用于在啟動過程中控制蒸氣壓縮系統(tǒng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在蒸氣壓縮系統(tǒng)啟動過程中對蒸氣壓縮系統(tǒng)(例如，制冷系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)或加熱泵)進(jìn)行控制的方法。本發(fā)明的方法允許蒸氣壓縮系統(tǒng)的蒸發(fā)器被快速充滿而不會有液體制冷劑穿過蒸發(fā)器且進(jìn)入抽吸管線的風(fēng)險。
【背景技術(shù)】
[0002]一種蒸氣壓縮系統(tǒng)通常包括一個壓縮機(jī)、一個冷凝器、一個膨脹裝置(例如膨脹閥形式的)、和一個安排在制冷劑路徑中的蒸發(fā)器。制冷劑在制冷劑路徑中循環(huán)，并且交替地被壓縮和膨脹，同時在冷凝器和蒸發(fā)器中發(fā)生了熱交換，由此對一個封閉的容積提供加熱或冷卻。
[0003]當(dāng)一個蒸氣壓縮系統(tǒng)被啟動時，例如通過啟動該壓縮機(jī)，蒸發(fā)器中存在的制冷劑的量、或蒸發(fā)器的充填程度是未知的。為了獲得最大冷卻效率，希望的是盡可能快地達(dá)到蒸發(fā)器的最大充填程度。一方面，要確保防止液體制冷劑穿過蒸發(fā)器且進(jìn)入抽吸管線，這是由于如果液體制冷劑到達(dá)該抽吸管線則可能對壓縮機(jī)造成損壞。
[0004]US 5，771，703披露了一種用于對蒸氣壓縮系統(tǒng)中的制冷劑的流動進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)通過確保蒸發(fā)器盤管中的制冷劑處于液體狀態(tài)來促使最佳地使用蒸發(fā)器盤管。蒸發(fā)器盤管出口處的溫度傳感器對制冷劑的溫度進(jìn)行感測并且該控制系統(tǒng)對制冷劑的流動進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而在這個傳感器附近出現(xiàn)液體干出點(diǎn)，即在液體狀態(tài)與過熱狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。由此該蒸氣壓縮系統(tǒng)在正常操作中以最優(yōu)過熱度運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種用于在啟動過程中對蒸氣壓縮系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法，該方法允許無論該蒸發(fā)器的初始充填程度如何都快速達(dá)到蒸發(fā)器的最優(yōu)充填程度，而不會有蒸發(fā)器溢流的風(fēng)險。
[0006]本發(fā)明提供一種用于在啟動過程中對蒸氣壓縮系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法，該蒸氣壓縮系統(tǒng)包括一個壓縮機(jī)、一個冷凝器、一個具有可變開放度的膨脹裝置、和一個沿制冷劑路徑安排的蒸發(fā)器，該方法包括以下步驟:
[0007]?-開始運(yùn)行該蒸氣壓縮系統(tǒng)，
[0008]?-監(jiān)測進(jìn)入該蒸發(fā)器的制冷劑的一個第一溫度T1,
[0009]?-監(jiān)測離開該蒸發(fā)器的制冷劑的一個第二溫度T2，
[0010]?-得出該第一溫度的一個第一變化率AT1和該第二溫度的一個第二變化率ΔΤ2，
[0011]?-將該第一變化率八!\與該第二變化率ΔΤ2進(jìn)行比較，
[0012]?-基于該比較步驟，確定該蒸發(fā)器的制冷劑填充狀態(tài)，并且
[0013]?-在確定該蒸發(fā)器充滿或幾乎充滿的情況下根據(jù)一個第一控制策略對該膨脹裝置的開放度進(jìn)行控制，并且在確定該蒸發(fā)器未充滿的情況下根據(jù)一個第二控制策略對該膨脹裝置的開放度進(jìn)行控制。
[0014]本發(fā)明提供一種用于對蒸氣壓縮系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法。在本文的上下文中，術(shù)語蒸氣‘蒸氣壓縮系統(tǒng)’應(yīng)被理解為是指以下任何系統(tǒng):一種流體介質(zhì)流(如制冷劑)循環(huán)并被交替地壓縮和膨脹，由此提供對一定體積的制冷或者加熱。因此，該蒸氣壓縮系統(tǒng)可以是一個制冷系統(tǒng)、一個空調(diào)系統(tǒng)、一個加熱泵，等。因此該蒸氣壓縮系統(tǒng)包括一個壓縮機(jī)、一個冷凝器、一個膨脹裝置(例如膨脹閥形式的)、和一個沿制冷劑路徑安排的蒸發(fā)器。
[0015]壓縮機(jī)可以是單個壓縮機(jī)的形式，例如，一個定速壓縮機(jī)、一個兩級壓縮機(jī)或一個變速壓縮機(jī)?？商娲?，該壓縮機(jī)可以是壓縮機(jī)組的形式，該壓縮機(jī)組包括兩個或更多單獨(dú)的壓縮機(jī)。壓縮機(jī)組中的每個壓縮機(jī)可以是一個定速壓縮機(jī)、一個兩級壓縮機(jī)或一個變速壓縮機(jī)。
[0016]該膨脹裝置是一種具有可變開放度的膨脹裝置。因此，通過調(diào)節(jié)該膨脹裝置的開放度，可以控制被供應(yīng)至蒸發(fā)器的制冷劑流。
[0017]蒸發(fā)器可以是單個蒸發(fā)器的形式，包括一個單個蒸發(fā)器盤管或平行安排的兩個或更多蒸發(fā)器盤管。作為一個替代方案，該蒸發(fā)器可以包括兩個或更多個在制冷劑路徑中平行安排的蒸發(fā)器。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的方法，該蒸氣壓縮系統(tǒng)在該蒸氣壓縮系統(tǒng)的啟動過程中是受到控制的。在本文的上下文中，術(shù)語‘啟動’應(yīng)被理解為解釋為是指第一次開始運(yùn)行該蒸氣壓縮系統(tǒng)的情形，或者在該蒸氣壓縮系統(tǒng)的運(yùn)行已被停止一段時間之后，開始運(yùn)行該蒸氣壓縮系統(tǒng)的情形。在這類情形中，蒸發(fā)器中存在的制冷劑的量、或者蒸發(fā)器的充填程度是未知的。因此不知道該蒸發(fā)器是接近最大充填程度，即幾乎是充滿的，或者該蒸發(fā)器幾乎是空的。這將在以下進(jìn)一步說明。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的方法，最初是開始運(yùn)行該蒸氣壓縮系統(tǒng)。接下來，監(jiān)測進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑的第一溫度T1和離開蒸發(fā)器的制冷劑的第二溫度T 2。在本文的上下文中，術(shù)語‘監(jiān)測’應(yīng)理解為是指在某一時間段測量該相關(guān)溫度，而不是一點(diǎn)的溫度測量。因此，通過監(jiān)測溫度，獲得了表示第一溫度和第二溫度根據(jù)時間發(fā)展的數(shù)據(jù)組。獲得的數(shù)據(jù)組可以例如是大量離散的或采樣的溫度測量值的形式，或者是基本上連續(xù)的溫度測量值的形式。
[0020]基于這些監(jiān)測的溫度，得出第一溫度的第一變化率AT1和第二溫度的第二變化率ΔΤ2ο然后，將該第一變化率AT1與第二變化率Λ T2進(jìn)行比較?；谶@個比較步驟，確定該蒸發(fā)器的制冷劑填充狀態(tài)。
[0021]在本文的上下文中，術(shù)語‘制冷劑填充狀態(tài)’應(yīng)理解為是指與蒸發(fā)器的充填程度相關(guān)的蒸發(fā)器狀態(tài)。制冷劑填充狀態(tài)可能僅僅是該蒸發(fā)器是充滿或幾乎充滿的，或者該蒸發(fā)器是未充滿的，例如，幾乎是空的?？商娲兀评鋭┨畛錉顟B(tài)可以是針對充填程度的更準(zhǔn)確的測量值，例如，對應(yīng)于‘充滿或幾乎充滿’、‘近似二分之一充滿’以及‘空的或幾乎空的’。作為另一個替代，制冷劑填充狀態(tài)可以僅僅是充填程度。
[0022]在任何情況下，一旦已經(jīng)確定該制冷劑填充狀態(tài)，就至少有可能確定該蒸發(fā)器是充滿或幾乎充滿的、或者該蒸發(fā)器是未充滿的。
[0023]如以上闡述的，希望的是盡可能快地獲得蒸發(fā)器的最大充填程度，因為由此獲得最大冷卻能力。然而，還必須確保的是不允許液體制冷劑穿過蒸發(fā)器且進(jìn)入抽吸管線，因為如果液體制冷劑到達(dá)壓縮機(jī)就可能導(dǎo)致壓縮機(jī)損壞。因此本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是如以上所述確定蒸發(fā)器的制冷劑填充狀態(tài)，因為如果已經(jīng)證實蒸發(fā)器不是充滿的則它允許相對激進(jìn)地填充該蒸發(fā)器，而如果證實該蒸發(fā)器是充滿或幾乎充滿的，則可以選擇更謹(jǐn)慎的方法。由此可以確保該蒸發(fā)器被盡可能快地填充，同時防止液體制冷劑穿過蒸發(fā)器。
[0024]因此，根據(jù)本發(fā)明，在確定該蒸發(fā)器是充滿或幾乎充滿的情況下則根據(jù)一個第一控制策略來對該膨脹裝置的開放度進(jìn)行控制，并且在確定該蒸發(fā)器是未充滿的情況下則根據(jù)一個第二控制策略來對該膨脹裝置的開放度進(jìn)行控制。
[0025]第一控制策略可以包括使該膨脹裝置的開放度逐漸減小的步驟。由于該第一控制策略是在蒸發(fā)器是充滿或幾乎充滿的情況下選擇的，必須采取謹(jǐn)慎的方法來確保液體制冷劑不被允許穿過該蒸發(fā)器。假設(shè)最初選擇了采取該膨脹裝置的一個中間開放度、對蒸發(fā)器提供制冷劑的中間水平的供應(yīng)，在這種情況下適當(dāng)?shù)氖菧p小該膨脹裝置的開放度，由此減少制冷劑到蒸發(fā)器的供應(yīng)。此外，因為已經(jīng)確立蒸發(fā)器是充滿或幾乎充滿的，已經(jīng)達(dá)到或者幾乎達(dá)到最大充