CN103429975A - 用于运输制冷系统的制冷剂分配设备及方法 - Google Patents

Abstract

设备、运输制冷单元及用于操作设备、运输制冷单元的方法的具体实施方式可控制制冷剂压缩装置为制冷剂蒸汽压缩系统重启。具体实施方式可提供用于使制冷剂蒸汽压缩系统转变至经济模式的控制。

Description

用于运输制冷系统的制冷剂分配设备及方法

相关申请的交叉引用

本申请请求享有2010年3月8日提交的题目为“用于运输制冷系统的制冷剂分配设备及方法（Refrigerant Distribution Apparatus and Methods for Transport Refrigeration System）”的美国临时专利申请序列第61/311,601号的优先权，该申请的内容通过引用整体并入到本文中。

技术领域

本公开内容主要涉及制冷系统，且更具体地涉及用于控制制冷剂蒸汽压缩系统的方法及设备。

背景技术

常规的蒸汽压缩系统通常包括压缩机、散热热交换器、吸热热交换器和设置在吸热热交换器的上游的膨胀装置。这些基本系统构件通过闭合回路中的工作流体线路互连。

取决于特定应用中使用的工作流体的特征，蒸汽压缩系统可在亚临界模式或跨临界模式下操作。在亚临界循环中操作的蒸汽压缩系统中，蒸汽散热热交换器和吸热热交换器两者在低于工作流体的临界压力的压力下操作。因此，在亚临界模式下，蒸汽散热热交换器起工作流体冷凝器作用，而吸热热交换器起工作流体蒸发器作用。

然而，在跨临界循环中操作的制冷剂蒸汽压缩系统中，蒸汽散热热交换器在制冷剂温度下和超过制冷剂的临界压力的压力下操作，同时吸热热交换器在亚临界范围内的压力和制冷剂温度下操作。因此，在跨临界模式下，蒸汽散热热交换器起工作流体气体冷却器作用，而吸热热交换器起工作流体蒸发器作用。

在制冷应用中使用的蒸汽压缩系统，通常被称为制冷剂蒸汽压缩系统中，工作流体为制冷剂。制冷剂蒸汽压缩系统通常在亚临界模式下操作，制冷剂蒸汽压缩系统填充有常规的制冷剂，作为举例，如碳氟化合物制冷剂，如，但不限于氢氯氟烃（HCFC），如R22，且更常用的是氢氟烃（HFC），如R134a、R404A和R407C。“天然”制冷剂，如二氧化碳，也被使用在制冷剂蒸汽压缩系统中来替代HCFC或HFC制冷剂。由于二氧化碳具有低临界温度，故填充有二氧化碳作为制冷剂的大多数制冷剂蒸汽压缩系统被设计用于在跨临界模式下操作。

由于制冷剂蒸汽压缩系统必须在宽范围的工作负荷条件和宽范围的室外环境条件操作以将货位内的产品保持在期望的温度，故连同运输制冷系统使用的制冷剂蒸汽压缩系统一般经历比空气调节或商业制冷应用中更严格的操作条件。取决于待保存的货物的性质，需要将货物控制到的期望的温度也能在较宽范围内变化。制冷剂蒸汽压缩系统必须不但具有足够的能力来快速地将载入货位中的处于环境温度下的产品的温度降低，而且在运输期间保持稳定的产品温度时在低负载下有效地操作。此外，运输制冷剂蒸汽压缩系统经历操作模式与停止模式（例如，空闲状态）之间的循环。

发明内容

根据一个方面，本公开内容可提供一种制冷剂蒸汽压缩系统，其可在压缩机或单元停止循环期间检测制冷剂重新分配，以例如在重启时处理制冷剂储器（例如，闪蒸箱）内的高制冷剂水平。根据本公开内容的具体实施方式可使用制冷剂蒸汽压缩系统或其构件的选定的控制来改善压缩机可靠性，减少或防止液体进入压缩机中级，减少或防止制冷剂蒸汽压缩系统由于压力尖峰或减压阀关闭而失效。根据本公开内容的具体实施方式可处理高环境温度和冷冻容器设定点操作，如重启。

根据一个方面，本公开内容可提供一种制冷剂蒸汽压缩系统，其可独立于构件过热来操作主膨胀阀、操作主膨胀阀规定百分比开度或通过量水平，可控地开启(例如，发脉冲开动)液态制冷剂阀/线路或经济器阀/线路，或使蒸汽制冷剂能够可控地到达压缩机的输入来处理单元关闭期间的制冷剂重新分配。

在一个具体实施方式中，一种用于重启制冷剂蒸汽压缩系统的方法，所述制冷剂蒸汽压缩系统具有主制冷剂回路，所述主制冷剂回路包括制冷剂压缩装置、所述压缩装置的下游的制冷剂散热热交换器、所述散热热交换器的下游的制冷剂储器、所述制冷剂储器的下游的制冷剂吸热热交换器、以及设置在所述制冷剂储器的下游和所述制冷剂吸热热交换器的上游的所述制冷剂回路中的主膨胀装置，所述方法可包括在所述主膨胀装置处于规定开度的情况下重启所述制冷剂蒸汽压缩系统中的构件，以从所述制冷剂储器中可控地移除液体；在第一模式下重启所述制冷剂压缩装置；操作所述主膨胀装置于规定开度，开启卸载辅助阀，以及开启经济器电磁阀；在选定的操作模式下操作所述运输制冷系统；关闭所述卸载辅助阀；以及使所述制冷剂压缩装置转变到第二模式。

在一个具体实施方式中，一种用于在制冷剂蒸汽压缩系统中分配制冷剂填充水平的方法，所述制冷剂蒸汽压缩系统具有主制冷剂回路，所述主制冷剂回路包括制冷剂压缩装置、所述压缩装置的下游的制冷剂散热热交换器、所述制冷剂散热热交换器的下游的制冷剂吸热热交换器、以及设置在所述制冷剂散热热交换器的下游和所述制冷剂吸热热交换器的上游的所述制冷剂回路中的主膨胀装置，所述方法可包括驱动所述制冷剂蒸汽压缩系统中的构件，在第一模式下重启所述制冷剂压缩装置；独立于制冷剂吸热热交换器过热来操作所述主膨胀装置；将闪蒸箱处的条件与规定条件相比较；其中当所述条件低于所述规定水平规定间隔时，操作所述主膨胀装置来控制所述制冷剂吸热热交换器过热；以及使所述制冷剂蒸汽压缩系统转变至第二模式。

在一个具体实施方式中，一种用于使制冷剂蒸汽压缩系统转变至第二模式的方法，所述制冷剂蒸汽压缩系统包括主制冷剂回路，所述主制冷剂回路包括制冷剂压缩装置、所述压缩装置的下游的制冷剂散热热交换器、所述制冷剂散热热交换器的下游的制冷剂吸热热交换器、设置在所述制冷剂散热热交换器的下游和所述制冷剂吸热热交换器的上游的所述制冷剂回路中的主膨胀装置、以及在所述散热热交换器与所述吸热热交换器之间的制冷剂储器的上游的副膨胀阀，所述方法可包括在所述主和副膨胀装置分别处于第一和第二规定开度的情况下重启所述制冷剂蒸汽压缩系统；在第一模式下重启所述制冷剂压缩装置；在规定操作模式下操作所述运输制冷剂系统；操作第三制冷剂流装置来将附加的液态制冷剂从所述制冷剂储器可控地转移至所述制冷剂压缩装置的输入；以及当从重启所述制冷剂压缩装置起经过规定间隔时，使所述制冷剂蒸汽压缩系统转变至第二模式。

附图说明

为了进一步理解本发明，将参照本发明的以下详细描述，将结合附图来阅读本发明的以下详细描述，在附图中：

图1示意性地示出根据本申请的制冷剂蒸汽压缩系统的具体实施方式；

图2示意性地示出图1的运输制冷单元的示例性具体实施方式；

图3为示出根据本申请的操作运输制冷系统的方法的具体实施方式的流程图；

图4为示出根据本申请的操作运输制冷系统的方法的具体实施方式的流程图；以及

图5为示出根据本申请的操作运输制冷系统的方法的具体实施方式的流程图。

具体实施方式

参看图1，制冷剂蒸汽压缩系统2可包括联接至容器6内的封闭空间的运输制冷单元4。容器6可为温度控制的环境，如冷藏运输卡车、拖车或集装箱的货箱，或展示柜、采购箱、冷冻柜、冷室或商业设施中的其他易腐烂/冷冻产品储存区域，或住宅、办公楼、医院、学校、饭店或其他机构内的气候控制的舒适区。在所公开的实例中，制冷剂蒸汽压缩系统2为冷藏运输卡车上使用的类型。如图1中所示，运输制冷单元4被构造以保持容器6内的按程序工作的热环境。

在图1中，将运输制冷单元4安装在容器6的一端处。然而，还可将运输制冷单元4安装到容器6的一侧或多侧上。此外，可将运输制冷单元4整合到容器6上。在一个具体实施方式中，可安装多个运输制冷单元4到单个容器6上。或者，可安装单个运输制冷单元4到多个容器6或单个容器内的多个封闭空间上。运输制冷单元4通常操作以吸收处于第一温度的空气和排出处于第二温度的空气。在一个具体实施方式中，从运输制冷单元4排出的空气将比抽吸空气更暖，使得运输制冷单元4用于使容器6中的空气变暖。在另一具体实施方式中，从运输制冷单元4排出的空气将比抽吸空气更冷，使得运输制冷单元4用于冷却容器6中的空气。

在一个具体实施方式中，运输制冷单元4可包括一个或多个温度传感器以连续地或重复地监测返回空气温度和/或供送空气温度。如图1中所示，分别地，运输制冷单元4的供送空气温度传感器（STS）8可提供供送温度以及运输制冷单元4的返回空气温度传感器（RTS）10可提供返回温度到运输制冷单元4。或者，可使用远程传感器来确定供送温度和返回温度。

制冷剂蒸汽压缩系统2可将带有控制的温度、湿度或/和种类浓度的空气提供到储存货物的封闭腔室中，如在容器6中。对于许多品种的货物和在所有类型的环境条件下，制冷剂蒸汽压缩系统2能够将多个环境参数或所有环境参数控制在对应的范围内。

参看附图中的图2，示出了被设计用于在用低临界点制冷剂的跨临界循环中用高压制冷剂操作的制冷剂蒸汽压缩系统200的示例性具体实施方式。例如，低临界点制冷剂可为二氧化碳和含有二氧化碳的制冷剂混合物。然而，应当理解的是，制冷剂蒸汽压缩系统200还可在用如常规氢氯氟烃和氢氟烃制冷剂的较高临界点制冷剂的亚临界循环中操作。

制冷剂蒸汽压缩系统200特别适合在运输制冷系统中使用来用于使温度控制的封闭容积，如用于运输易腐烂/冷冻物品的卡车、拖车、集装箱等的货位内的空气或其他气态大气制冷。制冷剂蒸汽压缩系统200还适合用于调节将供给住宅、办公楼、医院、学校、饭店或其他机构内的气候控制的舒适区的空气。制冷剂蒸汽压缩系统200还可用于使供给展示柜、采购箱、冷冻柜、冷室或商业设施中的其他易腐烂/冷冻产品储存区域的空气制冷。

制冷剂蒸汽压缩系统200可包括多级压缩机212，其中将制冷剂压缩至较高的温度和压力。可通过单相电能、三相电能和/或柴油发动机来给压缩机212供能，且例如压缩机212可在恒定速度下操作或用变频驱动件操作。压缩机212可为涡旋式压缩机、回转式压缩机、往复式压缩机等。运输制冷单元204从（且可连接到）供电单元(未示出)获得电能需要，供电单元如标准商业电力服务、外部发电系统如船上存在的那种、柴油发电机等。

在所示的具体实施方式中，压缩机212为单个多级制冷剂压缩机，例如设置在主制冷剂回路中且具有第一压缩级212a和第二压缩级212b的压缩机。第一和第二压缩级以串联制冷剂流关系设置，其中离开第一压缩级212a的制冷剂直接传到第二压缩级212b来用于进一步压缩。或者，压缩机212可包括一对独立的压缩机212a和212b，压缩机212a和212b经由制冷剂线路以串联制冷剂流关系连接在主制冷剂回路中，制冷剂线路将第一压缩机212a的排出输出端口连接成与第二压缩机212b的输入端口(例如，抽吸输入端口)制冷剂流连通。在独立的压缩机具体实施方式中，压缩机212a和212b可为往复式压缩机、回转式压缩机或任何其他类型的压缩机或任何这些压缩机的组合。在图2中所示的具体实施方式中，制冷剂蒸汽压缩系统200包括旁通线路214，旁通线路214提供从压缩机212的中间端口260回到压缩机的抽吸侧的制冷剂流通路。设置在旁通线路214中的卸载阀218可有选择地定位在开启位置和关闭位置，在开启位置，制冷剂流穿过旁通线路214传送，而在关闭位置，部分地限制或切断穿过旁通线路214的制冷剂流。

制冷剂蒸汽压缩系统200还包括沿压缩机排出线路222可操作地联接到压缩机212的排出端口216上的制冷剂散热热交换器220。在操作于跨临界循环的制冷剂蒸汽压缩系统（作为举例，如使用二氧化碳制冷剂的系统）中，制冷剂散热热交换器220通常称为气体冷却器。超临界制冷剂（气体）与作为举例如环境气体或液体（例如，空气或水）的冷却介质成热交换关系地通过。在亚临界循环中操作的制冷剂蒸汽压缩系统（作为举例，如使用碳氟化合物制冷剂的系统）中，制冷剂散热热交换器220通常称为冷凝器。冷凝器可包括制冷剂冷凝热交换器，经由制冷剂冷凝热交换器，热的高压制冷剂蒸汽与冷却介质成热交换关系通过，且被冷凝成液体。

制冷剂散热热交换器220可包括翅管热交换器，作为举例，如翼片和圆管热交换盘管或翼片和微通道扁平管热交换器。制冷剂与被一个或多个风机226抽过热交换器220的环境空气成热交换关系穿过蛇形管224。来自于风机226的空气流能从在制冷剂散热热交换器220内循环的制冷剂中除去热量。环境空气温度传感器（AAT）228可定位在风机226的上游以感测环境空气温度。

制冷剂蒸汽压缩系统200可包括沿冷凝器排出线路232可操作地设置在制冷剂散热热交换器220的下游的接收器230，以为多余的液态制冷剂提供储存（例如，低温操作）。在一个实例中，接收器230为闪蒸箱接收器，其具有分离腔室234，在分离腔室234处，液态的制冷剂收集在分离腔室的下部中，而汽态的制冷剂收集在分离腔室在液态制冷剂上方的部分中。在该实例中，制冷剂为二氧碳化（CO ₂ ）。当CO ₂ 制冷剂离开制冷剂散热热交换器220时，制冷剂穿过辅助膨胀阀236。辅助膨胀阀236可以为可变的控制阀，控制阀可有选择地定位，以便使制冷剂膨胀至较低的压力，所以制冷剂作为液态制冷剂和蒸汽的混合物进入闪蒸箱接收器230。闪蒸箱接收器230操作为填充控制箱。液态制冷剂沉在闪蒸箱接收器230的下部中，且制冷剂蒸汽收集在上部中。过滤器干燥器238可沿制冷剂液体线路232设置在散热热交换器220的下游以保持制冷剂清洁和干燥。

在另一具体实施方式中，接收器230可包括水冷式冷凝器和相关联的管道（未示出）。

不论制冷剂蒸汽压缩系统200在跨临界循环或亚临界循环中操作，系统还包括制冷剂吸热热交换器240，在本文中也称为蒸发器，其可操作地联接在制冷剂散热热交换器220与压缩机212的抽吸端口242之间。在制冷剂吸热热交换器240中，将制冷剂液体或制冷剂液体和蒸汽的混合物与抽自且回到容器6的待冷却的流体（最普通是空气）成热交换关系流通。在一个实例中，制冷剂吸热热交换器240包括翅管热交换器244，制冷剂与通过一个或多个蒸发器风机246从抽自且回到冷藏容器6的空气成热交换关系地经由翅管热交换器244通过。翅管热交换器244可包括例如翼片和圆管热交换盘管或翼片和微通道扁平管热交换器。蒸发器风机246可被定位和导引以便使容纳在容器6内的空气循环。在一个具体实施方式中，蒸发器风机246引导空气流越过翅管热交换器244的表面，从而将热量从空气中除去，且然后使降低温度的空气在容器6的封闭容积内循环以降低封闭容积的温度。

主膨胀装置可沿蒸发器输入线路250连接在制冷剂散热热交换器220的输出端与制冷剂吸热热交换器240的输入端之间。在所公开的具体实施方式中，主膨胀装置为用以计量制冷剂流的电子膨胀阀252或EVXV252，以便保持离开吸热热交换器240的制冷剂蒸汽中的期望的过热水平。膨胀阀252可为绝热膨胀阀，且有助于确保离开吸热热交换器240的制冷剂中没有液体存在。离开吸热热交换器240的低压制冷剂蒸汽回到第一压缩级或第一压缩机212a的抽吸端口242。

在一个具体实施方式中，制冷剂蒸汽压缩系统2还包括抽吸调制阀254。在所示的实例中，抽吸调制阀254沿抽吸输入线路256定位在制冷剂吸热热交换器240的输出与用于压缩机卸载旁通线路214的三通之间。抽吸调制阀254可为绝热膨胀装置，且用于容量调制。在一个实例中，抽吸调制阀254可包括脉宽调制的电磁阀。

此外，制冷剂蒸汽压缩系统2可包括经济器回路，经济器回路沿注入线路258在接收器230与压缩机212的中间输入端口260之间建立制冷剂蒸汽流。经济器回路包括经济器装置262和控制经济器装置262与压缩机经济端口之间的制冷剂流的经济器电磁阀264。在所示的具体实施方式中，经济器装置262为闪蒸箱接收器230，且经济器电磁阀264设置成与经济器装置262操作上关联且设置在经济器装置262的下游。例如，经济器电磁阀264可为高压电子膨胀阀或电磁阀。蒸汽注入线路258将闪蒸箱接收器230的分离腔室234的上部连接到压缩机212的中间输入端口260上。

制冷剂蒸汽压缩系统2还包括与其操作上相关联的控制系统，用于控制制冷剂蒸汽压缩系统的操作。控制系统可包括控制器266，控制器266可基于制冷负载需求、环境条件和各种感测到的系统操作参数的考虑来确定期望的操作模式，在期望的操作模式下来操作制冷剂蒸汽压缩系统2。在所公开的具体实施方式中，控制器266可包括微处理器。

在通过控制器266监测的特定传感器和变换器之间的是返回空气温度传感器（RAT）210和供送空气温度传感器（SAT）211，返回空气温度传感器（RAT）210和供送空气温度传感器（SAT）211可分别根据蒸发器返回空气温度和供送空气温度来输入值；环境空气温度（AAT）传感器228可根据在制冷剂散热热交换器220前面读取的环境空气温度来输入值；压缩机抽吸温度（CST）传感器278，其可根据压缩机抽吸温度输入可变电阻值；压缩机排出温度（CDT）传感器280，其可根据压缩机212的圆盖内的压缩机排出温度输入值；蒸发器输出温度（EVOT）传感器282，其可根据制冷剂吸热热交换器240的输出温度输入值；压缩机抽吸压力（CSP）变换器284，其可根据压缩机212的压缩机抽吸值来输入值或电压；压缩机排出压力（CDP）变换器286，其可根据压缩机212的压缩机排出值来输入电压；蒸发器输出压力（EVOP）变化器288，其可根据制冷剂吸热热交换器240的输出压力输入电压；和/或由系统2使用的附加传感器。

控制器266处理从各种传感器接收到的数据且控制压缩机212的操作、与制冷剂散热热交换器220相关联的风机226的操作、蒸发器风机246的操作、膨胀阀252的操作和抽吸调制阀254的操作。在图2的具体实施方式中，当期望卸载压缩机的第一级时，控制器266还可控制卸载阀218的定位来有选择地开启卸载阀以使制冷剂从压缩机212的中间压力级经由旁通线路214绕回至压缩机212的抽吸侧。

在图2中所示的具体实施方式中，制冷剂蒸汽压缩系统2还可包括制冷剂液体注入线路294。制冷剂液体注入线路294可在接收器230的下游和膨胀阀252的上游的位置处接入制冷剂液体线路250，且通到压缩机212的抽吸端口242。液体注入流控制装置296可设置在液体注入线路294中。液体注入流控制装置296可包括可有选择地定位在开启位置与关闭位置之间的流控制阀，在开启位置，制冷剂液体流可穿过液体注入线路294，而在关闭位置，减少或阻挡制冷剂液体流穿过制冷剂液体注入线路294。在一个具体实施方式中，液体注入流控制装置296包括可有选择地定位在第一开启位置与第二关闭位置之间的类型的两位置电磁阀。

在图2中所示的制冷剂蒸汽压缩系统2的示例性具体实施方式中，通过将制冷剂蒸汽（例如，注入线路258）注入从第一压缩级212a传到压缩机212的第二压缩级212b的制冷剂中来实现将制冷剂蒸汽注入到压缩机212的中间输入端口260中。

控制器266还可控制辅助膨胀阀236、经济器电磁阀264和/或液体注入流控制装置296的定位。控制器266可响应于制冷剂散热热交换器220的出口处的温度和压力测量结果来定位辅助膨胀阀236。控制器266还可控制经济器电磁阀264的定位来有选择地允许制冷剂蒸汽从经济器装置262穿过注入线路258，用于允许进入压缩机212的中间输入端口260中。同样地，控制器266还可将液体注入流控制装置296定位在开启位置，用于有选择地允许制冷剂液体从接收器230穿过液体注入线路294，用于注入压缩机212的抽吸端口242中。

在跨临界运输制冷系统或高压制冷剂运输制冷系统中，制冷剂储器或闪蒸箱可用作填充储存装置和热交换器两者。为了容易符合安全法规和成本，期望较小的闪蒸箱。然而，对于运输制冷系统，取决于环境和货物控制温度，在运输制冷系统200内循环的制冷剂量可较大地变化，这可导致闪蒸箱接收器230中的液态制冷剂水平较大地变化。在某些瞬时条件下，闪蒸箱接收器230内的液态制冷剂水平可高到闪蒸箱接收器230接近充满。当闪蒸箱接收器230接近充满且经济器电磁阀264开启时，然后可将液态富集制冷剂发送到压缩机中级或发送到中间输入端口260中，且在压缩机中级或压缩机排出端或两者处导致压力尖峰。此种压力尖峰的结果可包括压缩机停机、减压阀关闭或对内部压缩机部件的损坏。

可导致闪蒸箱接收器填充有液态制冷剂的一种示例性操作是在循环停止之后压缩机重启时。例如，压缩机可在达到低箱体设定点（例如，温度）时循环停止。在一个具体实施方式中，当压缩机212循环停止时，由于达到设定点、功率损失或异常操作条件等，制冷剂可转移到运输制冷系统的最冷部分，例如，蒸发器盘管和/或压缩机槽。当压缩机212循环继续时，EVXV252开度保持很小或处于低百分比开度，以便蒸发已经在蒸发器盘管或翅管热交换器244中的液体。在EVXV252小开度的情况下，闪蒸箱接收器230变为非常快速地填充有液态制冷剂。当闪蒸箱接收器接近充满且经济器阀开启时，然后结果可为压缩机停机、减压阀关闭或压缩机内部部件损坏。此外，如果环境温度高于制冷剂的临界点，则闪蒸箱压力将处于超临界区，且还导致制冷剂蒸汽压缩系统200高侧压力控制问题。

在一个具体实施方式中，在压缩机停止循环或运输制冷单元204停止循环期间，运输制冷系统中的制冷剂重新分配可导致闪蒸箱接收器内的高液体水平。根据本申请的具体实施方式可处理（例如，预测）制冷剂重新分配和处理通过控制方法的制冷剂重新分配。示例性方法首先识别或确定操作瞬时条件，操作瞬时条件可生成至运输制冷系统的冷点（例如，冷凝器、热交换器外）的制冷剂重新分配。在一个具体实施方式中，可按照环境和货物控制温度来确定或制定此种操作瞬时条件。

当在单元204的循环停止期间发生制冷剂重新分配时，必须在压缩机212重启时从闪蒸箱接收器230很快地除去制冷剂（例如，尽可能快）。在这些条件下，压缩机212可照常在卸载模式下启动。一旦压缩机212调级升至标准模式，则可使用用于运输制冷单元204的构件的若干控制操作。例如，控制器266可置入示例性控制操作，示例性控制操作包括：1）代替使用EVXV252来控制蒸发器输出过热，可将EVXV252定位到较大的开度很短的时间（例如，在一或2分钟内），以便使制冷剂循环流出闪蒸箱接收器。在EVXV252的被迫的较大开度的情况下，液态制冷剂可很快地转移出闪蒸箱接收器230，且将闪蒸箱压力减小至亚临界区或压力。然后，EVXV252可回到蒸发器输出过热控制。2）发脉冲开启ESV或经济器电磁阀264（经济器辅助阀）来允许制冷剂经由经济器电磁阀264转移出闪蒸箱接收器230。在此操作中，发脉冲旨在覆盖用以操作可起使制冷剂能转移出闪蒸箱接收器230作用的经济器电磁阀264的任何其他控制的和/或调制的方式。3）发脉冲开启液体注入阀（LIV）或液体注入流控制装置296来允许制冷剂经由液体注入流控制装置296转移出闪蒸箱接收器230。在此操作中，发脉冲旨在覆盖用以操作可起使制冷剂能转移出闪蒸箱接收器230作用的液体注入流控制装置296的任何其他控制的和/或调制的方式。

根据本申请的具体实施方式的这些示例性控制方法应当或必须在单元204试图进入经济模式之前完成。在一个具体实施方式中，在闪蒸箱接收器230处安装的压力变换器或温度传感器可用于控制单元204的操作(例如，制冷剂重新分配)。

根据本申请的具体实施方式，单元204可安全且平稳地转变到用于较高效率和较高容量操作的经济模式。在一个具体实施方式中，单元204可较快地转变到经济模式。

现在将描述根据本申请的操作运输制冷系统的方法的具体实施方式。可实施图3中所示的方法具体实施方式，且使用图2中所示的运输制冷系统具体实施方式来描述该方法具体实施方式，然而，该方法具体实施方式并非旨在由此限制。

现在参看图3，当压缩机重启时，过程可开始。在一个具体实施方式中，压缩机可在卸载阀218开启且经济器电磁阀264开启的情况下启动（操作框310）。在卸载阀218开启的情况下，闪蒸箱接收器可以可选地为排空或将制冷剂从闪蒸箱移动至运输制冷单元的低压点或区（操作框320）。然后，可监测压缩机212至标准模式的转变（操作框330）。当确定压缩机212已转变至标准模式时（例如，操作框330，是），控制继续至操作框335，在操作框335中，EVXV阀可定位在规定开度（例如，75%开启、80%开启）处，以便使液态制冷剂循环流出闪蒸箱接收器230。然后，闪蒸箱接收器中的条件可与规定条件相比较。例如，可安装压力变换器或温度传感器于闪蒸箱接收器（操作框340）。操作框340中的规定条件可为规定压力，如临界压力或制冷剂临界点、规定温度等。

当操作框340中的确定是肯定的时，控制跳至操作框345，在操作框345中，可确定是否预定的时间间隔已过去。当操作框340中的确定为否定的时，如果目前等于规定开度或具有比规定开度更大的开度，则可将EVXV阀的开度增加如5%或10%的规定量（操作框335）。如果因为预定的时间周期已经过去而在操作框345中的确定是肯定的时，则控制转到操作框350，在操作框350中，系统可转变到经济模式。当因为预定的时间周期未过去而在操作框345中的确定是否定的时，控制回到操作框340。从操作框350，该过程可结束。

或者，如上文所述，压缩机212可在操作框330和/或操作框350中转变至其他冷却模式，例如，通过冷却能力要求确定。此外，在操作框335中，EVXV252可独立于吸热热交换器过热操作。

现在将描述根据本申请的使运输制冷单元转变的方法的具体实施方式。可实施图4中所示的方法具体实施方式，且将使用图2中所示的制冷剂蒸汽压缩系统具体实施方式来描述该方法具体实施方式；然而，该方法具体实施方式并非旨在由此限制。

现在参看图4，在重启时，压缩机可在卸载阀218开启的情况下操作，且闪蒸箱可以可选地与压缩机的抽吸输入制冷剂连通（操作框420）。可确定压缩机至第一模式或标准模式的转变（操作框430）。当操作框430中的确定为否定的时，控制回到操作框430。当由于压缩机已调逐至标准模式而在操作框430中的确定为肯定的时，EVXV252可设置到规定极限，或如果EVXV252等于或大于规定极限，则EVXV252的设置增加规定的增加量。例如，EVXV阀的规定极限或开度可为70%，且如果EVXV阀的当前设置不小于70%开启，则可通过将其当前开度增加如5%或10%的规定增加量来设置EVXV阀（操作框435）。然后，闪蒸箱接收器中的条件可与规定条件相比较（操作框440）。操作框440中的规定条件可为规定压力，如压力阈值或制冷剂临界点。

当确定闪蒸箱接收器中的压力大于压力阈值时（操作框440，否），则ESV（例如，经济器电磁阀）可以以控制或调制方式被发脉冲开启（操作框445）。闪蒸箱接收器中的压力可再次与压力阈值（例如，规定极限）相比较（操作框450）。当确定闪蒸箱接收器中的压力高于规定极限时（操作框450，否），则LIV可以以控制或调制方式被发脉冲开启或被操作，以允许制冷剂经由LIV转移出闪蒸箱接收器（操作框455）。然后，闪蒸箱接收器中的压力可与压力阈值相比较。当闪蒸箱接收器中的压力大于压力阈值时（操作框460，否），控制回到操作框435。当由于闪蒸箱接收器中的压力小于规定阈值而在操作框440、450、460中的确定是肯定的时，控制继续至操作框465。在操作框465中，可确定是否预定的时间极限已经过。当操作框465中的确定是肯定的时，EVXV252可设置成控制过热（例如，蒸发器输出），且运输制冷单元204可转变至第二模式，第二模式可不同于第一模式如经济模式（操作框470）。当在操作框465中确定预定的时间间隔未过去时（操作框465，否），则控制跳至操作框460。从操作框470，该过程可结束。

现在将描述根据本申请的操作运输制冷单元的方法的具体实施方式。可实施图5中所示的方法具体实施方式，且将使用图2中所示的制冷剂蒸汽压缩系统具体实施方式来描述该方法具体实施方式；然而，该方法具体实施方式并非旨在由此限制。

现在参看图5，在运输制冷单元重启时，可启用选定的构件。例如，可启用热交换器风机（例如，226、246）（操作框510）。然后，可提供用于制冷剂分配的第一操作条件。例如，主和辅助膨胀阀（例如，252、236）可分别开启至规定设置（例如，固定设置）（操作框520）。在一个具体实施方式中，主膨胀阀可设置在45%至100%之间，而辅助膨胀阀可设置在25%至100%之间。在卸载辅助阀218开启且经济器电磁阀264开启的情况下，可启用压缩机212（操作框530）。然后，可确定运输制冷单元的操作模式（操作框540）。例如，操作模式可为冷冻操作模式或易腐烂的。当操作框540中的确定为系统以第一规定操作模式操作时，控制继续至操作框550。当操作框540中的确定为第二规定操作模式时，控制可跳至操作框570。在操作框540中，用于制冷剂分配的第二操作条件可被设置用于运输制冷单元。在一个具体实施方式中，卸载辅助阀和经济器电磁阀开启，且主和辅助膨胀阀（例如，252、236）可在操作框550中分别保持或开启至第二规定设置。操作框550可保持第一规定间隔。然后，用于制冷剂分配的第三操作条件可被设置用于运输制冷单元（操作框560）。在一个具体实施方式中，卸载辅助阀和经济器电磁阀关闭，但主和辅助膨胀阀（例如，252、236）可在操作框560中分别保持在较早的设置或开启至第三规定设置。操作框560可保持第二规定间隔。在操作框570中，然后在完成操作框560时响应于冷却能力要求压缩机可转变至冷却模式（例如，标准、经济等）。在操作框570之后，主膨胀阀可设置成控制吸热热交换器输出过热。从操作框570，该过程可结束。

如图5中所示，用于制冷剂分配的操作条件将制冷剂从闪蒸箱移动至运输制冷单元的低压区域。在图5中，未监测到错误条件。进一步在图5中，用于制冷剂分配的第三操作条件可以为可选的。

在一个具体实施方式中，可在小于5分钟、小于2分钟、小于1分钟或小于10秒至20秒内完成操作框510-570。

设备、运输制冷单元和用于操作设备、运输制冷单元的方法的具体实施方式的各种优点可包括控制用于制冷剂蒸汽压缩系统的制冷剂分配。在更复杂的制冷蒸汽压缩系统中，如配备有多级压缩装置和容量调制的那些系统，通常提供一定数目的制冷剂流控制装置来允许有选择地控制制冷剂流穿过制冷剂回路的各种分支。

可使用用于例如在运输制冷单元中的主制冷剂环路或多个联接的制冷剂环路的各种构造来实施根据本申请的示例性系统和方法具体实施方式。在一个具体实施方式中，旁通线路和卸载辅助阀可以为可选的。在一个具体实施方式中，液体注入线路和对应的流控制装置可以为可选的。在一个具体实施方式中，蒸汽注入线路和对应的流控制装置可以为可选的。在一个具体实施方式中，可使用其他流控制装置如，但不限于经济器膨胀阀来实现经济器阀。在一个具体实施方式中，蒸汽注入线路可构造成有选择地输入压缩机中级和/或压缩机输入端口。

制冷剂蒸汽压缩系统通常用于调节将供给住宅、办公楼、医院、学校、饭店或其他机构内的气候控制的舒适区的空气。制冷剂蒸汽压缩系统通常还用于使供给展示柜、采购箱、冷冻柜、冷室或商业设施中的其他易腐烂/冷冻产品储存区域的空气制冷。制冷剂蒸汽压缩系统还通常用于运输制冷系统，运输制冷系统用于使供给用于通过卡车、火车、船舶或联运运输易腐烂/冷冻物品的卡车、拖车、集装箱等的温度控制的货位的空气制冷。

尽管已经参照一定数目的特定具体实施方式描述了本发明，但将理解的是，应当仅相对于可由本说明书支持的权利要求来确定本发明的真正精神和范围。此外，尽管在本文的许多情况下，其中系统和设备和方法描述为具有一定数目的元件，但将理解的是，可用少于所提到的一定数目的元件来实施此种系统、设备和方法。另外，尽管已经阐述了一定数目的特定具体实施方式，但将理解的是，参照各个特定具体实施方式已描述的特征和方面可与各个其余的特别阐述的具体实施方式一起使用。例如，本文所述的各种具体实施方式的方面和/或特征可特别地互换或组合；例如，图3或图5中的特征可结合或替换图4或图2中的特征。

Claims (19)

1. 用于重启运输制冷剂蒸汽压缩系统的方法，所述制冷剂蒸汽压缩系统具有制冷剂回路，所述制冷剂回路包括制冷剂压缩装置；所述压缩装置的下游的制冷剂散热热交换器，所述散热热交换器在制冷剂跨临界条件下操作；所述散热热交换器的下游的制冷剂储器；所述制冷剂储器的下游的制冷剂吸热热交换器，所述吸热热交换器在制冷剂亚临界条件下操作；以及设置在所述制冷剂储器的下游和所述制冷剂吸热热交换器的上游的所述制冷剂回路中的主膨胀装置；所述方法包括：

在所述主膨胀装置处于规定开度的情况下，重启所述运输制冷剂蒸汽压缩系统中的构件，以从所述制冷剂储器中可控地移除液体；

在第一模式下重启所述制冷剂压缩装置；

操作所述主膨胀装置于规定开度，开启卸载辅助阀，以及开启经济器电磁阀；

在选定的操作模式下操作所述运输制冷剂蒸汽压缩系统；

关闭所述卸载辅助阀；以及

使所述制冷剂压缩装置转变至第二模式。

2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第二模式基于冷却能力要求设置，或其中所述第二模式为标准冷却模式或经济模式。

3. 根据权利要求2所述的方法，其中在所述制冷剂压缩装置处于所述第一模式的情况下，所述运输制冷剂蒸汽压缩系统在规定间隔过去之后转变至所述经济模式。

4. 根据权利要求1所述的方法，其中响应于能量消耗设置所述第二模式。

5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述选定的操作模式为冷冻货物操作模式或易腐烂货物操作模式。

6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述运输制冷剂蒸汽压缩系统构造成使用高压天然制冷剂或CO₂制冷剂。

7. 根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述卸载辅助阀开启的情况下操作所述制冷剂压缩装置；以及

使用下游的制冷剂流控制装置从所述制冷剂储器排放制冷剂。

8. 根据权利要求7所述的方法，其中使用下游的制冷剂流控制装置从所述制冷剂储器排放制冷剂包括：

向制冷剂蒸汽线路中的所述经济器电磁阀发脉冲，或向所述制冷剂储器与所述制冷剂压缩装置的输入端口之间的液体注入线路中的液体注入阀发脉冲。

9. 用于在制冷剂蒸汽压缩系统中分配制冷剂填充水平的方法，所述制冷剂蒸汽压缩系统具有制冷剂回路，所述制冷剂回路包括制冷剂压缩装置；所述压缩装置的下游的制冷剂散热热交换器，所述散热热交换器在跨临界模式下操作；所述制冷剂散热热交换器的下游的制冷剂吸热热交换器，所述吸热热交换器在亚临界模式下操作；以及设置在所述制冷剂散热热交换器的下游和所述制冷剂吸热热交换器的上游的所述制冷剂回路中的主膨胀装置；所述方法包括：

驱动所述制冷剂蒸汽压缩系统中的构件；

在第一模式下重启所述制冷剂压缩装置；

独立于制冷剂吸热热交换器过热操作所述主膨胀装置；

将制冷剂储器处的条件与规定条件相比较；

其中当所述条件低于所述规定条件规定间隔时，操作所述主膨胀装置来控制所述制冷剂吸热热交换器过热；以及

使所述制冷剂蒸汽压缩系统转变至第二模式。

10. 根据权利要求9所述的方法，其中当所述条件高于所述规定条件时，操作制冷剂流装置来使制冷剂从所述制冷剂储器可控地转移至所述制冷剂压缩装置的输入。

11. 根据权利要求10所述的方法，包括：

操作联接到所述制冷剂压缩装置的中间端口上的制冷剂蒸汽线路中的经济器电磁阀；以及

当所述条件高于所述规定条件时，开启所述中间端口与所述制冷剂压缩装置的输入端口之间的旁通线路中的卸载阀。

12. 根据权利要求11所述的方法，包括：

当所述条件高于所述规定条件时，向所述制冷剂储器与所述制冷剂压缩装置的输入端口之间的液体注入线路中的制冷剂流装置发脉冲。

13. 根据权利要求10所述的方法，还包括使用传感器感测闪蒸箱处的压力，其中所述条件为所述制冷剂储器中的制冷剂的超临界条件，其中所述制冷剂蒸汽压缩系统构造成使用CO₂制冷剂。

14. 根据权利要求9所述的方法，操作所述主膨胀装置于规定开度来从所述散热热交换器与所述吸热热交换器之间的所述制冷剂储器中可控地移除液体，其中在所述制冷剂压缩装置转变至所述第一模式之后所述规定间隔过去之后，所述制冷剂蒸汽压缩系统转变至经济模式。

15. 根据权利要求9所述的方法，其中所述条件为所述制冷剂储器中的两相制冷剂，或其中所述条件为压力条件及所述规定条件为规定压力阈值或规定温度阈值，其中所述规定压力阈值为临界制冷剂压力。

16. 用于使制冷剂蒸汽压缩系统转变至第二模式的方法，所述制冷剂蒸汽压缩系统具有制冷剂回路，所述制冷剂回路包括制冷剂压缩装置；所述压缩装置的下游的制冷剂散热热交换器，所述散热热交换器在制冷剂临界点上方操作；所述制冷剂散热热交换器的下游的制冷剂吸热热交换器；设置在所述制冷剂散热热交换器的下游和所述制冷剂吸热热交换器的上游的所述制冷剂回路中的主膨胀装置；以及所述散热热交换器与所述吸热热交换器之间的制冷剂储器的上游的副膨胀阀，所述方法包括：

在所述主和副膨胀装置分别处于第一和第二规定开度的情况下重启所述制冷剂蒸汽压缩系统；

在第一模式下重启所述制冷剂压缩装置；

在规定操作模式下操作所述制冷剂蒸汽压缩系统；

操作第三制冷剂流装置来将附加的液态制冷剂从所述制冷剂储器可控地转移至所述制冷剂压缩装置的输入；以及

当从重启所述制冷剂压缩装置起已经过规定间隔时，使所述制冷剂蒸汽压缩系统转变至所述第二模式。

17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述第二模式为标准冷却模式、经济模式或所述第二模式不同于所述第一模式。

18. 根据权利要求16所述的方法，其中所述规定间隔为30秒、1分钟、两分钟或五分钟。

19. 根据权利要求16所述的方法，其中在所述制冷剂蒸汽压缩系统停机时，制冷剂从所述散热热交换器转变，其中所述制冷剂为二氧化碳，所述散热热交换器在跨临界模式下操作，且所述吸热热交换器在亚临界模式下操作。

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