發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于控制在蒸氣壓縮系統(tǒng)中的閥安排的方法，該閥安排被安排成控制通至蒸氣壓縮系統(tǒng)的壓縮機(jī)單元的制冷劑供應(yīng)。

發(fā)明背景

在一些蒸氣壓縮系統(tǒng)中，噴射器被在制冷劑路徑中安排在相對于排熱換熱器在下游的位置處。由此，離開排熱換熱器的制冷劑被供應(yīng)至噴射器的初級入口。離開蒸氣壓縮系統(tǒng)的蒸發(fā)器的制冷劑被供應(yīng)至噴射器的次級入口。

噴射器是一種類型的泵，其使用文丘里效應(yīng)通過被供應(yīng)至噴射器的動力入口(或初級入口)的動力流體來增大噴射器的吸入口(或次級入口)處流體的壓力能。由此，如所描述的將噴射器安排在制冷劑路徑中將致使制冷劑做功，并且由此與沒有提供噴射器的情形相比，減小了蒸氣壓縮系統(tǒng)的功耗。期望將離開蒸發(fā)器的制冷劑的盡可能大的部分供應(yīng)至噴射器的次級入口。

噴射器的出口通常連接至接收器，在該接收器中液體制冷劑與氣態(tài)制冷劑分離。制冷劑的液體部分經(jīng)由膨脹裝置被供應(yīng)至蒸發(fā)器。制冷劑的氣態(tài)部分可以被供應(yīng)至壓縮機(jī)。由此，制冷劑的氣態(tài)部分不經(jīng)受由膨脹裝置引起的壓降，并且因此可以減少為了壓縮制冷劑而所需要的功。

當(dāng)環(huán)境溫度高時(例如在夏季期間)，離開排熱換熱器的制冷劑的溫度以及壓力相對較高。在這種情況下，噴射器表現(xiàn)良好，并且有利的是將離開蒸發(fā)器的所有制冷劑都供應(yīng)至噴射器的次級入口，并且僅將氣態(tài)制冷劑從接收器供應(yīng)至壓縮機(jī)。當(dāng)蒸氣壓縮系統(tǒng)以這種方式運(yùn)行時，有時將其稱為‘夏季模式’。

另一方面，當(dāng)環(huán)境溫度低時(例如在冬季期間)，離開排熱換熱器的制冷劑的溫度以及壓力相對較低。在這種情況下，噴射器表現(xiàn)不佳，并且有利的是將離開蒸發(fā)器的制冷劑供應(yīng)至壓縮機(jī)，而不是供應(yīng)至噴射器的次級入口。當(dāng)蒸氣壓縮系統(tǒng)以這種方式運(yùn)行時，有時將其稱為‘冬季模式’。

當(dāng)環(huán)境溫度降低的方式使得需要從蒸氣壓縮系統(tǒng)的‘夏季模式’運(yùn)行切換至蒸氣壓縮系統(tǒng)的‘冬季模式’運(yùn)行時，可以基于接收器內(nèi)部的壓力來相對簡單地確保這種切換。然而，當(dāng)環(huán)境溫度升高的方式使得需要從蒸氣壓縮系統(tǒng)的‘冬季模式’運(yùn)行切換至蒸氣壓縮系統(tǒng)的‘夏季模式’運(yùn)行(或者進(jìn)行這種切換更加有益)時，在蒸氣壓縮系統(tǒng)的運(yùn)行期間這種切換可能不會自動發(fā)生。因此，可以期望采取措施來確保在這種情形下實(shí)際地執(zhí)行了到‘夏季模式’的切換。

us2012/0167601a1披露了噴射器循環(huán)。排熱換熱器聯(lián)接至壓縮機(jī)以便接收被壓縮的制冷劑。噴射器具有初級入口、次級入口和出口，該初級入口聯(lián)接至排熱換熱器。分離器具有入口、氣體出口和液體出口，該入口聯(lián)接至噴射器的出口。系統(tǒng)可以在第一模式與第二模式之間切換。在第一模式中，離開吸熱換熱器的制冷劑被供應(yīng)至噴射器的次級入口。在第二模式中，離開吸熱換熱器的制冷劑被供應(yīng)至壓縮機(jī)。

發(fā)明說明

本發(fā)明的多個實(shí)施例的目的是提供用于控制在蒸氣壓縮系統(tǒng)中的閥安排的方法，其中確保了蒸氣壓縮系統(tǒng)在寬范圍的環(huán)境溫度內(nèi)以能量有效的方式運(yùn)行。

本發(fā)明的多個實(shí)施例的另一個目的是提供用于控制在蒸氣壓縮系統(tǒng)中的閥安排的方法，其中以簡單的方式確保了蒸氣壓縮系統(tǒng)的能量有效的運(yùn)行。

本發(fā)明提供了用于控制在蒸氣壓縮系統(tǒng)中的閥安排的方法，該蒸氣壓縮系統(tǒng)包括被安排在制冷劑路徑中的壓縮機(jī)單元、排熱換熱器、噴射器、接收器、膨脹裝置和蒸發(fā)器，該壓縮機(jī)單元包括一個或多個壓縮機(jī)，其中，該排熱換熱器的出口被連接至該噴射器的初級入口，該噴射器的出口被連接至該接收器，該蒸發(fā)器的出口被連接至該噴射器的次級入口并且連接至該閥安排的第一入口，該接收器的氣體出口被連接至該閥安排的第二入口，并且該閥安排的出口被連接至該壓縮機(jī)單元的入口，該閥安排由此被安排成將制冷劑從該接收器的氣體出口和/或從該蒸發(fā)器的出口供應(yīng)至該壓縮機(jī)單元，該方法包括以下步驟：

-限定該蒸氣壓縮系統(tǒng)的第一運(yùn)行模式，在該第一運(yùn)行模式中該閥安排被操作成保持該閥安排的第一入口關(guān)閉并且保持該閥安排的第二入口打開，

-限定該蒸氣壓縮系統(tǒng)的第二運(yùn)行模式，在該第二運(yùn)行模式中該閥安排被操作成保持該閥安排的第一入口打開并且將該閥安排的第二入口操作成使蒸氣旁通以便維持在該接收器中的壓力水平，

-在以該第二運(yùn)行模式運(yùn)行該蒸氣壓縮系統(tǒng)的情況下：

-確定以該第一運(yùn)行模式來運(yùn)行該蒸氣壓縮系統(tǒng)的條件是否占主導(dǎo)，并且

-在以該第一運(yùn)行模式來運(yùn)行該蒸氣壓縮系統(tǒng)的條件占主導(dǎo)的情況下，主動關(guān)閉該閥安排的第一入口并且完全打開該閥安排的第二入口。

本發(fā)明提供了用于控制在蒸氣壓縮系統(tǒng)中的閥安排的方法。在本文的上下文中，術(shù)語‘蒸氣壓縮系統(tǒng)’應(yīng)當(dāng)被解釋為意指以下任何系統(tǒng)：其中流體介質(zhì)流(諸如制冷劑)循環(huán)并且被交替地壓縮和膨脹，由此提供對一定體積的制冷或加熱。因此，該蒸氣壓縮系統(tǒng)可以是制冷系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、熱泵等。

蒸氣壓縮系統(tǒng)包括被安排在制冷劑路徑中的壓縮機(jī)單元、排熱換熱器、噴射器、接收器、(例如呈膨脹閥形式的)膨脹裝置和蒸發(fā)器，該壓縮機(jī)單元包括一個或多個壓縮機(jī)。

排熱換熱器的出口被連接至噴射器的初級入口。相應(yīng)地，離開排熱換熱器的制冷劑被供應(yīng)至噴射器的初級入口。

噴射器的出口被連接至接收器。相應(yīng)地，離開噴射器的制冷劑被供應(yīng)至接收器。

蒸發(fā)器的出口被連接至噴射器的次級入口和閥安排的第一入口。相應(yīng)地，離開蒸發(fā)器的制冷劑可以被供應(yīng)至噴射器的次級入口和/或經(jīng)由第一入口供應(yīng)至閥安排。離開蒸發(fā)器的所有制冷劑可以被供應(yīng)至噴射器的次級入口。作為替代方案，離開蒸發(fā)器的所有制冷劑可以被供應(yīng)至閥安排的第一入口。作為另一個替代方案，離開蒸發(fā)器的制冷劑中的一些可以被供應(yīng)至噴射器的次級入口，并且離開蒸發(fā)器的制冷劑中的一些可以被供應(yīng)至閥安排的第一入口。這將在以下更詳細(xì)地描述。

接收器的氣體出口被連接至閥安排的第二入口。相應(yīng)地，在接收器中的制冷劑的氣態(tài)部分經(jīng)由第二入口被供應(yīng)至閥安排。

閥安排的出口被連接至壓縮機(jī)單元的入口。相應(yīng)地，閥安排被安排成從接收器的氣體出口經(jīng)由閥安排的第二入口和/或從蒸發(fā)器的出口經(jīng)由閥安排的第一入口將制冷劑供應(yīng)至壓縮機(jī)單元。因而，在閥安排的第一入口關(guān)閉并且閥安排的第二入口打開的情況下，制冷劑從接收器的氣體出口供應(yīng)至壓縮機(jī)單元，但是沒有制冷劑從蒸發(fā)器的出口供應(yīng)至壓縮機(jī)單元。在閥安排的第一入口打開并且閥安排的第二入口關(guān)閉的情況下，制冷劑從蒸發(fā)器的出口供應(yīng)至壓縮機(jī)單元，但是沒有制冷劑從接收器的氣體出口供應(yīng)至壓縮機(jī)單元。在閥安排的第一入口以及閥安排的第二入口打開的情況下，從蒸發(fā)器的出口并且從接收器的氣體出口將制冷劑供應(yīng)至壓縮機(jī)單元。最后，在閥安排的第一入口以及閥安排的第二入口關(guān)閉的情況下，沒有制冷劑被供應(yīng)至壓縮機(jī)單元。此外，可以根據(jù)當(dāng)前的運(yùn)行條件來將閥安排操作成選擇上述選項(xiàng)之一。

通過壓縮機(jī)單元的該一個或多個壓縮機(jī)對在制冷劑路徑中流動的制冷劑進(jìn)行壓縮。被壓縮的制冷劑被供應(yīng)至排熱換熱器，在排熱換熱器中與周圍環(huán)境發(fā)生熱交換，其方式為使得從流動穿過排熱換熱器的制冷劑中排出熱量。在排熱換熱器呈冷凝器的形式的情況下，制冷劑在穿過排熱換熱器時被至少部分地冷凝。在排熱換熱器呈氣體冷卻器的形式的情況下，流動穿過排熱換熱器的制冷劑被冷卻，但是保持呈氣態(tài)。

制冷劑從排熱換熱器被供應(yīng)至噴射器的初級入口，并且制冷劑從噴射器的出口被供應(yīng)至接收器。在接收器中，制冷劑被分離成液體部分和氣態(tài)部分。制冷劑的液體部分被供應(yīng)至膨脹裝置，在制冷劑被供應(yīng)至蒸發(fā)器之前在膨脹裝置處膨脹。由此，被供應(yīng)至蒸發(fā)器的制冷劑呈氣液混合狀態(tài)。在蒸發(fā)器中，制冷劑的液體部分至少部分地蒸發(fā)，同時與周圍環(huán)境發(fā)生熱交換，其方式為使得由流動穿過蒸發(fā)器的制冷劑吸收熱量。

制冷劑從蒸發(fā)器的出口供應(yīng)至噴射器的次級入口和/或經(jīng)由閥安排供應(yīng)至壓縮機(jī)單元，如上所述。

在接收器中的制冷劑的氣態(tài)部分可以如上所述經(jīng)由閥安排供應(yīng)至壓縮機(jī)單元。由此，氣態(tài)制冷劑不經(jīng)受由膨脹裝置引起的壓降，并且這些壓縮機(jī)所消耗的能量減小。

因而，在制冷劑路徑中流動的制冷劑的至少一部分交替地被壓縮機(jī)壓縮和被膨脹裝置所膨脹，同時在排熱換熱器和蒸發(fā)器處發(fā)生熱交換。由此，可以獲得對一定體積的冷卻或加熱。

根據(jù)本發(fā)明的方法，首先限定了蒸氣壓縮系統(tǒng)的第一運(yùn)行模式和蒸氣壓縮系統(tǒng)的第二運(yùn)行模式。

在蒸氣壓縮系統(tǒng)的第一運(yùn)行模式中，閥安排被操作成保持閥安排的第一入口關(guān)閉并且保持閥安排的第二入口打開。因而，當(dāng)蒸氣壓縮系統(tǒng)以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行時，制冷劑從接收器的氣體出口供應(yīng)至壓縮機(jī)單元，但是沒有制冷劑從蒸發(fā)器的出口供應(yīng)至壓縮機(jī)單元。相反，離開蒸發(fā)器的制冷劑被供應(yīng)至噴射器的次級入口。這對應(yīng)于以上描述的‘夏季模式’。

在蒸氣壓縮系統(tǒng)的第二運(yùn)行模式中，閥安排被操作成保持閥安排的第一入口打開并且將閥安排的第二入口操作成使蒸氣旁通以便維持接收器中的壓力水平。因而，當(dāng)蒸氣壓縮系統(tǒng)以第二運(yùn)行模式來運(yùn)行時，制冷劑從蒸發(fā)器的出口供應(yīng)至壓縮機(jī)單元。閥安排的第二入口大部分時間將被關(guān)閉，即，制冷劑通常將不從接收器的氣體出口供應(yīng)至壓縮機(jī)單元。然而，在接收器內(nèi)部的壓力增加到高于最大閾值的情況下，閥安排的第二入口打開，以便允許氣態(tài)制冷劑從接收器直接通至壓縮機(jī)單元，繞過膨脹裝置和蒸發(fā)器。這對應(yīng)于以上描述的‘冬季模式’。

在蒸氣壓縮系統(tǒng)以第二運(yùn)行模式來運(yùn)行的情況下，確定以該第一運(yùn)行模式來運(yùn)行該蒸氣壓縮系統(tǒng)的條件是否占主導(dǎo)。這應(yīng)當(dāng)被解釋為包括研究使蒸氣壓縮系統(tǒng)以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行而不是以第二運(yùn)行模式運(yùn)行例如對于蒸氣壓縮系統(tǒng)的能耗而言是否將更加有益。這將在以下更詳細(xì)地描述。

在確定了以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行蒸氣壓縮系統(tǒng)的條件占主導(dǎo)的情況下，閥安排被操作成其方式為使得閥安排的第一入口主動關(guān)閉并且閥安排的第二入口完全打開。因此，在這種情況下，主動防止了制冷劑從蒸發(fā)器的出口流動至壓縮機(jī)單元，由此強(qiáng)制離開蒸發(fā)器的制冷劑被供應(yīng)至噴射器的次級入口。此外，確保了使盡可能多的氣態(tài)制冷劑(可能是全部可用的氣態(tài)制冷劑)從接收器的氣體出口供應(yīng)至壓縮機(jī)單元。相應(yīng)地，閥安排被主動強(qiáng)制進(jìn)入使蒸氣壓縮系統(tǒng)以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行的狀態(tài)。

如上所述，在蒸氣壓縮系統(tǒng)的運(yùn)行期間，不一定要獲得從第二運(yùn)行模式(對應(yīng)于‘冬季模式’)到第一運(yùn)行模式(對應(yīng)于‘夏季模式’)的自動切換，盡管存在對應(yīng)使蒸氣壓縮系統(tǒng)以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行的條件。因此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)檢測到這種條件占主導(dǎo)時，閥安排主動強(qiáng)制進(jìn)入引起這種切換的狀態(tài)。由此，防止了蒸氣壓縮系統(tǒng)連續(xù)地以給定情形下不再最優(yōu)的運(yùn)行模式來運(yùn)行，并且即便環(huán)境溫度或其他相關(guān)運(yùn)行條件改變，也確保了蒸氣壓縮系統(tǒng)的能量有效的運(yùn)行。此外，可以簡單地通過操作閥安排以簡單的方式執(zhí)行到第一運(yùn)行模式的切換。

確定以該第一運(yùn)行模式來運(yùn)行該蒸氣壓縮系統(tǒng)的條件是否占主導(dǎo)的步驟可以包括以下步驟：

-確定被供應(yīng)至該閥安排的制冷劑的分配，包括確定從該閥安排的出口供應(yīng)至該壓縮機(jī)單元的制冷劑的多大一部分是經(jīng)由該第一入口來接收在該閥安排中的、并且多大一部分是經(jīng)由該第二入口來接收的，并且

-如果經(jīng)由該閥安排的第二入口接收的制冷劑的部分超過從該閥安排的出口供應(yīng)至該壓縮機(jī)單元的入口的制冷劑的預(yù)定百分比，則確定以該第一運(yùn)行模式來運(yùn)行該蒸氣壓縮系統(tǒng)的條件占主導(dǎo)，所述預(yù)定百分比至少為70％。

根據(jù)這個實(shí)施例，確定以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行蒸氣壓縮系統(tǒng)的條件是否占主導(dǎo)是基于對經(jīng)由閥安排的第一入口和第二入口供應(yīng)至壓縮機(jī)單元的制冷劑的對應(yīng)分配。因而，所研究的是，有多少制冷劑是從蒸發(fā)器的出口接收的，并且有多少制冷劑是從接收器的氣體出口接收的。

如果被供應(yīng)至壓縮機(jī)單元的制冷劑的大部分來源于接收器的氣體出口，則這表明了噴射器實(shí)際上表現(xiàn)良好。因此，在這種情況下，以第一運(yùn)行模式(即，‘夏季模式’)來運(yùn)行該蒸汽壓縮系統(tǒng)將是有益的。

因此，在證實(shí)了經(jīng)由閥安排的第二入口(即，從接收器的氣體出口)接收的制冷劑的部分超過被供應(yīng)至壓縮機(jī)單元的制冷劑的至少70％的情況下，則確定以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行蒸氣壓縮系統(tǒng)的條件占主導(dǎo)。

確定被供應(yīng)至該閥安排的制冷劑的分配的步驟可以包括：測量經(jīng)由該第一入口進(jìn)入該閥安排的制冷劑的溫度、經(jīng)由該第二入口進(jìn)入該閥安排的制冷劑的溫度、以及經(jīng)由該出口離開該閥安排的制冷劑的溫度；并且將所測量的溫度進(jìn)行對比。

從接收器的氣體出口接收的制冷劑的溫度必須預(yù)期高于從蒸發(fā)器的出口接收的制冷劑的溫度。因此，通過對應(yīng)地將閥安排的第一入口處的溫度和閥安排的第二入口處的溫度與閥安排的出口處的溫度進(jìn)行對比，可以計算出經(jīng)由閥安排的出口被供應(yīng)至壓縮機(jī)單元的制冷劑的多大一部分是來源于接收器的氣體出口的，并且多大一部分是來源于蒸發(fā)器的出口的。

此外，在以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行蒸氣壓縮系統(tǒng)的條件存在的情況下，噴射器可以將與離開蒸發(fā)器的出口的制冷劑的量相比更多的制冷劑吸入噴射器的次級入口中。這可能具有的結(jié)果是，經(jīng)由第二入口遞送至閥安排的制冷劑經(jīng)由第一入口被吸出閥安排并且被供應(yīng)至噴射器的次級入口、而不是經(jīng)由閥安排的出口被供應(yīng)至壓縮機(jī)單元的入口。由此，制冷劑簡單地在噴射器、接收器與閥安排之間循環(huán)，并且這是所不期望的。當(dāng)這種情況發(fā)生時，在第一入口處和/或在出口處的制冷劑的溫度將高于預(yù)期。因此，測量在閥安排的第一入口、第二入口和出口處的制冷劑的溫度并且將所測量的溫度進(jìn)行對比可以揭示上述情形是否發(fā)生。此外，上述情形可以通過關(guān)閉閥安排的第一入口來緩解，由此防止制冷劑經(jīng)由第一入口離開閥安排。

替代地或另外，確定被供應(yīng)至閥安排的制冷劑的分配的步驟可以包括確定閥安排的第二入口的打開程度。在閥安排的第二入口的打開程度大的情況下，必須預(yù)期到，被供應(yīng)至壓縮機(jī)單元的制冷劑的大部分來源于閥安排的第二入口(即，來源于接收器的氣體出口)。類似地，在閥安排的第二入口的打開程度小的情況下，必須預(yù)期到，被供應(yīng)至壓縮機(jī)單元的制冷劑的僅一小部分來源于閥安排的第二入口。相應(yīng)地，確定閥安排的第二入口的打開程度提供了與供應(yīng)至壓縮機(jī)單元的制冷劑的分配有關(guān)的信息。

替代地或另外，確定被供應(yīng)至閥安排的制冷劑的分配的步驟可以包括確定在閥安排的第一入口處的制冷劑的流動方向的步驟。如上所述，在以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行蒸氣壓縮系統(tǒng)的條件存在的情況下，可能存在的風(fēng)險是，經(jīng)由閥安排的第二入口從接收器的氣體出口供應(yīng)至閥安排的制冷劑經(jīng)由第一入口被吸出閥安排并且被供應(yīng)至噴射器的次級入口。因此，確定在閥安排的第一入口處的制冷劑的流動方向?qū)⒔沂具@種情形是否發(fā)生。如果制冷劑在背離閥安排的方向上流動，則發(fā)生上述情形。另一方面，如果制冷劑在朝向閥安排的方向上流動，則沒有發(fā)生上述情形。

如上所述，在閥安排的第一入口處的制冷劑的流動方向例如可以通過以下方式來確定：測量在閥安排的第一入口處的、在閥安排的第二入口處的以及在閥安排的出口處的制冷劑的溫度；并且將所測量的溫度進(jìn)行對比。

作為替代方案，確定在閥安排的第一入口處的制冷劑的流動方向的步驟可以包括以下步驟：

-調(diào)節(jié)閥安排的第一入口的打開程度，并且

-響應(yīng)于對閥安排的第一入口的打開程度的調(diào)節(jié)，測量在閥安排的第一入口處的制冷劑壓力的改變。

在此上下文中，術(shù)語‘調(diào)節(jié)打開程度’應(yīng)當(dāng)被解釋為意味著交替地增大和減小打開程度。

如果在閥安排的第一入口處的制冷劑在背離閥安排的方向上流動，則閥安排的第一入口處的壓力在第一入口的打開程度減小時減小并且在第一入口的打開程度增大時增大。然而，如果在閥安排的第一入口處的制冷劑在朝向閥安排的方向上流動，則閥安排的第一入口處的壓力在第一入口的打開程度減小時增大并且在第一入口的打開程度增大時減小。相應(yīng)地，響應(yīng)于對閥安排的第一入口的打開程度的調(diào)整，測量在閥安排的第一入口處的制冷劑的壓力提供了與在閥安排的第一入口處的制冷劑的流動方向有關(guān)的信息。

確定以該第一運(yùn)行模式來運(yùn)行該蒸氣壓縮系統(tǒng)的條件是否占主導(dǎo)的步驟可以包括以下步驟：

-測量該蒸氣壓縮系統(tǒng)的參數(shù)，其中能夠從所測量的參數(shù)得出離開該排熱換熱器的制冷劑的焓，并且

-如果所測量的參數(shù)超過預(yù)定閾值，則確定以該第一運(yùn)行模式來運(yùn)行該蒸氣壓縮系統(tǒng)的條件占主導(dǎo)。

根據(jù)這個實(shí)施例，所測量的參數(shù)具有的類型是使得可以從所測量的參數(shù)得出離開排熱換熱器的制冷劑的焓。因而，所測量的參數(shù)提供關(guān)于離開排熱換熱器的制冷劑的焓的信息并由此提供與制冷劑的內(nèi)部能量和壓力有關(guān)的信息。以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行蒸氣壓縮系統(tǒng)的條件是否占主導(dǎo)取決于這些特性。因此，如以上限定的測量參數(shù)適用于確定以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行蒸氣壓縮系統(tǒng)的條件是否占主導(dǎo)。

所測量的參數(shù)例如可以例如是或包括在排熱換熱器的區(qū)域中占主導(dǎo)的環(huán)境溫度、離開排熱換熱器的制冷劑的溫度、和/或離開排熱換熱器的制冷劑的壓力。

閥安排可以是三通閥或包括三通閥。根據(jù)這個實(shí)施例，通向壓縮機(jī)單元的制冷劑供應(yīng)(包括無論蒸氣壓縮系統(tǒng)是以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行還是以第二運(yùn)行模式來運(yùn)行)是以非常簡單的方式并且借助于僅一個部件(即，三通閥)來執(zhí)行的。根據(jù)這個實(shí)施例，因?yàn)楫?dāng)蒸氣壓縮系統(tǒng)以第二運(yùn)行模式來運(yùn)行時，三通閥能夠作為旁通閥來運(yùn)行，因此不需要單獨(dú)的旁通閥。這減少了蒸氣壓縮系統(tǒng)的部件件數(shù)并且由此減少了蒸氣壓縮系統(tǒng)的制造成本。

作為替代方案，閥安排可以包括在第一入口和第二入口處的例如呈單向閥或止回閥形式的單獨(dú)的閥。

該蒸氣壓縮系統(tǒng)還可以包括與該排熱換熱器的出口和該接收器的入口互連的高壓閥，該高壓閥與該噴射器并聯(lián)安排，并且，離開該排熱換熱器的制冷劑可以被劃分成穿過該高壓閥的流動、和經(jīng)由該噴射器的初級入口穿過該噴射器的流動。根據(jù)這個實(shí)施例，可以調(diào)整離開排熱換熱器的制冷劑有多大一部分期望穿過噴射器。

蒸氣壓縮系統(tǒng)可以被安排成使諸如co2的跨臨界制冷劑在制冷劑路徑中流動。在這種類型的蒸氣壓縮系統(tǒng)中，在系統(tǒng)的高壓部分中占主導(dǎo)的壓力通常相對較高。因此非常相關(guān)的是，減小壓縮機(jī)為了壓縮這種類型的蒸氣壓縮系統(tǒng)中的制冷劑而需要的功。

排熱換熱器可以是氣體冷卻器。在這種情況下，流動穿過排熱換熱器的制冷劑保持呈氣態(tài)，并且氣態(tài)制冷劑僅由于在排熱換熱器中發(fā)生的熱交換而冷卻。在蒸氣壓縮系統(tǒng)中使用了諸如co2的跨臨界制冷劑時典型地應(yīng)用了氣體冷卻器。

作為替代方案，排熱換熱器可以是冷凝器。這種情況下，在發(fā)生熱交換過程中，穿過排熱換熱器的制冷劑至少被部分地冷凝。

在以上已經(jīng)描述了從以第二運(yùn)行模式來運(yùn)行使蒸氣壓縮系統(tǒng)到以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行蒸氣壓縮系統(tǒng)的切換是如何執(zhí)行的。另一方面，當(dāng)以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行蒸氣壓縮系統(tǒng)但實(shí)際上以第二運(yùn)行模式來運(yùn)行蒸氣壓縮系統(tǒng)更有益時，可以通過以下方式來確保到第二運(yùn)行模式的切換。

首先可以檢測離開蒸發(fā)器的制冷劑的壓力，并且可以檢測閥安排的第一入口是否關(guān)閉，由于是以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行蒸氣壓縮系統(tǒng)，所以該第一入口預(yù)期關(guān)閉。如果閥安排的第一入口關(guān)閉，則這表明了離開蒸發(fā)器的所有制冷劑被供應(yīng)至噴射器的次級入口。相應(yīng)地，制冷劑在最大可能的程度上做功。然而，在這種情況下，必須確保的是離開蒸發(fā)器的制冷劑的壓力不減小到低于可接受水平。因此，將檢測到的離開蒸發(fā)器的制冷劑的壓力與下閾值和上閾值進(jìn)行對比。

如果這種對比揭示檢測到的離開蒸發(fā)器的制冷劑的壓力低于下閾值，則表明存在以下風(fēng)險：離開蒸發(fā)器的制冷劑的壓力下降到低于可接受水平。因此，希望的是增加離開蒸發(fā)器的制冷劑的壓力。這可以通過降低從蒸發(fā)器的出口供應(yīng)至噴射器的次級入口的制冷劑的質(zhì)量流來獲得。

為了獲得這種結(jié)果，將壓縮機(jī)單元運(yùn)行成增加接收器內(nèi)部的壓力。

如果這種對比揭示檢測到的離開蒸發(fā)器的制冷劑的壓力高于上閾值，則表明從蒸發(fā)器的出口供應(yīng)至噴射器的次級入口的制冷劑的量可能不足以去除離開蒸發(fā)器的制冷劑。因此存在的風(fēng)險是，離開蒸發(fā)器的制冷劑的壓力增加到致使閥安排的第一入口打開的水平。這可能是所不希望的，并且因此，離開蒸發(fā)器的制冷劑的壓力需要減小。這可以通過增加從蒸發(fā)器的出口供應(yīng)至噴射器的次級入口的制冷劑的質(zhì)量流來獲得。然而，如果這不夠，則閥安排的第一入口將打開，并且執(zhí)行到第二運(yùn)行模式的切換。

最后，如果這種對比揭示了檢測到的離開蒸發(fā)器的制冷劑的壓力在下閾值與上閾值之間，則表明離開蒸發(fā)器的制冷劑的壓力在可接受范圍內(nèi)。因此，在這種情況下，將壓縮機(jī)單元運(yùn)行成維持接收器內(nèi)部的壓力。

附圖簡要說明

現(xiàn)在將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中

圖1是使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法來控制的蒸氣壓縮系統(tǒng)的簡圖。

附圖詳細(xì)說明

圖1是使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法來控制的蒸氣壓縮系統(tǒng)1的簡圖。蒸氣壓縮系統(tǒng)1包括被安排在制冷劑路徑中的壓縮機(jī)單元2、排熱換熱器4、高壓閥5、噴射器6、接收器7、(呈膨脹閥形式的)膨脹裝置8和蒸發(fā)器9，該壓縮機(jī)單元包括多個壓縮機(jī)3(示出了其中的兩個壓縮機(jī))。接收器7包括液體出口10和氣體出口11。液體出口10被連接至膨脹裝置8，即，接收器7中的制冷劑的液體部分經(jīng)由膨脹裝置8供應(yīng)至蒸發(fā)器9。

三通閥12在制冷劑路徑中被安裝成以第一入口13連接蒸發(fā)器9的出口、以第二入口14連接接收器7的氣體出口11，并且以出口15連接壓縮機(jī)單元2的壓縮機(jī)3。因而，三通閥12對應(yīng)地經(jīng)由出口15控制對壓縮機(jī)單元2的制冷劑供應(yīng)、經(jīng)由第一入口13控制來自蒸發(fā)器9的出口的制冷劑供應(yīng)、并且經(jīng)由第二入口14控制來自接收器7的氣體出口11的制冷劑供應(yīng)。

離開排熱換熱器4的制冷劑在高壓閥5與噴射器6的初級入口16之間加以劃分，其方式為在制冷劑在被供應(yīng)至接收器7之前，使得制冷劑中的一些可以穿過高壓閥5并且制冷劑中的至少一些經(jīng)由初級入口16穿過噴射器6。

噴射器6的次級入口17被連接至蒸發(fā)器9的出口。因而，離開蒸發(fā)器9的制冷劑可以被供應(yīng)至噴射器6的次級入口17或者被供應(yīng)至三通閥12的第一入口13。

圖1的蒸氣壓縮系統(tǒng)1可以通過以下方式運(yùn)行。制冷劑在被供應(yīng)至排熱換熱器4之前被壓縮機(jī)單元2的壓縮機(jī)3壓縮。在排熱換熱器4中，在制冷劑與周圍環(huán)境之間發(fā)生熱交換的方式為使得從流動穿過排熱換熱器4的制冷劑中排出熱量。

離開排熱換熱器4的制冷劑如上所述被供應(yīng)至高壓閥5和噴射器6的初級入口16中的一者或兩者，其中制冷劑在被供應(yīng)至接收器7之前經(jīng)受膨脹。

在接收器7中，制冷劑被分離成液體部分和氣態(tài)部分。制冷劑的液體部分經(jīng)由液體出口10被供應(yīng)至膨脹裝置8。在制冷劑被供應(yīng)至蒸發(fā)器9之前，膨脹裝置8使制冷劑膨脹。被供應(yīng)至蒸發(fā)器9的制冷劑呈液氣混合狀態(tài)。

在蒸發(fā)器9中，制冷劑的液體部分至少部分地蒸發(fā)，同時在制冷劑與周圍環(huán)境之間發(fā)生熱交換，其方式為使得由流動穿過蒸發(fā)器9的制冷劑吸收熱量。離開蒸發(fā)器9的制冷劑被經(jīng)由三通閥12的第一入口13供應(yīng)至壓縮機(jī)單元2或被供應(yīng)至噴射器6的次級入口17，其中由于在噴射器6的初級入口16處接收的來自排熱換熱器4的制冷劑所做的功使得制冷劑的壓力增加。

在接收器7中的制冷劑的氣態(tài)部分經(jīng)由三通閥12的第二入口14供應(yīng)至壓縮機(jī)單元2。由此，制冷劑的氣態(tài)部分不經(jīng)受由膨脹裝置8引起的膨脹，并且由此減少了由壓縮機(jī)單元2的壓縮機(jī)3為了壓縮制冷劑而所需要的功。

圖1的蒸氣壓縮系統(tǒng)1可以以第一運(yùn)行模式或第二運(yùn)行模式來運(yùn)行。三通閥12可以被控制成其方式為使得其確定蒸氣壓縮系統(tǒng)1以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行還是以第二運(yùn)行模式來運(yùn)行。

在第一運(yùn)行模式中，三通閥12的第一入口13保持關(guān)閉，并且三通閥12的第二入口14保持打開。由此，三通閥12確保了制冷劑經(jīng)由三通閥12的第二入口14從接收器7的氣體出口11供應(yīng)至壓縮機(jī)單元2的壓縮機(jī)3。此外，由于三通閥12的第一入口13關(guān)閉，三通閥12確保了離開蒸發(fā)器9的制冷劑不允許到達(dá)壓縮機(jī)單元2的壓縮機(jī)3。而是，離開蒸發(fā)器9的所有制冷劑被供應(yīng)至噴射器6的次級入口17。因此，在第一運(yùn)行模式中，噴射器6表現(xiàn)良好，并且這種情形對應(yīng)于如上所述的‘夏季模式’。

在第二運(yùn)行模式中，三通閥12的第一入口13保持打開，并且三通閥12的第二入口14被安排成使蒸氣旁通以便維持接收器7中的壓力水平。由此，三通閥12允許離開蒸發(fā)器9的制冷劑經(jīng)由三通閥12的第一入口13來供應(yīng)至壓縮機(jī)單元2的壓縮機(jī)3。三通閥12的第二入口14通常是關(guān)閉的，但是在接收器7內(nèi)部的壓力升高到高于最大閾值的情況下將打開。相應(yīng)地，三通閥12的第二入口14在這種情況下作為旁通閥來運(yùn)行。這種情形對應(yīng)于如上所述的‘冬季模式’。

當(dāng)蒸氣壓縮系統(tǒng)1以第二運(yùn)行模式運(yùn)行時，其可以通過以下方式來運(yùn)行。

首先，確定以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行蒸氣壓縮系統(tǒng)1的條件是否占主導(dǎo)。這可以簡單地包括測量外部溫度，并且如果這足夠高，則確定使蒸氣壓縮系統(tǒng)1以第一運(yùn)行模式(即，‘夏季模式’)來運(yùn)行將是有益的。

作為替代方案，可以測量在三通閥12的第一入口13處的、在三通閥12的第二入口14處的和在三通閥12的出口15處的制冷劑的溫度，并且可以將所測量的溫度進(jìn)行對比。基于對比結(jié)果，可以確定被供應(yīng)至壓縮機(jī)單元2的制冷劑的多大一部分是來源于三通閥12的第一入口13的，并且多大一部分是來源于三通閥12的第二入口14的。替代地或另外，可以如上所述基于所測量的溫度的對比結(jié)果來確定在三通閥12的第一入口13處的制冷劑的流動方向。

作為另一個代替方案，可以通過調(diào)節(jié)三通閥12的第一入口13的打開程度并且監(jiān)測在三通閥12的第一入口13處的制冷劑的壓力來確定在三通閥12的第一入口13處的制冷劑的流動方向。這同樣已在上文中進(jìn)行了描述。

在確定了以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行蒸氣壓縮系統(tǒng)1的條件占優(yōu)勢的情況下，三通閥12的第一入口13主動關(guān)閉，并且三通閥12的第二入口14完全打開。由此，三通閥12主動移動成的狀態(tài)使得離開蒸發(fā)器9的制冷劑被防止供應(yīng)至壓縮機(jī)單元2的壓縮機(jī)3、而是替代地供應(yīng)至噴射器6的次級入口17。此外，由于三通閥12的第二入口14完全打開，因此確保了氣態(tài)制冷劑最大程度地從接收器7的氣體出口11供應(yīng)至壓縮機(jī)單元2的壓縮機(jī)3。相應(yīng)地，當(dāng)存在正確的條件時，三通閥12主動移動到使得蒸氣壓縮系統(tǒng)1以第一運(yùn)行模式來運(yùn)行的狀態(tài)。