制冷剂控制系统和方法

专利名称：制冷剂控制系统和方法
技术领域：
本发明总体涉及使用节能装置的制冷系统，例如用于冷冻机应用的那些使用节能装置的制冷系统。
背景技术：
一些制冷空调系统依赖冷冻机，以降低过程流体(通常为水)的温度。在这样的应用中，已冷冻的水可经过下游设备(例如，空气处理器)，以冷却其他流体，例如建筑物中的空气。在典型的冷冻机中，通过蒸发器来冷却过程流体，所述蒸发器通过使制冷剂蒸发而从该过程流体吸收热。然后，通过压缩机来压缩制冷剂，并且该制冷剂被传递至冷凝机。在该冷凝机中，制冷剂通常通过空气流动来冷却，并且再冷凝为液体。气冷式冷凝机通常包括一个冷凝机盘管和一个将气流引导在盘管上的风扇。在一些常规设计中，在冷冻机设计中使用节能装置，以改进性能。在采用闪蒸箱(flash tank)节能装置的系统中，已冷凝的制冷剂可被引导至该闪蒸箱，其中液体制冷剂至少部分地蒸发。可从该闪蒸箱提取蒸气，并且将蒸气重新引导至压缩机，且将来自闪蒸箱的液体制冷剂引导至蒸发器，使制冷剂循环闭合。在该类型的常规系统中，一个流量控制阀(其可被称为进给阀)被设置在冷凝器和闪蒸箱之间的导管中。通常基于闪蒸箱液位(level)以闭环方式控制进入闪蒸箱中的流动。通常还可基于使离开蒸发器的制冷剂的过热以闭环方式控制排放阀(其用于从闪蒸箱提取液体)。使该制冷剂的过热指的是加热到沸点以上。然而，存在通常不能使该制冷剂过热的其他类型的蒸发器的应用。将所述蒸发器与闪蒸箱结合使用可带来一定优势。这种类型的蒸发器可包括壳程蒸发器(shell-side evaporator)，例如降膜蒸发器，其中制冷剂被喷射在第二过程流体(例如，水)循环穿过的管上方。其他具有壳程蒸发作用的蒸发器包括满液式蒸发器或者降膜蒸发器设计和满液式蒸发器设计的混合。制冷剂在所述管的外侧上的蒸发使第二过程流体冷却。由于从蒸发器流出的制冷剂未发生过热，尚无基于过热来调整闪蒸箱中的液位的常规技术。因而，需要一种改进的技术，用于控制暖通空调系统中的制冷剂液位和流动，所述暖通空调系统可利用具有闪蒸箱的管程冷凝器和壳程蒸发器。

发明内容
本发明提供了响应于所述需求而设计的一种系统设计和控制方法。具体而言，该系统可与任何期望类型的制冷系统一起使用，但是尤其适用于冷冻流体(例如水)的应用。 该系统利用管程冷凝器和壳程蒸发器，例如降膜蒸发器。该系统还可利用冷凝器和蒸发器之间的闪蒸箱。冷凝器流出量低温冷却可被用于调整通向闪蒸箱的流入量。然后可通过孔口来控制从闪蒸箱至蒸发器的流出量，所述孔口在某些实施方案中可以是固定的孔口。可以将所述孔口调整大小，并且定位用于所述闪蒸箱的流出量的导管，从而在所述闪蒸箱的流出量(从质量流量观点看，其通常将主要包括液体)中提供一些气体。本发明还提供用于对进给箱进给管线(feed tank feed line)的多参数控制，例如基于除了冷凝器输出低温冷却以外的压缩机容量。一些参数可有效地提供前馈分量(feed forward component), 如在压缩机容量的实例中。


图1示出了商业暖通空调制冷(HVAC&R)系统的一个示例实施方案，该系统包括根据本技术的多个方面的气冷式制冷系统。图2是用于例如图1中示出的冷冻机应用中的现有技术的制冷系统的示意图，以及该制冷系统采用蒸发器排放过热，用于闭环控制闪蒸箱的排放阀；以及图3是根据本技术的示例性HVAC&R系统的示意图。
具体实施例方式图1描绘了制冷系统的一个示例应用。这样的系统通常可被应用在HVAC&R领域内或者该领域外的多种设置(setting)中。制冷系统可通过蒸气压缩制冷、吸收制冷或热电冷却来给数据中心、电气设备、冷冻箱、冷却器或其他环境提供冷却。然而，在当前考虑的应用中，制冷系统可在民用、商用、轻工业、工业和任何其他应用中用于加热或冷却一个体积或壳体，例如住宅、建筑物、结构等的应用中。此外，制冷系统可在适合的工业应用中用于各种流体的基本制冷和加热。图1示出了一个示例应用，在该实例中，是用于建筑物环境管理的可采用热交换器的HVAC&R系统。建筑物10通过一个包括冷冻机12和锅炉14的系统来冷却。如图所示， 冷冻机12被放置在建筑物10的屋顶，锅炉14位于地下室中，但是冷冻机和锅炉可位于建筑物附近的其他设备室或区域中。冷冻机12是一个施行制冷循环以冷却水的气冷式设备或水冷式设备。冷冻机12被封装在单个结构内，该单个结构包括制冷电路、自由冷却系统和相关联的设备，例如泵、阀和管道系统(piping)。例如，冷冻机12可以是包括自由冷却系统的单个柜式(single package)屋顶单元。锅炉14是一个在其中对水进行加热的闭合容器。来自冷冻机12和锅炉14的水通过水导管16循环穿过建筑物10。水导管16通向空气处理器18，该空气处理器18位于建筑物10的各个楼层上以及位于建筑物10的不同分区内。空气处理器18被联接至适于在空气处理器之间分配空气并且可接收来自外部入口(未示出)的空气的管道网路(ductwork) 20。空气处理器18包括热交换器，该热交换器使来自冷冻机12的冷水和来自锅炉14的热水循环，以提供已加热的空气或已冷却的空气。 空气处理器18内的风扇将空气抽吸穿过热交换器，并且将已调节的空气引导至建筑物10 内的环境(例如，房间、隔间、办公室)，从而将该环境保持处于指定的温度。控制设备(在此示出为包括恒温器2 可用于指定已调节的空气的温度。控制设备22还可被用于控制穿过和来自空气处理器18的空气的流动。当然，其他设备可被包括在系统中，例如用于调节水的流动的控制阀，以及用于感测水、空气等的温度和压力的压力和/或温度换能器或开关，等等。此外，控制设备可包括与别的建筑物控制系统或监控系统相结合或相分离的计算机系统，或者甚至可包括远离该建筑物的系统。图2是可被用在某些应用中的现有技术系统的示意图。图2中示出的系统可与例如节能螺杆式冷冻机一起使用。该系统采用闪蒸箱节能装置FT和直接膨胀(DX)蒸发器Ε。本领域普通技术人员应理解，离开冷凝器CO的液体制冷剂穿过入口或进给阀Vi流动至闪蒸箱FT。从闪蒸箱FT，蒸气流动至压缩机CP，而液体制冷剂穿过闪蒸箱的离开阀(exit valve) Ve流动至蒸发器Ε。液体制冷剂在蒸发器中被蒸发，已蒸发的制冷剂又一次流动至压缩机CP。从压缩机，制冷剂流动穿过油分离器0S，并且由油分离器OS返回至冷凝器CO。图2中示出的系统利用了两个电子膨胀阀和一个闪蒸箱液位(level)传感器来控制系统中的制冷剂。一个电子膨胀阀控制馈入闪蒸箱内的制冷剂，而另一电子膨胀阀控制离开闪蒸箱的制冷剂液体。可以闭环方式控制在图2中标为Vi和Ve的这些阀。具体而言， 设置在闪蒸箱中的闪蒸箱液位传感器用于控制进给阀Vi的打开和闭合。在所述现有技术的实施方案中，离开蒸发器的蒸气被至少部分地过热。因此，可基于蒸发器离开流的过热以闭环方式控制闪蒸箱排放阀\。在所述布置中，进给阀Vi响应于闪蒸箱中的高液体液位而被闭合。本领域普通技术人员应理解，所述布置的问题可能是歧管。例如，如果采用微通道冷凝器，与常规的管式热交换器和翅式热交换器不同，对于冷凝器内的制冷剂可用的内部体积相对小。因此，冷凝器中制冷剂液体的量的小改变可导致冷凝器性能的大幅改变。在一些情况下，这可导致冷凝器中的额外液体，从而可能造成过度高的冷凝器压力，有时导致压缩机过载或令人讨厌的切断(tripping)。这样的系统的其他缺陷包括以下实施它们需要在闪蒸箱中的一个液位传感器， 以及需要两个电子膨胀阀。在相关联的支架管(stand tube)中的液位传感器可能是昂贵的，并且可能是不可靠的。同样，电子膨胀阀是昂贵的并且潜在地不可靠。此外，由于可产生不稳定运行的两个阀的控制装置之间的不期望的交互，可出现潜在问题。所述系统的另一缺陷是它们通常不适用于满液式蒸发器或降膜蒸发器，或者更一般地不适用于壳程蒸发器。即，由于所述蒸发器在正常运行条件时基本产生零过热，所以对闪蒸箱排放阀\的过热控制是不能实行的。通常，这样的依赖多个传感器和膨胀阀的布置要求高水平的精密控制，这会增加系统成本，并且降低可靠性。图3示出了根据本技术的多个方面的示例性制冷系统，该技术可用在例如图1示出的布置中。图3示出了在由控制系统100控制的示例性节能螺杆式冷冻机中所采用的本发明的示例性管道系统配置。在此布置中，冷凝器对通过作为中介的闪蒸箱进给阀观与闪蒸箱26流体连通，所述闪蒸箱进给阀观用作膨胀阀。蒸气制冷剂和液体制冷剂的富含液体的混合物穿过孔口 30离开闪蒸箱，进入蒸发器32。玻璃视窗34被设置在蒸发器32中，以允许可视化验证蒸发器中的制冷剂液体或富含液体的两相混合物的液位。同样，闪蒸箱26 中的液位开关36提供一个信号至控制系统100，以阻止闪蒸箱的满溢。闪蒸箱沈将主要容纳蒸气，而一些液体制冷剂聚集在所述箱的底部附近。截流阀38设置在从闪蒸箱的离开管线中，并且可于中断来自闪蒸箱的任何蒸气流动。同样，可远程控制的螺线管阀40设置在该管线中，其提供制冷剂蒸气的节能装置流至由附图标记42指示的压缩机节能装置端口。 同样，截流阀44设置在冷凝器M的上游，以根据需要中断制冷剂至冷凝器的流动。所示出的实施方案的截流阀44设置在来自将油从制冷剂分离的油分离器46的出口管线中，或者设置在将所述制冷剂返回至冷凝器之前。最后，另一截流阀48设置在离开闪蒸箱沈的该混合相的流动管线中。本领域普通技术人员应理解，蒸发器32 (其为壳程蒸发器，并且在当前考虑的实施方案中是降膜蒸发器)产生实质上未被过热的蒸气，并且该蒸气流动至系统压缩机50。 压缩机还可接收来自闪蒸箱沈的蒸气的节能装置流。同样，返回至压缩机的油可由喷射器 52提供，从而将来自蒸发器32的液体制冷剂和油返回。在示出的实施方案中，温度传感器M和压力换能器56设置在液体制冷剂流动管线58中，该液体制冷剂流动管线58实现从冷凝器M至闪蒸箱沈的回路。如下面所概括的，这些感测参数被系统控制器100使用，从而计算对离开冷凝器的液体的低温冷却。冷凝器优选地是微通道设计，尽管还可使用常规圆管盘管。该管道系统进一步包括由图3中的附图标记60标示的节能装置管线，以将蒸气流从闪蒸箱沈传送至压缩机50 ；以及，导管 62，其将混合相流从闪蒸箱沈传送至蒸发器32。本领域普通技术人员应理解，相比于常规的管式热交换器和翅式热交换器，本文讨论的类型的微通道热交换器可提供显著优势。它们通常包括一个入口集管(header)或歧管和一个出口集管或歧管，一系列微通道管被放置在所述入口集管或歧管与出口集管或歧管之间，以允许液相制冷剂和/或气相制冷剂的流动。取决于相对温度，所述制冷剂经历加热或冷却，并且可在所述管中改变相态(Phase)、被低温冷却或被过热。至于冷凝器 24，气相制冷剂可被冷凝和被低温冷却。在Yanik等人于2008年2月四日提交的序列号为 12/040，612、标题为 “MULTICHANNEL HEAT EXCHANGER WITH DISSIMILAR MULTICHANNEL TUBES”的美国专利申请，Yarmik等人于同一日期提交的序列号为12/040，661、标题为 "MULTICHANNEL HEAT EXCHANGER WITH DISSIMILAR TUBE SPACING” 的美国专利申请，以及 Yanik等人于2008年8月沘日提交的序列号为12/200，471、标题为“MULTICHANNEL HEAT EXCHANGER WITH DISSIMILAR FLOW”的美国专利申请中都描述了所述热交换器的示例性构造，所述美国专利申请以参引的方式纳入本公开文本。控制系统100可包括用于感测数据、转换数据、存储数据、存储控制例程等的多个部件。控制系统100还可包括用于操作者与该系统交互(例如，用于核查运行参数、输入设定点和期望的运行参数、核查错误日志和历史运行，等等)的部件。该控制系统可包括，例如模拟和/或数字控制电路系统，诸如微处理器、微控制器、编程通用计算机和专用计算机等。该控制系统还包括用于存储被实施用于控制各种系统部件的程序和控制例程和算法所需要的任何存储器电路系统，所述系统部件例如为冷凝器和闪蒸箱之间的进给阀。控制系统通常还会控制例如用于节能装置管线的阀系统，压缩机的速度和装载，等等；存储器电路系统可存储用于任何或所有所述参数的设定点、实际值、历史值等。如下面所概括的，控制系统100将收集数据，例如冷凝器和闪蒸箱之间的液体制冷剂管线58中的温度数据和压力数据；以及，控制系统运行条件，例如通过调节阀观(其提供制冷剂至闪蒸箱沈)的打开和闭合。控制系统还可基于其他参数运行，所述其他参数例如诸如压缩机容量，其可例如通过监控和控制压缩机的速度来确定。可由控制系统用作控制输入值的其他参数可包括环境空气温度、冷凝压力、节能装置运行(即，节能装置是否在运行以及处于什么速率运行)、蒸发压力和风扇运行(与冷凝器M相关联的一个或多个风扇是否运行以及处于什么条件和什么速率运行)。在运行中，上面描述的系统允许在降低成本的同时优化冷冻机性能。基于对冷凝管线中检测到的压力和温度的分析，闪蒸箱流量阀观被控制以将来自冷凝器的低温冷却保持为一个近似常量。对于微通道冷凝器盘管，可被存储在微通道冷凝器中的制冷剂的量
8相对小，以及低温冷却控制确保在宽范围的运行条件上的良好运行。出于所述目的而采用的闭环控制算法可基于系统模型，以二进制方式做出阀观的打开位置和闭合位置的决定， 或者优选地所述阀可被调节为在最大流量限制和最小流量限制之间打开。替代地，所述控制可基于预定设定点，例如通过使用查找表，在该查找表中基于各种低温冷却量来确定阀位置。同样，可采用多维算法和查找表，其中多个参数(包括冷凝液低温冷却)被用于确定阀观的合适位置。基于这样的算法，控制系统输出合适的控制信号至阀(例如，至控制所述阀位置的一个或多个电气操作机构)，以施行对通向闪蒸箱的冷凝液流的期望控制。此外，与图2中示出的现有技术系统类型相比，孔口的使用(具体而言，用于从闪蒸箱至蒸发器的流动的固定孔口 30，而非电子膨胀阀)降低了系统的成本并且提高了性能。当前考虑，从闪蒸箱抽吸液体制冷剂的闪蒸箱的离开管线(exit line)，位于闪蒸箱中相对低的位置，并且抽吸液体制冷剂和气态制冷剂。根据某些实施方案，所述管线可主要容纳液相制冷剂，如以质量所计算的。尽管穿过该管线的大多数质量流可能是液相的，但是考虑到所述流将包括气相制冷剂，应认为，所述气相制冷剂提供了蒸发器32中的更好的喷射，改进了管的润湿(当使用降膜蒸发器时)，从而提高了蒸发器性能。所述孔口被调整大小，从而在正常运行条件下保持闪蒸箱基本为空。穿过所述孔口与液体一起离开闪蒸箱的少量闪蒸气体确保稳定运行。应相信，在两相流离开闪蒸箱时，出现最优的冷冻机性能。可发现所述结果是令人吃惊的，因为从闪蒸箱流动至蒸发器的蒸气通常被认为造成热电循环容量和效率的降低。 实际测试似乎示出，来自闪蒸箱的混合有液体的少量气体流提高了蒸发器性能和总的冷冻机效率和容量。相反，现有技术的系统有效地保证了所有液体离开膨胀箱，使得冷冻机性能低于最优。应注意，在闪蒸箱和蒸发器之间的导管中的使用孔口所增加的优势有效地降低了制冷剂注入(charge)。即，清空闪蒸箱的液体从该系统移除大量的制冷剂，其可能是总制冷剂注入的10% -20%的数量级。本领域普通技术人员应理解，总制冷剂注入的减少降低了该系统中制冷剂的投资，从而降低了总成本。关于控制系统100的控制，当前考虑的实施方案采用了基于上面所讨论的冷凝器低温冷却的比例加积分(PI)控制。本领域普通技术人员应意识到，在所述情况中的低温冷却是饱和温度和在冷凝器中存在的已测量的制冷剂液体温度之间的差值。如果已测量的低温冷却在提供给控制系统100的设定点以上，阀观被打开，以从冷凝器吸入更多的液体制冷剂。同样，如果低温冷却在设定点以下，阀被闭合，以支持冷凝器中更多的液体制冷剂。该系统的一个增加的优势特征是压缩机速度的使用允许阀快速响应变化的条件。具体而言，压缩机速度或压缩机容量或表示这些运行条件的其他参数有效地提供了前馈分量(component)，该前馈分量允许基于压缩机速度或容量的增大而事先打开所述阀。增大压缩机速度通常将增大穿过该系统的制冷剂质量流率。因此，如果该阀保持在同一位置， 所述低温冷却将增大，但是在系统的温度响应和压力响应中可看到时间迟滞。同样，控制系统可响应于压缩机速度的减小而闭合所述阀。将所述压缩机速度或表示压缩机容量的参数用作前馈控制分量，允许将阀控制为先于低温冷却变化和质量流率改变而行动，并且提供改进的控制。控制方案的其他可选特征可包括比例、积分和差分(PID)控制而非PI控制。 其他变体可包括进一步基于环境温度补偿、排放压力调整等的控制。
在当前考虑的实施方案中，已发现，用于低温冷却约5° F至10° F的固定设定点提供了宽范围条件下的良好性能和稳定操作。然而，可能的是，通过优化对于单独运行条件的低温冷却，进一步增大冷冻机效率或容量。例如，可能期望的是，当节能装置关闭时，在部分负载条件下增大低温冷却的量。在高环境条件(high ambient condition)下，可期望的是降低低温冷却，以降低冷凝温度。如上面注意到的，用于经由阀观对闪蒸箱的控制的可能的输入可包括环境空气温度、冷凝压力、压缩机速度、节能装置运行、蒸发压力和风扇运行。对低温冷却设定点的调整通常是相当渐进的(quite gradual)，以阻止上面描述的与低温冷却控制的不期望的交互。上面描述的系统还提高了在维修或运输期间用于制冷剂的制冷剂存储容量。例如，为了存储制冷剂，可以闭合阀38和48，以及可以运行压缩机50。然后压缩机将制冷剂蒸气从蒸发器抽至冷凝器，所述冷凝器将制冷剂冷凝为液体。液体将聚集在闪蒸箱和冷凝器中。一旦制冷剂从蒸发器中抽光，压缩机50将被停止，并且排放截流阀44将被闭合，以阻止来自冷凝器的蒸气回流。该方法允许除了冷凝器之外还将闪蒸箱的全部体积和相关联的管道系统用于制冷剂存储。存在可采用某些上面描述的新颖性特征的许多其他配置。例如，如果不要求节能运行，可除去闪蒸箱沈、孔口 30和相关的节能装置管线。阀观可直接进给蒸发器。喷射器 52将压缩机排放气体用作驱动流体，或者它可仍然连接至压缩机上的节能装置端口。阀观的控制可保持基本相同。作为另一实施例，可通过一个用作节能装置的热交换器来更换闪蒸箱节能装置。在所述情况下，在冷凝器中冷凝的一部分制冷剂流过一侧，以及其余部分制冷剂流过热交换器节能装置的第二侧。流过第一侧的部分蒸发，从而冷却在第二侧的制冷剂流。第一侧的已蒸发的制冷剂流过节能装置管线至系统压缩机。第二侧的制冷剂在热交换器节能装置中冷却之后流过阀观至蒸发器。阀观的控制将基本保持相同。将压缩机速度或其他压缩机容量控制信号用作变量来控制膨胀阀的位置是一个新颖特征，其具有许多其他应用。该特征基于响应于压缩机速度的增大而打开膨胀阀，以及响应于压缩机速度的降低而闭合该阀。所述特征除了改进对控制冷凝器低温冷却的阀的控制以外，还可改进对控制吸入过热的常规电子膨胀阀的控制。尽管仅示出和描述了本发明的某些特征和实施方案，但是在不实质上偏离权利要求中所引用的主题的新颖性和优点的前提下，本领域普通技术人员可想到许多改型和改变 (例如，各种元件的尺寸、维度、结构、形状和比例，参数值(例如，温度、压力等)，安装布置， 材料的使用，取向等的变化)。根据替代实施方案，可以改变或重排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。因而，应理解，随附的权利要求旨在包括落入本发明的真实精神范围内的所有所述改型和改变。此外，为了提供该示例性实施方案的精确描述，可能未描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或者实现所要求保护的发明不相关的那些特征)。应理解，在任何所述实际实施方式的开发中，如同在任何工程和设计项目中一样，可做出许多实施方式的具体决定。所述开发的努力将是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开文本的本领域普通技术人员来说，将是不需过度实验的一种设计、制作和制造的常规任务。
权利要求
1.一种暖通空调或制冷系统，包括一个冷凝器，被配置为将制冷剂蒸气冷凝为冷凝液；一个闪蒸箱，被配置为接收所述制冷剂冷凝液，并且使所述制冷剂至少部分蒸发； 一个蒸发器，被配置为接收来自所述闪蒸箱的制冷剂，并且使所述制冷剂蒸发； 一个压缩机，被配置为接收来自所述蒸发器的冷凝液蒸气，并且压缩所述制冷剂蒸气， 用于返回至所述冷凝器；一个电气控制的闪蒸箱进给阀，被放置在所述冷凝器和所述闪蒸箱之间，被配置为控制冷凝液从所述冷凝器至所述闪蒸箱的流动；以及一个控制系统，被联接至所述闪蒸箱进给阀，并且被配置为基于所述冷凝液的低温冷却来调节所述进给阀的打开和闭合。
2.根据权利要求1所述的系统，包括被放置为感测所述冷凝液的压力和温度的压力传感器和温度传感器，所述控制系统被联接至所述压力传感器和所述温度传感器，并且被配置为从所述传感器接收表示压力和温度的信号，以及基于所述信号计算冷凝液的低温冷却，用于控制所述闪蒸箱进给阀。
3.根据权利要求1所述的系统，包括一个被放置在所述闪蒸箱和所述蒸发器之间的孔口，用于调节冷凝液从所述闪蒸箱至所述蒸发器的流动。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述孔口是一个固定孔口。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述孔口是一个可变孔口。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统被配置为允许制冷剂的从所述闪蒸箱至所述蒸发器的流动流，所述流动流包括液相制冷剂和气相制冷剂。
7.根据权利要求6所述的系统，其中以质量计，所述流动流主要是液相制冷剂。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制系统被联接至所述压缩机，并且检测或控制表示压缩机容量的压缩机的参数，并且其中对所述闪蒸箱进给阀的控制还基于表示容量的所述压缩机的参数。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述参数是压缩机速度。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述蒸发器是壳程蒸发器。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述蒸发器是降膜蒸发器。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述蒸发器是满液式蒸发器。
13.根据权利要求10所述的系统，其中所述蒸发器是满液式蒸发器和降膜蒸发器的混I=I O
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷凝器是微通道管冷凝器。
15.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷凝器是管式和翅式冷凝器。
16.一种暖通空调或制冷系统，包括一个冷凝器，被配置为将制冷剂蒸气冷凝为冷凝液；一个闪蒸箱，被配置为接收所述制冷剂冷凝液，并且使所述制冷剂至少部分蒸发； 一个壳程蒸发器，被配置为从所述闪蒸箱接收制冷剂，并且使所述制冷剂蒸发； 一个压缩机，被配置为从所述蒸发器接收冷凝液蒸气，并且压缩所述制冷剂蒸气，用于返回至所述冷凝器；一个电气控制的闪蒸箱进给阀，被放置在所述冷凝器和所述闪蒸箱之间，被配置为控制冷凝液从所述冷凝器至所述闪蒸箱的流动；一个孔口，被放置在所述闪蒸箱和所述蒸发器之间，被配置为调节制冷剂从所述闪蒸箱至所述蒸发器的流动；一个压力传感器，被配置为感测来自所述冷凝器的冷凝液的压力，并且产生一个表示所述冷凝液的压力的压力信号；一个温度传感器，被配置为感测来自所述冷凝器的冷凝液的温度，并且产生一个表示所述冷凝液的温度的温度信号；以及一个控制系统，被联接至所述压力传感器和所述温度传感器，并且被配置为接收所述压力信号和所述温度信号，以及计算所述冷凝液的低温冷却，所述控制系统还被联接至所述闪蒸箱进给阀，并且被配置为基于所述冷凝液的低温冷却来调节所述进给阀的打开和闭I=I O
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述冷凝器是一个微通道管冷凝器，其中所述孔口是一个固定孔口。
18.根据权利要求16所述的系统，其中所述冷凝器是一个管式和翅式冷凝器，以及其中所述孔口是一个固定孔口。
19.根据权利要求16所述的系统，其中所述冷凝器是一个微通道冷凝器，以及其中所述孔口是一个可变孔口。
20.根据权利要求16所述的系统，其中所述冷凝器是一个管式和翅式冷凝器，以及其中所述孔口是一个可变孔口。
21.根据权利要求16所述的系统，其中所述系统被配置为允许制冷剂的从所述闪蒸箱至所述蒸发器的流动流，所述流动流包括液相制冷剂和气相制冷剂
22.根据权利要求21所述的系统，其中以质量计，所述流动流主要是液相制冷剂。
23.根据权利要求16所述的系统，其中所述控制系统被联接至所述压缩机，并且检测或控制所述压缩机的表示压缩机容量的参数，并且其中对所述闪蒸箱进给阀的控制还基于所述压缩机的表示容量的所述参数。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述参数是压缩机速度。
25.根据权利要求16所述的系统，其中所述蒸发器是降膜蒸发器。
26.根据权利要求16所述的系统，其中所述蒸发器是满液式蒸发器。
27.根据权利要求16所述的系统，其中所述蒸发器是满液式蒸发器和降膜蒸发器的混I=I ο
28.一种暖通空调或制冷系统，包括一个冷凝器，被配置为将制冷剂蒸气冷凝为冷凝液； 一个蒸发器，被配置为接收制冷剂，并且使所述制冷剂蒸发；一个压缩机，被配置为接收来自所述蒸发器的冷凝液蒸气，并且压缩所述制冷剂蒸气， 用于返回至所述冷凝器；以及一个膨胀阀，被放置在所述冷凝器和所述蒸发器之间； 其中至少基于所述压缩机的速度或容量来控制所述膨胀阀的运行。
29.根据权利要求观所述的系统，其中所述膨胀阀是一个电子膨胀阀。
30.一种暖通空调或制冷系统，包括一个冷凝器，被配置为将制冷剂蒸气冷凝为冷凝液； 一个蒸发器，被配置为接收制冷剂，并且使所述制冷剂蒸发；一个压缩机，被配置为接收来自所述蒸发器的冷凝液蒸气，并且压缩所述制冷剂蒸气， 用于返回至所述冷凝器；以及一个膨胀阀，被放置在所述冷凝器和所述蒸发器之间； 其中基于冷凝液低温冷却来控制所述膨胀阀的运行。
31.根据权利要求30所述的系统，包括一个控制系统，所述控制系统被联接至所述膨胀阀并且被配置为基于所述冷凝液的低温冷却来调节所述膨胀阀的打开和闭合，其中所述膨胀阀是一个电子膨胀阀，以及所述冷凝器是一个微通道冷凝器。
全文摘要
提供了一种制冷系统，例如用于冷冻机。该系统使用管程冷凝器(24)(例如，微通道冷凝器)以及壳程蒸发器(32)(例如，降膜蒸发器)。闪蒸箱节能装置(26)被放置在所述冷凝器和所述蒸发器之间，并且基于来自所述冷凝器的冷凝液的低温冷却来控制所述闪蒸箱的入口阀(28)。离开所述闪蒸箱的蒸气可经由节能装置管线(60)被进给至一个系统压缩机(50)。结合一些气相制冷剂的液相制冷剂离开所述闪蒸箱，并且在进入所述蒸发器之前被引导穿过一个孔口(30)。
文档编号F25B49/02GK102472543SQ201080033935
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月30日 优先权日2009年7月31日
发明者A·J·格雷比尔, I·费德曼, S·库兰卡拉, W·L·考普库 申请人:江森自控科技公司