CN100529595C - 制冷设备的加热器的运行循环方法和制冷设备 - Google Patents

制冷设备的加热器的运行循环方法和制冷设备 Download PDF

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Abstract

一种制冷设备的加热器的运行循环方法，其包括以下步骤：(a)提供具有被冷却或加热的空间和至少一个被测的运行参数的制冷设备；(b)当所述至少一个被测的运行参数低于第一门限值时向所述被冷却的空间开始提供热量；(c)当所述至少一个被测的运行参数超过第一门限值但低于第二门限值时继续提供热量；(d)当所述至少一个被测的运行参数超过第二门限值时停止供热；和重复以上步骤(b)-(d)。

Description

制冷设备的加热器的运行循环方法和制冷设备
技术领域
本发明涉及用于在制冷设备中改进回油的方法。
背景技术
参照图1所示的制冷设备10。通常，制冷剂/油混合物在回路中从压缩机11经冷凝器13流到膨胀装置19，然后流到蒸发器15，然后流到吸气管21，最后回到压缩机11。在运行的制冷设备10在低环境温度下存储有易腐蚀货物的情况下，将货物维持在设定温度的所需冷量相当小。在这些情况下，流过蒸发器15的盘管和吸气管21的制冷剂的量明显减少。制冷剂的量的这种减少导致油滞留和阻塞在蒸发器中。油的阻塞又不利于油返回到压缩机中，因而减少蒸发器盘管的热传递效率，或者在某些情况下甚至会导致全部的油从压缩机抽出，这致使压缩机产生故障。
减少或消除蒸发器15或吸气管21中油的阻塞的一个可能的解决方案是使整个制冷设备10循环。在这种构思中，制冷设备10周期性地启动和停止。如果该设备可以在启动和停止模式之间循环，那么当该设备处于“启动”模式时，流过系统的制冷剂的量比设备不得不连续运行以保持冷却空间的相同温度时的制冷剂的量高。不利的是，使整个制冷设备10循环可能会导致难以将冷却空间的温度控制在相对窄的范围内。另外，如果压缩机不能连续运转，由于频繁的启动/停止所导致的能耗增加，存在额外的循环损失。由于频繁的启动/停止，还可能存在压缩机的可靠性问题。在另一方面，压缩机11的连续运转可以使冷却空间的温度更好地保持在相对窄的范围内，并且也可以改进压缩机的可靠性和运行设备的效率。
因此，需要提供一种在连续基础上使得制冷设备10运行的方法，其中，流经该系统的制冷剂的量足够大，以防止油阻塞在蒸发器15中。优选地，该方法包含压缩机11的连续运行。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于改进制冷设备中的回油的方法，同时在被冷却的空间中保持严格的温度控制。
依照本发明，一种制冷设备的加热器的运行循环方法，其包括以下步骤：(a)提供具有被冷却或加热的空间和至少一个被测的运行参数的制冷设备；(b)当所述至少一个被测的运行参数低于第一门限值时向所述被冷却的空间开始提供热量；(c)当所述至少一个被测的运行参数超过第一门限值但低于第二门限值时继续提供热量；(d)当所述至少一个被测的运行参数超过第二门限值时停止供热；和重复以上步骤(b)-(d)。
另外依据本发明，一种制冷设备，其包括：用于使制冷剂/油混合物循环流经制冷设备的压缩机；用于测量一运行参数的传感器；用于向所述制冷设备提供热量的加热元件；以及用于接收所述被测的运行参数并基于此开启和关闭所述加热元件的控制器；所述运行参数从以下的一组参数中选择，该组包括：压缩机的排气压力、吸气压力、排气温度、吸气温度、压力比，蒸发器饱和温度，冷凝器饱和温度，环境温度和所述制冷设备的运行时间间隔。
附图说明
图1本发明制冷设备的图示。
图2本发明加热器循环方法的逻辑图。
具体实施方式
因此，本发明的一个方面在于提供这样一种方法，其用于使靠近制冷设备10的加热器的运行循环以便增加经过蒸发器的制冷剂/油的质量流率。通过开启和关闭加热器17，制冷设备10被迫在这样一种水平下运行，即，与没有引入这种加热的情况所需的制冷剂/油质量流率相比，所述水平需要更多的制冷剂/油质量流率。加热器的开启和关闭基于制冷设备10的至少一个被连续监控的运行参数。加热元件17被开启和关闭以便将该运行参数的值保持在两个预定门限水平之间。通过以这种方式使加热元件17循环地开启和关闭，使得经过蒸发器15的制冷剂/油的质量流率维持在足以消除蒸发器中油阻塞的水平，从而增加蒸发器15的效率。
参照图1，其中示出了结合有加热元件17的本发明的制冷设备10。加热元件17可以是足以将热量引入到由制冷设备10冷却的空间容积内的任意结构。在某些制冷设备10中，通常将加热元件安装在足够靠近蒸发器盘管的位置以防止盘管上冰的形成。在提供了这样一种靠近蒸发器15的加热元件17的场合中，优选地采用本发明的方法使这种加热元件17循环工作。但是，本发明不局限于加热元件17任何特殊的布置或结构。更适合的是，本发明广泛地扩展到结合有能够产生热量并且置于由制冷设备10冷却或监控的空间内的任何和所有加热元件17。
如上所述，对于运行效率和稳定性而言，由于压缩机的连续运转因而提供有益的技术效果。与压缩机运转结合，加热元件17的循环因而产生了改进压缩机11的回油的有益效果，同时改进了蒸发器15的热传递效率并避免了与设备的频繁开启/停止相关的循环损失。由于有额外的热量加入，因此为了提供额外的冷量以抵消热量的增加，增加制冷剂质量流率就变成必要的。该制冷剂质量流率通常通过增加压缩机的吸气压力而增加，所述压缩机的吸气压力的增加是通过打开用于调节吸气节流量的吸气调节阀来实现的。压缩机的较高的吸气压力又改善了压缩机11的回油。这种情况的出现是由于压缩机的较高的吸气压力易于促使更多的制冷剂融入制冷剂/油混合物而实现的。其结果为，由于混合物中的制冷剂浓度增加，制冷剂/油混合物的粘性降低。由于较高的制冷剂质量流率和减小的油粘性均使得制冷剂沿管路对油的拖曳更为容易，因此压缩机11的回油从而得到改进。由于需要较低程度的吸气节流，增加的制冷剂质量流率以及压缩机的连续运转进一步地减小了制冷剂离开蒸发器时的过热。较低的过热还在减小蒸发器的过热区域和临近吸气管的过热区域中的油的粘性方面具有重要作用，该系统的这部分油粘性的减小也有助于更好的压缩机回油。过热部分中油粘性的减小是由于较少的制冷剂从该过热区域中的油混合物中沸腾出去而获得的。再者，油粘性的减小改善了所述压缩机11的回油。不同地，加热器能以开启/关闭的方式脉动工作以使设备连续运行，并且没有油阻塞在蒸发器或蒸发器与压缩机之间的吸气管中的危险。
参照图2所示的本发明加热器循环方法的详细逻辑图。在步骤1，启动压缩机11。在步骤2，关闭加热器。步骤1和2因此代表制冷设备10的初始部分，其中压缩机11开启，同时加热元件17维持在切断位置。在步骤3，作出是否使加热元件17循环工作的决定。在步骤3，读取制冷设备10的运行参数，并将该读取的运行参数与预定的下限值对比。运行参数的读取由参数传感器31执行，该参数传感器被构造成便于读取所需的运行参数并将读数传送给控制器33。控制器33是构造成便于接收来自至少一个参数传感器31的读数并基于该接收而产生动作以使加热元件17循环工作的任意的数字计算装置或模拟电路。在本例中，所选的运行参数是蒸发器15的排气压力，并且下限值为60磅/平方英尺(psi)。选择排气压力作为运行参数和选择60psi作为下限值仅仅是用于示范目的的举例说明。在优选的实施例中，所述下限值被选择为至少接近60psi而上限值被选择为小于大约100psi。尽管这样的运行参数和下限值代表着一个优选实施例，但如上所述，运行参数可以从众多运行参数中选择，其中包括但不局限于：压缩机的排气压力、吸气压力、排气温度、吸气温度、压力比，蒸发器饱和温度，冷凝器饱和温度，环境温度。运行参数也可仅仅包括当加热器运行于“开启”的位置时的预定时间间隔和当加热器运行于“关闭”的位置时的预定时间间隔。用于“开启”和“关闭”的加热器运行的预定时间间隔可基于其它的测量到的设备运行状况而改变或调整。运行参数还必须处于稳定的状态条件以避免加热器的快速循环。还必须建立稳定的状态以便避免不适当的启动加热。同样地，下限值和上限值将根据所选的运行参数而改变。回到目前的示例中，在步骤3，测量排气压力并使之与60psi的下限值比较。如果排气压力低于60psi，则在步骤4加热元件17循环开启并重复步骤3。步骤3和4不断重复，直到排气压力达到60psi。一旦步骤3中排气压力达到60psi，就开始执行步骤5。在步骤5，读取自排气压力运行参数，看其是否高于100psi的示范上限值。如同60psi的下限值一样，选择100psi仅仅是示范性的。只要排气压力不高于100psi，就执行步骤3。步骤3和5则循环重复直到排气压力达到100psi。一旦在步骤5测到的排气压力超过100psi，就开始执行步骤6。在步骤6，加热元件17停止运行而开始执行步骤3。一旦加热元件17停止运行，排气压力就将开始减小。在本例中，它将在步骤3中持续减小直到降至低于60psi。此刻，执行步骤4并再次运行加热元件17。在这个方式中，通过根据需要使加热元件17进行开启与关闭的循环的程序将排气压力保持在60和100psi之间。
显然，依据本发明提供了用于改进的制冷设备回油的方法，该方法完全满足前面所述的目的、手段及优点。尽管已在具体实施例的上下文中对本发明予以描述，但其它的替代、修改和变化对于阅读了前述描述的本领域技术人员而言也将是显而易见的。因此，本发明旨在包含落在所附权利要求的广泛范围内的那些替代、修改和变化。

Claims (12)

1.一种制冷设备的加热器的运行循环方法，其包括以下步骤：
(a)提供具有被冷却或加热的空间和至少一个被测的运行参数的制冷设备；
(b)当所述至少一个被测的运行参数低于第一门限值时向所述被冷却的空间开始提供热量；
(c)当所述至少一个被测的运行参数超过第一门限值但低于第二门限值时继续提供热量；
(d)当所述至少一个被测的运行参数超过第二门限值时停止供热；和重复以上步骤(b)-(d)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供热包括从以下的一组参数中选择所述至少一个运行参数，该组包括：压缩机的排气压力、吸气压力、排气温度、吸气温度、压力比，蒸发器饱和温度，冷凝器饱和温度，环境温度和所述制冷设备的运行时间间隔。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述第一或第二门限基于所述至少一个被测的运行参数而变化。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供热包括当压缩机的排气压力低于至少60psi的第一门限时提供热量。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供热包括当压缩机的排气压力超过至少100psi的第二门限时停止所述热量的供应。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供热包括当该运行参数超过时间限制时提供所述热量，所述时间限制与一能循环提供动力并且能影响所述运行参数的制冷系统元件相关。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供热包括开启或关闭一加热元件。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述开启或关闭所述加热元件包括将所述加热元件放置在由所述制冷设备冷却或加热的空间中的附加步骤。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述开启或关闭所述加热元件包括将所述加热元件放置在由所述制冷设备监控的区域中的附加步骤。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，执行所述供热和停止供热以便使得所述制冷设备的压缩机连续运行。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述开启所述加热元件包括开启位于蒸发器盘管一定距离处的所述加热元件，该距离足以允许所述蒸发器盘管除霜。
12.一种制冷设备，其包括：
用于使制冷剂/油混合物循环流经制冷设备的压缩机；
用于测量一运行参数的传感器；
用于向所述制冷设备提供热量的加热元件；以及
用于接收所述被测的运行参数并基于此开启和关闭所述加热元件的控制器；所述运行参数从以下的一组参数中选择，该组包括：压缩机的排气压力、吸气压力、排气温度、吸气温度、压力比，蒸发器饱和温度，冷凝器饱和温度，环境温度和所述制冷设备的运行时间间隔。
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