[发明专利]包括制冷循环和兰金循环的制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种制冷系统，其包括制冷循环和兰金循环(Rankinecycle)。

背景技术

日本未审查专利公开公报NO.2006—46763(对应于美国公开公报NO.2006/0026981A1)公开一种制冷系统。这种制冷系统包括制冷循环和兰金循环，其循环再利用内燃机(作为发热设备)的废热。制冷循环包括压缩机，该压缩机压缩和排出制冷剂。兰金循环包括膨胀装置，该膨胀装置通过膨胀由废热加热的制冷剂而进行操作。兰金循环和制冷循环共享冷凝器。

在这种制冷系统中，依据冷却车辆乘客室的必要性和废热的可再利用性来执行制冷循环单独运行、兰金循环单独运行、以及制冷循环和兰金循环的同时运行。

在上述制冷系统中，在兰金循环单独运行期间，制冷剂或包含在制冷剂中的润滑油(用于润滑装置)可能会在制冷循环中进行累积。这样会导致兰金循环的基本性能降低、或需要润滑的兰金循环的对应装置的润滑不足。本申请的发明人以前提出一种用于致力于克服上述缺点的技术。根据该技术，压缩机在预定时刻接通和断开以限制制冷剂或润滑油在制冷循环中进行累积。

然而，在兰金循环单独运行期间，当压缩机操作时，供应到冷凝器的制冷剂的流量迅速地升高。这会恶化冷凝器的性能。因此，没有足够量的液体制冷剂被供应到加热装置。结果，膨胀装置的上游侧和下游侧之间的压差减小，因此在膨胀装置处不能获得旋转驱动力。因此，兰金循环不能适当地发挥功能。

发明内容

鉴于本发明指出的上述缺点。因此，本发明的一个目的是提供一种制冷循环，其循环再利用发热设备的废热、且在兰金循环单独操作中即使处于压缩机运行之时也能实现兰金循环的适当功能。

为了实现本发明的上述目的，提供一种制冷系统，其循环再利用发热设备的废热。该制冷系统包括制冷循环、兰金循环、控制装置、预定状态检测装置和流量确定装置。制冷循环包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，该压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器被连接成使制冷剂在其中循环。兰金循环与制冷循环共用冷凝器，因此该兰金循环包括冷凝器、泵、加热装置和膨胀装置，所述冷凝器、泵、加热装置和膨胀装置被连接成使制冷剂在其中循环。加热装置使用发热设备的废热作为其热源。控制装置用于控制制冷循环的运行和兰金循环的运行。预定状态检测装置用于检测预定状态，该预定状态满足与兰金循环的单独运行相关的预定条件，在该预定条件中，当制冷循环的运行基本停止的同时运行兰金循环。流量确定装置用于确定冷凝器中的预测制冷剂流量是否超过预定流量。流量确定装置通过假设在兰金循环以兰金循环的预定通常转速单独运行时运行压缩机，来预测所述预测制冷剂流量。当预定状态检测装置检测到预定状态时，控制装置操作压缩机。在压缩机以预定状态运作期间，当流量确定装置确定预测制冷剂流量超过预定流量时，所述控制装置从预定通常转速开始降低兰金循环的转速。

加热装置可用发热设备的废热加热从加热装置输出到膨胀装置的制冷剂。膨胀装置可膨胀由加热装置供应的被加热的制冷剂，并可在兰金循环运行期间将膨胀制冷剂的能量转换成旋转驱动力。当流量确定装置预测冷凝器中的预测制冷剂流量时，流量确定装置可将膨胀装置的预定正常转速用作兰金循环的预定正常转速。在将膨胀装置的预定正常转速用作兰金循环的预定正常转速时，控制装置可将膨胀装置的转速控制为兰金循环的转速。

兰金循环可还包括电动旋转机器，该电动旋转机器与膨胀装置连接以便与膨胀装置整体地转动。膨胀装置传递来的旋转驱动力可转动电动旋转机器以产生电动力。当流量确定装置预测冷凝器中的预测制冷剂流量时，流量确定装置可将电动旋转机器的预定正常转速用作兰金循环的预定正常转速。在将电动旋转机器的预定正常转速用作兰金循环的预定正常转速时，控制装置可将电动旋转机器的转速控制为兰金循环的转速。

附图说明

从下面的说明书、所附权利要求书和附图中，将会更好地理解本发明的特征和优点以及其它目的。

图1是示出根据本发明的第一实施例的制冷系统的整体结构的示意图；

图2是控制操作图，该控制操作由第一实施例中的控制器执行；

图3是在根据第一实施例的兰金循环单独运行期间控制器的控制操作所使用的流程图；

图4是示出根据本发明的第二实施例的制冷系统的整体结构的示意图；

图5是控制操作图，该控制操作由本发明第二实施例中的控制器执行；

图6是示出在根据第二实施例的兰金循环单独运行期间控制器的控制操作所使用的流程图；

图7是示出根据本发明的第三实施例的制冷系统的整体结构的示意图；