CN108626920A - 制冷***的压力卸载及回收回路、二氧化碳制冷***及其控制方法 - Google Patents

制冷***的压力卸载及回收回路、二氧化碳制冷***及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种压力卸载及回收回路、二氧化碳制冷***及其控制方法。该压力卸载及回收回路包括：储气罐，其用于储存气相二氧化碳；卸压流路，连接所述储气罐与关联的二氧化碳制冷***，其用于将所述二氧化碳制冷***中的气相二氧化碳排放至所述储气罐中；回收流路，连接所述储气罐与关联的二氧化碳制冷***，且其上设置驱动装置；所述回收流路用于在所述驱动装置的驱动下将所述储气罐中的气相二氧化碳回收至所述二氧化碳制冷***中。

Description

制冷***的压力卸载及回收回路、二氧化碳制冷***及其控 制方法
技术领域
本发明涉及制冷领域，更具体而言，其涉及制冷***的压力卸载及回收回路、应用该回路的二氧化碳制冷***与压力卸载及回收控制方法。
背景技术
目前，二氧化碳制冷***因其独特的性质而应用于多种类型的制冷应用中。然而，对于此类制冷***，其在运行状态或停止状态中均容易发生过压状态，也即***压力值超出预设压力值。为解决此类过压问题，本领域中已提出若干技术方案。
例如，在二氧化碳制冷***中引入卸压阀或卸压罐，从而在发生过压状态时将部分二氧化碳制冷剂经由卸压阀排出至大气中，或排入卸压罐内以便进行后续处理。此种设计在一定程度上缓解了二氧化碳制冷***的过压问题。然而，其一方面对环境不友好；另一方面，由于***中的部分二氧化碳被排出，这将影响到***在正常运行状态下的制冷能力，因而需要维护人员不断地执行制冷剂再充注动作，这将增加维护成本。
再如，对于二氧化碳制冷***在停机状态下的过压问题，可以额外设置冷凝机组，其将在***停机后对其注入冷量，进而防止其发生二氧化碳过压问题。然而，其将增加额外的机组成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够卸载及回收二氧化碳制冷剂的压力卸载及回收回路。
本发明的另一目的在于提供一种能够卸载及回收二氧化碳制冷剂的二氧化碳制冷***。
本发明的再一目的在于提供一种能够卸载及回收二氧化碳制冷剂的二氧化碳制冷***的控制方法。
为实现本发明的目的，根据本发明的一个方面，提供一种压力卸载及回收回路，其包括：储气罐，其用于储存气相二氧化碳；卸压流路，连接所述储气罐与关联的二氧化碳制冷***，其用于将所述二氧化碳制冷***中的气相二氧化碳排放至所述储气罐中；回收流路，连接所述储气罐与关联的二氧化碳制冷***，且其上设置驱动装置；所述回收流路用于在所述驱动装置的驱动下将所述储气罐中的气相二氧化碳回收至所述二氧化碳制冷***中。
为实现本发明的另一目的，根据本发明的另一方面，还提供一种二氧化碳制冷***，其包括：制冷回路，其包括：通过管路连接的压缩机、冷凝器、节流元件及蒸发器，其中所述压缩机的下游至所述节流元件的上游形成所述制冷回路的高压侧流路，且所述节流元件的下游至所述压缩机的上游形成所述制冷回路的低压侧流路；以及压力卸载及回收回路，其包括：储气罐，其用于储存气相二氧化碳；卸压流路，连接所述储气罐及所述制冷回路，其用于将所述制冷回路中的气相二氧化碳排放至所述储气罐中；回收流路，连接所述储气罐及所述制冷回路，且其上设置驱动装置；所述回收流路用于在所述驱动装置的驱动下将所述储气罐中的气相二氧化碳回收至所述制冷回路中。
为实现本发明的另一目的，根据本发明的再一方面，还提供一种用于如前所述二氧化碳制冷***的控制方法，其特征在于，包括，压力卸载控制步骤S100，其包括：开启步骤S110，在高压侧流路压力不小于第一预设压力时，和/或所述低压侧流路压力不小于第三预设压力时，导通卸压流路；关闭步骤S120，在高压侧流路压力不大于第二预设压力时，和/或所述低压侧流路压力不大于第四预设压力时，断开卸压流路；保持步骤S130，在高压侧流路压力小于第一预设压力且大于第二预设压力时，和/或在低压侧流路压力小于第三预设压力且大于第四预设压力时，保持卸压流路当前的通断状态；和/或制冷剂回收控制步骤S200，其包括：S210，当制冷回路的压缩机运行时，在储气罐压力不小于第五预设压力时，运行所述回收流路中的驱动装置；S220，在储气罐压力不大于第六预设压力时，停止所述回收流路中的驱动装置；S230，在储气罐压力小于第六预设压力且大于第五预设压力时，保持驱动装置当前的工作状态。S240，当制冷回路的压缩机停止运行时，停止所述回收流路中的驱动装置。
附图说明
图1是本发明的二氧化碳制冷***的***流路示意图。
具体实施方式】
参见图1，其示出了一种二氧化碳制冷***，该***包括用于提供冷量的制冷回路200以及用于提供卸压及二氧化碳回收的压力卸载及回收回路100。
其中，制冷回路200包括：通过管路连接的压缩机210、冷凝器220、节流元件230及蒸发器240，且压缩机210的下游至节流元件230的上游形成制冷回路的高压侧流路，且节流元件230的下游至压缩机210的上游形成制冷回路的低压侧流路。上文所述为一种较为常见的制冷回路200，二氧化碳制冷剂经由压缩机210压缩后进入冷凝器220散热并冷凝，随后经过节流元件230节流降压，并最终进入蒸发器240吸热制冷。
此外，压力卸载及回收回路100包括：储气罐110，其用于储存气相二氧化碳；卸压流路120，连接储气罐110及制冷回路，其用于将制冷回路中的气相二氧化碳排放至储气罐110中；回收流路130，连接储气罐110及制冷回路，且其上设置回收压缩机131；回收流路130用于在回收压缩机131的驱动下将储气罐110中的气相二氧化碳回收至制冷回路中。
根据前述实施例中的二氧化碳制冷***，在***运行或停机状态下发生制冷剂过压时，均可将制冷回路200中的过压制冷剂经由卸压流路120导入压力卸载及回收回路100中的储气罐110内，并在***正常后通过回收压缩机131的驱动将制冷剂回收至制冷回路200中。由此既避免了制冷剂过压现象，又解决了需要不断再充注制冷剂的问题，平衡了对维护成本与***运行稳定性的考虑。
如下将针对压力卸载及回收回路100与制冷回路200之间的连接点进行详细说明。
具体而言，卸压流路120连接储气罐110及制冷回路的高压侧流路；且/或卸压流路120连接储气罐110及制冷回路的低压侧流路。这是因为对于同一二氧化碳制冷***的高压侧流路及低压侧流路具有不同的过压判断标准。此种布置，可以实现在高压侧过压时对高压侧流路进行卸压，而在低压侧过压时对低压侧流路进行卸压，此种调节方式更具针对性。更具体而言，卸压流路120的高压侧卸压接入点125可连接在储气罐110及制冷回路的冷凝器220与节流元件230之间的流路上；或者，作为另一实施方式，卸压流路120的高压侧卸压接入点125可连接在在储气罐110及制冷回路的冷凝器220与压缩机210之间的流路上；且/或卸压流路120的低压侧卸压接入点126可连接在储气罐110及制冷回路的蒸发器240与压缩机210之间的流路上；或者，作为另一实施方式，卸压流路120的低压侧卸压接入点126可连接在储气罐110及制冷回路的蒸发器240与节流元件230之间的流路上。
类似地，回收流路130连接储气罐110及制冷回路的低压侧流路，以便在***恢复正常压力状态后，将排出的二氧化碳制冷剂重新回收至制冷回路中，以免***因为制冷剂量不足而影响***制冷能力。此时，将制冷剂经由低压侧流路导入，一方面可减小导入***时受到的阻力，另一方面也可以使制冷剂直接进入压缩机而参与新一轮的工作循环。更具体而言，回收流路130的回收接入点133连接在储气罐110及制冷回路的蒸发器240与压缩机210之间的流路上。
可选地，当制冷回路200还包括布置在蒸发器240与压缩机210之间的气液分离器250时，回收流路130连接储气罐110及制冷回路的蒸发器240与气液分离器250之间的流路。
此外，如下将进一步阐述该***涉及的部分零部件的可能的改进。
例如，回收流路130可以是连接储气罐110及制冷回路的压缩机210的吸气口之间的流路。
再如，卸压流路120上可以设置用于控制流路通断的电磁阀。当卸压流路120包括高压侧卸压支路121及低压侧卸压支路122时，此处描述的电磁阀分别对应于高压侧卸压电磁阀123及低压侧卸压电磁阀124。
再如，回收流路130上可以设置用于防止回流的止回阀132。另外，回收流路130上的回收压缩机131也可为其它能够为气体增压的驱动装置。
根据前述实施例的教导可知，其中涉及到压力卸载及回收回路100同样可以适用于其它类型的二氧化碳制冷***，只要其中也存在解决二氧化碳过压问题的需要即可。此外，压力卸载及回收回路100中的卸压流路120及回收流路130与关联二氧化碳制冷***的接入点也可以参照前述实施例。也即，卸压流路120接入二氧化碳制冷***的高压侧流路或低压侧流路，而回收流路130接入二氧化碳制冷***的低压侧流路。
此外，在此还提供一种所述二氧化碳制冷***的控制方法，其可选地能够适用于前述实施例。该方法包括用于在***过压时进行卸载的压力卸载控制步骤S100以及用于在***正常运行后对卸载制冷剂进行回收的制冷剂回收控制步骤S200。其中压力卸载控制步骤S100包括：开启步骤S110，在高压侧流路压力不小于第一预设压力时，和/或所述低压侧流路压力不小于第三预设压力时，表明高压侧流路和/或低压侧流路中的压力已经超出正常运行范围，此时应导通卸压流路；关闭步骤S120，在高压侧流路压力不大于第二预设压力时，和/或所述低压侧流路压力不大于第四预设压力时，表明高压侧流路和/或低压侧流路中的压力已经回落至正常运行范围内，此时应断开卸压流路；保持步骤S130，在高压侧流路压力小于第一预设压力且大于第二预设压力时，和/或在低压侧流路压力小于第三预设压力且大于第四预设压力时，表明高压侧流路和/或低压侧流路中的压力处于调控过程中，此时应保持卸压流路当前的通断状态；和/或制冷剂回收控制步骤S200，其包括：步骤S210，当制冷回路的压缩机运行时，在储气罐压力不小于第五预设压力时，表明储气罐内的二氧化碳制冷剂存量很高，此时应运行所述回收流路中的驱动装置；步骤S220，在储气罐压力不大于第六预设压力时，表明储气罐内的二氧化碳制冷剂存量已经很低，无需继续回收，此时应停止所述回收流路中的驱动装置；步骤S230，在储气罐压力大于第六预设压力且小于第五预设压力时，表明储气罐内的二氧化碳制冷剂存量处于调控过程中，此时应保持驱动装置当前的工作状态。当制冷回路的压缩机停止运行时，***停止工作，此时无需回收制冷剂，应执行步骤S240，停止所述回收流路中的驱动装置。
如下将结合前述实施例来进一步描述该二氧化碳制冷***的工作过程。参见图1，在***正常运行时，制冷剂经由压缩机210压缩后进入冷凝器220冷凝散热，随后在节流元件230处节流降压后，进入蒸发器240内蒸发吸热，为应用环境提供冷量，且随后在气液分离器中进行干燥，并进入压缩机210开始新一轮的循环。
在此工作循环过程中，若发生高压侧流路压力（例如冷凝器220处的压力）大于或等于第一预设压力时，表明制冷***的高压侧流路存在过压状况，应开启高压侧卸压电磁阀123；此时，部分高压制冷剂从高压侧卸压接入点125经由导通的高压侧卸压支路121流入储气罐110中暂存。当短暂开启高压侧卸压电磁阀123后，高压侧流路压力很容易便会降至第一预设压力以下，此时立即关闭高压侧卸压电磁阀123显然是不合理的，这将导致高压侧流路压力一直在第一预设压力附近徘徊，而无法真正达到降压的效果。因此，在高压侧流路压力降至第一预设压力以下后，继续保持开启高压侧卸压电磁阀123，直至高压侧流路压力降至小于或等于第二预设压力值，此时制冷***的过压状况得到真正地调控，可以关闭高压侧卸压电磁阀123。反之，在高压侧流路压力大于第二预设压力值，依然使高压侧卸压电磁阀123保持为关闭状态，直至其继续上升至大于第一预设压力值，方才重新开启高压侧卸压电磁阀123，重复以上工作循环。
类似地，若发生低压侧流路压力（例如蒸发器240处的压力）大于或等于第三预设压力时，表明制冷***的低压侧流路存在过压状况，应开启低压侧卸压电磁阀124；此时，部分低压制冷剂从低压侧卸压接入点126经由导通的低压侧卸压支路122流入储气罐110中暂存。当短暂开启低压侧卸压电磁阀124后，低压侧流路压力很容易便会降至第三预设压力以下，此时立即关闭低压侧卸压电磁阀124同样是不合理的，这将导致低压侧流路压力一直在第三预设压力附近徘徊，而无法真正达到降压的效果。因此，在低压侧流路压力降至第三预设压力以下后，继续保持开启低压侧卸压电磁阀124，直至低压侧流路压力降至小于或等于第四预设压力值，此时制冷***的过压状况得到真正地调控，可以关闭低压侧卸压电磁阀124。反之，在低压侧流路压力大于第四预设压力值，依然使低压侧卸压电磁阀124保持为关闭状态，直至其继续上升至大于第三预设压力值，方才重新开启低压侧卸压电磁阀124，重复以上工作循环。
通过前述过程能够有效解决在制冷***过压时对其进行卸压。然而，卸压会导致***内的工作制冷剂存量减少。因此，在***处于正常工作状态时，还应将这些卸载的制冷剂回收至原制冷***中。
在***的过压状况得到控制后，卸压可以继续正常运转或者停止工作。当***正常运转，也即制冷回路的压缩机运行时，如果储气罐110内的压力不小于第五预设压力，运行回收流路130中的回收压缩机131，此时储存在储气罐110中的制冷剂经由回收流路130从回收接入点133流入制冷回路200中，并重新参与制冷工作循环。
当短暂开启回收压缩机131后，储气罐110内的压力很容易便会降至第五预设压力以下，此时立即停止回收压缩机131显然是不合理的，这将导致制冷剂并未充分进入到制冷回路200中参与制冷。因此，在储气罐110内的压力降至第五预设压力以下后，继续保持开启回收压缩机131，直至储气罐110内的压力降至小于或等于第六预设压力值，此时储气罐110内的制冷剂基本上都被回收至制冷回路200中，可以停止回收压缩机131。反之，在储气罐110内的压力大于第六预设压力值，依然使回收压缩机131保持为停止状态，直至其继续上升至大于第五预设压力值，方才重新运行回收压缩机131，重复以上工作循环。
若***停止工作，也即制冷回路200的压缩机停止运行时，此时无需回收制冷剂，应直接停止回收流路130中的回收压缩机131。
以上例子主要说明了本发明的压力卸载及回收回路、二氧化碳制冷***及其控制方法。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (19)

1.一种用于制冷***的压力卸载及回收回路，其特征在于，包括：
储气罐，其用于储存制冷剂；
卸压流路，连接所述储气罐与所述制冷***，其用于将所述制冷***中的制冷剂排放至所述储气罐中；
回收流路，连接所述储气罐与所述制冷***，且设置驱动装置；所述回收流路用于在所述驱动装置的驱动下将所述储气罐中的制冷剂回收至所述制冷***中。
2.根据权利要求1所述的压力卸载及回收回路，其特征在于，所述卸压流路连接所述储气罐及所述制冷***的高压侧流路；且/或所述卸压流路连接所述储气罐及所述制冷***的低压侧流路。
3.根据权利要求2所述的压力卸载及回收回路，其特征在于，所述卸压流路连接所述储气罐及所述制冷***的冷凝器与节流元件之间的流路；或者所述卸压流路连接所述储气罐及所述制冷***的冷凝器与压缩机之间的流路。
4.根据权利要求2所述的压力卸载及回收回路，其特征在于，所述卸压流路连接所述储气罐及所述制冷***的蒸发器与压缩机之间的流路；或者所述卸压流路连接所述储气罐及所述制冷***的蒸发器与节流元件之间的流路。
5.根据权利要求1所述的压力卸载及回收回路，其特征在于，所述回收流路连接所述储气罐及所述制冷***的低压侧流路。
6.根据权利要求5所述的压力卸载及回收回路，其特征在于，所述回收流路连接所述储气罐及所述制冷***的蒸发器与压缩机之间的流路。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的压力卸载及回收回路，其特征在于，所述卸压流路上设置用于控制流路通断的电磁阀。
8.根据权利要求1至6任意一项所述的压力卸载及回收回路，其特征在于，所述回收流路上设置用于防止回流的止回阀。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的压力卸载及回收回路，其特征在于，其特征在于，所述制冷***是二氧化碳制冷***。
10.一种二氧化碳制冷***，其特征在于，包括：
制冷回路，其包括：通过管路连接的压缩机、冷凝器、节流元件及蒸发器，其中所述压缩机的下游至所述节流元件的上游形成所述制冷回路的高压侧流路，且所述节流元件的下游至所述压缩机的上游形成所述制冷回路的低压侧流路；以及
压力卸载及回收回路，其包括：
储气罐，其用于储存气相二氧化碳；
卸压流路，连接所述储气罐及所述制冷回路，其用于将所述制冷回路中的气相二氧化碳排放至所述储气罐中；
回收流路，连接所述储气罐及所述制冷回路，且设置驱动装置；所述回收流路用于在所述驱动装置的驱动下将所述储气罐中的气相二氧化碳回收至所述制冷回路中。
11.根据权利要求10所述的二氧化碳制冷***，其特征在于，所述卸压流路连接所述储气罐及所述制冷回路的高压侧流路；且/或所述卸压流路连接所述储气罐及所述制冷回路的低压侧流路。
12.根据权利要求11所述的二氧化碳制冷***，其特征在于，所述卸压流路连接所述储气罐及所述制冷回路的冷凝器与节流元件之间的流路；或者所述卸压流路连接所述储气罐及所述制冷回路的冷凝器与压缩机之间的流路。
13.根据权利要求11所述的二氧化碳制冷***，其特征在于，所述卸压流路连接所述储气罐及所述制冷回路的蒸发器与压缩机之间的流路；所述卸压流路连接所述储气罐及所述制冷回路的蒸发器与节流元件之间的流路。
14.根据权利要求10所述的二氧化碳制冷***，其特征在于，所述回收流路连接所述储气罐及所述制冷回路的低压侧流路。
15.根据权利要求14所述的二氧化碳制冷***，其特征在于，所述回收流路连接所述储气罐及所述制冷回路的蒸发器与压缩机之间的流路。
16.根据权利要求10所述的二氧化碳制冷***，其特征在于，所述制冷回路还包括布置在所述蒸发器与所述压缩机之间的气液分离器；所述回收流路连接所述储气罐及所述制冷回路的蒸发器与气液分离器之间的流路。
17.根据权利要求10至16任意一项所述的二氧化碳制冷***，其特征在于，所述卸压流路上设置用于控制流路通断的电磁阀。
18.根据权利要求10至16任意一项所述的二氧化碳制冷***，其特征在于，所述回收流路上设置用于防止回流的止回阀。
19.一种用于如权利要求10至18任意一项所述二氧化碳制冷***的控制方法，其特征在于，包括，
压力卸载控制步骤S100，其包括：
开启步骤S110，在高压侧流路压力不小于第一预设压力时，和/或所述低压侧流路压力不小于第三预设压力时，导通卸压流路；
关闭步骤S120，在高压侧流路压力不大于第二预设压力时，和/或所述低压侧流路压力不大于第四预设压力时，断开卸压流路；
保持步骤S130，在高压侧流路压力小于第一预设压力且大于第二预设压力时，和/或在低压侧流路压力小于第三预设压力且大于第四预设压力时，保持卸压流路当前的通断状态；和/或
制冷剂回收控制步骤S200，其包括：
S210，当制冷回路的压缩机运行时，在储气罐压力不小于第五预设压力时，运行所述回收流路中的驱动装置；
S220，在储气罐压力不大于第六预设压力时，停止所述回收流路中的驱动装置；
S230，在储气罐压力大于第六预设压力且小于第五预设压力时，保持驱动装置当前的工作状态；
S240，当制冷回路的压缩机停止运行时，停止所述回收流路中的驱动装置。
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