[发明专利]用于对冷冻热交换器阵列进行加温、用于紧凑且有效的制冷以及用于自适应电源管理的系统与方法

说明书

相关申请案

本申请案主张2011年7月1日申请的第61/503,702号美国临时申请案的权益，且主张2011年12月2日申请的第61/566,340号美国临时申请案的权益。以上申请案的整个教示以引用方式并入本文。

背景技术

在正常的工程设计实践中，对极低温致冷系统的热交换器进行良好绝热以使寄生热损失最小。然而，当需要对单元进行维护时，绝热阻止了热交换器阵列的快速加温。因此，热交换器阵列可能花费超过12、24、48或甚至72个小时来实现室温。这通常作为用以对单元进行故障检修的手段来完成。举例来说，如果怀疑系统存在泄漏，那么将断开所述单元且允许加温以检查系统在室温下的压力。其它维护工作，例如电荷移除或者在湿气或其它污染物或在系统的最冷部分处某些致冷剂的过量累积之后的恢复，也需要这种加温。这带来了设备不可用于生产操作的大量时间周期。

发明内容

根据本发明的实施例，提供一种对极低温致冷系统的热交换器阵列进行加温的方法。所述方法包括使所述致冷系统中的致冷剂流的至少一部分分流远离在所述致冷系统的极低温冷却操作期间使用的致冷剂流动回路，以实现对所述热交换器阵列的至少一部分的加温；以及在使致冷剂流的所述至少一部分分流的同时，阻止过量致冷剂质量流量通过所述致冷系统的压缩机。

在另外的相关实施例中，所述使所述致冷剂流的至少一部分分流可包括使致冷剂流的至少一部分从所述压缩机分流到所述热交换器阵列中的点。所述热交换器阵列中的点可包括热交换器阵列中的最冷热交换器的低压入口或热交换器阵列中的下一最冷热交换器的低压入口。所述阻止过量致冷剂质量流量可包括操作缓冲阀以准许将致冷剂存储在所述致冷系统的膨胀罐和缓冲罐中的至少一者中。所述缓冲阀可连续地或以脉动方式操作，且可在达到最小吸入压力之后操作。所述使所述致冷剂流的至少一部分分流可包括使致冷剂流的至少一部分从所述致冷系统的冷凝器的出口分流到所述热交换器阵列中的点。经分流的所述致冷剂流的所述至少一部分可包括处于比所述致冷系统的极低温操作中的最冷热交换器的温度大体上温暖的温度下的致冷剂。所述分流可实现对全部所述热交换器阵列的加温。所述方法可包括将所述热交换器阵列的所述至少一部分从所述极低温范围中的温度加温到由以下各项组成的群组的温度：至少约5C、至少约10C、至少约15C、至少20C、至少约25C、至少约30C和至少约35C。所述分流可包括使致冷剂流的至少一部分从所述热交换器阵列中的至少一个热交换器的高压侧分流到所述热交换器阵列中的另一点。

在另外相关的实施例中，所述分流可包括使致冷剂流的至少一部分从所述致冷系统中的至少两个加温致冷剂源序列分流，所述至少两个加温致冷剂源包括以下各项中的至少一者：(i)彼此不同的温度，以及(ii)彼此不同的致冷剂成分。所述分流可包括使致冷剂流的至少一部分从所述致冷系统中的所述至少两个加温致冷剂源的交替序列分流。所述分流可包括使致冷剂流的至少一部分从所述致冷系统中的至少两个加温致冷剂源分流，所述至少两个加温致冷剂源包括以下各项中的至少一者：(i)彼此不同的温度，以及(ii)彼此不同的致冷剂成分；以及将来自所述至少两个加温致冷剂源的所述经分流流掺合以实现所述热交换器阵列的所述至少一部分的加温。所述分流可包括在所述热交换器阵列的所述至少一部分的加温期间改变加温致冷剂的量。致冷剂流可经分流到热交换器阵列中的一个以上位置。