專利名稱：運(yùn)輸制冷系統(tǒng)中的能力和壓力控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)內(nèi)容主要涉及制冷系統(tǒng)，且更具體地涉及用于控制制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
常規(guī)的蒸汽壓縮系統(tǒng)通常包含壓縮機(jī)、排熱熱交換器、吸熱熱交換器、以及設(shè)置于吸熱熱交換器的上游的膨脹裝置。一些系統(tǒng)還包括設(shè)置于排熱熱交換器的下游的第二膨脹裝置，例如抽吸調(diào)制閥(suction modulation valve)。這些基本系統(tǒng)部件通過(guò)閉合回路中的工作流體線路互連。取決于特定應(yīng)用中使用的工作流體的特性，蒸汽壓縮系統(tǒng)可以在亞臨界模式或跨臨界(transcritical)模式下操作。在亞臨界循環(huán)中操作的蒸汽壓縮系統(tǒng)中，蒸汽排熱熱交換器和吸熱熱交換器兩者都在低于工作流體的臨界壓力的壓力下操作。因而，在亞臨界模式下，蒸汽排熱熱交換器用做工作流體冷凝器，而吸熱熱交換器用作工作流體蒸發(fā)器。然而，在跨臨界循環(huán)中操作的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)中，蒸汽排熱熱交換器在制冷劑溫度下和超過(guò)制冷劑的臨界壓力的壓力下操作，而吸熱熱交換器在亞臨界范圍內(nèi)的壓力和制冷劑溫度下操作。因而，在跨臨界模式下，蒸汽排熱熱交換器用作工作流體氣體冷卻器，而吸熱熱交換器用作工作流體蒸發(fā)器。在制冷應(yīng)用中使用的蒸汽壓縮系統(tǒng)，通常被稱為制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)中，工作流體為制冷劑。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)通常在亞臨界模式下操作，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)填充有常規(guī)的制冷劑，舉例來(lái)說(shuō)，如碳氟化合物制冷劑，如，但不限于氫氯氟烴(HCFC)Jn R22，且更常用的是氫氟烴(HFC)，如R134a、R404A、和R407C?！疤烊弧敝评鋭?，如二氧化碳，也被使用于制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)中來(lái)替代HCFC或HFC制冷劑。由于二氧化碳具有低臨界溫度，故填充有二氧化碳作為制冷劑的大多數(shù)制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用于在跨臨界模式下操作。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)通常用于調(diào)節(jié)將供給住宅、辦公大樓、醫(yī)院、學(xué)校、餐館或其他機(jī)構(gòu)內(nèi)的氣候控制的舒適區(qū)的空氣。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)通常還用于冷卻供給展示柜、采購(gòu)箱(merchandiser)、冷凍柜、冷室或商業(yè)設(shè)施中的其他易腐/冷凍產(chǎn)品存儲(chǔ)區(qū)域的空氣。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)通常還用于運(yùn)輸制冷系統(tǒng)中，用于冷卻供給卡車、拖車、集裝箱(container)或用于通過(guò)卡車、火車、船舶或聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸易腐/冷凍物品的類似裝置的溫度控制的貨物空間的空氣。由于制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)必須對(duì)于較寬范圍的操作負(fù)載條件和較寬范圍的室外周圍條件操作以在所期望的溫度保持貨物空間內(nèi)的產(chǎn)品，故連同運(yùn)輸制冷系統(tǒng)使用的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)大體上經(jīng)歷比空氣調(diào)節(jié)或商業(yè)制冷應(yīng)用中更嚴(yán)格的操作條件。需要將貨物控制在所期望的溫度下，該所期望的溫度還可取決于待保存的貨物的性質(zhì)而在較寬范圍內(nèi)變化。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)必須不但具有足夠的能力來(lái)快速地將載入貨物空間中的處于環(huán)境溫度的產(chǎn)品的溫度降低，而且在運(yùn)輸期間保持穩(wěn)定的產(chǎn)品溫度時(shí)以低負(fù)載有效地操作。此外，運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)經(jīng)歷操作模式與停止模式(例如，空閑狀態(tài))之間的循環(huán)。在更復(fù)雜的制冷蒸汽壓縮系統(tǒng)中，如配備有多級(jí)壓縮裝置和能力調(diào)制的那些系統(tǒng)，通常提供一定數(shù)目的制冷劑流控制裝置來(lái)允許有選擇地控制制冷劑流穿過(guò)制冷劑回路的多種分支。通過(guò)流控制裝置的制冷劑流可以用于控制壓縮機(jī)排放壓力以調(diào)制運(yùn)輸制冷蒸汽壓縮系統(tǒng)的冷卻能力(例如，以匹配冷卻負(fù)載)。
發(fā)明內(nèi)容
本公開(kāi)內(nèi)容提供一種制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，其可包括具有抽吸端口和排放端口的壓縮機(jī)、可操作地聯(lián)接于所述壓縮機(jī)的所述排放端口的下游的制冷劑排熱熱交換器、可操 作地聯(lián)接于所述制冷劑排熱熱交換器的下游的制冷劑吸熱熱交換器、將所述制冷劑吸熱熱交換器連接到所述壓縮機(jī)的所述抽吸端口的壓縮機(jī)抽吸入口線路、以及可操作地聯(lián)接在所述制冷劑吸熱熱交換器的上游和所述制冷劑排熱熱交換器的下游的膨脹裝置。所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)還包括與所述運(yùn)輸制冷單元的部件連通的控制器。所述控制器被構(gòu)造以操作所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)以控制至少一個(gè)膨脹裝置以控制壓縮機(jī)排放壓力以調(diào)制運(yùn)輸制冷單元冷卻能力或壓縮機(jī)排放溫度。在本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)方面中，所述運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的部件可以較不堅(jiān)固或者在尺寸上被減小或者被移除。在本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)方面中，所述系統(tǒng)還包括在所述制冷劑吸熱熱交換器的上游的第二膨脹閥和制冷劑儲(chǔ)蓄器。在本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)方面中，在第一模式下操作所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)使用SMV來(lái)調(diào)制運(yùn)輸制冷單元冷卻能力，在第二模式下使用在所述制冷劑吸熱熱交換器的上游的第二膨脹閥和制冷劑儲(chǔ)蓄器來(lái)調(diào)制運(yùn)輸制冷單元冷卻能力，以及在第三模式下使用所述SMV和所述第二膨脹閥連同所述制冷劑儲(chǔ)蓄器來(lái)調(diào)制運(yùn)輸制冷單元冷卻能力。在本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)方面中，所述系統(tǒng)可以使用在制冷劑吸熱熱交換器的上游的第二膨脹閥和制冷劑儲(chǔ)蓄器以與運(yùn)輸制冷單元冷卻能力無(wú)關(guān)地控制壓縮機(jī)排放溫度。在本公開(kāi)內(nèi)容的另一個(gè)方面中，所述系統(tǒng)可以使用在所述制冷劑吸熱熱交換器的上游的第二膨脹閥和制冷劑儲(chǔ)蓄器以與運(yùn)輸制冷單元冷卻能力、運(yùn)輸制冷單元部件過(guò)熱(諸如但不限于壓縮機(jī)過(guò)熱、制冷劑吸熱熱交換器過(guò)熱、或SMV過(guò)熱)無(wú)關(guān)地控制壓縮機(jī)排放溫度。在一種具體實(shí)施方式
中，運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)可以包括主制冷劑回路，所述主制冷劑回路包括具有至少一個(gè)壓縮級(jí)的制冷劑壓縮裝置；可操作地聯(lián)接于所述裝置的排放端口的下游的制冷劑排熱熱交換器；所述制冷劑排熱熱交換器的下游的制冷劑吸熱熱交換器，其可操作地聯(lián)接于所述壓縮裝置的入口端口的上游；設(shè)置在所述制冷劑排熱熱交換器的下游和所述制冷劑吸熱熱交換器的上游的所述制冷劑回路中的主膨脹裝置；設(shè)置于制冷劑流路徑中的輔助膨脹裝置，所述輔助膨脹裝置插入在所述制冷劑排熱熱交換器的下游和所述制冷劑吸熱熱交換器的上游的所述制冷劑回路中；以及用于控制所述制冷蒸汽壓縮系統(tǒng)的操作的控制器，所述控制器可操作以調(diào)制所述制冷劑壓縮裝置的排放壓力以控制所述運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的冷卻能力。在另一種具體實(shí)施方式
中，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)可以包括主制冷劑回路，所述主制冷劑回路包含具有第一壓縮級(jí)和第二壓縮級(jí)的制冷劑壓縮裝置；可操作地聯(lián)接于所述裝置的排放端口的下游的制冷劑排熱熱交換器；所述制冷劑排熱熱交換器的下游的制冷劑吸熱熱交換器，其可操作地聯(lián)接于所述壓縮裝置的入口端口的上游；設(shè)置于所述制冷劑排熱熱交換器的下游和所述制冷劑吸熱熱交換器的上游的所述制冷劑回路中的主膨脹裝置；設(shè)置于所述制冷劑流路徑中的輔助膨脹裝置，所述輔助膨脹裝置插入在所述制冷劑排熱熱交換器的下游和所述制冷劑吸熱熱交換器的上游的所述制冷劑回路中；以及用于控制所述制冷蒸汽壓縮系統(tǒng)的操作的控制器，所述控制器可操作以使用設(shè)置于所述制冷劑流路徑中的輔助膨脹裝置和所述制冷劑回路中的起作用的(active)制冷劑填充水平(charge level)來(lái)降低制冷劑壓縮裝置排放溫度。在又一種具體實(shí)施方式
中，在制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)中可以包括壓縮機(jī)、可操作地聯(lián)接于所述壓縮機(jī)的制冷劑排熱熱交換器、在所述制冷劑排熱熱交換器的下游可操作地聯(lián) 接于所述壓縮機(jī)的入口端口的上游的制冷劑吸熱熱交換器、可操作地聯(lián)接于所述制冷劑排熱熱交換器的下游和所述制冷劑吸熱熱交換器的上游的主膨脹裝置，一種用于操作所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的方法包括確定所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的冷卻負(fù)載；調(diào)制冷卻能力以匹配所述確定的冷卻負(fù)載；調(diào)制所述壓縮機(jī)的排放壓力以控制所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的冷卻能力或所述壓縮機(jī)的排放溫度。
為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，將參照本發(fā)明的以下詳細(xì)描述，將結(jié)合附圖來(lái)閱讀本發(fā)明的以下詳細(xì)描述，其中
圖I示意地示出根據(jù)本申請(qǐng)的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的一種具體實(shí)施方式
；
圖2示意地示出圖I的運(yùn)輸制冷單元的一種示例性具體實(shí)施方式
；
圖3示意地示出圖I的運(yùn)輸制冷單元的一種示例性具體實(shí)施方式
；
圖4以圖表闡示顯示制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的一種示例性熱力學(xué)制冷劑循環(huán)的壓力焓圖；以及
圖5以圖表闡示顯示根據(jù)本申請(qǐng)一種具體實(shí)施方式
的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的一種示例性熱力學(xué)制冷劑循環(huán)的壓力焓圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2可以包括聯(lián)接于容器6內(nèi)的封閉空間的運(yùn)輸制冷單元4。容器6可以是溫度控制的環(huán)境，諸如制冷運(yùn)輸卡車、拖車或集裝箱的貨物箱、或展示柜、采購(gòu)箱、冷凍柜、冷室或商業(yè)設(shè)施中的其他易腐/冷凍產(chǎn)品存儲(chǔ)區(qū)域、或住宅、辦公大樓、醫(yī)院、學(xué)校、餐館或其他機(jī)構(gòu)內(nèi)的氣候控制的舒適區(qū)。在所公開(kāi)的實(shí)例中，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2為制冷運(yùn)輸卡車上所使用的類型。如圖I所示，運(yùn)輸制冷單元4被構(gòu)造以保持容器6內(nèi)的按程序工作的熱環(huán)境。
在圖I中，運(yùn)輸制冷單元4安裝在容器6的一端處。然而，運(yùn)輸制冷單元4還可以安裝至容器6的一側(cè)或多側(cè)。在一種具體實(shí)施方式
中，多個(gè)運(yùn)輸制冷單元4可以安裝至單個(gè)容器6?；蛘?，單個(gè)運(yùn)輸制冷單元4可以安裝至多個(gè)容器6或單個(gè)容器內(nèi)的多個(gè)封閉空間。運(yùn)輸制冷單元4通常操作成吸收處于第一溫度的空氣和排出處于第二溫度的空氣。在一種具體實(shí)施方式
中，來(lái)自運(yùn)輸制冷單元4的排放空氣將比吸入空氣更暖，使得運(yùn)輸制冷單元4被用于使容器6中的空氣變暖。在另一種具體實(shí)施方式
中，來(lái)自運(yùn)輸制冷單元4的排放氣體將比吸入空氣更冷，使得運(yùn)輸制冷單元4被用于冷卻容器6中的空氣。在一種具體實(shí)施方式
中，運(yùn)輸制冷單元4可以包括一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器以連續(xù)地或重復(fù)地監(jiān)測(cè)返回空氣溫度和/或供送空氣溫度。如圖I所示，運(yùn)輸制冷單元4的供送空氣溫度傳感器(STS)S可以將供送溫度以及運(yùn)輸制冷單元4的返回空氣溫度傳感器(RTS)10可以將返回溫度分別提供給運(yùn)輸制冷單元4?；蛘?，供送溫度和返回溫度可以使用遠(yuǎn)程傳感器來(lái)確定。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2可以將帶有控制的溫度、濕度或/和種類濃度(species concentration)的空氣提供到存儲(chǔ)貨物的封閉腔室(諸如在容器6中)。在許多種貨物和在所有類型的環(huán)境條件下，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2能夠?qū)⒍鄠€(gè)環(huán)境參數(shù)或者所有環(huán)境參數(shù)控制在對(duì)應(yīng)的范圍內(nèi)。參照附圖的圖2，示出了制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)200的示例性具體實(shí)施方式
，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)200被設(shè)計(jì)用于在用低臨界點(diǎn)制冷劑的跨臨界循環(huán)中操作。例如，低臨界點(diǎn)制冷劑可以是二氧化碳和含有二氧化碳的制冷劑混合物。然而，將理解的是制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)200還可以在用較高臨界點(diǎn)制冷劑(例如常規(guī)的氫氯氟烴和氫氟烴制冷劑)的亞臨界循環(huán)中操作。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)200特別適合使用于運(yùn)輸制冷系統(tǒng)，來(lái)用于使溫度控制的封閉容積(諸如卡車、拖車、集裝箱或用于運(yùn)輸易腐/冷凍物品的其他類似裝置的貨物空間)內(nèi)的空氣或其他氣態(tài)大氣制冷。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)200還適合使用于調(diào)節(jié)將供應(yīng)給住宅、辦公大樓、醫(yī)院、學(xué)校、餐館、或其他機(jī)構(gòu)內(nèi)的氣候控制的舒適區(qū)的空氣。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)200還可以使用于冷卻供應(yīng)給展示柜、采購(gòu)箱、冷凍柜、冷室或商業(yè)設(shè)施中的其他易腐/冷凍產(chǎn)品存儲(chǔ)區(qū)域的空氣。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)200可以包括多級(jí)壓縮機(jī)212，其中將制冷劑壓縮至較高溫度和壓力。可以通過(guò)單相電能、三相電能、和/或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)給壓縮機(jī)212供能，且例如壓縮機(jī)212可以在恒定速度下操作或由變頻驅(qū)動(dòng)件操作。壓縮機(jī)212可以是渦旋式壓縮機(jī)、回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)等。運(yùn)輸制冷單元204需要來(lái)自于供電單元(未示出)的電能，并且可以連接至供電單元上，供電單元諸如標(biāo)準(zhǔn)的商業(yè)供電服務(wù)、外部發(fā)電系統(tǒng)諸如在船上找到的那種、柴油發(fā)電機(jī)等。在所示出的具體實(shí)施方式
中，壓縮機(jī)212是單個(gè)多級(jí)制冷劑壓縮機(jī)，例如設(shè)置于主制冷劑回路中且具有第一壓縮級(jí)212a和第二壓縮級(jí)212b的壓縮機(jī)。第一和第二壓縮級(jí)以串聯(lián)制冷劑流關(guān)系設(shè)置，其中離開(kāi)第一壓縮級(jí)212a的制冷劑直接通到第二壓縮級(jí)212b來(lái)用于進(jìn)一步壓縮?；蛘?，壓縮機(jī)212可以包括一對(duì)獨(dú)立的壓縮機(jī)212a和212b，通過(guò)將第一壓縮機(jī)212a的排放出口端口以制冷劑流連通方式與第二壓縮機(jī)212b的入口端口(例如，抽吸入口端口)連接的制冷劑線路將壓縮機(jī)212a和212b以串聯(lián)制冷劑流關(guān)系連接于主制冷劑回路中。在獨(dú)立的壓縮機(jī)具體實(shí)施方式
中，壓縮機(jī)212a和212b可以是往復(fù)式壓縮機(jī)、回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)、或任意其他類型的壓縮機(jī)或任意這些壓縮機(jī)的組合。在圖2繪出的具體實(shí)施方式
中，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)200包括提供從壓縮機(jī)212的排放端口 216或中間端口 260回到壓縮機(jī)的抽吸側(cè)的制冷劑流通道的旁通線路214。設(shè)置于旁通線路214中的卸載閥218可以選擇地定位在開(kāi)啟位置和關(guān)閉位置，在開(kāi)啟位置，制冷劑流穿過(guò)旁通線路214，在關(guān)閉位置，部分地限制或切斷制冷劑流通過(guò)旁通線路214。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)200還包括沿壓縮機(jī)排放線路222可操作地聯(lián)接于壓縮機(jī)212的排放端口 216的制冷劑排熱熱交換器220。在跨臨界循環(huán)中操作的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)中，諸如利用二氧化碳制冷劑的系統(tǒng)，比方說(shuō)，制冷劑排熱熱交換器220通常稱為氣體冷卻器。超臨界制冷劑(氣體)與冷卻介質(zhì)成熱交換關(guān)系通過(guò)，比方說(shuō)，冷卻介質(zhì)諸如周圍氣體或液體(例如，空氣或水)。在亞臨界循環(huán)中操作的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)中，比方說(shuō)諸如利用碳氟化合物制冷劑的系統(tǒng)，制冷劑排熱熱交換器220通常稱為冷凝器。冷凝器可以包括制冷劑冷凝熱交換器，經(jīng)由制冷劑冷凝熱交換器，熱的高壓制冷劑蒸汽與冷卻介質(zhì)成熱交換關(guān)系通過(guò)并且被冷凝成液體。
比方說(shuō)，制冷劑排熱熱交換器220可以包括翅片管(finned-tube)熱交換器，諸如翅片和圓管熱交換盤管或翅片和微通道扁平管熱交換器。制冷劑與被一個(gè)或多個(gè)風(fēng)機(jī)226經(jīng)由熱交換器220抽吸(drawn)的周圍空氣成熱交換關(guān)系穿過(guò)蛇形管(serpentine tube)224。來(lái)自于風(fēng)機(jī)226的空氣流允許將熱量從在制冷劑排熱熱交換器220內(nèi)循環(huán)的制冷劑中移除。周圍空氣溫度傳感器(AAT)228可以定位在風(fēng)機(jī)226的上游以感測(cè)周圍空氣溫度。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)200可以包括沿冷凝器排放線路232可操作地設(shè)置于制冷劑排熱熱交換器220的下游的接收器230，以為過(guò)量的液體制冷劑提供存儲(chǔ)(例如，低溫操作)。在一個(gè)實(shí)例中，接收器230是具有分離腔室234的閃蒸罐接收器，在分離腔室234處，液態(tài)的制冷劑聚集在分離腔室的下部，而汽態(tài)的制冷劑聚集在液體制冷劑之上的分離腔室部分。在該實(shí)例中，制冷劑為二氧化碳(C02)。當(dāng)CO2制冷劑離開(kāi)制冷劑排熱熱交換器220時(shí)，其流過(guò)輔助膨脹閥236。輔助膨脹閥236可以是可變控制閥，其可選擇定位使得將制冷劑膨脹至較低壓力，所以制冷劑作為液體制冷劑與蒸汽的混合物進(jìn)入閃蒸罐接收器230。閃蒸罐接收器230作為填充控制罐工作。液體制冷劑停留在閃蒸罐接收器230的下部，而制冷劑蒸汽聚集在上部。過(guò)濾干燥器238可以沿制冷劑液體線路240設(shè)置于接收器230的下游以保持制冷劑清潔和干燥。 在另一具體實(shí)施方式
中，接收器230可以包括水冷冷凝器和關(guān)聯(lián)的管道(未示出)。無(wú)論制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)200在跨臨界循環(huán)或亞臨界循環(huán)中操作，系統(tǒng)還包括制冷劑吸熱熱交換器242，在本文中稱為蒸發(fā)器，其可操作地聯(lián)接于制冷劑排熱熱交換器220與壓縮機(jī)212的抽吸端口 244之間。在吸熱熱交換器242中，制冷劑液體或制冷劑液體和蒸汽的混合物與抽自且回到容器6的待冷卻的流體(最一般地為空氣)成熱交換關(guān)系通過(guò)。在一個(gè)實(shí)例中，制冷劑吸熱熱交換器242包括翅片管熱交換器246，制冷劑與被一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)248抽自且回到制冷容器6的空氣成熱交換關(guān)系地經(jīng)由翅片管熱交換器246流過(guò)。翅片管熱交換器246可以包括比方說(shuō)翅片和圓管熱交換盤管或翅片和微通道扁平管熱交換器。蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)248可以被定位和導(dǎo)引(ducted)，以便使包含在容器6內(nèi)的空氣循環(huán)。在一種具體實(shí)施方式
中，蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)248弓丨導(dǎo)空氣流穿過(guò)翅片管熱交換器246的表面，因而將熱量從空氣中移除，且隨后溫度降低的空氣在容器6的封閉容積內(nèi)循環(huán)以降低封閉容積的溫度。主膨脹裝置252可以沿蒸發(fā)器入口線路250連接在制冷劑排熱熱交換器220的輸出端與制冷劑吸熱熱交換器242的輸入端之間。在所公開(kāi)的具體實(shí)施方式
中，主膨脹裝置是用以計(jì)量制冷劑流的電子膨脹閥252，以便保持離開(kāi)蒸發(fā)器或吸熱熱交換器242的制冷劑蒸汽中的所期望的過(guò)熱水平。膨脹閥252可為絕熱膨脹閥，且有助于確保離開(kāi)吸熱熱交換器242的制冷劑中沒(méi)有液體存在。離開(kāi)蒸發(fā)器242的低壓制冷劑蒸汽回到第一壓縮級(jí)或第一壓縮機(jī)212a的抽吸端口 244。在一種具體實(shí)施方式
中，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2還包含抽吸調(diào)制閥254。在所示出的實(shí)例中，抽吸調(diào)制閥254沿抽吸入口線路256定位在制冷劑吸熱熱交換器242的出口與用于壓縮機(jī)卸載旁通線路214的三通之間。抽吸調(diào)制閥254可以是絕熱膨脹裝置，并且用于能力調(diào)制。在一種實(shí)例中，抽吸調(diào)制閥254可以包括脈寬調(diào)制的電磁閥。另外，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2可以包括經(jīng)濟(jì)器回路，經(jīng)濟(jì)器回路沿注入線路258在 接收器230和壓縮機(jī)212的中間入口端口 260之間建立制冷劑蒸汽流。經(jīng)濟(jì)器回路包括經(jīng)濟(jì)器裝置262和經(jīng)濟(jì)器電磁閥264以控制經(jīng)濟(jì)器裝置262和壓縮機(jī)經(jīng)濟(jì)端口之間的制冷劑流。在所示出的具體實(shí)施方式
中，經(jīng)濟(jì)器裝置262為閃蒸罐接收器230，且經(jīng)濟(jì)器電磁閥264設(shè)置與經(jīng)濟(jì)器裝置262操作上關(guān)聯(lián)，并設(shè)置于經(jīng)濟(jì)器裝置262的下游。比方說(shuō)，經(jīng)濟(jì)器電磁閥264可以是高壓電子膨脹閥。蒸汽注入線路258將閃蒸罐接收器230的分離腔室234的上部連接至壓縮機(jī)212的中間入口端口 260。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2還包括在操作上與其相關(guān)聯(lián)的控制系統(tǒng)，用于控制制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的操作。控制系統(tǒng)可以包括控制器266，控制器266可以依據(jù)對(duì)制冷負(fù)載要求、周圍條件和多種被感測(cè)的系統(tǒng)操作參數(shù)的考慮來(lái)確定期望的操作模式，在所期望的操作模式下來(lái)操作制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2。在所公開(kāi)的具體實(shí)施方式
中，控制器266包括微處理器板268，微處理器板268含有微處理器270及其關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器272、輸入/輸出(I/O)板274，其包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器276，模數(shù)轉(zhuǎn)換器276接收交流(AC)電流輸入、直流(DC)電流輸入、電壓輸入、濕度水平輸入及來(lái)自于系統(tǒng)中的多點(diǎn)的溫度輸入和壓力輸入?？刂破?66的存儲(chǔ)器272可以含有用于系統(tǒng)2內(nèi)的多種操作參數(shù)的操作者或所有者預(yù)選的期望值，包括但不限于壓力極限、電流極限、發(fā)動(dòng)機(jī)速度極限、用于系統(tǒng)2或容器6內(nèi)的多種位置的溫度設(shè)定點(diǎn)以及系統(tǒng)2內(nèi)的任意多種其他期望的操作參數(shù)或極限。另外，輸入/輸出板274包括驅(qū)動(dòng)電路或繼電器，其從控制器266接收信號(hào)或電流并且繼而控制系統(tǒng)2中的多種外部或外圍裝置，比方說(shuō)，諸如膨脹閥252。由控制器266監(jiān)測(cè)的特定傳感器和變換器有分別輸入微處理器270根據(jù)蒸發(fā)器返回空氣溫度和供送空氣溫度的值的返回空氣溫度傳感器(RAT) 210和供送空氣溫度傳感器(SAT)211 ;可以輸入微處理器270根據(jù)在制冷劑排熱熱交換器220之前讀取的周圍空氣溫度的值的周圍空氣溫度(AAT)傳感器228 ;壓縮機(jī)抽吸溫度(CST)傳感器278，其可以輸入微處理器270根據(jù)壓縮機(jī)抽吸溫度的可變電阻值；壓縮機(jī)排放溫度(⑶T)傳感器280，其可以輸入微處理器270根據(jù)在壓縮機(jī)212的頂蓋(dome)內(nèi)側(cè)的壓縮機(jī)排放溫度的值；蒸發(fā)器出口溫度(EVOT)傳感器282，其可以輸入微處理器270根據(jù)制冷劑吸熱熱交換器242的出口溫度的值；壓縮機(jī)抽吸壓力(CSP)變換器284，其可以輸入微處理器270根據(jù)壓縮機(jī)212的壓縮機(jī)抽吸值的值或電壓；壓縮機(jī)排放壓力(CDP)變換器286，其可以輸入微處理器270根據(jù)壓縮機(jī)212的壓縮機(jī)排放值的電壓；蒸發(fā)器出口壓力(EVOP)變換器288，其可以輸入微處理器270根據(jù)制冷劑吸熱熱交換器242的出口壓力的電壓；直流傳感器290和交流傳感器292 (分別為CTl和CT2)，其輸入微處理器270對(duì)應(yīng)于由系統(tǒng)2消耗的電流的可變電壓值?？刂破?66處理從多種傳感器接收的數(shù)據(jù)，并且控制壓縮機(jī)212的操作、與制冷劑排熱熱交換器220關(guān)聯(lián)的風(fēng)機(jī)226的操作、蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)248的操作、膨脹閥252的操作、以及抽吸調(diào)制閥(SMV) 254的操作。在圖2的具體實(shí)施方式
中，當(dāng)期望卸載壓縮機(jī)的第一級(jí)時(shí)，控制器266還可以控制卸載閥218的定位，以選擇地打開(kāi)卸載閥以使制冷劑從壓縮機(jī)212的中間壓力級(jí)通過(guò)旁通線路214繞回到壓縮機(jī)212的抽吸側(cè)。在圖2繪出的具體實(shí)施方式
中，制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2還可以包括制冷劑液體注入線路294。制冷劑液體注入線路294可以在接收器230的下游和膨脹閥252的上游的位 置處接進(jìn)制冷劑液體線路240，并且開(kāi)到壓縮機(jī)212的抽吸端口 244。液體注入流控制裝置296可以設(shè)置于液體注入線路294中。液體注入流控制裝置296可以包括流控制閥，流控制閥于開(kāi)啟位置和關(guān)閉位置之間選擇地定位，在開(kāi)啟位置，制冷劑液體流可以通過(guò)液體注入線路294流通，在關(guān)閉位置，減少或阻擋通過(guò)制冷劑液體注入線路294的制冷劑液體流。在一種具體實(shí)施方式
中，液體注入流控制裝置296包括于第一開(kāi)啟位置和第二關(guān)閉位置之間選擇地定位類型的兩位電磁閥。控制器266還可以控制輔助膨脹閥236、經(jīng)濟(jì)器電磁閥264、和/或液體注入流控制裝置296的定位?？刂破?66可以響應(yīng)于在制冷劑排熱熱交換器220的出口處的溫度和壓力測(cè)量結(jié)果來(lái)定位輔助膨脹閥236。控制器266還可以控制經(jīng)濟(jì)器電磁閥264的定位以選擇地允許制冷劑蒸汽從經(jīng)濟(jì)器裝置262經(jīng)注入線路258流通以準(zhǔn)許進(jìn)入壓縮機(jī)212的中間入口端口 260。類似地，控制器266還可以將液體注入流控制裝置296定位在開(kāi)啟位置用于選擇地允許制冷劑液體從接收器230穿過(guò)液體注入線路294，用于注入壓縮機(jī)212的抽吸端口 244。圖3為示出圖I的運(yùn)輸制冷單元的示例性具體實(shí)施方式
的圖。如圖3所示，運(yùn)輸制冷系統(tǒng)300的示例性具體實(shí)施方式
可以包括壓縮機(jī)320、包括盤管332和關(guān)聯(lián)的風(fēng)機(jī)334的排熱熱交換器330、包含盤管342和關(guān)聯(lián)的風(fēng)機(jī)344的吸熱熱交換器340、以及以常規(guī)方式通過(guò)制冷劑線路302、304和306連接于制冷劑流回路中的蒸發(fā)器熱膨脹閥(TXV)350。壓縮機(jī)320可以是往復(fù)式壓縮機(jī)或渦旋式壓縮機(jī)、單級(jí)或兩級(jí)；然而，在本文中使用的特定類型的壓縮機(jī)不意圖或限制。制冷劑線路302將壓縮機(jī)320的排放出口與至排熱熱交換器盤管332的入口以制冷劑流連通方式連接，制冷劑線路304將盤管332的出口與至吸熱熱交換器盤管342的入口以制冷劑流連通方式連接，以及制冷劑線路306將盤管342的出口與壓縮機(jī)320的抽吸入口以制冷劑流連通方式連接，因而完成制冷劑流回路。如在圖3所示出的示例性具體實(shí)施方式
中所繪，在制冷劑流回路中可包括制冷劑至制冷劑并列式(in-line)熱交換器360，用于將經(jīng)制冷劑線路304的流通液體制冷劑與經(jīng)制冷劑線路306流通的蒸汽制冷劑成熱交換關(guān)系流通。另外，可以如同常規(guī)實(shí)踐那樣在制冷劑線路306中的制冷劑回路中包括抽吸調(diào)制閥312、驟冷(quench)膨脹閥314、過(guò)濾器/干燥器316、以及接收器318。系統(tǒng)300還可以包括溫度傳感器397a和溫度傳感器397b，溫度傳感器397a用于感測(cè)從容器回到吸熱熱交換器的空氣的溫度，溫度傳感器397b用于感測(cè)供應(yīng)給容器的空氣的溫度。還可以提供用于監(jiān)測(cè)額外的條件的傳感器(未示出)，諸如比方說(shuō)周圍的室外空氣溫度和濕度。制冷單元還包括電子控制器390以操作運(yùn)輸制冷單元310來(lái)維持在其中存儲(chǔ)產(chǎn)品的封閉容積(如箱子)內(nèi)的預(yù)定熱環(huán)境。電子控制器390可以通過(guò)選擇地控制壓縮機(jī)320、與排熱熱交換器盤管332關(guān)聯(lián)的風(fēng)機(jī)334、與吸熱熱交換器盤管342關(guān)聯(lián)的風(fēng)機(jī)344、以及抽吸調(diào)制閥312的操作維持預(yù)定環(huán)境。比方說(shuō)，當(dāng)箱子內(nèi)的環(huán)境需要冷卻時(shí)，電子控制器390提供電力以啟動(dòng)壓縮機(jī)320、風(fēng)機(jī)334、以及風(fēng)機(jī)344。另外，電子控制器390調(diào)節(jié)抽吸調(diào)制閥312的定位以適當(dāng)?shù)卦黾踊驕p少供應(yīng)給壓縮機(jī)320的制冷劑流來(lái)將箱子內(nèi)的溫度控制和穩(wěn)定在設(shè)定點(diǎn)溫度，該設(shè)定點(diǎn)溫度對(duì)應(yīng)于用于存儲(chǔ)在箱子內(nèi)的特定產(chǎn)品的期望的產(chǎn)品存儲(chǔ)溫度。能力調(diào)制可以被認(rèn)為是將由制冷系統(tǒng)提供的冷卻能力控制至期望值的過(guò)程。冷卻能力可以被控制以匹配運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的冷卻負(fù)載。比方說(shuō)，在運(yùn)輸制冷應(yīng)用中，冷卻能力可以被控制以獲得和/或維持冷卻空間或貨物(例如，容器6)中的設(shè)定點(diǎn)溫度。運(yùn)輸制冷系統(tǒng)中的相關(guān)技術(shù)的能力調(diào)制可以使用至壓縮機(jī)的制冷劑流速。比方說(shuō)，系統(tǒng)2中的相關(guān)技 術(shù)的能力調(diào)制可以使用抽吸調(diào)制閥(SMV)254以控制抽吸壓力，并因此控制至壓縮機(jī)212的抽吸流速。當(dāng)SMV254部分關(guān)閉時(shí)，在制冷劑吸熱熱交換器242的出口與壓縮機(jī)的入口(例如，抽吸端口 244)之間產(chǎn)生壓降。減少的抽吸壓力可能導(dǎo)致較低的抽吸強(qiáng)度(density)，這繼而可以減少由壓縮機(jī)212供給的質(zhì)量流速。較低的質(zhì)量流速導(dǎo)致制冷系統(tǒng)中的較低冷卻能力。使用SMV254的能力調(diào)制控制方法的額外效果是穿過(guò)壓縮機(jī)212的壓力比可以增加。增加的壓力比可以使壓縮機(jī)排放溫度增加到超過(guò)可接受的極限，并減少壓縮機(jī)的壽命。在一些運(yùn)輸制冷應(yīng)用中，增加的壓力比可能需要引入熱氣旁通(HGBP )閥(例如，通過(guò)引入熱氣旁通(HGBP)閥能減少增加的壓力比)，熱氣旁通閥可以將壓縮機(jī)排放口至蒸發(fā)器入口短路，并因而減少跨越壓縮機(jī)的壓力比。從而，相關(guān)技術(shù)的用SMV的能力調(diào)制具有多種弊端，其包括增加壓縮機(jī)排放比、增加壓縮機(jī)排放溫度、將壓縮機(jī)排放溫度增加超出規(guī)定極限、減少壓縮機(jī)壽命、以及在運(yùn)輸制冷系統(tǒng)中增加或需要至少一個(gè)額外的閥(例如，SMV、以及比方說(shuō)熱氣旁通閥)。設(shè)備運(yùn)輸制冷單元和用于設(shè)備運(yùn)輸制冷單元的方法的具體實(shí)施方式
可以處理或克服由用SMV的能力調(diào)制(例如，至壓縮機(jī)的質(zhì)量流速調(diào)制)引起的或用SMV的能力調(diào)制固有的多種能力調(diào)制弊端。在一種具體實(shí)施方式
中，操作運(yùn)輸制冷單元的方法可以調(diào)制壓縮機(jī)的排放壓力以控制運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的冷卻能力。比方說(shuō)，當(dāng)要減少冷卻能力時(shí)，控制器266可以減少壓縮機(jī)排放壓力，這在沒(méi)有增加壓縮機(jī)壓力比或壓縮機(jī)排放溫度的情況下可以減少冷卻能力。在一種具體實(shí)施方式
中，排放壓力可以或必須被主動(dòng)控制。比方說(shuō)，通過(guò)電子膨脹閥(EXV)或通過(guò)與主膨脹閥并聯(lián)的主動(dòng)控制閥(例如，電磁閥)可以獲得主動(dòng)控制，其中的主膨脹閥可以是TXV、毛細(xì)管、或節(jié)流孔(orifice)。一種示例性方法具體實(shí)施方式
還可能需要運(yùn)輸制冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)并發(fā)的制冷劑填充管理。比方說(shuō)，因?yàn)?，比方說(shuō)，在蒸發(fā)器出口處，必須減少運(yùn)輸制冷系統(tǒng)中起作用的制冷劑質(zhì)量以防止或減少溢流(flooding),所以排放壓力能力調(diào)制可以結(jié)合填充管理。在一種具體實(shí)施方式
中，并發(fā)的填充管理可以通過(guò)將制冷劑接收器增加至運(yùn)輸制冷系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行，制冷劑接收器諸如但不限于液體接收器、抽吸蓄積器(accumulator)、或中壓接收器。
在一種具體實(shí)施方式
中,通過(guò)控制/截留(trapping)閃蒸罐中的額外液體制冷劑和控制/通過(guò)至壓縮機(jī)的額外蒸汽制冷劑，閃蒸罐和至壓縮機(jī)的中間級(jí)(或壓縮機(jī)的入口)的蒸汽流線路(例如，經(jīng)濟(jì)器電磁閥)可以處理并發(fā)的填充管理。在另一種具體實(shí)施方式
中，通過(guò)控制/截留抽吸蓄積器中的額外液體制冷劑和控制/通過(guò)至壓縮機(jī)的額外蒸汽制冷劑，可操作地聯(lián)接于吸熱熱交換器(例如，蒸發(fā)器)的抽吸蓄積器可以處理并發(fā)的填充管理?？蛇x地在結(jié)合中，可以結(jié)合蒸汽流線路或抽吸蓄積器來(lái)操作卸載閥以處理壓縮機(jī)中級(jí)(mid-stage)或排放壓力變化。因?yàn)镃O2蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)趨于具有高的壓縮機(jī)排放溫度，本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式
可以適用于CO2運(yùn)輸制冷系統(tǒng)。此外，由SMV引起的壓縮機(jī)壓力比中的額外增加對(duì)于像CO2系統(tǒng)中的壓縮機(jī)的部件可能是成問(wèn)題的。此外，CO2運(yùn)輸制冷系統(tǒng)具有至少一個(gè)EXV，其適合于排放壓力控制。執(zhí)行兩級(jí)運(yùn)輸制冷單元的CO2運(yùn)輸制冷系統(tǒng)已經(jīng)具有或需要兩個(gè)適合于排放壓力控制的膨脹裝置。所以，根據(jù)本申請(qǐng)的系統(tǒng)/方法具體實(shí)施方式
可以主動(dòng)地控制調(diào)制CO2運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的冷卻能力(例如，在沒(méi)有任何額外部件成本的情況下)。在一種具體實(shí)施方式
中，排放壓力冷卻能力調(diào)制的方法可以與用SMV的能力調(diào)制 的相關(guān)方法結(jié)合。比方說(shuō)，結(jié)合的能力調(diào)制(例如，SMV冷卻能力調(diào)制和壓縮機(jī)排放壓力冷卻能力調(diào)制)可以由控制器266控制以提供更好的能力控制、和/或減少用于SMV或HGBP閥的部件成本(例如，較不堅(jiān)固的、較小的、或較便宜的閥)。圖4為顯示具有通過(guò)SMV操作的冷卻能力調(diào)制的蒸汽壓縮循環(huán)的圖。圖5為顯示具有通過(guò)排放壓力控制的冷卻能力調(diào)制的蒸汽壓縮循環(huán)的圖。參考圖4和圖5，使用制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)2的具體實(shí)施方式
、參考示例性壓力-焓圖來(lái)描述示例性制冷循環(huán)。在A點(diǎn)，制冷劑在抽吸端口 244處進(jìn)入壓縮機(jī)212，并被泵至較高溫度和壓力，離開(kāi)壓縮機(jī)212 (例如，壓縮機(jī)的第二級(jí))。來(lái)自于蒸汽注入線路258的制冷劑蒸汽可以與離開(kāi)壓縮機(jī)212的第一級(jí)(未示出)的制冷劑混合，但是仍然在排放端口216處離開(kāi)壓縮機(jī)212，在B點(diǎn)所示。從B點(diǎn)到C點(diǎn)，制冷劑通過(guò)制冷劑排熱熱交換器220，并且以恒定壓力放出熱量。在C點(diǎn)流向D點(diǎn)的制冷劑液體穿過(guò)膨脹閥252而被絕熱地膨脹。從D點(diǎn)至E點(diǎn)，制冷劑通過(guò)吸熱熱交換器242，并且以恒定壓力吸收熱量。從E點(diǎn)至A點(diǎn)，制冷劑通過(guò)諸如抽吸調(diào)制閥254的絕熱膨脹裝置，以在進(jìn)入壓縮機(jī)前以基本恒定的焓量降低壓力。圖4所描述的熱力學(xué)循環(huán)可以重復(fù)。在簡(jiǎn)化的圖4中，未顯示壓縮機(jī)的第一級(jí)、輔助膨脹裝置236、或閃蒸罐230。如圖4所示，當(dāng)SMV閥不存在或處于關(guān)閉部分時(shí)，熱力學(xué)循環(huán)EFCDE為操作的示例。如圖4所示，當(dāng)SMV閥部分開(kāi)啟時(shí)，熱力學(xué)循環(huán)EGHCDE為操作的示例，以及當(dāng)SMV閥完全開(kāi)啟時(shí)，熱力學(xué)循環(huán)EAB⑶E為操作的示例。對(duì)比圖4，根據(jù)本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式
，通過(guò)排放壓力控制的冷卻能力調(diào)制可能導(dǎo)致制冷劑與冷源(例如，空氣)之間的減少的溫差，這導(dǎo)致特定的冷卻能力減少。隨著恒定的質(zhì)量流通過(guò)系統(tǒng)(例如，可選的簡(jiǎn)化假設(shè))，降低的壓縮機(jī)排放壓力可能導(dǎo)致系統(tǒng)冷卻能力的降低。在壓縮機(jī)排放壓力控制期間，通過(guò)系統(tǒng)的恒定質(zhì)量流可以使用通過(guò)控制器266或系統(tǒng)部件構(gòu)造的控制而獲得。如圖5所示，當(dāng)冷卻能力通過(guò)控制或減少壓縮機(jī)的排放壓力而調(diào)制或減少時(shí)，熱力學(xué)循環(huán)EIJKE為操作的示例。根據(jù)本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式
，使用壓縮機(jī)排放壓力的冷卻能力調(diào)制可以使用主動(dòng)控制閥和并發(fā)的制冷劑填充管理而被控制。根據(jù)本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式
，使用主動(dòng)控制的閥(例如，電子膨脹閥(EXV)236或通過(guò)與主膨脹閥252并聯(lián)的主動(dòng)控制的閥(例如，電磁閥))和/或并發(fā)的制冷劑填充管理，使用壓縮機(jī)排放壓力的冷卻能力調(diào)制可以在F點(diǎn)(P
未經(jīng)調(diào)制的排放，T未經(jīng)調(diào)制的排放)510和I點(diǎn)(P經(jīng)調(diào)制的排放，T經(jīng)調(diào)制的排放)520之間而被控
制。如圖5中的J點(diǎn)所示，排熱熱交換器(例如，氣體冷卻器或冷凝器)沒(méi)有足夠的冷卻能力(例如,表面積、溫差)以僅輸出液體(例如,C點(diǎn))，并因此根據(jù)本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式
可以輸出氣體和液體的混合物。在運(yùn)輸制冷系統(tǒng)中，壓縮機(jī)排放溫度通常限于一確定值，其取決于壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)材料、制冷劑、和用于壓縮機(jī)的潤(rùn)滑的油。壓縮機(jī)排放溫度可以取決于運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的操作 條件、壓縮機(jī)中的升壓(pressure lift)(或排放對(duì)抽吸壓力的比率)、壓縮機(jī)效率、和壓縮機(jī)內(nèi)部和外部冷卻。升壓對(duì)于壓縮機(jī)排放溫度具有比壓縮機(jī)效率或壓縮機(jī)冷卻更顯著的影響。一種減少壓縮機(jī)排放溫度的相關(guān)技術(shù)方法是當(dāng)排放溫度超過(guò)可允許的極限時(shí)將液體制冷劑注入到壓縮機(jī)。使用液體注入線路(例如，液體注入線路294)，液體制冷劑可以被注入到壓縮機(jī)(例如，中間入口端口 260)。液體注入可以是間歇的或恒定的。液體注入是一種內(nèi)部冷卻的形式，其使用由運(yùn)輸制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的冷卻能力的一部分以冷卻壓縮機(jī)。所以壓縮機(jī)的液體注入冷卻減少冷卻能力，而運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的能量消耗總體上未受影響。因而，液體注入冷卻可以減少運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的能量效率。液體注入還可能需要額外的制冷劑線路和流控制裝置(例如，線路294、流控制裝置296)以運(yùn)送和控制進(jìn)入壓縮機(jī)的液體流量。在一種具體實(shí)施方式
中，一種根據(jù)本申請(qǐng)的減少壓縮機(jī)排放溫度的方法可以取消專用的制冷劑線路和流控制裝置以簡(jiǎn)化運(yùn)輸制冷單元的結(jié)構(gòu)和/或減少用于運(yùn)輸制冷單元的成本。替代將液體制冷劑注入至壓縮機(jī)，本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式
可以減少運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)排放壓力直到壓縮機(jī)排放溫度低于規(guī)定閾值或最大極限。關(guān)于對(duì)運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的系統(tǒng)能量效率的效果類似于液體注入的效果。根據(jù)本申請(qǐng)的示例性方法具體實(shí)施方式
可能要求可以根據(jù)期望的或選取的壓縮機(jī)排放溫度(例如，在當(dāng)前條件下)來(lái)更改壓縮機(jī)排放壓力。比方說(shuō)，如果運(yùn)輸制冷系統(tǒng)配備有可調(diào)節(jié)的如膨脹閥的流控制裝置(諸如電子膨脹閥)，則可以獲得或最有效地獲得壓縮機(jī)排放壓力。根據(jù)本申請(qǐng)的示例性具體實(shí)施方式
可能特別適合于CO2系統(tǒng)，由于這些系統(tǒng)有可能配備有可調(diào)節(jié)的流控制膨脹裝置以控制排熱壓力，當(dāng)系統(tǒng)作為跨臨界系統(tǒng)操作時(shí)排熱壓力為獨(dú)立的系統(tǒng)變量。在根據(jù)本申請(qǐng)的一種具體實(shí)施方式
中，排放壓力可以獨(dú)立于(independent of)運(yùn)輸制冷單元過(guò)熱來(lái)控制壓縮機(jī)的排放溫度。兩級(jí)制冷系統(tǒng)可以包括輔助膨脹裝置236和/或具有運(yùn)輸制冷單元的高壓側(cè)和低壓側(cè)。從而，排放壓力的調(diào)節(jié)(例如，使用輔助膨脹裝置236)不必然地導(dǎo)致運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的過(guò)熱控制的變化(例如，蒸發(fā)器過(guò)熱)。設(shè)備、運(yùn)輸制冷單元和用于操作設(shè)備、運(yùn)輸制冷單元的方法的具體實(shí)施方式
可以提供的多種優(yōu)點(diǎn)包括控制用于制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的冷卻能力。這些具體實(shí)施方式
可以使用排放壓力控制用于調(diào)制制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的冷卻能力。在一種具體實(shí)施方式
中，在沒(méi)有增加壓縮機(jī)壓力比或排放溫度的情況下，壓縮機(jī)排放壓力控制可以減少冷卻能力。在一種具體實(shí)施方式
中，排放壓力控制可以獨(dú)立于系統(tǒng)部件過(guò)熱來(lái)減少冷卻能力。在一種具體實(shí)施方式
中，排放壓力控制可以比方說(shuō)控制壓縮機(jī)排放溫度以保持在閾值溫度以下。在一種具體實(shí)施方式
中，壓縮機(jī)排放壓力控制可以包括控制設(shè)置于制冷劑流路徑中的輔助膨脹裝置以及制冷劑回路中的起作用的制冷劑填充水平?？梢允褂糜糜诒确秸f(shuō)在運(yùn)輸制冷單元的主制冷劑環(huán)路或多個(gè)聯(lián)接的制冷劑環(huán)路的多種構(gòu)造來(lái)執(zhí)行根據(jù)本申請(qǐng)的示例性系統(tǒng)和方法具體實(shí)施方式
。在一種具體實(shí)施方式
中，旁通線路和卸載檢修閥(service valve)可以是可選的。在一種具體實(shí)施方式
中，液體注入線路和對(duì)應(yīng)的流控制裝置可以是可選的。在一種具體實(shí)施方式
中，蒸汽注入線路和對(duì)應(yīng)的流控制裝置可以是可選的。在一種具體實(shí)施方式
中，可以使用其他流控制裝置、諸如但不限于經(jīng)濟(jì)器膨脹閥來(lái)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)器閥。在一種具體實(shí)施方式
中，蒸汽注入線路可以被構(gòu)造成選擇地輸入至壓縮機(jī)中級(jí)和/或壓縮機(jī)入口端口。
制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)通常使用于調(diào)節(jié)將供應(yīng)到住宅、辦公大樓、醫(yī)院、學(xué)校、餐館或其他機(jī)構(gòu)內(nèi)的氣候控制的舒適區(qū)的空氣。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)通常還用于冷卻供應(yīng)于展示柜、采購(gòu)箱、冷凍柜、冷室或商業(yè)設(shè)施中的其他易腐/冷凍產(chǎn)品存儲(chǔ)區(qū)域的空氣。制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)通常還用于運(yùn)輸制冷系統(tǒng)中，來(lái)用于冷卻供應(yīng)于卡車、拖車、容器或用于由卡車、火車、船舶或聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸易腐/冷凍物品的類似裝置的溫度控制的貨物空間的空氣。盡管已經(jīng)參考一定數(shù)目的特定具體實(shí)施方式
描述了本發(fā)明，但將理解的是本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍應(yīng)僅由本說(shuō)明書可支持的權(quán)利要求確定。此外，盡管在本文的許多情況下，其中系統(tǒng)和設(shè)備和方法描述為具有一定數(shù)目的元件，但將理解的是，可用少于所提到的一定數(shù)目的元件來(lái)實(shí)施此種系統(tǒng)、設(shè)備和方法。另外，盡管已經(jīng)闡述了一定數(shù)目的特定具體實(shí)施方式
，但將理解的是，可將參照各特定具體實(shí)施方式
已描述的特征和方面用于各其余特別闡述的具體實(shí)施方式
。例如，本文所不同地描述的具體實(shí)施方式
的方面和/或特征可特別地互換或組合。
權(quán)利要求
1.運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，包括 制冷劑回路包括 制冷劑壓縮裝置，其具有至少一個(gè)壓縮級(jí)， 制冷劑排熱熱交換器，其可操作地聯(lián)接于所述壓縮裝置的排放端口的下游， 在所述制冷劑排熱熱交換器的下游的制冷劑吸熱熱交換器，其可操作地聯(lián)接在所述壓縮裝置的入口端口的上游， 主膨脹裝置，其設(shè)置于所述制冷劑排熱熱交換器的下游和所述制冷劑吸熱熱交換器的上游的所述制冷劑回路中；輔助膨脹裝置，其設(shè)置于所述制冷劑回路中，所述輔助膨脹裝置插入在所述制冷劑排熱熱交換器的下游和所述制冷劑吸熱熱交換器的上游的所述制冷劑回路中；以及 用于控制所述運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的操作的控制器，所述控制器可操作以調(diào)制所述制冷劑壓縮裝置的排放壓力以控制所述運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的冷卻能力。
2.權(quán)利要求I所述的運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，其中所述控制器可操作以使用設(shè)置于制冷劑流路徑中的所述輔助膨脹裝置和在所述制冷劑回路中的起作用的制冷劑填充水平來(lái)調(diào)制所述制冷劑壓縮裝置的所述排放壓力以控制所述冷卻能力。
3.權(quán)利要求2所述的運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，其中所述輔助膨脹裝置設(shè)置于第二制冷劑流路徑中，所述第二制冷劑流路徑插入在所述制冷劑排熱熱交換器的下游和所述制冷劑吸熱熱交換器的上游的所述制冷劑回路中，其中制冷劑流總是通過(guò)所述制冷劑回路。
4.權(quán)利要求2所述的運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，還包括插入在所述制冷劑排熱熱交換器的下游和所述主膨脹裝置的上游的所述制冷劑回路中的制冷劑儲(chǔ)蓄器，其中所述輔助膨脹裝置插入在所述制冷劑排熱熱交換器的下游和所述制冷劑儲(chǔ)蓄器的上游的所述制冷劑回路中。
5.權(quán)利要求4所述的運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，其中所述控制器使用獨(dú)立于所述運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的過(guò)熱的所述輔助膨脹裝置和所述制冷劑儲(chǔ)蓄器來(lái)控制所述制冷劑壓縮裝置的所述排放壓力。
6.權(quán)利要求5所述的運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，其中所述控制器使用獨(dú)立于所述運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的制冷劑吸熱熱交換器過(guò)熱或制冷劑壓縮裝置過(guò)熱的所述制冷劑儲(chǔ)蓄器和所述輔助膨脹裝置來(lái)控制所述制冷劑壓縮裝置的所述排放壓力，以及其中制冷劑儲(chǔ)蓄器包括閃蒸罐或抽吸蓄積器。
7.權(quán)利要求2所述的運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，其中所述控制器可操作以在沒(méi)有增加制冷劑壓縮裝置壓力比或制冷劑壓縮裝置排放溫度的情況下、使用設(shè)置于所述制冷劑流路徑中的所述輔助膨脹裝置和所述制冷劑回路中的起作用的制冷劑填充水平來(lái)執(zhí)行所述運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)能力調(diào)制。
8.權(quán)利要求7所述的運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，可操作地聯(lián)接絕熱膨脹裝置于抽吸入口線路，其中所述控制器可操作以使用所述絕熱膨脹裝置來(lái)執(zhí)行運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)能力調(diào)制。
9.權(quán)利要求I所述的運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，其中所述控制器可操作以調(diào)制所述 制冷劑壓縮裝置的所述排放壓力以降低高于閾值時(shí)的制冷劑壓縮裝置排放溫度。
10.權(quán)利要求9所述的運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，其中所述主膨脹裝置是可調(diào)節(jié)流控制裝置(EEV)，且所述控制器通過(guò)使用所述可調(diào)節(jié)流控制裝置(EEV)以降低所述運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的所述排放壓力來(lái)降低高于閾值時(shí)的所述制冷劑壓縮裝置排放溫度，其中所述運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)不包括可操作地聯(lián)接于抽吸入口線路、液體注入線路或熱氣旁通線路的絕熱膨脹裝置。
11.權(quán)利要求2所述的運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，包括可操作地與所述制冷劑回路關(guān)聯(lián)的經(jīng)濟(jì)器回路。
12.權(quán)利要求11所述的運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，其中所述經(jīng)濟(jì)器回路包括開(kāi)到所述壓縮裝置的中間壓力級(jí)的蒸汽制冷劑注入線路以及設(shè)置于所述蒸汽制冷劑注入線路的第一流控制閥。
13.權(quán)利要求11所述的運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，包括在所述制冷劑吸熱熱交換器的上游并開(kāi)到所述壓縮裝置的入口線路的液體制冷劑注入線路以及設(shè)置于所述液體制冷劑注入線路的第二流控制閥。
14.權(quán)利要求11所述的運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，包括制冷劑旁通線路及第三流控制閥以提供從所述制冷劑壓縮裝置的中間壓力級(jí)回到所述壓縮裝置的入口線路的制冷劑流通道。
15.權(quán)利要求I所述的運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，其中制冷劑是HCFC制冷劑、HFC制冷劑、天然制冷劑或二氧化碳中的至少一種，以及其中所述運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)在跨臨界模式或亞臨界模式的其中一種下操作。
16.制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，包括 制冷劑回路包括 壓縮裝置，其具有第一壓縮級(jí)和第二壓縮級(jí)， 制冷劑排熱熱交換器，其可操作地聯(lián)接在所述壓縮裝置的排放端口的下游，所述制冷劑排熱熱交換器在跨臨界條件下操作， 在所述制冷劑排熱熱交換器的下游的制冷劑吸熱熱交換器，其可操作地聯(lián)接在所述壓縮裝置的入口端口的上游，所述制冷劑吸熱熱交換器在亞臨界條件下操作， 主膨脹裝置，其設(shè)置于所述制冷劑排熱熱交換器的下游和所述制冷劑吸熱熱交換器的上游的所述制冷劑回路中； 設(shè)置于制冷劑流路徑中的輔助膨脹裝置，所述輔助膨脹裝置插入在所述制冷劑排熱熱交換器的下游和所述制冷劑吸熱熱交換器的上游的所述制冷劑回路中；以及 用于控制所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的操作的控制器，所述控制器可操作以使用設(shè)置于所述制冷劑流路徑中的所述輔助膨脹裝置和所述制冷劑回路中的起作用的制冷劑填充水平來(lái)降低制冷劑壓縮裝置排放溫度。
17.權(quán)利要求16所述的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，其中所述運(yùn)輸制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)使用C02制冷劑。
18.權(quán)利要求16所述的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)，其中所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)不包括可操作地聯(lián)接于抽吸入口線路、液體注入線路、或熱氣旁通線路的額外膨脹裝置。
19.在包括壓縮機(jī)、可操作地聯(lián)接于所述壓縮機(jī)的制冷劑排熱熱交換器、在所述制冷劑排熱熱交換器的下游可操作地聯(lián)接于所述壓縮機(jī)的入口端口的上游的制冷劑吸熱熱交換器、可操作地聯(lián)接在所述制冷劑排熱熱交換器的下游和所述制冷劑吸熱熱交換器的上游的主膨脹裝置的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)中，一種用于操作所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的方法包括 確定所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的冷卻負(fù)載； 調(diào)制冷卻能力以匹配所述確定的冷卻負(fù)載； 調(diào)制所述壓縮機(jī)的排放壓力以控制所述制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的所述冷卻能力或所述壓縮機(jī)的排放溫度。
20.權(quán)利要求19所述的方法，其中所述調(diào)制所述壓縮機(jī)的排放壓力包括操作主動(dòng)控制的輔助膨脹裝置。
全文摘要
設(shè)備、運(yùn)輸制冷單元，以及用于操作設(shè)備、運(yùn)輸制冷單元的方法的具體實(shí)施方式
可以控制用于制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的冷卻能力。這些具體實(shí)施方式
可以提供使用排放壓力控制用于調(diào)制制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的冷卻能力。在一種具體實(shí)施方式
中，排放壓力控制可以在沒(méi)有增加壓縮機(jī)壓力比或排放溫度的情況下減少冷卻能力。在一種具體實(shí)施方式
中，排放壓力控制可以獨(dú)立于系統(tǒng)過(guò)熱來(lái)減少冷卻能力。在一種具體實(shí)施方式
中，排放壓力控制可以控制壓縮機(jī)排放溫度；例如以保持低于閾值溫度。
文檔編號(hào)F25B1/10GK102803865SQ201180012944
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月8日
發(fā)明者H-J.赫夫, S.杜賴薩米, G.B.霍夫斯達(dá)爾, L.Y.柳, M.佩崔亞克 申請(qǐng)人:開(kāi)利公司