[发明专利]增加制冷单元阀容量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将流体供应到制冷单元的蒸发器的系统以及一种用于将流体供应到制冷单元的蒸发器的方法。

背景技术

较大的膨胀阀相应地用在具有较大制冷容量（或称能力）的制冷系统中。膨胀阀用来使液体制冷剂膨胀，并将其引导到所谓的蒸发器。大的膨胀阀允许大质量流量的制冷剂被控制，以便用制冷单元获得超过1MW的输出范围。这样的大膨胀阀技术复杂，且生产成本高。

在不降低制冷系统制冷容量的情况下，为了能够使用较小的膨胀阀，多个膨胀阀以并行方式连接在蒸发器的下游。以并行方式连接的膨胀阀或者同时地工作，或者彼此独立地被分别控制。分别控制是复杂的。同样随着控制复杂度增加，失效的概率也会增加。此外，使用多个膨胀阀费用非常高。

发明内容

本发明的目的是要提供用于制冷单元的健壮的和经济的调节。

此目的是通过独立权利要求所述的将流体供应到制冷单元的蒸发器的系统以及将流体供应到制冷单元的蒸发器的方法实现的。本发明的有利实施例在从属权利要求中描述。

根据第一方面，描述了一种将流体供应到制冷单元的蒸发器的系统。该系统具有：第一管线，其可被连接到蒸发器的流体入口，第二管线，其可被连接到蒸发器的所述流体入口。所述系统还具有膨胀阀，其具有可连续变化的流动横截面（flow cross section）。膨胀阀以如下方式被设置在第一管线中，即：使得可连续变化的第一流动横截面能被用来连续地设置通过第一管线的流体的第一质量流量。

所述系统还具有被设置在第二管线中的关闭装置，关闭装置可在打开位置和关闭位置之间离散地切换，当关闭装置处于打开位置时，可以通过第二管线传送流体的第二质量流量，当关闭装置处于关闭位置时，通过第二管线的流体流动被阻止。

所述系统还具有节流阀，其具有恒定的第二流动横截面。所述节流阀以如下方式被设置在所述第二管线中，即：使得当所述关闭装置处于打开位置时，所述第二质量流量可通过所述第二流动横截面被传送。

所述系统还具有控制单元，其被设置成使得所述膨胀阀的第一流动横截面的连续改变可被控制，并且所述关闭装置可按所述第一流动横截面或所需的（第一管线和第二管线的）总流动横截面的函数而被控制。

根据另一方面，描述了一种用于将流体传送到制冷单元的蒸发器的方法。根据该方法，第一管线中流体的第一质量流量被控制。第一管线连接到所述蒸发器的流体入口。通过连续地改变设置在第一管线中的膨胀阀的第一流动横截面，第一质量流量被控制。

根据该方法，被设置在耦连到所述流体入口的第二管线中的关闭装置也被控制成，使得当所述关闭装置处于打开位置时，流体的第二质量流量流过所述第二管线，并且当所述关闭装置处于关闭位置时，通过所述第二管线的流体流动被阻止。具有恒定第二流动横截面的节流阀以如下方式被设置在所述第二管线中，即：使得当所述关闭装置处于打开位置时，所述第二质量流量流过所述第二流动横截面。

所述关闭装置按所述膨胀阀的第一流动横截面的函数或所需的（第一管线和第二管线的）总流动横截面被控制。

制冷单元的蒸发器被用在特别是压缩制冷单元中。此压缩制冷单元是一个制冷单元，其利用了在聚集态从液体变成气体时，流体的蒸发热（制冷）的物理效应。在封闭回路中运动的制冷剂一次接一次地经历不同的聚集态变化，具体是在液态和气态聚集态之间。

压缩制冷单元具有至少一个节流阀、冷凝器、节流阀区和所述蒸发器。气态制冷剂（流体）首先被吸入，并被制冷单元中的压缩机压缩。流体在下游冷凝器中冷凝，并在冷凝时耗散热，并加热其例如周围环境。液态制冷剂然后由于相邻的节流阀区中的压力变化而膨胀。制冷剂在下游蒸发器中蒸发，同时在低温下吸收热（所谓的蒸发冷却）。蒸发器中制冷剂的热吸收给蒸发器的周围带来冷却效应。蒸发的气态制冷剂然后被馈送回例如压缩机。

蒸发器可以是例如所谓的泛滥式蒸发器或利用制冷剂喷射或干膨胀的蒸发器。在利用干膨胀的蒸发器中，流体在流体入口上游的节流阀区中被准备好，使得流体的状态参数（例如，温度、压力、质量流量）以制冷剂完全在蒸发器的流体出口蒸发并呈现过热状态的方式被设置。制冷剂能够以液态、部分蒸发态（具有液滴的气体）或蒸发态（气体）形式存在于流体入口。所述系统和方法分别地特别适合于干膨胀，这是由于干膨胀对过热调节有很高的要求。干膨胀阀情况下的过热调节更加复杂、要求高，需要快速/无过渡的切换。