專利名稱：壓縮機(jī)運(yùn)行極限調(diào)節(jié)的制作方法
壓縮機(jī)運(yùn)行極限調(diào)節(jié)
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)涉及一種制冷系統(tǒng)的方法和控制器，其中在壓縮機(jī)上施加的正常安全運(yùn)行極限可以暫時(shí)的改變，以允許在相對(duì)較短的時(shí)間周期內(nèi)的高負(fù)荷運(yùn)行條件，例如快速冷卻 冷藏集裝箱或空調(diào)空間。制冷系統(tǒng)是已知的，并且典型地循環(huán)第一流體，或是所謂的主制冷劑，從壓縮機(jī)開 始，主制冷劑在此被壓縮，進(jìn)入第一熱交換器，在那里其在與第二流體，例如空氣，進(jìn)行相互 熱傳作用的過程中去除熱量，然后通過膨脹裝置。制冷劑在膨脹裝置內(nèi)膨脹為低壓和低溫， 然后通過第二熱交換器，在那里其接受源于要調(diào)節(jié)的第三流體的熱量。典型的，在空調(diào)或冷 卻系統(tǒng)中，第二熱交換器是室內(nèi)熱交換器，其冷卻要調(diào)節(jié)的空氣并將其輸送到受氣候控制 的環(huán)境。以上是對(duì)制冷系統(tǒng)的操作非常簡(jiǎn)單的描述，許多選項(xiàng)和更復(fù)雜的設(shè)置，會(huì)源自這 種制冷系統(tǒng)的基本描述。典型地與大多數(shù)制冷系統(tǒng)特別是壓縮機(jī)相關(guān)的一個(gè)特征，是在系 統(tǒng)組件上施加的安全運(yùn)行極限。如果超出安全極限一定時(shí)間周期，就會(huì)存在損壞壓縮機(jī)或 其它系統(tǒng)組件的可能性。但是如果系統(tǒng)只是在較短的時(shí)間周期內(nèi)超出安全運(yùn)行極限運(yùn)行， 和/或這些極限只是被稍微地超出，則可能對(duì)系統(tǒng)的可靠性和性能不會(huì)發(fā)生逼近的危險(xiǎn)。 為確定哪里是制冷系統(tǒng)相對(duì)于安全運(yùn)行極限安全運(yùn)行之處，會(huì)感應(yīng)確定的運(yùn)行參數(shù)并將其 傳遞給制冷系統(tǒng)控制器。如果這些感應(yīng)的參數(shù)超出安全極限，那么，壓縮機(jī)電機(jī)可以被關(guān) 閉，以防止永久性損壞壓縮機(jī)。例如，如果壓縮機(jī)的排放的溫度或是壓力過高，這可以是表明壓縮機(jī)處于可能已 損壞的情況。因此，在這種情況下，大部分壓縮機(jī)會(huì)設(shè)有控制器停止超出預(yù)設(shè)極限的運(yùn)行。 同工業(yè)應(yīng)用中的大部分安全極限一樣，設(shè)置極限以使得實(shí)際損壞的可能性非常低。也就是 說(shuō)，如果允許壓縮機(jī)僅僅在超過制定的安全極限運(yùn)行一個(gè)時(shí)間周期，在大多數(shù)情況下，不會(huì) 有任何損壞。但是，安全極限的重要性是在制冷系統(tǒng)的壽命之上以防止對(duì)其組件的損壞，特 別是對(duì)壓縮機(jī)。另一方面，有時(shí)候壓縮機(jī)會(huì)在接近或超過施加的排放溫度或壓力的安全極限條件 下運(yùn)行。這些情況會(huì)發(fā)生，例如，當(dāng)在高的環(huán)境溫度條件下初始冷卻受氣候控制的環(huán)境時(shí)。 在過去，當(dāng)安全運(yùn)行極限被超過，不考慮運(yùn)行模式或是環(huán)境溫度，超出安全極限的數(shù)量，或 是壓縮機(jī)在安全極限之上運(yùn)行的時(shí)間，制冷系統(tǒng)會(huì)被關(guān)閉。制冷系統(tǒng)的關(guān)閉常常會(huì)導(dǎo)致在 空調(diào)空間內(nèi)的食品變質(zhì)，貴重貨物的損失或不適時(shí)間間隔的延長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明揭示的實(shí)施例中，用于控制制冷系統(tǒng)中的壓縮機(jī)的方法和控制器允許在 特定條件下改變或是暫時(shí)消除壓縮機(jī)的安全極限。因此，例如，當(dāng)在高的環(huán)境溫度條件下發(fā) 生降溫時(shí)，控制器可以改變極限至另一個(gè)較高水平，或是甚至?xí)簳r(shí)消除極限。這種改變可以 是根據(jù)感應(yīng)的運(yùn)行以及環(huán)境條件通過手動(dòng)制定，或是可能自動(dòng)發(fā)生。負(fù)責(zé)單元運(yùn)行的操作者也許相信，在特定情況下，考慮到以快速的方式獲得所需溫度的潛在價(jià)值，冒著損壞壓縮機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行超過安全極限的運(yùn)行是值得的。例如，這種決 定可以在冷卻冷藏集裝箱以保護(hù)冰凍貨物的情況下做出。 本發(fā)明的這些以及其它特征可以由以下的說(shuō)明書和圖示來(lái)更好的理解，以下是圖 示的一個(gè)簡(jiǎn)要描述。


圖1是結(jié)合本發(fā)明的制冷系統(tǒng)的示意圖；圖2是本發(fā)明的示例性的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1顯示了結(jié)合本發(fā)明的制冷系統(tǒng)20。已知的，壓縮機(jī)22壓縮制冷劑蒸氣并將其 輸送到下游的傳統(tǒng)冷卻制冷系統(tǒng)典型的位于室外的第一熱交換器24中。由關(guān)聯(lián)的空氣移 動(dòng)裝置將空氣吹過熱交換器24的外表面以冷卻制冷劑，使得熱量從制冷劑轉(zhuǎn)移到空氣。在 熱交換器24中的冷卻過程中，制冷劑可能經(jīng)歷相改變。從熱交換器24出來(lái)，制冷劑通過膨 脹裝置26，在那里其膨脹為低壓和低溫，然后通過傳統(tǒng)冷卻制冷系統(tǒng)中典型地位于室內(nèi)的 第二熱交換器28。熱交換器28也具有一個(gè)關(guān)聯(lián)的空氣移動(dòng)裝置，用于將空氣吹過熱交換器 28的外表面以冷卻和對(duì)空氣進(jìn)行典型的除濕然后將其輸送到要調(diào)節(jié)的環(huán)境30。要調(diào)節(jié)的 環(huán)境30可以是建筑物，冷藏集裝箱，或任何因接收空調(diào)空氣而受益的環(huán)境的內(nèi)部。在熱泵 的情況下，熱交換器24和28的作用如已知是反向的。所顯示的一種壓縮機(jī)22的控制器32包括有操作者開關(guān)34。傳感器38在制冷系 統(tǒng)20的高壓側(cè)感應(yīng)制冷劑溫度和/或壓力。那些感應(yīng)到的參數(shù)會(huì)被傳遞給控制器32，在那 里他們會(huì)與預(yù)設(shè)的安全運(yùn)行極限進(jìn)行比較。開關(guān)34是可操作的以允許操作者來(lái)暫時(shí)除去 或是至少改變預(yù)設(shè)的與壓縮機(jī)22關(guān)聯(lián)的安全運(yùn)行極限。如上所述，制冷系統(tǒng)20的操作者 也許認(rèn)為快速降低由溫度感應(yīng)器40感應(yīng)的要調(diào)節(jié)的環(huán)境30的溫度是很重要的，值得冒在 預(yù)設(shè)的安全運(yùn)行包跡線(Envelope)之外進(jìn)行一段短時(shí)間周期運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。因此，通過選擇 性的啟動(dòng)開關(guān)34，安全運(yùn)行極限可以被暫時(shí)的改變或除去。已知的，安全運(yùn)行極限，例如，排放溫度的規(guī)范是280° F，R134a型制冷劑的排放 壓力規(guī)范為330psi，而飽和排放溫度規(guī)范為160° F。如果開關(guān)34被啟動(dòng)，控制器會(huì)被改 變以允許超出這些安全極限一段時(shí)間周期。例如，即使排放溫度的安全極限初始可以是 280° F，當(dāng)降溫發(fā)生時(shí)，控制器可以允許排放溫度在330° F下運(yùn)行幾小時(shí)。安全運(yùn)行極限 也可以根據(jù)其他測(cè)量參數(shù)來(lái)設(shè)制，例如壓縮機(jī)馬達(dá)線圈的溫度(其可以由直接或間接方式 確定)，壓縮機(jī)機(jī)油箱內(nèi)的油溫，壓縮機(jī)馬達(dá)電流，吸入或排放壓力，以及制冷系統(tǒng)熱交換器 的內(nèi)部溫度。安全運(yùn)行極限也可以根據(jù)供給電源的電壓和頻率來(lái)調(diào)節(jié)。另一方面，也可以是設(shè)置第二更高的安全運(yùn)行極限等級(jí)水平。例如，有可以是第二 等級(jí)高于初始等級(jí)20%，而第二等級(jí)極限代替初始等級(jí)極限必須是開關(guān)34被啟動(dòng)。 替換地，制冷系統(tǒng)控制器32可以在一定條件下自動(dòng)改變安全極限。例如，所示的 溫度傳感器36感測(cè)環(huán)境的溫度。如果，例如，制冷系統(tǒng)控制器32進(jìn)入了降溫模式，而感應(yīng) 到的環(huán)境溫度36高于預(yù)設(shè)值(例如135° F)，控制器32可以暫時(shí)地改變安全運(yùn)行極限。 這種改變的時(shí)間期間可以是根據(jù)超出預(yù)設(shè)的安全運(yùn)行極限的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)的值。偏差得越高，制冷系統(tǒng)20允許在安全封套之外運(yùn)行的時(shí)間期間越短。雖然揭示了可被感應(yīng)的以自動(dòng)改變安全運(yùn)行極限的特定條件，但許多其它變化方 式也是可以被利用的。如圖1所示，由要調(diào)節(jié)的環(huán)境30內(nèi)的溫度傳感器40感應(yīng)到的溫度也可以被利用。 如果這個(gè)溫度與目標(biāo)溫度相差很遠(yuǎn)，這種溫差可以被利用以自動(dòng)的改變安全運(yùn)行極限。還 應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，除了由于降溫而改變或覆蓋安全運(yùn)行極限之外，安全的工作范圍可以因?yàn)槠?他原因而被改變或除去。例如，這可能需要運(yùn)行制冷系統(tǒng)，當(dāng)一個(gè)組件，例如，膨脹裝置，發(fā) 生故障或受到損壞時(shí)，這將導(dǎo)致制冷系統(tǒng)在確定的安全極限之上運(yùn)行。在其他情況下，制 冷系統(tǒng)可以是充電不足或是電量部分泄漏，這有可能導(dǎo)致排氣溫度超過確定的安全運(yùn)行極 限。還有可能存在其他的可能需要超出極限的情況，例如需要在極低溫的情況下運(yùn)行要調(diào) 節(jié)的環(huán)境。圖2是基本方法的示例性流程圖。如圖所示，例如，如果知道系統(tǒng)目前正進(jìn)入降溫 模式，控制器將詢問是否建議改變安全運(yùn)行極限。這可以是開關(guān)34啟動(dòng)的結(jié)果，或是如上 所述，可能自動(dòng)發(fā)生。系統(tǒng)然后進(jìn)入降溫模式。經(jīng)過一段時(shí)間，當(dāng)特定條件得到滿足后，安 全運(yùn)行極限會(huì)被恢復(fù)。如前所述，除了降溫之外，其他系統(tǒng)條件也可以要求除去或是在安全 運(yùn)行極限內(nèi)的改變。應(yīng)當(dāng)指出，許多不同類型的壓縮機(jī)可在本發(fā)明中使用。例如，滾動(dòng)式，螺旋式，旋轉(zhuǎn) 式，或往復(fù)式壓縮機(jī)可以被采用。利用了本發(fā)明的制冷系統(tǒng)，可以在許多不同的應(yīng)用中使用，包括但不限于，空調(diào)系 統(tǒng)，熱泵系統(tǒng)，海運(yùn)集裝箱單元，冷藏卡車_拖車單元，以及超市制冷系統(tǒng)。本發(fā)明的實(shí)施例已被揭示。然而，本領(lǐng)域普通技能工人可以發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的范圍 內(nèi)的一些特定的修改。出于這個(gè)原因，以下的權(quán)利要求應(yīng)被研究以確定本發(fā)明的真正范圍 和內(nèi)容。
權(quán)利要求
一種制冷系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)壓縮制冷劑并將其輸送給下游的第一熱交換器，來(lái)自第一熱交換器的制冷劑通過膨脹裝置，然后通過第二熱交換器；控制器，用于比較至少一個(gè)監(jiān)測(cè)條件與至少一個(gè)壓縮機(jī)的安全運(yùn)行極限，并改變所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限。
2.如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述監(jiān)測(cè)條件被傳遞給制冷系統(tǒng)的控制器。
3.如權(quán)利要求2所述的制冷系統(tǒng)，其中控制器根據(jù)操作者輸入改變所述至少一個(gè)安全 運(yùn)行極限。
4.如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限是根據(jù)至少一個(gè)監(jiān) 測(cè)條件改變，而這個(gè)條件是從包含溫度、壓力和電流的一個(gè)組中選出的。
5.如權(quán)利要求4所述的制冷系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)監(jiān)測(cè)條件是環(huán)境溫度。
6.如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述的至少一個(gè)安全運(yùn)行極限是從包含壓縮機(jī) 排放溫度、壓縮機(jī)排放壓力、壓縮機(jī)馬達(dá)溫度、壓縮機(jī)馬達(dá)電流、壓縮機(jī)油溫、壓縮機(jī)吸氣壓 力、飽和吸氣溫度以及飽和排放溫度的一個(gè)組中選出的。
7.如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限的改變由提升此極 限構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限的改變由除去此極 限構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限是根據(jù)至少一個(gè)監(jiān) 測(cè)條件自動(dòng)改變。
10.如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限僅是在一段時(shí)間 周期內(nèi)改變。
11.如權(quán)利要求10所述的制冷系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限會(huì)在一段時(shí)間周 期后回到初始等級(jí)。
12.如權(quán)利要求10所述的制冷系統(tǒng)，其中所述時(shí)間周期是根據(jù)所述至少一個(gè)監(jiān)測(cè)條件 與所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限之間的偏差來(lái)確定的。
13.如權(quán)利要求10所述的制冷系統(tǒng)，其中當(dāng)所述偏差增大時(shí)所述時(shí)間周期會(huì)減小。
14.如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限是根據(jù)供給電源 的電壓和頻率來(lái)調(diào)節(jié)的。
15.一種運(yùn)行制冷系統(tǒng)的方法，包括這些步驟提供壓縮機(jī)，壓縮制冷劑并將其輸送給下游的第一熱交換器，來(lái)自第一熱交換器的制 冷劑通過膨脹裝置，然后通過第二熱交換器；比較至少一個(gè)監(jiān)測(cè)條件與至少一個(gè)壓縮機(jī)安全運(yùn)行極限，并改變所述至少一個(gè)安全運(yùn) 行極限。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述監(jiān)測(cè)條件被傳遞給制冷系統(tǒng)的控制器。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限的改變是基于操作者 輸入。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限是根據(jù)至少一個(gè)監(jiān)測(cè) 條件改變，其中這個(gè)條件是從溫度、壓力和電流的一個(gè)組中選出的。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述至少一個(gè)監(jiān)測(cè)條件是環(huán)境溫度。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限是從包含壓縮機(jī)排放 溫度、壓縮機(jī)排放壓力、壓縮機(jī)馬達(dá)溫度、壓縮機(jī)馬達(dá)電流、壓縮機(jī)油溫、壓縮機(jī)吸氣壓力、 飽和吸氣溫度以及飽和排放溫度的一個(gè)組中選出的。
21.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限的改變由提升此極限 構(gòu)成。
22.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限的改變由除去此極限 構(gòu)成。
23.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限是根據(jù)至少一個(gè)監(jiān)測(cè) 條件自動(dòng)改變。
24.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限僅是在一段時(shí)間周期 內(nèi)改變。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限會(huì)在一段時(shí)間周期后 回到初始等級(jí)。
26.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述時(shí)間周期是根據(jù)所述至少一個(gè)監(jiān)測(cè)條件與所 述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限間的偏差來(lái)確定的。
27.如權(quán)利要求24所述的方法，其中當(dāng)所述偏差增大時(shí)所述時(shí)間周期會(huì)減小。
28.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述至少一個(gè)安全運(yùn)行極限是根據(jù)供給電源的電 壓和頻率來(lái)調(diào)節(jié)的。
全文摘要
一種制冷系統(tǒng)包括具有安全運(yùn)行極限的壓縮機(jī)，這些安全運(yùn)行極限也被建入到制冷系統(tǒng)控制器中以保護(hù)壓縮機(jī)。在特定情況下，這些安全運(yùn)行極限可以更改以使得壓縮機(jī)在安全極限之外運(yùn)行至少一段時(shí)間周期。
文檔編號(hào)F25B13/00GK101802513SQ200780052892
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者A·利夫森, J·D·斯卡塞拉, M·F·塔拉斯 申請(qǐng)人:開利公司