專利名稱：用于帶多壓縮機(jī)的制冷系統(tǒng)的容量控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種用于控制具有多臺(tái)壓縮機(jī)的制冷系統(tǒng)以使其以
最有效的方式運(yùn)4亍的方法和控制器(control)。
背景技術(shù)：
制冷系統(tǒng)(諸如空調(diào)裝置或熱泵)為人們所熟悉，其通常被使用以 調(diào)節(jié)環(huán)境中的空氣。制冷系統(tǒng)一般以一定的容量而運(yùn)行，這個(gè)容量 選擇成能夠最有效地控制所要調(diào)節(jié)的環(huán)境中的溫度。因此，當(dāng)空氣 調(diào)節(jié)系統(tǒng)上的冷卻負(fù)荷增加時(shí)，就需要制冷系統(tǒng)提供更高的容量。 或者，當(dāng)冷卻負(fù)荷減小時(shí)，可以選擇較小的容量。通過選擇適當(dāng)?shù)?容量，就可以提高效率并優(yōu)化能量消耗。
一種類型的制冷系統(tǒng)運(yùn)行有串排復(fù)缸壓縮機(jī)(tandem compressor)。雖然使用了術(shù)語(yǔ)"串排復(fù)缸"，并且將會(huì)討論兩臺(tái)壓縮 機(jī)的情況，具有三臺(tái)或甚至更多壓縮機(jī)的系統(tǒng)也是已知的且是可以 從本發(fā)明獲益的。控制串排復(fù)缸壓縮機(jī)以使其在制冷系統(tǒng)內(nèi)共同提 供所需量的壓縮制冷劑。壓縮4兒能夠改變其容量，串排復(fù)缸壓縮機(jī) 也不例外。因此，例如在螺桿式壓縮機(jī)(screw compressor)中，滑閥被 設(shè)置在壓縮室附近，并且可以打開以控制由螺桿式壓縮機(jī)壓縮的制 冷劑的量。為了實(shí)現(xiàn)所希望的容量，用于制冷系統(tǒng)的控制器可以移 動(dòng)滑閥以達(dá)到調(diào)節(jié)待冷卻(或加熱)的環(huán)境所要求的所需容量。
到目前為止，還沒有開發(fā)出適用于基于提供最有效操作的算法 的串排復(fù)缸壓縮機(jī)的控制器。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明公開實(shí)施例中，"^空制器能夠判定哪臺(tái)串排復(fù)缸壓縮機(jī)
正在以其容量的最高百分比運(yùn)行。如果是超額容量，那么以其容量
的最高百分比運(yùn)行的壓縮機(jī)將會(huì)降低容量。或者，如果需要額外的 容量，那么利用其最大容量的最低百分比的壓縮機(jī)將增加其容量。 通過這種方式，串排復(fù)缸壓縮機(jī)就會(huì)以近似相同的最大容量百分比 的方式運(yùn)行。已經(jīng)證明，這種運(yùn)行狀態(tài)可以提升系統(tǒng)的整體效率。
在本發(fā)明公開的實(shí)施例中，通向馬達(dá)的電流將會(huì)被監(jiān)測(cè)，并且
與用于壓縮4兒馬達(dá)(compressor motor)的最大電流相比4交。作為示例， 馬達(dá)設(shè)有額定負(fù)荷安培數(shù)(RLA)。通過比較實(shí)際電流和RLA,就能夠 近似算出容量百分比。能夠?qū)Ω鞔艔?fù)缸壓縮機(jī)的該百分比進(jìn)行比 較，以確定哪臺(tái)壓縮機(jī)正在以其容量的最高百分比運(yùn)行。如上所述， 接著控制器根據(jù)以其最高百分比運(yùn)行的那臺(tái)馬達(dá)來改變?nèi)萘俊?br> 通過下述說明書和附圖，將可以很好地理解本發(fā)明的這些特征 和其它特征，下文是簡(jiǎn)要的描迷。


圖1是結(jié)合有本發(fā)明的制冷系統(tǒng)的原理圖。 圖2是本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1描述的是具有串排復(fù)缸壓縮機(jī)22和24的制冷系統(tǒng)20,其 中每個(gè)串排復(fù)缸壓縮機(jī)22和24壓縮制冷劑并將其傳送入通向公共 排出管路26的排出管路25內(nèi)。排出管路26通過室外熱交換器28(如 果制冷系統(tǒng)20是空調(diào)裝置的話)，然后再經(jīng)過膨脹裝置(expansion device)30。在膨脹裝置30下游是室內(nèi)熱交換器32(同樣是空氣調(diào)節(jié) 模式)。如果制冷系統(tǒng)20運(yùn)行于加熱模式，制冷劑首先會(huì)通過直接位 于壓縮機(jī)22、 24下游的室內(nèi)熱交換器32。本發(fā)明可以擴(kuò)展到任一類 型的模式。
如圖所示，需冷卻的環(huán)境34接收通過蒸發(fā)器32驅(qū)動(dòng)的空氣。
環(huán)境34設(shè)有控制器41,諸如溫度自動(dòng)控制器，并且包括溫度傳感器。 控制器41連接到系統(tǒng)控制器，或結(jié)合有系統(tǒng)控制器?？刂破?1提 供系統(tǒng)上冷卻負(fù)荷(或供熱負(fù)荷)的指示。通常，環(huán)境34中的居住者 在控制器41處設(shè)定所希望的溫度，控制器41則運(yùn)行制冷系統(tǒng)20以 實(shí)現(xiàn)所希望的溫度。如人們所熟悉的，還能夠提供濕度控制等。
制冷劑在蒸發(fā)器32的下游側(cè)進(jìn)入公共吸入管路35內(nèi)，然后再 進(jìn)入通向串排復(fù)缸壓縮機(jī)22、 24的分開的吸入管路36內(nèi)。
滑閥38位于壓縮機(jī)22上，并且每個(gè)都連接到控制器41?？刂?器41可操作地驅(qū)動(dòng)滑閥38，使其依賴于所感知的需求而打開得更大 或更小以增加或減小由制冷系統(tǒng)2 0提供的容量。
電源39用于向各壓縮機(jī)22和24所用的電動(dòng)機(jī)提供能量。如圖 所示，傳感器設(shè)置于電源39上，并連接控制器41。
如上所述，控制器41識(shí)別冷卻(或加熱)負(fù)荷，以在環(huán)境34內(nèi) 獲得所希望的溫度。然后，控制器41運(yùn)行系統(tǒng)，包括停止/啟動(dòng)壓縮 機(jī)22、 24和打開/閉合滑閥38。本發(fā)明的這個(gè)方面是已知的。
本發(fā)明涉及一種算法，其在圖2的流程圖中進(jìn)行說明。通常， 本發(fā)明旨在發(fā)展各串排復(fù)缸壓縮機(jī)(當(dāng)然本發(fā)明能夠擴(kuò)展到超過兩臺(tái) 壓縮機(jī)的情況)以使其在其運(yùn)行的總?cè)萘堪俜直确矫嫦嗷ソ咏Ｒ虼耍?本發(fā)明監(jiān)測(cè)由電源39供給到壓縮機(jī)22和24的馬達(dá)的電流。如流程 圖中所示，能夠確定各個(gè)馬達(dá)的該實(shí)際電流和RLA的比率。然后， 控制器41詢問容量是否足夠滿足由環(huán)境34所要求的負(fù)荷。如果容 量是合適的，那么算法就返回到第一步驟。然而，如果需要額外容 量的話，那么具有較低比率馬達(dá)的壓縮機(jī)就增加其負(fù)荷。在公開的 實(shí)施例中，這就意味著一定程度上閉合其滑閥。
另一方面，如果超出容量，那么具有最高比率的壓縮機(jī)就減少 其容量。同樣，這就意味著打開其滑閥。
雖然公開的是帶有滑閥的壓縮機(jī)，其它改變?nèi)萘康姆椒ㄒ部梢?用在本發(fā)明中。例如，已知的制冷系統(tǒng)具有能夠變化速度的電動(dòng)機(jī)。
這種類型的壓縮機(jī)馬達(dá)也能夠^^用于發(fā)明方法中。同樣，雖然只公 開了一種判定容量百分比的方法，其它方法也包括在本發(fā)明的范圍 內(nèi)。
雖然已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員可以認(rèn)識(shí)到，某些改型也是落入本發(fā)明的范圍中的。出于這種 原因，需要研究所附權(quán)利要求，以確定本發(fā)明的真實(shí)范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種制冷系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)壓縮機(jī)，所述至少兩個(gè)壓縮機(jī)各自具有可變的容量；室內(nèi)熱交換器、膨脹裝置和室外熱交換器，以及用于控制由所述至少兩個(gè)壓縮機(jī)中的各個(gè)壓縮機(jī)所提供的容量的控制器，所述控制器能夠判定由所述至少兩個(gè)壓縮機(jī)提供的容量是否足夠滿足所述制冷系統(tǒng)上的負(fù)荷，并且基于此判定增加或減小所述容量，所述控制器能夠進(jìn)一步判定所述至少兩個(gè)壓縮機(jī)中哪一個(gè)正在以其最大容量的最高百分比運(yùn)行，在所述控制器判定需要改變?nèi)萘浚⑶以谂卸ㄐ枰獙?duì)所述至少兩個(gè)壓縮機(jī)中的哪一個(gè)壓縮機(jī)進(jìn)行控制時(shí)，所述控制器就利用哪一個(gè)所述壓縮機(jī)正在以其最大容量的所述最高百分比運(yùn)行的所述判定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，如果識(shí)別為 超額容量，所述控制器就減小所述至少兩個(gè)壓縮機(jī)中具有較高百分 比的那一個(gè)壓縮機(jī)的容量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，如果提供的 容量不足，所述控制器就增加所述至少兩個(gè)壓縮機(jī)中的具有較低百 分比的那一個(gè)壓縮機(jī)的容量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述百分比 是通過如下方式判定的監(jiān)測(cè)引向與所述至少兩臺(tái)壓縮機(jī)中各臺(tái)壓 縮機(jī)相關(guān)的馬達(dá)的實(shí)際電流，并把各所述馬達(dá)的各所述實(shí)際電流與 其額定負(fù)荷進(jìn)行比較。
5. —種運(yùn)行制冷系統(tǒng)的方法，包括如下步驟提供至少兩臺(tái)壓縮機(jī)，所述至少兩臺(tái)壓縮機(jī)中的每臺(tái)各自具有 可變的容量；提供室內(nèi)熱交換器、膨脹裝置和室外熱交換器，以及用于控制 所述至少兩臺(tái)壓縮機(jī)中每一 臺(tái)各自提供的容量的控制器；判定由所述至少兩臺(tái)壓縮^L提供的容量是否足夠滿足所述制冷系統(tǒng)上的負(fù)荷；基于此判定，增加或減小容量；判定所述至少兩臺(tái)壓縮機(jī)中哪一臺(tái)正在以其最大容量的最高百 分比運(yùn)行；以及當(dāng)所述控制器判定需要改變?nèi)萘?，并且在判定所述至少兩臺(tái)壓 縮機(jī)中的哪一臺(tái)壓縮機(jī)需要被控制時(shí)，所述控制器就利用哪一臺(tái)所 述壓縮機(jī)正在以其最大容量的所述最高百分比運(yùn)行的所述判定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，如果識(shí)別為超額 容量，那么所述控制器就減小所述至少兩臺(tái)壓縮機(jī)中具有所述最高 百分比的那一臺(tái)壓縮機(jī)的容量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，如果提供的容量 不足，那么所述控制器就增加所述至少兩臺(tái)壓縮機(jī)中具有較低百分 比的那一臺(tái)壓縮機(jī)的容量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述百分比通過 如下方式來判定監(jiān)測(cè)通向與戶斤述至少兩臺(tái)壓縮才幾中各臺(tái)壓縮機(jī)相 關(guān)的馬達(dá)的實(shí)際電流，并且把各所述馬達(dá)的所述實(shí)際電流與其額定 負(fù)荷進(jìn)行比較。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種與串排復(fù)缸壓縮機(jī)(22，24)一起工作的制冷系統(tǒng)?；谠撓到y(tǒng)的負(fù)荷，用于制冷系統(tǒng)的控制器(41)可操作地改變各壓縮機(jī)的容量?？刂破髋卸ǜ鲏嚎s機(jī)當(dāng)前所利用的最大負(fù)荷容量的百分比。如果控制器判定所提供的是超額容量的話，具有最高的百分比的壓縮機(jī)會(huì)減小其容量。相反，如果所提供的容量不足以滿足系統(tǒng)上的負(fù)荷時(shí)，控制器會(huì)增加具有較低百分比的那個(gè)壓縮機(jī)的容量。
文檔編號(hào)F25B1/00GK101194130SQ200580049992
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2005年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月3日
發(fā)明者E·L·海特曼, S·J·霍爾登 申請(qǐng)人:開利公司