CN112639377B - 蒸气压缩系统 - Google Patents

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Abstract

一种蒸气压缩系统，包括：第一导管(78)，所述第一导管使冷凝器(34)的液体收集部分与蒸发器(38)流体地联接，其中所述第一导管被配置为将第一制冷剂流从所述冷凝器引导到所述蒸发器的第一入口；以及第二导管(82)，所述第二导管使所述冷凝器的液体收集部分与所述蒸发器流体地联接，其中所述第二导管被配置为经由重力将第二制冷剂流从所述冷凝器引导到所述蒸发器的第二入口，并且其中，所述第一入口相对于所述蒸发器(38)的竖直尺寸设置在所述第二入口上方。

Description

蒸气压缩系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年7月10日提交的题为“BYPASS LINE FOR REFRIGERANT(用于制冷剂的旁通管线)”的美国临时申请号62/696,276的优先权和权益，所述美国临时申请出于所有目的通过援引以其全部内容并入本文。
技术领域
本申请总体上涉及比如冷却器等蒸气压缩系统，并且更具体地涉及一种使冷凝器与蒸发器流体地连接的旁通管线或旁通导管。
背景技术
本章节旨在向读者介绍可能涉及本披露内容的各个方面的各领域方面，所述各领域方面将在以下进行描述。本讨论被认为有助于向读者提供背景信息以促进对本披露内容各个方面的更好理解。因此，应当理解的是，这些陈述将从这个角度被解读，而不是作为对现有技术的承认。
制冷系统用于各种环境并且用于许多目的。例如，制冷系统可以作为自然冷却系统和机械冷却系统来操作。在一些情况下，自然冷却系统可以包括液体-空气热交换器，所述热交换器用于一些暖通空调应用。另外，机械冷却系统可以是蒸气压缩制冷循环，其可以包括冷凝器、蒸发器、压缩机和/或膨胀装置。在蒸发器中，通过从空气流和/或冷却流体(例如水)中吸收热能来使液体或主要为液体的制冷剂蒸发，其中空气流也可以流经自然冷却系统的液体-空气热交换器。在冷凝器中，对制冷剂进行过热减温、冷凝和/或过冷。制冷剂在其从冷凝器流到蒸发器时流经膨胀阀。在些操作条件下，制冷剂从冷凝器到蒸发器的流量可能受到限制或以其他方式受到约束。
发明内容
在本披露内容的实施例中，一种蒸气压缩系统，包括：第一导管，所述第一导管使冷凝器的液体收集部分与蒸发器流体地联接，其中所述第一导管被配置为将第一制冷剂流从所述冷凝器引导到所述蒸发器的第一入口；以及第二导管，所述第二导管使所述冷凝器的液体收集部分与所述蒸发器流体地联接，其中所述第二导管被配置为经由重力将第二制冷剂流从所述冷凝器引导到所述蒸发器的第二入口，并且其中，所述第一入口相对于所述蒸发器的竖直尺寸设置在所述第二入口上方。
在本披露内容的实施例中，一种蒸气压缩系统，包括：冷凝器，所述冷凝器被配置为接收所述蒸气压缩系统的制冷剂并且使所述制冷剂与第一工作流体处于热交换关系；蒸发器，所述蒸发器经由与所述蒸发器连接的主导管以及与所述蒸发器连接的旁通导管而流体地联接到所述冷凝器，其中所述蒸发器被配置为使所述制冷剂与第二工作流体处于热交换关系；沿所述旁通导管设置的阀；以及控制器，所述控制器被配置为基于指示所述冷凝器与所述蒸发器之间的压力差的反馈来调整所述阀的位置。
在本披露内容的实施例中，一种蒸气压缩系统，包括：冷凝器，所述冷凝器被配置为从压缩机接收气相的制冷剂，其中所述冷凝器被配置为经由从所述制冷剂到第一工作流体的热传递将所述制冷剂从所述气相冷凝为液相；蒸发器，所述蒸发器经第一导管和第二导管流体地联接到所述冷凝器，其中所述蒸发器被配置为经由从第二工作流体到所述制冷剂的热传递将所述制冷剂从所述液相蒸发成所述气相；以及控制器，所述控制器被配置为当所述冷凝器中的液态制冷剂液位在阈值取值范围外时对所述蒸气压缩系统的操作进行调节以将所述制冷剂经由所述第一导管、所述第二导管或两者引导到所述蒸发器中。
附图说明
图1是根据本披露内容的一方面的可以在商业环境中利用暖通空调(HVAC)系统的实施例的建筑物的透视图；
图2是根据本披露内容的一方面的蒸气压缩系统的实施例的透视图；
图3是根据本披露内容的一方面的蒸气压缩系统的实施例的示意图；
图4是根据本披露内容的一方面的蒸气压缩系统的另一个实施例的示意图；
图5是根据本披露内容的一方面的具有旁通管线的蒸气压缩系统的实施例的示意图；
图6是根据本披露内容的一方面的具有旁通管线的蒸气压缩系统的实施例的示意图；
图7是根据本披露内容的一方面的具有旁通管线的蒸气压缩系统的实施例的示意图；以及
图8是根据本披露内容的一方面的表示用于操作蒸气压缩系统的过程的实施例的流程图。
具体实施方式
如以上讨论的，蒸气压缩系统通常包括流经制冷回路的制冷剂。制冷剂流经沿制冷剂回路设置的多个导管和部件，同时进行相变以使蒸气压缩系统能够对结构的内部空间进行调节。例如，制冷剂在蒸发器内从液相转变为气相。当冷凝器与蒸发器之间的压力差相对较低时，某些制冷剂(例如蒸气压力较低的制冷剂)可能不容易从冷凝器流到蒸发器。更具体地，低蒸气压力制冷剂可以在冷凝器与蒸发器之间的导管内和/或在膨胀阀内堆积或收集。这可能会降低HVAC系统的运行效率。
可以在本披露内容的蒸气压缩系统的实施例中用作制冷剂的流体的一些示例是基于氢氟烃(HFC)的制冷剂(例如，R-410A、R-407、R-134a、氢氟烯烃(HFO))、“天然”制冷剂(像氨(NH3)、R-717、二氧化碳(CO2)、R-744)、或者烃基制冷剂、水蒸气或任何其他合适的制冷剂。在一些实施例中，蒸气压缩系统可以被配置为高效地利用标准沸点为在一个大气压下约19摄氏度(66华氏度)的制冷剂，其与比如R-134a等中压制冷剂相比还称为低压制冷剂。如本文所使用的，“标准沸点”可以指在一个大气压下测得的沸点温度。
本披露内容涉及冷凝器与蒸发器之间的旁通管线。在一些实施例中，旁通管线是将冷凝器流体地联接到蒸发器的二级导管。例如，旁通管线(例如，制冷液旁通导管或二级导管)流体地联接到冷凝器的液体收集部分，以使基本上为液体的制冷剂(例如，按体积计至少75％的液体、按体积计至少90％的液体、按体积计至少95％的液体、或按体积计至少99％的液体)从冷凝器流到蒸发器。在其他实施例中，旁通管线流体地联接到蒸发器与冷凝器之间的主导管。在任何情况下，二级导管可以被配置为促进液态制冷剂(例如，按体积计至少75％的液体、按体积计至少90％的液体、按体积计至少95％的液体、或按体积计至少99％的液体)从冷凝器流到蒸发器。例如，旁通导管可以成一定角度或以其他方式定位，以使重力至少部分地推动一部分制冷剂从冷凝器到蒸发器。另外，在一些实施例中，冷凝器中的制冷剂的压力头还可能有利于引导制冷剂流经旁通管线。
旁通导管可以包括阀，以对流经旁通导管的制冷剂的量进行调节。可以至少部分地基于指示冷凝器与蒸发器之间的压力差的反馈来部分地或完全地打开阀。例如，指示冷凝器与蒸发器之间的压力差的反馈可以基于主导管中的制冷剂“堆积”，例如冷凝器中的制冷剂液位测量或检测。另外地或可替代地，指示冷凝器与蒸发器之间的压力差的反馈可以基于蒸发器中制冷剂的液位、主导管中制冷剂的液位、冷凝器内的压力或温度、蒸发器内的压力或温度、供应至蒸气压缩系统中包括的压缩机的功率量、压缩机的速度、主导管中制冷剂的流速、蒸气压缩系统的另一部分中的制冷剂的流速、另一合适的参数或其任意组合。这样，可以基于反馈使旁通导管经由阀被选择性地流体地联接到冷凝器和/或主导管，这样可以改善蒸气压缩系统的操作能力、性能和效率。
本披露内容的控制技术可以用于各种系统。然而，为了便于讨论，在图1至图4中描绘了可以与本披露内容的控制技术结合的系统的示例，其在下文中描述。
现在转到附图，图1是用于典型商业环境的建筑物12中的暖通空调(HVAC)系统10的环境的实施例的透视图。HVAC系统10可以包括蒸气压缩系统14，所述蒸气压缩系统供应可以用于冷却建筑物12的冷却液体。HVAC系统10还可以包括锅炉16以供应温暖的液体，从而加热建筑物12和使空气循环通过建筑物12的空气分配系统。空气分配系统还可以包括空气回流管道18、空气供应管道20和/或空气处理机22。在一些实施例中，空气处理机22可以包括热交换器，所述热交换器通过导管24连接到锅炉16和蒸气压缩系统14。空气处理机22中的热交换器可以接收来自锅炉16的加热液体或来自蒸气压缩系统14的冷却液体，这取决于HVAC系统10的操作模式。HVAC系统10被示出为在建筑物12的每个楼层上具有单独的空气处理机，但是在其他实施例中，HVAC系统10可以包括在两个或更多个楼层之间可以共享的空气处理机22和/或其他部件。
图2和图3展示了可以在HVAC系统10中使用的蒸气压缩系统14的实施例。蒸气压缩系统14可以使制冷剂循环通过以压缩机32开始的回路。所述回路还可以包括冷凝器34、(多个)膨胀阀或(多个)膨胀装置36、以及液体冷却器或蒸发器38。蒸气压缩系统14可以进一步包括控制面板40(例如，控制器)，所述控制面板具有模数(A/D)转换器42、微处理器44、非易失性存储器46和/或接口板48。
在一些实施例中，蒸气压缩系统14可以使用变速驱动装置(VSD)52、马达50、压缩机32、冷凝器34、膨胀阀或膨胀装置36和/或蒸发器38中的一者或多者。马达50可以驱动压缩机32并且可以由变速驱动装置(VSD)52供电。VSD 52从交流(AC)电源接收具有特定的固定线电压和固定线频率的AC电力，并且向马达50提供具有可变电压和频率的电力。在其他实施例中，马达50可以直接由AC或直流(DC)电源供电。马达50可以包括可以由VSD供电或直接由AC或DC电源供电的任何类型的电动马达，例如开关磁阻马达、感应马达、电子换向永磁马达或另一合适的马达。
压缩机32压缩制冷剂蒸气并通过排放通道将蒸气输送至冷凝器34。在一些实施例中，压缩机32可以是离心式压缩机。由压缩机32输送至冷凝器34的制冷剂蒸气可以将热量传递到冷凝器34中的冷却流体(例如，水或空气)。作为与冷却流体进行热传递的结果，制冷剂蒸气可以在冷凝器34中冷凝成制冷液。来自冷凝器34的制冷液可以通过膨胀装置36流到蒸发器38。在图3所展示的实施例中，冷凝器34是水冷式的并且包括与冷却塔56连接的管束54，所述冷却塔将冷却流体供应到冷凝器。
输送到蒸发器38的制冷液可以吸收来自另一冷却流体的热量，所述另一冷却流体可以是或可以不是与冷凝器34中使用的相同的冷却流体。蒸发器38中的制冷液可能经历从制冷液到制冷剂蒸气的相变。如图3所展示的实施例中所示，蒸发器38可以包括管束58，所述管束具有与冷却负载62连接的供应管线60S和回流管线60R。蒸发器38的冷却流体(例如，水、乙二醇、氯化钙盐水、氯化钠盐水或任何其他合适的流体)经由回流管线60R进入蒸发器38，并且经由供应管线60S离开蒸发器38。蒸发器38可以经由与制冷剂进行热传递来降低管束58中的冷却流体的温度。蒸发器38中的管束58可以包括多个管和/或多个管束。在任何情况下，制冷剂蒸气离开蒸发器38并且通过抽吸管线返回到压缩机32以完成循环。
图4是蒸气压缩系统14的示意图，所述蒸气压缩系统具有结合在冷凝器34与膨胀装置36之间的中间回路64。中间回路64可以具有入口管线68，所述入口管线直接流体地连接到冷凝器34。在其他实施例中，入口管线68可以间接流体地联接到冷凝器34。如图4所展示的实施例中所示，入口管线68包括第一膨胀装置66，所述第一膨胀装置定位在中间容器70上游。在一些实施例中，中间容器70可以是闪蒸罐(例如，闪蒸式中间冷却器)。在其他实施例中，中间容器70可以被配置成热交换器或“表面式节能器”在图4的所展示的实施例中，中间容器70用作闪蒸罐，并且第一膨胀装置66被配置为降低从冷凝器34接收的制冷液的压力(例如，使其膨胀)。在膨胀过程期间，液体的一部分可能汽化，并且因此中间容器70可以用于将蒸气与从第一膨胀装置66接收的液体分离。另外地，由于制冷液在进入中间容器70时经历压降(例如，归因于在进入中间容器70时经历体积的迅速增大)，中间容器70可以提供制冷液的进一步膨胀。中间容器70中的蒸气可以通过压缩机32的抽吸管线74由压缩机32汲取。在其他实施例中，中间容器中的蒸气可以被吸取到压缩机32的中间级(例如，不是抽吸级)。由于在膨胀装置66和/或中间容器70中膨胀，在中间容器70中收集的液体可以与离开冷凝器34的制冷液相比处于更低的焓。来自中间容器70的液体然后可以在管线72中通过第二膨胀装置36流到蒸发器38。
在一些实施例中，在蒸气压缩系统内包括旁通管线以改善蒸气压缩系统(例如蒸气压缩系统14)的效率可以是有利的。如以上讨论的，当蒸气压缩系统14中的压力差相对较低时，制冷剂可以在冷凝器34中和/或在冷凝器34与蒸发器38之间的主导管中堆积或积聚，从而限制和/或约束制冷剂在冷凝器34与蒸发器38之间流动。因此，旁通管线可以将制冷剂的至少一部分沿着从冷凝器34到蒸发器38的替代流动路径(例如，替代由主导管提供的流动路径)引导，所述替代流动路径可以包括比主导管小的流动阻力。在一些实施例中，旁通管线将制冷剂朝向蒸发器38的底部部分引导，使得重力可以至少部分地推动制冷剂从冷凝器34到蒸发器38。另外，来自冷凝器34内液体的压力头也可以有利于引导制冷剂通过旁通管线从冷凝器34到蒸发器38。进一步地，比如控制面板40等控制系统可以选择性地致动旁通管线以控制使制冷剂从冷凝器34流到蒸发器38。例如，微处理器40可以基于确定冷凝器34与蒸发器38之间已经发生堆积和/或冷凝器34和/或蒸发器38中的制冷剂液位达到阈值液位来致动旁通管线。
图5是展示回路76(例如，蒸气压缩系统14的一部分)的实施例的示意图，所述回路可以包括由控制面板40的微处理器44控制的一个或多个部件以增强蒸气压缩系统14的效率。回路76包括冷凝器34，所述冷凝器经由主导管78流体地联接到蒸发器38的顶部部分80。主导管78可以包括膨胀装置36，所述膨胀装置将制冷剂调整为从冷凝器34流到蒸发器38的顶部部分80。冷凝器34的第一液位90设置在冷凝器34的液体收集部分91中。例如，冷凝器34的液体收集部分91可以是冷凝器34的内部的一部分，所述冷凝器的内部的一部分包括处于液相的制冷剂。在一些实施例中，冷凝器34的液体收集部分91可以包括按体积计至少75％的液态制冷剂、按体积计至少90％的液态制冷剂、按体积计至少95％的液态制冷剂或按体积计至少99％的液态制冷剂。另外，如图5的所展示的实施例中所示，蒸发器38具有第二液位92，并且液位90和92中之一或两者可以由一个或多个液位探头93监测。
如图所示，回路76包括二级导管82(例如，旁通导管、第二导管、旁通管线)，所述二级导管在蒸发器38的底部部分86处将冷凝器34流体地联接到蒸发器38。虽然图5的所展示的实施例示出二级导管82作为从主导管78的延伸部(例如，直接联接到主导管78的一部分)，但是在其他实施例中二级导管82可以与主导管78分离。换句话说，二级导管82和主导管78二者均可以物理地联接到冷凝器34的液体收集部分91。而且，二级导管82包括阀88，所述阀可以调节和/或选择性地使流体能够流经二级导管82(例如，阀88可以连通地联接到控制面板40)，并且因此使流体能够从冷凝器34流到蒸发器38。
通常，二级导管82是用于在主导管78和/或冷凝器34中积聚(例如，堆积)的制冷剂的旁路。换句话说，二级导管82提供附加流动路径(例如，至少部分地与由主导管78限定的流动路径不同的流动路径)，以使制冷剂从冷凝器34流到蒸发器38。与主导管78相比，由二级导管82提供的附加流动路径可以包括对制冷剂流动的阻力。例如，主导管78将制冷剂相对于蒸发器38的竖直取向或高度97大体上朝向蒸发器38的顶部部分80向上引导。二级导管82将制冷剂相对于蒸发器38的竖直取向或高度97大体上朝向蒸发器38的底部部分86向下引导。因此，由于制冷剂可能不会在重力作用下在二级导管82中流动，因此制冷剂沿着二级导管82从冷凝器34流到蒸发器38所需的流体压力或力较小。
另外地或可替代地，相对于蒸气压缩系统14的定位在底板或地面上的基部，冷凝器34的位置可以高于蒸发器38的位置。这样，重力将制冷剂从冷凝器34引导通过二级导管82，并且经由蒸发器38的底部部分86进入蒸发器38。因此，冷凝器34与蒸发器38之间的高度差95促进制冷剂流经二级导管82。另外，冷凝器34的液体收集部分91中的液位90可以产生压力头，所述压力头进一步将制冷剂引导通过二级导管82进入蒸发器38。
图5中所展示的蒸发器38可以是混合降膜和溢流式蒸发器。在一些实施例中，蒸发器38可以作为降膜式蒸发器、溢流式蒸发器或两者操作。例如，当制冷剂流经主导管78并且经由蒸发器38的顶部部分80流入蒸发器38时，蒸发器38可以作为降膜式蒸发器操作。蒸发器38可以包括第一管束，所述第一管束使工作流体与制冷剂处于热连通，所述制冷剂从蒸发器38的顶部部分80落下并位于这些管的上方。与第一管束接触的制冷剂可以从工作流体吸收热能，这可能会导致至少一些制冷剂经由顶部部分80被引导到蒸发器38中而蒸发(例如，从液相转变为气相)。
另外，当制冷剂流经二级导管82并且流入蒸发器38的底部部分86时(例如，当冷凝器34与蒸发器38之间的压力差相对较小时)，蒸发器38可以作为溢流式蒸发器操作。蒸发器38可以包括第二管束，所述第二管束被聚集在蒸发器的底部部分86中的液态制冷剂包围。第二管束可以使制冷剂与工作流体处于热连通，所述工作流体也可以流经第二管束。然后，包围第二管束的液态制冷剂可以从工作流体吸收热能并蒸发(例如，从液相转变为气相)。更进一步地，当制冷剂分别通过主导管78和二级导管82流入蒸发器38的顶部部分80和底部部分86时，蒸发器38可以同时作为降膜式蒸发器和溢流式蒸发器(例如，混合降膜式蒸发器、或混合溢流式蒸发器、或混合降膜和溢流式蒸发器)同时操作。在其他实施例中，蒸发器38可以包括另一种合适类型的蒸发器，而不是混合降膜和溢流式蒸发器。
图6是展示了回路76(例如，蒸气压缩系统14的一部分)的实施例的示意图，所述回路具有二级导管82，所述二级导管在蒸发器38的侧部部分94处联接到蒸发器38。虽然二级导管82在蒸发器38的侧部部分94处物理地联接到蒸发器38，但是二级导管82仍将制冷剂引导到蒸发器38的底部部分86中(例如，液态制冷剂经由重力落入底部部分86中)。因此，由于制冷剂流入蒸发器38的底部部分86以包围蒸发器28的第二管束，所以通过二级导管82被引导到蒸发器38中的制冷剂使蒸发器38能够作为溢流式蒸发器操作。
如图6的所展示的实施例中所示，回路76包括冷凝器34，所述冷凝器经由主导管78流体地联接到蒸发器38的顶部部分80。主导管78包括膨胀阀36，所述膨胀阀可以通过主导管78调整制冷剂的流量。另外，如图所示，图6的回路76包括具有阀88的二级导管82，所述阀调节和/或选择性地使制冷剂从冷凝器34流到蒸发器38的底部部分86。如以上参考图5所讨论的，冷凝器34具有第一液位90，蒸发器38具有第二液位92，并且液位90和92中的一个或两个可以由液位探头93监测。
液位探头93可以向控制面板40(例如，微处理器44)提供反馈，所述反馈可以被用于调整膨胀阀36和/或阀88的位置。例如，膨胀阀36和阀88均连通地联接到控制面板40的微处理器44。这样，微处理器44可以被配置为基于回路76的操作条件(例如，来自液位探头93的指示冷凝器34中的液位的反馈)来调整膨胀阀36和/或阀88的位置，而不论二级导管82相对于蒸发器38的位置如何(例如，是在底部部分86还是在侧部部分94处联接到蒸发器38)。可以基于从微处理器44(例如，从一个或多个液位探头93和/或其他合适的传感器)接收的信号来调整膨胀阀36和阀88的操作。即，可以基于指示冷凝器34与蒸发器38之间的压力差的反馈来打开和关闭膨胀阀36和阀88。指示冷凝器34与蒸发器38之间的压力差的反馈可以基于冷凝器34中制冷剂的液位、蒸发器38中制冷剂的液位、主导管78中制冷剂的液位、冷凝器34内的压力或温度、蒸发器38内的压力或温度、供应至蒸气压缩系统14中包括的压缩机(例如压缩机32)的功率量、压缩机(例如压缩机32)的速度、主导管78中制冷剂的流速、蒸气压缩系统14的另一部分中的制冷剂的流速、另一合适的参数或其任意组合。以下参考图8更详细地讨论用于对膨胀阀36和阀88的位置进行调整的控制方案。
图7是展示自然冷却回路96(例如，蒸气压缩系统14的一部分)的实施例的示意图。在一些实施例中，回路76是自然冷却回路96的至少一部分。蒸气压缩系统14可以利用自然冷却来进一步改善蒸气压缩系统14的效率。如图7的所展示的实施例中所示，自然冷却回路96包括冷凝器34，所述冷凝器经由主导管78流体地联接到蒸发器38的顶部部分80。主导管78包括膨胀阀36，所述膨胀阀可以对经由主导管78引导进入蒸发器38中的制冷剂的流量进行调整。冷凝器34具有第一液位90，蒸发器38具有第二液位92，并且液位90和92中的一个或两个可以由液位探头93监测。如图7中所展示的，二级导管82物理地联接到蒸发器38的底部部分86。在其他实施例中，二级导管82可以物理地联接到蒸发器38的侧部部分94。在任何情况下，可以将流经二级导管82的制冷剂引导到蒸发器38的底部部分86中。而且，二级导管82包括阀88，所述阀调节和/或选择性地使制冷剂能够经由二级导管82从冷凝器34流到蒸发器38。
自然冷却回路96还包括经由第三导管100流体地联接到蒸发器38的压缩机98(例如，压缩机32)。如图所示，压缩机98被配置为从蒸发器38中抽取制冷剂(例如蒸气制冷剂)流102，并且将制冷剂流102引导到冷凝器34。虽然在图5和图6中未展示压缩机98，但是应当认识到图5和图6的回路76也可以包括压缩机98。
在自然冷却条件期间(例如，当环境温度下降到阈值以下时)，可以关闭压缩机98或可以使其以比正常运行时(例如，当环境温度处于或高于阈值时)低的容量运行。旁通管线(例如，二级导管82)可以通过提供使液态制冷剂在没有机械力(例如，经由压缩机98和/或泵产生的压力差)的情况下到达蒸发器38的路径而促进自然冷却回路96的操作。例如，蒸气制冷剂可以经由蒸发器38与冷凝器34之间的压力差和/或温度差从蒸发器38流经第三导管100、流经压缩机98、流经第四导管104并且流入冷凝器34。然后，蒸气制冷剂冷凝成液体并收集在冷凝器34的液体收集部分91中。进一步地，当朝向打开位置调整阀88，旁通管线(例如，二级导管82)使液态制冷剂能够经由重力(和/或来自收集在冷凝器34的液体收集部分91中的液体的压力头)从冷凝器34流到蒸发器38。这样，在自然冷却期间没有利用比如压缩机98和/或泵等机械力，并且降低功率输入。
图8是展示根据本披露内容的各方面的用于对回路76和/或自然冷却回路96的阀36和/或阀88进行操作的过程110的实施例的流程图。应当理解，本文所讨论的步骤仅是示例性的，并且某些步骤可以省略或以与以下所述的顺序不同的顺序来执行。在一些实施例中，过程110可以被存储在非易失性存储器46中并且由控制面板40的微处理器44执行，或者可以被存储在其他合适的存储器中并且由其他合适的处理电路执行。
如图8的所展示的实施例中所示，在框112，微处理器44接收指示冷凝器34与蒸发器38之间的压力差的反馈。指示冷凝器34与蒸发器38之间的压力差的反馈可以是冷凝器34中制冷剂的液位、蒸发器38中制冷剂的液位、主导管78中制冷剂的液位、冷凝器34内的压力或温度、蒸发器38内的压力或温度、供应至蒸气压缩系统14中包括的压缩机(例如压缩机32)的功率量、压缩机(例如压缩机32)的速度、主导管78中制冷剂的流速、蒸气压缩系统14的另一部分中的制冷剂的流速、另一合适的参数或其任意组合。在其他实施例中，微处理器44可以接收与指示蒸气压缩系统14的性能或能力、或制冷剂的相的任何参数有关的反馈。
在框114，微处理器44可以将反馈与阈值进行比较。例如，微处理器44可以确定冷凝器34中制冷剂的液位高于阈值液位。这样，在框116，微处理器44可以发送控制信号以致动(例如，部分地或完全地打开)阀88，以将冷凝器34(和/或主导管78)经由二级导管82流体地联接到蒸发器38。阀88可以是步进阀、电磁阀、连续调制阀或任何合适的阀。通常，微处理器44可以基于指示冷凝器34与蒸发器38之间的压力差和/或另一合适的操作参数的反馈来调节蒸气压缩系统14的操作。
在一些实施例中，微处理器44可以在对阀88进行致动之前确定膨胀阀36的位置。例如，微处理器44可以确定膨胀阀36没有完全打开。这样，微处理器44可以发送控制信号以继续致动(例如，打开或逐渐打开)膨胀阀36，而不是微处理器44发送控制信号以打开阀88。所述过程可以重复直到阀36处于完全打开位置。一旦膨胀阀36处于完全打开的位置或到达另一合适的阈值位置，微处理器44就可以发送控制信号以致动(例如，打开)阀88。换句话说，微处理器44可能不会发送控制信号来打开阀88，直到膨胀阀36完全打开或充分打开(例如，打开以使得指示冷凝器34与蒸发器38之间的压力差的反馈处于或低于特定阈值)。在一些实施例中，在指示冷凝器34与蒸发器38之间的压力差的反馈达到阈值之前，微处理器44可以发送控制信号以打开阀88。例如，当指示冷凝器34与蒸发器38之间的压力差的反馈达到阈值的80％时，微处理器44可以发送控制信号以致动(例如，打开)阀88。
在一些实施例中，当微处理器44确定应该打开阀88时，微处理器44可以发送控制信号以致动(例如，关闭)膨胀阀36。例如，在阀88被致动(例如，经由来自微处理器44的控制信号朝向打开位置调整)之前或之后，膨胀阀36可以被部分地(例如，50％)关闭或完全关闭。然后，微处理器44可以发送控制信号以致动(例如，打开)阀88。
在一些实施例中，微处理器44被配置为基于指示冷凝器34与蒸发器38之间的压力差的反馈来递增地打开阀88。例如，阀88可以是步进阀，所述步进阀具有在完全打开位置与完全关闭位置之间的多个位置。这样，微处理器44可以对阀88的位置进行调整以递增地增加或减少制冷剂流经二级导管82。
作为非限制性示例，微处理器44可以从被配置为监测冷凝器34中的液位90的液位传感器93接收反馈。微处理器44可以接收冷凝器34中的液位90已经超过在控制面板40的非易失性存储器46中编程的阈值的反馈。这样，微处理器44可以将信号发送到阀88(例如，阀88的致动器)以将阀88朝向打开位置调整。如上所述，在一些实施例中，微处理器44可以确定膨胀阀36的位置并且基于膨胀阀36的位置来调整阀88的位置。另外地或可替代地，当冷凝器34中的液位90超过阈值时，微处理器44可以将附加的控制信号发送至膨胀阀36(例如，膨胀阀36的致动器)以将膨胀阀36朝向关闭位置调整。在其他实施例中，为了说明制冷剂经由二级导管82流向蒸发器38的滞后时间(例如，阀88的打开与制冷剂经由二级导管82流入蒸发器38之间的滞后时间)，微处理器44可以在打开阀88时将膨胀阀36朝打开位置调整。更进一步地，微处理器44可以基于冷凝器34中的液位90来调制膨胀阀36和阀88两者，以便将液位90维持在目标液位处。例如，微处理器44可以连续地或基本上连续地调整膨胀阀36、阀88或这两者的位置，以将冷凝器34中的液位90维持在目标液位处。
本披露内容涉及一种蒸气压缩系统，其包括在冷凝器与蒸发器之间的旁通管线。旁通管线可以基于指示冷凝器与蒸发器之间的压力差的反馈，经由具有相对较小的阻力的流动路径将冷凝器选择性地流体地联接到蒸发器。当旁通管线将冷凝器流体地联接到蒸发器时，由于具有相对较小的阻力的流动路径可以利用重力将制冷剂从冷凝器引导到蒸发器，因此可以促进制冷剂从冷凝器至蒸发器的流动。例如，由旁通管线形成的流动路径通常可以在从冷凝器到蒸发器的向下方向上对准。在一些实施例中，旁通管线可以连接到蒸发器的侧部部分或底部部分。在任何情况下，经由旁通管线流入蒸发器的制冷剂被引导朝向并且积聚在蒸发器的底部部分。
尽管仅展示和描述了本披露的某些特征和实施例，但本领域的技术人员可以想到许多修改和变化(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、取向等的变化)而不实质上脱离本披露的新颖性教示和优点。可以根据替代实施例对任何过程或方法步骤的顺序或排序进行改变或重新排序。因此，应当理解，本披露旨在包括落入本披露的真实精神内的所有这样的修改和变化。此外，为了提供对示例性实施例的简要描述，可能没有描述实际的实施方式的所有特征(即与目前预期的实施本披露内容的最佳模式无关的那些特征或与实施所要求保护的实施例无关的那些特征)。应当理解，在任何这种实际实施方式的开发中(如在任何工程或设计方案中)，可能作出大量实施方式特定的决定。这种开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于从本披露内容中受益的普通技术人员来说，这仍是常规的设计、生产和制造工作，而无需过多实验。

Claims (17)

1.一种蒸气压缩系统，包括：
第一导管，所述第一导管使蒸发器与冷凝器的液体收集部分流体地联接，其中，所述第一导管被配置为将第一制冷剂流从所述冷凝器的所述液体收集部分引导到所述蒸发器的第一入口；
第二导管，所述第二导管使所述蒸发器与所述冷凝器的所述液体收集部分流体地联接，其中，所述第二导管被配置为经由重力将第二制冷剂流从所述冷凝器的所述液体收集部分引导到所述蒸发器的第二入口，并且其中，所述第一入口相对于所述蒸发器的竖直尺寸设置在所述第二入口上方，
沿所述第二导管设置的第二阀；以及
控制器，所述控制器被配置为基于指示所述冷凝器与所述蒸发器之间的压力差的反馈来调整所述第二阀的位置。
2.如权利要求1所述的蒸气压缩系统，其中，所述冷凝器的所述液体收集部分包括所述冷凝器的内部的一部分，所述冷凝器的内部的所述一部分包括所述处于液相的制冷剂。
3.如权利要求1所述的蒸气压缩系统，包括：沿所述第一导管设置的第一阀。
4.如权利要求3所述的蒸气压缩系统，包括：控制器，被配置为当所述冷凝器的所述液体收集部分中的液位小于或等于阈值时将所述第一阀朝向闭合位置调整。
5.如权利要求1所述的蒸气压缩系统，其中，指示所述冷凝器与所述蒸发器之间的压力差的所述反馈包括所述冷凝器的所述液体收集部分中的液位。
6.如权利要求5所述的蒸气压缩系统，其中，所述控制器被配置为当所述冷凝器的所述液体收集部分中的液位大于或等于阈值时将所述第二阀的位置朝向打开位置调整。
7.如权利要求1所述的蒸气压缩系统，包括：所述蒸发器，其中，所述蒸发器是混合降膜式蒸发器。
8.如权利要求7所述的蒸气压缩系统，其中，所述第一导管被配置为联接到所述混合降膜式蒸发器的顶部部分。
9.如权利要求8所述的蒸气压缩系统，其中，所述第二导管被配置为联接到所述混合降膜式蒸发器的底部部分。
10.如权利要求1所述的蒸气压缩系统，包括：
所述冷凝器，所述冷凝器被配置为从压缩机接收气相的制冷剂，其中，所述冷凝器被配置为经由从所述制冷剂到第一工作流体的热传递将所述制冷剂从所述气相冷凝为液相；
所述蒸发器，所述蒸发器经由所述第一导管和所述第二导管流体地联接到所述冷凝器，其中，所述蒸发器被配置为经由从第二工作流体到所述制冷剂的热传递将所述制冷剂从所述液相蒸发成所述气相；以及
控制器，所述控制器被配置为当所述冷凝器中的液态制冷剂液位在阈值取值范围外时，对所述蒸气压缩系统的操作进行调节，以将所述制冷剂经由所述第一导管、所述第二导管或两者引导到所述蒸发器中。
11.如权利要求10所述的蒸气压缩系统，包括：第一阀，所述第一阀连通地联接到所述控制器，其中，所述控制器被配置为基于所述冷凝器中的所述液态制冷剂液位来调整所述第一阀的位置，以控制通过所述第一导管从所述冷凝器到所述蒸发器的第一制冷剂流。
12.如权利要求11所述的蒸气压缩系统，包括：第二阀，所述第二阀连通地联接到所述控制器，其中，所述控制器被配置为基于所述冷凝器中的所述液态制冷剂液位来调整所述第二阀的位置，以控制通过所述第二导管从所述冷凝器到所述蒸发器的第二制冷剂流量。
13.如权利要求10所述的蒸气压缩系统，包括：所述压缩机，所述压缩机被配置为使所述制冷剂在所述冷凝器与所述蒸发器之间循环，其中，所述控制器连通地联接到所述压缩机，并且其中，所述控制器被配置为在环境温度降至阈值环境温度以下时关闭所述压缩机。
14.如权利要求1所述的蒸气压缩系统，其中：
所述第一导管被配置为将所述第一制冷剂流从所述冷凝器的所述液体收集部分引导到所述蒸发器的所述第一入口，
所述第二导管被配置为经由重力将所述第二制冷剂流从所述冷凝器的所述液体收集部分引导到所述蒸发器的所述第二入口，并且
所述第一入口相对于所述蒸发器的高度设置在所述第二入口上方。
15.一种蒸气压缩系统，包括：
冷凝器，所述冷凝器被配置为接收所述蒸气压缩系统的制冷剂并且使所述制冷剂与第一工作流体处于热交换关系；
蒸发器，所述蒸发器经由与所述蒸发器连接的主导管以及与所述蒸发器连接的旁通导管而流体地联接到所述冷凝器，其中，所述蒸发器被配置为使所述制冷剂与第二工作流体处于热交换关系；
沿所述旁通导管设置的阀；以及
控制器，所述控制器被配置为基于指示所述冷凝器与所述蒸发器之间的压力差的反馈来调整所述阀的位置，
其中所述主导管在所述蒸发器的顶部部分处连接到所述蒸发器，并且其中所述旁通导管相对于所述蒸发器的竖直尺寸在所述主导管下方的位置处连接到所述蒸发器。
16.如权利要求15所述的蒸气压缩系统，其中，所述主导管与所述旁通导管被彼此直接联接。
17.如权利要求15所述的蒸气压缩系统，其中，所述主导管在所述冷凝器与所述蒸发器之间延伸，并且所述旁通导管在所述主导管与所述蒸发器之间延伸。
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