[发明专利]热泵单元中压缩机无动力反向转动的预防

说明书

发明背景

本发明涉及一种在停机时将热泵切换到相反运行模式用以消除无动力反向转动的方法。

在各种待要进行调节的室内环境中使用制冷剂系统控制空气的温度和湿度。在以冷却模式运行的典型制冷剂系统中，制冷剂在压缩机中被压缩且被输送到冷凝器(或者该种情况下的室外热交换器)中。在冷凝器中，外界环境的空气和制冷剂之间产生热交换。自冷凝器中，制冷剂传送到膨胀装置中，在膨胀装置中制冷剂膨胀获得较低的压力和温度，然后传送到蒸发器(或者室内热交换器)中。在蒸发器中，制冷剂和室内空气之间产生热交换，以便调节室内空气。当制冷剂系统正在运行时，蒸发器冷却供给到室内环境中的空气。

上文中说明的是以冷却运行模式使用的制冷剂系统。在加热模式中，流经系统的制冷剂流动基本上为反向。室内热交换器作为冷凝器并且将热量释放到待调节(在该种情况下为待加热)的环境中，而室外热交换器用作蒸发器且同相对寒冷的室外空气产生热交换。热泵通常称作可以使得流经制冷剂回路(refrigerant cycle)的制冷剂反向流动以便以冷却和加热两种模式运行的系统。这通常通过将四通换向阀(reversing valve)或同等装置并入到系统内压缩机排出端口的示意性下游而实现。当系统分别以加热模式或冷却模式运行时，四通换向阀选择性地引导制冷剂流过室内热交换器或室外热交换器。此外，如果膨胀装置不能处理反向的流动则代之以采用每个膨胀装置都带有止回阀的一对膨胀装置。

通称为“无动力反向转动”的问题会在某些类型的压缩机停机时出现。对于诸如例如螺杆式压缩机(screw compressor)或涡漩式压缩机(scroll compressor)的确定类型的压缩机而言，停机时已压缩的制冷剂会向内退回到压缩腔内。该制冷剂将再次膨胀从而导致压缩元件以相反方向高速转动。由于其产生了不必要的令人非常不快的噪音并且甚至会引起压缩机潜在的损坏，所以这是不合需要的。

虽然已在压缩机设计中并入排出止回阀(discharge check valve)用以防止这种已压缩的制冷剂进入压缩腔的反向流动，但是并入到压缩机设计中的这些止回阀相对昂贵，且会经受其自身可靠性问题因而在防止反向转动上并不很成功。因此，希望在消除止回阀的安装或者增加如果止回阀失效时的冗余度的同时防止无动力的反向转动。

发明概述

在本发明所公开的实施例中，停机时将热泵从停机前的模式移动到相反的运行模式。作为示例，假定热泵在停机前以冷却模式运行。根据本发明，在压缩机停机时系统控制器将把四通换向阀移动到加热模式的位置，以便防止已压缩的制冷剂反向流回压缩机中。在该种情况下，处于压缩机下游的已压缩(高压)制冷剂将会连接到压缩机入口。如此，不存在反向流回压缩机的已压缩制冷剂。因此，短时间内压力将跨过压缩机达到平衡，在制冷剂从压缩机吸入移动到压缩机排出的同时不会出现反向转动。

如果热泵在停机前已以加热模式运行，则将在停机时启动相反模式的切换指令。换句话说，四通换向阀将在压缩机停机时移到冷却模式的位置。

详细地讲，本发明的方法在具有经受反向转动的压缩机类型的热泵中使用。这种压缩机包括但不限于涡漩式压缩机和螺杆式压缩机。对于本发明而言，可能完全消除过去所使用的用以在停机后防止制冷剂反向流经压缩机的排出止回阀。

根据以下说明并结合附图，可更好地理解本发明的这些和其它特征，下面是其附图的简要说明。

附图简要说明

图1A示出了将以冷却模式正常运行的热泵。

图1B示出了先前以冷却模式运行的热泵的停机位置。

图2A示出了以加热模式运行的热泵。

图2B示出了先前以加热模式运行的热泵的停机位置。

图3为本发明的流程图。

优选实施例的具体说明

图1A示出了以冷却模式运行的热泵20。如已知的那样，压缩机22将已压缩的制冷剂输送到通向四通换向阀26的排出管道24中。

在冷却模式中，制冷剂从排出管道24流经四通换向阀26到达通向室外热交换器30的管道28。从室外热交换器30中，制冷剂流经膨胀装置32，并进入室内热交换器34。管道36位于室内热交换器34的下游，并传送制冷剂再一次经过四通换向阀26，然后到达将制冷剂返回到压缩机22的吸入管道38。控制器40控制四通换向阀26的位置。