[发明专利]设有膨胀装置旁路的制冷系统

说明书

技术领域

本申请涉及一种制冷系统，其中主膨胀装置(例如热力或电子膨胀阀)设有带有辅助膨胀装置的旁路管线，该辅助膨胀装置例如为固定节流孔、毛细管或节流器(accurator)。该旁路管线依据流经制冷系统的制冷剂量而选择性地关或者开，从而使得较小的主膨胀装置能用来处理在正常工作条件下通常循环在系统内的较低制冷剂量，只有当需要容纳较高制冷剂流量时才使用位于旁路管线上的辅助膨胀装置。

背景技术

制冷系统广为人知，其通常循环一种制冷剂以调节诸如是空气的第二种流体。例如，在基本的空气调节系统中，压缩机压缩制冷剂并将其向下游输送至第一热交换器，在制冷工作模式的情况下，将热量排到周围环境中。制冷剂从第一热交换器流至膨胀装置，然后通过第二热交换器，该第二热交换器在制冷工作模式下冷却要输送至被调节环境的第二流体(例如是空气)。制冷剂从第二热交换器返回到压缩机。

一种已知类型的膨胀装置是膨胀阀。在膨胀阀中，传感器(用于电子膨胀阀)或感温包(用于热力膨胀阀)安置在制冷系统内的特定位置处。该传感器将诸如温度、压力、过热或者他们的组合的运行工况回输给膨胀阀。这一反馈用于调节(开启或关闭)通过膨胀装置的可变节流孔，从而使得期望数量的制冷剂被允许通过膨胀装置。

尽管膨胀装置已被广泛地使用，然而它们的应用也存在一些挑战。这些挑战包括这些装置要在变化范围很广的室内和户外环境下运转，以及需要处理多种瞬变的状态。在一些应用中，在系统内循环的制冷剂量依据室内和户外环境以及瞬变系统需求可变化为两个数量级。例如，在起动后立即下拉(pulldown)或者当调节或冷却引入的热(和潜在的湿气)室外空气至期望温度时，就会发生要求在系统内循环高制冷剂质量流量的工况。另一方面，相对冷的环境温度下的部分载荷工况就无需高的制冷系统制冷量，制冷剂的质量流速必须要低。

因为膨胀阀需要设计尺寸以处理所有的工况，所以可能需要相对大的阀。这样费用太高，并且在某些情形下是不切实际的。此外，当制冷系统在更为普遍的部分载荷工况下或在很低的蒸发器温度下运转时，过大的膨胀阀可能无法精确地计量制冷剂以达到部分载荷运转下的期望的工作特性。同样，较大型号的膨胀阀可能无法完全关闭，其能导致关机时制冷剂泄漏，或者在关机时可能花费较长时间关闭，其会让超过期望数量的制冷剂从系统的高压侧移到低压侧。

发明内容

本发明公开的一个实施例中，旁路设置绕过主膨胀装置。虽然该公开的膨胀装置是热力膨胀装置，但本发明也可扩展到电子膨胀装置。该旁路包括截止阀和固定节流孔辅助膨胀装置。在高制冷剂体积流量的情形下，旁路阀开启，制冷剂可流经热力膨胀装置和固定节流孔膨胀装置。按照这种方式，在必要时仍然能膨胀很高流量的制冷剂并能进行精确控制。与此同时，热力膨胀装置自身可缩小尺寸，从而可以微调该热力膨胀装置以获得精确的工作特性。

在不同的实施例中，截止阀可以是三通阀，从而使得它可切断通过旁路管线的制冷剂流或者切断通过热力膨胀阀和旁路管线的制冷剂流。此外，膨胀装置和旁路装置可组合形成为经济器(economizer)循环(位于经济器分支内)并通过控制通过蒸汽喷射管线的制冷剂流提供相似的好处。

从接下来的说明和附图可以很好地了解本发明的这些以及其他特征，以下为附图的简要描述。

附图说明

附图1显示本发明的第一示意图；

附图2显示本发明的第二示意图；

附图3显示本发明的第三示意图；

附图4显示本发明的第四示意图。

具体实施方式

如图1所示的制冷系统20包括压缩制冷剂并将其传送至冷凝器24的压缩机22。制冷剂从冷凝器24流向下游通过热力膨胀阀26，并在热力膨胀阀26处被膨胀至低压和低温。众所周知，热力膨胀阀26的开启度是可变的，并受到来自感温包28的反馈控制。已知感温包依据在感温包28位置处测得的制冷剂温度、以及工作压力和阀内部结构来控制热力膨胀阀26的开度。

蒸发器38位于热力膨胀阀26的下游。制冷剂通过吸入管线30从蒸发器38回到压缩机22。如图所示，感温包28通常检测吸入管线30的温度，该温度表示在吸入管线内流动的制冷剂的温度。