专利名称：压缩机运行极限调节的制作方法
压缩机运行极限调节
背景技术：
本申请涉及一种制冷系统的方法和控制器，其中在压缩机上施加的正常安全运行极限可以暂时的改变，以允许在相对较短的时间周期内的高负荷运行条件，例如快速冷却 冷藏集装箱或空调空间。制冷系统是已知的，并且典型地循环第一流体，或是所谓的主制冷剂，从压缩机开 始，主制冷剂在此被压缩，进入第一热交换器，在那里其在与第二流体，例如空气，进行相互 热传作用的过程中去除热量，然后通过膨胀装置。制冷剂在膨胀装置内膨胀为低压和低温， 然后通过第二热交换器，在那里其接受源于要调节的第三流体的热量。典型的，在空调或冷 却系统中，第二热交换器是室内热交换器，其冷却要调节的空气并将其输送到受气候控制 的环境。以上是对制冷系统的操作非常简单的描述，许多选项和更复杂的设置，会源自这 种制冷系统的基本描述。典型地与大多数制冷系统特别是压缩机相关的一个特征，是在系 统组件上施加的安全运行极限。如果超出安全极限一定时间周期，就会存在损坏压缩机或 其它系统组件的可能性。但是如果系统只是在较短的时间周期内超出安全运行极限运行， 和/或这些极限只是被稍微地超出，则可能对系统的可靠性和性能不会发生逼近的危险。 为确定哪里是制冷系统相对于安全运行极限安全运行之处，会感应确定的运行参数并将其 传递给制冷系统控制器。如果这些感应的参数超出安全极限，那么，压缩机电机可以被关 闭，以防止永久性损坏压缩机。例如，如果压缩机的排放的温度或是压力过高，这可以是表明压缩机处于可能已 损坏的情况。因此，在这种情况下，大部分压缩机会设有控制器停止超出预设极限的运行。 同工业应用中的大部分安全极限一样，设置极限以使得实际损坏的可能性非常低。也就是 说，如果允许压缩机仅仅在超过制定的安全极限运行一个时间周期，在大多数情况下，不会 有任何损坏。但是，安全极限的重要性是在制冷系统的寿命之上以防止对其组件的损坏，特 别是对压缩机。另一方面，有时候压缩机会在接近或超过施加的排放温度或压力的安全极限条件 下运行。这些情况会发生，例如，当在高的环境温度条件下初始冷却受气候控制的环境时。 在过去，当安全运行极限被超过，不考虑运行模式或是环境温度，超出安全极限的数量，或 是压缩机在安全极限之上运行的时间，制冷系统会被关闭。制冷系统的关闭常常会导致在 空调空间内的食品变质，贵重货物的损失或不适时间间隔的延长。
发明内容
在本发明揭示的实施例中，用于控制制冷系统中的压缩机的方法和控制器允许在 特定条件下改变或是暂时消除压缩机的安全极限。因此，例如，当在高的环境温度条件下发 生降温时，控制器可以改变极限至另一个较高水平，或是甚至暂时消除极限。这种改变可以 是根据感应的运行以及环境条件通过手动制定，或是可能自动发生。负责单元运行的操作者也许相信，在特定情况下，考虑到以快速的方式获得所需温度的潜在价值，冒着损坏压缩机的风险进行超过安全极限的运行是值得的。例如，这种决 定可以在冷却冷藏集装箱以保护冰冻货物的情况下做出。 本发明的这些以及其它特征可以由以下的说明书和图示来更好的理解，以下是图 示的一个简要描述。
图1是结合本发明的制冷系统的示意图；图2是本发明的示例性的流程图。
具体实施例方式图1显示了结合本发明的制冷系统20。已知的，压缩机22压缩制冷剂蒸气并将其 输送到下游的传统冷却制冷系统典型的位于室外的第一热交换器24中。由关联的空气移 动装置将空气吹过热交换器24的外表面以冷却制冷剂，使得热量从制冷剂转移到空气。在 热交换器24中的冷却过程中，制冷剂可能经历相改变。从热交换器24出来，制冷剂通过膨 胀装置26，在那里其膨胀为低压和低温，然后通过传统冷却制冷系统中典型地位于室内的 第二热交换器28。热交换器28也具有一个关联的空气移动装置，用于将空气吹过热交换器 28的外表面以冷却和对空气进行典型的除湿然后将其输送到要调节的环境30。要调节的 环境30可以是建筑物，冷藏集装箱，或任何因接收空调空气而受益的环境的内部。在热泵 的情况下，热交换器24和28的作用如已知是反向的。所显示的一种压缩机22的控制器32包括有操作者开关34。传感器38在制冷系 统20的高压侧感应制冷剂温度和/或压力。那些感应到的参数会被传递给控制器32，在那 里他们会与预设的安全运行极限进行比较。开关34是可操作的以允许操作者来暂时除去 或是至少改变预设的与压缩机22关联的安全运行极限。如上所述，制冷系统20的操作者 也许认为快速降低由温度感应器40感应的要调节的环境30的温度是很重要的，值得冒在 预设的安全运行包迹线(Envelope)之外进行一段短时间周期运行的风险。因此，通过选择 性的启动开关34，安全运行极限可以被暂时的改变或除去。已知的，安全运行极限，例如，排放温度的规范是280° F，R134a型制冷剂的排放 压力规范为330psi，而饱和排放温度规范为160° F。如果开关34被启动，控制器会被改 变以允许超出这些安全极限一段时间周期。例如，即使排放温度的安全极限初始可以是 280° F，当降温发生时，控制器可以允许排放温度在330° F下运行几小时。安全运行极限 也可以根据其他测量参数来设制，例如压缩机马达线圈的温度(其可以由直接或间接方式 确定)，压缩机机油箱内的油温，压缩机马达电流，吸入或排放压力，以及制冷系统热交换器 的内部温度。安全运行极限也可以根据供给电源的电压和频率来调节。另一方面，也可以是设置第二更高的安全运行极限等级水平。例如，有可以是第二 等级高于初始等级20%，而第二等级极限代替初始等级极限必须是开关34被启动。 替换地，制冷系统控制器32可以在一定条件下自动改变安全极限。例如，所示的 温度传感器36感测环境的温度。如果，例如，制冷系统控制器32进入了降温模式，而感应 到的环境温度36高于预设值(例如135° F)，控制器32可以暂时地改变安全运行极限。 这种改变的时间期间可以是根据超出预设的安全运行极限的实际运行参数的值。偏差得越高，制冷系统20允许在安全封套之外运行的时间期间越短。虽然揭示了可被感应的以自动改变安全运行极限的特定条件，但许多其它变化方 式也是可以被利用的。如图1所示，由要调节的环境30内的温度传感器40感应到的温度也可以被利用。 如果这个温度与目标温度相差很远，这种温差可以被利用以自动的改变安全运行极限。还 应当认识到，除了由于降温而改变或覆盖安全运行极限之外，安全的工作范围可以因为其 他原因而被改变或除去。例如，这可能需要运行制冷系统，当一个组件，例如，膨胀装置，发 生故障或受到损坏时，这将导致制冷系统在确定的安全极限之上运行。在其他情况下，制 冷系统可以是充电不足或是电量部分泄漏，这有可能导致排气温度超过确定的安全运行极 限。还有可能存在其他的可能需要超出极限的情况，例如需要在极低温的情况下运行要调 节的环境。图2是基本方法的示例性流程图。如图所示，例如，如果知道系统目前正进入降温 模式，控制器将询问是否建议改变安全运行极限。这可以是开关34启动的结果，或是如上 所述，可能自动发生。系统然后进入降温模式。经过一段时间，当特定条件得到满足后，安 全运行极限会被恢复。如前所述，除了降温之外，其他系统条件也可以要求除去或是在安全 运行极限内的改变。应当指出，许多不同类型的压缩机可在本发明中使用。例如，滚动式，螺旋式，旋转 式，或往复式压缩机可以被采用。利用了本发明的制冷系统，可以在许多不同的应用中使用，包括但不限于，空调系 统，热泵系统，海运集装箱单元，冷藏卡车_拖车单元，以及超市制冷系统。本发明的实施例已被揭示。然而，本领域普通技能工人可以发现在本发明的范围 内的一些特定的修改。出于这个原因，以下的权利要求应被研究以确定本发明的真正范围 和内容。
权利要求
一种制冷系统，包括压缩机，所述压缩机压缩制冷剂并将其输送给下游的第一热交换器，来自第一热交换器的制冷剂通过膨胀装置，然后通过第二热交换器；控制器，用于比较至少一个监测条件与至少一个压缩机的安全运行极限，并改变所述至少一个安全运行极限。
2.如权利要求1所述的制冷系统，其中所述监测条件被传递给制冷系统的控制器。
3.如权利要求2所述的制冷系统，其中控制器根据操作者输入改变所述至少一个安全 运行极限。
4.如权利要求1所述的制冷系统，其中所述至少一个安全运行极限是根据至少一个监 测条件改变，而这个条件是从包含温度、压力和电流的一个组中选出的。
5.如权利要求4所述的制冷系统，其中所述至少一个监测条件是环境温度。
6.如权利要求1所述的制冷系统，其中所述的至少一个安全运行极限是从包含压缩机 排放温度、压缩机排放压力、压缩机马达温度、压缩机马达电流、压缩机油温、压缩机吸气压 力、饱和吸气温度以及饱和排放温度的一个组中选出的。
7.如权利要求1所述的制冷系统，其中所述至少一个安全运行极限的改变由提升此极 限构成。
8.如权利要求1所述的制冷系统，其中所述至少一个安全运行极限的改变由除去此极 限构成。
9.如权利要求1所述的制冷系统，其中所述至少一个安全运行极限是根据至少一个监 测条件自动改变。
10.如权利要求1所述的制冷系统，其中所述至少一个安全运行极限仅是在一段时间 周期内改变。
11.如权利要求10所述的制冷系统，其中所述至少一个安全运行极限会在一段时间周 期后回到初始等级。
12.如权利要求10所述的制冷系统，其中所述时间周期是根据所述至少一个监测条件 与所述至少一个安全运行极限之间的偏差来确定的。
13.如权利要求10所述的制冷系统，其中当所述偏差增大时所述时间周期会减小。
14.如权利要求1所述的制冷系统，其中所述至少一个安全运行极限是根据供给电源 的电压和频率来调节的。
15.一种运行制冷系统的方法，包括这些步骤提供压缩机，压缩制冷剂并将其输送给下游的第一热交换器，来自第一热交换器的制 冷剂通过膨胀装置，然后通过第二热交换器；比较至少一个监测条件与至少一个压缩机安全运行极限，并改变所述至少一个安全运 行极限。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述监测条件被传递给制冷系统的控制器。
17.如权利要求15所述的方法，其中所述至少一个安全运行极限的改变是基于操作者 输入。
18.如权利要求15所述的方法，其中所述至少一个安全运行极限是根据至少一个监测 条件改变，其中这个条件是从温度、压力和电流的一个组中选出的。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述至少一个监测条件是环境温度。
20.如权利要求15所述的方法，其中所述至少一个安全运行极限是从包含压缩机排放 温度、压缩机排放压力、压缩机马达温度、压缩机马达电流、压缩机油温、压缩机吸气压力、 饱和吸气温度以及饱和排放温度的一个组中选出的。
21.如权利要求15所述的方法，其中所述至少一个安全运行极限的改变由提升此极限 构成。
22.如权利要求15所述的方法，其中所述至少一个安全运行极限的改变由除去此极限 构成。
23.如权利要求15所述的方法，其中所述至少一个安全运行极限是根据至少一个监测 条件自动改变。
24.如权利要求15所述的方法，其中所述至少一个安全运行极限仅是在一段时间周期 内改变。
25.如权利要求24所述的方法，其中所述至少一个安全运行极限会在一段时间周期后 回到初始等级。
26.如权利要求24所述的方法，其中所述时间周期是根据所述至少一个监测条件与所 述至少一个安全运行极限间的偏差来确定的。
27.如权利要求24所述的方法，其中当所述偏差增大时所述时间周期会减小。
28.如权利要求15所述的方法，其中所述至少一个安全运行极限是根据供给电源的电 压和频率来调节的。
全文摘要
一种制冷系统包括具有安全运行极限的压缩机，这些安全运行极限也被建入到制冷系统控制器中以保护压缩机。在特定情况下，这些安全运行极限可以更改以使得压缩机在安全极限之外运行至少一段时间周期。
文档编号F25B13/00GK101802513SQ200780052892
公开日2010年8月11日 申请日期2007年5月9日 优先权日2007年5月9日
发明者A·利夫森, J·D·斯卡塞拉, M·F·塔拉斯 申请人:开利公司