CN104567157B - 设置有经济器装置的制冷机的驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种制冷机(10)的致动方法，制冷机设置有经济器装置(16)并包括辅助层压元件(18)，辅助层压元件具有能够用于调节流经经济器装置(16)的制冷流体的分接流率的可调整的打开。致动方法包括：‑将冷凝温度(Tc)的值与第一阈值(Tc‑max)相比的检查阶段；‑如果冷凝温度(Tc)低于或者等于所述第一阈值(Tc‑max)则打开辅助层压元件(18)以保持制冷机(10)的压缩机(15)的入口处的所述分接流率的温度基本上等于预定的过热值的第一调整阶段；‑如果冷凝温度的值等于或高于第一阈值(Tc‑max)则根据冷凝温度的值打开辅助层压元件18的第二调整阶段。

Description

设置有经济器装置的制冷机的驱动方法

技术领域

本发明涉及设置有经济器装置的制冷机的驱动方法。

特别地，本发明涉及在经济器中使用的制冷液体的部分的中间压缩级处设置有螺杆式压缩机或者提供引导的类似物的制冷机的驱动方法。

因此，本发明属于制冷机领域。

背景技术

时下，已知给制冷机装备经济器。

该装置从流出自冷凝器的制冷液的总流率提供分接，从而操作辅助层压元件中的分接流率的膨胀以及操作该分接流率和主流率之间的热交换，其包括从总流率中减去分接流率。

该热交换在制冷机的主层压元件的上游实现，并且具有得到主流率的低温冷却的效果。

在主流率的中间阶段处，在位于主流率的热交换的下游的压缩机中导入分接流率。

在结构上，传统装置包括：

-用于分接流率的导管，其连接至位于冷凝器下游的制冷机的主电路；

-辅助层压元件，其沿着导管放置，以适于层压并调节接头流率；

-热交换器，其沿着位于辅助层压元件下游的导管放置并可耦接至制冷机的电路以用于与该电路的制冷流体热交换。

为了保持压缩机内分接流率的过热在仅举例来说等于10K的预定值，制冷机的控制装置控制辅助层压元件。

另外，现今，这些传统制冷机设置有冷凝温度的检测装置，如已知的，其直接与压缩机出口压力关联。

在本文中，冷凝温度是指压缩机出口处的制冷流体的饱和温度，并且蒸发温度是指压缩机吸气口处的制冷流体的饱和温度。

这些传统机的控制装置设计为当冷凝温度超过预定的并且通过压缩机制造商指示的安全值时控制辅助复合元件的关闭。

实际上，以上所描述的为今天已知的制冷机的传统致动方法，其提供两个阶段：

-第一阶段，如果冷凝温度低于安全值，则实施第一阶段，其包括根据以上提及的预定过热调节辅助复合元件的打开；

-第二阶段，当冷凝温度达到安全温度时，实施第二阶段，其包括关闭辅助复合元件，从而是经济器装置不工作。

经济器装置的活动增加制冷机的性能(COP)和能量效率比值(EER)的系数，因此，在制冷机操作期间，需要经济器装置尽可能保持可操作的。

然而，为了保证压缩机功能，在传统的制冷机中，在冷凝温度大于安全温度的值之后，经济器装置是无效的，对于一些类型的机器安全温度例如等于60℃。

根据包括压缩机发动机的制冷机的蒸发温度，压缩机发动机能够供应所需要的功率时，该安全值等于最大冷凝温度。

安全温度的这个值由压缩机制造商指示。

因此，当制冷机的操作条件例如具有接近安全温度的值变化的冷凝温度，控制装置趋向顺序激活和解活经济器装置，也就是通过当达到安全温度时将其解活效，并且通过当冷凝温度下降低于冷凝温度的值时尽可能快速致动该经济器装置。

由该激活和解活的顺序得来的间歇工作导致组件的疲劳，组件因此倾向于损失效率和寿命。

通常地，因此，现今定义一些可容许的操作条件，其中，在该操作条件中经济器装置被激活并且在该操作条件之外经济器装置被解活。

这些可容许操作条件一般由冷凝温度的范围和由蒸发温度的范围限定，经济器装置在该范围之外是解活的。

例如，在附图1中示出了通过虚线限定的通过标记A指示的用于传统机的可容许操作条件的区域，其中该可容许操作条件根据冷凝温度Tc和蒸发温度Te表达，并且主要地通过用于该温度Tc和Te的可容许范围限定，这些温度Tc和Te分别包括在范围[Tc-min,Tc-max]和范围[Te-min和Te-max]中。

通过Tc-max，已经指定了以上已经更多讨论的安全温度。

通常，因此，这些传统制冷机的操作方法包括：

-比较制冷机的操作条件和可容许的操作条件；

-如果操作条件没有满足可容许的操作条件，则使经济器装置解活；

-如果操作条件满足可容许的操作条件则激活经济器装置。

因此，传统制冷机具有当其不根据所述可容许操作条件工作时，释放的功率降低15％-20％的缺点。

专利文件JP-H0626532，EP2538159，EP1970653和EP685692描述传统制冷机。

这些制冷机特征的特征为传统经济器电路，其分接压缩机的上游的制冷机并且再次将其输入在位于压缩机出风口和冷凝元件之间的部分中。

这带来的缺点是压缩机抽取的质量流率的降低，由于蒸发温度降低，由于经济器的作用增加蒸发器的焓间距，其增加达到压缩机出风口的气体的温度，通过制冷剂降低量吸收的压缩工作传递至流体的能量。

本发明的潜在问题是提出一种制冷机的致动方法，其设置有经济器，该经济器增加与传统制冷机对比的制冷机的能量产出。

本发明的主要任务包括实施设置有经济器的制冷机的致动方法，其解决了传统制冷机被抱怨的缺点的该问题。

该任务中，本发明的目的是提供制冷机的致动方法，其设置有经济器装置，当制冷机在超过对于传统制冷机预定的安全温度的冷凝温度下工作时，其允许增加制冷机的产出。

本发明的其它目的是提供制冷机的致动方法，其允许增加与传统制冷机相比的寿命和/或效率时间，并且特别地，允许增加其压缩机的寿命和/或效率时间。

这个任务以及这些和其它目的将由下文更清楚，且可由根据附上的整体参考的独立权利要求的设置有经济器装置的制冷机的致动方法实现。

根据本发明设置有经济器装置的制冷机的致动方法的详细特征在所参考的从属权利要求中描述。

实际中，根据本发明设置有经济器装置的制冷机的致动方法的采纳允许，超过对于传统机预定的安全温度阈值，实现经济器装置的致动产出的延伸的优点。

另外，其允许增加压缩机和经济器自身的寿命和效率，还降低用于保持制冷机效率的维护，特别地由于避免了传统制冷机在安全温度值在冷凝温度的操作条件下实施的致动和解活循环的事实。

附图说明

从根据本发明的设置有经济装置的制冷机的致动方法的优选地但是非排它的实施例中将得出本发明的其它特征和优点，附图中附上的表格作为指示示出而不是限制，其中：

图1示出了一简化图，其中示出了传统制冷机(连续线)的允许工作条件和根据本发明(虚线)的制冷机的允许工作条件的范围之间的比较。

图2示出了根据本发明的制冷机的简化方案。

图3示出了根据本发明的致动方法的示例性流程图。

具体实施方式

特别参考所引用的附图，制冷机10全部通过10指示，所述制冷机包括用于制冷流体的电路11和沿着电路11链接的，包括：

-冷凝元件12；

-主层压元件13；

-蒸发元件14；

-螺杆式压缩机15。

制冷机10还包括经济装置16，其依次包括：

-用于制冷流体的导管17，其可耦合至位于冷凝元件12的下游并且在压缩机15处的电路11，；

-辅助层压元件18，其连接至用于层压制冷流体的导管17，制冷流体在使用中在导管17内流动；

-热交换器19，其连接至位于辅助层压元件18下游的导管17且可耦接至电路11以用于在导管17中的流动的流体和在导管11中流动的流体之间进行热交换。

有利的是导管17被耦接至位于所述热交换器19上游的电路11从而分接制冷流体。

另外，导管17具有连接至压缩机15的中间部的排放部从而在其中注射分接的流体。

另外，制冷机10包括相关监控装置，在附图中全部由标号20指示，其被设计为检测制冷机10的操作热力学参数并且用于供应为所述热力学参数的值的函数的信号。

根据本发明，制冷机10其特征在于，包括控制装置21，控制装置21连接至监控装置20和辅助层压元件18并且被设计为根据两个调节标准调节辅助层压元件18的打开：

-当由监控装置20检测的冷凝温度低于或者等于第一阈值Tc-max时，则根据第一标准，根据该第一标准，辅助层压元件18的打孔根据压缩机入口处的分接流率的过热而以传统方式本身而致动；

-当相反冷凝温度高于第一阈值Tc-max时，则根据第二操作标准，根据该第二操作标准，根据与第一阈值Tc-max或者与大于Tc-max的第二预定义阈值Tc-max'相比较的冷凝温度的相对值致动辅助层压元件18的打开。

换句话说，根据本发明的控制装置21在当冷凝温度等于第二阈值Tc-max'时辅助层压元件18完全关闭的条件和在打开程度如下限定的打开条件之间调节辅助层压元件18的打开：

-如果冷凝温度高于或者等于阈值Tc-max的第一温度，根据冷凝温度和和阈值Tc-max的第一温度之间的不同，或者

-为了保持等于预定值，压缩机15入口处的分接流率的过热值，如果冷凝温度低于阈值Tc-max的第一温度。

实际中，控制装置21优选地是可编程电子设备并且辅助层压元件18有利地是能够由步进马达电子控制的电动阀。

监控装置20优选地包括至少第一压力传感器20d，其可连接在受压构件15输送处或者在电路环节处用于从受压构件15自身流出的制冷流体。

有利地，以上描述的冷凝温度是与由第一压力传感器20d检测的温度对应的饱和温度。

通常，第一压力传感器20d有利地连接至制冷机的压缩机处和或位于制冷机本身的电路处，或者位于制冷机的压缩机的下游。

监控装置20有利地包括压力传感器20e和20f，其可连接至制冷机和或导管17的电路或者制冷机的压缩机15本身，在使用中，监控装置20用于监控进入压缩机15的制冷流体的压力。

优选地，监控装置20包括第二温度传感器20a、20b、和20c，其可连接至位于压缩机15的上游或者在受压构件本身处的电路11或者导管17，所述监控装置20用于监控进入和流出压缩机的制冷流体的监控温度。

特别地，温度传感器20d和压力传感器20e旨在分别检测过热蒸汽和温度和插入经济器装置16的压缩机15中的分接流率。

根据优选地但是非排除地形成参考图1的本发明。

冷凝温度由附图标记Tc指示；第一阈值由Tc-max指示并且第二阈值由Tc-max'指示。

仅为示例，但是非限制性地，第一阈值可以包括在58℃和62℃之间，并且可以优选地等于60℃；第二阈值可以有利地包括在64℃和66℃之间并且优选地可以等于65℃。

有利地，本说明书中描述的控制装置21根据已知的控制方法本身操作辅助层压元件18，从名称为卡雷尔工业科学研究实验室，申请日为2005年1月12日，公开日为2010年6月9日的欧洲专利的描述中做了必要改进，该专利的内容以引用的方式全文并入。

根据以上提及的欧洲专利，当Tc<Tc-max时，控制装置21有利地调节辅助层压元件18的打开从而保持进入受压构件15的分接流率的预定过热值，也就是说，辅助层压元件18的打开提供了遵从流出热交换器19并且指向受压构件15的制冷气态流体的过热设定点。

有利地，制冷机10还包括设置有层压阀23的旁路分支22，所述层压阀23适于旁路经济装置16并且在分接流率的小部分在压缩机15中引导。

为了限制压缩机15的入口处的过热温度，控制装置21连接至旁路分支的层压阀23并且设计为操作该层压阀23。

本发明的目的是一种制冷机10的致动方法，制冷机设置有经济器装置16并包括辅助层压元件18，辅助层压元件18具有能够用于调节流经所述经济器装置16的制冷流体的分接流率的可调整的打开。

制冷机10还设置有螺杆式压缩机15。

传统方法本身中的致动方法包括：

-将冷凝温度Tc的值与第一阈值Tc-max相比的检查阶段；

-如果冷凝温度Tc低于或者等于所述第一阈值Tc-max则打开辅助层压元件18以保持制冷机10的压缩机15的入口处的所述分接流率的温度基本上等于预定的过热值的第一调整阶段。

优选地，所述第一调整阶段通过以上在欧洲专利EP2094344中描述的类型的调节方法执行。

换句话说，为了保持压缩机15的入口处的所述分接流率的温度基本上等于预定的过热值直到冷凝温度Tc低于第一阈值Tc-max为止，致动方法10提供对辅助层压元件18的打开的调节。

根据本发明，该致动方法特征在于包括如果冷凝温度的值高于第一阈值Tc-max则根据冷凝温度的值打开辅助层压元件18的第二调整阶段，所述方法提供所述压缩机15的中间部的所述分接流率的注射。

由于该第二调整阶段，根据本发明的调节方法允许还对于温度高于第一阈值Tc-max时，保持经济装置可操作，在传统制冷机中，经济装置是解活的，也就是说，辅助层压元件关闭。

优选地，所述第二调整阶段规定如果冷凝温度Tc等于高于所述第一阈值Tc-max的第二预定义阈值Tc-max′则所述辅助层压元件18关闭。

所述第二调整阶段有利地规定所述辅助层压元件18的打开根据以下最大值与空值之间的预定义法则变化：

-当冷凝温度Tc等于所述第一阈值Tc-max时假定该最大值；

-当所述冷凝温度Tc等于所述第二阈值Tc-max′时，空值与所述辅助层压元件18的关闭对应。

所述预定义法则优选地是根据冷凝温度Tc，该打开从最大值至空值的线性变化的法则。

该打开的所述最大值有利地是在当冷凝温度Tc达到阈值Tc-max时在所述第一调整阶段中限定的打开值。

换句话说，所述最大值是当冷凝温度Tc达到阈值Tc-max时，在所述第一调整阶段中强制的辅助层压元件18的打开值。

根据压缩机15的驱动发动机的功率，以传统方式限定温度Tc-max′的第二阈值和温度Tc-max的第一阈值。

具体地，根据待被应用的制冷功率关闭制冷机10的压缩机15的功率，并且对于每个制冷机10存在一个固定值。

由给定压缩机15可得到的最大冷凝温度随着由压缩机15的处理的质量流率的增加而减少。

当在制冷机中经济装置是可操作的时，由压缩机15的处理的质量流率高于当在其它等同条件下经济装置是不可效操作时所处理的质量流率。

通过压缩机发动机的功率的预定值和制冷机的蒸发温度的值(也就是蒸发元件的温度)，压缩机能够工作的最大冷凝温度随着质量流率增加而降低。

实际上，因此，第一阈值Tc-max等于压缩机能够工作的这样一种最大冷凝温度的值，在该值上当质量流率使得经济器可操作时压缩机能够工作。

类似的，第二阈值Tc-max′等于压缩机能够工作的这样一种最大冷凝温度的值，在该值上当质量流率使得当经济器不可操作即是低于经济器可工作时的值时压缩机能够工作。

因此，阈值Tc-max和Tc-max′由压缩机制造商预定并且其取决于压缩机自身的发动机功率和制冷机的蒸发温度。实际中，通过执行根据本发明实现的调节方法，当冷凝温度Tc在第一阈值Tc-max和第二阈值Tc-max′之间变化时，调节由压缩机处理的质量流率，使得介于这些阈值之间的冷凝温度等于最大冷凝温度，其中压缩机在该最大冷凝温度上由于其发动机的功率和制冷机的蒸发温度而能够工作。优选地，致动方法10还包括在制冷机的冷凝温度的分接下游，通过注射制冷流体的旁路流率，降低压缩机15的入口处的所述分接流率的过热温度的降低阶段。

过热温度的所述降低阶段也在一些传统制冷机中实现但是没有进一步描述。

有利地，如果输送温度等于所述压缩机(15)的输送处的制冷流体的温度的输送温度等于或者高于安全值，则执行现温度的所述降低阶段，调节旁路流率从而保持所述输送温度低于或者等于所述安全值。

仅对于非限制性实施例，在图3中示出了根据本发明设置有由步进发动机操作的辅助符合元件和监控该发动机的步骤的装置的制冷机实现致动方法的例子。

根据实现的所述实例，如果需要经济器激活，则致动方法提供检查(A)，如果该激活不需要，则放弃保存的发动机步骤(B)。

如果需要经济器激活并且发生(C)冷凝温度Tc低于或等于第一阈值Tc-max，则放弃保存的发动机步骤并且根据所知的调整阶段(D)操作辅助层压元件16。

如果需要经济器激活并且冷凝温度Tc高于第一阈值Tc-max，则存储发动机的当前步骤数np并且根据根据公式Dsteps＝np/(Tc-max’-Tcmax)(E)计算用于关闭步骤的步骤数。

因此，调节辅助层压元件16的打开(F)，以由公式p＝np-(Tc-max’-Tc)给定的步骤数p放置发动机。

验证(G)冷凝温度Tc是否高于第二阈值Tc-max’，在肯定的情况下，辅助层压元件16关闭(H)并且放弃发动机步骤。

验证(I)压缩机15的放弃温度Tsc是否高于安全值Vs。

在肯定的情况下，如果制冷机10包括层压阀23，则调节层压阀23的打开(L)从而保持排放温度Tsc大致等于安全值Vs，放弃发动机的其它步骤np并且关闭辅助层压元件18(M)。

清楚的是，根据本发明的方法可以提供替换文中提出的实施例的步进发动机的使用任何致动方法，以及该发动机的步骤np的保存和放弃操作可以通过辅助层压元件18的打开程度的检测操作和通过该打开程度的放弃操作而分别代替。通常，通过实现本发明，可以得到功能性的条件的范围内延伸的优点，其中在操作制冷机10期间经济器装置16是可操作的，所述制冷机10包括经济器装置16，与功能性条件的范围相比较，其中传统制冷机的经济器装置是可操作的。

根据图1中示出的实施例，传统制冷机的功能性条件的范围是通过由附图标记A指示并且由虚线限定的。

本发明的优点是得到由附图标记B和由图1中虚线中背景指示的范围中的区域A的延伸。

在根据本发明的方法操作的制冷机中，压缩机的中间部的注射流体的经济效果是增加压缩机处理的制冷剂流率。

特别地，蒸发器处的焓差距导致蒸发温度的降低或者由压缩机吸收的气体的密度的降低。

然而，根据本发明，经过经济器电路传递的流体的流动被注射进入压缩机的中间部，其等于增加由压缩机处理的气体的密度。

在传统机器中，然而，由于压缩机吸收的气体的密度降低，压缩机处理的总质量流率降低，没有在中间部另外注射制冷剂，而是改为在根据本发明的制冷机中提供。

通过减少经由经济器传递的流率，实际中控制根据本发明的方法的机器操作从而保持在阈值条件上也就是在冷凝温度阈值上激活经济器电路，而在传统机器执行控制以控制压缩机放弃温度，这是由在较低密度下吸收气体的事实确定，而在根据本发明的机器中通过注射压缩机的中间部处的经济器所处理的流体的事实克服这方面。

换句话说，在根据本发明的机器中，在操作期间待被控制的限制是机械限制，这是由于根据注射在压缩机的中间部中蒸发器下游抽出的制冷液体后质量流率的增加，压缩工作所需的功率比传统机器更高的事实。

然而如以上所提及的专利文件中所描述的，传统机器具有降低由压缩机抽出的制冷流的降低的缺点，通过由于经济器电路的旁路的活动，其导致压缩机出风口处的其它的温度的增加，能量通过被制冷剂的较少量吸收的压缩工作被传递至流体。

实际上，根据本发明的致动方法操作的制冷机10，在等同的操作方式上，具有超出整个区域B的传统机的功能性条件的范围，并且因此，根据讨论中的实施例，根据本发明的制冷机10具有由区域A和区域B的总和而给定的功能条件范围，在该范围中经济器装置是可操作的。

换句话说，即使当Tc在Tc-max和Tc-max′之间增加时处理制冷流体的流减少，与传统制冷机相比经济器装置16也改进制冷机10的性能。

本发明如此构思易于进行许多修改和变形，每个为所附上的权利要求的保护范围内。

特别地，与传统制冷机相比跟本发明的制冷机将表现更好的性能(更高的COP和EER)。另外，本发明的制冷机将导致更持久并且特别地需要较少的针对经济器装置和压缩机的维护。

另外，所有的细节可以被其它技术等同元件替代。

例如，螺杆式压缩机可以被等效容积式压缩机替代。

实际上，所使用的材料以及可能的形状和尺寸可以根据可能的需求和现有技术的状态而改变。

在附上的权利要求中涉及的结构特征和技术跟随有标号和标记，该标号或者标记仅用于增加对于权利要求书自身的理解的目的，并且进而，它们仅举例为通过该标记和标号不以任何方式构成对所标识的每个元件的解释的限制。

Claims (5)

1.一种制冷机(10)的致动方法，所述制冷机设置有经济器装置(16)并包括辅助层压元件(18)，辅助层压元件(18)具有能够用于调节流经所述经济器装置(16)的制冷流体的分接流率的可调整打开，所述制冷机(10)设置有螺杆式压缩机(15)，所述致动方法包括：

用于将冷凝温度(Tc)的值与第一阈值(Tc-max)相比的检查阶段；

用于打开所述辅助层压元件(18)以保持在制冷机(10)的压缩机(15)的入口处所述分接流率的温度基本上等于预定的过热值的第一调整阶段，如果冷凝温度(Tc)低于或者等于所述第一阈值(Tc-max)则执行所述第一调整阶段；

所述致动方法特征在于，其包括：如果所述冷凝温度(Tc)的值高于所述第一阈值(Tc-max)，则根据所述冷凝温度(Tc)与所述第一阈值(Tc-max)的相对值或者所述冷凝温度(Tc)与大于所述第一阈值(Tc-max)的第二预定义阈值(Tc-max')的相对值，打开所述辅助层压元件(18)的第二调整阶段；所述方法用于在所述压缩机(15)的中间部注射所述分接流率，

其中，在所述第二调整阶段，如果冷凝温度(Tc)等于所述第二预定义阈值(Tc-max′)，则关闭所述辅助层压元件(18)。

2.根据权利要求1所述的致动方法，其特征在于，所述第二调整阶段规定：所述辅助层压元件(18)的打开根据以下最大值与空值之间的预定义法则变化：

所述最大值是当冷凝温度(Tc)等于所述第一阈值(Tc-max)时假定的；

当所述冷凝温度(Tc)等于所述第二预定义 阈值(Tc-max′)时，所述空值与所述辅助层压元件(18)的关闭对应；

所述预定义法则是所述打开根据所述冷凝温度(Tc)的线性变化法则。

3.根据权利要求2所述的致动方法，其特征在于，当所述冷凝温度(Tc)达到所述第一阈值(Tc-max)时，所述最大值是在所述第一调整阶段中限定的打开值。

4.如前述权利要求中任一项所述的致动方法，其特征在于，包括用于在所述制冷机的冷凝元件的分接下游，通过制冷流体的旁路流率的注射，以降低压缩机(15)的入口处的所述分接流率的过热温度的降低阶段。

5.根据权利要求4所述的致动方法，其特征在于，如果等于所述压缩机(15)的输送时的制冷流体的温度的输送温度等于或者高于安全值，则执行温度的所述降低阶段，调节所述旁路流率以保持所述输送温度低于或者等于所述安全值。