[发明专利]制冷剂凝固的预防

说明书

技术领域

本申请涉及使用CO₂作为制冷剂，并且实施预防措施来减少CO₂制冷剂转变成固体热力学状态的可能性的制冷剂系统。

背景技术

通常，制冷剂系统被用来在制冷剂回路中循环制冷剂来调节被输 送到室内环境中的二次流体。作为一个例子，空调系统循环制冷剂来 调节被输送进入温控空间或区域的空气。

近些年，对于全球变暖的高度关注，以及在一些情况下由最经常 使用的一些制冷剂(如R22，R123，R134a，R410A和R404A)所导 致的臭氧消耗，迫使HVAC&R工业来寻找替代流体和制冷剂系统解 决方案。因此，所谓的自然制冷剂，如R744(CO₂)，R718(水) 和R717(氨)得到了很多关注。CO₂是一种有前途的自然制冷剂， 具有零臭氧消耗潜势和极低的(一种)全球变暖潜势。因此，CO₂被越来越广泛地作为传统HFC制冷剂的替代品来使用。然而，使用 CO₂作为制冷剂给制冷剂系统设计者带来了挑战。CO₂带来的一个挑 战是其能够在通常的制冷剂系统应用可能经历的压力下转变成固体 热力学状态。CO₂制冷剂具有相对较高的三相点。例如，在对应于饱 和温度为-69.8华氏度的大约75.1绝对压强的压力下，CO₂制冷剂可 凝固。

如果CO₂制冷剂转变成固体热力学状态，制冷剂系统就会停止工 作。固体制冷剂可堵塞伸缩器、分配器和分配器配管、蒸发器制冷剂 热交换通道以及相关联的制冷剂管道。在其他的不理想的现象中，也 可导致压缩机损坏。由于制冷剂系统中的压力可以降低的可能性，在 某些情况下，低于75.1绝对压强，CO₂凝固的潜在性给制冷剂系统 设计者带来了挑战。例如，如果制冷剂系统失去足够量的装料、伸缩 器发生故障、蒸发器风扇已经停止正常工作、蒸发器热交换器被堵塞、 低压传感器发生故障、低压开关失效，等等，或者是这些的组合，则 这种情况可能发生。

发明内容

在公开的本发明的实施例中，如果制冷剂系统接近CO₂制冷剂可 转变成固体热力学状态的条件，那么将采取各种不同的预防措施。在 一个实施例中，一条旁路管线选择性地旁路蒸发器上游的热压缩制冷 剂气体。这种设计构思将增加蒸发器中的压力和温度，预防CO₂制 冷剂转变成固体热力学状态。

在另一个实施例中，在跨临界应用中，如果蒸发器中的条件接近 CO₂的凝固条件，那么将减小制冷剂系统高压侧压力。通过减小制冷 剂排放(高压)侧的压力来影响通过该系统的制冷剂分配，导致蒸发 器压力变化，从而预防CO₂的凝固。

在另一个实施例中，接收器可包括附加CO₂制冷剂装料，当制冷 剂系统的工作接近CO₂制冷剂可以凝固的情况时，所述附加CO₂制 冷剂装料能够被选择性地传送进入制冷剂系统中来增加蒸发器压力。

在又一个实施例中，如果条件表明制冷剂系统接近可能导致CO₂制冷剂凝固的条件，在蒸发器处将启动除霜操作，预防CO₂制冷剂 转变成固体热力学状态。

使用上述技术，制冷剂系统可仍然继续工作而不停机，不会发生 例如使用低压开关的制冷剂系统被停止时的情况，低压开关将会在吸 入压力减小到低于某个指定的压力极限时使制冷剂系统跳闸。

本发明的这些和其他特征可通过接下来的说明书和附图来最好 地理解。接下来是附图的简要说明。

附图说明

图1示出本发明的第一示意图。

图2示出本发明的第二示意图。

图3示出本发明的第三示意图。

图4示出本发明的第四示意图。

具体实施方式