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CN105143791B - Hvac系统中的制冷剂管理 - Google Patents

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CN105143791B CN201380073427.8A CN201380073427A CN105143791B CN 105143791 B CN105143791 B CN 105143791B CN 201380073427 A CN201380073427 A CN 201380073427A CN 105143791 B CN105143791 B CN 105143791B
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Abstract

本申请提供了管理制冷机系统中的制冷剂液面高度的方法和系统。上述制冷机系统的蒸发器可以配置成具有外溢端口，上述外溢端口允许包含制冷剂的油通过上述外溢端口外溢。上述外溢端口可以被放置于与上述蒸发器中所需的制冷剂液面高度相应的位置处。上述外溢制冷剂可以被导入热交换器，上述热交换器配置成将上述外溢制冷剂中的制冷剂实质上蒸发到微过热温度。一种保持上述蒸发器中适当的制冷剂液面高度的方法可以包括：调整到上述蒸发器的制冷剂流量以使得上述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂被保持于上述微过热温度。

Description

HVAC系统中的制冷剂管理
技术领域
本申请涉及供暖、通风和空调(“HVAC”)系统，并且特别涉及HVAC系统中的热交换器(例如蒸发器和冷凝器)。通常，对方法、系统和装置进行描述，这些方法、系统和装置针对例如可以用于HVAC制冷机中的蒸发器和/或压缩机中的流体(例如制冷剂和/或油)管理。
背景技术
HVAC系统可以具有制冷机，该制冷机一般包括压缩机、热交换器、以及膨胀设备形成制冷回路，热交换器例如是冷凝器、蒸发器。制冷剂蒸汽通常由压缩机进行压缩，然后在冷凝器中被冷凝成液体制冷剂。该液体制冷剂然后被膨胀设备(例如膨胀阀)膨胀成为低压低温两相制冷剂并被导入蒸发器；该两相制冷剂然后可以在该蒸发器中与工艺流体，例如水，进行热量交换。该两相制冷剂可以在蒸发器中被蒸发并返回压缩机中。
在制冷机中，冷凝器和/或蒸发器可以是管壳型热交换器。在操作中，冷凝器和/或蒸发器可以在壳体中保持一定液面高度的液体制冷剂。在冷凝器和/或蒸发器中保持适当液面高度的液体制冷剂可以有助于增加制冷机的操作效率。
发明内容
本申请提供了用于控制制冷机系统的热交换器(例如冷凝器和蒸发器)中的制冷剂液面高度的系统和方法。本申请所揭示的各实施例可以有助于保持例如热交换器中最优的制冷剂液面高度、提高上述制冷机系统的操作效率、保持压缩机中的适当润滑，和/或保持上述蒸发器中的适当油浓度。
在某些实施例中，上述制冷机系统的蒸发器可以装备有外溢端口，上述外溢端口允许制冷剂通过上述蒸发器外溢。在某些实施例中，上述外溢端口可以被放置于相对于上述蒸发器的底部的高度处，上述相对于上述蒸发器的底部的高度相当于上述蒸发器中所需的液体制冷剂液面高度。在操作时，当上述蒸发器中操作的液体制冷剂液面高度在大约所需的液体制冷剂液面高度处时，一些液体制冷剂可以通过上述外溢端口外溢。上述外溢制冷剂的量可以与上述蒸发器中的液体制冷剂液面高度相关联。在某些实施例中，上述蒸发器可以包括管束，上述外溢端口可以配置成被放置于与自上述蒸发器的底部的顶管排的管束的高度相应的位置处。
在某些实施例中，上述外溢制冷剂可以被导入热交换器。在某些实施例中，上述热交换器可以配置成接收热源来蒸发上述外溢制冷剂中的制冷剂。在某些实施例中，上述热源可以是被导出上述冷凝器的制冷剂。上述制冷机系统也可以包括温度传感器，上述温度传感器配置成测量例如离开上述热交换器的外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度。在某些实施例中，上述制冷机系统也可以包括膨胀设备，上述膨胀设备配置成调整到上述蒸发器的制冷剂流量。在某些实施例中，上述制冷机系统可以配置成根据离开上述热交换器的外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度来调整上述制冷剂流量。
在某些实施例中，到上述蒸发器的制冷剂流量可以被调整以使得上述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度被保持于微过热温度，例如从大约1到大约10℃的过热。
在某些实施例中，上述制冷机系统可以包括制冷剂液面高度测量设备，上述制冷剂液面高度测量设备配置成测量上述冷凝器中的液体制冷剂液面高度。在某些实施例中，上述制冷机系统可以配置成调整到上述蒸发器的制冷剂流量以保持上述冷凝器中的液体制冷剂液面高度于冷凝器液体制冷剂液面高度设定值。
在某些实施例中，一种操作制冷机系统的方法可以包括以下步骤：允许制冷剂通过上述制冷机系统的蒸发器的外溢端口外溢，其中上述外溢制冷剂的量可以与上述蒸发器中的制冷剂液面高度相关联。上述方法还可以包括以下步骤：用热源来蒸发上述外溢制冷剂中的制冷剂，测量上述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度以及改变到上述蒸发器的制冷剂流量以使得上述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度被保持于例如所需的温度设定值。
在某些实施例中，上述方法还可以包括以下步骤：将上述外溢端口放置于相对于上述蒸发器的底部的高度处，上述相对于上述蒸发器的底部的高度相应于上述蒸发器中所需的液体制冷剂液面高度。在某些实施例中，上述方法可以包括以下步骤：测量上述冷凝器中的液体制冷剂液面高度；改变到上述蒸发器的制冷剂流量以使得所测量的液体制冷剂液面被保持于冷凝器液体制冷剂液面高度设定值。
在某些实施例中，上述方法可以包括以下步骤：当上述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度增加时，减少上述冷凝器中的液体制冷剂液面高度设定值；当上述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度降低时，增加上述冷凝器中的液体制冷剂液面高度设定值。在某些实施例中，上述方法可以包括以下步骤：当上述液体制冷剂液面高度设定值低于制冷剂液面高度阈值时提供警告。
考虑到以下详细描述和附图，各特征和各方面将变得显而易见。
附图说明
现参照附图，其中类似的标记表示文中相应的部件。
图1A和1B示出了制冷机系统的实施例。图1A是制冷机系统的示意图。图1B是上述制冷机系统的蒸发器的示意侧视图。
图2示出了根据一个实施例的操作制冷机系统例如图1A和1B所示的制冷机系统的方法的框图。
具体实施方式
制冷机，特别是具有管壳型热交换器例如冷凝器和/或蒸发器的制冷机可能需要对上述热交换器中的制冷剂液面高度进行管理。上述管壳式热交换器可以包含液体制冷剂于该热交换器的壳体内部。对上述壳体内部的制冷剂液面高度进行管理可以有助于提高上述制冷机的操作效率。例如，一些冷凝器可以具有在冷凝器壳体的内底处的过冷却部和在上述过冷却部上方的冷凝部。可能需要保持足以浸没上述冷凝器壳体内部的过冷却部、但是不浸没上述冷凝部的制冷剂液面高度。当在上述冷凝器中对制冷剂液面高度进行管理时，上述冷凝部可以相对有效地对制冷剂进行冷凝，上述过冷却部可以相对有效地使制冷剂过冷，从而可以产生例如该冷凝器中的最优操作效率。
一些蒸发器，例如满液式蒸发器，可以配置成具有多个换热管，上述多个换热管运行于蒸发器壳体的内部空间。可能需要保持恰好足以浸湿上述蒸发器壳体内部的所有换热管的制冷剂液面高度。蒸发器中过量的制冷剂会例如增加通过上述换热管的制冷剂压降，引起制冷机中的容量减少。当上述制冷剂液面过低时，上述换热管与蒸发器中的制冷剂之间的热交换效率会下降。
在操作时，还可能需要在上述冷凝器与上述蒸发器之间适当地对制冷剂进行分配(和/或保持平衡)。例如，在某些实施例中，对于冷凝器和对于蒸发器的最优制冷剂液面高度可以根据制冷机的负荷进行改变。在全负荷时，在冷凝器中最优的制冷剂液面高度可以高于在负荷减少时的最优制冷剂液面高度。在蒸发器中全负荷时的最优制冷剂液面高度可以低于负荷减少时的最优制冷剂液面高度。因此，当制冷机负荷减少时，可能需要降低冷凝器制冷剂液面高度，但是增加蒸发器制冷剂液面高度；当制冷机负荷增加时，可能需要增加冷凝器制冷剂液面高度，但是减少蒸发器制冷剂液面高度。
制冷剂可以与用于操作时的压缩机的润滑剂比如润滑油相混合。润滑油常常存在于蒸发器中，在蒸发器中与液体制冷剂相混合。可能需要将至少一些液体制冷剂/油混合物导出上述蒸发器并导回上述压缩机(或上述压缩机的油箱或油分离器)。将油(或油/制冷剂混合物)导回上述压缩机(或上述油箱或油分离器)可以有助于对上述压缩机进行润滑，防止上述压缩机用完油，和/或在上述蒸发器的制冷剂中保持适当的油含量。
配置成帮助管理冷凝器和/或蒸发器中的制冷剂液面高度的系统和方法可以有助于增加制冷机的操作效率、有助于在蒸发器中保持适当的润滑油浓度和/或有助于对压缩机进行润滑。
本申请对管理制冷机系统中的制冷剂液面高度的方法和系统进行了描述。在某些实施例中，上述制冷机系统的蒸发器可以具有外溢端口，上述外溢端口配置成允许包含制冷剂的油通过上述外溢端口溢出上述蒸发器。上述外溢端口可以被放置于相应于上述蒸发器中所需的制冷剂液面高度的位置处。上述外溢制冷剂可以被导入热交换器，该热交换器配置成将上述外溢制冷剂中的制冷剂蒸发到例如微过热温度。上述蒸发器可以装备有膨胀设备(例如膨胀阀)，上述膨胀设备配置成控制到上述蒸发器的制冷剂流量。一种在蒸发器中保持适当的制冷剂液面高度的方法可以包括：调整到上述蒸发器的制冷剂流量，使上述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂被保持于微过热温度。当上述外溢制冷剂中的制冷剂被蒸发时，上述外溢制冷剂可以具有相对高的相对于上述外溢制冷剂的液体含量的油含量。包括相对高的油含量的上述外溢制冷剂可以被导回上述压缩机以助于对上述压缩机进行润滑。
上述制冷机系统还可以包括装备有制冷剂液面高度测量设备的冷凝器。上述制冷剂液面高度测量设备可以配置成测量上述冷凝器中的制冷剂液面高度。也可以对到上述蒸发器的制冷剂流量进行控制以使上述冷凝器中的制冷剂液面被保持于例如所需的制冷剂液面高度设定值。
本申请对采用上述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度来控制上述蒸发器中的制冷剂液面高度和来自上述蒸发器的回油以及采用上述制冷剂液面高度测量设备来控制上述冷凝器中的制冷剂液面高度的方法进行了描述。上述方法可以有助于例如基于上述制冷机系统的负荷条件在操作时使得上述制冷剂液面高度在冷凝器与蒸发器之间保持平衡。上述方法也可以有助于检测上述制冷机系统中的制冷剂泄漏。
参考形成本申请的一部分的附图，并且在其中通过图示的方式示出可以被实施的各实施例。短语“上游”和“下游”是相对指流动方向。本申请所描述的制冷剂通常可以包括除制冷剂以外的成分。例如，制冷剂可以包含油。可以理解，本申请所使用的术语是为了描述附图和实施例，不应被视为对本申请的范围的限制。
图1A和1B示出了制冷机系统100的实施例。图1A是该制冷机系统100的示意图。该制冷机系统100包括由制冷剂线路125连接的压缩机110、冷凝器120、膨胀设备130以及蒸发器140以形成制冷回路。上述冷凝器120和上述蒸发器140可以是管壳型热交换器。上述冷凝器120装备有液体制冷剂液面高度测量设备122，上述液体制冷剂液面高度测量设备122配置成测量上述冷凝器120中的液体制冷剂液面高度128。所示实施例中的液体制冷剂液面高度测量设备122包括连接线路122a，上述连接线路122a配置成在上述冷凝器120与上述液体制冷剂液面高度测量设备122的测量室122b之间形成流体连通通道。在某些实施例中，上述制冷机系统100还包括控制器160和热交换器150。
在图1A所示的实施例中，上述冷凝器120包括过冷却部123和冷凝部129。上述冷凝部129主要包括气体制冷剂，上述过冷却部123主要包括液体制冷剂。上述液体制冷剂液面高度128可以根据需要配置成浸没上述过冷却部123但不浸没上述冷凝器120的冷凝部129中的各管129a。可以理解，上述冷凝器120中所需的制冷剂液面高度可以根据上述制冷机系统100的负荷进行改变。
上述液体制冷剂液面高度测量设备122还包括返回线路122c，上述返回线路122c配置成允许上述测量室122b排放气体(例如气体制冷剂)回到上述冷凝器120的冷凝部129。通常，上述测量室122b中的液体制冷剂的变化可以相应于上述冷凝器120中的液体制冷剂液面高度128的变化。因此，通过测量上述测量室122b中的液体制冷剂液面高度(和/或液体制冷剂液面高度变化)，可以知晓上述冷凝器120中的液体制冷剂液面高度(和/或液体制冷剂液面高度变化)。上述制冷机系统100还可以配置成管理和/或保持上述冷凝器120中的制冷剂液面高度。
可以理解，上述液体制冷剂液面高度测量设备122可以进行不同配置。通常，上述液体制冷剂液面高度测量设备122是配置成测量上述冷凝器120中的液体制冷剂液面高度(和/或液体制冷剂液面高度变化)的设备。
上述蒸发器140具有换热管144，上述换热管144配置成从上述蒸发器140的底部146堆叠起来。顶排144T的上述换热管144通常具有自底部146的高度H1。在某些实施例中，上述蒸发器140包括回油设备，上述回油设备通常包括外溢端口142、上述热交换器150以及温度传感器155。上述外溢端口142位于上述蒸发器的一侧上，上述外溢端口142配置成允许上述蒸发器140内部的制冷剂(可能包含油)流出上述外溢端口142。上述外溢端口142通常被放置于自上述蒸发器140的底部146的高度H1处。上述蒸发器140具有液体制冷剂液面高度147，上述液体制冷剂液面高度147可以优选地配置成足以浸湿上述顶排144T的换热管144。上述外溢端口142配置成使得当上述顶排144T被上述蒸发器140的制冷剂浸湿时，一些制冷剂可以通过上述外溢端口142溢出。
上述外溢制冷剂可以包含油部分和制冷剂部分。通常需要将上述油部分返回到上述压缩机110以助于对上述压缩机110进行润滑并且还助于防止上述压缩机110用完油。上述热交换器150被放置于上述外溢端口142的下游并配置成蒸发上述外溢制冷剂中的制冷剂。上述外溢制冷剂中的制冷剂部分在上述热交换器150中一般相比于上述油部分更优先被蒸发。制冷剂的蒸发可以帮助聚集上述外溢制冷剂中的油部分。制冷剂的蒸发还可以帮助提供气体制冷剂速率，上述气体制冷剂速率可以帮助推动上述外溢制冷剂(和/或上述制冷剂中的油)回到上述压缩机110，从而可以减少对驱动上述外溢制冷剂回到上述压缩机110的泵的需求。
在某些实施例中，上述热交换器150可以是钎焊板式热交换器，可以理解，也可以使用其他合适类型的热交换器，例如套管式热交换器。可以理解，上述压缩机110可以是螺杆式压缩机、涡旋式压缩机或其他类型的压缩机。
上述热交换器150通常配置成接收热源以在上述外溢制冷剂流过上述热交换器150时帮助蒸发来自上述外溢端口142的外溢制冷剂中的制冷剂。在所示的实施例中，上述热源是被导出上述冷凝器120的制冷剂，通常比上述外溢制冷剂更温暖并可以帮助蒸发上述热交换器150中的外溢制冷剂中的制冷剂。被导出上述冷凝器120的制冷剂然后被导向上述膨胀设备130。当被导出上述冷凝器120的制冷剂用于帮助蒸发上述热交换器150中的外溢制冷剂中的制冷剂时，被导出上述冷凝器120的制冷剂可以在上述热交换器150中被进一步过冷，从而可以有助于增加上述蒸发器140的容量。
在某些实施例中，上述外溢制冷剂大部分为液体制冷剂(例如大约96％到99％的外溢制冷剂)。当充满液体制冷剂的上述外溢制冷剂被导入上述压缩机110时，上述液体制冷剂将不会在上述冷凝器120中被冷凝，这可能导致寄生损失。通过使用来自上述冷凝器的制冷剂来蒸发上述外溢制冷剂中的制冷剂以使被导向上述压缩机110的制冷剂可以很大程度上处于气体形式，可以减少寄生损失。
需注意的是，上述热源可以是能够提供热量以帮助蒸发上述热交换器150中的外溢制冷剂中的制冷剂的任何合适的热源。在某些实施例中，上述热源150可以是例如电热器、例如来自上述冷凝器120或其他源的热水、或例如来自油分离器/油箱(未示出)的油。在某些实施例中，上述热交换器150可以配置成作为另一个冷却环路的冷源进行工作，该另一个冷却环路配置成例如对上述制冷机系统100的热产生部件(例如电子部件)进行冷却。
上述温度传感器155被放置于离开上述热交换器150的制冷剂线路125处以测量流过上述热交换器150后的蒸发的制冷剂的温度。因为上述热交换器150的热交换容量(或尺寸)可能是有限的，由上述温度传感器155测量的蒸发的制冷剂的温度会受到上述外溢制冷剂的流速的影响。通常，当上述外溢制冷剂的流速增加时，上述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度会降低；而当上述外溢制冷剂的流速降低时，上述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度会增加。因此，上述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度可以与上述外溢制冷剂的流速相关联。
可以理解，由于上述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂所测量的温度与上述外溢制冷剂的流速相关联，也可以使用流速计来对上述外溢制冷剂的流速进行直接测量。也可以使用流量液面高度传感器对上述蒸发器中的制冷剂液面高度进行直接测量。然而，使用上述温度传感器155可以有助于节省额外的流速计或流量液面高度传感器的成本。
本申请所描述的系统和方法的一个目的是在上述蒸发器140中保持最优的(或所需的)制冷剂液面高度147。还可以理解的是，上述蒸发器140中的液体制冷剂液面高度147也可以由制冷剂液面高度测量设备进行测量。然而，至少由于上述蒸发器140中的制冷剂的沸腾条件，可能很难用上述制冷剂液面高度测量设备对上述蒸发器140中的制冷剂液面高度147进行测量。因此，可能难以在蒸发器140中保持稳定的制冷剂液面高度147。本申请所描述的系统和方法可以有助于在上述蒸发器147中获得稳定的制冷剂液面高度147。
在上述制冷机系统100中，到上述蒸发器140的制冷剂流量可以由膨胀设备130来控制。通常，打开上述膨胀设备130导致更多制冷剂流入上述蒸发器140并升高上述液体制冷剂液面高度147；而关闭上述膨胀设备130导致更少制冷剂流入上述蒸发器140并降低上述液体制冷剂液面高度147。
上述制冷机系统100包括控制器160。上述控制器160配置成接收由上述液体制冷剂液面高度测量设备122所测量的液体制冷剂液面高度(和/或上述液体制冷剂液面高度的变化)以及由上述温度传感器155所测量的温度。上述控制器160配置成根据来自上述液体制冷剂液面高度测量设备122和上述温度传感器155中任一或全部的输入控制上述膨胀设备130。
如图1B所示，上述蒸发器140具有第一端部140a和第二端部140b。制冷剂入口被放置为靠近上述第一端部140a，制冷剂出口被放置为靠近上述第二端部140b。上述蒸发器140在纵向方向上具有长度L1，该纵向方向由该长度L1限定。在操作时，上述蒸发器140内部的制冷剂的油浓度通常在靠近上述第二端部140b的位置处相比于沿由上述长度L1限定的纵向方向的其他位置处相对更高。
在该纵向方向上，上述外溢端口142被放置为沿上述长度L1相比上述第一端部140a相对更靠近上述第二端部140b，在该处上述制冷剂的油浓度通常可以是相对较高的。在由上述蒸发器140的高度H限定的垂直方向上，上述外溢端口142被放置于与相对于上述蒸发器140的底部146的上述顶排144T的换热管144的高度H1相应的高度处。在某些实施例中，上述制冷剂液面高度147可以配置成在操作时恰好足以浸湿顶部147的管束144。上述外溢端口142可以被放置于与恰好足以浸湿上述顶部147的制冷剂液面高度147相应的高度处。
可以理解，上述外溢端口142可以被放置于上述蒸发器140的其他位置处，例如大约上述长度L1的中间点处。上述蒸发器140和/或上述制冷机系统100的设计可以改变，从而会造成相对高油浓度的位置发生变化。在这些实施例中，上述外溢端口142可以被放置于与上述蒸发器140的其他位置处相比，油浓度相对高的位置处。
在所示的实施例中，上述外溢端口142配置成与制冷剂储槽180流体连通。上述制冷剂储槽180可以配置成例如收集上述外溢制冷剂。
通常，上述蒸发器142中的制冷剂液面高度147越高，通过上述外溢端口142的外溢制冷剂的流速越高。上述制冷剂液面高度147越低，通过上述外溢端口142的外溢制冷剂的流速越低。然而，由于上述外溢端口142被放置于大约上述高度H1处，有时当上述制冷剂液面高度147低于上述外溢端口142时，没有制冷剂可以通过上述外溢端口142外溢。
可以理解，图1A和1B所示的实施例是示例性的。制冷机系统可以配置成相比图1A和1B中所示具有更多或更少的部件和/或具有不同构造。
返回参照图1A，图1A中的箭头大致示出了上述制冷机系统操作于冷却模式中时的制冷剂流动方向。上述制冷剂被上述压缩机110压缩。经压缩的制冷剂被导向上述冷凝器120。经压缩的制冷剂可以在上述冷凝器120中被冷凝成液体制冷剂。上述液体制冷剂液面高度测量设备122配置成测量上述冷凝器120中的液体制冷剂液面高度128(或该液体制冷剂液面高度的变化)，并可以发送测量信息到上述控制器160。
上述制冷剂然后被导出上述冷凝器120通过上述热交换器150进入上述膨胀设备130。上述制冷剂被上述膨胀设备130膨胀，其结果是，也降低了上述制冷剂的温度和压力。上述制冷剂然后被导入上述蒸发器140以与流过上述换热管144的工艺流体例如水进行热量交换。
上述制冷剂可以在上述蒸发器140中被蒸发。蒸发的制冷剂可以被导入上述制冷剂线路125的吸入线路127。蒸发的制冷剂然后可以被导回上述压缩机110。
上述蒸发器140中的液体制冷剂具有液体制冷剂液面高度147。当上述液体制冷剂液面高度147足以浸湿顶排144T的换热管144时，一些液体制冷剂可以通过上述外溢端口142外溢。通过上述外溢端口142的外溢制冷剂可以包含润滑剂，例如油。上述外溢制冷剂被导入上述热交换器150。上述热交换器150可以配置成接收热源以将上述外溢制冷剂中的制冷剂蒸发到例如过热温度。上述油部分通常在上述热交换器150中不被蒸发而保持处于液体形式。上述油部分和蒸发的制冷剂可以被导回上述吸入线路127。将上述油导回上述吸入线路127可以有助于管理上述蒸发器140中的制冷剂中的油并防止上述压缩机110用完油。
上述温度传感器155配置成测量离开上述热交换器150的外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度。上述温度测量结果被发送到上述控制器160。
上述控制器160可以配置成打开或关闭上述膨胀设备130，以调整到上述蒸发器140的制冷剂流量。调整到上述蒸发器140的制冷剂流量可以导致上述蒸发器140中的液体制冷剂液面高度147与上述冷凝器120中的制冷剂液面高度128发生变化。因此，上述控制器160还可以调整上述冷凝器120与上述蒸发器140之间的制冷剂分配。
上述控制器160可以配置成以多种操作模式来操作上述制冷机系统100。例如，在保持上述冷凝器120中的制冷剂液面高度128的模式中，上述控制器160可以配置成控制上述膨胀设备130以使得由上述液体制冷剂液面高度测量设备122所测量的上述冷凝器120中的液体制冷剂液面高度128保持大致相同。当由上述液体制冷剂液面高度测量设备122所测量的液体制冷剂液面高度128上升时，上述控制器160可以配置成打开上述膨胀设备130以允许更多制冷剂流入上述蒸发器140。相反地，当由上述液体制冷剂液面高度测量设备122所测量的液体制冷剂液面高度128下降时，其指示上述冷凝器120中的液体制冷剂液面高度128降低，上述控制器160可以配置成关闭上述膨胀设备130以限制上述制冷剂流入上述蒸发器140。
在保持制冷剂过热温度的另一个模式中，由上述温度传感器155所测量的外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度被上述控制器160使用以对上述膨胀设备130进行控制。由于上述外溢端口142可以被放置于与上述蒸发器140中所需的制冷剂液面高度相应的位置处，该模式也可以有助于保持上述蒸发器140中的液体制冷剂液面高度147。在该模式中，上述控制器160可以配置成控制上述膨胀设备130以使得由上述温度传感器155所测量的蒸发的制冷剂的温度保持于相对小的过热温度范围，例如1-10℃的过热。可以理解的是，上述控制器160可以配置成保持上述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度于其他值处。当由上述温度传感器155所测量的温度上升时，其指示上述外溢制冷剂的流速和上述液体制冷剂液面高度147降低，上述控制器160可以配置成打开上述膨胀设备130以使得更多制冷剂可以被导入上述蒸发器140。当由上述温度传感器155所测量的温度下降时，其指示上述外溢制冷剂的流速和上述制冷剂液面高度147增加，上述控制器160可以配置成关闭上述膨胀设备130以使得更少制冷剂可以被导入上述蒸发器140。
上述控制器160还可以配置成操作于另一个模式中，在该另一个模式中，上述控制器160可以保持上述冷凝器120中的液体制冷剂液面高度或由上述温度传感器155所测量的制冷剂过热温度。上述控制器160还可以配制成控制上述膨胀设备130以使得上述冷凝器120中的液体制冷剂液面高度和/或由上述温度传感器155所测量的过热温度可以被改变。例如，在不同负荷条件下，上述冷凝器120和上述蒸发器140中所需的制冷剂液面高度可以是不同的。通过使用上述冷凝器120中所测量的液体制冷剂液面高度和由上述温度传感器155所测量的过热温度，可以实现上述冷凝器120与上述蒸发器140之间的制冷剂的不同制冷剂分配。
图2示出了操作制冷机系统的一个方法200，上述制冷机系统例如是图1A所示的制冷机系统100。上述方法200可以例如由控制器来执行，上述控制器例如是图1A中所示的上述制冷机系统100的控制器160。上述方法200可以管理例如制冷机系统操作以将冷凝器(例如图1A中的冷凝器120)中的液体制冷剂液面保持于冷凝器液面高度设定值。
在210，上述控制器被指令设定上述冷凝器液面高度设定值。上述设定值可以由用户在初始时或在操作时进行设定。上述方法200也可以配置成设定上述冷凝器液面高度设定值(参见下面)。上述冷凝器液面高度设定值通常被称为冷凝器中所需的液体制冷剂液面高度(例如图1A中的冷凝器120中的制冷剂液面高度128)。初始时，上述冷凝器液面高度设定值可以被设定于恰好足以覆盖过冷却部但是不浸没冷凝部(例如图1A中的过冷却部123和冷凝部129)的液面高度处，可以理解，上述冷凝器液面高度设定值可以被设定于其他液面高度处。初始设定值可以由以下讨论的方法200进行改变。上述冷凝器中的液体制冷剂液面高度可以由液体制冷剂液面高度测量设备进行测量，例如图1A中的液体制冷剂液面高度测量设备122。
在220，上述控制器被指令设定外溢过热温度设定值(Ts)。上述外溢过热温度被称为所需的制冷剂蒸汽的温度，上述制冷剂蒸汽由热交换器(例如图1A中的热交换器150)蒸发通过蒸发器的外溢端口(例如图1A中的外溢端口142)的外溢制冷剂中的制冷剂而产生。上述Ts可以由用户来设定，或由上述制冷机系统的制造商来设定。设定上述Ts后，上述方法200通常使用相同值，虽然可以理解，上述方法200可以配置成例如根据上述制冷机系统的操作模式和/或负荷来改变上述Ts。经蒸发的外溢制冷剂的温度可以与通过上述外溢端口的外溢制冷剂的流速相关联。上述过热制冷剂的温度与上述外溢制冷剂的流速之间的关联关系可以例如在实验室环境中被确定。上述外溢过热温度设定值Ts可以关联于上述外溢制冷剂的某个流速。上述Ts可以基于所需的外溢制冷剂的流速来确定。在某些实施例中，上述Ts可以处于微过热温度范围中，例如在大约1到大约10℃的过热范围中。
需注意的是，通过控制上述过热温度，也可以对上述外溢制冷剂中的油浓度进行控制。通常，上述过热温度越高，上述油浓度越高。在某些实施例中，例如当上述外溢制冷剂离开上述蒸发器时，上述外溢制冷剂中的油浓度为大约1％到大约4％。上述外溢制冷剂中的制冷剂可以在上述外溢端口下游的热交换器中被蒸发。在一个实施例中，当上述过热温度为大约5℃到大约10℃时，离开上述热交换器的外溢制冷剂中的油浓度为大约75％。
在230，温度传感器(例如图1A中的温度传感器155)配置成测量上述外溢制冷剂过热的蒸发的制冷剂的温度(Tm)。在某些实施例中，上述温度测量可以实时进行。所测量的Tm值可以被发送到上述控制器。
在240，上述控制器被指令比较Ts和Tm。当Tm<Ts时，其指示上述外溢制冷剂的流速高于所需的流速，上述方法200前进到250。上述外溢制冷剂的相对高的流速通常与上述蒸发器中相对高的制冷剂液面高度(例如蒸发器140中的制冷剂液面高度147)相关联。因此，当Tm<Ts时，通常指示上述蒸发器中的制冷剂液面高度可能高于所需的液面高度。可能需要降低上述蒸发器中的液体制冷剂液面高度并增加到上述冷凝器的制冷剂流量。
在250，上述冷凝器液面高度设定值被增加。由于上述制冷机系统通常配置成保持上述液体制冷剂液面高度于上述冷凝器液面高度设定值，当上述冷凝器液面高度设定值被增加时，上述制冷机系统可以配置成增加上述冷凝器中的制冷剂液面高度。结果，上述蒸发器中的制冷剂液面高度可以被降低。
为了增加上述冷凝器中的制冷剂液面高度，上述方法200前进到260。在260，上述控制器被指令关闭膨胀设备(即图1A中的膨胀设备130)，上述膨胀设备配置成控制到上述蒸发器的制冷剂流量。通过关闭(或完全关上)上述膨胀设备，到上述蒸发器的制冷剂流量被减少。结果，上述蒸发器中的液体制冷剂液面高度被降低，同时上述冷凝器中的液体制冷剂液面高度被增加。上述方法200然后前进到270。
当Tm>Ts时，其指示上述外溢制冷剂的流速低于所需的流速，上述方法200前进到252。上述外溢制冷剂的相对低的流速通常与上述蒸发器中相对低的制冷剂液面高度(例如蒸发器140中的制冷剂液面高度147)相关联。因此，当Tm>Ts时，通常指示上述蒸发器中的制冷剂液面高度可能低于所需的液面高度。可能需要提升上述蒸发器中的液体制冷剂液面高度和降低上述冷凝器中的制冷剂液面高度。
在252，上述冷凝器液面高度设定值被减少。由于上述制冷机系统通常配置成将上述液体制冷剂液面保持于上述冷凝器液面高度设定值，当上述冷凝器液面高度设定值被减少时，上述制冷机系统可以配置成增加上述蒸发器中的制冷剂液面高度。结果，上述蒸发器中的制冷剂液面高度可以被增加。
为了增加上述蒸发器中的制冷剂液面高度，上述方法200前进到262。在262，上述控制器被指令以打开(或完全打开)上述膨胀设备，上述膨胀设备配置成控制到上述蒸发器的制冷剂流量。通过打开上述膨胀设备，到上述蒸发器的制冷剂流量被增加。其结果是，上述蒸发器中的液体制冷剂液面高度被增加，同时上述冷凝器中的液体制冷剂液面高度被降低。上述方法200然后前进到270。
上述方法200可以在270包括制冷剂泄漏检查模式。在270，上述冷凝器液面高度设定值与上述冷凝器中预定义的低制冷剂液面高度阈值进行比较。当上述冷凝器液面高度设定值低于预定义的低制冷剂阈值时，上述方法然后前进到280。在280，提供指示上述冷凝器中的低制冷剂液面高度的错误消息，该错误消息可以指示上述制冷机系统中可能发生的制冷剂泄漏。
通过使用上述方法200对制冷剂泄漏进行检测的可能性是由于制冷剂的总量在上述蒸发器与上述冷凝器之间进行分配。通过将蒸发的制冷剂温度Tm保持于Ts，上述蒸发器中的液体制冷剂液面(或制冷剂量)可以被保持于相对稳定的液面高度。上述冷凝器中的低制冷剂液面高度(或制冷剂量)可以指示制冷剂的总量的损失和因而可能发生的制冷剂泄漏，指示上述制冷机可能需要添加制冷剂。
上述制冷机系统可以在初始时被充入所需的制冷剂的总量。上述制冷剂的总量在上述冷凝器与上述蒸发器之间进行分配。上述冷凝器中的制冷剂液面高度通常在初始时配置成在最优的液面高度处，比如在恰好足以浸没上述过冷却部但不浸没上述冷凝部的液面高度处。上述蒸发器中的制冷剂液面高度通常可以在初始时配置成恰好足以浸湿满液式蒸发器中的顶部的换热管。在操作时，当存在制冷剂泄漏时，上述制冷剂的总量会不断减少。其结果是，在上述方法200中，上述冷凝器液面高度设定值(即上述冷凝器中的制冷剂量)会被持续减少以保持上述蒸发器中的制冷剂液面高度于所需的液面高度处。上述方法200中可以配置成比较上述冷凝器液面高度设定值与预定义的低制冷剂液面高度阈值。当上述冷凝器液面高度设定值达到或低于上述液面高度阈值时，提供错误消息以提醒用户检查制冷剂泄漏和/或添加制冷剂。
上述Ts可以与上述蒸发器中所需的制冷剂液面高度和/或来自上述外溢端口所需的外溢制冷剂(或换句话说，回油)流速相关联。通常，上述Ts越高，上述蒸发器中所需的制冷剂液面高度越高，上述外溢制冷剂流速越快。可以理解，Ts可以例如基于上述制冷机系统的负荷条件和/或所需的回速流速而被改变。通过改变上述Ts，所需的制冷剂液面高度和/或外溢制冷剂流速可以通过上述方法200来实现。
上述冷凝器和上述蒸发器中的制冷剂液面可能需要根据上述制冷机系统的操作模式来保持平衡。在某些实施例中，当上述负荷很高时，可能需要增加上述冷凝器中的制冷剂液面高度，同时降低上述蒸发器中的制冷剂液面高度。当上述负荷较低时，可能需要增加上述蒸发器中的制冷剂液面高度，同时降低上述冷凝器中的制冷剂液面高度。本领域的技术人员可以理解，上述方法200可以适于包括在操作中根据上述负荷条件进行制冷剂平衡控制。
可以理解，上述方法200是示例性的。控制上述制冷机系统的方法的其他实施例可以包括额外的程序或更少程序。例如，在某些实施例中，上述方法可以仅设定上述冷凝器液面高度设定值或上述过热温度设定值，而不是全部进行设定。
可以理解，上述控制器可以将其他输入与上述方法200相结合以对上述制冷机系统进行控制。例如，在水冷冷凝器中，由于进入上述冷凝器的水的温度会影响导出上述冷凝器的制冷剂的温度，可能需要测量进入上述冷凝器的水的温度。当进入上述冷凝器的水的温度接近或低于Tm时，导出上述冷凝器的制冷剂可能不能够将上述外溢制冷剂中的制冷剂蒸发到所需的过热温度。在该情况下，上述控制器可能不得不通过其他方法来控制上述制冷机系统。相反地，进入上述冷凝器的水的较高温度会引起上述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的过热温度变高。可以对上述方法200进行修改以补偿该温度变化。
可以理解，即使图1A和1B中所揭示的各实施例针对具有过冷却部的冷凝器和满液式蒸发器，本申请所揭示的各实施例也可以适于与其他类型的冷凝器和蒸发器一起使用。通常，上述外溢端口可以被放置于与蒸发器上所需的制冷剂液面高度相关联的位置处。当上述蒸发器中的制冷剂液面高度在所需的制冷剂液面高度处时，一些制冷剂可以通过外溢箱溢出。热交换器可以配置成接收上述外溢制冷剂并在上述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂离开上述热交换器时将上述外溢制冷剂中的制冷剂蒸发到微过热。到上述蒸发器的制冷剂流量可以被控制以使得上述蒸发的制冷剂的温度可以被保持于上述过热。上述外溢制冷剂中的油部分可以出于润滑目的而被导回上述压缩机。上述方法200还可以通常适于与其他冷凝器和蒸发器构造一起进行工作以保持/改变上述蒸发器和/或冷凝器中的制冷剂液面高度、或检测制冷剂泄漏。
在某些实施例中，流体储槽(例如制冷剂储槽180)可以被放置于上述外溢端口与上述热交换器之间。上述流体储槽可以配置成暂时收集上述外溢制冷剂。上述流体储槽可以有助于增加另一种方式来控制上述制冷机系统中的回油。
本申请所揭示的各实施例可以有助于控制制冷机操作。通常，液体制冷剂液面高度测量设备(例如图1中的液体制冷剂液面高度测量设备122)可以用于帮助在制冷机操作时保持或管理上述冷凝器(例如图1中的冷凝器120)中的制冷剂液面高度。蒸发器(例如图2中的蒸发器140)的外溢回油设备可以包括外溢端口(例如图1中的外溢端口142)、被放置于上述外溢端口下游的热交换器(例如图1中的热交换器150)和温度传感器(例如图1中的温度传感器155)，可以帮助保持或管理上述蒸发器中的制冷剂液面高度。上述外溢设备也可以帮助从上述蒸发器进行回油和/或进行制冷剂泄漏检测。上述冷凝器的液体制冷剂液面高度测量设备与上述外溢回油设备的组合可以帮助控制上述制冷机系统。
在本申请中，由上述温度传感器(例如温度传感器155)所测量的来自上述蒸发器(例如蒸发器140)的外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度可以与来自上述蒸发器的外溢制冷剂的流速相关联。可以理解，其他方法和设备可以用于测量上述外溢制冷剂的流速。在某些实施例中，例如，温度传感器可以配置成测量流入和离开热交换器(例如热交换器150)的制冷剂的温度。两个温度之间的温差也可以与例如来自上述蒸发器的外溢制冷剂的流速相关联并因而可以用于指示上述蒸发器(例如蒸发器140)中的制冷剂液面高度。通常，可以对与上述制冷剂流速相关联的参数进行测量的任何方法和设备可以是合适的。
各方面
各方面1－6中的任一方面可以与各方面7－27中的任一方面相结合。各方面7－19中的任一方面可以与各方面20－27中的任一方面相结合。
方面1.一种制冷机系统，包括：
冷凝器；
蒸发器，所述蒸发器具有外溢端口，所述外溢端口配置成允许制冷剂从所述蒸发器外溢；
膨胀设备，所述膨胀设备配置成调整进入所述蒸发器的制冷剂流量；
热交换器；
热源；以及
温度传感器；
其中，所述热交换器配置成接收通过所述外溢端口外溢的制冷剂，
所述热交换器配置成接收所述热源以蒸发所述热交换器中的外溢的制冷剂；
所述温度传感器配置成在所述外溢的制冷剂离开所述热交换器时对所述外溢的制冷剂的温度进行测量；
当所述外溢的制冷剂的温度高于温度阈值时，所述膨胀设备配置成增加进入所述蒸发器的制冷剂流量；当所述外溢的制冷剂的温度低于所述温度阈值时，所述膨胀设备配置成减少进入所述蒸发器的制冷剂流量。
方面2.根据方面1所述的制冷机系统，其特征在于，所述外溢端口被放置于与所述蒸发器中所需的制冷剂液面高度相应的位置处。
方面3.根据方面1－2所述的制冷机系统，其特征在于，所述热源是来自所述冷凝器的制冷剂。
方面4.根据方面1－3所述的制冷机系统，其特征在于，所述温度阈值是1到10℃的过热。
方面5.根据方面1－4所述的制冷机系统，还包括：
制冷剂液面高度测量设备；其中，所述制冷剂液面高度测量设备配置成测量所述冷凝器中的制冷剂液面高度；
当所述制冷剂液面高度高于制冷剂液面高度设定值时，所述膨胀设备配置成增加进入所述蒸发器的制冷剂流量；当所述制冷剂液面高度低于所述制冷剂液面高度设定值时，所述膨胀设备配置成减少进入所述蒸发器的制冷剂流量。
方面6.根据方面1－5所述的制冷机系统，其特征在于，当所述制冷机系统的负荷增加时，所述膨胀设备配置成减少进入所述蒸发器的制冷剂流量；当所述制冷机系统的负荷减少时，所述膨胀设备配置成增加进入所述蒸发器的制冷剂流量。
方面7.一种制冷机系统，包括：
冷凝器；
蒸发器，所述蒸发器具有外溢端口，所述外溢端口允许制冷剂从所述蒸发器外溢；以及
膨胀设备，所述膨胀设备配置成对到所述蒸发器的制冷剂流量进行调整；
流速计；其中所述流速计配置成测量来自所述外溢端口的外溢制冷剂的流速；以及
所述膨胀设备配置成根据来自所述外溢端口的外溢制冷剂的流速进行调整。
方面8.根据方面7所述的制冷机系统，其特征在于，所述膨胀设备配置成对到所述蒸发器的制冷剂流量进行调整以将所述外溢制冷剂的流速保持于所需的流速。
方面9.根据方面7－8所述的制冷机系统，其特征在于，所述膨胀设备配置成当所述外溢制冷剂的流速低于所需的流速时，对到所述蒸发器的制冷剂流量进行增加；以及
所述膨胀设备配置成当所述外溢制冷剂的流速高于所需的流速时，对到所述蒸发器的制冷剂流量进行减少。
方面10.根据方面7－9所述的制冷机系统，还包括：
热交换器，所述热交换器配置成接收通过所述蒸发器的外溢制冷剂；以及
热源；其中所述热交换器配置成接收所述热源以蒸发所述外溢制冷剂中的制冷剂。
方面11.根据方面7－10所述的制冷机系统，其特征在于，所述流速计是温度传感器，所述温度传感器配置成对离开所述热交换器的外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度进行测量。
方面12.根据方面11所述的制冷机系统，其特征在于，所述膨胀设备配置成对到所述蒸发器的制冷剂流量进行调整以使得所述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度被保持于过热。
方面13.根据方面11－12所述的制冷机系统，其特征在于，所述温度在大约1到大约10℃之间的过热。
方面14.根据方面10－13所述的制冷机系统，其特征在于，所述热源是来自所述冷凝器的制冷剂。
方面15.根据方面11－14所述的制冷机系统，其特征在于，所述膨胀配置成当离开所述热交换器的外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度高于所需的温度时对到所述蒸发器的制冷剂流量进行增加，以及当离开所述热交换器的外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度低于所需的温度时对到所述蒸发器的制冷剂流量进行减少。
方面16.根据方面7－15所述的制冷机系统，还包括：
制冷剂液面高度测量设备；其中所述制冷剂液面高度测量设备配置成测量所述冷凝器中的制冷剂液面高度；
当所述制冷剂液面高度高于制冷剂液面高度设定值时，所述膨胀设备配置成增加进入所述蒸发器的制冷剂流量；当所述制冷剂液面高度低于所述制冷剂液面高度设定值时，所述膨胀设备配置成减少进入所述蒸发器的制冷剂流量。
方面17.根据方面7－16所述的制冷机系统，其特征在于，所述蒸发器包括管束，所述外溢端口被放置于与相对于所述蒸发器的底部的顶管排的管束的高度相应处。
方面18.根据方面7－17所述的制冷机系统，其特征在于，所述外溢端口被放置于与所述蒸发器中所需的液体制冷剂液面高度相应的高度处。
方面19.根据方面7－18所述的制冷机系统，其特征在于，所述外溢端口与制冷剂储槽流体连通。
方面20.一种操作制冷机系统的方法，包括以下步骤：
允许制冷剂通过所述制冷机系统的蒸发器的外溢端口外溢，其中所述外溢制冷剂的量与所述蒸发器中的制冷剂液面高度相关联；
提供热源以蒸发所述外溢制冷剂中的制冷剂；
测量所述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度；以及
对到所述蒸发器的制冷剂流量进行改变以使得所述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度被保持于所需的温度设定值。
方面21.根据方面20所述的方法，还包括以下步骤：
确定所述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂所需的温度设定值。
方面22.根据方面20－21所述的方法，还包括以下步骤：
将所述外溢端口放置于与相对于所述蒸发器的底部的所述蒸发器中所需的液体制冷剂液面高度相应的高度处。
方面23.根据方面20－22所述的方法，其特征在于，所需的温度设定值在所述制冷剂的过热温度范围之内。
方面24.根据方面20－23所述的方法，其特征在于，所需的温度设定值为1到10℃的过热。
方面25.根据方面20－24所述的方法，还包括以下步骤：
测量所述冷凝器中的液体制冷剂液面高度；以及
对到所述蒸发器的制冷剂流量进行改变以使得所测量的液体制冷剂被保持于冷凝器液体制冷剂液面高度设定值。
方面26.根据方面24－25所述的方法，还包括以下步骤：
当所述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度增加时，减少所述冷凝器中的液体制冷剂液面高度设定值；以及
当所述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度降低时，增加所述冷凝器中的液体制冷剂液面高度设定值。
方面27.根据方面23－26所述的方法，还包括以下步骤：
当所述液体制冷剂液面高度设定值低于制冷剂液面高度阈值时提供警告。
对于前面所述，可以理解，在不偏离本发明范围的情况下，可以在细节上进行修改。说明书及所描述的各实施例意欲被视为仅是示例性的，而权利要求书的广泛含义表示本发明真正的范围和精神。

Claims (24)

1.一种制冷机系统，包括：
冷凝器；
蒸发器，所述蒸发器具有外溢端口，所述外溢端口配置成允许制冷剂从所述蒸发器外溢；
膨胀设备，所述膨胀设备配置成调整进入所述蒸发器的制冷剂流量；
热交换器；
热源；
温度传感器，
所述热交换器配置成接收通过所述外溢端口外溢的制冷剂，
所述热交换器配置成接收所述热源以蒸发所述热交换器中的外溢的制冷剂，以及
所述温度传感器配置成在所述外溢的制冷剂离开所述热交换器时对所述外溢的制冷剂的温度进行测量，
当所述外溢的制冷剂的温度高于温度阈值时，所述膨胀设备配置成增加进入所述蒸发器的制冷剂流量；当所述外溢的制冷剂的温度低于所述温度阈值时，所述膨胀设备配置成减少进入所述蒸发器的制冷剂流量；以及
制冷剂液面高度测量设备，其中所述制冷剂液面高度测量设备包括测量室、从所述冷凝器连接到所述测量室的流体连通通道和从所述测量室连接到所述冷凝器的返回通道，并配置成通过测量所述测量室中的制冷剂液面高度来测量所述冷凝器中的制冷剂液面高度，
当所述冷凝器中的制冷剂液面高度高于制冷剂液面高度设定值时，所述膨胀设备配置成增加进入所述蒸发器的制冷剂流量，以及
当所述冷凝器中的制冷剂液面高度低于所述制冷剂液面高度设定值时，所述膨胀设备配置成减少进入所述蒸发器的制冷剂流量。
2.根据权利要求1所述的制冷机系统，其特征在于，所述外溢端口被放置于与所述蒸发器中所需的制冷剂液面高度相应的位置处。
3.根据权利要求1所述的制冷机系统，其特征在于，所述热源是来自所述冷凝器的制冷剂。
4.根据权利要求1所述的制冷机系统，其特征在于，所述温度阈值是1到10℃的过热。
5.根据权利要求1所述的制冷机系统，其特征在于，当所述制冷机系统的负荷增加时，所述膨胀设备配置成减少进入所述蒸发器的制冷剂流量；当所述制冷机系统的负荷减少时，所述膨胀设备配置成增加进入所述蒸发器的制冷剂流量。
6.一种制冷机系统，包括：
冷凝器；
蒸发器，所述蒸发器具有外溢端口，所述外溢端口允许制冷剂从所述蒸发器外溢；
膨胀设备，所述膨胀设备配置成对到所述蒸发器的制冷剂流量进行调整；
流速计，所述流速计配置成测量来自所述外溢端口的外溢制冷剂的流速，
所述膨胀设备配置成根据来自所述外溢端口的外溢制冷剂的流速进行调整；以及
制冷剂液面高度测量设备，其中所述制冷剂液面高度测量设备配置成测量所述冷凝器中的制冷剂液面高度，
当所述制冷剂液面高度高于制冷剂液面高度设定值时，所述膨胀设备配置成增加进入所述蒸发器的制冷剂流量，以及
当所述制冷剂液面高度低于所述制冷剂液面高度设定值时，所述膨胀设备配置成减少进入所述蒸发器的制冷剂流量。
7.根据权利要求6所述的制冷机系统，其特征在于，所述膨胀设备配置成对到所述蒸发器的制冷剂流量进行调整以将所述外溢制冷剂的流速保持于所需的流速。
8.根据权利要求6所述的制冷机系统，其特征在于，所述膨胀设备配置成当所述外溢制冷剂的流速低于所需的流速时，对到所述蒸发器的制冷剂流量进行增加；以及
所述膨胀设备配置成当所述外溢制冷剂的流速高于所需的流速时，对到所述蒸发器的制冷剂流量进行减少。
9.根据权利要求6所述的制冷机系统，还包括：
热交换器，所述热交换器配置成接收通过所述蒸发器的外溢制冷剂；以及
热源；其中所述热交换器配置成接收所述热源以蒸发所述外溢制冷剂中的制冷剂。
10.根据权利要求9所述的制冷机系统，其特征在于，所述流速计是温度传感器，所述温度传感器配置成对离开所述热交换器的外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度进行测量。
11.根据权利要求10所述的制冷机系统，其特征在于，所述膨胀设备配置成对到所述蒸发器的制冷剂流量进行调整以使得所述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度被保持于过热。
12.根据权利要求10所述的制冷机系统，其特征在于，所述温度在1到10℃之间的过热。
13.根据权利要求9所述的制冷机系统，其特征在于，所述热源是来自所述冷凝器的制冷剂。
14.根据权利要求10所述的制冷机系统，其特征在于，所述膨胀设备配置成当离开所述热交换器的外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度高于所需的温度时对到所述蒸发器的制冷剂流量进行增加，以及当离开所述热交换器的外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度低于所需的温度时对到所述蒸发器的制冷剂流量进行减少。
15.根据权利要求6所述的制冷机系统，其特征在于，所述蒸发器包括管束，所述外溢端口被放置于与相对于所述蒸发器的底部的顶管排的管束的高度相应处。
16.根据权利要求6所述的制冷机系统，其特征在于，所述外溢端口被放置于与所述蒸发器中所需的液体制冷剂液面高度相应的高度处。
17.根据权利要求6所述的制冷机系统，其特征在于，所述外溢端口与制冷剂储槽流体连通。
18.一种操作制冷机系统的方法，包括以下步骤：
允许制冷剂通过所述制冷机系统的蒸发器的外溢端口外溢，其中所述外溢制冷剂的量与所述蒸发器中的制冷剂液面高度相关联；
提供热源以蒸发所述外溢制冷剂中的制冷剂；
测量所述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度；
经由制冷剂液面高度测量设备测量冷凝器中的制冷剂液面高度；
部分基于所测量的冷凝器中的制冷剂液面高度对到所述蒸发器的制冷剂流量进行改变以使得所述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度被保持于所需的温度设定值；
当所测量的制冷剂液面高度高于所述冷凝器中的制冷剂液面高度设定值时，经由膨胀设备增加进入所述蒸发器的制冷剂流量；
当所测量的制冷剂液面高度低于所述冷凝器中的制冷剂液面高度设定值时，经由所述膨胀设备减少进入所述蒸发器的制冷剂流量；
当所述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度增加时，减少所述冷凝器中的制冷剂液面高度设定值；以及
当所述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂的温度降低时，增加所述冷凝器中的制冷剂液面高度设定值。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括以下步骤：
确定所述外溢制冷剂中蒸发的制冷剂所需的温度设定值。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括以下步骤：
将所述外溢端口放置于与相对于所述蒸发器的底部的所述蒸发器中所需的液体制冷剂液面高度相应的高度处。
21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所需的温度设定值在所述制冷剂的过热温度范围之内。
22.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所需的温度设定值为1到10℃的过热。
23.根据权利要求18所述的方法，还包括以下步骤：
对从所述冷凝器到所述蒸发器的制冷剂流量进行改变以使得所测量的制冷剂液面高度被保持于冷凝器液体制冷剂液面高度设定值。
24.根据权利要求18所述的方法，还包括以下步骤：
当所述制冷剂液面高度设定值低于制冷剂液面高度阈值时提供警告。
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