CN101479539A - 通过改变制冷系统中的制冷剂组分修正系统性能 - Google Patents
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Abstract
制冷系统适当的运行和性能的获得要包括以下步骤：如果制冷系统运行中的任何问题被检测到，则向制冷系统添加与原制冷剂不同的制冷剂。比如，如果制冷系统频繁循环，可部分地或全部地将较低压力的制冷剂添加进或者取代最初注入系统的制冷剂。通过此改变，本发明则可以例如降低规定的系统容量，且因而减少了循环次数。此外，提高了所调节空间的舒适度和系统可靠性。而且，经过这样的制冷剂替换可减缓那些随着时间产生的变化如换热器性能的下降以及它们在系统运行时产生的消极影响。
Description
技术领域
本发明涉及到通过改变制冷系统中的制冷剂的组分来修正制冷系统的系统性能。
背景技术
制冷系统用来改变二次流体的温度和/或湿度。空调或热泵系统就是常见的例子，它们用来调节送入室内环境的空气。另一个例子是冷却系统，该系统输送用于冷却目的的冷却水或乙二醇溶液。
已为人所知的是，一般蒸汽压缩制冷系统包括压缩制冷剂的压缩机、压缩机下游的冷凝器、冷凝器下游的膨胀装置以及膨胀装置下游的蒸发器。制冷剂在这四个基本部件、以及一些其他任选部件和支路间循环。
制冷系统通常具有的一个控制特性是使压缩机循环工作或暂时性地关闭的能力。如果制冷系统的输送容量多过所需要的，则该制冷系统的至少一个制冷剂回路中通常会包括该控制特性。这样的循环效率低下，其使所调节空间的使用者产生不适，并且还可能会产生可靠性问题，如从压缩机油槽泵出油。因此希望减少循环次数。此外，循环工作会导致所调节空间中的温度和湿度的变化，这种变化取决于循环的频率和停机的持续时间。频繁要求室内风扇连续工作导致这一问题进一步的恶化，从而使得在压缩机停机期间，湿气聚积在蒸发器的外表面上并被重新蒸发，然后进入到供给所调节空间的气流内。经常会发生的情形是，一旦制冷系统被安装在一特定的位置之后，就会发现系统设计过大，提供了过多的容量。这样的系统将会频繁地循环，如上面所解释的，这不是人们所想要的。
而且，随着机组的老化，其性能可能开始衰退。导致性能降低的情形的例子包括(但不限于)损坏的、腐蚀的或阻塞的冷凝器和/或蒸发器的外表面或内表面。这样又会导致机组“跳闸”或循环，另外还会降低性能。
传统上，一旦制冷系统投入使用，对制冷循环所作的唯一改变就是使用同样的制冷剂增加或减少制冷剂的充注量。但是，这仅仅能对机组的运转特性提供有限的改变或改善(通常，通过稍微变更离开冷凝器盘管的过冷量，制冷剂的容许充注量对机组容量的影响不会超过5％)。此外，制冷剂充注量的变化会导致部件发生故障问题或导致其在规定的工况之外运行。
发明内容
在所披露的本发明的一个实施例中，如果检测出任何上述问题或类似问题，则建议用一种不同的新制冷剂部分地或全部地充注制冷系统，同时将系统中的旧制冷剂全部去除，或部分地去除/增加该系统中的旧制冷剂。该不同的新制冷剂应具有不同的特性，特别是会解决上述识别出的问题的特性。
例如，如果检测出机组输送容量过多，则可将通常具有较高压力的制冷剂部分地或完全地转换为较低压力的制冷剂(高压制冷剂广义的定义为在相同饱和温度下相对于低压制冷剂具有更高压力的制冷剂)。这通常会导致较低的机组容量，并会减少循环的次数。
在这些情形下，一般会自动获得对该系统的机构认证(如UL、CSA等)，且不需再次认证。这应该是真实的，因为如果使用较低压力制冷剂代替较高压力制冷剂，则制冷系统及其压缩机就会在较低压力和较低电流下运行。因此机组循环损失可以得到相当大的减少，而系统可靠性和被调节空间的舒适度则大大提高。通过减少循环，本发明可以解决所有这些问题。在向系统加入新的制冷剂并去除一部分旧制冷剂(如果需要)之后，根据对机组性能的反复检测的结果，还可以进行制冷剂添加。如果系统的性能依然令人不满意，则向系统追加一定量的新制冷剂。加入新制冷剂时，系统还可能需要去除、增加或保持同量的旧制冷剂。
例如，在有些情况下，添加少量的与已有的制冷剂相容的另一种物质以降低制冷剂可燃性也是有益的。例如，当某些系统中的制冷剂为几种纯的制冷剂组分的混合物的时候，这种情况就可能会发生。当系统发生制冷剂泄漏时，混合物中的某些制冷剂组分可能会比其他制冷剂组分泄露得更多。因此，随着时间的推移，所剩的混合物与原来的混合物相比有可能会具有不同的组分。因此，在发生泄漏的情况下，有可能需要将制冷剂混合物中的特定组分补充到系统中以获得与泄露发生前相同的制冷剂混合物的组分。如果特定制冷剂组分的泄漏会致使制冷剂混合物可燃性增加，那么这一点会变得特别重要。
在有些情况下以及对于某些安装状况，也有可能要求现有的制冷剂混合物具有更低的可燃性。在这种情况下，可以通过添加与原有的制冷剂混合物不同的另一种物质(制冷剂或化合物)来减少制冷剂混合物的可燃性。
本发明的这些以及其他特征根据以下的说明和附图将得到最好的理解，接下来是附图的简要说明。
附图说明
图1为制冷系统示意图。
图2为本发明的流程图。
具体实施方式
如图1所示，制冷系统20包括压缩机22，压缩机22压缩制冷剂并传送制冷剂至下游的冷凝器24。制冷剂从冷凝器24流至膨胀装置26，再流至蒸发器28。已知的是，传统的空调系统中的冷凝器一般设置在户外，并将热量传递给周围环境。蒸发器一般设置在户内，并对要被输送至建筑内的空气进行调节。同样已知的是，制冷剂在相互连接成封闭循环结构的四个基本部件22、24、26和28之间循环。制冷系统中常常还包括有很多其他的子系统和部件。但是，从说明本发明的角度讲，那些都是理解该基本的制冷系统的原理和运转所必需的。
在已经确定制冷系统20没有达到最佳运行状态时，则可决定部分地或者全部地更换制冷剂。在本发明的一个公开的实施例中，如果确定存在上面提及的任何问题，则打算向制冷系统中部分或全部地充注一种新的不同的制冷剂或物质，并部分地或者全部地去除旧制冷剂。该不同的制冷剂或物质应具有不同的热-物理性质和特征，尤其是能解决上述提及到的问题的热-物理性质和特征。在大多数情况下，希望转换成较低压力的制冷剂。
作为一主要的例子，如果希望降低容量，一般可以将较高压力的制冷剂部分或全部地转换为较低压力的制冷剂。这会导致较低的容量，而且会减少循环的次数。
比如，由制冷剂R410A转换到制冷剂R407C，则可使机组容量下降高达30％。如果仅仅将部分制冷剂R410A转换为制冷剂R407C，则机组容量的降低会小一些。机组循环损失会得到相当大的减少，系统可靠性和调节空间的舒适度则大大提高。
在有些情况下，当对制冷剂混合物作出了调整时，机组效率就会提高，这是因为转换为较低压力制冷剂时换热器盘管会有效地变得“过大”。这是由于各种制冷剂的热-物理性质的不同引起的。如果盘管已基本损坏、“老化”或者阻塞，如上面所提及的，则过大效应会特别地重要。在这种情况下，通过使用较低压力的制冷剂，通常会降低压缩机负荷和压缩机排气压力。此外，这可以避免机组在高压下循环，只要这个问题是由阻塞的冷凝器盘管引起的。
比如，制冷剂的添加物可以是向制冷剂R410A中添加制冷剂R407C、R22、R134a或R404A中的任何一种，反之亦可。制冷剂的添加物还可以是向制冷剂R404A中添加制冷剂R407C、R22或R134a中的任何一种，反之亦可。制冷剂R22或R134a还可以部分地或全部地替代制冷剂R407C。最后，制冷剂的添加物可以是向制冷剂R22中添加制冷剂R134a，反之亦可。当然，这些例子并没有覆盖大范围的可用制冷剂和物质，其他组合也是可能的。比如，落入本发明的范围中的其他纯制冷剂包括(但不限于)：R-11，R-113，R-115，R-116，R-12，R-123，R-124，R-125，R-13，R-142b，R-143a，R-152a，R227ea，R-23，R-236fa，R-245ca，R-245fa，R-32，R-41，丙烷，丁烷，异丁烯，氨，丙烯，和二氧化碳。此外，适合的制冷剂混合物的例子列举如下：R-401a，R-401b，R-401c，R-402a，R-402b，R-407a，R-407b，R-407d，R-408a，R-409a，R-409b，R-410b，R-500，R-501，R507a，R-32/R-125，R-22/异丁烷/R-142b，以及氨/丁烷。应当注意，对于大部分制冷剂，其去除或添加相对都比较简单，这是由于系统部件如压缩机、换热器甚至膨胀装置均不需要进行任何变动即可处理这些制冷剂添加物。由于同一种油与许多种制冷剂相容，因此大多数系统甚至通常不需要使用不同的压缩机油。
还需要注意，尽管描述的是单回路制冷系统构造，但同样适用于多回路制冷系统。
尽管本发明公开了最佳实施例，但本领域普通技术人员应当了解，对其所作的一定改进均落入本发明的保护范围。由此，下文的权利要求声明了本发明的保护范围和内容。
Claims (28)
1、一种用于制冷系统的运行维护的方法，包括以下步骤：
(1)提供制冷系统，该制冷系统具有压缩机，该压缩机压缩第一制冷剂、输送该制冷剂至第一换热器、再输送至膨胀装置、然后输送至第二换热器，该制冷剂再从第二换热器返回到压缩机；
(2)运行该制冷系统并监测该制冷系统的运行状况；
(3)如果步骤(2)中的监测表明不同的物质能够帮助消除运行中的问题，则向制冷系统中加入不同的物质。
2、如权利要求1所述的方法，其中：所述的不同的物质具有与所述第一制冷剂不同的组分。
3、如权利要求2所述的方法，其中：所述不同的物质是第二制冷剂。
4、如权利要求3所述的方法，其中：所述第二制冷剂是一种纯的制冷剂。
5、如权利要求3所述的方法，其中：所述第二制冷剂是一种制冷剂混合物。
6、如权利要求3所述的方法，其中：所述的第二制冷剂能在比第一制冷剂更低的压力下运行。
7、如权利要求3所述的方法，其中：第一制冷剂为R410A，而第二制冷剂为R407C、R22、R134a、R404A、HFC32和HFC125中的任一种。
8、如权利要求3所述的方法，其中：第一制冷剂是R404A，而第二制冷剂是R407C、R22和R134a中的任一种。
9、如权利要求3所述的方法，其中：第一制冷剂是R407C，而第二制冷剂是R22和R134a中的一种。
10、如权利要求3所述的方法，其中：第一制冷剂为R22，而第二制冷剂为R134a。
11、如权利要求1所述的方法，其中：将一部分所述第一制冷剂从该系统中去除或添加到该系统中。
12、如权利要求1所述的方法，其中：没有去除该系统中的一部分所述第一制冷剂，也没有向该系统中添加一部分所述第一制冷剂。
13、如权利要求1所述的方法，其中：所述不同的物质取代了一部分所述第一制冷剂。
14、如权利要求1所述的方法，其中：步骤(2)中所监测的问题之一是制冷系统在开机与停机状态之间的高循环量。
15、如权利要求1所述的方法，其中：步骤(2)中所监测的问题之一是所述第一制冷剂的可燃性。
16、如权利要求1所述的方法，其中：步骤(2)中所监测的问题之一是制冷系统的至少一个换热器是否有任何形式的恶化。
17、如权利要求1所述的方法，其中：所述第一制冷剂是纯的制冷剂。
18、如权利要求1所述的方法，其中：所述第一制冷剂是制冷剂混合物。
19、如权利要求1所述的方法，其中：步骤(2)中所监测的问题之一是所述压缩机的性能是否有任何形式的恶化。
20、一种制冷系统，包括：
压缩制冷剂的压缩机，该压缩机输送第一制冷剂至第一换热器，再输送至膨胀装置，然后输送至第二换热器，该制冷剂再从第二换热器返回到压缩机，该制冷系统最初充注有第一制冷剂；以及
加到制冷系统中的第二制冷剂，所述第二制冷剂能在比该制冷系统最初充注的第一制冷剂更低的压力下运行。
21、如权利要求20所述的制冷系统，其中：第一制冷剂为R410A，而第二制冷剂为R407C、R22、R134a和R404A中的任一种。
22、如权利要求20所述的制冷系统，其中：第一制冷剂是R404A，而第二制冷剂是R407C、R22和R134a中的任一种。
23、如权利要求20所述的制冷系统，其中：第一制冷剂是R407C，而第二制冷剂是R22和R134a中的一种。
24、如权利要求20所述的制冷系统，其中：第一制冷剂为R22，而第二制冷剂为R134a。
25、如权利要求20所述的制冷系统，其中：所述第二制冷剂为纯的制冷剂。
26、如权利要求20所述的制冷系统，其中：所述第二制冷剂为制冷剂混合物。
27、如权利要求20所述的制冷系统，其中：所述第一制冷剂为纯的制冷剂。
28、如权利要求20所述的制冷系统，其中：所述第一制冷剂为制冷剂混合物。
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