專利名稱：運(yùn)輸制冷系統(tǒng)上的壓縮機(jī)排放控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)一般涉及運(yùn)輸制冷單元，更特別地涉及在沒(méi)有猝熄閥(quench valve)的情況下控制壓縮機(jī)排放過(guò)熱。
背景技術(shù)：
用于控制封閉區(qū)域(例如用在卡車、拖車、集裝箱或類似聯(lián)合運(yùn)輸單元上的隔熱箱)的運(yùn)輸制冷系統(tǒng)通過(guò)從封閉區(qū)域吸熱并將熱釋放到箱外進(jìn)入環(huán)境中而起作用。運(yùn)輸制冷系統(tǒng)通常包括壓縮機(jī)以對(duì)制冷劑蒸氣加壓，以及包括冷凝器以冷卻來(lái)自壓縮機(jī)的加壓蒸氣，從而將制冷劑的狀態(tài)從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。外界空氣可從冷凝器內(nèi)的制冷劑盤管吹過(guò)以實(shí)現(xiàn)熱交換。運(yùn)輸制冷系統(tǒng)還包括蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器用于通過(guò)抽取或推動(dòng)返回空氣掠過(guò)蒸發(fā)器內(nèi)的容納制冷劑的盤管而將熱抽出箱外。此步驟蒸發(fā)流過(guò)蒸發(fā)器的任何剩余液體制冷劑，隨后可將其抽取通過(guò)吸入調(diào)節(jié)閥(SMV)并回到壓縮機(jī)內(nèi)以完成循環(huán)。該系統(tǒng)可包括蒸發(fā)器上游的制冷劑管線內(nèi)的恒溫膨脹閥(TXV)，其對(duì)蒸發(fā)器內(nèi)產(chǎn)生的過(guò)熱(過(guò)熱定義為所感測(cè)的蒸氣溫度與相同壓力下的飽和溫度之間的差)作出響應(yīng)。運(yùn)輸制冷系統(tǒng)通常還包括發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)適于產(chǎn)生選定電壓和頻率的AC電流以操作壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)制冷壓縮機(jī)。包括運(yùn)輸制冷的一些制冷系統(tǒng)需要在減少容量的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)以將產(chǎn)品保持在非常窄的溫度范圍內(nèi)。在一些情況下采用吸入調(diào)節(jié)來(lái)減小并調(diào)整容量。這影響吸入與排放溫度。當(dāng)吸入調(diào)節(jié)發(fā)生于高外界溫度時(shí)，供給到壓縮機(jī)的制冷劑可能會(huì)太熱，缺少一些校正措施，從而導(dǎo)致太高的壓縮機(jī)排放溫度。另外，運(yùn)轉(zhuǎn)在低吸入密度和低質(zhì)量流條件以及高壓縮比下的制冷系統(tǒng)需要額外的壓縮溫度控制。在其它制冷系統(tǒng)中，例如在熱帶氣候下使用的移動(dòng)集裝箱系統(tǒng)中，高外界溫度對(duì)制冷劑溫度，特別是壓縮機(jī)排放溫度有不利影響。如果沒(méi)能防止排放溫度變得過(guò)高，則壓縮機(jī)潤(rùn)滑劑可能分解并最終導(dǎo)致壓縮機(jī)故障。用于控制壓縮機(jī)排放溫度的典型方法包括利用注液回路經(jīng)由壓縮機(jī)上的節(jié)熱器/ 蒸氣注入口注入液體制冷劑。注入液體制冷劑的一種方法是使用通常稱作猝熄閥的螺線管操作閥。猝熄閥繞過(guò)蒸發(fā)器，也即，液體管線在蒸發(fā)器上游分支并傾瀉在壓縮機(jī)吸入口處。不幸的是，采用猝熄閥的制冷系統(tǒng)增大了復(fù)雜性，這提高了成本。在運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的受限空間內(nèi)，增加的復(fù)雜性還使系統(tǒng)封裝更加困難。另外，額外的控制參數(shù)必須被設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)到系統(tǒng)控制器內(nèi)。使用猝熄閥的系統(tǒng)的另一個(gè)缺陷是液體制冷劑繞過(guò)蒸發(fā)器，從而降低了系統(tǒng)效率。還有，因?yàn)榇罅恳后w被傾泄到壓縮機(jī)吸入口中，使得用螺線管閥控制壓縮機(jī)過(guò)熱更加困難。太多的液體制冷劑還會(huì)造成回流到壓縮機(jī)并可能最終導(dǎo)致壓縮機(jī)故障。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種穩(wěn)定的系統(tǒng)與程序以在不使用猝熄閥的情況下控制壓縮機(jī)過(guò)熱的程度。在具有壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和用于控制膨脹閥的控制器的制冷系統(tǒng)內(nèi)，提供一種程序用于在冷卻循環(huán)期間控制壓縮機(jī)排放，其包括步驟監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)排放參數(shù)，將所述壓縮機(jī)排放參數(shù)與存儲(chǔ)在控制器存儲(chǔ)器內(nèi)的設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行比較，并響應(yīng)于所述壓縮機(jī)排放參數(shù)與所述設(shè)定點(diǎn)之間的差選擇性操作所述蒸發(fā)器上游的所述膨脹閥。所述壓縮機(jī)排放參數(shù)可以是溫度，其中所述設(shè)定點(diǎn)值可為約132攝氏度。所述程序還可包括步驟監(jiān)測(cè)外界溫度和返回空氣溫度并將所述外界溫度、所述返回空氣溫度及所述壓縮排放參數(shù)與存儲(chǔ)在所述控制器存儲(chǔ)器內(nèi)的第一預(yù)定限制進(jìn)行比較。僅當(dāng)所述外界溫度、所述空氣返回溫度及所述壓縮機(jī)排放參數(shù)符合所述第一預(yù)定限制時(shí)，初始化用于在冷卻循環(huán)期間控制壓縮機(jī)排放的程序。所述第一預(yù)定限制可為所述外界溫度大于約43攝氏度，所述返回空氣溫度小于約負(fù)18攝氏度，且所述壓縮機(jī)排放溫度大于約118攝氏度。所述程序還可包括步驟如果程序參數(shù)符合第二預(yù)定限制，則停止所述程序。所述程序參數(shù)可以是返回空氣溫度或外界空氣溫度，且所述第二預(yù)定限制可分別為大于約18 攝氏度，以及小于約38攝氏度。操作所述膨脹閥的步驟可包括在所述壓縮機(jī)入口與所述蒸發(fā)器出口之間的位置處沒(méi)有分離地注入液體制冷劑的情況下操作膨脹閥。


為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，將參照本發(fā)明的以下將聯(lián)系附圖閱讀的詳細(xì)說(shuō)明，附圖中
圖1示意性示出現(xiàn)有技術(shù)的制冷系統(tǒng)； 圖2示意性示出根據(jù)本發(fā)明的制冷系統(tǒng)的示范實(shí)施例；及
圖3為總體表示流程的框圖，示出用于在制冷系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)期間控制壓縮機(jī)過(guò)熱的程序的示范實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖1示出制冷劑蒸發(fā)壓縮系統(tǒng)10 (例如常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)運(yùn)輸制冷系統(tǒng))的示范實(shí)施例的示意圖。這樣的系統(tǒng)10通常包括由馬達(dá)14驅(qū)動(dòng)以壓縮制冷劑的壓縮機(jī)12，例如往復(fù)式壓縮機(jī)。在此壓縮機(jī)內(nèi)，制冷劑被壓縮到更高的溫度與壓力。然后制冷劑移動(dòng)到可為空氣冷卻冷凝器的冷凝器16。冷凝器16包括多個(gè)冷凝器盤繞翅片及管道18，其接收通常由冷凝器風(fēng)扇(未示出)吹出的空氣。通過(guò)以此步驟去除潛熱，制冷劑冷凝成高壓/高溫的液體并流到在低溫運(yùn)轉(zhuǎn)期間為過(guò)量液體制冷劑提供存儲(chǔ)的接收器20。制冷劑從接收器20 流過(guò)過(guò)冷器單元22，然后流到保持制冷劑清潔干燥的過(guò)濾器-干燥器M，然后流到增加制冷劑過(guò)冷的換熱器沈。最終，制冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器觀之后重新進(jìn)入壓縮機(jī)12。這種現(xiàn)有技術(shù)中制冷劑經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器觀的流率將由機(jī)械式恒溫膨脹閥(“TXV”)30響應(yīng)于通過(guò)膨脹閥球 (bulb) 32來(lái)自蒸發(fā)器的反饋而被調(diào)節(jié)。膨脹閥30調(diào)整傳遞到蒸發(fā)器觀的制冷劑量以在蒸發(fā)器出口處建立預(yù)定過(guò)熱，下文稱之為蒸發(fā)器過(guò)熱(ESH) 33。當(dāng)液體制冷劑流經(jīng)膨脹閥 30的開(kāi)孔時(shí)，其至少一部分蒸發(fā)。然后制冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器觀的管道或盤管34，管道或盤管 34從返回空氣(即從箱返回的空氣)中吸熱并在這樣做時(shí)蒸發(fā)剩下的液體制冷劑。返回空氣優(yōu)選地被至少一個(gè)蒸發(fā)器風(fēng)扇(未示出)抽吸或推動(dòng)掠過(guò)管道或盤管34。制冷劑蒸氣然后經(jīng)過(guò)吸入調(diào)節(jié)閥(“SMV”)36從蒸發(fā)器28被抽回到壓縮機(jī)12內(nèi)?，F(xiàn)有技術(shù)的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)10還包括液體注入閥(“LIV”)38，或猝熄閥，所述液體注入閥38將液體管線從接收器20連接到在吸入調(diào)節(jié)閥36與壓縮機(jī)12之間的點(diǎn)處的吸入管線。LIV 36具有位于壓縮機(jī)排放管線上的感測(cè)球40。運(yùn)轉(zhuǎn)中，LIV 36響應(yīng)于在壓縮機(jī)排放處測(cè)量的過(guò)熱而受到控制。如果球40感測(cè)到的過(guò)熱高于預(yù)定值，則LIV 36打開(kāi)以允許液體制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)吸入口。一旦球40感測(cè)到過(guò)熱在預(yù)定限制內(nèi)，則LIV 36閉
口 O參照?qǐng)D2，示意性示出根據(jù)本公開(kāi)的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)100的示范實(shí)施例，其中與圖1類似的附圖標(biāo)記指示類似的元件。制冷劑(其在所公開(kāi)實(shí)施例中為R134A)被用于冷卻制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)100的箱空氣(即集裝箱或拖車或卡車內(nèi)的空氣)。在所示實(shí)施例中， 壓縮機(jī)112為渦旋式壓縮機(jī)，但也可為其他壓縮機(jī)例如往復(fù)式壓縮機(jī)或螺桿式壓縮機(jī)而不限制本公開(kāi)的范圍。馬達(dá)114可以是由低速(例如，45 Hz)或高速(例如，65 Hz)下運(yùn)轉(zhuǎn)的同步發(fā)電機(jī)(未示出)所驅(qū)動(dòng)的整體式電驅(qū)馬達(dá)。然而，本公開(kāi)另一實(shí)施例將馬達(dá)114規(guī)定為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，例如高速(約1950 RPM)或低速(約1350 RPM)下運(yùn)轉(zhuǎn)的四缸、2200 cc排量柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。離開(kāi)壓縮機(jī)112的高溫、高壓制冷劑蒸氣然后移動(dòng)到空氣冷卻冷凝器116，空氣冷卻冷凝器116包括多個(gè)冷凝器盤繞翅片或管道114，所述盤繞翅片或管道114接收通常由冷凝器風(fēng)扇146吹來(lái)的空氣。通過(guò)經(jīng)此步驟去除潛熱，制冷劑冷凝成高壓/高溫液體并流到在低溫運(yùn)轉(zhuǎn)期間存儲(chǔ)過(guò)量液體制冷劑的接收器120。制冷劑從接收器120流到保持制冷劑清潔干燥的過(guò)濾器-干燥器124，并隨后通過(guò)增加制冷劑過(guò)冷的節(jié)熱器換熱器148。制冷劑從節(jié)熱器換熱器148流到電子膨脹閥(“EXV”)150。當(dāng)液體制冷劑流過(guò)EXV 的開(kāi)孔時(shí)，其至少一部分蒸發(fā)。然后制冷劑流過(guò)蒸發(fā)器128的管道或盤管152，管道或盤管 152從返回空氣154 (即從箱返回的空氣)吸熱并在這樣做時(shí)蒸發(fā)剩余的液體制冷劑。返回空氣優(yōu)選地由至少一個(gè)蒸發(fā)器風(fēng)扇156抽吸或推動(dòng)掠過(guò)管道或盤管152。然后制冷劑蒸氣通過(guò)吸入檢修閥137從蒸發(fā)器1 被抽回到壓縮機(jī)內(nèi)。系統(tǒng)100還包括節(jié)熱器回路158。當(dāng)該回路起作用時(shí)，閥160打開(kāi)以允許制冷劑通過(guò)輔助膨脹閥162，輔助膨脹閥162具有位于壓縮機(jī)112的中部入口 167上游的感測(cè)球 164。閥162響應(yīng)于球164處測(cè)得的溫度而受到控制，并用作膨脹及冷卻前進(jìn)到節(jié)熱器逆流換熱器148中的制冷劑，從而使前進(jìn)到EXV 150的液體制冷劑過(guò)冷。系統(tǒng)100還包括將壓縮機(jī)112的排放連接到吸入口的數(shù)字卸荷閥166。在系統(tǒng)100 產(chǎn)生過(guò)大壓力差或安培數(shù)(amperage draw)時(shí)，卸荷閥166打開(kāi)并平衡排放與吸入之間的壓力，從而導(dǎo)致渦旋裝置(scroll set)分離并停止制冷劑流。制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)100內(nèi)的許多點(diǎn)都受到控制器550的監(jiān)測(cè)與控制?？刂破?50包括微處理器552及其相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器554?？刂破?50的存儲(chǔ)器M4可以包括操作者或所有者預(yù)先選擇的、期望的用于系統(tǒng)100內(nèi)各種操作參數(shù)的值，這些參數(shù)包括但不限于系統(tǒng)100或箱內(nèi)的各種位置的溫度設(shè)定點(diǎn)、壓力限制、電流限制、發(fā)動(dòng)機(jī)速度限制以及系統(tǒng) 100內(nèi)的任何多種其它的期望操作參數(shù)或限制。在此公開(kāi)實(shí)施例中，控制器550包括含微處理器552及存儲(chǔ)器556的微處理器板556、含模數(shù)轉(zhuǎn)換器560的輸入/輸出(I/O)板558， 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器560接收來(lái)自系統(tǒng)中各種點(diǎn)的溫度輸入與壓力輸入、AC電流輸入、DC電流輸入、電壓輸入與濕度水平輸入。此外，I/O板558包括驅(qū)動(dòng)電路或場(chǎng)效應(yīng)晶體管(“FET”) 以及繼電器，其從控制器550接收信號(hào)或電流并進(jìn)而控制系統(tǒng)100內(nèi)的各種外部或外圍設(shè)備,例如EXV 150。由控制器550監(jiān)測(cè)的特定傳感器與換能器中間包括返回空氣溫度(RAT)傳感器168，其根據(jù)蒸發(fā)器返回空氣溫度將可變電阻值輸入到微處理器552內(nèi)；外界空氣溫度 (AAT)傳感器170，其根據(jù)在冷凝器116之前讀取的外界空氣溫度將可變電阻值輸入到微處理器552內(nèi)；壓縮機(jī)吸入溫度(CST)傳感器172，其根據(jù)壓縮機(jī)吸入溫度將可變電阻值輸入到微處理器；壓縮機(jī)排放溫度(⑶T)傳感器174，其根據(jù)壓縮機(jī)112穹蓋(dome)內(nèi)部的壓縮機(jī)排放溫度將電阻值輸入到微處理器陽(yáng)2 ；蒸發(fā)器出口溫度(EVOT)傳感器176，其根據(jù)蒸發(fā)器128的出口溫度將可變電阻值輸入到微處理器552 ；壓縮機(jī)吸入壓力(CSP)換能器178， 其根據(jù)壓縮機(jī)112的壓縮機(jī)吸入值將可變電壓輸入到微處理器552 ；壓縮機(jī)排放壓力(CDP) 換能器180，其根據(jù)壓縮機(jī)112的壓縮機(jī)排放值將可變電壓輸入到微處理器552 ；蒸發(fā)器出口壓力(EVOP)換能器182，其根據(jù)蒸發(fā)器出口壓力或蒸發(fā)器1 將可變電壓輸入到微處理器陽(yáng)2 ；直流傳感器186和交流傳感器188 (分別為CTl與CT2)，其對(duì)應(yīng)于由系統(tǒng)100抽取的電流將可變電壓值輸入到微處理器陽(yáng)2。本發(fā)明的改進(jìn)之一是去掉了注液閥(LIV)及相關(guān)聯(lián)的管件設(shè)備與控制器元件。鑒于現(xiàn)有技術(shù)的制冷系統(tǒng)嚴(yán)重依賴于將液體制冷劑注入壓縮機(jī)級(jí)的入口內(nèi)以控制壓縮機(jī)過(guò)熱的程度，本公開(kāi)展示了一種獨(dú)特的程序以在不依賴于LIV的情況下控制壓縮機(jī)過(guò)熱，如以下詳細(xì)說(shuō)明。在所公開(kāi)實(shí)施例的基礎(chǔ)實(shí)施方式中，采用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員了解的算法，微處理器552利用來(lái)自EVOP傳感器182與EVOT傳感器176的輸入以計(jì)算蒸發(fā)器盤管蒸發(fā)器過(guò)熱并將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器模塊133中。然后微處理器552將計(jì)算的蒸發(fā)器過(guò)熱值與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器556中的預(yù)選的期望過(guò)熱值或設(shè)定點(diǎn)相比較。微處理器552被編程以根據(jù)實(shí)際和期望過(guò)熱之間的差異來(lái)致動(dòng)EXV 150以便維持期望過(guò)熱設(shè)定(即，最小過(guò)熱，從而使單元容量最大化)。微處理器552可被編程以維持過(guò)熱的最低設(shè)定，其將保持控制并且仍不導(dǎo)致回流(即，液體制冷劑溢入壓縮機(jī)內(nèi))。此值將根據(jù)該系統(tǒng)的容量與特定構(gòu)造而變化，并可由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。然后此最低水平的過(guò)熱可用作“基礎(chǔ)”設(shè)定，在各種操作和/或外界條件時(shí)從該“基礎(chǔ)”設(shè)定作出過(guò)熱偏移。在以上討論的基礎(chǔ)實(shí)施方式中已了解到壓縮機(jī)112內(nèi)產(chǎn)生的伴隨過(guò)熱在一些運(yùn)轉(zhuǎn)狀況中超過(guò)了安全限制。這種狀況的一個(gè)示例是，當(dāng)外界溫度大于43. 3 0CCllO下)，返回空氣溫度小于-18 0C (0 °F)，且壓縮機(jī)排放溫度大于118 0C (224.4 T)時(shí)。發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)如果從系統(tǒng)中去除猝熄閥且滿足上述條件，則常規(guī)的控制技術(shù)(即控制蒸發(fā)器過(guò)熱)在防止壓縮機(jī)排放過(guò)熱方面是無(wú)效的。在基礎(chǔ)實(shí)施方式中，壓縮機(jī)排放溫度繼續(xù)上升。為解決此點(diǎn)，在努力向壓縮機(jī)112添加更多的液體制冷劑時(shí)，蒸發(fā)器過(guò)熱設(shè)定點(diǎn)被繼續(xù)降低。然而，即使當(dāng)蒸發(fā)器過(guò)熱設(shè)定點(diǎn)為1.5 °C時(shí)，傳送到壓縮機(jī)112以將排放溫度保持在可接受運(yùn)轉(zhuǎn)限制的液體制冷劑還是不夠。另外，降低設(shè)定點(diǎn)導(dǎo)致零過(guò)熱，意味著制冷劑在PH圖的穹頂內(nèi)。由于液體/蒸氣的成分(質(zhì)量)在運(yùn)行溫度和壓力下無(wú)法確定，這種條件致使膨脹閥150不穩(wěn)定。為了控制壓縮機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的過(guò)熱需要不同于基礎(chǔ)實(shí)施方式的控制算法。參見(jiàn)圖2和圖3，示出了用于在冷卻循環(huán)期間控制壓縮機(jī)排放過(guò)熱的程序200。程序200包括以基礎(chǔ)實(shí)施方式模式運(yùn)轉(zhuǎn)的步驟210，其中，在所公開(kāi)示例中，EXV 150的控制響應(yīng)于蒸發(fā)器1 過(guò)熱。在步驟212，RAT傳感器168、AAT傳感器170和⑶T傳感器174受到監(jiān)測(cè)。在步驟214，所監(jiān)測(cè)的值與存儲(chǔ)在控制器550內(nèi)的第一預(yù)定限制進(jìn)行比較。如果在步驟216內(nèi)不符合第一預(yù)定限制，則系統(tǒng)100的控制保持在基礎(chǔ)實(shí)施方式。在所公開(kāi)實(shí)施例中，第一預(yù)定限制為外界空氣溫度大于43. 3 0C (110 °F)，返回空氣溫度小于-18 °C (0 °F)，且壓縮機(jī)排放溫度大于118 0C (244. 4下)。如果符合第一預(yù)定限制，則EXV 150的控制被選擇為響應(yīng)于壓縮機(jī)排放參數(shù)。在步驟218，用于微處理器552控制EXV 50的設(shè)定點(diǎn)從蒸發(fā)器過(guò)熱設(shè)定點(diǎn)改變?yōu)閴嚎s機(jī)排放參數(shù)。在所公開(kāi)實(shí)施例內(nèi)，壓縮機(jī)排放參數(shù)是如由CDT 174感測(cè)的壓縮機(jī)排放溫度。然而在另一實(shí)施例中，壓縮機(jī)排放參數(shù)是如使用CDT傳感器174與CDP傳感器180計(jì)算的壓縮機(jī)過(guò)熱，其將在下面予以討論。此設(shè)定點(diǎn)使用一個(gè)與來(lái)自CDT傳感器174的那時(shí)存在的(then-existing)讀數(shù)相等的值來(lái)初始化。此初始化程序基本上導(dǎo)致設(shè)定點(diǎn)與EXV 150位置之間的零誤差并免于EXV的大初始化誤差。初始化后，在步驟220，將壓縮機(jī)排放參數(shù)的最終設(shè)定點(diǎn)與指令一起輸入到微處理器，以在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)達(dá)到設(shè)定點(diǎn)。在所公開(kāi)示例中，設(shè)定點(diǎn)為壓縮機(jī)排放溫度等于132. 2 0C (270 °F)，時(shí)間段為90秒。從上面的示例可見(jiàn)，當(dāng)壓縮機(jī)排放溫度低于該設(shè)定點(diǎn)時(shí)，控制算法被初始化。發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，如果在壓縮機(jī)排放溫度升高到期望設(shè)定點(diǎn)之前初始化程序200，則系統(tǒng)100更易于控制且設(shè)定點(diǎn)也更易于達(dá)到。如果在壓縮機(jī)排放溫度高于設(shè)定點(diǎn)時(shí)初始化程序200，則系統(tǒng)100較難于得到控制。在一個(gè)示例中，程序200采用比例積分微分(PID)控制器以校正測(cè)得的壓縮機(jī)排放參數(shù)與期望設(shè)定點(diǎn)之間的誤差。PID計(jì)算然后輸出能夠調(diào)整EXV 150以使壓縮機(jī)排放溫度更接近設(shè)定點(diǎn)的校正動(dòng)作。比例值決定對(duì)當(dāng)前誤差的反應(yīng)，積分值決定基于近期誤差總和的反應(yīng)，并且微分值決定對(duì)誤差改變率的反應(yīng)。合在一起，這三個(gè)值的加權(quán)和被用于經(jīng)由 EXV 150的位置調(diào)整壓縮機(jī)排放參數(shù)。在所公開(kāi)示例中，如這里公開(kāi)的，對(duì)PID的設(shè)定點(diǎn)值被改變了，而比例值、積分值和微分值保持與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中所采用值相同。程序200繼續(xù)，直至返回空氣溫度或外界溫度符合第二預(yù)定限制，或遇到報(bào)警條件。在步驟222，執(zhí)行各種系統(tǒng)診斷監(jiān)測(cè)檢查，并且如果遇到任何報(bào)警條件，則終止程序200 且關(guān)閉系統(tǒng)100或采取補(bǔ)救動(dòng)作。在一個(gè)示例中，如果壓縮機(jī)排放溫度(如由CDT 174所測(cè)得的)在十分鐘內(nèi)近似等于外界溫度(如由AAT 170所測(cè)得的)，則發(fā)出報(bào)警代碼，指示排放溫度傳感器已失效。在步驟224，執(zhí)行檢查以確定是否條件許可返回到操作的基礎(chǔ)實(shí)施方式模式。如果程序參數(shù)符合第二預(yù)定限制，則控制算法在步驟226回到基礎(chǔ)實(shí)施方式模式并且程序200 在步驟210重新開(kāi)始。在一個(gè)示例中，程序參數(shù)為如RAT傳感器168所感測(cè)的返回空氣溫度，且第二預(yù)定限制為大于-17. 8 V (0下)。在另一個(gè)示例中，程序參數(shù)為如AAT傳感器 170所感測(cè)的外界空氣溫度，且第二預(yù)定限制為小于37. 8 0C (100下)。在其它示范實(shí)施例中，程序參數(shù)上的第二預(yù)定限制可導(dǎo)致程序200基本上變?yōu)榛A(chǔ)實(shí)施方式。如上討論，在本公開(kāi)的另一實(shí)施例中，用于控制壓縮機(jī)排放過(guò)熱的程序由不同的壓縮機(jī)排放參數(shù)(例如由如CDT傳感器174和CDP傳感器180計(jì)算的壓縮機(jī)過(guò)熱)來(lái)控制。 該具體實(shí)施例中，在步驟212，如CDP傳感器180所感測(cè)的壓縮機(jī)排放壓力也受到監(jiān)測(cè)。在步驟217，微處理器552計(jì)算壓縮機(jī)排放過(guò)熱(⑶SH)值192并將此值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器554中。 通過(guò)首先使用CDP傳感器180感測(cè)的值和已知算法來(lái)計(jì)算壓縮機(jī)排放飽和溫度，然后從所感測(cè)的壓縮機(jī)排放溫度減去壓縮機(jī)排放飽和溫度，從而確定CDSH值192。在初始化步驟 218，使用等于那時(shí)存在的CDSH值192的值來(lái)初始化此設(shè)定點(diǎn)。在步驟220，壓縮機(jī)過(guò)熱設(shè)定點(diǎn)被輸入為22. 8 V (73 °F)，并且到達(dá)設(shè)定點(diǎn)的時(shí)間段為90秒。所公開(kāi)系統(tǒng)100的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其復(fù)雜性較小。去除液體猝熄閥及相關(guān)聯(lián)的管件設(shè)備與控制元件簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)且降低了制造成本。所公開(kāi)系統(tǒng)100與程序200的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其更加高效。如參見(jiàn)圖1可見(jiàn)的，注液閥138與相關(guān)聯(lián)的管件設(shè)備基本上繞過(guò)蒸發(fā)器128。當(dāng)LIV 138打開(kāi)時(shí)，由于繞過(guò)的制冷劑量而降低了蒸發(fā)器128的容量，所以系統(tǒng)100效率降低。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提高了系統(tǒng)100的穩(wěn)定性。在如圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)，LIV 138是螺線管閥。由于其設(shè)計(jì)，該閥或打開(kāi)或閉合，這導(dǎo)致大量液體制冷劑被傾瀉到壓縮機(jī) 112吸入口內(nèi)。大量的液體可導(dǎo)致壓縮機(jī)112內(nèi)的不穩(wěn)定性。去除LIV 138也去除了不穩(wěn)定性的來(lái)源。
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權(quán)利要求
1.在具有壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和用于控制膨脹閥的控制器的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)中，一種用于在冷卻循環(huán)期間控制壓縮機(jī)排放的程序，包括以下步驟監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)排放參數(shù)；將所述壓縮機(jī)排放參數(shù)與存儲(chǔ)在控制器存儲(chǔ)器內(nèi)的設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行比較；以及響應(yīng)于所述壓縮機(jī)排放參數(shù)與所述設(shè)定點(diǎn)之間的差選擇性操作所述蒸發(fā)器上游的所述膨脹閥。
2.如權(quán)利要求1所述的程序，其中，操作所述膨脹閥是在所述壓縮機(jī)的入口與所述蒸發(fā)器的出口之間的位置處沒(méi)有分離地注入液體制冷劑的情況下進(jìn)行的。
3.如權(quán)利要求1所述的程序，其中，所述壓縮機(jī)排放參數(shù)為溫度。
4.如權(quán)利要求3所述的程序，其中，所述設(shè)定點(diǎn)值大于所述壓縮機(jī)排放溫度。
5.如權(quán)利要求4所述的程序，其中，所述設(shè)定點(diǎn)約為132攝氏度。
6.如權(quán)利要求1所述的程序，其中，所述壓縮機(jī)排放參數(shù)為過(guò)熱。
7.如權(quán)利要求1所述的程序，還包括以下步驟 監(jiān)測(cè)外界溫度和返回空氣溫度，將所述外界溫度、所述返回空氣溫度及所述壓縮機(jī)排放參數(shù)與存儲(chǔ)在所述控制器存儲(chǔ)器內(nèi)的第一預(yù)定限制進(jìn)行比較；以及僅當(dāng)所述外界溫度、所述空氣返回溫度及所述壓縮機(jī)排放參數(shù)符合所述第一預(yù)定限制時(shí)初始化所述程序。
8.如權(quán)利要求7所述的程序，其中，所述第一預(yù)定限制為 所述外界溫度大于約43攝氏度；所述返回空氣溫度小于約負(fù)18攝氏度；且所述壓縮機(jī)排放溫度大于約118攝氏度。
9.如權(quán)利要求1所述的程序，還包括步驟如果程序參數(shù)符合第二預(yù)定限制，則停止所述程序。
10.如權(quán)利要求9所述的程序，其中，所述程序參數(shù)是返回空氣溫度，而所述第二預(yù)定限制是大于約負(fù)18攝氏度。
11.如權(quán)利要求9所述的程序，其中，所述程序參數(shù)為外界空氣溫度，而所述第二預(yù)定限制為小于約38攝氏度。
12.如權(quán)利要求1所述的程序，其中，所述膨脹閥為電子膨脹閥。
13.一種制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，包括用于壓縮制冷劑的壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)具有吸入口、排放口和操作耦接到所述排放口的壓縮機(jī)排放傳感器，所述壓縮機(jī)排放傳感器構(gòu)造成提供壓縮機(jī)排放參數(shù)； 操作耦接到所述壓縮機(jī)的所述排放口的空氣冷卻換熱器；操作耦接到所述空氣冷卻換熱器和所述壓縮機(jī)的所述吸入口的蒸發(fā)器換熱器，及操作耦接到所述蒸發(fā)器的蒸發(fā)器出口壓力傳感器或蒸發(fā)器出口溫度傳感器中的至少一個(gè)；耦接到所述蒸發(fā)器的入口的膨脹閥，用于至少部分地蒸發(fā)進(jìn)入所述蒸發(fā)器的所述制冷劑；及與所述膨脹閥操作關(guān)聯(lián)的控制器，所述控制器構(gòu)造成監(jiān)測(cè)所述壓縮機(jī)排放傳感器并響應(yīng)于設(shè)定點(diǎn)和所述壓縮機(jī)排放參數(shù)之間的差而控制所述膨脹閥。
14.如權(quán)利要求13所述的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，其中，所述控制器包括比例積分微分控制器。
15.如權(quán)利要求13所述的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，其中，所述膨脹閥為電子膨脹閥。
16.如權(quán)利要求13所述的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，其中，所述壓縮機(jī)排放傳感器為所述壓縮機(jī)排放溫度傳感器或所述壓縮機(jī)排放壓力傳感器中的至少一個(gè)。
17.如權(quán)利要求16所述的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，其中，所述壓縮機(jī)排放參數(shù)為壓縮機(jī)排放溫度，所述設(shè)定點(diǎn)為118 °C，并且所述控制器構(gòu)造成當(dāng)所述壓縮機(jī)排放溫度大于所述設(shè)定點(diǎn)時(shí)控制所述膨脹閥。
18.如權(quán)利要求17所述的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，還包括返回空氣溫度傳感器，所述控制器還構(gòu)造成當(dāng)所述返回空氣溫度傳感器讀數(shù)小于-18 °C時(shí)控制所述膨脹閥。
19.如權(quán)利要求17所述的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，還包括外界空氣溫度傳感器，所述控制器還構(gòu)造成當(dāng)所述外界空氣溫度傳感器讀數(shù)大于43 °C時(shí)控制所述膨脹閥。
20.如權(quán)利要求13所述的制冷劑蒸氣壓縮系統(tǒng)，其中，所述排放參數(shù)為過(guò)熱。
全文摘要
在具有壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和用于控制膨脹閥的控制器的制冷系統(tǒng)中，一種用于在冷卻循環(huán)期間控制壓縮機(jī)排放的程序，包括以下步驟監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)排放參數(shù)；將所述壓縮機(jī)排放參數(shù)與存儲(chǔ)在控制器存儲(chǔ)器內(nèi)的設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行比較；以及響應(yīng)于所述壓縮機(jī)排放參數(shù)與所述設(shè)定點(diǎn)之間的差選擇性操作所述蒸發(fā)器上游的所述膨脹閥。
文檔編號(hào)F04B49/03GK102165194SQ200980137784
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2009年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者A·D·艾伯特, E·W·杜利, P·V·維納, R·L·小森夫 申請(qǐng)人:開(kāi)利公司