用于蒸發(fā)器的動態(tài)控制的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種板式熱交換器，其包括板組(P)，板組包括多個第一和第二熱交換板(A,B)，其彼此連接起來，并且并排布置成使得形成第一和第二板間隙(1)。提供了至少兩個噴射器，每個噴射器布置成將第一流體供給至少一個板組(P)中的至少一個第一板間隙(1)，并且至少一個閥布置成控制第一流體對至少兩個噴射器的供給。
【專利說明】用于蒸發(fā)器的動態(tài)控制的系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總地涉及一種用于動態(tài)控制蒸發(fā)器的操作的系統(tǒng)。此外，本發(fā)明還涉及一種用于動態(tài)控制蒸發(fā)器的操作的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明總地涉及一種包括蒸發(fā)器的系統(tǒng)，且尤其涉及采用板式熱交換器形式的蒸發(fā)器。通常，蒸發(fā)器是針對用于例如空調(diào)、冷卻系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)等各種應(yīng)用的流體，例如冷卻劑的蒸發(fā)而設(shè)計的。因而蒸發(fā)器可用于一種雙相系統(tǒng)，雙相系統(tǒng)操縱液體形式以及氣態(tài)或蒸發(fā)形式的流體。
[0003]在蒸發(fā)器是板式熱交換器的情況下，作為示例，蒸發(fā)器可包括板組，其包括多個第一和第二熱交換板。板永久地彼此連接起來，并且并排布置成使得在每對相鄰的第一熱交換板和第二熱交換板之間形成第一板間隙，第一板間隙形成了第一流體通路，并且在每對相鄰的第二熱交換板和第一熱交換板之間形成第二板間隙，第二板間隙形成了第二流體通路。第一板間隙和第二板間隙彼此分離，并且在板組中以交替的順序并排設(shè)置。基本上每個熱交換板具有至少第一端口孔和第二端口孔，其中第一端口孔形成通向第一板間隙的第一入口通道，并且第二端口孔形成離開第一板間隙的第一出口通道，而且板組包括用于每個所述第一板間隙的單獨空間，該空間對于第二板間隙是關(guān)閉的。
[0004]在這種普遍現(xiàn)有技術(shù)的用于雙相系統(tǒng)中的板式熱交換器中，第一流體，例如冷卻劑以液體形式引入到閥中，但當穿過閥時由于壓力降而在第一入口通道的一端，即第一端口孔處膨脹成部分蒸發(fā)的流體，以便沿著第一入口通道進一步分布，并且在蒸發(fā)成蒸發(fā)形式期間進一步分布到每個單獨的第一板間隙中。始終存在供給的流體的能量含量太高的風險，由此通過其入口端口供給入口通道的一部分流將遇到入口通道的后端，并以相反的方向進行反射。因此入口通道中的流是非?；靵y的，并且難以預(yù)測和控制。
[0005]此外，冷卻劑的壓力降隨著離第一入口通道的入口的距離的增加而增加，由此將影響第一流體在單獨的板間隙之間的分布。已知的是，第一流體的微滴在從第一入口通道進入單獨的板間隙時所必須經(jīng)歷的流角度變化會導(dǎo)致不均勻的分布。另一影響參數(shù)是在單獨的第一板間隙之間的尺寸差異，其導(dǎo)致每個第一板間隙具有其獨特的效率。已知的還有，單獨的第一板間隙的操作和性能依賴于其在板組中的位置。板組每側(cè)的最外面的第一板間隙傾向于與板組中間的那些具有不同的性能。
[0006]結(jié)果，非常困難或甚至不可能整體地優(yōu)化蒸發(fā)器的操作和效率，從而確保供給蒸發(fā)器的所有流體在離開蒸發(fā)器的出口之前，尤其在到達壓縮機的入口之前被完全蒸發(fā)，壓縮機布置在蒸發(fā)器的出口的下游。實際上，對于蒸發(fā)器整體發(fā)生不充分蒸發(fā)而言，只要有一個故障的第一板間隙就足夠了。作為示例，如果單個第一板間隙被淹沒(flood)，即不能蒸發(fā)供給它的全部量的流體，那么在蒸發(fā)器出口的下游將產(chǎn)生微滴。通常，完全蒸發(fā)意味著蒸發(fā)的流體必須已經(jīng)達到過熱的溫差，由此蒸發(fā)的流體只包括干燥的蒸發(fā)流體，即蒸發(fā)的流體應(yīng)具有比通行壓力下的飽和溫度更高的溫度。
[0007]不管操作任務(wù)如何，在盡可能接近過熱設(shè)定點溫度下操作蒸發(fā)器的目的對于獲得盡可能高的利用率是很重要的。因而，其具有經(jīng)濟重要性。此外，其對于與蒸發(fā)器協(xié)作的其它構(gòu)件，例如壓縮機具有一定的影響，因為壓縮機通常對液體含量是很敏感的。保留在蒸發(fā)的流體中的任何微滴在達到壓縮機的入口時都可能損害壓縮機。同樣，在盡可能接近過熱溫差下操作蒸發(fā)器也具有經(jīng)濟利益，因為一旦流體已經(jīng)達到過熱溫差，那么流體是完全干燥的，并且額外地提高溫度基本沒有增益。上面的過熱溫度設(shè)定點由系統(tǒng)制造商來確定，以便包含某一想要的安全裕度，以防液體接收到壓縮機中的風險。當蒸發(fā)器的負載發(fā)生變化時，上面論述的問題變得更為顯著。作為示例，這可為在使空調(diào)系統(tǒng)的操作任務(wù)從一個溫度變化至另一溫度時的情形，其意味著供給蒸發(fā)器的流體量發(fā)生了變化。
[0008]文獻EP2156112B1和W02008151639A1提供了一種方法，用于控制制冷劑在至少兩個蒸發(fā)器之間的分布，使空氣加熱式蒸發(fā)器的制冷容量得到最大可能程度的利用。這通過在蒸發(fā)器的公共出口監(jiān)視冷凍劑的過熱來實現(xiàn)。此外，這通過修改穿過所選擇的蒸發(fā)器的冷凍劑的質(zhì)量流量，同時保持穿過所有蒸發(fā)器的冷凍劑的總的質(zhì)量流量基本恒定不變來實現(xiàn)。流量受到單個閥的控制，該閥是膨脹閥。因而，這兩個文獻提供了一種解決方案來控制多個空氣加熱式蒸發(fā)器的操作，在該方法中，每個蒸發(fā)器作為一個完整單元進行評估，并且在該方法中，每個單元將基于布置在相同回路中的額外的蒸發(fā)器而進行控制。
[0009]公開了包括多個蒸發(fā)器和/或多個熱交換器的系統(tǒng)的其它文獻示例是US6415519B1和EP0750166A2。在US6415519B1中，利用了多個蒸發(fā)器來冷卻多構(gòu)件的計算機系統(tǒng)。在EP0750166A2中，公開了多個戶內(nèi)熱交換器。同樣,這兩個文獻提供了一種解決方案來控制系統(tǒng)中的多個熱交換器和/或蒸發(fā)器的操作，其中每個蒸發(fā)器/熱交換器作為一個完整單元進行評估。
[0010]大體上，蒸發(fā)器和尤其板式熱交換器在部分負載下的效率是一個日漸顯現(xiàn)的問題。更多焦點放在蒸發(fā)器在不同的操作任務(wù)下性能如何上，而不是只在一種操作任務(wù)下進行測量。作為示例，實驗室規(guī)模的試驗已經(jīng)顯示在部分負載下，對于給定的銅焊的板式熱交換器而言，空調(diào)系統(tǒng)僅僅通過改進蒸發(fā)器的功能就可節(jié)省其4-10%的能量消耗。此外，蒸發(fā)器系統(tǒng)通常只是在3%的時間內(nèi)進行全容量操作，而大多數(shù)蒸發(fā)器是針對全容量操作進行設(shè)計和調(diào)試的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種改進的蒸發(fā)器系統(tǒng)，以彌補上面提到的問題。具體地說，本發(fā)明致力于一種蒸發(fā)器和一種方法，其容許對第一流體例如冷卻劑在流體通路之間的供給實現(xiàn)更好的控制和分布，從而改進板式熱交換器的效率，而不管運行條件如何。
[0012]這個目的通過一種用于動態(tài)控制蒸發(fā)器操作的系統(tǒng)來實現(xiàn)，該系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、多個噴射器組件、傳感器組件和控制器，其中蒸發(fā)器包括出口、多個流體通路和至少一個入口，入口用于在流體的蒸發(fā)期間通過多個流體通路將流體供給出口，每個噴射器組件包括至少一個噴射器和至少一個閥，并且每個噴射器組件布置成通過蒸發(fā)器的至少一個入口將流體流供給至少一個流體通路，傳感器組件布置成測量蒸發(fā)的流體中的溫度和壓力，或者蒸發(fā)的流體中的任何液體含量的存在，并且控制器布置成與噴射器組件的閥保持連通，以便閥基于從傳感器組件接收的信息來控制由每個噴射器組件供給蒸發(fā)器中的每個流體通路的流體量，從而使蒸發(fā)器朝著設(shè)定點過熱值進行操作。
[0013]通過具有這種配置的系統(tǒng)，可監(jiān)視每個流體通路或較小數(shù)量的流體通路的操作，由此可調(diào)整每個單獨的流體通路對蒸發(fā)器的整體性能的貢獻，從而使蒸發(fā)器朝著設(shè)定點過熱值進行操作。
[0014]術(shù)語“液體含量”在下文中被限定為處于液相的流體或處于混合的液相/蒸發(fā)相的流體。作為示例，其可為微滴的形式。
[0015]如果傳感器組件布置成測量溫度和壓力，那么作為示例，設(shè)定點過熱值可能由系統(tǒng)的制造商來確定，以防止液體進入壓縮機的風險。如果傳感器組件布置成改為測量蒸發(fā)的流體中的任何液體含量的存在，那么設(shè)定點過熱值可以“數(shù)字”方式進行操縱，其中任何液體含量的存在是供給被評估的流體通路的流體量對于完全蒸發(fā)而言過高的指示，或者沒有任何液體含量的存在是供給流體通路的流體量不足的指示，并且可進行提高。
[0016]通過針對相繼的每個流體通路連續(xù)地操作本發(fā)明的系統(tǒng)，蒸發(fā)器的操作可基于所需的操作任務(wù)進行迭代優(yōu)化。這容許蒸發(fā)器的大小/尺寸得以優(yōu)化。而且還減少了操作包括蒸發(fā)器作為一個構(gòu)件的系統(tǒng)所需要的能量消耗。其還容許能夠使用布置在蒸發(fā)器的下游的更小的壓縮機。
[0017]噴射器組件中的每個噴射器可布置成與一個閥連通，或者，噴射器組件中的多個噴射器可布置成與一個閥連通。因此，同一個閥可基于接收自控制器的指令而控制供給每個流體通路的流體量。
[0018]每個噴射器組件可布置成與一個流體通路連通，或者，每個噴射器組件可布置成與至少兩個流體通路連通。這容許每個流體通路或較少數(shù)量的流體通路的操作受到控制，由此可調(diào)整和優(yōu)化每個單獨的流體通路對蒸發(fā)器的整體性能的貢獻。
[0019]傳感器組件可布置在管道系統(tǒng)中，管道系統(tǒng)將蒸發(fā)器的出口與壓縮機的入口連接起來。因此管道系統(tǒng)的內(nèi)在溫度可用于進一步幫助流體中的任何殘余液體含量在蒸發(fā)器出口之后的蒸發(fā)。
[0020]控制器可為比例(P)調(diào)節(jié)器、比例積分(PI)調(diào)節(jié)器或比例積分微分(PID)調(diào)節(jié)器。這些調(diào)節(jié)器類型在自動控制工程學領(lǐng)域是眾所周知的。PID調(diào)節(jié)器可用于在不引起系統(tǒng)的任何自激振蕩的條件下相對快速地發(fā)現(xiàn)設(shè)定點。其它類型的調(diào)節(jié)器可能也是合適的。
[0021]蒸發(fā)器可為一種板式熱交換器。作為示例，板式熱交換器可為具有容許兩種流體流過的第一和第二流體通路以及四個端口孔的板式熱交換器。應(yīng)該懂得，本發(fā)明可同等地適用于就流體通路的數(shù)量、端口孔的數(shù)量和有待操縱的流體量而言，具有不同配置的板式熱交換器。
[0022]傳感器組件可包括至少一個溫度傳感器和至少一個壓力傳感器。兩個傳感器不必具有相同的位置。
[0023]或者，如果傳感器組件布置成測量蒸發(fā)的流體中的任何液體含量的存在，那么傳感器組件可為至少一個溫度傳感器。溫度傳感器可用于確定在測量時期內(nèi)所見到的溫度下降的傾向性，或者用于確定在測量時期內(nèi)所見到的不穩(wěn)定的溫度。溫度下降的傾向和不穩(wěn)定的溫度都可用作控制器的輸入，以便確立蒸發(fā)的流體中的任何液體含量的存在，因為液體含量，即處于液相或混合的液相/蒸發(fā)相的流體流將指示溫度傳感器上有比完全蒸發(fā)的干燥的流體流更低的溫度。
[0024]根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種方法，其用于動態(tài)控制蒸發(fā)器的操作，蒸發(fā)器包括至少一個入口、多個流體通路和出口，并且蒸發(fā)器包含在某一系統(tǒng)中，系統(tǒng)還包括傳感器組件、控制器和多個噴射器組件，每個噴射器組件包括至少一個噴射器和至少一個閥，由此本方法包括如下步驟:
a)經(jīng)由蒸發(fā)器的入口將預(yù)定量的流體通過第一噴射器組件供給第一流體通路，以便在流體傳送至蒸發(fā)器的出口期間使流體蒸發(fā)，
b)通過傳感器組件測量蒸發(fā)的流體的溫度和壓力，或者蒸發(fā)的流體中的任何液體含量的存在，
c)通過控制器確定在設(shè)定點過熱值和蒸發(fā)的流體的溫度和壓力的測量值之間的差異，或者蒸發(fā)的流體中的任何液體含量的存在，這些是由于預(yù)定量的供給的流體所引起的，
d)通過控制器確定待通過第一噴射器組件的閥供給需要達到設(shè)定點過熱值的第一流體通路的調(diào)整后的流體量，和
e)對蒸發(fā)器的每個連續(xù)的噴射器組件和每個流體通路持續(xù)地重復(fù)步驟a)-d)，以便達到對蒸發(fā)器的操作提供連續(xù)控制的目的，從而使蒸發(fā)器朝著設(shè)定點過熱值進行操作。
[0025]通過該方法，可監(jiān)視每個流體通路或較小數(shù)量的流體通路的操作，由此可連續(xù)地調(diào)整每個單獨的流體通路對蒸發(fā)器的整體性能的貢獻，從而使蒸發(fā)器在優(yōu)化流過每個流體通路的流量的條件下朝著設(shè)定點過熱值進行操作。這種優(yōu)化可為供給的流體量的最大化。
[0026]如果傳感器組件布置成測量溫度和壓力，那么作為示例，設(shè)定點過熱值可為系統(tǒng)中所使用的特定流體的過熱溫度。
[0027]或者，過熱值可為在系統(tǒng)中所使用的特定流體的計算過熱溫度，其被調(diào)整成具有預(yù)定的安全裕度。如果傳感器組件布置成測量蒸發(fā)器中的任何液體含量的存在，那么設(shè)定點過熱值可以“數(shù)字”方式進行操縱，其中任何液體含量的存在是供給被評估的流體通路的流體量對于完全蒸發(fā)而言過高的指示，或者沒有任何液體含量的存在是供給流體通路的流體量不足的指示，并且可進行提高。
[0028]此外，通過本方法連續(xù)地監(jiān)視和調(diào)整單獨的流體通路或成組的流體通路的操作，蒸發(fā)器的操作可基于所需的操作任務(wù)進行迭代優(yōu)化。更精確地說，通過對每個連續(xù)的噴射器組件和每個流體通路重復(fù)本方法的步驟，可考慮整個蒸發(fā)器中的多個流體通路之間的任何不平衡。這容許蒸發(fā)器的大小/尺寸得以減少，這又容許成本減少。而且還減少了操作包括蒸發(fā)器作為一個構(gòu)件的系統(tǒng)所需要的能量消耗。
[0029]在開始步驟a)之前，該系統(tǒng)可在處于預(yù)定的操作任務(wù)的時期期間操作。在蒸發(fā)器54形成空調(diào)系統(tǒng)的一部分的情況下，作為示例，這可為與正常工作時間的辦公室相對應(yīng)的操作任務(wù)，例如20°C。因此系統(tǒng)的所有構(gòu)件在開始優(yōu)化過程之前將有機會進行調(diào)節(jié)。
[0030]如果傳感器組件布置成測量蒸發(fā)的流體的溫度和壓力，那么本方法還可包括如下步驟:
通過控制器將測量壓力Pm轉(zhuǎn)換成飽和溫度Ts，通過將測量的溫度Tm與飽和溫度Ts進行比較從而確定在測量溫度和壓力時的特定的時間點盛行的實際的過熱溫差TshA ；
確定在設(shè)定點過熱值和實際的過熱溫差TshA之間的溫差△ T，設(shè)定點過熱值是設(shè)定點過熱溫度TshT ;并且基于溫差確定對于由第一噴射器組件的閥供給第一流體通路的流體量的任何調(diào)整的需要，并且相應(yīng)地指示第一噴射器組件的閥來調(diào)整由第一噴射器組件供給第一流體通路的流體量。
[0031]測量壓力轉(zhuǎn)換成飽和溫度可通過控制器利用專用于蒸發(fā)器中所使用的流體的預(yù)編程信息來實現(xiàn)。這種信息很容易以圖表或表的形式獲得，圖表或表針對特定流體繪制了蒸氣壓力與溫度的關(guān)系。
[0032]如果傳感器組件是濕度傳感器，那么本方法可進一步包括如下步驟:如果傳感器產(chǎn)生了被控制器接收的指示蒸發(fā)的流體中的任何液體含量的存在的信號，那么就指示第一噴射器組件的閥減少供給第一流體通路的流體量，或者如果傳感器產(chǎn)生了被控制器接收的指示蒸發(fā)的流體中不存在任何液體含量的信號，那么就指示第一噴射器組件的閥增加供給第一流體通路的流體量。
[0033]這可通過濕度傳感器來實現(xiàn)，其是溫度傳感器，用于確定測量時期中所見到的溫度下降的傾向，或者確定測量時期中所見到的不穩(wěn)定的溫度。溫度下降的傾向和不穩(wěn)定的溫度都可用作控制器的輸入，以便確立蒸發(fā)的流體中的任何液體含量的存在，因為液相或混合的液相/蒸發(fā)相的流體將具有比完全蒸發(fā)的干燥的流體流更低的溫度。
[0034]如果傳感器組件包括至少兩個濕度傳感器，那么本方法可進一步包括如下的步驟:比較控制器從至少兩個傳感器接收到的指示蒸發(fā)的流體中的任何液體含量的存在或不存在的信號，從而確定是否要指示第一噴射器組件的閥來提高、降低或保持供給第一流體通路的流體量，并且相應(yīng)地指示第一噴射器組件的閥來調(diào)整由第一噴射器組件供給第一流體通路的流體量。
[0035]同樣，這可通過利用溫度傳感器形式的濕度傳感器來實現(xiàn)，溫度傳感器確定測量時期中所見到的溫度下降的傾向，或者確定測量時期中所見到的不穩(wěn)定的溫度。通過比較控制器從至少兩個傳感器接收到的信號，從而可以通過控制器來確定將蒸發(fā)器的出口和壓縮機的入口連接起來的管道系統(tǒng)對于蒸發(fā)的任何貢獻。管道系統(tǒng)通常是熱的，由此當這種液體含量在通向其下游壓縮機的途中與管道系統(tǒng)發(fā)生接觸時，在蒸發(fā)的流體中的任何殘余液體含量與蒸發(fā)器的出口下游之間的任何接觸都可能造成蒸發(fā)。
[0036]本方法可進一步包括在繼續(xù)到步驟e)之前，將所確定的調(diào)整后的流體量通知第一噴射器組件的閥并且調(diào)整閥的步驟，從而供給調(diào)整后的流體量。
[0037]因而，根據(jù)這個實施例，第一流體通路的操作得以評估，并且其流體供給得以調(diào)整，之后繼續(xù)評估和調(diào)整后續(xù)流體通路的操作。
[0038]或者，本方法可進一步包括將所確定的調(diào)整后的流體量通知每個噴射器組件的閥并調(diào)整閥的步驟，從而將調(diào)整后的流體量供給蒸發(fā)器的所有流體通路。因而，根據(jù)這個實施例，評估每個流體通路操作，之后調(diào)整所有閥和其流體供給。
[0039]當蒸發(fā)器的操作已經(jīng)操作到滿足設(shè)定點過熱值的操作任務(wù)時，本方法可進一步包括以下步驟:調(diào)整設(shè)定點過熱值，之后重復(fù)方法步驟，以重新對蒸發(fā)器的操作提供連續(xù)控制，從而使蒸發(fā)器朝著調(diào)整后的設(shè)定點過熱值進行操作。根據(jù)這個實施例，連續(xù)地改善蒸發(fā)器和其單獨的第一流體通路的操作變成了可能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]現(xiàn)在將參照所附示意圖通過示例來描述本發(fā)明的實施例，其中:
圖1示意性地顯示了一種現(xiàn)有技術(shù)的冷卻回路，其是機械蒸氣壓縮系統(tǒng)。
[0041]圖2示意性地公開了典型的板式熱交換器的側(cè)視圖。
[0042]圖3示意性地顯示了圖1的板式熱交換器的正視圖。
[0043]圖4示意性地公開了沿著現(xiàn)有技術(shù)的板式熱交換器的邊緣的橫截面。
[0044]圖5公開了與本發(fā)明的系統(tǒng)的相關(guān)的冷卻回路。
[0045]圖6示意性地公開了沿著應(yīng)用本發(fā)明的系統(tǒng)的板式熱交換器的邊緣的橫截面。
[0046]圖7公開了本發(fā)明的方法的步驟，其利用傳感器來檢測溫度和壓力。
[0047]圖8公開了本發(fā)明的方法的步驟，其利用傳感器來檢測任何液體含量。

【具體實施方式】
[0048]熱交換器I通?？勺鳛檎舭l(fā)器而包含在冷卻回路中。參見圖1，現(xiàn)有技術(shù)的制冷系統(tǒng)是一種機械蒸氣壓縮系統(tǒng)，其通常包括壓縮機51、冷凝器52、膨脹閥53和蒸發(fā)器54。回路還可包括布置在蒸發(fā)器的出口和壓縮機的入口之間的壓力傳感器55和溫度傳感器56。這種系統(tǒng)的冷卻環(huán)路開始于當冷卻劑以蒸發(fā)的形式在低壓和低溫下進入壓縮機51中時。在進入冷凝器52中之前，冷卻劑被壓縮機51壓縮至高壓和高溫的蒸發(fā)狀態(tài)。冷凝器52通過將熱量傳遞給低溫介質(zhì)，例如水或空氣而使高壓和高溫氣體凝結(jié)成高溫液體。高溫液體然后進入膨脹閥53中，其中膨脹閥容許冷卻劑進入蒸發(fā)器54中。膨脹閥53具有使冷卻劑從高壓側(cè)膨脹到低壓側(cè)并細調(diào)流量的功能。為了使較高的溫度冷卻，必須限制進入蒸發(fā)器的流量，以保持壓力低，并容許膨脹回到蒸發(fā)形式?；趶膲毫鞲衅?5和溫度傳感器56接收到的信號，可通過控制器57操作膨脹閥53。該信息可基于所謂的過熱溫度而用于指示蒸發(fā)器54的整個操作，過熱溫度是在離開蒸發(fā)器54之后殘留在流體中的任何液體含量的象征。
[0049]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2至圖4，其公開了一種采用板式熱交換器I形式的典型的蒸發(fā)器。應(yīng)該懂得，熱交換器I可為任何類型，例如板式熱交換器、管殼式熱交換器、螺旋型熱交換器等等。然而，本發(fā)明以下將按照應(yīng)用于板式熱交換器I進行論述，但是本發(fā)明并不局限于此。
[0050]板式熱交換器I包括板組P，其由多個并排設(shè)置的熱交換板A，B形成。在公開的實施例中，熱交換板包括兩種不同的板，其在下文中被稱為第一和第二熱交換板A和B。熱交換板A，B并排設(shè)置成使得在每對相鄰的第一熱交換板A和第二熱交換板B之間形成了第一流體通路3，并且在每對相鄰的第二熱交換板B和第一熱交換板A之間形成第二流體通路4。板組P還包括上端板6和下端板7，其設(shè)于板組P的相應(yīng)的側(cè)。
[0051 ] 尤其從圖3和圖4中看出，基本上每個熱交換板A，B具有四個端口孔8。第一端口孔8形成了通向第一流體通路3的第一入口通道9，其基本上穿過整個板組P，即所有板A，B和上端板6。第二端口孔8形成了離開第一流體通路3的第一出口通道10，其基本上穿過整個板組P，即所有板A，B和上端板6。第三端口孔8形成了通向第二流體通路4的第二入口通道11，并且第四端口孔8形成了離開第二流體通路4的第二出口通道12。同樣，這兩個通道11和12穿過基本上整個板組P,即所有板A, B和上端板6。
[0052]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5，將論述本發(fā)明的系統(tǒng)的第一實施例。該系統(tǒng)包括采用板式熱交換器形式的蒸發(fā)器54。蒸發(fā)器54的出口 13通過管道系統(tǒng)15而連接在壓縮機51的入口 14上。此外，壓縮機51的出口 16通過另一管道系統(tǒng)17連接在冷凝器52的入口 18上。此外，冷凝器52的出口 19連接在多個噴射器組件25a，25b上，每個噴射器組件25a，25b包括閥22a, 22b和噴射器23a，23b，該噴射器組件25a，25b連接在蒸發(fā)器54的每個第一流體通路3a，3b的入口上。因而，提供了一種密閉循環(huán)系統(tǒng)。
[0053]參見圖6，多個噴射器組件25a，25b布置成將第一流體流通過入口 26a，26b供給到第一流體通路3a，3b中，以便第一流體在通過其出口 13離開蒸發(fā)器54之前進行蒸發(fā)。每個入口裝置25a; 25b包括一個噴射器23a; 23b和一個閥22a; 22b。閥22a; 22b優(yōu)選定位在蒸發(fā)器54的外部，而帶有噴嘴27a，27b (如果有)的噴射器23a; 23b則經(jīng)過定位，以便通過入口 26a, 26b而延伸到蒸發(fā)器54的內(nèi)部。
[0054]入口 26a，26b采用通孔形式的，其具有從板組P的外部延伸至板組內(nèi)部，且更精確地說延伸到單獨的第一流體通路3a ；3b中的延伸。通孔可通過塑性再成形，通過切削或通過鉆孔來形成。術(shù)語“塑性再成形”指一種非切削的塑性再成形，例如熱鉆孔。切削或鉆孔可通過切削工具來實現(xiàn)。其還可通過激光或等離子切削來實現(xiàn)。在圖6中公開了可能用于本發(fā)明的系統(tǒng)中的蒸發(fā)器的入口區(qū)域的橫截面。圖4的實施例的入口通道9已經(jīng)被每個第一流體通路3替代，第一流體通路3通過入口 26a，26b而接收噴射器組件25a; 25b。
[0055]應(yīng)該懂得，每個入口裝置25a; 25b可包括多個噴射器23a; 23b，其中多個噴射器與一個閥連通。
[0056]在其最簡單的形式中，可省略噴嘴27a; 27b，由此每個噴射器23a; 23b可通過通孔(沒有公開)或管道(沒有公開)來形成，以用于第一流體的分布?；蛘?，至少一個噴射器23a, 23b可通過閥的孔隙來形成。因而，閥的孔隙用作提供噴流型式的噴嘴。
[0057]應(yīng)該懂得，噴射器23a; 23b的數(shù)量可能低于第一流體通路3的數(shù)量。因此每個噴射器23a; 23b可布置成將第一流體流供給不止一個第一流體通路3。這可通過將每個噴射器布置在通孔中來實現(xiàn)，通孔具有跨越兩個或更多個流體通路的直徑，由此同一個噴射器可將流體供給不止一個流體通路。
[0058]本發(fā)明的系統(tǒng)還包括傳感器組件28。在公開的實施例中，傳感器組件28包括一個壓力傳感器29和一個溫度傳感器30。傳感器組件28可布置在管道系統(tǒng)15中，其將蒸發(fā)器54的出口 13和壓縮機51的入口 14連接起來，并且更精確地說，位于蒸發(fā)器的出口 13中或之后，但在壓縮機51的入口 14之前。兩個傳感器29，30在系統(tǒng)中不必具有相同的位置。還可以將傳感器組件或其一部分布置在蒸發(fā)器54的出口通道(沒有公開)中。
[0059]壓力傳感器29優(yōu)選布置在蒸發(fā)器54的出口 13之后,位于管道系統(tǒng)15的較直或不太直的區(qū)段中，管道系統(tǒng)將蒸發(fā)器54與壓縮機51連接起來。依賴于管道系統(tǒng)15的配置，根據(jù)經(jīng)驗可能優(yōu)選的是，將壓力傳感器29布置在管道彎曲部分之后的對應(yīng)于至少十倍的管道內(nèi)徑的距離處，并且布置在管道彎曲部分之前的對應(yīng)于不止五倍的管道內(nèi)徑的距離處。
[0060]壓力傳感器29布置成測量蒸發(fā)的第一流體的壓力，其在下文中標識為測量壓力Pm。
[0061]作為不例，壓力傳感器29可為具有0-25巴范圍的4_20mA壓力傳感器。
[0062]溫度傳感器30優(yōu)選布置在管道系統(tǒng)15中，位于管道彎曲部分之后。優(yōu)選的是，溫度傳感器30布置在離壓縮機51的入口 14比離蒸發(fā)器54的出口 13更近處。通過將溫度傳感器30定位在管道彎曲部分之后，蒸發(fā)的流體中的任何殘余液體含量在遇到管道彎曲部分的壁時更可能被蒸發(fā)，并從而被迫改變其流動方向。通過使殘余液體含量從周圍過熱的流體流中吸收熱量，也會有蒸發(fā)發(fā)生。
[0063]溫度傳感器30可為標準溫度傳感器，其測量流中的溫度，該溫度被標識為測量溫度Tm。
[0064]該系統(tǒng)還包括控制器57，其布置成與傳感器組件28和噴射器組件25a; 25b的單獨的閥22a; 22b保持連通。作為示例，控制器57可為PID調(diào)節(jié)器。
[0065]與壓力Pm和溫度Tm相關(guān)的測量值被傳送給控制器57，控制器布置成基于所謂的過熱溫度而調(diào)整系統(tǒng)。
[0066]過熱溫度是本領(lǐng)域中眾所周知的物理參數(shù)，其被限定為在盛行壓力下的當前溫度和飽和溫度之間的溫差，即在流體中沒有任何液體含量。過熱溫差對于給定的流體和對于給定的溫度與壓力是唯一的，并且過熱溫度可在圖表或表中找到。
[0067]通常，測量溫度Tm越靠近飽和溫度，那么系統(tǒng)變得越有效。也就是說，供給蒸發(fā)器的流體量被完全蒸發(fā)，并且不會經(jīng)歷不必要的過熱。
[0068]然而，測量溫度Tm越靠近飽和溫度，其將越接近用未蒸發(fā)的流體淹沒系統(tǒng)，即蒸發(fā)器不能蒸發(fā)所供給的流體量。僅僅出于舉例說明的目的，過熱溫度可能被認為是數(shù)字化的，要么是沒有任何液體含量的完全蒸發(fā)，要么是在蒸發(fā)器下游的蒸發(fā)流中包含液體含量的不完全蒸發(fā)。
[0069]為了優(yōu)化蒸發(fā)器的操作，需要具有盡可能低的過熱溫差。然而，因為壓縮機對于液體含量是很敏感的，并且可能受其損害，所以在設(shè)計蒸發(fā)系統(tǒng)時通常的慣例是使用一定程度的安全裕度。通常，對于現(xiàn)有技術(shù)的蒸發(fā)器正常的安全裕度是5° K，即過熱溫差5° K。然而，應(yīng)該懂得，可選擇另一安全裕度值。在其最簡單的形式下，安全裕度被認為是由蒸發(fā)器的預(yù)期用途所確定的常數(shù)。然而應(yīng)該懂得，還需要使用盡可能低的安全裕度，因為使蒸發(fā)器盡可能接近飽和溫度進行操作存在經(jīng)濟利益。在本發(fā)明的系統(tǒng)的操作期間，這個常數(shù)將用作設(shè)定點過熱溫度TshT，即目標值，蒸發(fā)器554的操作將被動態(tài)控制向該目標值。這將通過優(yōu)化每個第一流體通路3a，3b對于蒸發(fā)器54的整體性能的貢獻來實現(xiàn)。更精確地說，底層的本發(fā)明的概念是通過利用每個流體通路3a，3b的一個閥22a，22b和一個噴射器23a, 23b來控制供給每個流體通路3a，3b的流體量，從而優(yōu)化每個流體通路的蒸發(fā)，并且最大限度地增加供給它的流體量。這可通過按照下面所述的方式單獨地操作和評估每個流體通路3a, 3b來實現(xiàn)。
[0070]在下文中，用于確立操作條件，即過熱或不過熱的總體原則將參照圖7進行描述。為了促進理解，以下示例將基于包括蒸發(fā)器54的系統(tǒng)，蒸發(fā)器只具有一個第一流體通路3a，其通過包括一個噴射器23a和一個閥22a的噴射器組件25a而獲得第一流體的供給。此夕卜，該示例基于系統(tǒng)已經(jīng)在處于預(yù)定的操作任務(wù)的時期期間操作的假設(shè)。在蒸發(fā)器54形成空調(diào)系統(tǒng)的一部分的情況下，作為示例，這可為與正常工作時間的辦公室相對應(yīng)的操作任務(wù)，例如20。。。
[0071]第一流體通路獲得已知流量的第一流體的供給100。這個已知的流量假定與離開第一流體通路之前或之后不久完全蒸發(fā)的量相對應(yīng)，即假定其與滿足所確定的設(shè)定點過熱溫度TshT所需要的量相對應(yīng)。
[0072]蒸發(fā)器出口的下游傳感器組件測量200盛行的溫度Tm和壓力Pm。這些值被控制器57接收。
[0073]控制器57將測量壓力Pm轉(zhuǎn)換300成飽和溫度Ts。飽和溫度Ts專用于預(yù)定的冷卻劑，即系統(tǒng)中所使用的第一流體。作為示例，如果所使用的第一流體是被稱為R410A的冷卻劑，那么飽和溫度Ts可通過利用以下專用于R410A的公式來計算:
Ts=0.0058Pm3-0.3141Pm2+7.8908Pm_46.0049。
[0074]上面給出的公式反映了圖表的曲線，在該圖中描述了飽和溫度對壓力的關(guān)系。應(yīng)該懂得，飽和壓力可以多個方式來計算，這依賴于例如不同的內(nèi)插方法、不同的精度水平等等。此外，還應(yīng)該懂得，只有有限的曲線段可被評估。還應(yīng)該懂得，除了計算飽和溫度Ts之夕卜，可控制器可設(shè)定成通過利用包含相對應(yīng)值的表來獲得相對應(yīng)的值。
[0075]通過利用如下公式來將測量溫度Tm與計算的飽和溫度Ts進行比較，控制器57可確立400在進行測量時的特定的時間點所盛行的實際的過熱溫差TshA:
TshA=Tm-Ts0
[0076]因而，控制器57現(xiàn)在已經(jīng)確立了盛行的實際的過熱差異TshA，并且其知道設(shè)定點過熱溫度TshT。下一步驟是利用如下公式確定500在設(shè)定點過熱溫度TshT和實際的過熱溫差TshA之間的溫差Λ T:
Δ T=TshT-TshA
基于溫差Λ T的值，評估600流體通路3a的盛行性能。如果Λ T是負的，那么對流體通路輸送了不足的流體量，由此控制器可指示閥增加供給流體通路的流體量。如果另一方面△ T是正的，那么對流體通路輸送了太多的流體，由此控制器可指示閥減少供給流體通路的流體量。如果Λ T =0，那么流體通路的性能是優(yōu)化的，并且不需要改變供給的流體量。
[0077]已知的是，在Λ T和所需供給的第一流體的量之間沒有關(guān)聯(lián)。影響參數(shù)的非限制性的示例是流體通路3a的設(shè)計、流體通路3a的尺寸和流體通路3a內(nèi)部的尺寸變化?？偟馗鶕?jù)經(jīng)驗，大的Λ T指示了大調(diào)整的可能性，而小的Λ T指示了小調(diào)整的可能性。作為示例，控制器可編程，以便根據(jù)溫差的絕對值而使用不同的校正百分比。
[0078]基于所確定的調(diào)整，閥22a經(jīng)過操作700，以便相應(yīng)地調(diào)整流量。
[0079]上面的過程是基于只包括一個流體通路3a的蒸發(fā)器5進行描述的。然而，應(yīng)該懂得，對于通常包括多個第一流體通路3a，3b的蒸發(fā)器54，上述循環(huán)通過使每個后續(xù)的流體通路3b和其相關(guān)的噴射器組件25b經(jīng)歷相同的程序而得以重復(fù)800，從而逐漸地逐步地優(yōu)化整個蒸發(fā)器54的性能，并且最大限度地增加由整個蒸發(fā)器所操縱的流體量。
[0080]應(yīng)該懂得，在評估一個流體通路3a的同時，剩余流體通路3b和其相關(guān)的噴射器組件25b可按照已知的方式進行操作，從而能夠評估被評估的流體通路的性能。在完成整個蒸發(fā)器54之后，該過程可再一次開始于第一流體通路3a。
[0081]還應(yīng)該懂得，這樣的蒸發(fā)系統(tǒng)是一種相當慢的系統(tǒng)，因為這些構(gòu)件，即蒸發(fā)器54、壓縮機51、冷凝器52和周圍有待冷卻的水/液體/空氣均對系統(tǒng)的整體性能具有它們自身的影響。因而，對于使流體量的任何變化實際地生效，沒有快速變化是必須要做的。
[0082]在上面給出的示例中供給被評估的第一流體通路3a的流量是在繼續(xù)評估后續(xù)流體通路3b之前進行調(diào)整的。在一個備選實施例中，控制器57布置成在其存儲器中儲存對每個評估的流體通路3a，3b所確定的需要的流量調(diào)整值。一旦已經(jīng)以相同的方式評估了所有流體通路3a，3b，那么控制器57可指示每個單獨的閥22a，22b做出所需的流量調(diào)整。因而，所有的流量調(diào)整可同時進行。
[0083]作為包括壓力傳感器29和溫度傳感器30的傳感器組件28的備選，傳感器組件28可包括布置成檢測任何液體含量的存在的至少一個傳感器。液體含量可能處于液體形式或混合的液相/蒸發(fā)相。合適的傳感器的一個示例是溫度傳感器30。
[0084]任何液體含量的存在證明蒸發(fā)是不充分的，而且應(yīng)該減少第一流體的流量。如上面論述的那樣，越接近過熱溫度，系統(tǒng)越接近被未蒸發(fā)的流體淹沒。因為過熱溫度可能被認為是數(shù)字化的-要么是只有干燥氣體的完全蒸發(fā)，要么是蒸發(fā)器下游的流體中包含液體含量的不完全蒸發(fā)。
[0085]如果傳感器組件28包括用于檢測蒸發(fā)的流體中的任何液體含量的存在的傳感器，那么這種傳感器應(yīng)優(yōu)選布置在將蒸發(fā)器的出口與壓縮機的入口連接起來的管道系統(tǒng)中。因而，位置可能與上面參照圖5所述的系統(tǒng)是相同的。唯一的區(qū)別在于可省略壓力傳感器29。傳感器優(yōu)選適合于檢測任何液體含量的存在，例如溫度傳感器30布置在離壓縮機51的入口 14比離蒸發(fā)器54的出口 13更近的位置。此外，這種溫度傳感器30優(yōu)選定位在管道系統(tǒng)15中，位于至少一個管道彎曲部分之后，從而容許至少某些殘余的液體含量在與管道系統(tǒng)15的內(nèi)壁接觸期間，或者在與周圍熱的蒸發(fā)的流體流發(fā)生接觸的同時進行蒸發(fā)。因而，如果直接在蒸發(fā)器54的出口 13之后進行測量，那么可能檢測到低量的液體含量，而如果在更遠的下游進行測量，那么這種液體含量可能已經(jīng)沿著管道系統(tǒng)蒸發(fā)了，由此到達壓縮機的蒸發(fā)的流是干燥的。因而，優(yōu)選的是，基于任何液體含量的存在進行檢測的傳感器組件28應(yīng)包括至少兩個傳感器30a，30b，它們布置在沿著管道系統(tǒng)的不同的位置中。
[0086]在下文中，用于使用傳感器組件基于任何液體含量的檢測而確立操作條件，即對于系統(tǒng)而言過熱的總體原則將參照圖8進行描述。這樣的蒸發(fā)系統(tǒng)具有與之前參照圖6所述相同的總體設(shè)計，由此對圖6做了參考。
[0087]為了促進理解，以下示例將基于包括蒸發(fā)器54的系統(tǒng)，蒸發(fā)器只具有一個流體通路3a，其通過包括一個噴射器23a和一個閥22a的噴射器組件25a而獲得第一流體的供給。此外，該示例基于系統(tǒng)已經(jīng)在處于預(yù)定的操作任務(wù)下的時期期間操作的假設(shè)。
[0088]第一流體通路3a獲得已知流量的第一流體的供給1000。這個已知的流量假定與離開第一流體通路3a之前或之后不久完全蒸發(fā)的量相對應(yīng)，即假定其與滿足所確定的設(shè)定點過熱溫度TshT所需要的量相對應(yīng)。
[0089]蒸發(fā)器的出口下游的傳感器組件28測量任何液體含量的存在1100。由傳感器組件28產(chǎn)生的信號被控制器57接收1200?？刂破骺蔀镻ID調(diào)節(jié)器。
[0090]控制器評估1300所接收的信號。在其最簡單的形式下，信號可為數(shù)字信號:1 -沒有檢測到液體含量；0-檢測到液體含量。更精確地說，具有值I的信號指示蒸發(fā)的流體具有測量溫度Tm，其對應(yīng)于或高于過熱溫度Tsh。類似地，具有值O的信號指示蒸發(fā)的流體具有比過熱溫度更低的溫度。
[0091 ] 如果傳感器組件28包括兩個溫度傳感器30a，30b，它們布置在沿著管道系統(tǒng)15的縱向延伸的不同的位置中，那么這兩個傳感器30a，30b可能指示不同的值。如果兩個溫度傳感器30a，30b都指示0，那么這意味著氣體具有液體含量，并且蒸發(fā)是不充分的。供給被評估的流體通路3a的第一流體的數(shù)量必須受到限制，因為系統(tǒng)被淹沒。
[0092]如果最靠近蒸發(fā)器的溫度傳感器30a指示0，但其下游的第二傳感器30b指示1，那么這意味著評估的流體通路3a正在進行良好操作，因為所有供給的流體被完全蒸發(fā)。這也良好地指示，如果應(yīng)該做出任何流量調(diào)整，那么供給的流量應(yīng)該寧愿減少也不要增加，以避免淹沒。
[0093]如果兩個傳感器30a，30b均指示I，那么這意味著供給被評估的流體通路3a的所有流體都被蒸發(fā)。這意味著被評估的流體通路3a并不是工作在最佳狀態(tài)，而且可以增加供給被評估的流體通路的第一流體的量。
[0094]雖然上面描述了一個溫度傳感器30或兩個溫度傳感器30a，30b，但是應(yīng)該懂得，可布置不止兩個溫度傳感器，這些傳感器以相同的原理進行工作。
[0095]控制器57可布置成當接收到指示任何液體含量的存在或不存在的信號時，確定1400對單獨的噴射器組件25a中的閥22a提供給被評估的流體通路3a的第一流體的流量進行合適的調(diào)整，從而優(yōu)化其性能?；谶@種確定的調(diào)整，閥22a可進行操作1500，以便相應(yīng)地調(diào)整流量。
[0096]控制器57可使用不同的調(diào)整范圍，這依賴于確定的接近過熱溫度的可能性。
[0097]上面的過程是基于只包括一個流體通路3a的蒸發(fā)器54進行描述的。然而，應(yīng)該懂得，對于通常包括多個第一流體通路3a的蒸發(fā)器54，上述循環(huán)通過使每個后續(xù)的流體通路3b，3c和其相關(guān)的噴射器組件25b，25c經(jīng)歷相同的程序而得以重復(fù)1600，從而逐漸地逐步地優(yōu)化整個蒸發(fā)器的性能。
[0098]應(yīng)該懂得，在評估一個流體通路3a的同時，剩余流體通路3b，3c和其相關(guān)的噴射器組件25b，25c應(yīng)當按照已知的方式進行操作，從而能夠評估被評估的流體通路3a的性能。在完成整個蒸發(fā)器之后，該過程可再一次開始于第一流體通路。
[0099]在上面給出的示例中供給被評估的第一通路3a的流量是在繼續(xù)評估后續(xù)流體通路3b之前進行調(diào)整的。在一個備選實施例中，控制器布置成在其存儲器中儲存對每個被評估的流體通路3a，3b所確定的需要的流量調(diào)整值。一旦已經(jīng)以相同的方式評估了所有流體通路3a，3b，那么控制器57可指示每個單獨的閥22a，22b做出所需的流量調(diào)整。因而，所有的流量調(diào)整可同時進行。
[0100]因此，通過本發(fā)明，每個第一流體通路3a，3b可以優(yōu)化的方式，基于其內(nèi)在條件，例如板組P中的位置或兩個熱交換板A，B之間尺寸差異而進行操作，熱交換板限定了第一流體通路3。這容許蒸發(fā)器54的操作整體得以優(yōu)化。另外，這容許整個系統(tǒng)得到更好程度的利用，其中蒸發(fā)器是該系統(tǒng)的組成部分。
[0101]控制器57可在存儲器中儲存所有接收到的測量數(shù)據(jù)，以用于確定流量調(diào)整時使用。此外，控制器57可布置成在確定所需要的流量調(diào)整時使用來自這種儲存信息的歷史數(shù)據(jù)。
[0102]不管噴射器組件如何布置，優(yōu)選的是將流定向在與穿過蒸發(fā)器的流動方向基本平行的方向上。因此可避免任何不恰當?shù)牧黧w流的改向。在蒸發(fā)器是板式熱交換器的情況下，這意味著平行于第一和第二熱交換板的總體平面。
[0103]本發(fā)明已經(jīng)按照蒸發(fā)器為板式熱交換器的應(yīng)用情形進行了描述。然而，應(yīng)該懂得，本發(fā)明可適用的任何形式的蒸發(fā)器。
[0104]公開的噴射器組件的噴射器布置在通孔中，通孔從板組的外部延伸到單獨的流體通路中。應(yīng)該懂得，這僅僅是一個可能的實施例。作為示例，噴射器組件的噴射器可根據(jù)蒸發(fā)器的設(shè)計而延伸到任何入口端口或相似物體中。這作為示例可通過沿著入口通道的插件來實現(xiàn)。
[0105]本發(fā)明已經(jīng)基于板式熱交換器進行了總體描述，板式熱交換器具有容許有兩種流體流的第一和第二板間隙以及四個端口孔。應(yīng)該懂得，本發(fā)明還可適用于就板間隙的數(shù)量、端口孔的數(shù)量和有待操縱的流體量而言，具有不同配置的板式熱交換器。
[0106]應(yīng)該懂得，控制器還可用于其它目的，例如控制這樣的冷凍劑回路。
[0107]本發(fā)明并不局限于所公開的實施例，而是可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)進行變化和修改，這已經(jīng)在上面進行了部分描述。
【權(quán)利要求】
1.一種用于動態(tài)控制蒸發(fā)器的操作的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括蒸發(fā)器(54)、多個噴射器組件(25a, 25b)、傳感器組件(28)和控制器(57)，其中 所述蒸發(fā)器(54)包括出口(13)、多個流體通路(3)和至少一個入口(26a，26b)，所述至少一個入口(26a，26b)用于在流體的蒸發(fā)期間將流體通過所述多個流體通路(3)供給所述出口(13)， 每個噴射器組件(25a，25b)包括至少一個噴射器(23a，23b)和至少一個閥(22a，22b)，并且每個噴射器組件(25a，25b)布置成通過所述蒸發(fā)器(54)的至少一個入口(26a，26b)而將流體流供給至少一個流體通路(3)， 所述傳感器組件(28)布置成測量蒸發(fā)的流體的溫度(Tm)和壓力(Pm)，或者所述蒸發(fā)的流體中的任何液體含量的存在，且 所述控制器(57)布置成與所述噴射器組件(25a，25b)的閥(22a，22b)保持連通，以便所述閥(22a，22b)基于從所述傳感器組件(28)接收到的信息而控制由每個噴射器組件(25a, 25b)供給所述蒸發(fā)器(3)中的每個流體通路(3)的流體量，從而使所述蒸發(fā)器(54)朝著設(shè)定點過熱值(TshT)進行操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述噴射器組件(25a，25b)中的每個噴射器(23a，23b)布置成與一個閥(22a，22b)保持連通，或者所述噴射器組件(25a，25b)中的多個噴射器(23a，23b)布置成與一個閥(22a，22b)保持連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個噴射器組件(25a，25b)布置成與一個流體通路(3)保持連通，或者每個噴射器組件(25a，25b)布置成與至少兩個流體通路(3)保持連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器組件(28)布置在將所述蒸發(fā)器(13)的出口與壓縮機(14)的入口連接起來的管道系統(tǒng)(15)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(57)是PI調(diào)節(jié)器或PID調(diào)節(jié)器。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一權(quán)項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)器(54)是板式熱交換器(I)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器組件(28)包括至少一個溫度傳感器(30)和至少一個壓力傳感器(29)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，布置成測量所述蒸發(fā)的流體中的任何液體含量的存在的所述傳感器組件(28)是至少一個溫度傳感器(30)。
9.一種用于動態(tài)控制蒸發(fā)器(54)的操作的方法，所述蒸發(fā)器包括至少一個入口(26a，26b)、多個流體通路(3)和出口(13)，并且所述蒸發(fā)器(54)包含在系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)還包括傳感器組件(28)、控制器(57)和多個噴射器組件(25a，25b)，每個噴射器組件包括至少一個噴射器(23a，23b)和至少一個閥(22a，22b)，由此所述方法包括如下步驟: a)經(jīng)由所述蒸發(fā)器(54)的入口(26a，26b)將預(yù)定量的流體通過第一噴射器組件(25a)供給第一流體通路(3)，以便在流體傳送至所述蒸發(fā)器(13)的出口期間使所述流體蒸發(fā)， b)通過所述傳感器組件(28)測量蒸發(fā)的流體的溫度和壓力(Tm，Pm)，或者所述蒸發(fā)的流體中的任何液體含量的存在， c)通過所述控制器(57)確定在設(shè)定點過熱值(TshT)和所述蒸發(fā)的流體的溫度的測量值(Tm)和壓力的測量值(Pm)之間的差異ΛΤ，或者所述蒸發(fā)的流體中的任何液體含量的存在，這些是由于預(yù)定量的供給的流體所引起的， d)通過所述控制器確定待通過所述第一噴射器組件(25a)的閥(22a)供給需要達到所述設(shè)定點過熱值(TshT)的第一流體通路(3)的調(diào)整后的流體量，和 e)對所述蒸發(fā)器(54)的每個后續(xù)的噴射器組件(25b)和每個流體通路(3)持續(xù)地重復(fù)步驟a)-d)，以便達到對所述蒸發(fā)器(54)的操作提供連續(xù)控制的目的，從而使所述蒸發(fā)器朝著所述設(shè)定點過熱值(TstT)進行操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在開始步驟a)之前，所述系統(tǒng)在處于預(yù)定的操作任務(wù)的時期期間操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟: 通過所述控制器(57)將測量壓力(Pm)轉(zhuǎn)換成飽和溫度(Ts)， 通過比較測量溫度Tm與所述飽和溫度(Ts)，從而確定在測量溫度和壓力時的特定的時間點盛行的實際的過熱溫差(TshA)， 確定在設(shè)定點過熱值和實際的過熱溫差(TshA)之間的溫差(△ T)，所述設(shè)定點過熱值是設(shè)定點過熱溫度(TshT)，并基于所述溫差(AT)確定對于由所述第一噴射器組件(25a)的閥(22a)供給所述第一流體通路(3)的流體量做出任何調(diào)整的需要，且 相應(yīng)地指示所述第一噴射器組件(25a)的閥(22a)來調(diào)整由所述第一噴射器組件(25a)供給所述第一流體通路(3)的流體量。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述傳感器組件(28)是濕度傳感器(28; 30),由此所述方法還包括如下步驟， 如果所述傳感器(28;30)產(chǎn)生了被所述控制器(57)接收的、指示所述蒸發(fā)的流體中的任何液體含量的存在的信號，那么就指示所述第一噴射器組件(25a)的閥(22a)來減少供給所述第一流體通路(3)的流體量，或者 如果所述傳感器(28; 30)產(chǎn)生了被所述控制器(57)接收的、指示所述蒸發(fā)的流體中不存在任何液體含量的信號，那么就指示所述第一噴射器組件(25a)的閥(22a)來增加供給所述第一流體通路(3)的流體量。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述傳感器組件(28)包括至少兩個濕度傳感器(28; 30)，由此所述方法還包括如下步驟: 比較所述控制器(57)從所述至少兩個傳感器(28; 30)接收到的、指示所述蒸發(fā)的流體中的液體含量的存在或不存在的信號，從而確定是否要指示所述第一噴射器組件(25a)的閥(22a)增加、減少或保持供給所述第一流體通路(3)的流體量，且 相應(yīng)地指示所述第一噴射器組件(25a)的閥(22a)來調(diào)整由所述第一噴射器組件(25a)供給所述第一流體通路(3)的流體量。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括在繼續(xù)到步驟e)之前，將所確定的調(diào)整后的流體量通知所述第一噴射器組件(25a)的閥(22a)并且調(diào)整所述閥(22a)的步驟，從而供給調(diào)整后的流體量。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括以下的步驟:將所確定的調(diào)整后的流體量通知每個噴射器組件(25a，25b)的閥(22a，22b)并調(diào)整所述閥(22a，22b)，從而將調(diào)整后的流體量供給所述蒸發(fā)器(54)的所有流體通路(3)。
16.根據(jù)權(quán)利要求9-15中的任一權(quán)項所述的方法，其特征在于，當所述蒸發(fā)器(54)的操作已經(jīng)操作到滿足所述設(shè)定點過熱值(TshT)的操作任務(wù)時，所述方法還包括調(diào)整所述設(shè)定點過熱值(TshT)并重復(fù)權(quán)利要求9的方法的步驟，以對所述蒸發(fā)器(54)的操作提供連續(xù)控制，從而使所述蒸發(fā)器朝著調(diào)整后的設(shè)定點過熱值(TshT)進行操作。
【文檔編號】F25B49/02GK104350342SQ201380030843
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月14日
【發(fā)明者】K.伯蒂斯森, A.恩延德, A.佐辛 申請人:阿爾法拉瓦爾股份有限公司