專利名稱：致冷劑循環(huán)中的改進(jìn)潤(rùn)滑劑回流方案的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于改進(jìn)潤(rùn)滑劑流、具體來說是從致冷劑循環(huán)中各種位置回到壓縮機(jī)的潤(rùn)滑劑的回流、以便防止對(duì)壓縮機(jī)的潤(rùn)滑劑的不充分供應(yīng)的方案。致冷劑循環(huán)通常包括用于壓縮致冷劑并且把該致冷劑向下傳送給冷凝器的壓縮機(jī)。致冷劑從冷凝器傳遞到使致冷劑膨脹的膨脹裝置。致冷劑從膨脹裝置移動(dòng)到蒸發(fā)器。蒸發(fā)器是通常改變要調(diào)節(jié)的環(huán)境中的溫度的熱交換器。離開蒸發(fā)器，致冷劑在回流到壓縮機(jī)之前可通過調(diào)制管。蒸發(fā)器往往在已經(jīng)通過致冷劑循環(huán)時(shí)收集致冷劑和潤(rùn)滑劑。潤(rùn)滑劑在壓縮機(jī)中通常是潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)部件必需的。但是，當(dāng)潤(rùn)滑劑被傳送到壓縮機(jī)時(shí)，它往往隨致冷劑被帶走，并且通過致冷劑循環(huán)。雖然特別提到蒸發(fā)器，但是油可能積聚在其它位置，并且本發(fā)明幫助從這些其它位置回收油。蒸發(fā)器中的條件通常使?jié)櫥瑒╇x開致冷劑，并且剩余部分在蒸發(fā)器中被收集。在某個(gè)點(diǎn)，在壓縮機(jī)中可能存在潤(rùn)滑劑的不充分供應(yīng)，這是不希望的。蒸發(fā)器中的持油性還可能不利地影響蒸發(fā)器中的傳熱，從而降低單元的效率和容量，這也是不希望的。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)公開實(shí)施例中，確定了多個(gè)方案，它們?cè)诳刂破鳈z測(cè)到可能造成潤(rùn)滑劑的不充分供應(yīng)的條件時(shí)開始起作用。所檢測(cè)的條件優(yōu)選地是致冷劑排出壓力。當(dāng)然，也可檢測(cè)其它條件、比如吸入壓力等。一個(gè)主要方案是定期關(guān)閉在冷凝器上送風(fēng)的風(fēng)扇。這將增強(qiáng)致冷劑壓力。隨著致冷劑壓力增加，潤(rùn)滑劑保留在蒸發(fā)器中的可能性降低。
控制器監(jiān)測(cè)冷凝器風(fēng)扇的這種停止是否有效地改變可能表明即將到來的潤(rùn)滑劑短缺的條件。如果該條件繼續(xù)保持一段時(shí)間，則執(zhí)行第二方案。在一個(gè)實(shí)施例中，第二方案包括開啟與蒸發(fā)器相關(guān)的加熱元件。這增加蒸發(fā)器上的負(fù)荷，并確保通過蒸發(fā)器的致冷劑質(zhì)量流量增加。
增加質(zhì)量流量往往會(huì)帶走更多潤(rùn)滑劑，并且把該潤(rùn)滑劑帶回到壓縮機(jī)。此外，通過蒸發(fā)器的增加的質(zhì)量流量確保致冷劑的溫度變化在蒸發(fā)器中較小。這降低了致冷劑從潤(rùn)滑劑/致冷劑混合物中汽化的可能性，使得更多潤(rùn)滑劑回流到壓縮機(jī)。
在第三方案中，如果前兩個(gè)方案沒有對(duì)糾正該問題起作用，則促使吸入調(diào)制管(SMV)打開并允許到壓縮機(jī)的致冷劑的增加的質(zhì)量流量。這同樣確保潤(rùn)滑劑不太可能停留在蒸發(fā)器中。
當(dāng)然，所公開的順序可改變，以及糾正步驟以其它任何順序來進(jìn)行。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提出一種方法來確保潤(rùn)滑劑回流到壓縮機(jī)，即使在用于向控制器提供排出壓力信息的換能器出故障時(shí)。如果換能器不再提供有效信號(hào)，則在某些條件下可采用如上所述的各種方案。
通過以下對(duì)當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)清楚本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)。詳細(xì)說明所附的附圖可作如下簡(jiǎn)要描述。
附圖簡(jiǎn)介

圖1說明標(biāo)準(zhǔn)致冷劑循環(huán)。
圖2是用于操作圖1的致冷劑循環(huán)的流程圖。
圖3是本發(fā)明的第二方面的流程圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明 致冷劑循環(huán)20在圖1中表示為具有壓縮致冷劑并把致冷劑傳送到下游冷凝器24的壓縮機(jī)22。風(fēng)扇25在冷凝器24上方吹風(fēng)。冷凝器通常是戶外熱交換器。
離開冷凝器24，致冷劑傳到膨脹裝置26，并且從膨脹裝置26傳到蒸發(fā)器28。蒸發(fā)器是室內(nèi)熱交換器。如圖所示，風(fēng)扇30在蒸發(fā)器上方吹風(fēng)，以及那個(gè)空氣通常被傳送到要調(diào)節(jié)的環(huán)境中。同樣如圖示意所示，加熱元件32與蒸發(fā)器相關(guān)聯(lián)。這些加熱元件已經(jīng)設(shè)置到某些先有技術(shù)的蒸發(fā)器中來融化在蒸發(fā)器上可能積聚的冰。
吸入調(diào)制管34設(shè)置在蒸發(fā)器的下游以及壓縮機(jī)22的上游。吸入調(diào)制管能夠調(diào)制到達(dá)壓縮機(jī)22的致冷劑的吸入壓力，并且也是一種已知組件。
控制器35與循環(huán)20相關(guān)聯(lián)，并操作風(fēng)扇25、加熱線圈32和吸入調(diào)制管34。此外，如圖所示，排出壓力換能器(DPT)23設(shè)置在壓縮機(jī)22的下游。這個(gè)換能器提供表明離開壓縮機(jī)的致冷劑排出壓力的信號(hào)。
如圖所示，節(jié)能器熱交換器32結(jié)合到致冷劑循環(huán)20中。分支管線和節(jié)能器膨脹裝置33使通過管線40回流到壓縮機(jī)22的壓縮循環(huán)的中間點(diǎn)的致冷劑的一部分膨脹。大家知道，向下傳遞到主要膨脹裝置26的致冷劑的主流通過這個(gè)節(jié)能器循環(huán)進(jìn)行再冷卻。又如圖所示，減荷器管線31有選擇地把已經(jīng)在壓縮機(jī)22中壓縮的致冷劑回送到壓縮機(jī)的吸入管線。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，這個(gè)減荷器管線可與致冷劑回流管線40結(jié)合。更為復(fù)雜以及不太復(fù)雜的致冷劑系統(tǒng)將受益于本申請(qǐng)的理論。
如上所述，在某些條件下，通過熱交換器的潤(rùn)滑油流(蒸發(fā)器熱交換器通常會(huì)保留大部分油，但是在冷凝器熱交換器以及可能存在的節(jié)能器熱交換器和與系統(tǒng)熱交換器的任一個(gè)關(guān)聯(lián)的相鄰管道中也可能發(fā)生油的某種停滯)可能變?yōu)椴怀浞?，其中過多的油保留在系統(tǒng)中。這可能引起回到壓縮機(jī)22的油的不充分供應(yīng)和/或不利地影響熱交換器線圈傳熱，從而降低致冷劑循環(huán)的工作效率和容量。因此，圖2中表示一種至少定期確保潤(rùn)滑劑回流到壓縮機(jī)的控制算法的流程圖。
如圖2所示，一旦開始冷卻循環(huán)，則保留某個(gè)延遲，以便允許系統(tǒng)調(diào)節(jié)到穩(wěn)態(tài)。在圖2所示的實(shí)施例中，設(shè)置了十五秒延遲。但是，如同圖2和圖3的流程圖中所提供的所有數(shù)字信息一樣，這只是一個(gè)實(shí)例。其它時(shí)間段將處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)，如同到圖2或圖3所示的值的任一個(gè)的其它數(shù)值一樣。
一旦經(jīng)過了該延遲，控制轉(zhuǎn)到IF框，它詢問DPT是否小于特定壓力。如果DPT小于這個(gè)預(yù)定壓力，以及如果冷凝器風(fēng)扇25已經(jīng)開啟了一定的時(shí)間段，則確定有不充分的潤(rùn)滑劑回到壓縮機(jī)22的潛在可能性。
如果冷凝器風(fēng)扇25尚未開啟一定的時(shí)間段，或者如果DPT高于預(yù)定壓力(即對(duì)于任一情況為“否”)，則系統(tǒng)只是返回到穩(wěn)態(tài)監(jiān)測(cè)。
但是，如果對(duì)于兩種問題的回答都為“是”，則算法繼續(xù)到關(guān)閉冷凝器風(fēng)扇25的步驟。然后，控制轉(zhuǎn)到另一個(gè)IF框，它定期詢問DPT是否增加到高于另一個(gè)值，在這里表示為明顯高于初始IF框中的預(yù)定值。只要壓力沒有重新增加到這個(gè)更高的數(shù)值，則控制保持循環(huán)。一旦DPT增加到這個(gè)數(shù)值，則冷凝器風(fēng)扇重新開啟。通過關(guān)閉冷凝器風(fēng)扇，排出壓力應(yīng)當(dāng)增加。通過克服潤(rùn)滑劑本身之間以及潤(rùn)滑劑與蒸發(fā)器材料之間的摩擦阻力，這種增加的壓力確保使?jié)櫥瑒╇x開蒸發(fā)器。還提供了增加溶解度(使更多致冷劑進(jìn)入潤(rùn)滑劑)以及減小粘度(致冷劑/潤(rùn)滑劑混合物被“稀釋”)的好處。
如圖2進(jìn)一步所示，第二個(gè)IF框的回答也被回送到其它控制環(huán)。如果冷凝器風(fēng)扇在一段時(shí)間保持關(guān)閉，則控制轉(zhuǎn)到具有詢問DPT是否低于另一個(gè)壓力(優(yōu)選地遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于控制方案A中詢問的壓力的任一個(gè))以及冷凝器風(fēng)扇是否已經(jīng)關(guān)閉了一定的時(shí)間段的IF框的第二控制方案B。如果對(duì)任一個(gè)問題的回答為“否”，則控制保持循環(huán)。另一方面，如果對(duì)兩個(gè)問題的回答都為“是”，則蒸發(fā)器上的加熱器32被開啟。這提供了增加必須由蒸發(fā)器28吸收的熱負(fù)荷、因而增加通過蒸發(fā)器的致冷劑的質(zhì)量流量的好處。這將確保潤(rùn)滑劑回到壓縮機(jī)。另外，通過增加質(zhì)量流量，蒸發(fā)器中每單位的致冷劑的溫度變化被減小。通過減小溫度變化量來降低從致冷劑/潤(rùn)滑劑混合物中汽化致冷劑的可能性，因而確保更多潤(rùn)滑劑回到壓縮機(jī)。
在加熱器開啟之后，系統(tǒng)轉(zhuǎn)到詢問DPT是否增加到預(yù)定等級(jí)。只要DPT仍然沒有達(dá)到那個(gè)等級(jí)，則循環(huán)將繼續(xù)。一旦DPT已經(jīng)達(dá)到那個(gè)等級(jí)，加熱器32又被關(guān)閉，以及系統(tǒng)將轉(zhuǎn)到初始IF框。
同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的一種方法可包括第三控制方案C。如果DPT小于預(yù)定值，并且加熱器已經(jīng)開啟一段時(shí)間，并且冷凝器風(fēng)扇已經(jīng)關(guān)閉一段時(shí)間，則吸入調(diào)制管在預(yù)定時(shí)間段被打開到較大的開口。這將確保傳遞到壓縮機(jī)的致冷劑的量增加，并且還增加離開蒸發(fā)器的致冷劑的量。增加通過蒸發(fā)器的致冷劑流量又增加致冷劑/潤(rùn)滑劑比，因而增加溶解度并減小粘度。隨著致冷劑/潤(rùn)滑劑混合物被“稀釋”(粘度降低)以及自由流動(dòng)區(qū)的增加，作為增大SMV開口的結(jié)果，潤(rùn)滑劑從蒸發(fā)器中被清除而回到壓縮機(jī)箱。
因此，本發(fā)明提供一種監(jiān)測(cè)致冷劑循環(huán)20的工作并且在條件表明回流不充分潤(rùn)滑劑的可能性的情況下轉(zhuǎn)到采取可能增加回到壓縮機(jī)的潤(rùn)滑劑流量的步驟的方法。
應(yīng)當(dāng)理解，其它操作順序?qū)⒙淙氡景l(fā)明的范圍之內(nèi)。也就是說，三個(gè)方案A、B和C可按照任何順序來使用，其中方案B或C最初被使用，其次使用其它兩個(gè)中的任一個(gè)，然后再使用第三個(gè)。當(dāng)然，對(duì)于每個(gè)所選順序，可能不需要使用全部三個(gè)方案，因?yàn)榛赜蛦栴}可能僅通過采用一個(gè)或兩個(gè)方案得到解決。
圖3說明用于在DPT傳感器23出故障的情況下把潤(rùn)滑劑提供給壓縮機(jī)的另一個(gè)流程圖。只要DPT傳感器被看作有效的，則進(jìn)行圖2的流程圖的常規(guī)操作。當(dāng)然，存在許多監(jiān)測(cè)傳感器反饋以確定信號(hào)是否有效的已知方式。本發(fā)明沒有擴(kuò)展到如何進(jìn)行確定。此外，本發(fā)明的這個(gè)方面將擴(kuò)展到其它受監(jiān)測(cè)條件。
如果信號(hào)看起來無效，則控制詢問環(huán)境溫度是否處于兩個(gè)預(yù)設(shè)量之間。如果回答為“是”，則SMV轉(zhuǎn)到每個(gè)時(shí)間段的特定分鐘數(shù)的預(yù)定打開量。冷凝器風(fēng)扇保持開啟。
如果環(huán)境溫度不在那個(gè)第一范圍之間，則控制詢問環(huán)境溫度是否處于第二較低范圍之間。如果回答為“是”，則冷凝器風(fēng)扇被關(guān)閉。另一方面，如果溫度甚至低于那個(gè)第二范圍，則冷凝器風(fēng)扇被關(guān)閉，以及SMV轉(zhuǎn)到預(yù)定打開量。
這種方法是要提供一種即使排出壓力換能器不再起作用、也確保潤(rùn)滑劑將被回送到壓縮機(jī)的相當(dāng)“可靠”的方法。
雖然已經(jīng)公開本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)知道，這種方法的各種修改將落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。為此，應(yīng)當(dāng)研究以下權(quán)利要求來確定本發(fā)明的真實(shí)范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)測(cè)致冷劑循環(huán)的工作的方法，包括以下步驟(a)監(jiān)測(cè)表明不充分的潤(rùn)滑劑流量的條件；以及(b)如果步驟(a)的所述監(jiān)測(cè)表明存在不充分的潤(rùn)滑劑流量，則采取預(yù)防措施。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)包括監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)下游的排出壓力的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，預(yù)防步驟包括關(guān)閉與冷凝器熱交換器相關(guān)聯(lián)的冷凝器風(fēng)扇。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，一旦冷凝器風(fēng)扇已經(jīng)關(guān)閉，條件繼續(xù)被監(jiān)測(cè)，以及冷凝器風(fēng)扇保持關(guān)閉，直到條件改變?yōu)楸砻髦吕鋭┭h(huán)轉(zhuǎn)到不太可能存在不充分的潤(rùn)滑劑流量的條件為止。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還為第二預(yù)防措施提供所述監(jiān)測(cè)條件，如果條件在冷凝器風(fēng)扇已經(jīng)關(guān)閉之后的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)沒有改變，則采取所述第二預(yù)防措施，以及所述第二預(yù)防措施包括在已經(jīng)關(guān)閉所述冷凝器風(fēng)扇預(yù)定時(shí)間段也沒有充分改變條件的情況下開啟與蒸發(fā)器相關(guān)聯(lián)的加熱器。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，一旦加熱器已經(jīng)開啟，條件繼續(xù)被監(jiān)測(cè)，以及加熱器保持開啟，直到條件改變?yōu)楸砻髦吕鋭┭h(huán)轉(zhuǎn)到不太可能存在不充分的潤(rùn)滑劑流量的條件為止。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，第三預(yù)防措施在關(guān)閉所述冷凝器風(fēng)扇并且開啟所述加熱器也沒有充分改變所述條件的情況下控制吸入調(diào)制管。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用于向控制器提供條件的傳感器被監(jiān)測(cè)，如果所述傳感器看起來無效，則采取第二控制環(huán)以確保充分的潤(rùn)滑劑流量，而與所述致冷劑循環(huán)中的任何條件無關(guān)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二控制環(huán)查看環(huán)境溫度，并且根據(jù)環(huán)境溫度來選擇用于確保充分的潤(rùn)滑劑流量的具體方案。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，第一環(huán)境溫度范圍查看環(huán)境溫度是否處于較高范圍，并且在環(huán)境溫度處于這個(gè)范圍之內(nèi)的情況下控制吸入調(diào)制管，如果環(huán)境溫度低于這個(gè)范圍，則控制器關(guān)閉冷凝器風(fēng)扇。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，依次采取三個(gè)或三個(gè)以下預(yù)防措施，其中所述預(yù)防措施包括關(guān)閉冷凝器風(fēng)扇、開啟與蒸發(fā)器相關(guān)聯(lián)的加熱器以及控制吸入調(diào)制管的開口。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，作為第一糾正措施來采取開啟所述加熱器。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，作為第一糾正措施來采取所述吸入調(diào)制管的控制。
14.一種致冷劑循環(huán)，包括壓縮機(jī)，把致冷劑傳送到冷凝器，所述冷凝器具有用于在所述冷凝器上方吹風(fēng)的風(fēng)扇，所述致冷劑從所述冷凝器傳送到下游的膨脹裝置，以及所述致冷劑從所述膨脹裝置傳送到蒸發(fā)器，致冷劑通過調(diào)制管從所述蒸發(fā)器回送到壓縮機(jī)；以及用于控制所述致冷劑循環(huán)的控制器，所述控制器監(jiān)測(cè)所述致冷劑循環(huán)內(nèi)的條件，并確定條件是否表明不充分的潤(rùn)滑劑流量，所述控制器在所述條件表明不充分的潤(rùn)滑劑流量時(shí)采取糾正措施。
15.如權(quán)利要求14所述的致冷劑循環(huán)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)包括監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)下游的排出壓力的步驟。
16.如權(quán)利要求15所述的致冷劑循環(huán)，其特征在于，所述預(yù)防步驟包括關(guān)閉與冷凝器熱交換器相關(guān)聯(lián)的冷凝器風(fēng)扇。
17.如權(quán)利要求16所述的致冷劑循環(huán)，其特征在于，一旦冷凝器風(fēng)扇已經(jīng)關(guān)閉，條件繼續(xù)被監(jiān)測(cè)，以及冷凝器風(fēng)扇保持關(guān)閉，直到條件改變?yōu)楸砻髦吕鋭┭h(huán)轉(zhuǎn)到不太可能存在不充分的潤(rùn)滑劑流量的條件為止。
18.如權(quán)利要求16所述的致冷劑循環(huán)，其特征在于，還為第二預(yù)防措施提供所述監(jiān)測(cè)條件，所述第二預(yù)防措施詢問條件在冷凝器風(fēng)扇已經(jīng)關(guān)閉之后的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)是否已經(jīng)改變，以及所述第二預(yù)防措施包括在已經(jīng)關(guān)閉所述冷凝器風(fēng)扇預(yù)定時(shí)間段也沒有充分改變條件的情況下開啟與蒸發(fā)器相關(guān)聯(lián)的加熱器。
19.如權(quán)利要求18所述的致冷劑循環(huán)，其特征在于，一旦加熱器已經(jīng)開啟，條件繼續(xù)被監(jiān)測(cè)，以及加熱器保持開啟，直到條件改變?yōu)楸砻髦吕鋭┭h(huán)轉(zhuǎn)到不太可能存在不充分的潤(rùn)滑劑流量的條件為止。
20.如權(quán)利要求19所述的致冷劑循環(huán)，其特征在于，第三預(yù)防措施在關(guān)閉所述冷凝器風(fēng)扇并且開啟所述加熱器沒有充分改變所述條件的情況下控制吸入調(diào)制管。
21.如權(quán)利要求14所述的致冷劑循環(huán)，其特征在于，用于向控制器提供條件的傳感器被監(jiān)測(cè)，以及如果所述傳感器看起來無效，則采取第二控制環(huán)以確保潤(rùn)滑劑流量，而與所述致冷劑循環(huán)內(nèi)的任何條件無關(guān)。
22.如權(quán)利要求21所述的致冷劑循環(huán)，其特征在于，所述第二控制環(huán)查看環(huán)境溫度，并且根據(jù)環(huán)境溫度來選擇用于確保潤(rùn)滑劑流量的具體方案。
23.如權(quán)利要求20所述的致冷劑循環(huán)，其特征在于，第一環(huán)境溫度范圍查看環(huán)境溫度是否處于較高范圍，并且在環(huán)境溫度處于這個(gè)范圍之內(nèi)的情況下控制吸入調(diào)制管，如果環(huán)境溫度低于這個(gè)范圍，則控制器關(guān)閉冷凝器風(fēng)扇。
24.如權(quán)利要求14所述的致冷劑循環(huán)，其特征在于，所述糾正措施包括關(guān)閉冷凝器風(fēng)扇、開啟與所述蒸發(fā)器相關(guān)聯(lián)的加熱器以及控制吸入調(diào)制管。
25.如權(quán)利要求24所述的致冷劑循環(huán)，其特征在于，所述加熱器的所述開啟作為第一糾正措施被采取，而另外兩個(gè)糾正措施隨后依次被采取。
26.如權(quán)利要求24所述的致冷劑循環(huán)，其特征在于，所述吸入調(diào)制管的所述控制作為第一糾正措施被采取，而所述糾正措施中的另外兩個(gè)隨后依次被采取。
全文摘要
致冷劑循環(huán)(20)具有壓縮送往下游冷凝器(24)的致冷劑的壓縮機(jī)(22)。風(fēng)扇(25)在冷凝器(24)上方送風(fēng)。冷凝器通常是戶外熱交換器。離開冷凝器(24)，致冷劑傳到膨脹裝置(26)，并且從膨脹裝置(26)傳到蒸發(fā)器(28)。蒸發(fā)器是室內(nèi)熱交換器。
文檔編號(hào)G06F19/00GK1969281SQ200580020355
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月24日
發(fā)明者J·D·斯卡切拉, A·利夫森 申請(qǐng)人:開利公司