩机单元、至少一个冷凝器和至少一个蒸发器(具有连接在其上游的膨胀装置)的制冷回路是本领域中熟知的。
[0003]为了允许制冷回路有效操作，需要最优制冷剂充注量。此最优充注量随环境条件(例如像环境温度)和冷却能力(例如将供应的冷却柜/冷藏室的数量)而变化。为了在所有可能的环境条件下保障相应最优充注量，通常提供制冷剂接收器(或缓冲器)。所述制冷剂接收器存储系统的最优操作当前所不需要的过剩液体制冷剂，并且如果需要更多制冷剂或如果系统由于泄漏而损失制冷剂，则将液体制冷剂释放回到系统。所述接收器通常装备有用于检测存储在接收器内的液体水平的装置，例如液体水平传感器。在制冷剂由于泄漏而损失的情况下，存储在接收器内的制冷剂的水平一降到低于预定最低液体水平，液体水平传感器就提供警报信号。然而，由于系统所包括的制冷剂的量常常显著大于在大多数操作条件下所需的制冷剂的量，所以系统可在达到预定最低制冷剂水平并且发起警报之前损失大量制冷剂。
[0004]因此将有益的是提供一种包括改进的泄漏检测装置的制冷回路，所述改进的泄漏检测装置允许在泄漏的早期阶段检测到制冷回路的甚至很小的泄漏。
[0005]进一步有益的是提供一种可以低成本来生产和操作并占用仅仅很小空间的制冷回路。
[0006]—种根据本发明的示例性实施方案的制冷回路在循环制冷剂的流动方向上包括:用于压缩制冷剂的压缩机单元;冷凝器；以及至少一个蒸发器，其具有连接在其上游的膨胀装置;制冷回路还包括:低温冷却温度传感器，其位于冷凝器的出口处以用于测量离开冷凝器的制冷剂的温度;控制单元，其功能地连接到低温冷却温度传感器并且被配置用于基于由低温冷却温度传感器测量的制冷剂温度来检测制冷回路中的泄漏，其中冷凝器包括:液化部分，其被配置用于使制冷剂至少部分地液化；以及随后的低温冷却部分，其被配置用于低温冷却并存储液化制冷剂;其中冷凝器的出口、具体地是低温冷却部分的出口，通过无接收器的连接线来连接到至少一个蒸发器的膨胀装置。低温冷却部分直接连接到液化部分，即在无布置在液化部分与低温冷却部分之间的另外装置的情况下，或仅仅借助于如将参照图3详细描述的气液分离器。
[0007]—种根据本发明的另一些示例性实施方案的用于检测制冷回路中的泄漏的方法包括以下步骤:压缩制冷剂;使制冷剂在冷凝器的液化部分中至少部分地液化;使至少部分液化的制冷剂从液化部分流动到冷凝器的随后的低温冷却部分;在冷凝器的低温冷却部分中低温冷却制冷剂；以直接的、无接收器的方式，将制冷剂从冷凝器的出口、具体地是低温冷却部分的出口引导到至少一个蒸发器的膨胀装置，并蒸发制冷剂;所述方法还包括以下步骤:测量离开冷凝器的低温冷却部分的液体制冷剂的温度；以及基于由低温冷却温度传感器测量的液体温度来检测制冷回路中的泄漏。至少部分液化的制冷剂被直接引导到液化部分，即在无布置在液化部分与低温冷却部分之间的另外装置的情况下，或仅仅借助于如将参照图3详细描述的将气态部分与液体部分分离的气液分离器。
[0008]以下参照附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述，在所述附图中:
[0009]图1示出根据本发明的第一示例性实施方案的制冷回路的示意图。
[0010]图2示出根据本发明的第二示例性实施方案的制冷回路的示意图。
[0011]图3示出根据本发明的第三示例性实施方案的制冷回路的示意图。
[0012]图1示出根据本发明的第一示例性实施方案的制冷回路la的示意图。
[0013]制冷回路la在由箭头A指示的循环制冷剂的流动方向上包括:压缩机单元，其包括用于压缩制冷剂的至少一个压缩机2;至少一个冷凝器4;以及至少一个蒸发器10，其具有连接在其上游的对应膨胀装置8。
[0014]至少一个冷凝器4包括:上游侧液化部分4a，其流体连接到压缩机2的出口并被配置用于使由压缩机2供应的制冷剂至少部分地液化；以及随后的下游侧低温冷却部分4b，其被配置用于低温冷却并存储已经由冷凝器4的液化部分4a液化的制冷剂。液化部分4a的出口直接连接到液化部分4b，即液化部分4a和低温冷却部分4b与彼此整体形成和/或借助于无接收器的连接线连接，使得已经在液化部分4a内液化的制冷剂从液化部分4a直接流动到低温冷却部分4b中。冷凝器4的出口、具体地是低温冷却部分4b的出口，借助于无接收器的连接线7流体连接到至少一个蒸发器10的膨胀装置8，使得液化且低温冷却的制冷剂直接、即在不经过接收器的情况下从低温冷却部分4b流动到膨胀装置8中，而无需经过另一个装置、具体地无需经过接收器。
[0015]冷凝器4的低温冷却部分4b不仅被配置用于低温冷却液化制冷剂，而且用于存储制冷回路la在当前环境条件下操作所不需要的任何过剩液体制冷剂，以便满足实际冷却需求。因此，与现有技术相反，不需要提供用于存储过剩制冷剂的另外接收器。
[0016]低温冷却温度传感器6设置在冷凝器4的低温冷却部分4b的出口处，以便测量离开冷凝器4的液化且低温冷却的制冷剂的温度。
[0017]用于使液化且低温冷却的制冷剂膨胀的膨胀装置8设置在低温冷却温度传感器6的下游。离开膨胀装置8的膨胀制冷剂被递送到流体连接在膨胀装置8的出口与至少一个压缩机2的入口之间的至少一个蒸发器10。在所述至少一个蒸发器10中，制冷剂被蒸发，从而提供所需的制冷回路la的冷却能力。
[0018]在图1中所示的示例性实施方案中，分别示出仅单个压缩机2、单个冷凝器4、单个膨胀装置8和单个蒸发器10;然而，技术人员将容易理解:如果必要或需要，可提供多个所述装置2、4、8、10中的每种装置。例如，可提供分别包括相关联膨胀装置8的多个蒸发器10，以便提供多个散热器，所述多个散热器安装在例如在超市中的许多冷藏货物展示橱窗中。
[0019]低温冷却温度传感器6功能地例如电力地连接到控制单元12，所述控制单元12被配置用于通过监测由低温冷却温度传感器6提供的温度信号而作为泄漏检测系统进行操作。具体来说，控制单元12可被配置来将由低温冷却温度传感器6提供的实际温度信号与预定温度进行比较，所述预定温度借助于设置在控制单元12内的计算和/或存储单元14来计算和/或存储。
[0020]如果控制单元12检测到制冷剂从制冷回路la泄漏，那么它借助于功能地连接到控制单元12的至少一个适当的警报装置16、18来发起警报，例如光学和/或声学警报。另外地或可替代地，控制单元12可停止压缩机2的操作，以便避免进一步损失制冷剂。可替代地，可使压缩机2减速操作，以便在不损失太多制冷剂的情况下提供至少部分的制冷能力。
[0021 ] 计算和/或存储单元14可基于由至少一个另外温度传感器20、22、24、26测量的温度计算预定温度或从多个存储值中选择将与测量的温度进行比较的预定温度，所述至少一个另外温度传感器20、22、24、26包括例如环境空气温度传感器20和/或设置在制冷回路la的更远位置处以用于测量在制冷回路la内循环的制冷剂的温度的制冷剂温度传感器22、24、26。
[0022]预定温度的计算和/或选择还可基于外部值，例如已经由操作人员借助于连接到控制单元12的输入装置28输入的所需冷却能力。
[0023]已经进行用于其中蒸发温度、蒸发器10处的过热和冷却能力已经保持恒定的制冷回路的示例性计算:
[0024]蒸发温度-10°C
[0025]过热蒸发器10K
[0026]冷却能力100kW
[0027]在第一步骤中，已经检查在恒定制冷剂充注量下环境温度对低温冷却的影响:
[0028]1.初始充注量:
[0029]输入:
[0030]制冷剂充注量23.4kg[0031 ]环境温度 Tamb35°C
[0032]输出:
[0033]低温冷却温度Tsub 3K
[0034]2.环境温度的改变:
[0035]输入:
[0036]制冷剂充注量23.4kg
[0037]环境温度Tamb25°C
[0038]输出:
[0039]低温冷却温度Tsub 4.7K
[0040]S卩，环境温度Tamb为Δ Tamb = _10°C的降低导致由温度传感器6测量的低温冷却温度Tsub为 Δ Tsub =+1.7K的增加(从3K到4.7K)。
[0041 ]在第二步骤中，已经评估在恒定环境温度下充注量损失对低温冷却温度的影响:
[0042]1.初始充注量
[0043]输入:
[0044]环境温度Tamb25°C
[0045]制冷剂充注量23.4kg
[0046]输出: