TW202214988A - 具有旁通導管之hvac系統 - Google Patents
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Abstract
一種暖通空調(HVAC)系統包括:容器,該容器被配置成從該HVAC系統的冷凝器接收製冷劑;蒸發器,該蒸發器被配置成從該容器接收該製冷劑;第一導管,該第一導管被配置成將該製冷劑的第一流量引導至該蒸發器的第一入口;以及第二導管,該第二導管被配置成將該製冷劑的第二流量引導至該蒸發器的第二入口。該第二入口相對於豎直軸線在該第一入口的上方。
Description
相關申請的交叉引用
本申請要求於2020年9月30日提交的題為「HVAC SYSTEM WITH BYPASS CONDUIT(具有旁通導管的HVAC系統)」的美國臨時專利申請案號63/085,842之優先權和權益,該專利申請案出於所有目的藉由援引以其全部內容併入本文。
本發明係有關於具有旁通導管之HVAC系統。
本章節旨在向讀者介紹可能關於本揭露內容各個方面的各領域方面,該等領域方面將在以下進行描述。本討論被認為有助於向讀者提供背景資訊以促進對本揭露內容各個方面之更好理解。因此,應當注意的是,該等陳述將從這個角度被解讀,而不是作為對先前技術之承認。
製冷系統用於各種環境並且用於許多目的。例如,製冷系統可以作為自然冷卻系統和/或機械冷卻系統來操作,以對調節用流體進行冷卻、加熱、除濕或在其他方面進行調節。在一些情況下,自然冷卻系統可以包括液體-空氣熱交換器,該熱交換器用於一些暖通空調應用。另外,機械冷卻系統可以包括蒸氣壓縮製冷循環,其可以使製冷劑循環通過冷凝器、蒸發器、壓縮機、節能器和/或膨脹裝置。在冷凝器中,使製冷劑降溫、冷凝和/或過冷,並且可以將液體或主要是液體製冷劑引導到節能器,在該節能器中,製冷劑的壓力可以降低並且致使製冷劑的一部分蒸發。液體製冷劑可以從節能器引導到蒸發器,在該蒸發器中,液體製冷劑藉由從調節用流體(諸如氣流)和/或冷卻用流體(例如,水)吸收熱能或熱量進行蒸發,從而冷卻調節用流體。在一些應用中,可以將蒸氣製冷劑從節能器引導到壓縮機以便重新加壓。在一些操作條件下,製冷劑從節能器到蒸發器的流量可能受到限制或以其他方式受到約束。
以下陳述了本文中揭露的某些實施方式之概述。應當注意的是,該等方面僅被呈現用於向讀者提供對該等特定實施方式的簡要概述,並且該等方面不旨在限制本揭露內容之範圍。實際上,本揭露內容可以涵蓋以下可能沒有陳述的各個方面。
在一個實施方式中,一種暖通空調(HVAC)系統包括:容器,該容器被配置成從該HVAC系統的冷凝器接收製冷劑;蒸發器,該蒸發器被配置成從該容器接收該製冷劑;第一導管,該第一導管被配置成將該製冷劑的第一流量引導至該蒸發器的第一入口;以及第二導管,該第二導管被配置成將該製冷劑的第二流量引導至該蒸發器的第二入口。該第二入口相對於豎直軸線在該第一入口的上方。
在一個實施方式中,一種暖通空調(HVAC)系統包括:容器,該容器被配置成從冷凝器接收製冷劑並且將從該冷凝器接收的該製冷劑分離成蒸氣製冷劑和液體製冷劑;第一導管,該第一導管被配置成將液體製冷劑的第一流量引導至該HVAC系統的蒸發器的第一入口;以及第二導管,該第二導管被配置成將液體製冷劑的第二流量引導至該蒸發器的第二入口。該第一導管包括旁通閥,並且該第二入口相對於豎直軸線在該第一入口的上方。該HVAC系統還包括控制器,該控制器通信地耦合到該旁通閥並且被配置成操作該旁通閥來控制經由該第一導管流到該蒸發器的液體製冷劑的該第一流量的流速。
在一個實施方式中,一種暖通空調(HVAC)系統包括:冷凝器;中間容器,該中間容器被配置成從該冷凝器接收製冷劑;蒸發器,該蒸發器被配置成從該中間容器接收該製冷劑;第一導管,該第一導管在該冷凝器與該中間容器之間延伸;第二導管,該第二導管在該中間容器與該蒸發器的第一入口之間延伸;以及第三導管,該第三導管在該中間容器與該蒸發器的第二入口之間延伸。該第一導管包括膨脹閥,該膨脹閥被配置成降低被引導通過該第一導管的該製冷劑的壓力,以使得該製冷劑能夠在該中間容器內分離成液體製冷劑和蒸氣製冷劑,該第二導管被配置成將該液體製冷劑經由該第一入口引導到該蒸發器中,該第二入口相對於豎直軸線在該第一入口的上方,並且該第三導管被配置成將該液體製冷劑經由該第二入口引導到該蒸發器中。
以下將描述一個或多個具體實施方式。為了提供對該等實施方式的簡潔描述,並沒有在說明書中描述實際實施方式的全部特徵。應當注意的是,在任何這種實際實施方式的開發中(如在任何工程或設計方案中),必須作出大量實施方式特定的決定以實現開發者的特定目標(諸如符合系統相關的和商業相關的約束),該目標從一個實施方式到另一個實施方式可能有所變化。此外,應當注意的是,這種開發工作可能是複雜且耗時的,但是對於從本揭露內容受益之普通技術人員來說,這仍是常規的設計、生產和製造工作。
在介紹本揭露內容的各個實施方式之元件時,冠詞「一」、「一個」和「該」旨在意指存在一個或多個元件。術語「包括(comprising)」、「包括(including)」和「具有」旨在係包含性的,並且意指除了列出的元件之外,可能還存在附加元件。另外,應當注意的是,本揭露內容對「一個實施方式」或「實施方式」的提及不旨在被解釋為排除還包含所闡述特徵的附加實施方式的存在。
本揭露內容關於一種HVAC系統,該HVAC系統被配置成將製冷劑引導通過製冷劑回路。製冷劑可以流經沿製冷劑回路佈置的多個導管和部件,同時進行相變以使HVAC系統能夠對結構的內部空間和/或冷卻用流體(例如,水)進行調節。例如,製冷劑可以經由製冷劑回路的冷凝器進行冷卻以從氣相轉變到液相。製冷劑可以從冷凝器朝向製冷劑回路的蒸發器(例如,降膜式蒸發器)引導,其中製冷劑可以在蒸發器內從液相轉變到氣相以冷卻與製冷劑處於熱交換關係的冷卻用流體(例如,水)。在一些實施方式中,製冷劑回路可以包括節能器,該節能器可以從冷凝器接收液體製冷劑並將蒸氣製冷劑與液體製冷劑分開。節能器然後可以將液體製冷劑引導至蒸發器並阻止蒸氣製冷劑流到蒸發器,以便實現蒸發器的期望操作(例如,效率)來對冷卻用流體進行冷卻。相反,節能器可以將蒸氣製冷劑引導至製冷劑回路的壓縮機以便進行壓縮。
在一些情況下,製冷劑可能不容易流入蒸發器中。例如,在現有的HVAC系統中,冷凝器和/或節能器中的相對高壓可以驅動製冷劑流入蒸發器中。然而,當節能器與蒸發器之間的壓差和/或冷凝器與蒸發器之間的壓差較低時,製冷劑可能無法以足夠的流速流入蒸發器中。更具體地,低壓蒸氣製冷劑可以收集或積聚在於節能器與蒸發器之間延伸的導管內和/或在佈置在節能器與蒸發器之間(例如,沿著在節能器與蒸發器之間延伸的導管佈置)的膨脹閥處。例如,冷凝器中的製冷劑的壓力可以較低,並且節能器可以進一步降低製冷劑的壓力,這可能會降低製冷劑流入蒸發器中的流速並且從而降低HVAC系統的操作效率。實際上,製冷劑流入蒸發器中的低流速可能導致HVAC系統的某些部件(例如,壓縮機)的操作不穩定。
因此,目前認識到的是,增加製冷劑從節能器流到蒸發器的流速可以增加或維持HVAC系統的操作效率。因此,本揭露內容的實施方式關於一種HVAC系統,該HVAC系統具有帶有節能器的製冷劑回路和被配置成使得能夠增加流入蒸發器中的製冷劑流量的旁通管線或導管。例如,旁通管線可以在冷凝器與蒸發器之間延伸,或者可以在節能器與蒸發器之間延伸。旁通管線可以在製冷劑回路內的製冷劑的低壓差下促進液體製冷劑流入蒸發器中以增加製冷劑流到蒸發器的流速。例如,旁通管線可以被安排成使得重力和/或製冷劑的壓力(例如,水頭壓力或冷凝器與蒸發器之間的壓力差)能夠驅動液體製冷劑經由旁通管線而不是經由被配置成將製冷劑(例如,從節能器)引導到蒸發器中的主管線而流到蒸發器。旁通管線可以包括閥,該閥被配置成對流經旁通管線的製冷劑的量進行調節。例如,閥可以基於指示HVAC系統的操作參數的感測器數據而部分地或完全地打開,以使得製冷劑能夠以期望的速率通過旁通管線(例如,相對於被引導通過主管線的液體製冷劑的流速)流入蒸發器中。如上所述,在一些實施方式中,旁通管線將節能器流體聯接到蒸發器(例如,在它們之間延伸)。在另外或替代性實施方式中,旁通管線使得液體能夠從冷凝器直接流到蒸發器,而不流經節能器。旁通管線可以增加製冷劑流入蒸發器中的流速,以諸如在較低和/或波動的水頭壓力(例如,冷凝器中的相對低的冷凝劑壓力和/或蒸發器中的相對高的製冷劑壓力)的情況期間增加或維持HVAC系統的操作效率。
現在轉到附圖,圖1係用於典型商業環境的建築物12中的暖通空調(HVAC)系統10的環境的實施方式的透視圖。HVAC系統10可以包括蒸氣壓縮系統14,該蒸氣壓縮系統供應可以用於冷卻建築物12的冷卻液體。HVAC系統10還可以包括鍋爐16以供應溫暖的液體,從而加熱建築物12和使空氣循環藉由建築物12的空氣分配系統。空氣分配系統還可以包括空氣回流管道18、空氣供應管道20和/或空氣處理機22。在一些實施方式中,空氣處理機22可以包括熱交換器,該熱交換器藉由導管24連接到鍋爐16和蒸氣壓縮系統14。空氣處理機22中的熱交換器可以接收來自鍋爐16的加熱液體或來自蒸氣壓縮系統14的冷卻液體,這取決於HVAC系統10的操作模式。HVAC系統10被示出為在建築物12的每個樓層上具有單獨的空氣處理機,但是在其他實施方式中,HVAC系統10可以包括在兩個或更多個樓層之間可以共用的空氣處理機22和/或其他部件。
圖2和圖3展示了可以在HVAC系統10中使用的蒸氣壓縮系統14的實施方式。蒸氣壓縮系統14可以使製冷劑循環通過以壓縮機32開始的回路。該回路還可以包括冷凝器34、(多個)膨脹閥或膨脹裝置36、以及液體冷卻器或蒸發器38。蒸氣壓縮系統14可以進一步包括控制台40(例如,控制器),該控制台具有模數(A/D)轉換器42、微處理器44、非易失性記憶體46和/或介面板48。
在一些實施方式中,蒸氣壓縮系統14可以使用變速驅動裝置(VSD)52、馬達50、壓縮機32、冷凝器34、膨脹閥或膨脹裝置36和/或蒸發器38中的一者或多者。馬達50可以驅動壓縮機32並且可以由變速驅動裝置(VSD)52供電。VSD 52從交流(AC)電源接收具有特定的固定線電壓和固定線頻率的AC電力,並且向馬達50提供具有可變電壓和頻率的電力。在其他實施方式中,馬達50可以直接由AC或直流(DC)電源供電。馬達50可以包括可以由VSD供電或直接由AC或DC電源供電的任何類型的電動馬達,諸如開關磁阻馬達、感應馬達、電子換向永磁馬達或另一合適的馬達。
壓縮機32壓縮製冷劑蒸氣並通過排放通道將蒸氣輸送到冷凝器34。在一些實施方式中,壓縮機32可以是離心式壓縮機。由壓縮機32輸送到冷凝器34的製冷劑蒸氣可以將熱量傳遞到冷凝器34中的冷卻用流體(例如,水或空氣)。作為與冷卻用流體進行熱傳遞的結果,製冷劑蒸氣可以在冷凝器34中冷凝成製冷劑液體。來自冷凝器34的製冷劑液體可以通過膨脹裝置36流到蒸發器38。在圖3所展示的實施方式中,冷凝器34係水冷式的並且包括與冷卻塔56連接的管束54,該冷卻塔將冷卻用流體供應到冷凝器。
輸送到蒸發器38的製冷劑液體可以從另一冷卻用流體吸收熱,該另一冷卻用流體可以是也可以不是冷凝器34中使用的相同冷卻用流體。蒸發器38中的製冷劑液體可以經歷從製冷劑液體到製冷劑蒸氣的相變。如圖3所展示的實施方式中所示,蒸發器38可以包括管束58,該管束具有與冷卻負載62連接的供應管線60S和回流管線60R。蒸發器38的冷卻用流體(例如,水、乙二醇、氯化鈣鹽水、氯化鈉鹽水或任何其他合適的流體)經由回流管線60R進入蒸發器38,並且經由供應管線60S離開蒸發器38。蒸發器38可以經由與製冷劑進行熱傳遞來降低管束58中的冷卻用流體的溫度。蒸發器38中的管束58可以包括多個管和/或多個管束。在任何情況下,製冷劑蒸氣離開蒸發器38並且藉由抽吸管線回流到壓縮機32以完成循環。
圖4係蒸氣壓縮系統14之示意圖,該蒸氣壓縮系統具有結合在冷凝器34與膨脹裝置36之間的中間回路64。中間回路64可以具有入口管線或導管68,該入口管線或導管直接流體地連接到冷凝器34。在其他實施方式中,入口管線68可以間接流體地聯接到冷凝器34。如圖4所展示的實施方式中所示,入口管線68包括第一膨脹裝置66,該第一膨脹裝置定位在中間容器70的上游。在一些實施方式中,中間容器70可以是閃蒸罐(例如,閃蒸式中間冷卻器)。在其他實施方式中,中間容器70可以被配置成熱交換器或「表面式節能器。」在圖4所展示的實施方式中,中間容器70用作閃蒸罐,並且第一膨脹裝置66被配置成降低從冷凝器34接收的製冷劑液體的壓力(例如,使其膨脹)。在膨脹過程期間,液體的一部分可以蒸發以使得製冷劑能夠在中間容器70中分離成液體和蒸氣。另外地,由於製冷液在進入中間容器70時經歷壓降(例如,歸因於在進入中間容器70時經歷體積的迅速增大),中間容器70可以提供製冷液的進一步膨脹。中間容器70中的蒸氣可以通過壓縮機32的抽吸管線74由壓縮機32汲取。在其他實施方式中,中間容器70中的蒸氣可以被汲取到壓縮機32的中間級(例如,不是抽吸級)。在其他實施方式中,蒸氣壓縮系統14可以包括附加壓縮機71,該附加壓縮機流體地聯接到中間容器70以促進從中間容器70汲取蒸氣。也就是說,附加壓縮機71(例如,具有比壓縮機32更小的容量的壓縮機)可以從中間容器70汲取蒸氣以對蒸氣進行壓縮,並且第二壓縮機71可以將壓縮的製冷劑排放到冷凝器34。附加壓縮機71的操作可以諸如藉由提高壓縮機32的操作效率和/或維持壓縮機32的結構完整性來促進壓縮機32的操作。在任何情況下,由於在膨脹裝置66和/或中間容器70中膨脹,收集在中間容器70中的液體可以與離開冷凝器34的製冷劑液體相比處於更低的焓。來自中間容器70的液體然後可以在管線72中通過第二膨脹裝置36流到蒸發器38。
在一些實施方式中,在蒸氣壓縮系統內包括旁通管線(例如,旁通導管)以提高蒸氣壓縮系統(諸如蒸氣壓縮系統14)的效率可以是有利的。例如,當蒸氣壓縮系統14中(例如,中間容器70與蒸發器38之間和/或冷凝器34與蒸發器38之間)的壓差相對較低時,製冷劑(例如,液體製冷劑)可以堆積或積聚在中間容器70中和/或在從中間容器70延伸到蒸發器38的主導管內,而不是(例如,經由主導管)容易流入蒸發器38中。在一些實施方式中,蒸氣壓縮系統14的蒸發器38可以是降膜式蒸發器,該降膜式蒸發器可以定位在比其他傳統系統更高的高度處(例如,相對於冷凝器34、相對於重力)並且可以約束從中間容器70到蒸發器38的製冷劑流量。由於流入蒸發器38中的製冷劑流量受到約束,因此由蒸發器38提供的冷卻量可以受到限制或約束,並且/或者可能負面地影響其他蒸氣壓縮回路14部件的操作。
因此,旁通管線可以將製冷劑的至少一部分沿著替代流動路徑(例如,不同於由主導管提供的流動路徑)引導,該替代流動路徑可以提供比主導管更小的製冷劑流動阻力。在一些實施方式中,旁通管線可以將製冷劑從冷凝器34和/或中間容器70朝向蒸發器38的底部引導,以使得能夠利用重力來將製冷劑通過旁通管線引導至蒸發器38。另外,來自冷凝器34和/或中間容器70內的壓力(例如,製冷劑的水頭壓力)也可以有助於將製冷劑通過旁通管線引導至蒸發器38。在某些實施方式中,旁通管線可以包括閥,並且蒸氣壓縮系統14的控制系統(諸如控制台40)可以選擇性地致動閥以經由旁通管線來控制製冷劑到蒸發器38的流量。例如,控制台40可以打開、關閉或以其他方式調整閥的位置,以(例如,基於從蒸氣壓縮系統14的其他部件接收的回饋或數據)改進蒸氣壓縮系統14的操作能力、性能和/或效率。
圖5係蒸氣壓縮系統14的實施方式之示意圖,該蒸氣壓縮系統具有壓縮機32、冷凝器34、蒸發器38和中間容器70。在蒸氣壓縮系統14的操作期間,壓縮機32被配置成經由抽吸管線或導管92從蒸發器38接收製冷劑(例如,蒸氣製冷劑)、對製冷劑進行加壓並且將加壓的製冷劑經由排放管線或導管94引導至冷凝器34。冷凝器34可以冷卻製冷劑並且使製冷劑作為液體製冷劑96積聚在冷凝器34中,並且液體製冷劑96可以被引導至中間容器70,在該中間容器中,液體製冷劑96的壓力被降低以使液體製冷劑96轉變或「閃蒸」成蒸氣製冷劑和液體製冷劑98。中間容器70可以將液體製冷劑98引導至蒸發器38中以使液體製冷劑98與冷卻用流體處於熱交換關係,以便對冷卻用流體進行冷卻。來自冷凝器34的液體製冷劑96的壓力降低使中間容器70中的液體製冷劑98具有比液體製冷劑96更低的溫度。以此方式,中間容器70使得能夠增加蒸發器38的冷卻能力。此外,中間容器70可以阻止蒸氣製冷劑被引導到蒸發器38中以維持由蒸發器38提供的冷卻的效率。在一些實施方式中,蒸氣製冷劑可以從中間容器70引導回到壓縮機32(例如,經由關於圖4描述的抽吸管線74)以便進行重新加壓。
蒸氣壓縮系統14還包括旁通管線或導管100(例如,第一管線或導管),該旁通管線或導管在中間容器70與蒸發器38之間延伸並將它們流體地聯接。在所展示的實施方式中,蒸氣壓縮系統14包括第一出口管線或導管102,該第一出口管線或導管流體地連接到中間容器70的出口103以使得液體製冷劑98(例如,中間容器70中的處於液相的製冷劑的一部分)能夠流出中間容器70。旁通管線100在第一出口管線102與蒸發器38的底部區段或部分106(例如,底部區段106處的蒸發器38的第一出口107)之間延伸並將它們流體地聯接。以此方式,液體製冷劑98可以從中間容器70通過第一出口管線102和旁通管線100流入蒸發器38的底部區段106中。所展示的蒸氣壓縮系統14還包括主管線或導管108(例如,第二管線或導管),該主管線或導管在第一出口管線102與蒸發器38的頂部區段或部分110(例如,頂部區段110處的蒸發器38的第二出口109)之間延伸並將它們流體地聯接。因此,液體製冷劑98可以從中間容器70通過第一出口管線102和主管線108流入蒸發器38的頂部區段110中。儘管在所展示的實施方式中,旁通管線100和主管線108中的每一者流體地聯接到同一第一出口管線102,但是在另外或替代性實施方式中,旁通管線100和主管線108可以單獨地聯接到中間容器70(例如,聯接到中間容器70的單獨出口)。
旁通管線100提供附加流動路徑(例如,至少部分地與由主管線108限定的流動路徑不同且分開的流動路徑),以使液體製冷劑98從中間容器70流到蒸發器38。與主管線108相比,由旁通管線100提供的附加流動路徑可以對液體製冷劑98的流動施加更小的阻力。例如,與被引導通過旁通管線100的液體製冷劑98相比,主管線108可以相對於豎直軸線112將液體製冷劑98進一步(例如,對抗重力)向上引導。也就是說,蒸發器38的頂部區段110處的第二入口109可以相對於且沿著豎直軸線112在蒸發器38的底部區段106處的第一入口107的上方。因此,與流經主管線108相比,可以使用更少的流體壓力或力來驅動液體製冷劑98流經旁通管線100。實際上,主管線108的頂部部分116與旁通管線100的底部部分118之間的高度差114連同由中間容器70中的液體製冷劑98的液位引起的壓力可以更容易促進液體製冷劑98通過旁通管線100流入蒸發器38中。旁通管線100可以被設定大小以使得液體製冷劑98能夠以期望的流速流入蒸發器38中。例如,旁通管線100可以具有相對於主管線108的開口大小(例如,直徑)大約相等的開口大小(例如,直徑)或基本上更小的開口大小(例如,直徑)。替代性地,旁通管線100可以具有比主管線108基本上更大的開口大小(例如,直徑)。
儘管在所展示的實施方式中,中間容器70的出口103相對於豎直軸線112在蒸發器38的第一入口107和第二入口109的下方,但是在另外或替代性的實施方式中,出口103可以相對於豎直軸線112在第一入口107和/或第二入口109的上方。例如,中間容器70的至少一部分可以定位在蒸發器38的上方(例如,在第二入口109的上方)。在此類實施方式中,第一入口107可以保持在第二入口109的下方,使得與主管線108相比,旁通管線100對液體製冷劑98的流動施加更小的阻力。
圖5中所展示的蒸發器38可以是被配置成作為降膜式蒸發器、溢流式蒸發器或這兩者操作的混合降膜和溢流式蒸發器。例如,當液體製冷劑98流經主管線108並且經由蒸發器38的第二入口109流入蒸發器38的頂部區段110中(例如,沒有利用旁通管線100來將液體製冷劑98引導至蒸發器38)時,蒸發器38可以作為降膜式蒸發器來操作。在一些實施方式中,在蒸發器38作為降膜式蒸發器的操作期間,可以阻止液體製冷劑98流經旁通導管100。液體製冷劑98可以諸如因為重力而在蒸發器38內從頂部區段110朝向底部區段106流動。蒸發器38可以(例如,經由佈置在蒸發器38內的被配置成引導冷卻用流體通過的管)使液體製冷劑98與冷卻用流體處於熱交換關係,以使得液體製冷劑98能夠在從頂部區段110朝向底部區段106流動時對冷卻用流體進行冷卻。在冷卻用流體在蒸發器38內冷卻之後,冷卻用流體然後可以被引導至調節設備(例如,終端單元、空氣處理機)以便藉由冷卻用流體來調節另一種流體(例如,空氣)。
另外,當液體製冷劑98流經旁通管線100並且經由第一入口107流入蒸發器38的底部區段106中時(例如,當中間容器70與蒸發器38之間的壓力差相對較小時),蒸發器38可以作為溢流式蒸發器來操作。也就是說,液體製冷劑98可以積聚在底部區段106處。蒸發器38可以使底部區段106處的液體製冷劑98與冷卻用流體處於熱交換關係,以使得液體製冷劑98能夠在積聚在底部區段106處時對冷卻用流體進行冷卻。更進一步地,諸如當液體製冷劑98分別通過主管線108和旁通管線100兩者被引導至蒸發器38的頂部區段110和底部區段106中時,蒸發器38可以同時作為降膜式蒸發器和溢流式蒸發器兩者(例如,混合降膜式蒸發器、或混合溢流式蒸發器和/或混合降膜和溢流式蒸發器)來操作。例如,液體製冷劑98可以從頂部區段110流到底部區段106並且也積聚在蒸發器38內的底部區段106處,以與被引導通過蒸發器38的冷卻用流體交換熱量。
為此且如上文簡要地提及,蒸發器38可以包括第一管束58A,該第一管束被定位在第二入口109的下方並且冷卻用流體被引導通過該第一管束。經由主管線108被引導到蒸發器38的頂部區段110中的液體製冷劑98可以在第一管束58A的管上流動或「降落」(例如,經由重力),以與被引導通過第一管束58A的冷卻用流體交換熱量。也就是說,接觸第一管束58A的液體製冷劑98可以從流經第一管束58A的冷卻用流體吸收熱能,以使經由頂部區段110引導到蒸發器38中的液體製冷劑98中的一些蒸發。蒸發器38還可以包括冷卻用流體也可以被引導通過的第二管束58B,並且第二管束58B可以被積聚在蒸發器38的底部區段106中的液體製冷劑98包圍,該液體製冷劑可以包括經由旁通管線100引導至底部區段106的液體製冷劑98和/或從蒸發器38的頂部區段110降落到底部區段106的液體製冷劑98。因此,第二管束58B可以定位在第一管束的下方和第一入口107的上方。第二管束58B可以使液體製冷劑98與在蒸發器38的底部區段106處的流經第二管束58B的冷卻用流體處於熱交換關係,以使底部區段106處的液體製冷劑98中的一些蒸發。在另外或替代性的實施方式中,蒸發器38可以包括另一種合適類型的蒸發器,而不是混合降膜和溢流式蒸發器。
所展示的主管線108可以包括膨脹閥36,該膨脹閥降低流經主管線108的液體製冷劑98的壓力並且調整液體製冷劑98從第一出口管線102到蒸發器38的頂部區段110的流量(例如,調整液體製冷劑98的溫度和/或壓力)。旁通管線100可以包括旁通閥120,該旁通閥可以調節和/或選擇性地實現液體製冷劑98通過旁通管線100流入蒸發器38中的流量。膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120可以通信地耦合到控制台40,諸如控制台40的微處理器44。微處理器44(例如,處理電路)可以被配置成諸如基於蒸氣壓縮系統14的操作條件或參數(例如,作為回饋(諸如感測器回饋)由控制台40接收)來調整膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120的位置。例如,記憶體46可以包括易失性記憶體,諸如隨機存取記憶體(RAM),和/或非易失性記憶體,諸如唯讀記憶體(ROM)、光碟驅動器、硬碟驅動器、固態驅動器、或者存儲指令的任何其他非暫態電腦可讀介質,該等指令在被執行時控制蒸氣壓縮系統14的操作,包括控制膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120的操作。微處理器44(例如,處理電路)可以被配置成執行存儲在記憶體46中的此類指令。作為示例,微處理器44可以包括一個或多個專用積體電路(ASIC)、一個或多個現場可程式設計閘陣列(FPGA)、一個或多個通用處理器、或其任意組合。
在一些實施方式中,蒸氣壓縮系統14可以包括一個或多個感測器122,該感測器被配置成檢測或確定蒸氣壓縮系統14的操作參數(例如,製冷劑壓力、製冷劑溫度、操作能力)。控制台40可以通信地耦合到(多個)感測器122以便從(多個)感測器122接收感測器數據,並且控制台40可以基於感測器數據進行操作,諸如調整膨脹閥36和/或旁通閥120的位置(例如,打開和/或關閉)。舉例來說,感測器數據可以指示蒸發器38內的壓力、壓縮機32的排放壓力、冷凝器34內的壓力、蒸氣壓縮系統14內(例如,中間容器70與蒸發器38之間)的壓差、冷凝器34內的液體製冷劑96的液位、和/或製冷劑(例如,經由頂部區段110處的第二入口109)流入蒸發器38中的流速。實際上,控制台40可以將感測器數據與一個或多個閾值(例如,壓力值、壓差值、流速值)進行比較,以確定是否要調整膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120中的任一者。此外,感測器數據可以指示膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120的對應位置,並且因此,控制台40可以使用感測器數據來確定膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120是否被設定在期望位置。為此,一個或多個感測器122可以耦合到和/或佈置在壓縮機32、冷凝器34、蒸發器38、膨脹閥36、膨脹閥66、旁通閥120、第一出口管線102、旁通管線100、主管線108、蒸氣壓縮系統14的任何其他適當的位置、或其任意組合處。
舉例來說,控制台40可以調整膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120的位置以維持液體製冷劑98流入蒸發器38中的期望流量。例如,在低壓差條件期間,控制台40可以操作以將液體製冷劑98流入蒸發器38中的流量維持在高於閾值流速。另外,在蒸氣壓縮系統14內(例如,中間容器70與蒸發器38之間)的壓差係浮動的並且影響將液體製冷劑98驅動通過主管線108的條件期間,控制台40可以操作以響應於浮動的壓差而將液體製冷劑98的流量調節為處於恒定或足夠的流速。控制台40還可以調整膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120的位置以分別使冷凝器34和/或中間容器70中的液體製冷劑96、98的液位穩定。也就是說,控制被引導到蒸發器38中的液體製冷劑98的流速可以影響被引導出中間容器70的液體製冷劑98的流速以及被引導出冷凝器34並進入中間容器70中的液體製冷劑96的流速。因此,控制台40可以基於分別被引導出冷凝器34和/或中間容器70的液體製冷劑96、98的流速相對於被引導到冷凝器34和/或中間容器70中的製冷劑的流速來控制閥36、66、120,以分別控制冷凝器34和中間容器70中的液體製冷劑96、98的液位。
控制台40的操作還可以改善蒸氣壓縮系統14的部件的結構完整性。舉例來說,對閥36、66、120進行的控制可以使得將要被引導到蒸發器38中的液體製冷劑98處於期望的流速,而無需(例如,藉由調整壓縮機32的操作)降低蒸發器38內的壓力來增加蒸氣壓縮系統14內(例如,中間容器70與蒸發器38之間)的壓差。降低蒸發器38內的壓力可能使冷卻用流體結冰,這可能會影響蒸發器38的結構完整性。因此,藉由控制閥36、66、120而不是藉由降低蒸發器38內的壓力來控制液體製冷劑98流入蒸發器38中的流速可以阻止冷卻用流體結冰,從而改善蒸發器38的結構完整性。
蒸氣壓縮系統14還可以被配置成在自然冷卻模式下操作以降低蒸氣壓縮系統14的能耗。作為示例,控制台40可以響應於環境溫度和/或被引導通過冷凝器34的調節用流體(例如,用於冷卻液體製冷劑96)的溫度降至低於閾值而在自然冷卻模式下操作蒸氣壓縮系統14。作為另一示例,控制台40可以響應於冷凝器34內的溫度(例如,調節用流體和/或製冷劑溫度)低於蒸發器38內的溫度(例如,冷卻用流體和/或製冷劑溫度)而操作蒸氣壓縮系統14。實際上,對閥36、66、120進行的控制可以使得將要被引導到蒸發器38中的液體製冷劑98處於期望的流速,而無需在升高或增加的溫度和/或壓力下操作冷凝器34(例如,以實現中間容器70與蒸發器38之間的期望壓差)。因此,蒸氣壓縮系統14可以被配置成在自然冷卻模式下操作,其中冷凝器34可以處於降低的溫度和/或壓力下,並且儘管如此仍以期望的速率將液體製冷劑98引導到蒸發器38中(例如,沒有增加冷凝器34內的溫度和/或壓力)。
在自然冷卻模式期間,控制台40可以藉由暫停壓縮機32的操作或以降低的能力操作壓縮機32來降低壓縮機32的功耗,從而降低對進入冷凝器34的製冷劑的加壓。以這種方式,在自然冷卻模式期間,蒸氣壓縮系統14內(例如,中間容器70與蒸發器38之間和/或冷凝器34與蒸發器38之間)的壓差(例如,與非自然冷卻操作相比)可以相對較低。旁通管線100可以藉由為將要被引導到蒸發器38的液體製冷劑98提供具有有限的機械力(例如,經由壓縮機32產生的壓差)的流動路徑來促進蒸氣壓縮系統14在自然冷卻模式下的操作。例如,蒸發器38與冷凝器34之間的壓差可以驅動蒸氣製冷劑從蒸發器38流動通過抽吸管線92、流動通過壓縮機32、流動通過排放管線94並流入冷凝器34中。蒸氣製冷劑然後經由與調節用流體的熱交換來冷凝成液體,並且作為液體製冷劑96積聚在冷凝器34中。然後,液體製冷劑96被引導到中間容器70中,在該中間容器中,液體製冷劑96部分地蒸發以形成蒸氣製冷劑並且部分地作為液體製冷劑98積聚。
當旁通閥120至少部分地打開時,旁通管線100可以使得液體製冷劑98能夠從中間容器70經由重力和/或經由中間容器70內的壓力而流到蒸發器38。以這種方式,旁通管線100和旁通閥120可以使得液體製冷劑98能夠在壓縮機32的減少或暫停操作期間(例如,在蒸氣壓縮系統14的自然冷卻操作期間)通過蒸氣壓縮系統14被充分地引導到蒸發器38中,從而降低操作蒸氣壓縮系統14的能耗和/或成本。也就是說,被引導通過旁通管線100的液體製冷劑98可以流入蒸發器38中,而無需克服重力來通過主管線108沿著高度差114流到蒸發器38的頂部區段110。以此方式,在中間容器70(例如,第一出口管線102)與蒸發器38之間延伸的旁通管線100實現蒸氣壓縮系統14的改進操作(例如,蒸氣壓縮系統14以更大效率的操作)。
圖6係蒸氣壓縮系統14的一部分的實施方式之示意圖,展示了在冷凝器34與蒸發器38(例如,蒸發器38的底部區段106)之間延伸的旁通管線100,以使得液體製冷劑96能夠從冷凝器34直接流到蒸發器38。也就是說,旁通管線100沒有在蒸發器38與中間容器70之間延伸,如圖5所示,從而使得液體製冷劑96能夠繞過中間容器70。例如,第二出口管線或導管140可以從冷凝器34的出口141(例如,在冷凝器34的基部或底部區段處)延伸,以使得液體製冷劑96能夠流出冷凝器34。入口管線68和旁通管線100中的每一者可以從第二出口管線140延伸並且流體地聯接到該第二出口管線。在另外或替代性的實施方式中,旁通管線100和入口管線68可以單獨地聯接到冷凝器34(例如,聯接到冷凝器34的單獨出口)。在任一情況下,液體製冷劑96的第一部分可以經由旁通管線100流到蒸發器38,並且液體製冷劑96的第二部分可以經由入口管線68、中間容器70和主管線108流到蒸發器38。以此方式,流經旁通管線100的液體製冷劑96不流經膨脹閥66並流入中間容器70中。
圖6所展示的蒸氣壓縮系統14可以根據上文關於圖5所描述的技術進行操作。例如,控制台40可以基於從一個或多個感測器122接收的感測器數據來操作膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120,諸如藉由打開膨脹閥66和膨脹閥36以將液體製冷劑96、98引導到蒸發器38的頂部區段110中來將蒸發器38作為降膜式蒸發器來操作和/或藉由打開旁通閥120以將液體製冷劑96引導到蒸發器38的底部區段106中來將蒸發器38作為溢流式蒸發器來操作。實際上,在一些操作模式下,控制台40可以完全關閉膨脹閥36和/或膨脹閥66以阻止液體製冷劑96、98流入蒸發器38的頂部區段110中,從而將蒸發器38作為溢流式蒸發器來操作。控制台40還可以至少部分地打開膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120以將蒸發器38作為混合降膜和溢流式蒸發器來操作。換句話說,控制台40被配置成控制膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120的操作,以(例如,基於來自一個或多個感測器122的回饋)實現液體製冷劑96和/或98經由第一入口107和/或第二入口108流入蒸發器38中的期望流速。
圖7係蒸氣壓縮系統14的一部分的實施方式之示意圖,展示了在第一出口管線102到蒸發器38的側面區段或部分160(例如,側面區段160處的第三入口161)之間延伸的旁通管線100。例如,中間容器70相對於蒸發器38的定位和/或蒸氣壓縮系統14內(例如,中間容器70與蒸發器38之間)的壓差可以使得液體製冷劑98能夠流入側面區段160,而不是流入相對於豎直軸線112在側面區段160下方的蒸發器38的底部區段106。也就是說,即使重力和/或蒸氣壓縮系統14內的壓差可以使得液體製冷劑98能夠經由底部區段106以與經由側面區段160相比更大的流速流入蒸發器38中,蒸氣壓縮系統14的實施方式也可以使得液體製冷劑98能夠經由側面區段160以期望的流速流入蒸發器38中(例如,而不引導液體製冷劑98經由底部區段106以增加的流速流入蒸發器38中)。
通過旁通管線100經由側面區段161流入蒸發器38中的液體製冷劑98可以流過在頂部區段110處的第一管束58A的一部分或子集,以使得蒸發器38能夠部分地作為降膜式蒸發器進行操作。另外,被引導到蒸發器38中的液體製冷劑98可以積聚在蒸發器38的底部區段106處,以至少部分地包圍在底部區段106處的蒸發器38的第二管束58B並且使得蒸發器38能夠作為溢流式蒸發器來操作。因此,經由流體地聯接到側面區段160的旁通管線100將液體製冷劑98引導到蒸發器38中可以使得蒸發器38能夠作為降膜式蒸發器和溢流式蒸發器兩者來操作。在一些實施方式中,圖7中所展示的旁通管線100的配置可以避免在向上方向上(例如,對抗重力,沿著豎直軸線112)將液體製冷劑98引導到蒸發器38中,並且進一步減少對流入蒸發器38中的液體製冷劑98的流動阻力。此外,控制台40可以使用上述技術來操作所展示的蒸氣壓縮系統14,諸如基於從一個或多個感測器122接收的感測器數據來操作膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120。
圖8係根據目前揭露的技術的用於操作蒸氣壓縮系統14的方法或過程180的實施方式之流程圖。作為示例,一個或多個控制系統(例如,控制台40)或處理電路可以被配置成(例如,經由存儲在記憶體46上的指令)執行方法180的步驟。此外,應當注意的是,在替代性實施方式中,可以不同地執行方法180。例如,可以執行附加的步驟,和/或可以移除、修改和/或以不同的循序執行所描繪的方法180的某些步驟。
在框182處,接收指示蒸發壓縮系統14內的壓差的一個或多個操作參數。例如,可以經由一個或多個感測器122輸出的感測器數據來接收一個或多個操作參數。作為示例,一個或多個操作參數可以包括蒸發器38與中間容器70之間和/或蒸發器38與冷凝器34之間的壓差。作為另一示例,一個或多個操作參數可以包括中間容器70中、冷凝器34中、蒸發器38中和/或主管線108中的製冷劑(例如,液體製冷劑96、98、蒸氣製冷劑)的液位;冷凝器34、蒸發器38、排放管線94和/或中間容器70內的對應壓力;主管線108中的液體製冷劑98的流速和/或壓力;液體製冷劑96流經入口管線68的流速;供應到壓縮機(例如,壓縮機32)的功率量;壓縮機的速度;冷凝器34、蒸發器38和/或中間容器70內的對應溫度;環境溫度;蒸發器38內的冷卻用流體的溫度;冷凝器34內的調節用流體的溫度;另一適合的操作參數;或其任意組合。實際上,一個或多個操作參數可以指示液體製冷劑98是否以期望或目標流速流入蒸發器38中。在框184處,將一個或多個操作參數與閾值進行比較。一個或多個操作參數與閾值之間的比較可以指示是否要調整蒸氣壓縮系統14的操作。
在框186處,基於一個或多個操作參數與閾值之間的比較來操作(例如,調整)膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120。例如,可以基於一個或多個操作參數與閾值之間的比較來確定膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120的對應目標或期望位置。在某些實施方式中,膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120中的任一者或全部可以包括被配置成在完全打開位置與完全關閉位置之間轉變的開/關閥。在另外或替代性的實施方式中,膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120中的任一者或全部還可以被配置成轉變到完全打開位置與完全關閉位置之間的中間位置,諸如部分打開或部分關閉位置。例如,膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120可以是電磁閥,並且膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120的對應位置可以基於接收的控制信號(例如,來自控制台40)。在任一情況下,可以(例如,由控制台40)使用指示膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120的對應位置的感測器數據來將膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120調整到相應的目標位置,以便實現液體製冷劑96、98流入蒸發器38中的期望流量。
舉例來說,如果一個或多個操作參數與閾值之間的比較指示(例如,冷凝器34與蒸發器38之間的)壓差較低(例如,低於低閾值壓差),則蒸氣壓縮系統14(例如,膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120)可以操作以增加液體製冷劑96、98流入蒸發器38中的流量,諸如藉由增大旁通閥120的開度和/或藉由減小膨脹閥36的開度。類似地,如果一個或多個操作參數與閾值之間的比較指示壓差較高(例如,高於高閾值壓差),則蒸氣壓縮系統14(例如,膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120)可以操作以減少製冷劑經由旁通管線100流入蒸發器38中的流量,諸如藉由減小旁通閥120的開度和/或藉由增大膨脹閥36的開度。
在一些實施方式中,可以在調整旁通閥120的位置之前調整膨脹閥36和/或膨脹閥66的位置。例如,在調整旁通閥120之前,可以將膨脹閥36的位置和/或膨脹閥66的位置調整到對應的閾值位置(例如完全打開位置、完全關閉位置)。換句話說,可以直到膨脹閥36和/或膨脹閥66充分地或完全地打開或者充分地或完全地關閉為止才調整旁通閥120。例如,旁通閥120可以保持關閉直到膨脹閥36和/或膨脹閥66處於完全打開位置。在膨脹閥36和/或膨脹閥66已經被調整到完全打開位置之後,旁通閥120然後可以打開,諸如以每時間間隔的設定增量(例如,完全打開的大小的20%)。在另外或替代性的實施方式中,可以同時調整膨脹閥36、膨脹閥66和/或旁通閥120,諸如以實現液體製冷劑96、98經由第一入口107和第二入口108流入蒸發器38中的流量的期望平衡。例如,可以減小膨脹閥36和/或膨脹閥66的開度,而同時增大旁通閥120的開度以增加通過旁通管線100(例如,而不是通過主管線108)流入蒸發器38中的製冷劑流量。
本揭露內容可以提供一種或多種技術效果以實現HVAC系統的改進操作。例如,HVAC系統可以包括被配置成使製冷劑循環的蒸氣壓縮系統。蒸氣壓縮系統可以包括被配置成經由與調節用流體的熱交換對製冷劑進行冷卻的冷凝器,以及被配置成使經冷卻的製冷劑與冷卻用流體處於熱交換關係以對冷卻用流體進行冷卻的蒸發器。蒸氣壓縮系統還包括中間容器,該中間容器可以進一步對從冷凝器排放的液體製冷劑進行冷卻並且將液體製冷劑引導到蒸發器中。蒸氣壓縮系統可以包括被配置成將製冷劑從中間容器引導到蒸發器中的主管線,以及被配置成將製冷劑(例如,從冷凝器、從中間容器)引導到蒸發器中的旁通管線。
與主管線相比,旁通管線可以提供對製冷劑流入蒸發器中的更小的流動阻力。例如,主管線可以利用蒸氣壓縮系統內(例如,冷凝器與蒸發器之間和/或中間容器與蒸發器之間)的壓差來將製冷劑引導到蒸發器中,並且旁通管線可以利用重力來將製冷劑引導到蒸發器中。在一些實施方式中,旁通管線使得製冷劑能夠流入蒸發器中,而製冷劑無需克服重力和/或克服比經由主管線被引導到蒸發器中的製冷劑更少的重力。因此,在某些操作條件期間,諸如在製冷劑未經由主管線以目標或期望流速引導到蒸發器中時和/或在蒸氣壓縮系統中的低壓差條件期間,旁通管線(例如,旁通管線的旁通閥)可以操作以將製冷劑經由旁通管線流入蒸發器中的流速朝向目標流速增加。在蒸氣壓縮系統的另外或替代性的操作條件下,諸如在蒸氣壓縮系統內(例如,主管線內)的液體製冷劑停滯的時段期間、在水頭壓力或排放壓力的浮動期間、在冷凝器內的液體製冷劑液位的浮動期間等,也可以利用目前揭露的技術。本說明書中的技術效果和技術問題係示例而非限制性的。應當注意的是,在說明書中描述的實施方式可以具有其他技術效果並且可以解決其他技術問題。
儘管僅展示和描述了本揭露的某些特徵和實施方式,但熟悉該項技術者可以想到許多修改和變化(例如,各種元件的大小、尺寸、結構、形狀和比例、參數的值(例如,溫度、壓力)、安裝安排、材料的使用、顏色、取向的變化)而不實質上脫離請求項中所述之主題的新穎性教示和優點。可以根據替代實施方式對任何過程或方法步驟的順序或序列進行改變或重新排序。因此,應當注意的是,所附請求項旨在覆蓋落入本揭露內容的真實精神內的所有這種修改和變化。此外,為了提供對示例性實施方式的簡要描述,可能沒有描述實際的實施方式的所有特徵(即與目前預期的實施本揭露內容的最佳模式無關的那些特徵或與實施所要求保護的實施方式無關的那些特徵)。應當理解,在任何這種實際實施方式的開發中(如在任何工程或設計方案中),可能作出大量實施方式特定的決定。這種開發工作可能是複雜且耗時的,但是對於從本揭露內容中受益的普通技術人員來說,這仍係常規的設計、生產和製造工作,而無需過多實驗。
本文中所呈現和所要求保護的技術參考了並應用於明顯改進本技術領域的實質對象和實際性質的具體示例並且因此不是抽象的、無形的或純理論性的。進一步地,如果附於本說明書結尾的任何請求項含有指定為「用於[執行][功能]的裝置」或「用於[執行][功能]的步驟」的一個或多個要素,則意圖係在根據35 U.S.C. 112(f)對此類要素進行解釋。然而,對於含有以任何其他方式指定的要素的任何請求項,意圖係不根據35 U.S.C. 112(f)對此類要素進行解釋。
10:系統
12:建築物
14:蒸氣壓縮系統
16:鍋爐
18:空氣回流管道
20:空氣供應管道
22:空氣處理機
24:導管
32:壓縮機
34:冷凝器
36:膨脹裝置
38:蒸發器
40:控制台
42:轉換器
44:微處理器
46:非易失性記憶體
48:介面板
50:馬達
52:變速驅動裝置
54:管束
56:冷卻塔
58A:管束
58B:管束
60S:供應管線
60R:回流管線
62:冷卻負載
64:中間回路
66:第一膨脹裝置
68:入口管線
70:中間容器
71:壓縮機
72:管線
74:抽吸管線
92:抽吸管線
94:排放管線
96:液體製冷劑
98:液體製冷劑
100:旁通管線
102:第一出口管線
103:出口
106:底部區段
107:第一入口
108:主管線
109:第二入口
110:頂部區段
112:豎直軸線
114:高度差
116:頂部部分
118:底部部分
120:旁通閥
122:感測器
140:第二出口管線
141:出口
160:側面區段
161:第三入口
180:方法
182:框
184:框
186:框
[圖1]係根據本揭露內容的一方面的可以在商業環境中利用加熱、通風和空調(HVAC)系統的實施方式的建築物之透視圖;
[圖2]係根據本揭露內容的一方面的蒸氣壓縮系統的實施方式之透視圖;
[圖3]係根據本揭露內容的一方面的蒸氣壓縮系統的實施方式之示意圖;
[圖4]係根據本揭露內容的一方面的蒸氣壓縮系統的實施方式之示意圖;
[圖5]係根據本揭露內容的一方面的具有旁通管線的蒸氣壓縮系統的實施方式之示意圖;
[圖6]係根據本揭露內容的一方面的具有旁通管線的蒸氣壓縮系統的實施方式之示意圖;
[圖7]係根據本揭露內容的一方面的具有旁通管線的蒸氣壓縮系統的實施方式之示意圖;以及
[圖8]係根據本揭露內容的一方面的用於操作具有旁通管線的蒸氣壓縮系統的方法或過程的實施方式之流程圖。
14:蒸氣壓縮系統
32:壓縮機
34:冷凝器
36:膨脹裝置
38:蒸發器
40:控制台
44:微處理器
46:非易失性記憶體
58A:管束
58B:管束
66:第一膨脹裝置
68:入口管線
70:中間容器
92:抽吸管線
94:排放管線
96:液體製冷劑
98:液體製冷劑
100:旁通管線
102:第一出口管線
103:出口
106:底部區段
107:第一入口
108:主管線
109:第二入口
110:頂部區段
112:豎直軸線
114:高度差
116:頂部部分
118:底部部分
120:旁通閥
122:感測器
Claims (20)
- 一種暖通空調(HVAC)系統,包括: 容器,該容器被配置成從該HVAC系統的冷凝器接收製冷劑; 蒸發器,該蒸發器被配置成從該容器接收該製冷劑; 第一導管,該第一導管被配置成將該製冷劑的第一流量引導至該蒸發器的第一入口;以及 第二導管,該第二導管被配置成將該製冷劑的第二流量引導至該蒸發器的第二入口,其中,該第二入口相對於豎直軸線在該第一入口的上方。
- 如請求項1所述之HVAC系統,包括第三導管,該第三導管從該冷凝器延伸到該容器,其中,該第三導管包括膨脹閥,該膨脹閥被配置成降低從該冷凝器引導至該容器的該製冷劑的壓力,以使得該製冷劑能夠在該容器內分離成液體製冷劑和蒸氣製冷劑。
- 如請求項2所述之HVAC系統,包括出口導管,該出口導管從該容器延伸並且被配置成將該液體製冷劑從該容器朝向該蒸發器引導,其中,該第一導管和該第二導管中的每一者從該出口導管延伸。
- 如請求項2所述之HVAC系統,包括: 出口導管,該出口導管被配置成從該冷凝器排放該製冷劑;以及 入口導管,該入口導管從該出口導管延伸到該容器, 其中,該第一導管從該出口導管延伸到該蒸發器以使得製冷劑能夠繞過該容器,並且該第二導管從該容器延伸到該蒸發器。
- 如請求項1所述之HVAC系統,其中,該第一導管包括旁通閥,該HVAC系統包括通信地耦合到該旁通閥的控制器,並且該控制器被配置成基於指示該HVAC系統內的壓差的操作參數來操作該旁通閥。
- 如請求項1所述之HVAC系統,其中,該第一入口佈置在該蒸發器的底部區段處。
- 如請求項1所述之HVAC系統,其中,該蒸發器係混合降膜和溢流式蒸發器。
- 一種暖通空調(HVAC)系統,包括: 容器,該容器被配置成從冷凝器接收製冷劑並且將從該冷凝器接收的該製冷劑分離成蒸氣製冷劑和液體製冷劑; 第一導管,該第一導管被配置成將液體製冷劑的第一流量引導至該HVAC系統的蒸發器的第一入口,其中,該第一導管包括旁通閥; 第二導管,該第二導管被配置成將液體製冷劑的第二流量引導至該蒸發器的第二入口,其中,該第二入口相對於豎直軸線在該第一入口的上方;以及 控制器,該控制器通信地耦合到該旁通閥,其中,該控制器被配置成操作該旁通閥來控制液體製冷劑的該第一流量經由該第一導管流到該蒸發器的流速。
- 如請求項8所述之HVAC系統,包括該蒸發器,其中,該第二導管延伸到該蒸發器的頂部區段,並且該控制器被配置成關閉該旁通閥以將該蒸發器作為降膜式蒸發器來操作。
- 如請求項8所述之HVAC系統,包括該蒸發器,其中,該第二導管包括膨脹閥,該膨脹閥被配置成減小被引導通過該第二導管的液體製冷劑的該第二流量的壓力,該第一導管延伸到該蒸發器的底部區段,並且該控制器被配置成關閉該膨脹閥以將該蒸發器作為溢流式蒸發器來操作。
- 如請求項8所述之HVAC系統,其中,該控制器被配置成基於指示以下各項的操作參數來操作該旁通閥:該容器中的該液體製冷劑的液位、該冷凝器中的該製冷劑的液位、該蒸發器中的該製冷劑的液位、該第二導管中的液體製冷劑的該第二流量的液位、該冷凝器內的壓力、該蒸發器內的壓力、該容器內的壓力、液體製冷劑的該第二流量流經該第二導管的流速、該冷凝器內的溫度、該蒸發器內的溫度、該容器內的溫度、環境溫度、供應到該HVAC系統的壓縮機的功率量、該壓縮機的速度、或其任意組合。
- 如請求項8所述之HVAC系統,包括該冷凝器和壓縮機,其中,該壓縮機被配置成從該蒸發器接收製冷劑、對該製冷劑加壓並且將該製冷劑引導至該冷凝器。
- 如請求項12所述之HVAC系統,其中,該控制器被配置成基於該冷凝器內的溫度低於閾值而暫停該壓縮機的操作或以降低的能力來操作該壓縮機。
- 如請求項12所述之HVAC系統,其中,該壓縮機係第一壓縮機,該第一壓縮機被配置成從該容器接收蒸氣製冷劑、對該蒸氣製冷劑加壓並且將該加壓的蒸氣製冷劑引導至該冷凝器,並且該HVAC系統包括第二壓縮機,該第二壓縮機被配置成從該容器接收蒸氣製冷劑、對該蒸氣製冷劑加壓並且將該加壓的蒸氣製冷劑引導至該冷凝器。
- 一種暖通空調(HVAC)系統,包括: 冷凝器; 中間容器,該中間容器被配置成從該冷凝器接收製冷劑; 蒸發器,該蒸發器被配置成從該中間容器接收該製冷劑; 第一導管,該第一導管在該冷凝器與該中間容器之間延伸,其中,該第一導管包括膨脹閥,該膨脹閥被配置成降低被引導通過該第一導管的該製冷劑的壓力,以使得該製冷劑能夠在該中間容器內分離成液體製冷劑和蒸氣製冷劑; 第二導管,該第二導管在該中間容器與該蒸發器的第一入口之間延伸,其中,該第二導管被配置成將該液體製冷劑經由該第一入口引導至該蒸發器中;以及 第三導管,該第三導管在該中間容器與該蒸發器的第二入口之間延伸,其中,該第二入口相對於豎直軸線在該第一入口的上方,並且該第三導管被配置成將該液體製冷劑經由該第二入口引導至該蒸發器中。
- 如請求項15所述之HVAC系統,其中,該第二導管包括旁通閥,該旁通閥被配置成控制被引導通過該第二導管的該液體製冷劑的流速,並且該第三導管包括附加的膨脹閥,該附加的膨脹閥被配置成降低被引導通過該第三導管的該液體製冷劑的壓力。
- 如請求項16所述之HVAC系統,包括控制器,該控制器通信地耦合到該膨脹閥、該附加的膨脹閥和該旁通閥,其中,該控制器被配置成基於指示該液體製冷劑流入該蒸發器中的流速的操作參數來控制該膨脹閥、該附加的膨脹閥、該旁通閥或其任意組合。
- 如請求項15所述之HVAC系統,包括第四導管,該第四導管被配置成從該中間容器排放該液體製冷劑,其中,該第二導管和該第三導管中的每一者在該第四導管與該蒸發器之間延伸。
- 如請求項15所述之HVAC系統,其中,該第二入口被佈置在該蒸發器的側面區段處。
- 如請求項15所述之HVAC系統,其中,該第一入口相對於該豎直軸線定位在該蒸發器內的管束的下方,並且該第二入口相對於該豎直軸線定位在該管束的上方。
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