[发明专利]使用过冷值操作蒸汽压缩系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及操作蒸汽压缩系统、尤其是包括抽吸管线热交换器的蒸汽压缩系统的方法。与现有技术方法相比，本发明的方法允许蒸汽压缩系统、尤其是包括抽吸管线热交换器的蒸汽压缩系统以更稳定的方式操作。本发明还涉及包括抽吸管线热交换器的蒸汽压缩系统。

背景技术

蒸汽压缩系统通常包括沿制冷剂路径设置的压缩机、冷凝器、膨胀装置以及蒸发器。在制冷剂路径中流动的制冷剂被交替地压缩和膨胀，由此向一容积提供冷却或加热。为了最大可能程度地利用蒸发器的蒸发能力，期望的是控制通过蒸发器的制冷剂流，使得在整个蒸发器中存在液态制冷剂。然而，在液态制冷剂被允许经过蒸发器的情况下，存在该液态制冷剂可能到达压缩机的风险。这可能导致对压缩机的损坏，因此是不期望的。因此，通常试图操作蒸汽压缩系统，使得液态制冷剂几乎存在于整个蒸发器中。为此，测量过热，即离开蒸发器的制冷剂的温度与离开蒸发器的制冷剂的露点之间的温差，并且控制对蒸发器的制冷剂供应，以便获得小的但正的过热。

上述控制策略的一个缺点在于，蒸发器的蒸发能力未被完全使用，这是因为离开蒸发器的制冷剂的过热必须是正的，以便确保液态制冷剂不会到达压缩机。为了解决该问题，可以在蒸汽压缩系统的抽吸管线中（即在蒸发器和压缩机之间）设置内部热交换器。在该情况下，离开蒸发器的制冷剂在内部热交换器中被加热。因此，在小量液态制冷剂离开蒸发器的情况下，该液态制冷剂在内部热交换器中被蒸发。由此，液态制冷剂能够存在于整个蒸发器中，而不存在液态制冷剂到达压缩机的风险。

在A. Tambovtsev等人在北京举办的International Congress of Refrigeration 2007发表的“COP improvement by transfer of the superheating into the internal heat exchanger”中，公开了一种制冷系统。该制冷系统包括抽吸管线热交换器，在该抽吸管线热交换器中，热交换流体平行地流动以便稳定该系统。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种操作蒸汽压缩系统的方法，在该方法中，与现有技术方法相比，蒸汽压缩系统的操作更稳定。

本发明实施方式的又一目的在于提供一种操作蒸汽压缩系统的方法，在该方法中，与现有技术方法相比，对蒸发器的制冷剂供应以更精确且最佳的方式被控制。

本发明实施方式的又一目的在于提供一种蒸汽压缩系统，在蒸汽压缩系统中，能够最大可能程度地利用蒸发器的潜在制冷能力，而不会导致蒸汽压缩系统的操作的不稳定。

根据第一方面，本发明提供一种操作蒸汽压缩系统的方法，所述蒸汽压缩系统包括沿制冷剂路径设置的压缩机、冷凝器、膨胀装置以及蒸发器，所述方法包括以下步骤：

- 获得过热值，所述过热值表示进入所述压缩机的制冷剂的过热；

- 获得过冷值，所述过冷值表示进入所述膨胀装置的制冷剂的过冷；以及

- 基于所获得的过热值和基于所获得的过冷值来操作所述膨胀装置。

在本文中，术语“蒸汽压缩系统”应当被解释为意味着其中制冷剂流循环并且被交替地压缩和膨胀的任何系统，由此向一容积提供制冷或加热。因此，蒸汽压缩系统可以是制冷系统、空气调节系统、热泵等。

压缩机可以采用单个压缩机的形式，或者压缩机可以是包括两个或更多个压缩机的压缩机组。

冷凝器和蒸发器都是设置成与环境介质（例如，空气流或液体流）交换热的热交换器。冷凝器和/或蒸发器可以包括单条制冷剂流路，制冷剂经由该单条制冷剂流路流过冷凝器/蒸发器。作为替代，冷凝器和/或蒸发器可以包括在入口歧管和出口歧管之间流体平行地设置的两条或更多条制冷剂流路。这些平行制冷剂流路可以采用两个或更多个平行冷凝器/蒸发器的形式和/或采用设置在单个冷凝器/蒸发器中的两个或更多个管或盘管的形式。制冷剂流路可以采用一个或多个微通道的形式。

膨胀装置可以是膨胀阀或包括膨胀阀，例如电子控制的膨胀阀或热力膨胀阀。在该情况下，对蒸发器的制冷剂供应能够通过控制膨胀阀的开度来控制。作为替代，膨胀装置可以是或包括节流孔、毛细管或任何其他合适类型的膨胀装置。

根据本发明的方法，初始获得代表进入压缩机的制冷剂的过热的过热值。该过热值可以是这样的过热，即，朝向压缩机流动的制冷剂的温度与朝向压缩机流动的制冷剂的露点之间的温差。作为替代，该过热值可以是代表过热的另一合适值，例如简单地是朝向压缩机流动的制冷剂的温度。