[發明專利]用于優化制冷機器的能量消耗的方法和實施所述方法的制冷機器

在審

• 申請號: 202110863794.4
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN114061160A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 馬蒂亞·莫蘭丁;比亞焦·拉曼納;路易吉·納利尼
• 申請（專利權）人: 卡樂工業股份公司
• 主分類號: F25B1/00
• 分類號: F25B1/00;F25B49/02;F28F13/12
• 代理公司: 成都超凡明遠知識產權代理有限公司 51258
• 代理人: 王暉

描述了用于對制冷單元的能量消耗進行優化的方法及實施該方法的制冷機器，制冷單元包括冷交換器和熱交換器、具有驅動裝置的壓縮機和與交換器相關聯的風扇。驅動裝置包括：連接至具有電源電壓的電力網絡的連接件、將電源電壓轉換為總線電壓的AC/DC轉換器、將總線電壓轉換為驅動電壓的逆變器。該方法包括：通過將壓縮機的工作電壓調節至優化值來啟用驅動裝置的熱力學優化步驟；將AC/DC轉換器驅動成使得總線電壓與第一閾值和第二閾值之間的較大者相等的對驅動裝置進行調節的步驟；其中，第一閾值等于√2與電源電壓的值的乘積，并且第二閾值等于√2與驅動電壓的值的乘積；設想成將每個風扇的速度修改成使總電力消耗的值最小化的風扇調節步驟。

技術領域

本發明涉及用于優化制冷機器的能量消耗的方法和實施該方法的制冷機器。

背景技術

在具有高能量性能的蒸汽壓縮制冷機器的領域中，目前已知這種蒸汽壓縮制冷機器設置成用于對由具有逆變器的控制器操作的壓縮機的工作速度進行調節，以使冷卻能力適應于偶然需求。

特別地，這種類型的傳統制冷單元包括具有壓縮系統的蒸汽壓縮制冷回路，該壓縮系統包括一個或更多個壓縮機、兩個熱交換器以及膨脹構件，所述兩個熱交換器分別是由所謂的二次流體流、例如空氣或水穿過的冷凝器和蒸發器，該膨脹構件一般是機械或電動工作式閥。

壓縮系統可以具有能夠使該壓縮系統的工作狀態改變以對機器的冷卻能力進行調節的壓縮機中的至少一個壓縮機，如下文更充分地討論的。

上述熱交換器具有借助于熱交換流體將由制冷回路所產生的冷卻或加熱熱熱能與外部環境進行交換的功能，該熱交換流體可以是如所提及的空氣、水或其他氣體或液體，并且該熱交換流體設計成與交換器本身相互作用，以分別釋放或吸收熱。

該熱交換流體一般處于與所述交換器熱接觸的狀態下，以主要通過強制對流來進行熱交換。

因此，如果熱交換流體是液體，則將設置有泵送系統，或者如果熱交換流體是氣態的，則將設置有通風系統。

已知的是，在制冷回路中處于標稱工作條件下，即該制冷回路在冷卻時傳送最大制冷容量或在加熱時傳送最大熱容量的工作條件下，消耗最多電能的部件是壓縮機，該壓縮機與所有其他電力操作的部件相比的比例甚至可以達到10:1。特別地，在這種標稱條件下，相比于將熱交換流體供給至熱交換器的泵或風扇，壓縮機吸收更多的電能。

此外，已知的是，壓縮機的電吸收取決于周圍條件，特別地取決于熱交換流體的入口溫度以及熱交換流體的質量流量，所述熱交換流體的實體決定了壓縮機的抽吸壓力和排放壓力。

考慮到兩種流體的預定溫度條件，指示性地取決于兩種來源的溫濕度條件、即熱交換器進行能量交換所處環境的溫濕度條件，熱交換流體的質量流速越大，并且壓縮機必須克服的壓力突增越低，則使得壓縮機的電吸收越少。

通過前面的考慮，明顯的是制冷回路的標稱工作條件在能源效率方面受益于熱交換流體的最大質量流速，并且因此受益于以所述熱交換流體的最大容量進行工作的通風系統和/或泵送系統。

發明內容

如今，越來越需要使壓縮系統的工作速率適應于所需負載的不同要求和兩個熱交換源的條件。

因此，能夠通過調節壓縮功率來改變制冷機器自身冷卻能力的制冷機器越來越普遍。

例如，已知使用多個并聯的壓縮機，這些壓縮機被選擇性地操作并獲得與所需冷卻能力相對應的累積壓縮功率。

循環泵壓縮機的使用也是已知的，也就是說，循環泵壓縮機能夠使進氣與排氣之間的連接中斷幾秒鐘，可變排量壓縮機例如由于使用由閥調節的旁通環，由于提供了壓縮機的可移動機械部件，因此由電子功率調節系統、比如逆變器驅動器驅動的壓縮機能夠改變壓縮機驅動馬達的速度。