[发明专利]运输制冷系统中的能力和压力控制

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年3月8日提交的名称为“运输制冷系统中的能力和压力控制（Capacity and Pressure Control in a Transport Refrigeration System）”美国临时专利申请序列第61/311,590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和设备。

背景技术

常规的蒸汽压缩系统通常包含压缩机、排热热交换器、吸热热交换器、以及设置于吸热热交换器的上游的膨胀装置。一些系统还包括设置于排热热交换器的下游的第二膨胀装置，例如抽吸调制阀（suction modulation valve）。这些基本系统部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性，蒸汽压缩系统可以在亚临界模式或跨临界（transcritical）模式下操作。在亚临界循环中操作的蒸汽压缩系统中，蒸汽排热热交换器和吸热热交换器两者都在低于工作流体的临界压力的压力下操作。因而，在亚临界模式下，蒸汽排热热交换器用做工作流体冷凝器，而吸热热交换器用作工作流体蒸发器。

然而，在跨临界循环中操作的制冷剂蒸汽压缩系统中，蒸汽排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，而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。因而，在跨临界模式下，蒸汽排热热交换器用作工作流体气体冷却器，而吸热热交换器用作工作流体蒸发器。

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，举例来说，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，也被使用于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。

制冷剂蒸汽压缩系统通常用于调节将供给住宅、办公大楼、医院、学校、餐馆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冷却供给展示柜、采购箱（merchandiser）、冷冻柜、冷室或商业设施中的其他易腐/冷冻产品存储区域的空气。制冷剂蒸汽压缩系统通常还用于运输制冷系统中，用于冷却供给卡车、拖车、集装箱（container）或用于通过卡车、火车、船舶或联运运输易腐/冷冻物品的类似装置的温度控制的货物空间的空气。

由于制冷剂蒸汽压缩系统必须对于较宽范围的操作负载条件和较宽范围的室外周围条件操作以在所期望的温度保持货物空间内的产品，故连同运输制冷系统使用的制冷剂蒸汽压缩系统大体上经历比空气调节或商业制冷应用中更严格的操作条件。需要将货物控制在所期望的温度下，该所期望的温度还可取决于待保存的货物的性质而在较宽范围内变化。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物空间中的处于环境温度的产品的温度降低，而且在运输期间保持稳定的产品温度时以低负载有效地操作。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。

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能力调制的那些系统，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多种分支。通过流控制装置的制冷剂流可以用于控制压缩机排放压力以调制运输制冷蒸汽压缩系统的冷却能力（例如，以匹配冷却负载）。

发明内容

本公开内容提供一种制冷剂蒸汽压缩系统，其可包括具有抽吸端口和排放端口的压缩机、可操作地联接于所述压缩机的所述排放端口的下游的制冷剂排热热交换器、可操作地联接于所述制冷剂排热热交换器的下游的制冷剂吸热热交换器、将所述制冷剂吸热热交换器连接到所述压缩机的所述抽吸端口的压缩机抽吸入口线路、以及可操作地联接在所述制冷剂吸热热交换器的上游和所述制冷剂排热热交换器的下游的膨胀装置。所述制冷剂蒸汽压缩系统还包括与所述运输制冷单元的部件连通的控制器。所述控制器被构造以操作所述制冷剂蒸汽压缩系统以控制至少一个膨胀装置以控制压缩机排放压力以调制运输制冷单元冷却能力或压缩机排放温度。