[发明专利]一种智能的制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及制冷系统，尤其涉及一种自动调节通过增压泵的制冷剂流量的智能的制冷系统。

背景技术

传统空调和冷藏冷冻制冷系统如图1所示，它主要包括蒸发器104、压缩机101、冷凝器102和膨胀阀103，它们均被制冷管线连通以形成密闭的制冷环路。制冷剂液体在蒸发器104中吸收外部热量蒸发成气体，从而实现制冷效果。制冷剂从蒸发器104出来后被压缩机101吸入。吸入到压缩机101的低压低温的气态制冷剂被压缩成高压高温的气态制冷剂。高压高温的气态制冷剂进入冷凝器102，通过向冷却介质(如空气，水等)放热，冷凝成高压高温液态制冷剂。有时在冷凝器后安装用以储存制冷剂的储液罐。高压高温液态制冷剂从冷凝器102或储液罐出来后被输送至膨胀阀103，通过节流减压而成为低温低压的制冷剂液体，重新进入蒸发器104进行蒸发制冷，开始新的制冷循环。但是这种制冷系统的效率较低，在极端的条件下无法稳定安全地运行。

为了提高制冷系统的工作效率，技术人员在传统制冷系统中应用了液体增压技术，即在冷凝器102或储液罐和膨胀阀103之间的制冷管线安装液体增压泵。参见图2。该技术通过增压泵105对液体制冷剂进行等温增压，一方面增强制冷剂流动，提高制冷剂传输效率，增强了制冷剂在蒸发器104的传质传热；另一方面，该技术提高了制冷剂液体的饱和温度，增加过冷度，消除制冷剂液体传输过程中的“闪发”现象(指制冷剂液体在向膨胀阀传输过程中，由于温度升高或管道压力损失，在到达膨胀阀前提前蒸发，损失部分制冷能力)，从而保证了系统的制冷能力。实现液管增压效果的增压泵105主要有离心泵或容积泵两种类型。

在增压泵现有应用中，工程设计人员依据系统参数选择类型和技术参数匹配的增压泵，按照简单的管线设计进行安装。参见图3。在考虑较周全的安装设计中，设计人员往往会设计手动旁通管线106，用以在泵发生故障或需要维护时通过手动关闭增压泵进出口阀门以及开启手动旁通管线阀门，实现隔离增压泵105而又不需要制冷系统停机的目的。

但是，在制冷系统实际运行过程中，制冷剂的流量随着系统运行工况变化而不断变化，导致流入增压泵的液体流量处在持续波动中。如果制冷剂液体的流量过大，例如当压缩机101加载时出现会出现较大制冷剂流量，此时由于流量增大，经过增压泵105时将可能产生较大的压力损失，造成增压效果明显减弱，达不到有效的液管增压设计目的，从而降低优化效果。在极端情况下，还可能出现制冷剂因流量过大在通过增压泵时产生较大压力损失而发生瞬间蒸发，出现“闪发”现象。闪发对制冷系统的运行产生危害，不仅影响膨胀阀正常供液，降低系统的制冷能力，增大系统能耗，而且对于离心式增压泵，还会造成“气缚”现象，即由于泵内存有低密度气体，旋转后产生的离心力小，因而离心泵叶轮中心区所形成的低压不足以将储液罐内的液体吸入泵内，虽启动离心泵也不能输送液体的现象。

在另一种情况下，如果制冷剂液体流速偏小，例如在制冷系统耗冷量降低压缩机卸载时，制冷剂液体流量将大幅降低，甚至出现压缩机101停机制冷剂暂停流动，此时运行的增压泵105运行效率极大降低，特别是对于离心式增压泵。在制冷剂流速为零时，此时增压泵105如果持续运行将对阀门和泵体造成损害。

其次，虽然制冷系统液管增压系统所用的增压泵一般经过特殊设计，具有很高可靠性和稳定性，但在极端情况下可能发生增压泵故障停机而压缩机还在工作，如果工作人员不能第一时间发现问题，此时对于离心式增压泵，压缩机会强制驱动制冷剂液体流过泵内，此时液体的压力损失将无法消除，这将不同程度降低系统制冷能力；对于容积式的增压泵，制冷剂液体的流动很有可能被完全堵塞，从而极大影响制冷系统正常运行。

显然，如果不能有效调控在制冷剂流量过大或过小情况下增压泵的稳定运行，将对系统和设备造成不利影响。如何通过优化设计来稳定流量波动对增压泵和制冷系统运行的影响，提高增压泵的自动运行能力，最大程度实现制冷系统的稳定运行至关重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能够自动控制通过增压泵的制冷剂流量的智能的制冷系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能的制冷系统，包括压缩机、冷凝器、增压泵、膨胀阀和蒸发器，它们由制冷管线连通以形成制冷环路，制冷系统还包括流量控制管线，流量控制管线的一端与冷凝器和增压泵之间的制冷管线连通，另一端与增压泵和膨胀阀之间的制冷管线连通。

在本发明所述的智能的制冷系统中，流量控制管线包括自动旁通管线和/或最低流量管线。