[发明专利]蒸气压缩系统

说明书

相关申请的互相引用

本申请要求2007年12月28日提交的题为“经济化的蒸气压缩系统”(ECONOMIZED VAPOR COMPRESSION SYSTEM)的美国临时申请No.61/017,338的优先权和利益，该美国临时申请通过引用纳入本说明书。

背景技术

本申请总体涉及蒸气压缩系统。更具体而言，本申请涉及对经济化的蒸气压缩系统中的中间压力进行控制的系统和方法。

蒸气压缩系统可以包括制冷剂气体，该制冷剂气体被压缩机压缩并且传送至冷凝器，在该冷凝器处该制冷剂气体与另一流体--例如空气或水--进行热交换，并且被冷凝成液体。该液态制冷剂可以从该冷凝器穿过膨胀装置，然后到达蒸发器，在该蒸发器处该制冷剂与另一流体--例如空气或水--进行热交换，并且被蒸发成气体。该制冷剂气体可以从该蒸发器返回至该压缩机，并且重复该循环。

在蒸气压缩系统中可以利用经济器回路(economizer circuits)来提供与无经济器回路的系统相比更高的冷却能力、效率以及性能。利用了一个或多个附加的膨胀装置的经济器回路可以在该冷凝器的下游被加入。对于利用了一个附加的膨胀装置的系统，第一膨胀装置可以将制冷剂从冷凝器压力膨胀至一个在冷凝器压力和蒸发器压力之间的中间压力，导致该制冷剂中的一些闪蒸(flash)成蒸气。闪蒸成的气态制冷剂可以被回供至压缩机。来自该第一膨胀装置的处于中间压力的剩余液态制冷剂此刻处于较低的焓(enthalpy)。第二膨胀装置可以将该处于较低焓的液态制冷剂从该中间压力膨胀至蒸发器压力。该制冷剂然后可以在具有较低焓的情况下进入蒸发器，从而与未经济化的系统--其中制冷剂直接从冷凝器膨胀--相比，提高了带有经济回路的蒸气压缩系统的冷却能力。

经济化的蒸气压缩系统也可以包括闪蒸罐(flash tank)和附加的膨胀装置。在闪蒸罐经济器回路中，第一膨胀装置设置在闪蒸罐的上游。液态制冷剂流过该第一膨胀装置并且进入闪蒸罐。一进入闪蒸罐，液态制冷剂就经历显著的压力降，并且该制冷剂的至少一部分迅速膨胀或“闪蒸”，并从液相转换成气相处在一个中间压力。剩余液态制冷剂在该罐的底部聚集，以返回至第二膨胀装置上游的主制冷线路。蒸气制冷剂从该闪蒸罐返回至压缩机，或者在通往该压缩机的抽吸入口处，或者在中间压缩级处。由于从闪蒸罐返回至压缩机的制冷剂气体处于中间压力，所以制冷剂蒸气需要更少的压缩，由此提高总体系统效率。

将气体制冷剂从闪蒸罐经济器引入到压缩机抽吸入口或引入到多级压缩机中的中间压缩级，可能是成问题的。第一级压缩机可以处理来自蒸发器的流，而较高一级的压缩机处理来自该第一级压缩机排放口的流以及来自该经济器的流。在常规系统中，经济器运行条件可以由总体系统条件和运行点来决定，由此阻止了对经济器运行压力和流率进行独立控制。没有这样的独立控制，经济器和第二级压缩机就必须针对特定运行条件来设计。进一步，在仅具有单级压缩机的系统中从经济器回路引入气态制冷剂，可能是成问题的，因为这里没有机械装置或方法来在蒸发器和压缩机之间的压力水平下运行该压缩机。

发明内容

本发明涉及一种用于运行蒸气压缩系统的方法，包括：提供第一流体回路，该第一流体回路包括第一压缩机、冷凝器和蒸发器；提供第二流体回路，该第二流体回路在该冷凝器和该蒸发器之间连接至该第一流体回路以从该第一流体回路接收流体。该第二流体回路包含：容器，其被配置和安置为从该第一流体回路接收流体；以及第二压缩机，其被配置和安置为从该容器接收蒸气并将经压缩的蒸气排放至该第一流体回路。该方法还包括：监测该第一流体回路的多个运行参数；基于监测到的多个运行参数，为该容器计算运行条件设置点；以及监测该容器的与算得的运行条件设置点相对应的运行条件。该方法也包含：将算得的运行条件设置点与监测到的运行条件进行比较；以及根据算得的运行条件设置点与监测到的运行条件的比较结果，调节该第二压缩机的能力。

本发明也涉及一种蒸气压缩系统，其包括：由第一制冷线路连接的压缩机、容器、蒸发器以及第一压缩机；以及第二制冷线路，其连接该容器的出口和该第一制冷线路。该系统还包含：第二压缩机，其被配置和安置为接收该容器的输出；传感器，其被配置和安置为测量代表该容器的运行参数的值；以及控制器，其包括控制算法，该控制算法被配置为根据测得的值来调节该第二压缩机的能力。