[发明专利]具有多速涡旋压缩机和经济器回路的制冷剂系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种在制冷剂系统中进行操作的双速涡旋压缩机，所述涡旋压缩机具有经济器功能和其它容量调节装置。

背景技术

制冷剂系统在多种用途中使用以对环境进行调节。尤其是，采用空气调节器和热泵以冷却和/或加热诸如进入环境的空气之类的二次流体。所述环境的冷却或加热负荷可以根据周围环境的条件、被占用的水平、其它显热和潜热负荷需求的改变、以及温度和/或湿度的设定值由建筑物居住者进行调节来变化。

因此，制冷剂系统可以设置有复杂的控制器、以及多个可选择的构件和部件以调节冷却和/或加热能力。已知的选择包括使至少部分通过压缩机压缩的制冷剂旁通回到吸入管线的能力。这种功能还被称为卸载器旁通功能。在操作中进行所述额外步骤以减小系统的容量。

另一种选择包括所谓的经济器循环。在经济器循环中，使流向蒸发器的主制冷剂流在经济器热交换器中进行过冷。所述主制冷剂流由膨胀至一定中间压力及温度水平并随后经过经济器热交换器的分流(tapped)制冷剂进行过冷。接下来，所述分流制冷剂在压缩循环的中间位置返回压缩机。因此，所述经济器循环设置有额外的操作步骤以通过在操作的经济和其它模式(步骤)之间切换来改变系统的容量。

在现有技术中，可以对控制器设定程序以可选地启动这些不同的控制功能中任意一种。然而，在相对较大的不连续的步骤中由所述功能提供的容量会增大或减小。因此当系统在任何上述的操作模式下运行时，需要提供可以改变容量的能力，以更接近地匹配外部负荷的需要量。

马达驱动器已知用于在制冷剂系统中以两个速度驱动压缩机。通过以高速或低速驱动压缩机，可以改变被压缩的及在整个系统中进行循环的制冷剂的量，并因此可以改变系统的容量。

压缩机的一种不断普及的类型是涡旋压缩机。在涡旋压缩机中，一对涡旋构件相对彼此绕转以压缩卷入的制冷剂。涡旋压缩机的一种设计构造既使用经济器又使用多种卸载器功能。进一步，所述涡旋压缩机可以采用单一的中间口(port)以择一地或同时提供所述两种功能。所述涡旋压缩机在美国专利申请5,996,364中进行了描述。

然而，还没有结合用于马达的双速驱动器和经济器循环来使用涡旋压缩机以在系统操作及控制中获得额外的灵活性。

发明内容

在本发明所描述的实施例中，涡旋压缩机设置在具有经济器回路的制冷剂系统中。所述涡旋压缩机具有马达，所述马达可以以多个不同的速度驱动。为了示例性的目的，以下的描述讨论双速马达。然而，所述涡旋压缩机可以以两个以上的不同速度运行。通过选择性地使用经济器回路，和/或可选择的卸载器功能，控制器可以增大或减小所述制冷剂系统的容量。进一步，通过改变所述马达的速度，可以调节在各种操作模式中的系统容量以提供额外的控制灵活性。

控制器确定需要的容量水平，然后如果需要增大容量，则通过启动经济器回路获得所述需要的容量水平，如果不需要额外的容量，则不启动所述经济器循环，或者设置额外的卸载装置以更进一步降低容量，并且确定用于获得精确的容量水平所需要的马达的速度。由于制冷剂压缩机只在一定速度范围内提供有效及可靠的操作，可能需要结合或未结合经济器回路的容量校正的额外步骤(如，卸载器功能)，并类似地与相应的压缩机马达速度调节一起使用，以精密地控制容量水平或获得更有效的单元操作。而且，所述控制器还可以监控所述系统的效率水平并选择最优选的操作模式和马达速度。在这种情况时，考虑了容量和效率以建立最优的单元操作。

通过设置结合上述的容量调节选择的所述双速驱动器，本发明使最终用户可以精密地调整系统容量和/或效率，或所述两种参数的结合至需要的水平。如已知的，可以设置额外的节流设备(通常称为吸入调节阀(SMV))以进一步降低所述容量至低于通过卸载机构和降低马达速度所通常获得的水平。

本发明的这些和其它特征通过以下的文字说明和附图可以更好地理解，其中附图之后是简短的说明。

附图说明

图1A示出了制冷剂循环的第一实施例。

图1B是另一实施例。

图2A示出了由现有技术提供的容量的图表。

图2B示出了由本发明提供的容量的图表。

图3是流程图。

具体实施方式