专利名称：用于带多压缩机的制冷系统的容量控制的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种用于控制具有多台压缩机的制冷系统以使其以
最有效的方式运4亍的方法和控制器(control)。
背景技术：
制冷系统(诸如空调装置或热泵)为人们所熟悉，其通常被使用以 调节环境中的空气。制冷系统一般以一定的容量而运行，这个容量 选择成能够最有效地控制所要调节的环境中的温度。因此，当空气 调节系统上的冷却负荷增加时，就需要制冷系统提供更高的容量。 或者，当冷却负荷减小时，可以选择较小的容量。通过选择适当的 容量，就可以提高效率并优化能量消耗。
一种类型的制冷系统运行有串排复缸压缩机(tandem compressor)。虽然使用了术语"串排复缸"，并且将会讨论两台压缩 机的情况，具有三台或甚至更多压缩机的系统也是已知的且是可以 从本发明获益的。控制串排复缸压缩机以使其在制冷系统内共同提 供所需量的压缩制冷剂。压缩4儿能够改变其容量，串排复缸压缩机 也不例外。因此，例如在螺杆式压缩机(screw compressor)中，滑阀被 设置在压缩室附近，并且可以打开以控制由螺杆式压缩机压缩的制 冷剂的量。为了实现所希望的容量，用于制冷系统的控制器可以移 动滑阀以达到调节待冷却(或加热)的环境所要求的所需容量。
到目前为止，还没有开发出适用于基于提供最有效操作的算法 的串排复缸压缩机的控制器。
发明内容
在本发明公开实施例中，"^空制器能够判定哪台串排复缸压缩机
正在以其容量的最高百分比运行。如果是超额容量，那么以其容量
的最高百分比运行的压缩机将会降低容量。或者，如果需要额外的 容量，那么利用其最大容量的最低百分比的压缩机将增加其容量。 通过这种方式，串排复缸压缩机就会以近似相同的最大容量百分比 的方式运行。已经证明，这种运行状态可以提升系统的整体效率。
在本发明公开的实施例中，通向马达的电流将会被监测，并且
与用于压缩4儿马达(compressor motor)的最大电流相比4交。作为示例， 马达设有额定负荷安培数(RLA)。通过比较实际电流和RLA,就能够 近似算出容量百分比。能够对各串排复缸压缩机的该百分比进行比 较，以确定哪台压缩机正在以其容量的最高百分比运行。如上所述， 接着控制器根据以其最高百分比运行的那台马达来改变容量。
通过下述说明书和附图，将可以很好地理解本发明的这些特征 和其它特征，下文是简要的描迷。
图1是结合有本发明的制冷系统的原理图。 图2是本发明的流程图。
具体实施例方式
图1描述的是具有串排复缸压缩机22和24的制冷系统20,其 中每个串排复缸压缩机22和24压缩制冷剂并将其传送入通向公共 排出管路26的排出管路25内。排出管路26通过室外热交换器28(如 果制冷系统20是空调装置的话)，然后再经过膨胀装置(expansion device)30。在膨胀装置30下游是室内热交换器32(同样是空气调节 模式)。如果制冷系统20运行于加热模式，制冷剂首先会通过直接位 于压缩机22、 24下游的室内热交换器32。本发明可以扩展到任一类 型的模式。
如图所示，需冷却的环境34接收通过蒸发器32驱动的空气。
环境34设有控制器41,诸如温度自动控制器，并且包括温度传感器。 控制器41连接到系统控制器，或结合有系统控制器。控制器41提 供系统上冷却负荷(或供热负荷)的指示。通常，环境34中的居住者 在控制器41处设定所希望的温度，控制器41则运行制冷系统20以 实现所希望的温度。如人们所熟悉的，还能够提供湿度控制等。
制冷剂在蒸发器32的下游侧进入公共吸入管路35内，然后再 进入通向串排复缸压缩机22、 24的分开的吸入管路36内。
滑阀38位于压缩机22上，并且每个都连接到控制器41。控制 器41可操作地驱动滑阀38，使其依赖于所感知的需求而打开得更大 或更小以增加或减小由制冷系统2 0提供的容量。
电源39用于向各压缩机22和24所用的电动机提供能量。如图 所示，传感器设置于电源39上，并连接控制器41。
如上所述，控制器41识别冷却(或加热)负荷，以在环境34内 获得所希望的温度。然后，控制器41运行系统，包括停止/启动压缩 机22、 24和打开/闭合滑阀38。本发明的这个方面是已知的。
本发明涉及一种算法，其在图2的流程图中进行说明。通常， 本发明旨在发展各串排复缸压缩机(当然本发明能够扩展到超过两台 压缩机的情况)以使其在其运行的总容量百分比方面相互接近。因此， 本发明监测由电源39供给到压縮机22和24的马达的电流。如流程 图中所示，能够确定各个马达的该实际电流和RLA的比率。然后， 控制器41询问容量是否足够满足由环境34所要求的负荷。如果容 量是合适的，那么算法就返回到第一步骤。然而，如果需要额外容 量的话，那么具有较低比率马达的压缩机就增加其负荷。在公开的 实施例中，这就意味着一定程度上闭合其滑阀。
另一方面，如果超出容量，那么具有最高比率的压缩机就减少 其容量。同样，这就意味着打开其滑阀。
虽然公开的是带有滑阀的压缩机，其它改变容量的方法也可以 用在本发明中。例如，已知的制冷系统具有能够变化速度的电动机。
这种类型的压缩机马达也能够^^用于发明方法中。同样，虽然只公 开了一种判定容量百分比的方法，其它方法也包括在本发明的范围 内。
虽然已经公开了本发明的优选实施例，但是本领域的普通技术 人员可以认识到，某些改型也是落入本发明的范围中的。出于这种 原因，需要研究所附权利要求，以确定本发明的真实范围和内容。
权利要求
1.一种制冷系统，包括至少两个压缩机，所述至少两个压缩机各自具有可变的容量；室内热交换器、膨胀装置和室外热交换器，以及用于控制由所述至少两个压缩机中的各个压缩机所提供的容量的控制器，所述控制器能够判定由所述至少两个压缩机提供的容量是否足够满足所述制冷系统上的负荷，并且基于此判定增加或减小所述容量，所述控制器能够进一步判定所述至少两个压缩机中哪一个正在以其最大容量的最高百分比运行，在所述控制器判定需要改变容量，并且在判定需要对所述至少两个压缩机中的哪一个压缩机进行控制时，所述控制器就利用哪一个所述压缩机正在以其最大容量的所述最高百分比运行的所述判定。
2. 根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，如果识别为 超额容量，所述控制器就减小所述至少两个压缩机中具有较高百分 比的那一个压缩机的容量。
3. 根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，如果提供的 容量不足，所述控制器就增加所述至少两个压缩机中的具有较低百 分比的那一个压缩机的容量。
4. 根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述百分比 是通过如下方式判定的监测引向与所述至少两台压缩机中各台压 缩机相关的马达的实际电流，并把各所述马达的各所述实际电流与 其额定负荷进行比较。
5. —种运行制冷系统的方法，包括如下步骤提供至少两台压缩机，所述至少两台压缩机中的每台各自具有 可变的容量；提供室内热交换器、膨胀装置和室外热交换器，以及用于控制 所述至少两台压缩机中每一 台各自提供的容量的控制器；判定由所述至少两台压缩^L提供的容量是否足够满足所述制冷系统上的负荷；基于此判定，增加或减小容量；判定所述至少两台压缩机中哪一台正在以其最大容量的最高百 分比运行；以及当所述控制器判定需要改变容量，并且在判定所述至少两台压 缩机中的哪一台压缩机需要被控制时，所述控制器就利用哪一台所 述压缩机正在以其最大容量的所述最高百分比运行的所述判定。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，如果识别为超额 容量，那么所述控制器就减小所述至少两台压缩机中具有所述最高 百分比的那一台压缩机的容量。
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，如果提供的容量 不足，那么所述控制器就增加所述至少两台压缩机中具有较低百分 比的那一台压缩机的容量。
8. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述百分比通过 如下方式来判定监测通向与戶斤述至少两台压缩才几中各台压缩机相 关的马达的实际电流，并且把各所述马达的所述实际电流与其额定 负荷进行比较。
全文摘要
本发明提供了一种与串排复缸压缩机(22，24)一起工作的制冷系统。基于该系统的负荷，用于制冷系统的控制器(41)可操作地改变各压缩机的容量。控制器判定各压缩机当前所利用的最大负荷容量的百分比。如果控制器判定所提供的是超额容量的话，具有最高的百分比的压缩机会减小其容量。相反，如果所提供的容量不足以满足系统上的负荷时，控制器会增加具有较低百分比的那个压缩机的容量。
文档编号F25B1/00GK101194130SQ200580049992
公开日2008年6月4日 申请日期2005年6月3日 优先权日2005年6月3日
发明者E·L·海特曼, S·J·霍尔登 申请人:开利公司