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CN101454620B - 利用脉宽调制技术的多回路制冷剂系统 - Google Patents

利用脉宽调制技术的多回路制冷剂系统 Download PDF

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Abstract

多回路制冷剂系统合并了至少一个提供有脉宽调制控制装置的部件。此部件可以被控制以调节由合并了部件的回路提供的容量。以此方式，脉宽调制的部件可以被控制以确实地定制此回路的容量，以提供多回路系统构造内的多个回路的总的希望的组合冷却容量。在一个实施例中，在多回路制冷剂系统内仅一个回路合并了脉宽调制控制的部件。在另一个实施例中，多个回路提供有脉宽调制控制的部件。

Description

利用脉宽调制技术的多回路制冷剂系统
技术领域
本申请涉及多回路制冷剂系统，其中在多个回路的一个内的至少一个部件提供有脉宽调制控制装置以提供对环境条件和载荷要求适应容量的能力。
背景技术
制冷剂系统利用在许多应用中以调节环境。特别地，空气调节和热泵单元用于冷却和/或加热进入环境的空气。环境的冷却或加热负荷可能随着环境条件、占用水平、敏感和潜在负荷需求中的其他改变而变化，且当温度和/或湿度设定点通过环境的占用者调节时变化。
多回路制冷剂系统在工业中应用，其中数个独立的回路在单一的控制下运行，以响应于外部负荷需求提供多种水平的敏感和潜在的容量，且其中每个回路可以独立地以数个运行策略的一个运行。
制冷剂系统设计者可使用的另一个选择特征是使用脉宽调制控制。脉宽调制控制允许部件迅速地开启和关闭以控制总制冷剂系统的容量。作为例子，已知迅速地开启和关闭阀，以控制通过阀的制冷剂的量。也已知迅速地控制其他压缩机部件以变化由压缩机移动的制冷剂流的量。
然而，多回路制冷剂系统未提供脉宽调制控制。
发明内容
在本发明的披露的实施例中，多回路制冷剂系统使回路的至少一个内的至少一个部件提供有脉宽调制控制装置。控制装置可以因此利用具有脉宽调制控制的部件的回路以微调总的系统容量。
在披露的实施例中，脉宽调制控制的部件是控制了通到压缩机的制冷剂的量的抽吸调制阀。
在其他实施例中，多个回路每个提供有脉宽调制控制的部件。部件的一个可以是抽吸调制阀，且另一个部件可以是压缩机泵单元自身。其他部件可以提供有脉宽调制控制装置，如也已知。
通过选择地切换脉宽调制控制的部件以特定的速度开启和关闭，由合并了此部件的回路提供的容量可以被定制，以严格地满足希望的总系统容量要求。
本发明的这些和其他特征可以从如下的说明书和附图中最好地理解，且如下是附图的简要描述。
附图说明
图1示出了第一示意图。
图2示出了第二示意图。
图3示出了图2实施例的特征。
具体实施方式
图1示出了制冷剂系统20，制冷剂系统20合并了第一回路21和第二回路22。每个回路提供有压缩机24，压缩机24压缩了制冷剂且将其向下游输送到冷凝器26，然后输送到膨胀设备28。蒸发器30定位在膨胀设备28下游。已通过蒸发器30的制冷剂返回到压缩机24。
多回路制冷剂系统的使用在现有技术中已知。两个回路相互联合地被控制以调节提供到被调节的环境内的冷却和/或除湿的量。虽然在现有技术中建议了多种控制装置，但未披露用于微调由多回路提供的总容量以确实地匹配希望的容量需要的简单的控制装置。
图1的制冷剂系统20通过提供抽吸调制阀32而提供了确实地使总容量适合于希望的容量的能力，该抽吸调制阀32由控制装置34利用脉宽调制技术控制。脉宽调制技术已知用于制冷剂系统内的多种部件。作为例子，本发明的受让人的在先的美国专利披露了用于制冷剂系统内的抽吸调制阀或其他阀的脉宽调制控制装置。然而，如上所述，这样的控制装置尚未合并到多回路制冷剂系统内的回路内。
本发明通过允许由常规的回路21提供的容量与来自回路22的调制的容量的组合提供了更大的控制和能力以确实地定制容量。因此，控制装置可以确实地定制由制冷剂系统20提供的总容量。
图2示出了另一个实施例50，其中存在多回路51和60。每个回路提供有压缩机52、冷凝器54、膨胀设备56和蒸发器58。回路51提供有脉宽调制控制装置59以用于控制由压缩机52提供的容量。作为例子，已知迅速地开启和关闭阀以改变例如在涡旋压缩机内将两个压缩机部件保持在一起的压力。通过迅速地使此阀循环，允许压缩机部件移动为相互接合和分离。当它们相互分离时，很少的或无制冷剂被压缩且泵送到制冷剂回路内，且因此容量降低。
回路60类似于图1的实施例中的回路22，且包括提供有脉宽调制控制装置64的抽吸调制阀62。
图2的实施例50优选地包括具有不同部件尺寸的回路51和60，例如回路51具有回路60的潜在容量的两倍。以此方式，两个回路可以单独地利用或组合地利用，以实现宽范围的容量控制。此外，脉宽调制技术可以用于更进一步微调容量。虽然图2的实施例50以及图1的实施例20利用了两个不同的脉宽调制控制部件，但当然在本发明的范围内可利用具有提供有脉宽调制控制装置的类似的部件的多个回路。
图3示出了实施例301，示意性地图示了涡旋压缩机如何可以以脉宽运行模式调制。已知规道运动的涡旋构件302和非规道运动的涡旋构件304可以通过室306内的气体压力偏置到一起。打开和关闭阀310控制了室306内的压力。如所示出，阀310通过管线308与另一个压力源连通，该压力源处于与室306内的压力不同的压力。当室306内的压力降低到低于一定水平时，涡旋构件将相互分开且由压缩机泵送的制冷剂的量降低。当室306内的压力增加到高于一定水平时，涡旋构件将相互接触且将恢复正常的压缩过程。阀310可以由脉宽调制控制装置312控制。因此，通过调制室306内的压力，可以允许两个涡旋构件302和304周期性地相互移动开且移动到一起。应注意的是在图3中示出的示意图仅为图示目的提出。例如，作为允许涡旋构件304轴向地移动与涡旋构件302接触和解除接触的替代，可以允许涡旋构件302轴向移动，同时涡旋构件304保持基本上在轴向方向上静止。阀310可以位于压缩机内部或外部。
以任一实施例，控制装置可以容易地设计为实现希望的容量。脉宽调制用于实现确实的希望的容量。合适的脉宽调制控制装置的使用和设计是已知的。然而，当这样的控制装置在多回路系统内使用时，它提供了确实地定制系统的运行的很大的益处。应注意的是本发明可应用于不同类型的压缩机，包括(但不限制于)例如涡旋压缩机、螺杆压缩机、旋转压缩机和往复压缩机。它也可以应用于多种系统，包括例如商用空气调节或热泵屋顶系统、商用冷却器系统、住宅空气调节或热泵系统、超市制冷系统和容器或卡车拖车制冷系统。
虽然已披露了本发明的优选实施例，但本领域一般技术人员将认识到在本发明的范围内可以具有某些修改。为此原因，应研读如下的权利要求书以确定本发明的真实范围和内容。

Claims (18)

1.一种制冷剂系统，包括：
多个独立回路，其中所述独立回路的每个包括其自己专用的压缩机、冷凝器、膨胀设备和蒸发器；和
所述独立回路的至少一个具有至少一个提供有脉宽调制控制装置的部件。
2.根据权利要求1所述的制冷剂系统，其中所述多个独立回路的至少一个不包括带有脉宽调制控制装置的部件。
3.根据权利要求2所述的制冷剂系统，其中所述的至少一个部件是抽吸调制阀。
4.根据权利要求1所述的制冷剂系统，其中至少两个独立回路每个具有带有脉宽调制控制装置的部件。
5.根据权利要求1所述的制冷剂系统，其中所述的至少一个部件是抽吸调制阀。
6.根据权利要求1所述的制冷剂系统，其中所述的至少一个部件的所述的控制装置被控制以改变所述的压缩机的容量。
7.根据权利要求6所述的制冷剂系统，其中所述的控制装置允许两个涡旋构件相互移动接触和解除接触以调节容量。
8.根据权利要求1所述的制冷剂系统，其中所述的压缩机的至少一个从包括螺杆压缩机、涡旋压缩机、往复压缩机和旋转压缩机的组内选择。
9.根据权利要求1所述的制冷剂系统，其中所述的系统作为商用空气调节或热泵系统、屋顶系统、商用冷却器系统、住宅空气调节或热泵系统、超市制冷系统、容器制冷系统和卡车拖车制冷系统的一个的部分使用。
10.一种用于运行多回路制冷剂系统的方法，包括如下步骤：
(1)提供多个独立回路，其中所述独立回路的每个包括其自己专用的压缩机、冷凝器、膨胀设备和蒸发器；和
(2)以脉宽调制控制装置运行所述独立回路的至少一个内的至少一个部件。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述的压缩机的至少一个从包括螺杆压缩机、涡旋压缩机、往复压缩机和旋转压缩机的组内选择。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述的系统作为商用空气调节或热泵系统、屋顶系统、商用冷却器系统、住宅空气调节或热泵系统、超市制冷系统、容器制冷系统和卡车拖车制冷系统的一个的部分使用。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述多个独立回路的至少一个不包括带有脉宽调制控制装置的部件。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述的至少一个部件是抽吸调制阀。
15.根据权利要求10所述的方法，其中至少两个独立回路每个具有带有脉宽调制控制装置的部件。
16.根据权利要求10所述的方法，其中所述的至少一个部件是抽吸调制阀。
17.根据权利要求10所述的方法，其中所述的控制装置改变所述的压缩机的容量。
18.根据权利要求17所述的方法，其中脉宽调制允许两个涡旋构件相互移动接触和解除接触以调节容量。
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