[发明专利]一种混合工质节流制冷机工况浓度控制系统及其方法

权利要求书

1.一种混合工质节流制冷机工况浓度控制系统，其特征在于：包括压缩机单元(1)、冷凝冷却器单元(2)、回热换热器单元(3)、节流单元(4)、蒸发器单元(5)、可控通路工质循环浓度和流量调节单元(6)、控制单元(7)；

所述可控通路工质循环浓度和流量调节单元(6)包括：可控主回路阀(V1)、可控旁通进罐阀(V2)、可控工质出罐阀(V3)、出罐单向阀(V4)和可控低压出罐阀(V5)；

其间由管路进行连接，连接方式为：所述可控主回路阀(V1)进口端连接三通管件A的第一个出口，该三通管件A的第二个出口连接可控旁通进罐阀(V2)的进口端；

所述可控旁通进罐阀(V2)的出口端与气液分离罐S的高压进口端相通；

所述可控主回路阀(V1)的出口端连接三通管件B的第一个进口，该三通管件B的第二个进口与出罐单向阀(V4)的出口端相连；

所述出罐单向阀(V4)的进口端连接三通管件C的第一个出口，该三通管件C的进口与气液分离罐S的顶部气相出口端相通；

所述可控工质出罐阀(V3)的进口端与储液罐S底部出口端连接；

所述可控工质出罐阀(V3)的出口端与回热换热器单元(3)的低压管路进口连通；

所述可控低压出罐阀(V5)的进口端连接三通管件C的第二个出口，可控低压出罐阀(V5)的出口端与制冷机低压回路管路连通；

所述的三通管件A的进口端与冷凝冷却器单元(2)的高压制冷剂侧出口端相连；

所述的三通管件B的出口端与回热换热器单元(3)高压制冷剂侧进口端相连；

所述回热换热器单元(3)的低压制冷剂侧进口端与蒸发器单元(5)的出口端相连；所述蒸发器单元(5)进口端与节流单元(4)出口端相连；

所述节流单元(4)进口端与回热换热器单元(3)高压制冷剂侧出口端相连。

2.根据权利要求1所述的混合工质节流制冷机工况浓度控制系统，其特征在于：所述可控主回路阀(V1)、可控旁通进罐阀(V2)、可控低压出罐阀(V5)均为通断电磁阀。

3.根据权利要求1所述的混合工质节流制冷机工况浓度控制系统，其特征在于：所述可控工质出罐阀(V3)为电动或手动无级调节开度的阀门。

4.一种权利要求1所述混合工质节流制冷机工况浓度控制系统的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)启动工况过程：

可控主回路阀(V1)处于开启状态，可控旁通进罐阀(V2)、可控工质出罐阀(V3)和可控低压出罐阀(V5)均处于关闭状态；控制单元(7)根据蒸发器出口温度或者压缩机排气压力参数是否达到设定值，判断是否转向受控降温工况过程；

(2)受控降温工况过程：

2-1)控制单元(7)根据输入蒸发器出口温度或者压缩机排气压力的参数与设定值对比进行判断，如果控制系统处于受控降温工况的高温工况，调节方法如下：可控主回路阀(V1)处于开启状态、可控旁通进罐阀(V2)和可控低压出罐阀(V5)处于关闭状态、可控工质出罐阀(V3)的开度状态由控制单元(7)根据蒸发器出口温度或者压缩机排气压力的参数决定，具体为：

a)回热换热器单元进出口温差小于该进出口温差的设定值，可控工质出罐阀(V3)开度调大；回热换热器单元进出口温差大于该进出口温差的设定值，可控工质出罐阀(V3)开度调小；

b)节流单元(4)进出口温差大于该进出口温差的设定值，可控工质出罐阀(V3)开度调大；节流单元(4)进出口温差小于该进出口温差的设定值，可控工质出罐阀(V3)开度调小；

2-2)控制单元(7)根据输入蒸发器出口温度或者压缩机排气压力的参数对比进行判断，如果控制系统处于受控降温工况的中温工况，调节方法如下：可控旁通进罐阀(V2)处于开启状态，可控主回路阀(V1)和可控低压出罐阀(V5)处于关闭状态，可控工质出罐阀(V3)的开度状态由控制单元(7)根据输入参数定，具体为：

a)回热换热器单元进出口温差小于该进出口温差的设定值，可控工质出罐阀(V3)开度调大；回热换热器单元进出口温差大于该进出口温差的设定值，可控工质出罐阀(V3)开度调小；

b)节流单元(4)进出口温差大于该进出口温差的设定值，可控工质出罐阀(V3)开度调大；节流单元(4)进出口温差小于该进出口温差的设定值，可控工质出罐阀(V3)开度调小；

2-3)控制单元(7)根据输入蒸发器出口温度或者压缩机排气压力参数对比进行判断，如果系统处于受控降温工况的低温工况，调节方法如下：可控主回路阀(V1)处于开启状态，可控旁通进罐阀(V2)处于关闭状态；可控工质出罐阀(V3)和可控低压出罐阀(V5)的开度状态，由控制单元(7)根据蒸发器出口温度或者压缩机排气压力参数决定，具体为：

a)回热换热器单元进出口温差小于该进出口温差的设定值，可控工质出罐阀(V3)开度调大；回热换热器单元进出口温差大于该进出口温差的设定值，可控工质出罐阀(V3)开度调小；

b)节流单元(4)进出口温差大于该进出口温差的设定值，可控工质出罐阀(V3)开度调大；节流单元(4)进出口温差小于该进出口温差的设定值，可控工质出罐阀(V3)开度调小；

c)压缩机吸气压力降至压缩机吸气压力的设定值，可控低压出罐阀(V5)开启；压缩机吸气压力高于压缩机吸气压力的设定值，可控低压出罐阀(V5)关闭；

(3)制冷系统制冷过程:

可控主回路阀(V1)处于开启状态，可控旁通进罐阀(V2)处于关闭状态，可控工质出罐阀(V3)和可控低压出罐阀(V5)均处于关闭状态；

(4)制冷系统受控升温或恒温工况:

可控主回路阀(V1)处于开启状态，可控工质出罐阀(V3)处于关闭状态，可控旁通进罐阀(V2)和可控低压出罐阀(V5)的开启/关闭状态由控制单元(7)根据所需制冷状态确定开启/关闭状态；

压缩机吸气压力降至压缩机吸气压力的设定值，可控旁通进罐阀(V2)和可控低压出罐阀(V5)同时开启；直至压缩机吸气压力高于压缩机吸气压力的设定值，可控旁通进罐阀(V2)和可控低压出罐阀(V5)同时关闭；

(5)制冷系统非受控升温工况:

可控旁通进罐阀(V2)和可控低压出罐阀(V5)处于开启状态；可控主回路阀(V1)和可控工质出罐阀(V3)处于关闭状态。