Патент на изобретение №2347985

(54) ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

(57) Реферат:

Изобретение относится к охлаждающему устройству. Охлаждающее устройство содержит цепь охлаждения (9), включающую в себя: i) компрессор (2), выполняющий цикл охлаждения; ii) испаритель (3), поглощающий тепловую энергию среды, подлежащей охлаждению; iii) конденсатор (4), передающий тепловую энергию во внешнюю среду; iv) капиллярную трубку (5), обеспечивающую расширение холодильного агента, который покидает конденсатор (4), и переносящую холодильный агент к испарителю (3); v) клапан (6) с электромагнитным управлением, управляющий потоком холодильного агента и находящийся между конденсатором (4) и капиллярной трубкой (5); vi) обходную линию (7), уравновешивающую давление во всасывающей и нагнетательной частях компрессора (2). Цепь охлаждения (9) дополнительно содержит: i) клапан (16) с электромагнитным управлением, который препятствует обратному потоку к испарителю (3) при неработающем компрессоре (2) и который расположен во всасывающей части компрессора (2); ii) механизм управления (8), который задерживает открывание клапана (16) с электромагнитным управлением на период, который протекает от выполнения пуска компрессора (2) до тех пор, пока не будет достигнута предельная величина крутящего момента. Техническим результатом является предотвращение миграции холодильного агента при остановленном состоянии компрессора и облегчение пуска компрессора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Настоящее изобретение относится к охлаждающему устройству, при этом устройство включает в себя цепь охлаждения, которая препятствует миграции холодильного агента.

В охлаждающих устройствах, таких как холодильники и кондиционеры воздуха, когда компрессор не работает, холодильный агент, который находится под высоким давлением внутри конденсатора, перемещается к испарителю, который находится под более низким давлением; холодильный агент, который достигает испарителя и имеет повышенный температурный режим, создает дополнительную нагрузку при охлаждении. Этот процесс, приводящий к потере полезной работы, называют миграцией холодильного агента. По этой причине в системах охлаждения при остановленном компрессоре путь холодильного агента, который перемещается к испарителю от конденсатора, блокируют и таким образом предотвращают миграцию холодильного агента, однако, если не предприняты другие меры предосторожности, до тех пор, пока давление между конденсатором и испарителем не будет выровнено, вследствие высокой разности давлений между всасывающей и нагнетательной частями компрессора возникает проблема, касающаяся запуска компрессора в начале рабочего периода, то есть после стадии остановки компрессора. При решении проблемы пуска компрессора, даже если в течение пуска достигают равновесия среды, находящейся под давлением, посредством использования, например, обходных магистралей, обеспечиваемых между всасывающей и нагнетательной частями компрессора, будет создан интенсивный поток, пока в течение начальных секунд рабочего периода не будет достигнуто предельное значение крутящего момента компрессора.

В патентах США US 5088303 и US 3722228, а также в европейском патенте ЕР 0060315 предложено механическое предотвращение миграции холодильного агента посредством использования клапанов.

В патентах США US 4735054 и US 4790142 предложено предотвращение миграции холодильного агента посредством использования блокирующего клапана с автоматическим управлением в тепловом насосе, работающем в двух направлениях, при этом в начале рабочего периода приводят в действие клапан реверсивного потока, уравновешивают давление между всасывающей и нагнетательной частями и посредством этого облегчают пуск компрессора.

В патенте США US 5309728 предложено предотвращение миграции холодильного агента в кондиционере воздуха, включающем в себя большое количество испарителей, в пределах короткого периода после остановки оборудования во внутренней цепи, при этом состояние остановки компрессора продолжают или компрессор работает в реверсивном режиме, а давление уравновешивают посредством обходной линии между линиями конденсатора и выпуска.

Согласно европейской заявке на патент ЕР 0692687 используют клапан с электромагнитным управлением на входе капиллярной трубки и таким образом предотвращают миграцию холодильного агента, при этом используют механизм управления, который задает время между работой клапана с электромагнитным управлением и работой компрессора.

Задача настоящего изобретения заключается в создании охлаждающего устройства и способа его работы, которые позволяют предотвратить миграцию холодильного агента, происходящую при остановленном состоянии компрессора, а также улучшить пуск компрессора в начальный период работы, который наступает непосредственно после периода остановленного состояния.

Указанная техническая задача решается в предложенном охлаждающем устройстве, содержащем цепь охлаждения, включающую в себя: i) компрессор, выполняющий цикл охлаждения; ii) испаритель, поглощающий тепловую энергию среды, подлежащей охлаждению; iii) конденсатор, передающий тепловую энергию во внешнюю среду; iv) капиллярную трубку, обеспечивающую расширение холодильного агента, который покидает конденсатор, и переносящую холодильный агент к испарителю; v) клапан с электромагнитным управлением, управляющий потоком холодильного агента и находящийся между конденсатором и капиллярной трубкой; vi) обходную линию, уравновешивающую давление во всасывающей и нагнетательной частях компрессора, при этом согласно изобретению цепь охлаждения содержит: i) клапан с электромагнитным управлением, который препятствует обратному потоку к испарителю при неработающем компрессоре и который расположен во всасывающей части компрессора; ii) механизм управления, который задерживает открывание клапана с электромагнитным управлением на период, который протекает от выполнения пуска компрессора до тех пор, пока не будет достигнута предельная величина крутящего момента.

Предпочтительно, цепь охлаждения также содержит: i) обходную линию, которая расположена между клапаном с электромагнитным управлением и всасывающей частью компрессора и которая обеспечивает возможность протекания холодильного агента к всасывающей части компрессора, таким образом устанавливая равновесие давления во всасывающей и нагнетательной частях компрессора.

Цепь охлаждения может содержать: i) обходную линию, которая уравновешивает давление, когда клапан с электромагнитным управлением блокирован для предотвращения миграции холодильного агента, и которая установлена между всасывающей и нагнетательной частями компрессора; ii) клапан с электромагнитным управлением, который установлен на обходной линии.

Охлаждающее устройство со способом управления им, разработанное для того, чтобы добиться указанной выше цели согласно изобретению, представлено на прилагаемых чертежах, на которых:

на фиг.1 представлен вид охлаждающего устройства в перспективе;

на фиг.2 представлен схематический вид цепи охлаждения;

на фиг.3 представлен схематический вид цепи охлаждения при альтернативном применении изобретения.

Элементы, представленные на чертежах, пронумерованы по отдельности следующим образом:

1 – охлаждающее устройство;

2 – компрессор;

3 – испаритель;

4 – конденсатор;

5 – капиллярная трубка;

6, 16, 116 – клапан с электромагнитным управлением;

7, 17 – обходная линия;

8 – механизм управления;

9 – цепь охлаждения.

Цепь охлаждения (9), которая обеспечивает цикл охлаждения и которую используют для охлаждающих устройств (1), например, холодильников и кондиционеров воздуха, включает в себя компрессор (2), испаритель (3), который забирает тепловую энергию окружающей среды, подвергаемой охлаждению, конденсатор (4), который переносит тепловую энергию во внешнюю среду, капиллярную трубку (5), которая обеспечивает расширение холодильного агента, который покидает конденсатор (4), и переносит холодильный агент к испарителю (3), предпочтительно двухходовой клапан (6) с электромагнитным управлением, который препятствует миграции холодильного агента посредством блокирования потока при остановленном состоянии компрессора (2) и который находится между конденсатором (4) и капиллярной трубкой (5), клапан (16) с электромагнитным управлением, который препятствует обратному потоку к испарителю (3) при остановленном компрессоре (2) и который расположен во всасывающей части компрессора (2), обходную линию (7), которая расположена между клапаном (6) с электромагнитным управлением и всасывающей частью компрессора (2) и которая обеспечивает возможность протекания холодильного агента, заблокированного при остановленном компрессоре (2), к всасывающей части компрессора (2), обеспечивая при этом уравновешивание давления во всасывающей и нагнетательной частях компрессора (2), механизм управления (8), который управляет работой клапанов (6, 16) с электромагнитным управлением и компрессором (2) (фиг.2).

Клапан (6) с электромагнитным управлением позволяет поддерживать цикл охлаждения посредством направления потока к капиллярной трубке в течение рабочего периода и отклоняет поток к обходной линии (7), блокируя поток, который проходит к капиллярной трубке (5) при остановленном компрессоре (2).

При способе управления охлаждающим устройством (1), которое составляет предмет изобретения, в случае остановленного компрессора (2) миграцию холодильного агента, происходящую от конденсатора (4) к испарителю (3), предотвращают посредством закрывания выхода капиллярной трубки (5) клапана (6) с электромагнитным управлением. В то же время выход обходной линии (7) клапана (6) с электромагнитным управлением открывают и посредством отклонения потока к всасывающей части компрессора (2) давление между всасывающей и нагнетательной частями компрессора (2) приводят в равновесие. Клапан (16) с электромагнитным управлением, который расположен на всасывающей части компрессора (2), закрывают и предотвращают обратный поток к испарителю (3). Когда компрессор (2) находится в рабочем режиме, для поддерживания цикла охлаждения выход капиллярной трубки клапана (6) с электромагнитным управлением открывают, а выход обходной линии (7) блокируют. Если клапан (16) с электромагнитным управлением открывается синхронно с периодом работы компрессора (2), давление во всасывающей части компрессора (2) частично уменьшается до тех пор, пока не будет достигнута предельная величина крутящего момента, который должен быть получен функцией сжатия после начального пуска, и в течение остановленного состояния, даже если давление уравновешивают, будет имеет место разность давлений между двумя частями компрессора (2); эта разность давлений создает сильный поток во время начального пуска компрессора (2). В случае применения, составляющего предмет изобретения, когда происходит переключение компрессора (2) из остановленного состояния на рабочий период, открывание клапана (16) с электромагнитным управлением задерживают на период, который представляет собой период между началом пуска компрессора (2) и достижением предельного значения крутящего момента. Поэтому уравновешенные значения давления, сохраняемые при остановленном компрессоре (2), будут поддерживаться, когда достигнуто предельное значение крутящего момента и в тот момент времени, когда начинается выполнение нагнетательной функции компрессора (2), посредством обходной линии (7), при этом высокие скорости потока, обеспечиваемые тягой компрессора (2) в течение выполнения пуска, будут предотвращены.

В еще одном варианте применения согласно изобретению цепь охлаждения (9) включает в себя клапан (6) с электромагнитным управлением, который препятствует миграции холодильного агента посредством блокирования потока при остановленном компрессоре (2) и который расположен между конденсатором (4) и капиллярной трубкой (5), клапан (16) с электромагнитным управлением, который препятствует обратному потоку к испарителю (3) при остановленном компрессоре (2) и который установлен на всасывающей части компрессора (2), обходную линию (17), которая уравновешивает давление, когда клапан (6) с электромагнитным управлением блокирован для предотвращения миграции холодильного агента, и которая установлена между всасывающей и нагнетательной частями компрессора (2), клапан (116) с электромагнитным управлением, который установлен на обходной линии (17), и механизм управления (8), который управляет работой клапанов (6, 16, 116) с электромагнитным управлением и компрессором (2) (фиг.3).

При указанном применении изобретения в случае остановленного компрессора (2), как только клапан (6) с электромагнитным управлением, который расположен между конденсатором (4) и капиллярной трубкой (5), заблокирован, клапан (116) с электромагнитным управлением, расположенный на обходной линии (17), открывается и обеспечивает возможность прохождения потока в направлении, которое противоположно направлению нагнетания, и таким образом давление будет уравновешено. Клапан (16) с электромагнитным управлением, расположенный на всасывающей части компрессора (2), при закрывании препятствует обратному потоку к испарителю (3). Когда компрессор (2) переключен на рабочий режим для поддерживания цикла охлаждения, клапан (6) с электромагнитным управлением, который находится между капиллярной трубкой (5) и конденсатором (4), открывается, а клапан (116) с электромагнитным управлением, который расположен на обходной линии (17), закрывается. Открывание клапана (16) с электромагнитным управлением может быть задержано посредством механизма управления (8) на период, который протекает от выполнения пуска компрессора (2) до тех пор, пока не будет достигнута предельная величина крутящего момента. Следовательно, уравновешенные величины давлений, измененные на обратные при остановленном компрессоре (2), будут сохранены посредством обходной линии (17) до тех пор, пока не будет достигнуто предельное значение крутящего момента, и компрессор (2) не будет выполнять свою нагнетательную функцию, при этом будет предотвращена тяга компрессором (2) с высокими скоростями течения.

В случае охлаждающего устройства (1) и способа управления им, которые составляют предмет изобретения, миграция холодильного агента, которая происходит при остановленном компрессоре (2) от конденсатора (4) к испарителю (3) и которая приводит к потерям полезной работы, будет предотвращена; при условии, что миграция холодильного агента будет предотвращена, давление между всасывающей и нагнетательной частями компрессора (2) будет выровнено, при этом будет обеспечен более легкий пуск компрессора (2), и в течение выполнения пуска, пока не будет достигнуто предельное значение крутящего момента, будет предотвращена тяга компрессором (2) с высокими скоростями течения.

Формула изобретения

1. Охлаждающее устройство (1), содержащее цепь охлаждения (9), включающую в себя: i) компрессор (2), выполняющий цикл охлаждения; ii) испаритель (3), поглощающий тепловую энергию среды, подлежащей охлаждению; iii) конденсатор (4), передающий тепловую энергию во внешнюю среду; iv) капиллярную трубку (5), обеспечивающую расширение холодильного агента, который покидает конденсатор (4), и переносящую холодильный агент к испарителю (3); v) клапан (6) с электромагнитным управлением, управляющий потоком холодильного агента и находящийся между конденсатором (4) и капиллярной трубкой (5); vi) обходную линию (7, 17), уравновешивающую давление во всасывающей и нагнетательной частях компрессора (2), отличающееся тем, что цепь охлаждения (9) содержит: i) клапан (16) с электромагнитным управлением, который препятствует обратному потоку к испарителю (3) при неработающем компрессоре (2) и который расположен во всасывающей части компрессора (2); ii) механизм управления (8), который задерживает открывание клапана (16) с электромагнитным управлением на период, который протекает от выполнения пуска компрессора (2) до тех пор, пока не будет достигнута предельная величина крутящего момента.

2. Охлаждающее устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что цепь охлаждения (9) содержит: i) обходную линию (7), которая расположена между клапаном (6) с электромагнитным управлением и всасывающей частью компрессора (2) и которая обеспечивает возможность протекания холодильного агента к всасывающей части компрессора (2), таким образом устанавливая равновесие давления во всасывающей и нагнетательной частях компрессора (2).

3. Охлаждающее устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что цепь охлаждения (9) содержит: i) обходную линию (17), которая уравновешивает давление, когда клапан (6) с электромагнитным управлением блокирован для предотвращения миграции холодильного агента, и которая установлена между всасывающей и нагнетательной частями компрессора (2); ii) клапан (116) с электромагнитным управлением, который установлен на обходной линии (17).

РИСУНКИ