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用于控制跨臨界制冷系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法與流程

文檔序號:12286631閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種能夠操作于亞臨界模式和跨臨界模式的CO2制冷系統(tǒng),包括:

至少一個壓縮機(jī);

熱交換器,所述熱交換器接收從所述至少一個壓縮機(jī)排出的制冷劑,以及在所述CO2制冷系統(tǒng)操作于所述跨臨界模式時所述熱交換器能夠操作為氣體冷卻器,而在所述CO2制冷系統(tǒng)操作于所述亞臨界模式時所述熱交換器能夠操作為冷凝器;

貯液器,所述貯液器接收從所述熱交換器排出的制冷劑;

連接在所述熱交換器與所述貯液器之間的第一閥,所述第一閥控制制冷劑從所述熱交換器到所述貯液器的流動;

閥控制器,所述閥控制器監(jiān)測室外環(huán)境溫度和離開所述熱交換器的制冷劑的壓力;確定CO2制冷系統(tǒng)是操作于所述亞臨界模式還是操作于所述跨臨界模式;基于所監(jiān)測的室外環(huán)境溫度來確定壓力設(shè)定值;以及當(dāng)確定所述CO2制冷系統(tǒng)操作于所述跨臨界模式時,基于所確定的壓力設(shè)定值與所監(jiān)測的離開所述熱交換器的制冷劑的壓力的比較來控制所述第一閥。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述閥控制器基于所監(jiān)測的室外環(huán)境溫度來確定所述CO2制冷系統(tǒng)是操作于所述亞臨界模式還是操作于所述跨臨界模式。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述閥控制器監(jiān)測離開所述熱交換器的制冷劑的溫度;基于所監(jiān)測的離開所述熱交換器的制冷劑的溫度和所監(jiān)測的離開所述熱交換器的制冷劑的壓力來計算所述制冷劑的過冷卻溫度;以及當(dāng)確定所述CO2制冷系統(tǒng)操作于所述亞臨界模式時,基于所計算出的過冷卻溫度與預(yù)定的過冷卻設(shè)定值的比較來控制所述第一閥。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),還包括位于旁通線路中的第二閥,所述旁通線路將制冷劑從所述貯液器路由到所述至少一個壓縮機(jī)的吸入側(cè),所述第二閥控制制冷劑從所述貯液器到所述至少一個壓縮機(jī)的吸入側(cè)的流動,其中,所述閥控制器基于所監(jiān)測的在所述貯液器內(nèi)的制冷劑的壓力與預(yù)定的壓力設(shè)定值的比較來控制所述第二閥。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),還包括位于旁通線路中的第二閥,所述旁通線路將制冷劑從所述貯液器路由到所述至少一個壓縮機(jī)的吸入側(cè),所述第二閥控制制冷劑從所述貯液器到所述至少一個壓縮機(jī)的吸入側(cè)的流動,其中,所述閥控制器將所監(jiān)測的在所述貯液器內(nèi)的制冷劑的壓力與低壓力設(shè)定值和高壓力設(shè)定值進(jìn)行比較,以及當(dāng)所監(jiān)測的在所述貯液器內(nèi)的制冷劑的壓力高于所述高壓力設(shè)定值或者低于所述低壓力設(shè)定值時所述閥控制器以安全模式控制所述第一閥和所述第二閥。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng),其中,當(dāng)在所述貯液器內(nèi)的制冷劑的壓力低于所述低壓力設(shè)定值時,所述閥控制器增大所述第一閥的開度并且減小所述第二閥的開度,以及當(dāng)所監(jiān)測的在所述貯液器內(nèi)的制冷劑的壓力高于所述高壓力設(shè)定值時,所述閥控制器減小所述第一閥的開度并且增大所述第二閥的開度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述閥控制器基于查找表來確定所述壓力設(shè)定值,所述查找表包括多個環(huán)境溫度值和相應(yīng)的壓力設(shè)定值。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),還包括與所述至少一個壓縮機(jī)中的每個壓縮機(jī)相關(guān)聯(lián)的壓縮機(jī)控制器,所述壓縮機(jī)控制器存儲壓縮機(jī)識別信息,所述壓縮機(jī)識別信息包括用于所述至少一個壓縮機(jī)中的每個壓縮機(jī)的壓縮機(jī)型號、類型、尺寸或容量中至少之一,其中所述閥控制器存儲基于所述壓縮機(jī)識別信息從多個查找表中選擇的查找表,所述查找表包括多個環(huán)境溫度值和相應(yīng)的壓力設(shè)定值,其中,所述閥控制器基于所選擇的查找表和所監(jiān)測的室外環(huán)境溫度來確定所述壓力設(shè)定值。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng),其中,所述閥控制器基于所述壓縮機(jī)識別信息來從所述多個查找表中選擇所述查找表。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng),其中,單獨的控制器基于所述壓縮機(jī)識別信息從所述多個查找表中選擇所述查找表,以及將所選擇的查找表傳達(dá)至所述閥控制器。

11.一種用于能夠操作于亞臨界模式和跨臨界模式的CO2制冷系統(tǒng)的方法,所述方法包括:

利用閥控制器來監(jiān)測室外環(huán)境溫度;

利用所述閥控制器來監(jiān)測離開所述CO2制冷系統(tǒng)的熱交換器的制冷劑的壓力,所述熱交換器接收從至少一個壓縮機(jī)排出的制冷劑,以及在所述CO2制冷系統(tǒng)操作于所述跨臨界模式時所述熱交換器能夠操作為氣體冷卻器,而在所述CO2制冷系統(tǒng)操作于所述亞臨界模式時所述熱交換器能夠操作為冷凝器;

利用所述閥控制器來確定所述CO2制冷系統(tǒng)是操作于所述亞臨界模式還是操作于所述跨臨界模式;

利用所述閥控制器基于所監(jiān)測的室外環(huán)境溫度來確定壓力設(shè)定值;以及

利用所述閥控制器,當(dāng)確定所述CO2制冷系統(tǒng)操作于所述跨臨界模式時,基于所確定的壓力設(shè)定值與所監(jiān)測的離開所述熱交換器的制冷劑的壓力的比較來控制所述第一閥,所述第一閥連接在所述熱交換器與所述貯液器之間并且控制制冷劑從所述熱交換器到所述貯液器的流動。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,其中,所述確定所述CO2制冷系統(tǒng)操作于所述亞臨界模式還是操作于所述跨臨界模式是基于所監(jiān)測的室外環(huán)境溫度。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,還包括:

利用所述閥控制器來監(jiān)測離開所述熱交換器的制冷劑的溫度;

利用所述閥控制器基于所監(jiān)測的離開所述熱交換器的制冷劑的溫度和所監(jiān)測的離開所述熱交換器的制冷劑的壓力來計算所述制冷劑的過冷卻溫度;以及

利用所述閥控制器,當(dāng)確定所述CO2制冷系統(tǒng)操作于所述亞臨界模式時,基于所計算出的過冷卻溫度與預(yù)定的過冷卻設(shè)定值的比較來控制所述第一閥。

14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,所述CO2制冷系統(tǒng)包括第二閥,所述第二閥控制制冷劑在旁通線路中的流動,所述旁通線路將制冷劑從所述貯液器路由到所述至少一個壓縮機(jī)的吸入側(cè),所述方法還包括:

利用所述閥控制器基于所監(jiān)測的在所述貯液器內(nèi)的制冷劑的壓力與預(yù)定的壓力設(shè)定值的比較來控制所述第二閥。

15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,所述CO2制冷系統(tǒng)包括第二閥,所述第二閥控制制冷劑在旁通線路中的流動,所述旁通線路將制冷劑從所述貯液器路由到所述至少一個壓縮機(jī)的吸入側(cè),所述方法還包括:

利用所述閥控制器來將所監(jiān)測的在所述貯液器內(nèi)的制冷劑的壓力與低壓力設(shè)定值和高壓力設(shè)定值進(jìn)行比較;以及

利用所述閥控制器,當(dāng)所監(jiān)測的在所述貯液器內(nèi)的制冷劑的壓力高于所述高壓力設(shè)定值或者低于所述低壓力設(shè)定值時,以安全模式控制所述第一閥和所述第二閥。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,其中,所述以安全模式控制所述第一閥和所述第二閥包括:

在所述貯液器內(nèi)的制冷劑的壓力低于所述低壓力設(shè)定值時,增大所述第一閥的開度并且減小所述第二閥的開度;以及

在所監(jiān)測的在所述貯液器內(nèi)的制冷劑的壓力高于所述高壓力設(shè)定值時,減小所述第一閥的開度并且增大所述第二閥的開度。

17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,還包括:

利用所述閥控制器基于查找表來確定所述壓力設(shè)定值,所述查找表包括多個環(huán)境溫度值和相應(yīng)的壓力設(shè)定值。

18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,所述CO2制冷系統(tǒng)包括與所述至少一個壓縮機(jī)中的每個壓縮機(jī)相關(guān)聯(lián)的壓縮機(jī)控制器,所述壓縮機(jī)控制器存儲壓縮機(jī)識別信息,所述壓縮機(jī)識別信息包括用于所述至少一個壓縮機(jī)中的每個壓縮機(jī)的壓縮機(jī)型號、類型、尺寸或容量中至少之一,所述方法還包括:

利用所述閥控制器來存儲基于所述壓縮機(jī)識別信息從多個查找表中選擇的查找表,所述查找表包括多個環(huán)境溫度值和相應(yīng)的壓力設(shè)定值;

其中,所述閥控制器基于所選擇的查找表和所監(jiān)測的室外環(huán)境溫度來確定所述壓力設(shè)定值。

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,還包括:

利用所述閥控制器基于所述壓縮機(jī)識別信息來從所述多個查找表中選擇所述查找表。

20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,還包括:

利用單獨的控制器基于所述壓縮機(jī)識別信息來從所述多個查找表中選擇所述查找表;

利用所述單獨的控制器將所選擇的查找表傳達(dá)至所述閥控制器。

21.一種能夠操作于亞臨界模式和跨臨界模式的CO2制冷系統(tǒng),包括:

第一壓縮機(jī)機(jī)架和第二壓縮機(jī)機(jī)架,所述第一壓縮機(jī)機(jī)架和所述第二壓縮機(jī)機(jī)架各自具有至少一個壓縮機(jī),所述第一壓縮機(jī)機(jī)架與所述第二壓縮機(jī)機(jī)架相連接,使得所述第二壓縮機(jī)機(jī)架的吸入側(cè)接收來自所述第一壓縮機(jī)機(jī)架的排出側(cè)的制冷劑;

熱交換器,在所述CO2制冷系統(tǒng)操作于亞臨界模式時所述熱交換器能夠操作為氣體冷卻器,而在所述CO2制冷系統(tǒng)操作于所述跨臨界模式時所述熱交換器能夠操作為冷凝器,所述熱交換器接收來自所述第二壓縮機(jī)機(jī)架的排出側(cè)的制冷劑;

貯液器,所述貯液器接收從所述熱交換器排出的制冷劑;

至少一個蒸發(fā)器,所述至少一個蒸發(fā)器接收從所述貯液器排出的制冷劑;

連接在所述熱交換器與所述貯液器之間的第一閥,所述第一閥控制制冷劑從所述熱交換器到所述貯液器的流動;

位于旁通線路中的第二閥,所述旁通線路將制冷劑從所述貯液器路由到所述第二壓縮機(jī)機(jī)架的吸入側(cè),所述第二閥控制制冷劑從所述貯液器到所述第二壓縮機(jī)機(jī)架的吸入側(cè)的流動;

閥控制器,所述閥控制器監(jiān)測離開所述熱交換器的制冷劑的壓力、離開所述熱交換器的制冷劑的溫度和所述貯液器內(nèi)的壓力,以及所述閥控制器基于所監(jiān)測的離開所述熱交換器的制冷劑的壓力、所監(jiān)測的離開所述熱交換器的制冷劑的溫度和所監(jiān)測的所述貯液器內(nèi)的壓力中至少之一來控制所述第一閥和所述第二閥。

22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng),其中,所述閥控制器基于所監(jiān)測的室外環(huán)境溫度、離開所述熱交換器的制冷劑的溫度和離開所述熱交換器的制冷劑的壓力中至少之一來確定所述CO2制冷系統(tǒng)是操作于所述亞臨界模式還是操作于所述跨臨界模式,以及其中,所述閥控制器基于所述確定來控制第一閥。

23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng),其中,當(dāng)確定所述CO2制冷系統(tǒng)操作于所述跨臨界模式操作時,所述閥控制器訪問查找表以確定壓力設(shè)定值,并且基于所確定的壓力設(shè)定值與所監(jiān)測的離開所述熱交換器的制冷劑的壓力的比較來控制所述第一閥。

24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng),其中,所述查找表包括多個室外環(huán)境溫度值和相應(yīng)的壓力設(shè)定值,以及其中,所述閥控制器監(jiān)測室外環(huán)境溫度并且基于所述查找表和所監(jiān)測的室外環(huán)境溫度來確定所述壓力設(shè)定值。

25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng),其中,當(dāng)確定所述CO2制冷系統(tǒng)操作于所述亞臨界模式時,所述閥控制器基于所監(jiān)測的離開所述熱交換器的制冷劑的溫度和所監(jiān)測的離開所述熱交換器的制冷劑的壓力來計算過冷卻溫度,并且所述閥控制器基于所計算出的過冷卻溫度與預(yù)定的過冷卻設(shè)定值的比較來控制所述第一閥。

26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng),其中,所述閥控制器基于所監(jiān)測的在所述貯液器內(nèi)的制冷劑的壓力與預(yù)定的壓力設(shè)定值的比較來控制所述第二閥。

27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng),還包括系統(tǒng)控制器,所述系統(tǒng)控制器通過在啟用所述第一壓縮機(jī)機(jī)架中的任一壓縮機(jī)之前啟用所述第二壓縮機(jī)機(jī)架中的至少一個壓縮機(jī)來使所述第一壓縮機(jī)機(jī)架中的所述至少一個壓縮機(jī)的操作與所述第二壓縮機(jī)機(jī)架中的所述至少一個壓縮機(jī)的操作相協(xié)調(diào)。

28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng),還包括系統(tǒng)控制器,所述系統(tǒng)控制器通過在停用所述第二壓縮機(jī)機(jī)架中的上一個啟用的壓縮機(jī)之前停用所述第一壓縮機(jī)機(jī)架中的每個壓縮機(jī)來使所述第一壓縮機(jī)機(jī)架中的所述至少一個壓縮機(jī)的操作與所述第二壓縮機(jī)機(jī)架中的所述至少一個壓縮機(jī)的操作相協(xié)調(diào)。

29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng),還包括系統(tǒng)控制器,所述系統(tǒng)控制器監(jiān)測制冷系統(tǒng)操作參數(shù),所述制冷系統(tǒng)操作參數(shù)包括制冷系統(tǒng)壓力和制冷系統(tǒng)溫度中至少之一,以及所述系統(tǒng)控制器通過基于所監(jiān)測的制冷系統(tǒng)操作參數(shù)調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)操作來執(zhí)行安全控制操作。

30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的系統(tǒng),其中,由所述系統(tǒng)控制器執(zhí)行的所述安全控制操作包括:停用來自所述第一壓縮機(jī)機(jī)架和所述第二壓縮機(jī)機(jī)架中至少之一的至少一個壓縮機(jī)。

31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的系統(tǒng),其中,由所述系統(tǒng)控制器執(zhí)行的所述安全控制操作包括:生成警報和通知中至少之一。

32.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng),其中,所述閥控制器確定傳感器已發(fā)生故障,并且查詢系統(tǒng)控制器和建筑物自動化系統(tǒng)中至少之一以確定針對所述閥控制器的使用備份溫度數(shù)據(jù)和備份壓力數(shù)據(jù)中至少之一是否可用。

33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng),其中,當(dāng)所述備份溫度數(shù)據(jù)和所述備份壓力數(shù)據(jù)中至少之一不可用時,所述閥控制器確定所述CO2制冷系統(tǒng)是操作于所述亞臨界模式還是操作于所述跨臨界模式,并且所述閥控制器基于所述CO2制冷系統(tǒng)是操作于所述亞臨界模式還是操作于所述跨臨界模式來將所述第一閥設(shè)定為預(yù)定的固定開度。

34.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng),還包括連接至所述閥控制器的系統(tǒng)控制器和連接至所述系統(tǒng)控制器的遠(yuǎn)程計算機(jī),其中,所述遠(yuǎn)程計算機(jī)能夠由用戶進(jìn)行操作以向本地技術(shù)人員提供針對所述制冷系統(tǒng)的安裝、維護(hù)和修理中至少之一的指令。

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