專利名稱：水冷冷卻器的凝固點保護的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在HVAC系統(tǒng)內(nèi)用于防止水冷冷卻器中冷卻水結(jié)冰的方法。本發(fā)明也涉及防止水冷冷卻器中冷卻水結(jié)冰的一個系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通常需要在水的凝固點的幾度范圍內(nèi)的溫度上運行水冷冷卻器。眾所周知，冷卻器內(nèi)的水在熱交換器中被冷卻，其中水由從蒸發(fā)器中的水吸收熱量的致冷劑所冷卻。在現(xiàn)有的水冷卻器中，控制系統(tǒng)通常設(shè)置為一旦蒸發(fā)器溫度降低到某一結(jié)冰以下的溫度時關(guān)閉水冷冷卻器。既使在這個溫度下降只是暫時的并不會引起水冷冷卻器中的水結(jié)冰時關(guān)閉也可以發(fā)生。這些瞬間的溫度下降通常是由于變化的負載、起動或其它任何原因所導(dǎo)致的系統(tǒng)干擾產(chǎn)生的。這些關(guān)閉通常是不必要的，因為在管內(nèi)的水不會立即結(jié)冰。

發(fā)明內(nèi)容
最好有一個系統(tǒng)，在這個干擾的有限時間內(nèi)，如果不必關(guān)閉HVAC系統(tǒng)，將使冷卻器連續(xù)運轉(zhuǎn)。這樣的系統(tǒng)或方法將防止與頻繁的關(guān)閉相關(guān)的高成本。
此外，本發(fā)明的一個目的是要提供防止HVAC系統(tǒng)中水冷冷卻器結(jié)冰而不必關(guān)閉HVAC系統(tǒng)的一種改進的方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明另外的目的和優(yōu)點將部分地在下列說明中陳述，而部分將由說明變得清楚或可以由發(fā)明的實施所了解。本發(fā)明的目的和優(yōu)點將借助于在從屬權(quán)利要求中特別指出的元件和組件來實現(xiàn)和獲得。
如本文概括地表述的，要實現(xiàn)目標和根據(jù)本發(fā)明的目的，本發(fā)明包括關(guān)閉水冷冷卻器以防止冷卻水過度結(jié)冰并危害冷卻器的一種方法。該方法包括如下步驟定期地探測水冷卻器中致冷劑的溫度；在預(yù)定的時間間隔定期地計量探測溫度低于預(yù)定結(jié)冰溫度的時間；在預(yù)定的時間間隔定期地比較計量的時間與蒸發(fā)器在低于預(yù)定結(jié)冰溫度的探測溫度上可以運行而不會損壞冷卻器的一個最大確定時間；并且如果在所述的某一預(yù)定的時間間隔上計量的時間超過了最大確定時間時，關(guān)閉水冷卻器。
在另一方面，該方法包括的步驟是定期地比較探測溫度與預(yù)定的最低關(guān)閉溫度并且如果探測的溫度降到預(yù)定的最低關(guān)閉溫度以下時關(guān)閉水冷卻器。
在另一方面，計量冷卻器中致冷劑的溫度低于預(yù)定結(jié)冰溫度的時間量的步驟包括如下步驟在每個預(yù)選的時間間隔中探測的溫度降低到預(yù)定的結(jié)冰溫度以下時使計數(shù)增加預(yù)選的增加值并在每個預(yù)選的時間間隔內(nèi)探測的溫度等于或大于預(yù)定的結(jié)冰溫度時使計數(shù)減少預(yù)選的增加值。
還有在又一方面，該方法可以進一步包括如果探測的溫度低于預(yù)定的最低關(guān)閉溫度時關(guān)閉冷卻器的步驟，既使計數(shù)值不比確定的最大時間大。該方法也可以包括在每個預(yù)選時間間隔中計算冷卻器可以在低于預(yù)定結(jié)冰溫度的探測溫度上運行的最大確定時間的步驟。用于計算和比較步驟的預(yù)定時間間隔是相同的時間間隔。
在另一方面，關(guān)閉冷卻器的步驟只能發(fā)生在探測的溫度低于預(yù)定的結(jié)冰溫度時。
在另一方面，定期地探測冷卻器中致冷劑溫度的步驟由一直接的溫度探測裝置執(zhí)行。換言之，定期地探測冷卻器中致冷劑溫度的步驟由一個壓力傳感器執(zhí)行。
本發(fā)明也包括用于關(guān)閉水冷冷卻器以防止冷卻水過度結(jié)冰并危害冷卻器的一個系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于定期地檢測冷卻器中致冷劑溫度的探測器；用于儲存冷卻器被允許在低于預(yù)定結(jié)冰溫度的一個探測溫度上運行而不會損壞冷卻器的最大時間的裝置；以及在預(yù)定的時間間隔上定期地計量探測溫度低于預(yù)定結(jié)冰溫度的時間，比較該時間與最大確定時間，并且如果計量的時間大于最大確定時間時關(guān)閉冷卻器的一個控制器。
要明白，前述的一般說明和下列的詳細說明都只是示范性和說明性的，并不像權(quán)利要求限制本發(fā)明。插在并構(gòu)成這個說明書一部分的附示說明了本發(fā)明的實施例并與說明一起用于闡明本發(fā)明的原理。


圖1是用于計算完成管中液體凝固的無限小的時間的曲線。
圖2是在各種致冷劑飽和溫度上表示在蒸發(fā)器管中滯積水凝固的時間曲線。
圖3A和3B是表示新的結(jié)冰保護程序的流程圖。
圖4是符合本發(fā)明的致冷系統(tǒng)和控制板的圖面。
具體實施例方式
現(xiàn)在將詳細說明本發(fā)明的最佳實施例，其實例在附圖中說明。只要可能，涉及相同或類似部分在圖中將完全使用相同的參照數(shù)字。
本發(fā)明針對在冷卻器內(nèi)用于防止水冷卻器由于水的過度結(jié)冰所導(dǎo)致的危害的方法和系統(tǒng)。借助于圖4的例子說明應(yīng)用本發(fā)明的一個常用的系統(tǒng)。如所表示的，水冷卻器被插入包括一個離心式壓縮機110、一個冷凝器112、一個水冷卻器(蒸發(fā)器)126和一個系統(tǒng)的控制板140的一個HVAC致冷系統(tǒng)100中。離心式壓縮機110壓縮致冷劑蒸氣并將它經(jīng)由管線114提供到冷凝器112。冷凝器包括連接至冷卻塔122的一個熱交換螺旋管116。來自冷凝器112冷凝的液態(tài)致冷劑經(jīng)由管線124流到蒸發(fā)器126。蒸發(fā)器126包括比如一個熱交換螺旋管128，它具有連接至冷卻負載130的供給管線128S和返回管線128R。水經(jīng)由返回管線128R流入蒸發(fā)器并經(jīng)由供給管線128S排出蒸發(fā)器。蒸發(fā)器冷卻管中水的溫度。熱交換器螺旋管128可以包括一組管束。在蒸發(fā)器126中的蒸氣致冷劑隨后經(jīng)由吸氣管線132返回到壓縮機110以完成循環(huán)。
該系統(tǒng)包括用于探測在水致冷器內(nèi)的溫度和壓力的探測器160。該探測器最好在蒸發(fā)器殼內(nèi)管束之間的位置。該探測器通常位于致冷劑流中。來自探測器的信號162被施加到包括模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器148、微處理器150、非易失存儲器144和接口模塊146的控制板140?？刂瓢宓牟僮鲗⒃谙挛母敿毜赜懻?。常用的液體冷卻器系統(tǒng)包括很多圖4中未表示的其它特點。這些特點已被適當省略以簡化圖面便于說明。
水冷卻器通常被規(guī)定在水的華氏凝固點(32°F)幾度范圍內(nèi)運行。由起動、變化負載等引起的在冷卻器運行狀態(tài)的暫態(tài)可能導(dǎo)致蒸發(fā)器致冷劑飽和溫度暫時下降低于這個值。如果在這種狀態(tài)保持足夠長的一段時間，就可能在蒸發(fā)器冷卻水管內(nèi)側(cè)形成冰。在極個別的情況下，管內(nèi)的水能結(jié)冰爆裂水管并引起對單元的危害。
本發(fā)明的目的是要提供凝固點保護方法和系統(tǒng)，它能允許冷卻器中致冷劑的溫度降到水的凝固點以下有限的一段時間而不會立即關(guān)閉。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)將在計算出的時間量之后關(guān)閉水冷卻器，但要防止不必要的關(guān)閉。在另一方面，本方法將有效地防止水管結(jié)冰。要做到這點，方法演變成確定冷卻器能在水的凝固點以下運行的安全時間極限。因為水結(jié)冰需要的時間取決于蒸發(fā)器溫度在凝固點之下多久，這個時間極限必須針對不同的冷卻器溫度被調(diào)節(jié)。如下文所闡述的，最佳方法是利用一個數(shù)學(xué)算法針對在冷卻器中探測的致冷劑溫度確定合適的安全時段。根據(jù)本發(fā)明，可以用不同的算法確定這個時間，如可用給定系統(tǒng)的實驗測試。例如，可以通過使特定的水冷卻器承受不同的結(jié)冰溫度和在每種溫度下確定使水達到預(yù)定結(jié)冰狀態(tài)的時間，來獲得給定溫度的安全時段。通過這個實驗測試，一個數(shù)據(jù)點表格可以被確定并放在下文所述的那種類型電腦系統(tǒng)的存儲器中。然而，最好是根據(jù)適當?shù)哪芊治龃_定致冷劑給定探測溫度的最大安全時間的假設(shè)使用一個算法。
要改進這個算法，借助于例子，一個數(shù)學(xué)瞬間傳導(dǎo)分析在表示的蒸發(fā)管上完成。為了減少采用這種方法的結(jié)冰危害，一個最佳算法根據(jù)冷卻器結(jié)冰的最壞情況被改進。在最短的時間內(nèi)發(fā)生水冷卻器結(jié)冰的最壞情況是蒸發(fā)器管由通行導(dǎo)流墊或某些其它阻礙物部分或完全堵塞的不大可能的情況。在這種情況下，水不能進入或排出水管而是相反截留在管中，這時周圍的致冷劑蒸氣在凝固點以下。因為水不能對流地傳遞熱(忽略次要性質(zhì)的對流作用)，熱傳遞的主要方式變成了在徑向的傳導(dǎo)。
銅管的傳導(dǎo)率和給定管的長度與直徑比是已知的，傅里葉徑向傳導(dǎo)方程式簡化為可數(shù)學(xué)解決的形式。1943年由London和Seban解決了在浸入低于液體凝固點以下溫度的介質(zhì)中的長圓形管內(nèi)液體結(jié)冰的數(shù)字表示熱傳遞問題。對于無限小的時間參數(shù)的該等式在下列條件下被用于本申請1.冰的物理性質(zhì)，密度，傳導(dǎo)率和熔解潛熱是不變的。
2.液體在初始的凝固溫度(32°F)。
3.管外側(cè)的熱傳遞系數(shù)在過程中間是不變的。
4.在管外側(cè)致冷劑蒸發(fā)的飽和溫度是不變的。
圖1表示在無限小的時間內(nèi)完成液體凝固的方案。在這種情況下，無限小的時間θ*在合適的系統(tǒng)參數(shù)horo/k值下對應(yīng)于橫坐標截矩r+＝r/ro＝0。這對應(yīng)于管完全凝固的無限小的時間(其中r＝0)。
等式1θ*＝(Tfr-T∞)kθ/Lfρro2其中Lf＝冰的熔解潛熱ρ＝固態(tài)密度Tfr＝凝固點溫度T∞＝測量的蒸發(fā)器飽和溫度k＝冰的熱傳導(dǎo)率θ＝管完全凝固的時間ro＝管內(nèi)圓半徑ho＝外表面熱傳遞系數(shù)管完全凝固的無限小的時間θ*由圖1可以找出。這個值隨后被輸入等式1，以便求出管完全凝固的時間θ。
在特殊情況下系統(tǒng)參數(shù)被用于上述方案時，如圖2所示，在各種飽和溫度下獲得在標準蒸發(fā)器管內(nèi)水完全凝固的下列時間曲線。這個表格依照在標準條件下對蒸發(fā)器的標準設(shè)計，并且只是示范性的。圖2中的數(shù)據(jù)表格不限制本發(fā)明。圖2對應(yīng)于美國機械工程師協(xié)會ASME會刊1943年65卷London，A.L.和Seban，R.A.的“冰形成速度”。根據(jù)本發(fā)明的最佳實施例，確定的最大時間極限由一個合適的安全系數(shù)加權(quán)，并隨后插入本發(fā)明方法和系統(tǒng)的控制邏輯。
下面將敘述新的凝固點保護控制算法。在連續(xù)的基礎(chǔ)上，控制邏輯系統(tǒng)在預(yù)選的時間間隔上監(jiān)視蒸發(fā)器飽和溫度。在圖4中表示了致冷系統(tǒng)控制板140的例子。探測器160被用于測量蒸發(fā)器溫度或壓力。一個直接的溫度探測裝置，如一個熱敏電阻，可以被用于測量蒸發(fā)器溫度。或者，一個壓力探測裝置，如一個壓力傳感器，可以被用于測量蒸發(fā)器壓力。其它類型的溫度和壓力傳感器也可以被利用。如果一個壓力傳感器被利用，則壓力探測器/傳感器160將產(chǎn)生與蒸發(fā)器壓力成正比的一個直流電壓信號162。通常這個信號162在0.5V和4.5V(DC)之間。如果利用熱敏電阻，熱敏電阻將提供一個與溫度成正比的電阻。這個經(jīng)由連通電壓源的電阻分壓器被轉(zhuǎn)換成電壓信號162。電壓信號162是給控制板140的一個輸入并由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器148轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。這個表示蒸發(fā)器壓力/溫度的數(shù)字信號現(xiàn)在可以由微處理器150轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的蒸發(fā)器飽和溫度。這個值現(xiàn)在被輸入到在下列段落更詳細敘述的凝固點保護軟件程序?？刂瓢逡舶ㄔ谀厅c保護程序發(fā)出適合關(guān)閉的信號時被用于關(guān)閉冷卻器的一個接口模塊146。冷卻器可以通過任何常用的方法，比如通過向馬達起動器/馬達118發(fā)送信號關(guān)閉壓縮機110，來關(guān)閉。然而，本發(fā)明不必局限于這種關(guān)閉方法。
圖3說明本發(fā)明某一凝固點程序的實施例。程序的運行如下。如果該單元在開始以前剛好被打開，凝結(jié)計數(shù)值在初始化期間將被設(shè)置為零。凝結(jié)_計數(shù)是保持蒸發(fā)器溫度處于凝固點之上或之下時的隨時間變化的計數(shù)器的值。在開始程序后，程序進行到步驟1。如凝固點特性不是活躍的，程序進行到步驟16(由圓圈C表示)。在步驟16中間，清除關(guān)閉。在清除關(guān)閉中，控制邏輯表明沒有關(guān)閉要根據(jù)這個控制特性發(fā)生。然后程序進行到步驟17，在這里記錄關(guān)閉狀態(tài)。在這種情況下，將記錄沒有關(guān)閉。步驟17將被稱作記錄關(guān)閉狀態(tài)。在步驟17之后，程序?qū)⒔Y(jié)束(程序可以在執(zhí)行其它控制程序之后重新進入這一點)。如果在步驟1發(fā)現(xiàn)凝固點特性是活躍的，那么程序進行到步驟2。在程序的這點上凝結(jié)_計數(shù)值要么等于零(如果程序剛好開始)要么等于在前面的程序結(jié)束以前凝結(jié)_計數(shù)的最后保留值。在步驟2中，現(xiàn)有的蒸發(fā)器飽和溫度被確定并且偏差補償被插入系統(tǒng)。這個補償值在改進時可以被放進軟件，或者在個別應(yīng)用中可以(通過鍵盤)手動輸入。最好，偏差補償代表探測器偏差的最壞情況。例如，對于熱敏電阻它可以被編程為恒等于0.8°F而對于壓力傳感器則恒等于1.0°F。然后程序進行到步驟3。
由于冷卻計數(shù)的計時可變，這里利用1秒的標準時間間隔(然而，可以利用其它的時間間隔)。凝結(jié)_計數(shù)每秒被增加或減少一次，由此獲得相當于1秒分辯率的計時器。在步驟3中，檢查在程序初始化時被設(shè)置為1秒的計時器。如果1秒已終了，則在步驟4重新設(shè)置計時器。如果1秒未終了，程序進行到連在圖3A和圖3B之間由圓B所表示的步驟9。然而，如果已在步驟4重置計時器，程序進行到步驟5。在步驟5，蒸發(fā)器溫度與凝固點溫度加偏差補償值相比。該凝固點溫度是在冷卻器中水的凝固點。如果探測的蒸發(fā)器溫度低于凝固點溫度加偏差補償值，則程序進行到步驟7，其中凝結(jié)_計數(shù)值被增加1。該凝結(jié)_計數(shù)值現(xiàn)在將等于前面的凝結(jié)_計數(shù)值加1，并且程序進行到步驟9。否則如果蒸發(fā)器溫度不低于凝固點溫度加偏差補償值，程序進行到步驟6。如果在步驟6凝結(jié)_計數(shù)大于零，那么程序進行到步驟8，其中凝結(jié)_計數(shù)值被減去1。該凝結(jié)_計數(shù)值現(xiàn)在將等于前面的凝結(jié)_計數(shù)減1，并且程序進行到步驟9。在步驟6中，如果凝結(jié)_數(shù)值不大于零，凝結(jié)_計數(shù)值將不被減少，但將保持相等，并且程序?qū)⑦M行到步驟9。
本發(fā)明的一方面，及由此在本文闡述說明的子程序要防止計數(shù)器在每次溫度升到凝固點以上時自動重置為零。在步驟8中，如蒸發(fā)器溫度等于或大于凝固點加偏差補償值(假設(shè)凝結(jié)_計數(shù)大于零)，(表示凝固點時間的)凝結(jié)_計數(shù)值減去1。每次溫度升高到溫度臨界值僅1秒的時間間隔時，要進行計數(shù)器重置是危險的。每次溫度暫時的升到臨界值以上可能后面是大量的溫度在臨界值以下的時間。在溫度升到臨界值時不是完全重置，而是計數(shù)器將停止增加并相反向零方向減少一個計數(shù)。用這種方式，如果溫度的變化相反并且溫度要降在臨界值之下，則凝結(jié)計數(shù)值將表示，溫度在臨界值以下的時間量減去溫度大于或等于臨界值的時間量(增加的數(shù)，如1秒)。未重置為零就是因為溫度已預(yù)先升到臨界值之上，在低于臨界值的溫度上冷卻器被允許保持比計數(shù)器已重置為零更短的時間。對于冷卻器可能在凝固點邊緣運行的情況(即，在飽和溫度圍繞凝固點振蕩時)這個邏輯尤其必要。
在步驟3中，如果一秒的時間間隙還未終了，計時器不被重置并且程序進行到步驟9(由圓B表示的圖3A和3B之間的連接)。凝結(jié)_計數(shù)值僅在一秒的時間間隔被增加或減少，然而，程序在一秒的許多倍的時間內(nèi)完成。
如圖3A和3B所示，程序從如圓A和B所表示的部分進行到步驟9。在步驟9，蒸發(fā)器溫度與凝固點溫度加偏差補償值相比較。如果蒸發(fā)器溫度不低于凝固點溫度加偏差補償值，則程序進行到步驟11。如果程序進行到步驟11，將沒有關(guān)閉產(chǎn)生。在步驟11，關(guān)閉將被清除并且程序進行到關(guān)閉狀態(tài)被記錄的步驟17。在這種情況下，將記錄沒有關(guān)閉并將退出程序。
然而，如果在步驟9蒸發(fā)器溫度低于凝固點溫度加偏差補償值，則程序進行到步驟10。在步驟10，水能保持在各個蒸發(fā)器溫度而不結(jié)冰的最大時間以最接近的探測溫度被計算。這對應(yīng)于在蒸發(fā)管中使水完全凝固，引起對冷卻器的危害的時間。如前面所討論的，這是以在管中的水流完全被堵塞的最壞情況為基礎(chǔ)。該最大時間可以用下列公式與其計算所需要的必要參數(shù)一起來計算，該公式是上述等式1的重申。對于下面所列的變量值取決于具體的熱交換器特性和出現(xiàn)的條件。下面的值只是示范性的。最終，(對于最大時間的)秒數(shù)根據(jù)飽和溫度低于凝固點多少來計算。等式如下最大時間(秒)＝[θ*×LFxρf×[(ro/12)2/(((Tfr+Toffset)-Tshell)×Kice)]]×3600
其中Tfr＝32.0°FToffset＝0.8～1.0°FTshell＝測量的蒸發(fā)器飽和溫度Lf＝143.6kice＝1.34ρf＝57.3ho＝3000ro＝0.325R＝ho×(ro/(12×kice))如果R大于10，則θ*＝0.25一旦計算了蒸發(fā)器管結(jié)冰的最大時間，凝結(jié)_計數(shù)值在步驟12與最大時間值相比較。因為凝結(jié)_計數(shù)值每秒增加(或減少)一次，凝結(jié)_計數(shù)值以秒表示飽和溫度低于結(jié)冰臨界值的時間(減去飽和溫度高于結(jié)冰臨界值的時間)。如果凝結(jié)_計數(shù)值大于最大時間值，則程序進行到設(shè)置關(guān)閉的步驟13。在設(shè)置關(guān)閉之后，程序進行到步驟14。在步驟12，凝結(jié)_計數(shù)值可以小于或等于最大時間值。這將產(chǎn)生于當溫度已低于臨界值的時間量(減去高于臨界值的時間量)還未達到計算的要發(fā)生結(jié)冰的時間量時。程序?qū)⑦M行到步驟14。
如果蒸發(fā)器溫度已降到預(yù)定的最低溫度以下時，還可以關(guān)閉該單元。這個最低溫度表示在其上結(jié)冰將如此迅速使得既使很短的時間也將危及冷卻器運行的一個溫度。在上述的例子中，該最低溫度被設(shè)置在25°F。在步驟14中，如果蒸發(fā)器溫度低于最低溫度，則在步驟15設(shè)置關(guān)閉。如果蒸發(fā)器溫度不低于最低溫度，將設(shè)置不關(guān)閉。然而，關(guān)閉可以作為步驟13的結(jié)果被設(shè)置。關(guān)閉或沒有關(guān)閉的狀態(tài)由此將在步驟17被記錄。如果在步驟13和15兩個步驟設(shè)置關(guān)閉，則系統(tǒng)可以被編程以便兩個關(guān)閉都在步驟17被記錄。換言之，如果對于步驟12和14答案是不，則將設(shè)置不關(guān)閉，并且步驟17將記錄沒有關(guān)閉。步驟17之后，將總是退出程序。此后程序可以立即重新開始。
在上述的方法和系統(tǒng)中，控制裝置可以指示關(guān)閉產(chǎn)生的原因。除了上文討論的那些凝固點保護的原因之外，關(guān)閉可以由其它原因產(chǎn)生。對于關(guān)閉原因的這個指示被稱作記錄關(guān)閉。
很明顯，對于那些熟練的技術(shù)人員，各種修改和變型可以在本發(fā)明的設(shè)計中和這個凝固點保護方法及系統(tǒng)的構(gòu)架中被完成而不脫離本發(fā)明的范圍或精神。本發(fā)明的其它實施例對于那些熟練的技術(shù)人員將從本文公開的說明書的設(shè)想和發(fā)明的實施中變得很清楚。說明書和舉例被認為只是權(quán)利要求的示范。
權(quán)利要求
1.一種關(guān)閉水冷冷卻器防止冷卻水過度結(jié)冰并損害冷卻器的方法，包括下列步驟定期地探測冷卻器中致冷劑的溫度；以預(yù)定的時間間隔定期地計數(shù)致冷劑低于預(yù)定凝結(jié)溫度的時間量；以預(yù)定的時間間隔定期地比較計數(shù)時間與冷卻器可在低于預(yù)定凝結(jié)溫度的探測溫度運行而不會危及冷卻器的一個確定的最大時間相比較；及在所述預(yù)定時間間隔中的某一個間隔上，如果計數(shù)時間超過了確定的最大時間，關(guān)閉冷卻器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法還包括以下步驟定期地比較探測溫度與預(yù)定的最低關(guān)閉溫度；及如果探測溫度降到預(yù)定的最低關(guān)閉溫度之下時，關(guān)閉冷卻器。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中計量冷卻器中致冷劑低于預(yù)定凝結(jié)溫度的時間量的步驟包括如下步驟在探測的溫度降到預(yù)定凝結(jié)溫度以下的每個預(yù)選時間間隔內(nèi)使計數(shù)增加預(yù)選的增加值而在探測的溫度等于或大于預(yù)定凝結(jié)溫度的每個預(yù)選時間間隔內(nèi)使計數(shù)減少預(yù)選的值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括以下步驟如果探測的溫度低于預(yù)定最低關(guān)閉溫度，既使計數(shù)值不大于確定的最大時間，也關(guān)閉冷卻器。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括如下步驟在每個預(yù)選的時間間隔內(nèi)計算冷卻器在低于預(yù)定凝結(jié)溫度的一個探測溫度上可以運行的最大確定時間。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中冷卻器在低于預(yù)定凝結(jié)溫度的探測溫度上可以運行而不會危害冷卻器的最大確定時間，根據(jù)冷卻器內(nèi)的水被堵塞而沒有流過冷卻器的假設(shè)被確定。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其中冷卻器在低于預(yù)定凝結(jié)溫度的探測溫度下可以運行而不會損害冷卻器的最大確定時間，根據(jù)冷卻器的實驗測試被確定。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其中冷卻器在低于預(yù)定凝結(jié)溫度的探測溫度下可以運行而不會損壞冷卻器的最大確定時間是對應(yīng)于最接近探測溫度的時間。
9.如權(quán)利要求3所述的方法，其中每次探測溫度等于或大于預(yù)定凝結(jié)溫度時使計數(shù)減少預(yù)選的增加值的步驟只發(fā)生在計數(shù)值大于零時。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中用于計數(shù)和比較步驟的預(yù)定時間間隔是同樣的時間間隔。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中關(guān)閉冷卻器的步驟只能發(fā)生在探測溫度低于預(yù)定凝結(jié)溫度時。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中預(yù)定的凝結(jié)溫度是冷卻器中水的凝固點與溫度補償值之和。
13.如權(quán)利要求6所述的方法，其中最大確定時間根據(jù)冷卻器的熱交換特性由一種分析算法的應(yīng)用所確定。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中定期地探測冷卻器中致冷劑溫度的步驟由一個直接溫度探測裝置所完成。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中定期地探測冷卻器中致冷劑溫度的步驟由一個壓力傳感器所完成。
16.一種關(guān)閉水冷冷卻器防止冷卻水過度結(jié)冰并危害冷卻器的系統(tǒng)，包括一個定期檢測冷卻器中致冷劑溫度的探測器；用于存儲允許冷卻器在低于預(yù)定凝結(jié)溫度的探測溫度上工作而不會損壞冷卻器的最大時間的裝置；及以預(yù)定的時間間隔定期地計量探測溫度低于預(yù)定凝結(jié)溫度的時間量，比較該時間量與最大確定時間，并且如果計數(shù)時間大于最大確定時間時關(guān)閉冷卻器的一個控制器。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，還包括在每個時間間隔中，用于確定允許冷卻器在該時間間隔內(nèi)探測的溫度上運行而不會危害冷卻器的最大時間的一個確定裝置。
18.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中存儲裝置存儲多個與冷卻器不同溫度有關(guān)的最大時間。
19.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中存儲裝置是一個計算機存儲器。
20.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述的控制器包括軟件，它在探測溫度降到預(yù)定的凝結(jié)溫度以下的每個預(yù)選時間間隔內(nèi)使計數(shù)增加預(yù)定的增加值并在探測溫度等于或大于預(yù)定的凝結(jié)溫度的每個預(yù)選時間間隔內(nèi)使計數(shù)減少預(yù)選的增加值。
全文摘要
為水冷冷卻器提供一種凝固點保護方法和系統(tǒng)。該方法防止冷卻水結(jié)冰并危害冷卻器。該方法在關(guān)閉冷卻器(126)以前允許蒸發(fā)器溫度降到結(jié)冰溫度以下一段預(yù)定的時間。在水冷卻器(126)中致冷劑的溫度被定期地探測。定期地計量冷卻器(126)低于預(yù)定結(jié)冰溫度的時間量,并與冷卻器(126)在低于預(yù)定結(jié)冰溫度的探測溫度上可以運行而不會損害冷卻器(126)的最大確定時間相比較。如果計量的時間超過了最大確定時間,該方法將關(guān)閉水冷卻器(126)。用于關(guān)閉水冷冷卻器(126)以防止冷卻水結(jié)冰的一個系統(tǒng)也被提供。
文檔編號B67D1/00GK1337000SQ00802769
公開日2002年2月20日 申請日期2000年1月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月15日
發(fā)明者格埋戈里·K·比佛森, 威廉·邁克奎德 申請人:約克國際有限公司