[發明專利]膨脹閥設定點控制系統及方法

有效

• 申請號: 201310587153.6
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103836860B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 呂宗濤;林之勇;克雷格·沃德;貝內迪克特·J·多爾奇赫;約翰·F·朱奇
• 申請（專利權）人: 力博特公司
• 主分類號: F25B49/02
• 分類號: F25B49/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 朱勝,李春暉

相關申請的交叉引用

本申請要求2012年11月21日提交的美國臨時申請No.61/729037的優先權。上述申請的全部公開內容通過引用合并到本文中。

技術領域

本公開內容涉及制冷系統，以及更具體地，涉及膨脹閥控制系統。

背景技術

該部分提供與本公開內容有關的背景信息，該背景信息不一定是現有技術。

制冷系統在流體要被制冷的大量不同的應用中具有應用性。流體可以是氣體如空氣，或液體如水。示例應用是用于制冷人們存在的空間如辦公室的制熱、通風和空調(HVAC)系統，以及數據中心氣候控制系統。數據中心可以指具有電子設備的集合如計算機服務器的房間。

在圖1中，示出了可以在例如計算機房間中使用的空調50?？照{50包括制冷電路51和機柜52。制冷電路51布置在機柜52中并且包括蒸發器54、風動裝置56、壓縮機58、冷凝器60和膨脹閥62。蒸發器54、壓縮機58、冷凝器60和膨脹閥62連接在閉合環路中，制冷流體(例如，相變制冷劑)在該閉合環路中循環。蒸發器54可以包括具有多個制冷板層(slab)的V-盤管組件以提供增加的制冷容量。蒸發器54接收制冷流體并且將通過蒸發器54中的開口的空氣制冷。風動裝置56(例如，風扇或離心風機)汲取來自機柜52中的進口(未示出)并且通過蒸發器54的空氣。制冷的空氣從蒸發器54中導出(directed)并且從機柜52中的靜壓層(plenum)64輸出。

壓縮機58將制冷流體循環通過冷凝器60、膨脹閥62、蒸發器54并且返回壓縮機58。壓縮機58可以是例如渦旋式壓縮機。渦旋式壓縮機可以是定速壓縮機、數碼壓縮機或變速壓縮機。渦旋式壓縮機通常包括兩個偏移螺旋盤。第一螺旋盤是固定盤或靜渦盤。第二螺旋盤是動渦盤。制冷流體在渦旋式壓縮機的進口處被接收，在偏移螺旋盤之間被捕獲，被壓縮并且在中心(或出口)向冷凝器60排放。冷凝器60可以是將從壓縮機58接收的制冷流體制冷的微通道冷凝器。膨脹閥62可以是電子膨脹閥并且將制冷流體從例如液體到蒸汽從冷凝器60中膨脹出來。

可以調節膨脹閥62的位置(或膨脹閥的開口百分比)來控制壓縮機58的吸入過熱值。壓縮機的吸入過熱值等于壓縮機吸入溫度減去壓縮機飽和吸入溫度。壓縮機吸入壓力可以用于確定壓縮機飽和吸入溫度?？梢曰趤碜哉舭l器54與壓縮機58之間連接的對應傳感器的信號來確定壓縮機吸入溫度和壓縮機吸入壓力。過熱值指代將氣態下的制冷流體的溫度加熱到高于壓縮機飽和吸入溫度的量。

過熱值可以用于調制(或調節)膨脹閥62的位置。膨脹閥62的位置(或開口百分比)控制可以由比例、積分、微分(PID)控制模塊執行。PID控制模塊控制過熱值以與恒定的預定過熱設定點相匹配。這確保壓縮機可靠性并且提高壓縮機效率。

發明內容

該部分提供本公開內容的總體概要，但并不是全面公開其全部范圍或其全部特征。

在一個方面中，提供了一種系統，該系統包括誤差模塊，其被配置成對過熱信號與過熱設定點之間的差異進行積分以生成誤差信號，其中過熱信號表示壓縮機的吸入過熱值。比較模塊被配置成比較誤差信號與第一預定閾值，以基于所述比較生成第一比較信號。過零模塊被配置成比較第一計數值與第二預定閾值以生成第二比較信號。第一計數值基于過熱信號與過熱設定點之間的至少一個比較來生成。設定點模塊被配置成基于第一比較信號和第二比較信號調節過熱設定點。

在另一方面中，提供了一種系統，該系統包括邊界計數器、邊界模塊、設定點模塊和控制模塊。邊界計數器被配置成當壓縮機的過熱信號超過預定極限時使第一計數值遞增。邊界模塊被配置成比較第一計數值與第一預定閾值以生成第一比較信號。設定點模塊被配置成基于第一比較信號來調節過熱設定點?？刂颇K被配置成基于過熱設定點調節膨脹閥的位置。

在另一方面中，提供了一種系統，該系統包括不穩定性模塊、排放模塊和設定點模塊。不穩定性模塊被配置成判定壓縮機的不穩定吸入過熱條件是否存在并且生成不穩定性信號。排放模塊被配置成比較壓縮機的排放壓力與預定壓力以生成第一比較信號。設定點模塊被配置成基于不穩定性信號和第一比較信號調節過熱設定點。

此外，根據本文中提供的描述應用的領域將變得明顯。該發明內容中的描述和具體示例僅意在說明的目的而并不意在限制本公開內容的范圍。

附圖說明

本文中所描述的附圖僅出于所選擇的實現而非所有可能的實現的說明性目的，而并不意在限制本公開內容的范圍。

圖1是現有技術空調的透視圖；