[發(fā)明專利]用于控制具有帶有可變速度驅(qū)動器的離心式壓縮機的冷卻器系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810824828.7
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN108826775B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: L·L·西比科
• 申請（專利權(quán)）人: 特靈國際有限公司
• 主分類號: F25B49/02
• 分類號: F25B49/02
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 茅翊忞

用于對冷卻器系統(tǒng)進行控制以實現(xiàn)控制穩(wěn)定性同時維持最佳效率的方法和系統(tǒng)。具體地，用于控制離心式壓縮機速度和入口導(dǎo)向葉片位置的方法和系統(tǒng)，其中離心式壓縮機速度和入口導(dǎo)向葉片位置在控制路徑中建立了三個截然不同的區(qū)域：(i)在從全負荷的初始卸載期間，入口導(dǎo)向葉片位置保持在完全打開位置處，而離心式壓縮機速度改變，以實現(xiàn)期望的冷卻容量；(ii)在轉(zhuǎn)折點與轉(zhuǎn)變點之間，保持離心式壓縮機速度恒定，而入口導(dǎo)向葉片位置改變，以實現(xiàn)期望的冷卻容量；以及(iii)在轉(zhuǎn)變點與零冷卻容量之間，改變?nèi)肟趯?dǎo)向葉片位置和離心式壓縮機速度兩者以實現(xiàn)期望的冷卻容量。

本申請是申請人為特靈國際有限公司、國際申請日為2014年1月24日、進入國家階段申請?zhí)枮?01480018199.9(國際申請?zhí)枮镻CT/US2014/013039)、題為“用于控制具有帶有可變速度驅(qū)動器的離心式壓縮機的冷卻器系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)”的PCT發(fā)明專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本文中所公開的實施例總地涉及一種具有離心式壓縮機的供熱、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)(“HVAC”)系統(tǒng)、諸如冷卻器系統(tǒng)。更具體地，實施例涉及用于對冷卻器系統(tǒng)進行控制以實現(xiàn)控制穩(wěn)定性同時維持最佳效率的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

冷卻器系統(tǒng)通常結(jié)合制冷回路的標準部件，以提供冷卻水用于冷卻指定的建筑物空間。典型的制冷回路包括壓縮制冷劑氣體的壓縮機、將所壓縮的制冷劑冷凝成液體的冷凝器和利用液態(tài)制冷劑來冷卻水的蒸發(fā)器。冷卻水然后可以用管道輸送到將要冷卻的空間。

利用所謂的離心式壓縮機的冷卻器系統(tǒng)可以通常在尺寸上例如從～100到～10,000冷噸，并且可以在用于大型設(shè)施、諸如商業(yè)建筑中時提供特定優(yōu)點和效率。離心式冷卻器的可靠性可以較高，而維護要求可以較低，因為離心式壓縮通常涉及僅一些機械零件的純旋轉(zhuǎn)運動。

離心式壓縮機通常具有葉輪，該葉輪可以認為是具有許多風(fēng)扇葉片的風(fēng)扇。葉輪通常由管道環(huán)繞。到葉輪的制冷劑流可以由在葉輪的入口處位于管道中的可變?nèi)肟趯?dǎo)向葉片(“IGV”)來控制。入口導(dǎo)向葉片可以相對于流動方向以某一角度運轉(zhuǎn)，并引起制冷劑流剛好在進入壓縮機葉輪之前形成渦流。入口導(dǎo)向葉片的角度可以相對于制冷劑流動方向是可變的。當(dāng)入口導(dǎo)向葉片的角度改變并且入口導(dǎo)向葉片打開和關(guān)閉時，到壓縮機的制冷劑流可以增加或減少。在許多應(yīng)用中，入口導(dǎo)向葉片可以在垂直于制冷劑流動方向的完全關(guān)閉位置到入口導(dǎo)向葉片與制冷劑流對齊的完全打開入口葉片導(dǎo)向位置之間可變九十度。當(dāng)冷卻負荷高時，入口導(dǎo)向葉片可以打開以增加抽取通過蒸發(fā)器的制冷劑量，由此增加冷卻器的運行冷卻容量。

為了滿足空氣調(diào)節(jié)空間中的所有需求情況，冷卻器系統(tǒng)可以改變輸出容量。在高冷卻需求的時候，離心式壓縮機可以以最大負荷或全容量運行。在其它時候，對空氣調(diào)節(jié)的需要減少，并且離心式壓縮機可以以降低的容量運行。冷卻器系統(tǒng)的輸出于是可以基本上小于全容量下的輸出。還期望使離心式壓縮機以針對在任何給定時刻所需的容量的最有效模式運轉(zhuǎn)，以將冷卻器系統(tǒng)的耗電降至針對給定負荷的最低可能量。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)離心式壓縮機的最有效運轉(zhuǎn)點在稱為浪涌(surge)的情況附近。然而，在浪涌情況下的運轉(zhuǎn)會是不期望的，因為這會對離心式壓縮機造成損壞。

發(fā)明內(nèi)容

提供了用于利用可變速度驅(qū)動器來控制具有離心式壓縮機的冷卻器系統(tǒng)的實施例。具體地，本文中所公開的實施例涉及用于對冷卻器系統(tǒng)進行控制以實現(xiàn)控制穩(wěn)定性同時維持最佳效率的方法和系統(tǒng)。

如上所述，當(dāng)在稱為浪涌的情況附近運轉(zhuǎn)時，離心式冷卻器最有效。在到達用于期望的冷卻輸出的點的浪涌時，直接在葉輪的出口處的制冷劑與在葉輪的入口處的制冷劑之間的壓差巨大。在這種情況下，制冷劑將會浪涌，首先向后然后向前流過離心式壓縮機。這會產(chǎn)生不穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)情況。