专利名称：使用过冷值操作蒸汽压缩系统的方法
技术领域：
本发明涉及操作蒸汽压缩系统、尤其是包括抽吸管线热交换器的蒸汽压缩系统的方法。与现有技术方法相比，本发明的方法允许蒸汽压缩系统、尤其是包括抽吸管线热交换器的蒸汽压缩系统以更稳定的方式操作。本发明还涉及包括抽吸管线热交换器的蒸汽压缩系统。
背景技术：
蒸汽压缩系统通常包括沿制冷剂路径设置的压缩机、冷凝器、膨胀装置以及蒸发器。在制冷剂路径中流动的制冷剂被交替地压缩和膨胀，由此向一容积提供冷却或加热。为了最大可能程度地利用蒸发器的蒸发能力，期望的是控制通过蒸发器的制冷剂流，使得在整个蒸发器中存在液态制冷剂。然而，在液态制冷剂被允许经过蒸发器的情况下，存在该液态制冷剂可能到达压缩机的风险。这可能导致对压缩机的损坏，因此是不期望的。因此，通常试图操作蒸汽压缩系统，使得液态制冷剂几乎存在于整个蒸发器中。为此，测量过热，即离开蒸发器的制冷剂的温度与离开蒸发器的制冷剂的露点之间的温差，并且控制对蒸发器的制冷剂供应，以便获得小的但正的过热。上述控制策略的一个缺点在于，蒸发器的蒸发能力未被完全使用，这是因为离开蒸发器的制冷剂的过热必须是正的，以便确保液态制冷剂不会到达压缩机。为了解决该问题，可以在蒸汽压缩系统的抽吸管线中(即在蒸发器和压缩机之间)设置内部热交换器。在该情况下，离开蒸发器的制冷剂在内部热交换器中被加热。因此，在小量液态制冷剂离开蒸发器的情况下，该液态制冷剂在内部热交换器中被蒸发。由此，液态制冷剂能够存在于整个蒸发器中，而不存在液态制冷剂到达压缩机的风险。在A.Tambovtsev 等人在北京举办的 International Congress ofRefrigeration 2007发表的“COP improvement by transfer of the superheating intothe internal heat exchanger”中，公开了一种制冷系统。该制冷系统包括抽吸管线热交换器，在该抽吸管线热交换器中，热交换流体平行地流动以便稳定该系统。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种操作蒸汽压缩系统的方法，在该方法中，与现有技术方法相比，蒸汽压缩系统的操作更稳定。本发明实施方式的又一目的在于提供一种操作蒸汽压缩系统的方法，在该方法中，与现有技术方法相比，对蒸发器的制冷剂供应以更精确且最佳的方式被控制。本发明实施方式的又一目的在于提供一种蒸汽压缩系统，在蒸汽压缩系统中，能够最大可能程度地利用蒸发器的潜在制冷能力，而不会导致蒸汽压缩系统的操作的不稳定。根据第一方面，本发明提供一种操作蒸汽压缩系统的方法，所述蒸汽压缩系统包括沿制冷剂路径设置的压缩机、冷凝器、膨胀装置以及蒸发器，所述方法包括以下步骤: -获得过热值，所述过热值表示进入所述压缩机的制冷剂的过热；
-获得过冷值，所述过冷值表示进入所述膨胀装置的制冷剂的过冷；以及 -基于所获得的过热值和基于所获得的过冷值来操作所述膨胀装置。在本文中，术语“蒸汽压缩系统”应当被解释为意味着其中制冷剂流循环并且被交替地压缩和膨胀的任何系统，由此向一容积提供制冷或加热。因此，蒸汽压缩系统可以是制冷系统、空气调节系统、热泵等。压缩机可以采用单个压缩机的形式，或者压缩机可以是包括两个或更多个压缩机的压缩机组。冷凝器和蒸发器都是设置成与环境介质(例如，空气流或液体流)交换热的热交换器。冷凝器和/或蒸发器可以包括单条制冷剂流路，制冷剂经由该单条制冷剂流路流过冷凝器/蒸发器。作为替代，冷凝器和/或蒸发器可以包括在入口歧管和出口歧管之间流体平行地设置的两条或更多条制冷剂流路。这些平行制冷剂流路可以采用两个或更多个平行冷凝器/蒸发器的形式和/或采用设置在单个冷凝器/蒸发器中的两个或更多个管或盘管的形式。制冷剂流路可以采用一个或多个微通道的形式。膨胀装置可以是膨胀阀或包括膨胀阀，例如电子控制的膨胀阀或热力膨胀阀。在该情况下，对蒸发器的制冷剂供应能够通过控制膨胀阀的开度来控制。作为替代，膨胀装置可以是或包括节流孔、毛细管或任何其他合适类型的膨胀装置。根据本发明的方法，初始获得代表进入压缩机的制冷剂的过热的过热值。该过热值可以是这样的过热，即，朝向压缩机流动的制冷剂的温度与朝向压缩机流动的制冷剂的露点之间的温差。作为替代，该过热值可以是代表过热的另一合适值，例如简单地是朝向压缩机流动的制冷剂的温度。过热值可以被直接测量，或者可以基于另一测量参数被计算或估计。例如，在过热值简单地是朝向压缩机流动的制冷剂的温度的情况下，该过热值可以有利地被直接测量。在另一方面，在过热值是实际过热的情况下，该过热值可以基于其他测量参数(例如，朝向压缩机流动的制冷剂的温度和压力)有利地被计算或估计。接下来，获得代表进入膨胀装置的制冷剂的过冷的过冷值。过冷值可以是这样的过冷，即进入膨胀装置的制冷剂的温度与进入膨胀装置的制冷剂的饱和温度之间的温差。作为替代，该过冷值可以是表示过冷的另一合适值，例如简单地是进入膨胀装置的制冷剂的液体部分的温度。应当注意的是，对于一些目的，获得提供过冷变化的信息的值(即，相对过冷值而不是绝对过冷值)就已足够。为此，进入膨胀装置的制冷剂的液体温度是合适值。过冷值可以被直接测量，或者可以基于另一测量参数被计算或估计。最后，膨胀装置基于所获得的过热值并基于所获得的过冷值来操作。由此，当膨胀装置被操作时考虑过热值以及过冷值。由于考虑过热值，因此膨胀装置能够操作以使得对蒸发器的制冷剂供应提供进入压缩机的制冷剂的最佳或期望过热，例如，小但是正的过热或零过热，这取决于蒸汽压缩系统的设计。因此，如上所述，能够最佳地使用蒸发器的潜在制冷能力。基于获知膨胀装置的特征，包括膨胀装置通常对于测量参数的变化如何反应，执行膨胀装置的操作。这种特征例如可以凭经验建立或者可以由制造商计算或估计。此外，有利的是当操作膨胀装置时考虑过冷值，这是因为进入蒸发器的制冷剂的过冷在给定制冷剂质量流量的情况下对蒸发器的制冷能力具有影响。例如，在膨胀装置是热力膨胀阀或包括热力膨胀阀的情况下，膨胀阀的开度确定被供应到蒸发器的制冷剂的质量流量。然而，对于膨胀阀的给定开度，在进入蒸发器的制冷剂的过冷增加的情况下蒸发器的制冷能力增加。因此，基于过冷或至少部分地基于表示过冷的值来控制膨胀装置允许考虑到该效应。为了达成该目的，将足够的是，过冷值提供关于过冷变化的信息，即可以不必要获得关于绝对过冷值的信息。在任何情况下，在获知过冷或过冷变化与蒸发器的制冷能力之间的关系的情况下，能够调节开度，从而获得离开蒸发器的制冷剂的最佳过热，而与进入蒸发器的过冷无关。由此，膨胀装置的操作变得更精确，并且在该时间的更大部分内能够获得最佳过热。这是极大的优势。获得过冷值的步骤可以包括:测量进入所述膨胀装置的制冷剂的温度。根据该实施方式，测量温度可以用于计算进入蒸发器的制冷剂的过冷。在该情况下，还有必要测量或估计制冷剂的压力。作为替代，测量温度可以被直接用作过冷值，这是因为进入蒸发器的制冷剂的温度变化对应于过冷变化。有利的是直接使用测量温度，这是因为与使用测量温度来计算过冷的绝对值相比简单地测量该温度要容易得多，并且还因为获得关于过冷变化的信息最常见地就已足够，以便能够正确地调节膨胀装置的操作。 蒸汽压缩系统还可以包括内部热交换器，所述内部热交换器设置成在从所述蒸发器朝向所述压缩机流动的制冷剂与从所述冷凝器朝向所述膨胀装置流动的制冷剂之间提供热交换，在该情况下，获得过热值的步骤可以包括:测量沿朝向所述压缩机的方向离开所述内部热交换器的制冷剂的温度，并且获得过冷值的步骤可以包括:测量沿朝向所述膨胀装置的方向离开所述内部热交换器的制冷剂的温度。如上所述的内部热交换器有时被称为抽吸管线热交换器，这是因为该内部热交换器被设置在蒸汽压缩系统的抽吸管线中，即，设置在制冷剂路径的将蒸发器和压缩机互连的部分中。根据该实施方式，内部热交换器提供离开冷凝器的热制冷剂与离开蒸发器的冷制冷剂之间的热交换。由此，离开蒸发器并朝向压缩机流动的制冷剂的温度增加，而离开冷凝器并且朝向膨胀装置流动的制冷剂温度降低。因此，如果一些液态制冷剂被允许穿过蒸发器，那么制冷剂的该液态部分能够在内部热交换器中蒸发，并且由此防止液态制冷剂到达压缩机，并且降低对压缩机造成损坏的风险。因此，将过热区域从蒸发器移到内部热交换器。同时，可能操作蒸汽压缩系统，使得液态制冷剂存在于该蒸发器的总长度中，由此最大可能程度地利用蒸发器的潜在制冷能力。此外，在传感器处的温差能够降低，而不增加蒸汽压缩系统的充注量。由于离开冷凝器并且朝向膨胀装置流动的制冷剂的温度降低，在内部热交换器中进行热交换期间制冷剂的过冷增加。如上所述，这对膨胀装置应当如何操作以便获得离开蒸发器的制冷剂的最佳过热具有影响。如上所述，根据本实施方式，获得过热值的步骤可以包括:测量沿朝向压缩机的方向离开内部热交换器的制冷剂的温度，并且获得过冷值的步骤可以包括:测量沿朝向膨胀装置的方向离开内部热交器的制冷剂的温度。因此，在内部热交换器之后的点(即，在离开蒸发器的可能液态制冷剂借助内部热交换器蒸发之后)处获得过热值。因此，膨胀装置能够操作以使得实现基本没有液态制冷剂到达压缩机，并且使得液态制冷剂存在于蒸发器的总长度上。此外，在内部热交换器之后的点(即，在过冷已经由于热交换而增加之后)处还获得过冷值。因此，所获得的过冷值代表进入膨胀装置的制冷剂的过冷，并且实质上提供关于由于在内部热交换器中发生的热交换而增加多少过冷的信息。由此，当操作膨胀装置时有可能考虑到过冷的该增加。在一些情况下，在内部热交换器或抽吸管线热交换器中出现的过冷的增加会导致蒸汽压缩系统的操作不稳定。然而，由于根据本发明的方法在膨胀装置的操作中考虑过冷的增加，因此能够避免或至少大致减少这种不稳定性。因此，根据本发明的方法对于操作包括内部热交换器或抽吸管线热交换器的蒸汽压缩系统是十分有利的。从蒸发器朝向压缩机流动的制冷剂和从冷凝器朝向膨胀装置流动的制冷剂可以在内部热交换器中平行地流动。根据该实施方式，内部热交换器是所谓的平行流热交换器或共流热交换器。由此，从蒸发器进入内部热交换器的最冷制冷剂被带进与从冷凝器进入内部热交换器的最热制冷剂的热接触。此外，平行流热交换器趋于比逆流热交换器更容易地适应蒸汽压缩系统的负载变化，由此对该系统“扰动”更少。结果是，蒸汽压缩系统的操作变得相对稳定。作为替代，内部热交换器可以是逆流热交换器，即从蒸发器朝向压缩机流动的制冷剂和从冷凝器朝向膨胀装置流动的制冷剂可以在内部热交换器中沿相反的方向流动。该方法还可以包括步骤:测量从所述蒸发器朝向所述内部热交换器流动的制冷剂的温度。根据该实施方式，能够获得离开蒸发器并且在进入内部热交换器之前的制冷剂的过热值。操作所述膨胀装置的步骤可以包括:控制所述膨胀装置的开度。根据该实施方式，膨胀装置可以有利地是热力膨胀阀或包括热力膨胀阀。所述方法还可以包括步骤:仅基于在所述蒸汽压缩系统的启动期间所获得的过热值来操作所述膨胀装置。根据该实施方式，蒸汽压缩系统根据“两步”策略来操作，在这里蒸汽压缩系统初始以普通方式操作，即仅基于离开蒸发器并进入压缩机的制冷剂的过热操作。在蒸汽压缩系统包括如上所述的内部热交换器的情况下，可以获得在蒸发器和内部热交换器之间的制冷剂路径中(即，在制冷剂进入内部热交换器之前)的过热值，或可以获得在内部热交换器和压缩机之间的制冷剂路径中(即，在制冷剂已经在内部热交换器中经历热交换之后)的过热值。因此，当已经完成蒸汽压缩系统的启动时，蒸汽压缩系统根据本发明的方法操作，即，膨胀装置基于所获得的过热值并且基于所获得的过冷值来操作。如上所述的“两步”策略会是有利的，因为根据本发明的控制方法对于抽吸压力的变化十分敏感。在蒸汽压缩系统的启动序列期间可能出现抽吸压力的大变化，且因此可能优选的是在启动期间根据现有技术方法来操作蒸汽压缩系统，即使现有技术方法不考虑过冷。预期在小于30分钟的时间间隔(例如，在O分钟与30分钟之间、例如在5分钟与20分钟之间、例如在10分钟与15分钟之间)期间运行启动序列。根据第二方面，本发明提供一种蒸汽压缩系统，所述蒸汽压缩系统包括:沿制冷剂路径设置的压缩机、冷凝器、膨胀装置以及蒸发器；以及内部热交换器，所述内部热交换器设置成在从所述蒸发器朝向所述压缩机流动的制冷剂与从所述冷凝器朝向所述膨胀装置流动的制冷剂之间交换热，所述蒸汽压缩系统还包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器设置成测量代表过热值的值，并且设置在所述制冷剂路径中位于所述内部热交换器和所述压缩机之间，所述第二传感器设置成测量代表过冷值的值，并且设置在所述制冷剂路径中位于所述内部热交换器和所述膨胀装置之间。应当注意的是，本领域技术人员会容易地认识到，结合本发明第一方面描述的任何特征还能够结合本发明的第二方面，并且反之亦然。因此，根据本发明第二方面的蒸汽压缩系统可以有利地根据按照本发明第一方面的方法来操作。由于蒸汽压缩系统配置有第一传感器和第二传感器(所述第一传感器设置成测量代表过热值的值，并且设置在所述制冷剂路径中位于所述内部热交换器和所述压缩机之间，所述第二传感器设置成测量代表过冷值的值，并且设置在所述制冷剂路径中位于所述内部热交换器和所述膨胀装置之间)，因此可能获得这种过热值和过冷值，并且可能基于这些值来操作膨胀装置。由此，能够获得参照本发明第一方面的上述优势。蒸汽压缩系统可以例如是制冷系统、空气调节系统、热泵、或任何其他合适类型的蒸汽压缩系统。蒸汽压缩系统还可以包括控制器，所述控制器适于基于借助所述第一传感器和第二传感器获得的值来操作所述膨胀装置。由此，获得上述优势。内部热交换器可以是平行流热交换器，S卩，在内部热交换器中从冷凝器朝向膨胀装置流动的制冷剂和在内部热交换器中从蒸发器朝向压缩机流动的制冷剂可以平行地流动。如上所述，由此，从蒸发器进入内部热交换器的最冷制冷剂被带进与从冷凝器进入内部热交换器的最热制冷剂热接触。结果是，蒸汽压缩系统的操作变得相对稳定。所述蒸汽压缩系统还可以包括第三传感器，所述第三传感器设置成测量代表过热值的值，并且设置在所述制冷剂路径中位于所述蒸发器和所述内部热交换器之间。这种第三传感器可以提供关于在内部热交换器中发生热交换之前离开蒸发器的制冷剂过热的信息，由此蒸发离开该蒸发器的任何液态制冷剂。该附加过热值可以例如用于控制在仅基于过热来控制膨胀装置的启动序列期间控制所述膨胀装置。
现将参考附图更详细地描述本发明，在附图中:
图1是根据本发明实施方式的蒸汽压缩系统的示意 图2是图1的蒸汽压缩系统的操作的压-焓图，该操作是依照根据本发明实施方式的方法进行的；以及
图3a和图3b是分别用于以过热操作的蒸发器和不以过热操作的蒸发器的热交换器图形。
具体实施例方式图1是根据本发明实施方式的蒸汽压缩系统I的示意图。蒸汽压缩系统I包括压缩机2、冷凝器3、采用膨胀阀形式的膨胀装置4、以及蒸发器5。蒸汽压缩系统I还包括设置在蒸汽压缩系统I的抽吸管线中的内部热交换器6。在内部热交换器6中，在抽吸管线中从蒸发器5朝向压缩机2流动的制冷剂与从冷凝器3朝向膨胀装置4流动的制冷剂之间发生热交换。由此，从蒸发器5朝向压缩机2流动的冷制冷剂被加热，而从冷凝器3朝向膨胀装置4流动的热制冷剂被冷却。内部热交换器6是平行流热交换器，即两个制冷剂流在内部热交换器6中平行流动。如上所述，在内部热交换器6中发生的热交换确保可能离开蒸发器5的任何液态制冷剂在内部热交换器6中被蒸发，并且在制冷剂中产生过热，由此确保到达压缩机2的制冷剂处于大致气态。这允许蒸汽压缩系统I操作成使得在整个蒸发器5中存在液态制冷剂，而不存在液态制冷剂到达压缩机2的风险。由此，能够以最大可能程度来利用蒸发器5的潜在制冷能力，而不会存在损坏压缩机2的风险。与此同时，内部热交换器6导致在液体管线中(即，从冷凝器3朝向膨胀装置4)流动的制冷剂的过冷增加。第一传感器7设置在制冷剂路径中位于内部热交换器6和压缩机2之间。第一传感器7设置用于测量离开内部热交换器6的制冷剂的温度。由此，借助第一传感器7测量的值表示离开内部热交换器6并且朝向压缩机2流动的制冷剂的过热。第二传感器8设置在制冷剂路径中位于内部热交换器6和膨胀装置4之间。第二传感器8设置用于测量离开内部热交换器6的制冷剂的温度，并且还可能测量制冷剂的压力。由此，由第二传感器8测量的值表示被供应到膨胀装置4的制冷剂的过冷。优选地，第二传感器8设置用于仅测量温度值。由此，能够监测制冷剂过冷的变化，因为温度的变化反映了过冷的变化，但是没有获得过冷的绝对值。然而，为了控制膨胀装置4的目的，这通常就已足够，并且测量温度与获得过冷的绝对值相比要简单得多。第三传感器9设置在制冷剂路径中位于蒸发器5和内部热交换器6之间。第三传感器9设置用于测量离开蒸发器5的制冷剂的温度，并且还可能测量制冷剂的压力。由此，由第三传感器9测量的值表示离开蒸发器5并且在内部热交换器6中发生热交换之前的制冷剂的过热。由第三传感器9测量的值可以有利地仅在蒸汽压缩系统I的启动序列期间被使用。这将在下文更详细地描述。压力传感器10设置在制冷剂路径中位于第一传感器7附近，用于测量离开内部热交换器6的制冷剂的压力。所测量的压力与由第一传感器7获得的温度信号一起可以用于计算进入压缩机2的制冷剂的过热。传感器7、8、9、10中的每个都与控制器11通信。因此，控制器11接收来自传感器
7、8、9、10中的每个的测量值，并且基于这些测量值来产生用于致动器12的输出信号。响应于所产生的输出信号，致动器2操作膨胀装置4 (例如，通过调节开度)，以使得以最大可能程度利用蒸发器5的潜在制冷能力，而不会存在由于液态制冷剂到达压缩机2引起的损坏压缩机2的风险。在下文中，将参考图1和图2来描述图1的蒸汽压缩系统I的操作。图2是示出图1的蒸汽压缩系统I的操作的压-焓图。实线13代表使用现有技术控制方法的蒸汽压缩系统I的操作，其中膨胀装置4仅基于离开蒸发器5的制冷剂的测量过热值被控制，且其中蒸汽压缩系统I没有设置内部热交换器6。虚线14代表依照根据本发明实施方式的方法进行的蒸汽压缩系统I的操作。初始，即在蒸汽压缩系统I的启动期间，蒸汽压缩系统I优选地根据现有技术控制策略来操作，其中膨胀装置4仅基于离开蒸发器5的制冷剂的测量过热值来操作。在该情况下，控制器11仅基于由第三传感器9执行的测量来操作该膨胀装置4。当蒸汽压缩系统I正确地操作时，例如在大约10-15之后，控制策略改变为根据本发明实施方式的方法。在该情况下，控制器11基于由第一传感器7执行的测量并且基于由第二传感器8执行的测量来操作膨胀装置4，并且遵循压-焓图的虚线14。用于蒸汽压缩系统I的该两步操作的原因在于，根据本发明实施方式的蒸汽压缩系统I的控制对于抽吸压力的扰动十分敏感。在蒸汽压缩系统I的启动期间，预期有这种变化，尤其在压缩机2采用包括两个或更多个压缩机的压缩机组的形式的情况下，这些压缩机被接通或关闭以便允许蒸汽压缩系统I匹配制冷负载。在蒸汽压缩系统I的启动期间，预期有压缩机的许多接通和关闭，由此导致抽吸压力的显著扰动，因此在启动期间根据现有技术方法来操作蒸汽压缩系统I是有利的。一旦完成启动序列，蒸汽压缩系统I就依照根据本发明实施方式的方法来操作，并且遵循压-焓图的虚线14。从点15至点16，制冷剂在压缩机2中被压缩，从而导致焓增加以及压力增加。从图2清楚可见，在该过程期间，与如实线13所示根据现有技术方法操作蒸汽压缩系统I的情况相比，焓轻微降低。从点16至点17，制冷剂在冷凝器3中被冷凝。在此期间，压力被保持在大致恒定水平，而焓降低。从点17至点18，制冷剂经过内部热交换器6。从图2清楚可见，这导致焓被进一步降低，而压力保持在大致恒定水平。因此，离开冷凝器3的制冷剂的过冷由于在内部热交换器6中发生热交换而增加。这由虚线部14a示出。从图2清楚可见，过冷的该附加增加在现有技术方法中没有获得(即，当不提供内部热交换器6时)。从点18至点19，制冷剂在膨胀装置4中膨胀，从而导致压力降低，同时焓保持在大致恒定水平。为此目的，膨胀装置4基于由第一传感器7执行的测量以及由第二传感器8执行的测量来操作。因此，膨胀装置4基于离开内部热交换器6的制冷剂的测量过热值、并且适当考虑供应到膨胀装置4的制冷剂的过冷或至少适当考虑供应到膨胀装置4的制冷剂的过冷的变化来操作。从图2清楚可见，当依照根据本发明实施方式的方法操作蒸汽压缩系统I时在膨胀步骤期间达到的压力水平稍微高于当根据现有技术方法操作蒸汽压缩系统I时达到的压力水平。还清楚的是，当蒸汽压缩系统I依照根据本发明实施方式的方法操作时，膨胀的较大部分发生在液体区域中。从点19至点20，制冷剂经过蒸发器5，并且制冷剂的至少一部分经历蒸发。因此在该步骤期间，焓增加，同时压力保持在大致恒定水平。从图2清楚可见，制冷剂在离开蒸发器5时仍处于混合相(B卩，在蒸发器5中没有产生过热)，并且最大程度地利用蒸发器5的潜在制冷能力。从点20至点15，制冷剂经过内部热交换器6。这导致焓进一步增加，同时压力保持在大致恒定水平。由此，在制冷剂中引入正的过热，由线14b代表，并且由此阻止液态制冷剂到达压缩机2。从图2清楚可见，由线14a表示的焓减少对应于由线14b表示的焓增加。图3a和3b分别是以过热操作的蒸发器和没有以过热操作的蒸发器的热交换器图形。图3a的图形对应于由图2中的实线13表示的情形，而图3b的图形对应于由图2中的虚线14表示的情形。在图3a和3b中，实线21表示在蒸发器上流动的流体流的温度根据沿蒸发器的位置而变化；并且虚线22表示蒸发器温度根据沿蒸发器的位置而变化。
在图3a中，朝向蒸发器的端部的制冷剂的温度由于引入到蒸发器中的制冷剂中的过热而显著地增加。由此，蒸发器温度也朝向蒸发器的端部而增加。在该情况下，需要蒸发器温度与被冷却流体的温度之间的温差Λ T超过过热值SH。因此，蒸发器温度必须很低。在另一方面，在图3b中，在蒸发器中的制冷剂中没有引入过热。因此，对于蒸发器和被冷却流体之间的温差△ T的要求降低。因此，与如图3a所示的情形相比，蒸发器温度能够增加，如箭头23所示的。因此，从图3a和3b清楚可见，当蒸汽压缩系统依照根据本发明实施方式的方法操作时，在蒸发器处的温差能够降低，而不增加蒸汽压缩系统的充注量。在图3a和3b的图形中的线上方的箭头分别表示在蒸发器中流动的制冷剂的流动方向以及流动穿过蒸发器的流 体的流动方向。
权利要求
1.一种操作蒸汽压缩系统(I)的方法，所述蒸汽压缩系统(I)包括沿制冷剂路径设置的压缩机(2)、冷凝器(3)、膨胀装置(4)以及蒸发器(5)，所述方法包括以下步骤: -获得过热值，所述过热值表示进入所述压缩机(2)的制冷剂的过热； -获得过冷值，所述过冷值表示进入所述膨胀装置(4)的制冷剂的过冷；以及 -基于所获得的过热值以及基于所获得的过冷值来操作所述膨胀装置(4 )。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，获得过冷值的步骤包括:测量进入所述膨胀装置(4)的制冷剂的温度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述蒸汽压缩系统(I)还包括内部热交换器(6 )，所述内部热交换器设置成在从所述蒸发器(5 )朝向所述压缩机(2 )流动的制冷剂与从所述冷凝器(3)朝向所述膨胀装置(4)流动的制冷剂之间提供热交换，且其中，获得过热值的步骤包括测量沿朝向所述压缩机(2)的方向离开所述内部热交换器(6)的制冷剂的温度，并且获得过冷值的步骤包括测量沿朝向所述膨胀装置(4)的方向离开所述内部热交换器(6)的制冷剂的温度。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，从所述蒸发器(5)朝向所述压缩机(2)流动的所述制冷剂与从所述冷凝器(3)朝向所述膨胀装置(4)流动的所述制冷剂在所述内部热交换器(6)中平行地流动。
5.根据权利要求3或4所述的方法，还包括测量从所述蒸发器(5)朝向所述内部热交换器(6)流动的制冷剂的温度的步骤。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，操作所述膨胀装置(4)的步骤包括:控制所述膨胀装置(4)的开度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括仅基于在所述蒸汽压缩系统(I)的启动期间所获得的过热值来操作所述膨胀装置(4 )的步骤。
8.一种蒸汽压缩系统(1)，所述蒸汽压缩系统包括:沿制冷剂路径设置的压缩机(2)、冷凝器(3)、膨胀装置(4)以及蒸发器(5);以及内部热交换器(6)，所述内部热交换器设置成在从所述蒸发器(5)朝向所述压缩机(2)流动的制冷剂与从所述冷凝器(3)朝向所述膨胀装置(4)流动的制冷剂之间交换热，所述蒸汽压缩系统(I)还包括第一传感器(7)和第二传感器(8)，所述第一传感器设置成测量代表过热值的值，并且设置在所述制冷剂路径中位于所述内部热交换器(6)和所述压缩机(2)之间，所述第二传感器设置成测量代表过冷值的值，并且设置在所述制冷剂路径中位于所述内部热交换器(6)和所述膨胀装置(4)之间。
9.根据权利要求8所述的蒸汽压缩系统(I)，还包括控制器(11 )，所述控制器适于基于借助所述第一传感器(7 )和第二传感器(8 )获得的值来操作所述膨胀装置(4 )。
10.根据权利要求8或9所述的蒸汽压缩系统(1)，其中，所述内部热交换器(6)是平行流热交换器。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的蒸汽压缩系统(1)，还包括第三传感器(9)，所述第三传感器设置成测量代表过热值的值，并且设置在所述制冷剂路径中位于所述蒸发器(5)和所述内部热交换器(6)之间。
全文摘要
公开了操作蒸汽压缩系统(1)的方法。蒸汽压缩系统(1)包括沿制冷剂路径设置的压缩机(2)、冷凝器(3)、膨胀装置(4)以及蒸发器(5)，所述膨胀装置例如采用膨胀阀的形式。所述方法包括以下步骤获得过热值，所述过热值表示进入所述压缩机(2)的制冷剂的过热；获得过冷值，所述过冷值表示进入所述膨胀装置(4)的制冷剂的过冷；以及基于所获得的过热值和基于所获得的过冷值来操作所述膨胀装置(4)。有利的是当操作膨胀装置(4)时考虑到该过冷值，这是因为在膨胀装置(4)的给定开度下过冷值的变化对蒸发器(5)的制冷能力具有显著影响。因此当考虑过冷值时得到蒸汽压缩系统(1)的更稳定操作。蒸汽压缩系统(1)有利地还可包括例如采用抽吸管线热交换器形式的内部热交换器(6)。
文档编号F25B49/02GK103097835SQ201180032497
公开日2013年5月8日 申请日期2011年6月29日 优先权日2010年6月30日
发明者F.施密特 申请人:丹福斯有限公司