[发明专利]用于具有用于脉宽调制控制的可调开口的制冷系统的吸入调节阀

说明书

技术领域

本申请涉及制冷系统。

背景技术

在本申请涉及的制冷系统中，吸入调节阀(或者在闭合位置上具有 小的受控开口的其它类型的阀)设有脉宽调制控制器，以调节制冷系统 容量。保持吸入调节阀的最小开口大小，以确保位于吸入调节阀下游 的压缩机外壳内部的吸入压力不会降低到特定值以下。然而，这个最 小开口大小是响应于系统运行的条件来调节的，以确保压缩机内的吸 入压力接近容许的最小值，且不会不合需要地太高。

制冷系统是已知的，且其用于调节二次流体。作为一个实例，空 气调节系统使输送到气候控制的环境中的空气冷却和干燥。制冷系统 大体包括压缩制冷剂且通过排放管线将该制冷剂输送到第一热交换 器的压缩机。制冷剂从第一热交换器通过膨胀装置，然后通过第二热 交换器。制冷剂然后返回压缩机。

在各种条件下，制冷系统可提供超额的容量来冷却或加热供应到 气候控制的环境的二次流体。已知有用于降低制冷系统的容量的许多 方法。

降低容量的一种已知方法是提供用于位于压缩机上游的吸入阀 的脉宽调制控制器，以控制从第二热交换器运动到压缩机的制冷剂的 量。在用于吸入阀的脉宽调制控制器中，阀迅速地循环(打开和闭合)， 以限制流向压缩机的制冷剂的量。这又限制了压缩机中压缩的制冷剂 量和贯穿制冷系统而循环的制冷剂流，从而导致制冷系统的容量降 低，且提供更高效的运行。

关于这种操作的一个挑战是压缩机外壳内的压力不应被降低到 由压缩机可靠性考虑所限定的特定限值以下。作为一个粗略的准则， 需要将压缩机外壳内的压力保持在至少1psia(磅/平方英寸(绝对压 力))。然而，当吸入调节阀在脉宽调制控制器循环期间完全闭合时， 有时，压缩机外壳内的压力可减小到这个特定的最小压力以下。在这 种情况下，在用于压缩机马达的末端处可能会出现火花，这可导致末 端损害。这种现象被称为“电晕放电”效应，而且这是不合需要的。

因此，在现有技术中已知的是，需要为吸入阀提供最小“泄漏” 开口，否则在脉宽调制循环期间吸入阀将闭合，以防止压缩机吸气进 入深真空区。同样，在另一种方法中，过去已经提出了脉宽调制阀周 围的、包含小内径毛细管或小孔口的分支旁路管线，以通过提供备选 的小“泄漏”路径以便于制冷剂流入压缩机中，来防止压缩机吸气进 入深真空中。虽然现有技术确实提供了对容量的较好控制，但是“泄 漏”开口通常大小设置成确保了压缩外壳中的吸入压力在所有运行条 件都超过特定的最小压力。

然而，当吸入阀在闭合位置上时，取决于开口的上游的压力，对 于大小不变的开口，压缩机外壳内部的下游压力变化相当大。蒸发器 压力取决于制冷系统的运行条件可改变至少一个数量级。因此，在现 有技术中，在蒸发器处的高压运行条件下，压缩机内部的吸入压力也 将大大高于可认为是对最小压力而言合乎需要的、以便避免“电晕放 电”效应的压力。使吸入压力大大超过这个阈值是不合需要的，因为 这降低了在脉宽被调制的模式下运行的制冷系统的效率。因此，现有 技术不能将压缩机内部的吸入压力有效地控制成在所有运行条件下 都刚好超过可接受的阈值而同时避免“电晕放电”。

发明内容

在本发明的一个公开的实施例中，对吸入调节阀的控制使用脉宽 调制控制器来操作吸入调节阀，以降低制冷系统容量。当阀在闭合位 置上时，控制器取决于制冷系统运行条件来改变阀中的最小开口或 “泄漏”开口的大小。在一个公开的实施例中，控制制冷系统运行条 件将是吸入调节阀的上游的压力。这个压力通常与蒸发器内部的压力 相关联，且非常近似于蒸发器内部的压力。蒸发器压力可由传感器其 中之一测量，并且登记的值与吸入调节阀的期望最小开口有关，以实 现压缩机外壳内的最小期望压力。已知的是，阀的开口越小，通过该 阀的压降越大，因此，对于相同的上游蒸发器压力，可通过改变这个 开口的大小来控制下游压缩机吸入压力。这样，就消除了现有技术的 这个问题：在吸入调节阀处于闭合位置上的时段期间，在较高的蒸发 器压力条件下，使吸入压力远远超过压缩机外壳内的最小阈值压力。

根据以下说明和附图可最佳地理解本发明的这些和其它特征，在 其之后是简要说明。

附图说明

图1是结合本发明的制冷系统的一个示意图。

图2显示了现有技术中的脉宽调制控制器的操作。

图3A和图3B显示了现有技术系统的问题。