[发明专利]进入蒸发器入口的制冷剂系统缷载旁路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于卸载管线阀门和低压制冷剂管线之间的连接的独特设置。

背景技术

特别适用于本发明的一种压缩机类型是涡旋式压缩机。涡旋式压缩机正日益广泛地被用于压缩机领域中。但是，涡旋式压缩机存在一些设计上的难题。一个特别的设计难题是如何在不需要全负荷运行时实现降低的负荷等级。

因此，涡旋式压缩机，作为示例，设置有旁路卸载阀，以便将一部分被压缩的制冷剂送回压缩机吸气端口。以这样的方式，可减少被压缩机压缩的制冷剂量。当然，其他类型的压缩机也可以具有用于相似目的的旁路阀，例如，螺杆压缩机中的旁路阀能够将部分制冷剂从螺杆压缩机内的中间压缩腔旁路送回吸气管线。

在美国专利5996364公开的系统中，制冷剂系统具有旁路管线和节约器回路。旁路管线将蒸气从节约器管线直接连通至吸气管线。该旁路管线设置有卸载阀。当想要进行卸载操作时，卸载阀打开，并且节约器阀关闭。这样制冷剂即可从压缩过程的中间位置直接返回到吸气部分。

美国专利6883341公开了一种对上述系统的改进，其中节约器管线返回与低压制冷剂主管线连接的位置不在蒸发器和压缩机之间，而是在蒸发器的上游。通过这种设置可以实现很多有益的效果。这些内容都已在由本申请的发明人发明并且由本申请的受让人拥有的美国专利6883341中公开。但是，该申请被限制在系统内也装入了节约器回路的情况。还被限制在系统内只有单个旁路阀的情况。本发明涉及一种压缩机，其中卸载管线和节约器回路不相关。本发明还公开了一种操作方法，其中可以存在多条卸载管线。除了旁路管线可以被全开或全关较长一段时间之外，本发明还公开了一种能够以脉宽调制形式操作的旁路阀：快速地打开和关闭以控制旁路流入蒸发器上游位置的制冷剂量。阀门打开的时间比例确定了旁路调制的实现程度。脉宽调制阀的循环速率被选择为短于系统的响应时间。在此情况下，系统对通过卸载管线的制冷剂流量的变化响应不够快，从而产生一种情况，其中系统响应为，阀门就像被部分打开而不是在其打开和关闭位置之间循环。

尽管该现有技术的系统已经实现了很多有益的效果，但是某些额外的改进仍然将会是有利的。

发明内容

在本发明公开的实施例中，压缩机设置有至少一条旁路管线。卸载阀被设置在旁路管线上并且在操作上选择性地将制冷剂从压缩位置连通至蒸发器上游的位置。该卸载管线被连接至压缩过程的中间位置处的一个位置。

本发明提供了多个优于制冷剂从中间压缩位置直接返回到吸气管线的现有技术的优点。在本发明中，来自中间压缩位置的制冷剂返回到蒸发器上游(优选地在主膨胀阀和蒸发器入口之间的位置)，而不是返回到蒸发器的下游(在蒸发器出口和压缩机吸气端口之间的位置)。这与现有技术相比在卸载运行期间实现了更大的流经蒸发器的制冷剂质量流量。制冷剂质量流量的增大改善了卸载运行期间油返回到压缩机的回流，从而通过改善蒸发器的热交换特性而提高了蒸发器的效率。改进的油回流还最小化了将油从压缩机油箱泵送出去并储存在蒸发器内的风险。如果油被从压缩机泵送出去，那么由于轴承和其他压缩机部件可能无法接收到用于正确操作的足够润滑而使得压缩机可能被损坏。

另外，已知的是，传感器通常被设置在蒸发器的下游以控制主膨胀装置的开度来保持离开蒸发器的制冷剂的所需过热度。通过将来自卸载管线的制冷剂返回到传感器和蒸发器的上游，进入压缩机的制冷剂的温度将会低于如果将制冷剂返回蒸发器入口下游时的制冷剂温度。当制冷剂被返回蒸发器下游时，进入压缩机的制冷剂的温度更高是因为其中还携带有来自中间压缩位置排出的附加热旁路支流的制冷剂。不希望进入压缩机的制冷剂温度过高是因为这会使驱动内部压缩机部件的电机过热，从而导致排气温度过高和造成润滑油降解或由于过热而损坏内部压缩机部件。