專利名稱：制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)的運行的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及蒸氣壓縮系統(tǒng)，并且更具體地涉及制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)的運行。
背景技術(shù)：
常規(guī)的蒸氣壓縮系統(tǒng)通常包括壓縮機(jī)、放熱換熱器、吸熱換熱器和膨脹設(shè)備，膨脹設(shè)備一般是相對于工作流體的流動位于吸熱換熱器上游和放熱換熱器下游的膨脹閥。這些基本的系統(tǒng)部件通過根據(jù)已知蒸氣壓縮循環(huán)設(shè)置的閉合回路內(nèi)的工作流體管線互連。在某些蒸氣壓縮系統(tǒng)中，通過將閃蒸槽經(jīng)濟(jì)器裝入放熱換熱器和蒸發(fā)器之間的工作流體回路內(nèi)即可增加容量調(diào)節(jié)能力。在此情況下，離開放熱換熱器的工作流體在進(jìn)入閃蒸槽之前通過經(jīng)濟(jì)器膨脹設(shè)備例如恒溫膨脹閥或電子膨脹閥膨脹，膨脹流體在閃蒸槽內(nèi)分為液體組分和蒸氣組分。蒸氣組分由此被從閃蒸槽引入多級壓縮設(shè)備的壓縮過程的中間壓力級，而液體組分則在進(jìn)入蒸發(fā)器之前被從閃蒸槽引導(dǎo)通過系統(tǒng)的主膨脹閥。根據(jù)在特定應(yīng)用中使用的工作流體的特性，蒸氣壓縮系統(tǒng)可以以亞臨界模式或跨臨界模式運行。在以亞臨界循環(huán)運行的蒸氣壓縮系統(tǒng)中，蒸氣放熱換熱器和吸熱換熱器均在低于工作流體臨界壓力的壓力下運行。因此，在亞臨界模式中，蒸氣放熱換熱器用作工作流體的冷凝器并且吸熱換熱器用作工作流體的蒸發(fā)器。但是，在以跨臨界循環(huán)運行的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)中，蒸氣放熱換熱器是在超過制冷劑臨界壓力的制冷劑溫度和壓力下運行，而吸熱換熱器則是在亞臨界范圍內(nèi)的制冷劑溫度和壓力下運行。因此，在跨臨界模式中，蒸氣放熱換熱器用作工作流體的氣體冷卻器并且吸熱換熱器用作工作流體的蒸發(fā)器。在通常被稱為制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)的用于冷藏應(yīng)用的蒸氣壓縮系統(tǒng)中，工作流體是制冷劑。充有常規(guī)制冷劑的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)通常以亞臨界模式運行，常規(guī)制冷劑例如有碳氟化合物制冷劑，例如但不限于氫氯氟烴(HCFC)譬如R22，以及更常用的氫氟烴(HFC)譬如R134ii，R404A和R407C?！疤烊坏摹敝评鋭├缍趸家部梢杂糜谥评鋭┱魵鈮嚎s系統(tǒng)中以代替HCFC或HFC制冷劑。因為二氧化碳具有低臨界溫度，所以充有二氧化碳作為制冷劑的大多數(shù)制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)被設(shè)計成以跨臨界模式運行。制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)通常被用于調(diào)節(jié)供應(yīng)至住宅、辦公樓、醫(yī)院、學(xué)校、飯店或其他設(shè)施內(nèi)的氣候受控舒適區(qū)域的空氣。制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)也經(jīng)常被用于制冷供應(yīng)至陳列柜、商戶、冷凍柜、冷藏室或商業(yè)機(jī)構(gòu)內(nèi)其他易腐/凍結(jié)產(chǎn)品存儲區(qū)域的空氣。制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)還經(jīng)常在運輸冷藏系統(tǒng)中使用，以用于制冷供應(yīng)至卡車、拖車、集裝箱或通過卡車、鐵路、船舶或聯(lián)運方式運輸易腐/凍結(jié)物品的類似裝置中的溫控貨艙的空氣。
結(jié)合運輸冷藏系統(tǒng)使用的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)通常會由于制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)必須要在寬泛的運行負(fù)荷條件和寬泛的戶外環(huán)境條件運行以將貨艙內(nèi)的產(chǎn)品保持在期望溫度下，而要承受比空調(diào)或商業(yè)冷藏應(yīng)用更為嚴(yán)苛的工作條件。貨物需要被控制處于的期望溫度也可能會根據(jù)保存貨物的性質(zhì)而大范圍地改變。制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)不但必須要具備足夠的容量以將在環(huán)境溫度下裝入貨艙內(nèi)的產(chǎn)品的溫度快速拉低，而且還必須要在運輸期間保持穩(wěn)定的產(chǎn)品溫度時低負(fù)荷地高效運行。另外，運輸用制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)要經(jīng)歷運行模式和停機(jī)模式也就是待機(jī)狀態(tài)之間的循環(huán)。在更加復(fù)雜的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)例如裝有多級壓縮設(shè)備和容量調(diào)節(jié)的那些系統(tǒng)中，通常要提供多個制冷劑流量控制設(shè)備以允許選擇性控制通過制冷劑回路中各條支路的制冷劑流量。在常規(guī)制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)的運行中，慣例是在停機(jī)期間也就是在制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)待機(jī)時將制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)的每一個流量控制設(shè)備都設(shè)置在全關(guān)位置。由于流量控制設(shè)備都全關(guān)，因此制冷劑就有可能被截留在全關(guān)的流量控制設(shè)備之間的制冷劑回路中的隔離空間內(nèi)。如果制冷劑在停機(jī)期間被截留在隔離空間內(nèi)，那么隔離空間內(nèi)的壓力可能就會升高到超過制冷劑在其中駐留的管路、槽或其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計圍阻壓力的水平，特別是在制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)的低壓側(cè)更是如此。如果隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力確實超過了設(shè)計的圍阻壓力，那么在圍阻結(jié)構(gòu)內(nèi)就有可能出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致制冷劑從系統(tǒng)中泄漏。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種用于在關(guān)閉制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)后的停機(jī)時段期間保護(hù)制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)的方法。制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)具有制冷劑主回路，制冷劑主回路具有相對于制冷劑流動位于壓縮設(shè)備下游且相對于制冷劑流動位于主膨脹設(shè)備上游的高壓側(cè)以及相對于制冷劑流動位于主膨脹設(shè)備下游且相對于制冷劑流動位于壓縮設(shè)備上游的低壓側(cè)。所述方法包括以下步驟在停機(jī)期間，只要所述制冷劑回路低壓側(cè)的隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力超出預(yù)定的停機(jī)平衡壓力極限就釋放所述隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力。在一個實施例中，釋放隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力的步驟包括將隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力排放至制冷劑回路以外的環(huán)境壓力。在一個實施例中，釋放隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力的步驟包括將隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力排放至制冷劑回路的其中的制冷劑壓力低于預(yù)定的最高停機(jī)平衡壓力極限的部分低壓側(cè)。在一個實施例中，釋放隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力的步驟包括打開該隔離空間和制冷劑回路的其中的制冷劑壓力低于預(yù)定的最高停機(jī)平衡壓力極限的部分低壓側(cè)之間的流量控制閥。在一個實施例中，釋放隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力的步驟包括在停機(jī)時段期間保持一條遍及制冷劑回路低壓側(cè)的開著的制冷劑流動路徑。提供了一種用于檢測制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑充注水平的方法。制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)具有制冷劑主回路，制冷劑主回路包括制冷劑壓縮設(shè)備、壓縮設(shè)備下游的制冷劑放熱換熱器、制冷劑放熱換熱器下游的制冷劑吸熱換熱器以及設(shè)置在制冷劑放熱換熱器下游和制冷劑吸熱換熱器上游的制冷劑回路內(nèi)的主膨脹設(shè)備。所述方法包括以下步驟在制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)的壓縮機(jī)關(guān)閉后，測量制冷劑平衡壓力和制冷劑平衡溫度；然后根據(jù)測量的制冷劑平衡壓力和測量的平衡溫度確定制冷劑平衡密度是否處于指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)中在適當(dāng)?shù)闹评鋭┏渥⑺綍r的制冷劑密度的預(yù)定參考密度范圍內(nèi)。在一個實施例中，檢測以跨臨界模式運行的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑充注低水平或高水平的步驟包括將測量的平衡壓力和測量的平衡溫度關(guān)聯(lián)至作為制冷劑溫度和制冷劑壓力函數(shù)的期望制冷劑密度的映射表。在一個實施例中，檢測制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑充注水平的步驟包括以下步驟根據(jù)測量的制冷劑平衡壓力和測量的制冷劑平衡溫度計算制冷劑密度；并將算出的制冷劑密度與參考制冷劑密度相比較。在一個實施例中，制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)能夠以跨臨界模式運行或者其中該系統(tǒng)的平衡狀態(tài)在制冷劑的兩相區(qū)域以外。在一個實施例中，壓縮機(jī)在關(guān)閉制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)之后的停機(jī)時段期間關(guān)閉。在一個實施例中，測量的平衡壓力或測量的平衡溫度是(a)在進(jìn)入停機(jī)時段指定時間后確定，(b)在完全平衡之前測量或者(c)通過間接計算相關(guān)的系統(tǒng)導(dǎo)體確定。提供了一種用于檢測制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑充注量的方法，制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)具有制冷劑回路，制冷劑回路包括作為有源部件的制冷劑壓縮設(shè)備、所述壓縮設(shè)備下游的制冷劑放熱換熱器、所述制冷劑放熱換熱器下游的制冷劑吸熱換熱器以及互連制冷劑管線。所述方法包括以下步驟以其中(例如全部)制冷劑在制冷劑回路的有源部件內(nèi)循環(huán)的模式來運行制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)；在運行期間測量制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)中選定運行參數(shù)的值；然后將選定運行參數(shù)的測量值與用于選定運行參數(shù)的指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以適當(dāng)?shù)闹评鋭┏渥⒘窟\行的一組參考值相比較。提供了一種制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，包括制冷劑主回路，制冷劑主回路包括具有第一壓縮級和第二壓縮級的制冷劑壓縮設(shè)備、壓縮設(shè)備下游的制冷劑放熱換熱器、制冷劑放熱換熱器下游的制冷劑吸熱換熱器、設(shè)置在制冷劑放熱換熱器下游和制冷劑吸熱換熱器上游的制冷劑回路內(nèi)的主膨脹設(shè)備以及與制冷劑主回路操作連接的經(jīng)濟(jì)器回路，經(jīng)濟(jì)器回路包括通向壓縮設(shè)備中間壓力級的制冷劑噴射管線以及設(shè)置在制冷劑噴射管線內(nèi)的流量控制閥；還有用于控制制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)運行的控制器。控制器可操作以執(zhí)行一種制冷劑充注量檢測方法。所述制冷劑充注量檢測方法包括以下步驟完全關(guān)閉制冷劑噴射管線內(nèi)的流量控制閥；將閥關(guān)為指定(例如最小)的流通開口 ；運行壓縮設(shè)備同時卸載第一壓縮級；確定存在于制冷劑內(nèi)的過熱量；確定主膨脹閥的開度；確定閥的開度；將確定的過熱量與指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的參考過熱量相比較；將主膨脹閥的開度與指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的主膨脹閥開度相比較；并且將閥的開度與指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的閥開度相比較。在一個實施例中，控制器判定確定的過熱量是高于還是低于指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的參考過熱量。在一個實施例中，控制器判定主膨脹閥的開度是大于還是小于指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的主膨脹閥開度。在一個實施例中，控制器判定閥的開度是大于還是小于指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的閥開度。一種制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，包括制冷劑主回路，制冷劑主回路包括具有第一壓縮級和第二壓縮級的制冷劑壓縮設(shè)備、所述壓縮設(shè)備下游的制冷劑放熱換熱器、所述制冷劑放熱換熱器下游的制冷劑吸熱換熱器、設(shè)置在所述制冷劑放熱換熱器下游和所述制冷劑吸熱換熱器上游的制冷劑回路內(nèi)的主膨脹設(shè)備以及設(shè)置在制冷劑主回路內(nèi)的附加閥，還有用于控制制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)運行的控制器，所述控制器可操作以執(zhí)行一種制冷劑充注量檢測方法，所述方法包括使制冷劑主回路運行至指定狀態(tài)，然后在制冷劑主回路處于指定狀態(tài)時將過熱和閥位與指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的參考值相比較以在至少有一個被比較值與對應(yīng)的參考值不匹配時檢測出異常充注量。


為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，參照以下應(yīng)結(jié)合附圖閱讀的本發(fā)明的詳細(xì)說明來進(jìn)行介紹，在附圖中
圖1是示出了可根據(jù)本發(fā)明運行的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)的第一示范性實施例的示意
圖2是示出了可根據(jù)本發(fā)明運行的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)的第二示范性實施例的示意
圖3是示出了停機(jī)期間的壓力平衡過程的示范性表示的曲線圖。
具體實施例方式首先參照附圖中的圖1和圖2，其中示出了制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10的示范性實施例，其設(shè)計用于借助低臨界點的制冷劑例如但不限于二氧化碳和包含二氧化碳的制冷劑混合物以跨臨界循環(huán)運行。但是，應(yīng)該理解制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10也可以借助較高臨界點的制冷劑例如常規(guī)的氫氯氟烴和氫氟烴制冷劑以亞臨界循環(huán)運行。制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10特別適合在用于制冷卡車、拖車、集裝箱或用于運輸易腐/凍結(jié)貨物的類似裝置中的溫控貨艙200內(nèi)的空氣或其他氣體環(huán)境的運輸冷藏系統(tǒng)中使用。制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10也適合用于調(diào)節(jié)供應(yīng)至住宅、辦公樓、醫(yī)院、學(xué)校、飯店或其他設(shè)施內(nèi)的氣候受控舒適區(qū)域的空氣。制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10還可以用于制冷供應(yīng)至陳列柜、商戶、冷凍柜、冷藏室或商業(yè)機(jī)構(gòu)內(nèi)其他易腐/凍結(jié)產(chǎn)品存儲區(qū)域的空氣。制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10包括多級壓縮設(shè)備20、制冷劑放熱換熱器30、在本文中也被稱作蒸發(fā)器的制冷劑吸熱換熱器50以及主膨脹閥55例如圖1和圖2中所示與蒸發(fā)器50操作連接的電子膨脹閥，并用制冷劑管線2，4和6在制冷劑主回路內(nèi)連接上述部件。如圖1所示，制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10還可以包括在多級壓縮設(shè)備20的中間壓力級和制冷劑回路的吸壓部分之間建立制冷劑流動連通的卸載旁路管線16，吸壓部分構(gòu)成了從蒸發(fā)器50的出口延伸至壓縮設(shè)備20的吸入口的制冷劑管線6。另外，本發(fā)明的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10包括經(jīng)濟(jì)器回路，其具有經(jīng)濟(jì)器設(shè)備40、副膨脹閥45和制冷劑蒸氣噴射管線14。在圖示的實施例中，經(jīng)濟(jì)器回路包括相對于制冷劑流位于制冷劑放熱換熱器30下游且相對于制冷劑流位于制冷劑吸熱換熱器50上游地內(nèi)置在制冷劑主回路的制冷劑管線4內(nèi)的閃蒸槽經(jīng)濟(jì)器40。副膨脹設(shè)備45被內(nèi)置在與經(jīng)濟(jì)器操作連接且位于其上游的制冷劑管線4內(nèi)。副膨脹設(shè)備45可以是膨脹閥例如圖1和圖2中所示的高壓電子膨脹閥。流經(jīng)副膨脹設(shè)備45的制冷劑被膨脹至足以形成蒸氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑混合物的較低壓力。閃蒸槽經(jīng)濟(jì)器40界定出分離腔42，其中液態(tài)制冷劑聚集在分離腔42的下部，而蒸氣態(tài)制冷劑聚集在分離腔42中液體制冷劑以上的部分。
制冷劑蒸氣噴射管線14在閃蒸槽經(jīng)濟(jì)器40中分離腔42的上部和壓縮過程的中間級之間建立制冷劑流動連通。蒸氣噴射流量控制設(shè)備43被內(nèi)置在蒸氣噴射管線14內(nèi)。蒸氣噴射流量控制設(shè)備43可以包括在打開位置和關(guān)閉位置之間可選擇性定位的流量控制閥，在打開位置制冷劑蒸氣流可以流過制冷劑蒸氣噴射管線14，而在關(guān)閉位置則阻止制冷劑蒸氣流通過制冷劑蒸氣噴射管線14。在一個實施例中，蒸氣噴射流量控制閥43包括在第一打開位置和第二關(guān)閉位置之間可選擇性定位類型的雙位電磁閥。制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10還可以包括在制冷劑吸熱換熱器50的出口和通往壓縮設(shè)備20的吸入口之間的某一位置設(shè)置在制冷劑管線6內(nèi)的可選變頻驅(qū)動器(VFD)或可選吸入調(diào)節(jié)閥(SMV) 23。在圖1示出的示范性實施例中，吸入調(diào)節(jié)閥23位于蒸發(fā)器50的出口和壓縮機(jī)卸載旁路管線16與制冷劑管線6相交的交點之間的制冷劑管線6內(nèi)。在一個實施例中，吸入調(diào)節(jié)閥23可以包括脈寬調(diào)制電磁閥。在以跨臨界循環(huán)運行的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)中，制冷劑放熱換熱器30構(gòu)成氣體(制冷劑蒸氣)冷卻器，超臨界的制冷劑以與冷卻介質(zhì)例如但不限于環(huán)境空氣或水成換熱關(guān)系地從中流過，因此在本文中也可以將其稱作氣體冷卻器。在以亞臨界循環(huán)運行的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)中，制冷劑放熱換熱器30可以構(gòu)成制冷劑冷凝換熱器，高溫高壓的制冷劑蒸氣與冷卻介質(zhì)成換熱關(guān)系地從中流過并且被冷凝為液體。在圖示的實施例中，制冷劑放熱換熱器30包括翅片管換熱器32例如翅片和圓管式換熱盤管或者翅片和微流道平管式換熱器，制冷劑與環(huán)境空氣成換熱關(guān)系地從中流過，環(huán)境空氣由與氣體冷卻器30相關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇34抽入通過翅片管換熱器32。無論制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10是以跨臨界循環(huán)工作還是以亞臨界循環(huán)工作，制冷劑吸熱換熱器50都用作蒸發(fā)器，其中制冷劑液體或者制冷劑液體和蒸氣的混合物與待冷卻流體成換熱關(guān)系地流過，待冷卻流體最常見的是從溫控環(huán)境抽取并送回溫控環(huán)境的空氣，溫控環(huán)境例如是冷藏運輸卡車、拖車或集裝箱中的貨艙200，或者是陳列柜、商戶、冷凍柜、冷藏室或商業(yè)機(jī)構(gòu)內(nèi)其他易腐/凍結(jié)產(chǎn)品存儲區(qū)域，或者是住宅、辦公樓、醫(yī)院、學(xué)校、飯店或其他建筑物內(nèi)的氣候受控舒適區(qū)域。在圖示的實施例中，制冷劑吸熱換熱器50包括翅片管換熱器52，制冷劑與空氣成換熱關(guān)系地從中流過，空氣由與蒸發(fā)器50相關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇54抽取并送回冷藏貨艙200。翅片管換熱器52可以包括例如翅片和圓管式換熱盤管或者翅片和微流道平管式換熱器。正如以下將要進(jìn)一步詳細(xì)介紹的那樣，壓縮設(shè)備20用于壓縮制冷劑并使制冷劑通過制冷劑主回路循環(huán)。在圖1示出的實施例中，壓縮設(shè)備20可以包括單臺多級制冷劑壓縮機(jī)例如設(shè)置在制冷劑主回路內(nèi)并且具有第一壓縮級20a和第二壓縮級20b的螺桿式壓縮機(jī)或往復(fù)式壓縮機(jī)。第一和第二壓縮級以串聯(lián)的制冷劑流動關(guān)系設(shè)置，離開第一壓縮級20a的制冷劑直接送至第二壓縮級20b用于進(jìn)一步的壓縮?？蛇x地，壓縮設(shè)備20可以包括一對獨立的壓縮機(jī)20a和20b，通過將第一壓縮機(jī)20a的排出端口與第二壓縮機(jī)20b的吸入端口制冷劑流動連通地連接的制冷劑管線而在制冷劑主回路內(nèi)以串聯(lián)的制冷劑流動關(guān)系相連。在獨立壓縮機(jī)的實施例中，壓縮機(jī)20a和20b可以是渦旋式壓縮機(jī)、螺桿式壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)、旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)或任意其他類型的壓縮機(jī)或這些壓縮機(jī)的任意組合。在圖1示出的實施例中，制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10包括制冷劑旁路管線16以提供從壓縮設(shè)備20的中間壓力級返回壓縮設(shè)備20吸入側(cè)的制冷劑流動通道。卸載閥27被內(nèi)置在旁路管線16內(nèi)。卸載閥27可以選擇性地定位在打開位置和關(guān)閉位置，在打開位置制冷劑可以流動通過旁路管線16，而在關(guān)閉位置則阻止制冷劑流動通過旁路管線16。在圖2示出的示范性實施例中，壓縮設(shè)備20包括渦旋式壓縮機(jī)，具有吸入口 22和排放口 M以及直接開向壓縮機(jī)中壓縮腔的中間壓力級的中間端口 26。在一個實施例中，渦旋式壓縮機(jī)20可以是數(shù)字渦旋式壓縮機(jī)。在圖1示出的實施例中，制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10進(jìn)一步包括制冷劑液體噴射管線18。制冷劑液體噴射管線18在閃蒸槽經(jīng)濟(jì)器40下游和主膨脹閥55上游的位置接入制冷劑管線4內(nèi)并且開向壓縮過程的中間級。因此，制冷劑液體噴射管線18在閃蒸槽經(jīng)濟(jì)器40中分離腔42的下部和壓縮設(shè)備20的中間壓力級之間建立制冷劑流動連通。液體噴射流量控制設(shè)備53被內(nèi)置在制冷劑液體噴射管線18內(nèi)。液體噴射流量控制設(shè)備53可以包括在打開位置和關(guān)閉位置之間可選擇性定位的流量控制閥，在打開位置制冷劑液體流可以流過液體噴射管線18，而在關(guān)閉位置則阻止制冷劑液體流通過制冷劑液體噴射管線18。在一個可選實施例中，制冷劑液體噴射管線18在閃蒸槽經(jīng)濟(jì)器40下游和主膨脹閥55上游的位置接入制冷劑管線4內(nèi)并且開向渦旋式壓縮機(jī)20的吸入口 22。在一個實施例中，液體噴射流量控制閥53包括在第一打開位置和第二關(guān)閉位置之間可選擇性定位這種類型的雙位電磁閥。在圖1示出的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10的示范性實施例中，將制冷劑蒸氣或制冷劑液體噴入壓縮過程的中間壓力級內(nèi)可以通過將制冷劑蒸氣或制冷劑液體噴入從壓縮設(shè)備20的第一壓縮級20a流向第二壓縮級20b的制冷劑內(nèi)實現(xiàn)。在圖2示出的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10的示范性實施例中，將制冷劑蒸氣或制冷劑液體噴入壓縮過程的中間壓力級內(nèi)可以通過將制冷劑蒸氣或制冷劑液體經(jīng)中間壓力端口沈噴入渦旋式壓縮機(jī)20的壓縮腔內(nèi)實現(xiàn)。聚集在閃蒸槽經(jīng)濟(jì)器40下部的液體制冷劑由此流過制冷劑管線4并橫穿相對于制冷劑流位于蒸發(fā)器50上游地內(nèi)置在制冷劑管線4內(nèi)的制冷劑主回路膨脹閥55。隨著該液體制冷劑橫穿第一膨脹設(shè)備陽，在進(jìn)入蒸發(fā)器50之前液體制冷劑將膨脹為較低的壓力和溫度。蒸發(fā)器50構(gòu)成了制冷劑蒸發(fā)換熱器，膨脹的制冷劑與待冷卻空氣成換熱關(guān)系地從中流過，制冷劑因此汽化并且通常都會過熱。正如通常情況下那樣，主膨脹閥55計量通過制冷劑管線4的制冷劑流量以保持離開蒸發(fā)器50的制冷劑蒸氣內(nèi)的期望過熱水平，從而確保在離開蒸發(fā)器的制冷劑中沒有液體存在。離開蒸發(fā)器50的低壓制冷劑蒸氣通過制冷劑管線6返回到圖1所示實施例中的壓縮設(shè)備20的第一壓縮級或第一壓縮機(jī)20a的吸入口，或者返回到圖2所示實施例中的渦旋式壓縮機(jī)20的吸入口 22。在圖2所示的實施例中，制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10包括排放壓力到吸入壓力的換熱器60。換熱器60包括內(nèi)置在制冷劑主回路介于氣體冷卻器40和副膨脹設(shè)備45之間的制冷劑管線4中的第一通道62以及內(nèi)置在主回路位于蒸發(fā)器50下游的制冷劑管線6中并且與第一通道62成換熱關(guān)系設(shè)置的第二通道64。已經(jīng)橫穿過氣體冷卻器30的高壓制冷劑蒸氣與已經(jīng)橫穿過蒸發(fā)器50的吸入壓力制冷劑蒸氣成換熱關(guān)系地流過第一通道62。用這種方式，流過制冷劑管線4的高壓制冷劑蒸氣被進(jìn)一步冷卻，并且流過制冷劑管線6的低壓制冷劑蒸氣因此被加熱。制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10還包括與其操作關(guān)聯(lián)的控制系統(tǒng)用于控制制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10的運行?？刂葡到y(tǒng)包括控制器100，其根據(jù)對制冷負(fù)載要求、環(huán)境條件和各種測量的系統(tǒng)運行參數(shù)的考量來確定用于運行制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10的期望運行模式。正如通常情況下那樣，控制器100還包括與控制器100操作關(guān)聯(lián)并且設(shè)置在遍布系統(tǒng)的選定位置處的各種傳感器，用于通過與控制器操作關(guān)聯(lián)的各種傳感器來監(jiān)測各種運行參數(shù)。作為示例而非限制性地，控制系統(tǒng)可以包括設(shè)置為與閃蒸槽經(jīng)濟(jì)器40操作關(guān)聯(lián)以測量分離腔42內(nèi)壓力的壓力傳感器102，分別用于測量制冷劑吸入溫度和壓力的溫度傳感器103和壓力傳感器104，以及分別用于測量制冷劑排放溫度和壓力的溫度傳感器105和壓力傳感器106。在運輸冷藏應(yīng)用中，制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)還可以包括用于測量從貨艙200返回蒸發(fā)器的空氣溫度的溫度傳感器107，并且還可以包括用于監(jiān)測外界環(huán)境條件例如外界空氣溫度和濕度的傳感器(未示出)。壓力傳感器102，104，106可以是常規(guī)的壓力傳感器例如壓力換能器，且溫度傳感器103，105可以是常規(guī)的溫度傳感器例如熱電偶或熱敏電阻?？刂破?00處理從各個傳感器接收的數(shù)據(jù)并控制壓縮設(shè)備20的運行、與制冷劑放熱換熱器30相關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇34的運行、與蒸發(fā)器50相關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇50的運行、主膨脹設(shè)備55的運行、副膨脹設(shè)備45的運行以及吸入調(diào)節(jié)閥23的運行或變頻驅(qū)動器的運行。控制器100還控制蒸氣噴射閥43和液體噴射閥53的定位。控制器100將蒸氣噴射閥43定位在打開位置用于選擇性地允許制冷劑蒸氣從閃蒸槽經(jīng)濟(jì)器40流動通過制冷劑蒸氣噴射管線14以噴入壓縮過程的中間級。類似地，控制器100將液體噴射閥53定位在打開位置用于選擇性地允許制冷劑液體從閃蒸槽經(jīng)濟(jì)器40流動通過制冷劑液體噴射管線18以噴入壓縮過程的中間壓力級。在圖1的實施例中，控制器100還控制卸載閥27的定位以在需要卸載壓縮設(shè)備20的第一級時選擇性地打開卸載閥27從而旁路制冷劑從壓縮設(shè)備20的中間壓力級經(jīng)過旁路管線16返回到壓縮設(shè)備20的吸入側(cè)。在通常情況下，當(dāng)制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10處于停機(jī)時，也就是當(dāng)壓縮設(shè)備20以及風(fēng)扇44和M均未運行時，控制器100將蒸氣噴射流量控制閥43和液體噴射控制閥53定位在關(guān)閉位置，由此阻止制冷劑從閃蒸槽經(jīng)濟(jì)器40分別流過制冷劑蒸氣噴射管線14和制冷劑液體噴射管線18。另外，控制器100將主膨脹閥55、副膨脹閥45和吸入調(diào)節(jié)閥23中每一個都定位成關(guān)閉。分別與經(jīng)濟(jì)器制冷劑蒸氣噴射管線14和經(jīng)濟(jì)器制冷劑蒸氣噴射管線18操作關(guān)聯(lián)的流量控制閥43和53都必須要設(shè)計為完全密封并阻止所有的經(jīng)過相應(yīng)的管線14和18的制冷劑流。因此，如果設(shè)置在閃蒸槽經(jīng)濟(jì)器40上游的制冷劑管線4內(nèi)的副膨脹設(shè)備45以及設(shè)置在閃蒸槽40下游的制冷劑管線4內(nèi)的主膨脹設(shè)備55完全密封并阻止所有的制冷劑從中流過，那么就會在包括閃蒸槽40、位于主膨脹閥55和副膨脹閥45之間的部分制冷劑管線4以及管線14和18內(nèi)相對于制冷劑流位于流量控制閥43，53上游的相應(yīng)部分在內(nèi)的制冷劑回路內(nèi)形成隔離空間。留存在該隔離空間內(nèi)的任何制冷劑在停機(jī)期間都會被截留。類似地，如果主膨脹設(shè)備55和吸入調(diào)節(jié)設(shè)備23完全密封并阻止所有的制冷劑從中流過，那么就會在包括蒸發(fā)器制冷劑盤管52、處于主膨脹設(shè)備55和蒸發(fā)器制冷劑盤管52的入口之間的部分制冷劑管線4以及處于蒸發(fā)器制冷劑盤管52的出口和吸入調(diào)節(jié)閥23之間的部分制冷劑管線6在內(nèi)的制冷劑回路內(nèi)形成第二隔離空間。留存在該隔離空間內(nèi)的任何制冷劑在停機(jī)期間都會被截留。相對于制冷劑流位于壓縮設(shè)備20的制冷劑排放口下游并且相對于制冷劑流位于副膨脹閥45上游的制冷劑回路部分在本文中被稱作制冷劑回路的高壓側(cè)。在運行期間存在于延伸在壓縮設(shè)備20的制冷劑排放口和副膨脹閥45的入口之間的制冷劑回路部分中的制冷劑運行壓力在本文中被稱作高壓側(cè)運行壓力。相對于制冷劑流位于主膨脹閥55下游并且相對于制冷劑流位于壓縮設(shè)備20的制冷劑吸入口上游的制冷劑回路部分在本文中被稱作制冷劑回路的低壓側(cè)。在運行期間存在于從主膨脹閥陽向下游延伸至壓縮設(shè)備20的制冷劑吸入口的制冷劑回路部分中的制冷劑運行壓力在本文中被稱作低壓側(cè)運行壓力。相對于制冷劑流位于副膨脹閥45下游并且相對于制冷劑流位于副膨脹閥55上游的制冷劑主回路部分以處于低壓側(cè)運行壓力和高壓側(cè)運行壓力之間的范圍內(nèi)的制冷劑運行壓力運行，并且在本文中被稱作中間運行壓力。因此，在關(guān)閉制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10時，氣體冷卻器/冷凝器盤管32內(nèi)的制冷劑處于高壓側(cè)運行壓力下，蒸發(fā)器盤管52內(nèi)的制冷劑處于低壓側(cè)運行壓力下，而閃蒸槽40的分離腔42內(nèi)的制冷劑處于中間運行壓力下。界定制冷劑管線4，6和蒸發(fā)器制冷劑盤管52的管、閃蒸槽40的殼體以及位于制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10低壓側(cè)的任意其他制冷劑圍阻結(jié)構(gòu)都被設(shè)計為在其中容納制冷劑最高至選定的圍阻設(shè)計壓力而不會發(fā)生結(jié)構(gòu)故障和導(dǎo)致的制冷劑從系統(tǒng)中泄漏。在上述的隔離空間內(nèi)，截留在隔離空間中的制冷劑壓力在停機(jī)期間通常都會由于制冷劑溫度的升高而增大。因此，存在隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力超過圍阻設(shè)計壓力的可能。根據(jù)本發(fā)明的一種應(yīng)用，制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10體現(xiàn)了降低或消除在停機(jī)期間的制冷劑壓力超出隔離空間內(nèi)的圍阻設(shè)計壓力的風(fēng)險的一種或多種特征。在制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10的一個實施例中，主膨脹閥55、副膨脹閥45和吸入調(diào)節(jié)閥23或變頻驅(qū)動器均被設(shè)計或操作用于確保在處于閥關(guān)閉位置時存在穿過其中的最小流動通道。最小流動通道的存在可以通過機(jī)械地限制在閥體自身內(nèi)的閥完全關(guān)閉或者通過在處于關(guān)閉位置時提供泄漏通路而得以保證。可選地，最小流動通道可以通過在關(guān)機(jī)時將閥定位在“關(guān)閉”位置時由控制器100將閥設(shè)定在最小流動面積開口而以電子方式保證。如果處于關(guān)閉位置時在每一個閥55，45，23內(nèi)都存在最小流動通道，那么就會存在貫穿制冷劑主回路的連續(xù)的開放制冷劑流動路徑而不會存在任何的隔離空間。因此，如圖3所示，制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10中的制冷劑壓力在停機(jī)期間將自然地平衡到位于關(guān)閉系統(tǒng)時存在的高壓側(cè)運行壓力和低壓側(cè)運行壓力之間的平衡壓力PEQ。類似地，制冷劑溫度將自然地平衡到位于關(guān)閉前的高壓側(cè)制冷劑運行溫度和關(guān)閉前的低壓側(cè)制冷劑運行溫度之間的平衡溫度TEQ。只要制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10低壓側(cè)和中間壓力部分中的制冷劑圍阻部件以超過平衡壓力的圍阻設(shè)計壓力進(jìn)行設(shè)計，即可避免停機(jī)期間由于過壓而損壞的風(fēng)險。在制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10的一個實施例中，第一泄壓閥83被設(shè)置為與閃蒸槽40操作關(guān)聯(lián)，且第二泄壓閥85被設(shè)置為與蒸發(fā)器50的蒸發(fā)器盤管52操作關(guān)聯(lián)。第一泄壓閥83可操作以在閃蒸槽40的分離腔42內(nèi)的壓力超過預(yù)選最大壓力極限時和出現(xiàn)這樣的情況時打開。因此，如果在關(guān)閉閥45，55，43，53時形成的隔離空間內(nèi)并且因此包括閃蒸槽40中的分離腔42內(nèi)截留的制冷劑壓力在停機(jī)期間超過預(yù)選的最大壓力極限，那么第一泄壓閥83就會打開以建立起與分離腔42和壓力匯流體連通的排放通道，制冷劑由此即可從分離腔中排出。隨著制冷劑從分離腔42通過打開的第一泄壓閥83排出，包含分離腔42的隔離空間內(nèi)的壓力就會下降。一旦分離腔42內(nèi)的壓力降至低于最大壓力極限，第一泄壓閥83即可關(guān)閉從而終止進(jìn)一步釋放制冷劑。排放匯可以構(gòu)成內(nèi)部匯，例如圖1中所示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10的低壓部分譬如相對于制冷劑流位于吸入調(diào)節(jié)閥23下游的部分制冷劑管線6，或者是設(shè)置在吸入調(diào)節(jié)閥23下游的制冷劑管線6內(nèi)或與之流體連通的吸入儲液器或其他容器(未示出)?？蛇x地，排放匯可以構(gòu)成外部匯，例如圖2中所示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10的外部大氣。第二泄壓閥85可操作以用于在蒸發(fā)器盤管52內(nèi)的壓力超過預(yù)選最大壓力極限時和出現(xiàn)這樣的情況時打開。因此，如果在閥23和55關(guān)閉時形成的隔離空間內(nèi)并且因此包括蒸發(fā)器盤管52內(nèi)截留的制冷劑壓力在停機(jī)期間超過預(yù)選的最大壓力限制，那么第二泄壓閥85就會打開以建立起與蒸發(fā)器盤管52和壓力匯流體連通的排放通道，制冷劑由此即可從蒸發(fā)器盤管52中排出。隨著制冷劑從蒸發(fā)器盤管52通過打開的泄壓閥85排出，包含蒸發(fā)器盤管52的隔離空間內(nèi)的壓力就會下降。一旦蒸發(fā)器盤管52內(nèi)的壓力降至低于最大壓力極限，泄壓閥85即可關(guān)閉從而終止進(jìn)一步釋放制冷劑。排放匯可以構(gòu)成內(nèi)部匯，例如圖1中所示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10的低壓部分譬如相對于制冷劑流位于吸入調(diào)節(jié)閥23下游的部分制冷劑管線6，或者是設(shè)置在吸入調(diào)節(jié)閥23下游的制冷劑管線6內(nèi)或與之流體連通的吸入儲液器(未示出)或其他容器(未示出)?？蛇x地，排放匯可以構(gòu)成外部匯，例如圖2中所示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10的外部大氣。制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10被充注也就是填充預(yù)定總量的制冷劑以在系統(tǒng)內(nèi)提供在大多數(shù)預(yù)期運行條件下都足夠的制冷劑。由于通過制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)的制冷劑回路循環(huán)的制冷劑量會隨著系統(tǒng)經(jīng)歷的運行條件而改變，因此制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)要被充入比某些運行條件下的實際需求更多的制冷劑。所以通常要在制冷劑回路內(nèi)設(shè)置緩沖容器用于容納過量的制冷劑也就是超出用于當(dāng)前主要運行條件的循環(huán)制冷劑量的制冷劑。在圖1和圖2示出的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10的示范性實施例中，閃蒸槽40用作存儲制冷劑的緩沖容器。在未裝備位于主膨脹設(shè)備和副膨脹設(shè)備之間的閃蒸槽40的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)中，位于蒸發(fā)器盤管52出口下游的制冷劑管線6內(nèi)的吸入儲液器(未示出)可以被設(shè)置作為存儲制冷劑的緩沖容器。如果泄壓閥83，85在異常條件下從系統(tǒng)中釋放制冷劑或者制冷劑以其他方式從系統(tǒng)中泄漏，那么制冷劑充注量就可能會下降至低于在通常會遇到的運行條件期間需求的制冷劑充注量的水平?？蛇x地，在制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10維護(hù)期間，可能會錯誤地加入一定量的制冷劑或充注量，從而使系統(tǒng)過載或者包含過多的制冷劑。在一個實施例中，控制器100具有檢測制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10是否被錯誤充注(例如充注量不足)的能力。根據(jù)一種這樣做的方法，控制器100使用在停機(jī)期間平衡時測量的制冷劑壓力和溫度來檢測制冷劑充注水平是否為低或高。控制器100可以使用測量的制冷劑平衡壓力和測量的制冷劑平衡溫度來計算停機(jī)時的制冷劑密度并隨后將算出的停機(jī)密度與預(yù)定的參考密度水平相比較。參考密度計算為制冷劑總充注量除以制冷劑回路管線與可用于存儲制冷劑的部件的總?cè)萘?，它表示正常充注的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10的停機(jī)密度。例如，如果算出的停機(jī)密度低于預(yù)定的參考制冷劑密度水平，那么系統(tǒng)就是充注量不足。在一個實施例中，制冷劑充注量在其處于正常充注量范圍內(nèi)是即為正確或正常。如果要在停機(jī)期間使用蒸發(fā)器除霜加熱器加熱蒸發(fā)器盤管52內(nèi)的制冷劑時進(jìn)行測量，那么使用的制冷劑溫度測量值應(yīng)該充分遠(yuǎn)離熱源地獲取，例如在放熱換熱器30的放熱處或者在壓縮設(shè)備20的排放口處獲取。盡管本文中介紹的用于確定制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)制冷劑充注水平的示范性實施例是參照關(guān)閉之后的停機(jī)時段進(jìn)行介紹，但是本申請的實施例也可以進(jìn)一步應(yīng)用于壓縮機(jī)(例如壓縮機(jī)20)的非運行的時段。另外，根據(jù)本申請的實施例，測量的平衡壓力和/或測量的平衡溫度可以在系統(tǒng)完全平衡之前就加以確定或近似。例如，測量的平衡壓力可以在壓縮機(jī)關(guān)閉之后的指定時間時或者在遠(yuǎn)早于系統(tǒng)平衡時就被確定。在一個實施例中，測量的平衡溫度可以通過測量系統(tǒng)內(nèi)的另一種可測溫度例如高壓側(cè)與測量的平衡溫度具有已知關(guān)系或相關(guān)性的選定溫度(譬如冷凝器出口的液體制冷劑溫度)。而且，測量的平衡溫度可以利用與根據(jù)經(jīng)驗確定的可測溫度的關(guān)系來估算。除了明確計算停機(jī)時的制冷劑密度以外，控制器100還可以通過將測量的制冷劑平衡壓力和溫度值與一組預(yù)先編程的指示正常充注系統(tǒng)的相關(guān)超臨界制冷劑壓力和對應(yīng)的系統(tǒng)溫度值相比較來確定制冷劑的充注狀態(tài)。表示正常充注系統(tǒng)的這組相關(guān)超臨界制冷劑壓力和對應(yīng)的系統(tǒng)制冷劑溫度值可以被預(yù)先編程寫入控制器100的存儲器內(nèi)作為映射表。無論在密度計算實施例中還是在映射表實施例中，該方法均可在并且只有在平衡狀態(tài)處于兩相區(qū)域以外時或者平衡壓力超過制冷劑的鄰接壓力時方能在跨臨界的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)中被采用?？刂破?00可以執(zhí)行該充注量檢測方法作為啟動前的測試或者關(guān)機(jī)后的測試。根據(jù)另一種方法，控制器100使用選定的系統(tǒng)運行特征作為存在異常的制冷劑低充注或高充注的指示。為了實施該方法，控制器100用這樣的方式來運行制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)20 促使留在系統(tǒng)緩沖容器即閃蒸槽40或儲液器(未示出)或類似設(shè)備內(nèi)存儲的制冷劑通過制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)中的有源部件例如制冷劑放熱換熱器30或制冷劑吸熱換熱器(蒸發(fā)器)50回到循環(huán)中。將存儲的制冷劑從緩沖容器輸送到制冷劑回路的有源部件內(nèi)例如可以通過以下方式實現(xiàn)提高來自壓縮設(shè)備20的制冷劑排放壓力；例如通過激活蒸發(fā)器除霜加熱器來提高蒸發(fā)器50內(nèi)的制冷劑壓力；增加經(jīng)過制冷劑放熱換熱器30的空氣流量；例如通過操作吸入調(diào)節(jié)閥23 (或者調(diào)節(jié)變頻驅(qū)動器)來降低制冷劑的流速；降低壓縮機(jī)的頻率；卸載壓縮設(shè)備20的第一級20a ；或者如果壓縮設(shè)備20是數(shù)字渦旋式壓縮機(jī)或類似能夠脈沖驅(qū)動的壓縮機(jī)那就調(diào)制壓縮設(shè)備20。當(dāng)系統(tǒng)以這樣的模式運行時，控制器100將選定的測量系統(tǒng)運行特征與表示可比較的正常充注系統(tǒng)以類似模式運行的那些選定特征的值相比較。如果測量值小于表示的值，那么系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑充注量就為低，表示制冷劑有損失。例如，控制器100可以選擇一種或多種下述的系統(tǒng)特征作為用于實施公開的充注水平檢測過程的選定特征蒸發(fā)器排出或吸入制冷劑的過熱量，換熱器30，50中任一處的制冷劑壓力和過冷度；壓縮機(jī)排放溫度；穿過制冷劑放熱換熱器30的散熱流體溫差或穿過制冷劑吸熱換熱器50的熱源流體的溫差；或者各種閥例如但不限于蒸發(fā)器膨脹閥陽或吸入調(diào)節(jié)閥23(或變頻驅(qū)動器)的運行位置。在一個實施例中，控制器100可以切換為將制冷劑從制冷劑緩沖設(shè)備驅(qū)動至系統(tǒng)同時監(jiān)測緩沖設(shè)備的模式(例如運行狀態(tài))。在切換后(或者在以設(shè)定狀態(tài)運行時)緩沖設(shè)備中還有制冷劑時，制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10就是被過量充注制冷劑。可選地，如果控制器在完成切換(例如運行狀態(tài))之前就確定緩沖設(shè)備中沒有制冷劑，那么系統(tǒng)10就是充注制冷劑不足。另外，在模式切換完成時(或者在以設(shè)定狀態(tài)運行時)，并且緩沖設(shè)備已空，控制器100可以監(jiān)測系統(tǒng)10的系統(tǒng)特征例如(譬如在蒸發(fā)器出口處的)過熱，并且如果過熱值高于(低于)預(yù)期，那么即可確定系統(tǒng)10的制冷劑充注量不足(或過剩)。
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在檢測包括經(jīng)濟(jì)器回路例如圖1和圖2中所示閃蒸槽經(jīng)濟(jì)器回路的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10內(nèi)的充注水平的該方法的一個示范性實施例中，控制器100首先關(guān)閉經(jīng)濟(jì)器蒸氣制冷劑噴射管線閥43和經(jīng)濟(jì)器液體制冷劑管線閥53。在經(jīng)濟(jì)器制冷劑噴射管線14，18關(guān)閉后，控制器100運行壓縮設(shè)備20以提高制冷劑排放壓力并減小吸入調(diào)節(jié)閥23的開度(或者調(diào)節(jié)變頻驅(qū)動器)。如有必要，制冷劑排放壓力可以升高至最大的可允許排放壓力極限。吸入調(diào)節(jié)閥23的開度可以被減小至最小開度，在最小開度下吸入壓力為最小的可允許吸入壓力極限?？刂破?00還打開旁路閥27以通過制冷劑管線16卸載壓縮設(shè)備20的第一級20a。控制器100也操作與換熱器30相關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇34以及與換熱器50相關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇M。控制器100還可以可選地操作蒸發(fā)器除霜加熱器(未示出)。通過以上述方式運行系統(tǒng)100，控制器100即可確定在蒸發(fā)器50的出口或壓縮設(shè)備20的第一壓縮級20a的吸入口之一處或其附近的制冷劑中存在的過熱量?？刂破?00還確定蒸發(fā)器膨脹閥陽以及吸入調(diào)節(jié)閥23的開度。控制器100將這些確定的特征與表示完全充注的可比制冷系統(tǒng)的對應(yīng)特征相比較?？梢源_定低水平或高水平的制冷劑充注。如果確定的過熱度高于表示正常充注系統(tǒng)的過熱度，和/或蒸發(fā)器膨脹閥55或吸入調(diào)節(jié)閥23中任一個的確定開度(或變頻驅(qū)動器的調(diào)節(jié)量)大于表示正常充注系統(tǒng)的值，那么就表示低水平的制冷劑充注。如本文中所述，在一個實施例中，運輸冷藏單元例如制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10可以以指定的構(gòu)造或者使用指定的狀態(tài)運行。然后，可以測量實際構(gòu)造或?qū)嶋H狀態(tài)并與預(yù)期值相比較；并且根據(jù)本文中介紹的示范性實施例，如果至少一個測量值偏離了預(yù)期值，那么系統(tǒng)就沒有被正常充注(例如充注量過多或過少)。例如，一個或多個閥、一個或多個風(fēng)扇、壓縮機(jī)出口、氣體冷卻器出口和/或蒸發(fā)器或類似設(shè)備可以被設(shè)定為在已知狀態(tài)下運行，然后測量系統(tǒng)的特征(例如制冷劑的過熱)并與期望值相比較?？蛇x地，系統(tǒng)可以被驅(qū)動至指定的特征水平(例如制冷劑的過熱)，并且隨后即可將得到的構(gòu)造(例如閥位)與指示正常充注系統(tǒng)的值相比較。本文中所用術(shù)語是為了進(jìn)行說明而并不是加以限制。本文中公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解讀為限制性的，而僅僅是作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員實施本發(fā)明的基礎(chǔ)。盡管已經(jīng)參照如附圖所示的示范性實施例具體圖解和介紹了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識到可以進(jìn)行各種修改而并不背離本發(fā)明的實質(zhì)和保護(hù)范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該意識到可以用等價形式來代替參照本文公開的示范性實施例介紹的各種元素而并不背離本發(fā)明的保護(hù)范圍。例如，盡管制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10在本文介紹的示范性實施例中被示出為具有閃蒸式經(jīng)濟(jì)器，但是應(yīng)該理解經(jīng)濟(jì)器回路可以裝入制冷劑對制冷劑的換熱器經(jīng)濟(jì)器來代替閃蒸槽40。在這樣的情況下，離開制冷劑放熱換熱器30的一部分制冷劑將從流過制冷劑管線4的制冷劑主流中轉(zhuǎn)移并隨后流過副膨脹設(shè)備45。膨脹的制冷劑隨后可以設(shè)置為與制冷劑主流成換熱關(guān)系以被加熱從而形成流過制冷劑蒸氣噴射管線14進(jìn)入壓縮設(shè)備20的中間壓力級內(nèi)的中間壓力蒸氣。因此，應(yīng)該理解本公開并不局限于公開的一個或多個特定實施例，而且本公開應(yīng)該包括落入所附權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)的所有實施例。而且，盡管已經(jīng)介紹了多個具體的實施例，但是應(yīng)該理解參照每一個具體實施例介紹的特征和應(yīng)用均可在具體闡述的每一個其他的實施例中使用。例如，在使用一張附圖介紹的單獨實施例中描述并且在其中使用的特征或者參照圖1介紹的特征均可在利用圖2介紹的實施例中使用。
權(quán)利要求
1.一種用于在關(guān)閉制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)后的停機(jī)時段期間保護(hù)制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)的方法，制冷劑主回路包括制冷劑壓縮設(shè)備、所述壓縮設(shè)備下游的制冷劑放熱換熱器、所述制冷劑放熱換熱器下游的制冷劑吸熱換熱器以及設(shè)置在所述制冷劑放熱換熱器下游和所述制冷劑吸熱換熱器上游的制冷劑回路內(nèi)的主膨脹設(shè)備；所述制冷劑主回路具有相對于制冷劑流位于主膨脹設(shè)備上游的高壓側(cè)以及相對于制冷劑流位于主膨脹設(shè)備下游的低壓側(cè)；所述方法包括以下步驟在停機(jī)期間，只要所述制冷劑回路低壓側(cè)的隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力超出預(yù)定的停機(jī)平衡壓力極限就釋放所述隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的用于保護(hù)制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)的方法，其中釋放所述隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力的步驟包括將所述隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力排放至所述制冷劑回路以外的外界壓力。
3.如權(quán)利要求1所述的用于保護(hù)制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)的方法，其中釋放所述隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力的步驟包括將所述隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力排放至所述制冷劑回路的低壓側(cè)的其中具有的制冷劑壓力低于預(yù)定的最高停機(jī)平衡壓力極限的一部分。
4.如權(quán)利要求1所述的用于保護(hù)制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)的方法，其中釋放所述隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力的步驟包括打開所述隔離空間和所述制冷劑回路的低壓側(cè)的其中具有的制冷劑壓力低于預(yù)定的最高停機(jī)平衡壓力極限的一部分之間的流量控制閥。
5.如權(quán)利要求1所述的用于保護(hù)制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)的方法，其中釋放所述隔離空間內(nèi)的制冷劑壓力的步驟包括在停機(jī)時段期間保持一條遍及所述制冷劑回路低壓側(cè)的開放的制冷劑流動路徑。
6.一種用于檢測制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑充注水平的方法，制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)具有制冷劑主回路，制冷劑主回路包括制冷劑壓縮設(shè)備、所述壓縮設(shè)備下游的制冷劑放熱換熱器、所述制冷劑放熱換熱器下游的制冷劑吸熱換熱器以及設(shè)置在所述制冷劑放熱換熱器下游和所述制冷劑吸熱換熱器上游的制冷劑回路內(nèi)的主膨脹設(shè)備；所述方法包括以下步驟在制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)的壓縮機(jī)關(guān)閉后，測量制冷劑平衡壓力和制冷劑平衡溫度；然后根據(jù)測量的制冷劑平衡壓力和測量的平衡溫度確定制冷劑平衡密度是否處于指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)中在制冷劑充注水平正常時的制冷劑密度的預(yù)定參考密度范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的用于檢測制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑充注水平的方法，其中檢測以跨臨界模式運行的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑充注水平的步驟包括將測量的平衡壓力和測量的平衡溫度關(guān)聯(lián)至作為制冷劑溫度和制冷劑壓力函數(shù)的期望制冷劑密度的映射表。
8.如權(quán)利要求6所述的用于檢測制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑充注水平的方法，其中檢測以跨臨界模式運行的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑充注水平的步驟包括以下步驟根據(jù)測量的制冷劑平衡壓力和測量的制冷劑平衡溫度計算制冷劑密度；并且將算出的制冷劑密度與參考制冷劑密度相比較。
9.如權(quán)利要求6所述的用于檢測制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑充注水平的方法，其中制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)能夠以跨臨界模式運行或者其中該系統(tǒng)的平衡狀態(tài)在制冷劑的兩相區(qū)域以外。
10.如權(quán)利要求6所述的用于檢測制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑充注水平的方法，其中壓縮機(jī)在關(guān)閉制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)之后的停機(jī)時段期間關(guān)閉。
11.如權(quán)利要求6所述的用于檢測制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑充注水平的方法，其中測量的平衡壓力或測量的平衡溫度是(a)在進(jìn)入停機(jī)時段指定時間時確定，(b)在完全平衡之前測量或者(c)通過間接計算相關(guān)的系統(tǒng)導(dǎo)體確定。
12.一種用于檢測制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑充注量的方法，制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)具有制冷劑回路，制冷劑回路包括作為有源部件的制冷劑壓縮設(shè)備、所述壓縮設(shè)備下游的制冷劑放熱換熱器、所述制冷劑放熱換熱器下游的制冷劑吸熱換熱器以及互連的制冷劑管線，所述方法包括以下步驟以其中制冷劑在制冷劑回路的有源部件內(nèi)循環(huán)的模式來運行制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)；在運行期間測量制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)中選定運行參數(shù)的值；并且將選定運行參數(shù)的測量值與用于選定運行參數(shù)的指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的一組參考值相比較。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中如果至少一個選定運行參數(shù)的測量值不是至少約等于用于所述至少一個選定運行參數(shù)的參考值，那么就檢測出制冷劑的充注量低。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，運行制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，其中基本全部的制冷劑都在制冷劑回路的有源部件內(nèi)循環(huán)。
15.一種制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，包括制冷劑主回路，制冷劑主回路包括具有第一壓縮級和第二壓縮級的制冷劑壓縮設(shè)備、所述壓縮設(shè)備下游的制冷劑放熱換熱器、所述制冷劑放熱換熱器下游的制冷劑吸熱換熱器、設(shè)置在所述制冷劑放熱換熱器下游和所述制冷劑吸熱換熱器上游的制冷劑回路內(nèi)的主膨脹設(shè)備以及設(shè)置在所述制冷劑吸熱換熱器下游和壓縮設(shè)備吸入口上游的制冷劑回路內(nèi)的吸入調(diào)節(jié)閥；與制冷劑主回路操作連接的經(jīng)濟(jì)器回路，經(jīng)濟(jì)器回路包括開向壓縮設(shè)備中間壓力級的制冷劑噴射管線和設(shè)置在制冷劑噴射管線內(nèi)的流量控制閥；以及用于控制制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)運行的控制器，所述控制器可操作以用于執(zhí)行一種制冷劑充注量檢測方法，該方法包括以下步驟完全關(guān)閉制冷劑噴射管線內(nèi)的流量控制閥；將吸入調(diào)節(jié)閥關(guān)為最小的流動開口；運行壓縮設(shè)備同時卸載第一壓縮級；確定存在于制冷劑內(nèi)的過熱量；確定主膨脹閥的開度；確定吸入調(diào)節(jié)閥的開度；將確定的過熱量與指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的參考過熱量相比較；將主膨脹閥的開度與指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的主膨脹閥開度相比較；并且將吸入調(diào)節(jié)閥的開度與指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的吸入調(diào)節(jié)閥開度相比較。
16.如權(quán)利要求15所述的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，其中經(jīng)濟(jì)器設(shè)備包括閃蒸槽經(jīng)濟(jì)器。
17.如權(quán)利要求15所述的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，其中所述控制器判定確定的過熱量是否高于指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的參考過熱量。
18.如權(quán)利要求15所述的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，其中所述控制器判定主膨脹閥的開度是否大于指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的主膨脹閥開度。
19.如權(quán)利要求15所述的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，其中所述控制器判定吸入調(diào)節(jié)閥的開度是否大于指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的吸入調(diào)節(jié)閥開度。
20.一種制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，包括制冷劑主回路，制冷劑主回路包括具有第一壓縮級和第二壓縮級的制冷劑壓縮設(shè)備、所述壓縮設(shè)備下游的制冷劑放熱換熱器、所述制冷劑放熱換熱器下游的制冷劑吸熱換熱器、設(shè)置在所述制冷劑放熱換熱器下游和所述制冷劑吸熱換熱器上游的制冷劑回路內(nèi)的主膨脹設(shè)備以及設(shè)置在制冷劑主回路內(nèi)的附加閥；與制冷劑主回路操作連接的經(jīng)濟(jì)器回路，經(jīng)濟(jì)器回路包括開向壓縮設(shè)備中間壓力級的制冷劑噴射管線和設(shè)置在制冷劑噴射管線內(nèi)的流量控制閥；以及用于控制制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)運行的控制器，所述控制器可操作以用于執(zhí)行一種制冷劑充注量檢測方法，該方法包括以下步驟使制冷劑主回路運行至指定狀態(tài)；然后在制冷劑主回路處于指定狀態(tài)時將過熱和閥位與指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的參考值相比較；然后在至少有一個被比較值與對應(yīng)的參考值不匹配時檢測出異常充注量。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，包括完全關(guān)閉制冷劑噴射管線內(nèi)的流量控制閥；使壓縮設(shè)備運行至指定狀態(tài)同時卸載第一壓縮級；確定存在于制冷劑內(nèi)的過熱量；確定主膨脹閥和附加閥的開度；然后在主膨脹閥和附加閥的開度分別都指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行時，將確定的過熱量與指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的參考過熱量相比較，或者在確定的制冷劑過熱量是指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的參考過熱量時，將主膨脹閥的開度與指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的主膨脹閥開度相比較或者將附加閥的開度與指示制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)以正常的制冷劑充注量運行的附加閥開度相比較。
全文摘要
提供了一種用于在關(guān)閉制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)后的停機(jī)時段期間保護(hù)制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)的方法。提供了一種用于檢測以跨臨界模式運行的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑低充注水平的方法。提供了一種制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，其中包括可操作以用于執(zhí)行一種制冷劑充注量檢測方法的控制器。
文檔編號F25B45/00GK102575886SQ201080047650
公開日2012年7月11日 申請日期2010年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者H-J.赫夫, L.Y.柳, M.S.羅杰斯, S.杜賴薩米, Z.阿斯普羅夫斯基, 李健雨 申請人:開利公司