[发明专利]HVAC系统中的制冷剂管理

说明书

本申请提供了管理制冷机系统中的制冷剂液面高度的方法和系统。上述制冷机系统的蒸发器可以配置成具有外溢端口，上述外溢端口允许包含制冷剂的油通过上述外溢端口外溢。上述外溢端口可以被放置于与上述蒸发器中所需的制冷剂液面高度相应的位置处。上述外溢制冷剂可以被导入热交换器，上述热交换器配置成将上述外溢制冷剂中的制冷剂实质上蒸发到微过热温度。一种保持上述蒸发器中适当的制冷剂液面高度的方法可以包括：调整到上述蒸发器的制冷剂流量以使得上述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂被保持于上述微过热温度。

技术领域

本申请涉及供暖、通风和空调(“HVAC”)系统，并且特别涉及HVAC 系统中的热交换器(例如蒸发器和冷凝器)。通常，对方法、系统和装置进 行描述，这些方法、系统和装置针对例如可以用于HVAC制冷机中的蒸发器 和/或压缩机中的流体(例如制冷剂和/或油)管理。

背景技术

HVAC系统可以具有制冷机，该制冷机一般包括压缩机、热交换器、以及 膨胀设备形成制冷回路，热交换器例如是冷凝器、蒸发器。制冷剂蒸汽通常 由压缩机进行压缩，然后在冷凝器中被冷凝成液体制冷剂。该液体制冷剂然 后被膨胀设备(例如膨胀阀)膨胀成为低压低温两相制冷剂并被导入蒸发器； 该两相制冷剂然后可以在该蒸发器中与工艺流体，例如水，进行热量交换。 该两相制冷剂可以在蒸发器中被蒸发并返回压缩机中。

在制冷机中，冷凝器和/或蒸发器可以是管壳型热交换器。在操作中， 冷凝器和/或蒸发器可以在壳体中保持一定液面高度的液体制冷剂。在冷凝 器和/或蒸发器中保持适当液面高度的液体制冷剂可以有助于增加制冷机的 操作效率。

发明内容

本申请提供了用于控制制冷机系统的热交换器(例如冷凝器和蒸发器) 中的制冷剂液面高度的系统和方法。本申请所揭示的各实施例可以有助于保 持例如热交换器中最优的制冷剂液面高度、提高上述制冷机系统的操作效 率、保持压缩机中的适当润滑，和/或保持上述蒸发器中的适当油浓度。

在某些实施例中，上述制冷机系统的蒸发器可以装备有外溢端口，上 述外溢端口允许制冷剂通过上述蒸发器外溢。在某些实施例中，上述外溢端 口可以被放置于相对于上述蒸发器的底部的高度处，上述相对于上述蒸发器 的底部的高度相当于上述蒸发器中所需的液体制冷剂液面高度。在操作时， 当上述蒸发器中操作的液体制冷剂液面高度在大约所需的液体制冷剂液面高 度处时，一些液体制冷剂可以通过上述外溢端口外溢。上述外溢制冷剂的量 可以与上述蒸发器中的液体制冷剂液面高度相关联。在某些实施例中，上述蒸发器可以包括管束，上述外溢端口可以配置成被放置于与自上述蒸发器的 底部的顶管排的管束的高度相应的位置处。

在某些实施例中，上述外溢制冷剂可以被导入热交换器。在某些实施 例中，上述热交换器可以配置成接收热源来蒸发上述外溢制冷剂中的制冷 剂。在某些实施例中，上述热源可以是被导出上述冷凝器的制冷剂。上述制 冷机系统也可以包括温度传感器，上述温度传感器配置成测量例如离开上述 热交换器的外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度。在某些实施例中，上述制冷 机系统也可以包括膨胀设备，上述膨胀设备配置成调整到上述蒸发器的制冷 剂流量。在某些实施例中，上述制冷机系统可以配置成根据离开上述热交换 器的外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度来调整上述制冷剂流量。

在某些实施例中，到上述蒸发器的制冷剂流量可以被调整以使得上述 外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度被保持于微过热温度，例如从大约1到大 约10℃的过热。

在某些实施例中，上述制冷机系统可以包括制冷剂液面高度测量设 备，上述制冷剂液面高度测量设备配置成测量上述冷凝器中的液体制冷剂液 面高度。在某些实施例中，上述制冷机系统可以配置成调整到上述蒸发器的 制冷剂流量以保持上述冷凝器中的液体制冷剂液面高度于冷凝器液体制冷剂 液面高度设定值。