用于控制蒸气压缩系统长时间处于喷射器模式的方法与流程

文档序号:14623617发布日期:2018-06-08 04:23阅读:150来源:国知局

本发明涉及一种用于控制包括喷射器的蒸气压缩系统的方法。本发明的方法允许喷射器在比现有技术方法更宽的操作条件范围内进行操作,从而提高蒸气压缩系统的能量效率。



背景技术:

在一些蒸气压缩系统中,喷射器在制冷剂路径中被安排在相对于排热换热器处于下游的位置处。由此,离开排热换热器的制冷剂被供应到喷射器的初级入口。离开蒸气压缩系统的蒸发器的制冷剂可以被供应到喷射器的次级入口。

喷射器是使用文丘里效应借助于被供应到喷射器的动力入口(或初级入口)的动力流体来增大在喷射器的吸入口(或次级入口)处流体的压力能的一种泵。由此,如以上所描述地将喷射器安排在制冷剂路径中将致使制冷剂做功,并且由此与没有提供喷射器的情形相比,蒸气压缩系统的功耗得以减小。

喷射器的出口通常连接到接收器上,在该接收器中液态制冷剂与气态制冷剂分离。制冷剂的液态部分经由膨胀装置被供应到蒸发器,并且制冷剂的气态部分可以被供应到压缩机单元。令人期望的是使蒸气压缩系统进行操作,其方式为使得将离开蒸发器的制冷剂的尽可能大的部分供应到喷射器的次级入口,并且主要从接收器的气体出口提供对压缩机单元的制冷剂供应,因为这是操作蒸气压缩系统的最节能方式。

在高环境温度下(诸如在夏季期间),离开排热换热器的制冷剂的温度以及压力是相对高的。在这种情况下,喷射器表现良好,并且有利的是将离开蒸发器的所有制冷剂都供应到喷射器的次级入口,并且仅从接收器向压缩机单元供应气态制冷剂,如以上所描述。当蒸气压缩系统以这种方式操作时,有时将其称为“夏季模式”。

在另一方面,在低环境温度下(诸如在冬季期间),离开排热换热器的制冷剂的温度以及压力是相对低的。在这种情况下,喷射器表现不佳,并且因此离开蒸发器的制冷剂通常被供应到压缩机单元而不是被供应到喷射器的次级入口。当蒸气压缩系统以这种方式操作时,有时将其称为“冬季模式”。如以上所描述,这是操作蒸气压缩系统的较不节能的方式,并且因此令人期望的是在尽可能低的环境温度下使蒸气压缩系统以“夏季模式”(即,在喷射器操作的情况下)操作。

US 2012/0167601 A1披露了一种喷射器循环。排热换热器联接到压缩机上以便接收被压缩的制冷剂。喷射器具有初级入口、次级入口、以及出口,该初级入口联接到该排热换热器上。分离器具有入口、气体出口、以及液体出口,该入口联接到该喷射器的该出口上。该系统可以在第一模式与第二模式之间切换。在该第一模式中,离开该吸热换热器的制冷剂被供应到该喷射器的该次级入口。在该第二模式中,离开该吸热换热器的制冷剂被供应到该压缩机。



技术实现要素:

本发明的实施例的目的是提供一种用于即使在低环境温度下也以节能方式控制包括喷射器的蒸气压缩系统的方法。

本发明的实施例的另一个目的是提供一种用于控制包括喷射器的蒸气压缩系统的方法,其中该方法使得该喷射器能够在比现有技术方法更低的环境温度下操作。

本发明提供了一种用于控制蒸气压缩系统的方法,该蒸气压缩系统包括被布置在制冷剂路径中的压缩机单元、排热换热器、喷射器、接收器、至少一个膨胀装置、以及至少一个蒸发器,该喷射器包括初级入口、次级入口、以及出口,该方法包括以下步骤:

-获得离开该排热换热器的制冷剂的温度,

-基于所获得的离开该排热换热器的制冷剂的温度来得出离开该排热换热器的制冷剂的参考压力值,

-获得在该接收器中占主导的压力与离开该蒸发器的制冷剂的压力之间的压力差,

-将该压力差与预定义的第一下限阈值进行比较,

-在该压力差高于该第一下限阈值的情况下,基于所得出的参考压力值来控制该蒸气压缩系统,以便获得等于所得出参考压力值的离开该排热换热器的制冷剂的压力,并且

-在该压力差低于该第一下限阈值的情况下,选择固定参考压力值,该固定参考压力值对应于在该压力差处于基本上等于该第一下限阈值的预定义水平时所得出的参考压力值,并且基于所选择的固定参考压力值来控制该蒸气压缩系统,以便获得等于所选择的固定参考压力值的离开该排热换热器的制冷剂的压力。

根据本发明的方法是用于控制蒸气压缩系统。在本文的上下文中,术语“蒸气压缩系统”应当被解释为意指以下任何系统:其中流体介质(诸如制冷剂)流循环并且被交替地压缩和膨胀,由此提供对一定体积的制冷或加热。因而,该蒸气压缩系统可以是制冷系统、空调系统、热泵等。

该蒸气压缩系统包括被安排在制冷剂路径中的压缩机单元、排热换热器、喷射器、接收器、至少一个膨胀装置、以及至少一个蒸发器,该压缩机单元包括一个或多个压缩机。该喷射器具有连接到该排热换热器的出口上的初级入口、连接到该接收器上的出口、以及连接到该或这些蒸发器的一个或多个出口上的次级入口。每个膨胀装置被安排成用于控制对蒸发器的制冷剂供应。该排热换热器可以例如呈冷凝器的形式或呈气体冷却器的形式,在该冷凝器中制冷剂至少部分地冷凝,在该气体冷却器中制冷剂被冷却、但是保持呈气态。该或这些膨胀装置可以例如呈一个或多个膨胀阀的形式。

因此,在该制冷剂路径中流动的制冷剂由该压缩机单元的该一个或多个压缩机进行压缩。压缩的制冷剂被供应到该排热换热器,在该排热换热器处与周围环境、或者与跨该排热换热器的次级流体流发生热交换,其方式为使得从流动穿过该排热换热器的该制冷剂排出热量。在该排热换热器呈冷凝器的形式的情况下,该制冷剂在穿过该排热换热器时至少部分地被冷凝。在该排热换热器呈气体冷却器的形式的情况下,流动穿过该排热换热器的该制冷剂被冷却、但是保持呈气态。

该制冷剂从该排热换热器被供应到该喷射器的该初级入口。当该制冷剂穿过该喷射器时,该制冷剂的压力减小,并且由于在该喷射器中发生膨胀,离开该喷射器的该制冷剂通常将呈液态和气态制冷剂的混合物的形式。

该制冷剂然后被供应到该接收器,在该接收器处该制冷剂被分离成液态部分和气态部分。该制冷剂的该液态部分被供应到该或这些膨胀装置,在该或这些膨胀装置处该制冷剂的压力减小;之后该制冷剂被供应到该或这些蒸发器。每个膨胀装置向特定蒸发器供应制冷剂,并且因此可以通过控制对应的膨胀装置来单独地控制对每个蒸发器的制冷剂供应。由此,被供应到该或这些蒸发器的该制冷剂呈气液混合态。在该或这些蒸发器中,该制冷剂的该液态部分至少部分地被蒸发,同时与环境或者与跨该或这些蒸发器的次级流体流发生热交换,其方式为使得由流动穿过该或这些蒸发器的该制冷剂吸收热量。最后,该制冷剂被供应到该压缩机单元。

该接收器中的该制冷剂的气态部分可以被供应到该压缩机单元。由此,该气态制冷剂不经受由该或这些膨胀装置引起的压降,并且能量得以守恒,如以上所描述。

因而,在该制冷剂路径中流动的该制冷剂的至少一部分交替地被该压缩机单元中的该一个或多个压缩机压缩和被该或这些膨胀装置膨胀,同时在该排热换热器和该或这些蒸发器处发生热交换。由此,可以获得对一个或多个体积的冷却或加热。

根据本发明的方法,首先获得离开该排热换热器的制冷剂的温度。这可以包括借助于在该致冷剂路径中相对于该排热换热器被安排在下游的温度传感器来直接测量离开该排热换热器的制冷剂的温度。作为替代方案,可以基于在将该排热换热器和该喷射器互连的管道的外部部分上执行的温度测量来获得离开该排热换热器的制冷剂的温度。作为另一个替代方案,可以基于其他适合的测量参数(诸如环境温度)来得出离开该排热换热器的制冷剂的温度。

接下来,基于所获得的离开该排热换热器的制冷剂的温度来得出离开该排热换热器的制冷剂的参考压力值。针对离开该排热换热器的制冷剂的给定温度,存在导致该蒸气压缩系统以最佳性能系数(COP)进行操作的离开该排热换热器的制冷剂的压力水平。该压力值可以有利地被选择作为该参考压力值。离开该排热换热器的制冷剂温度越高,提供该最佳性能系数(COP)的压力水平将越高。

接下来,获得在该接收器中占主导的压力与离开该蒸发器的制冷剂的压力之间的压力差,并且将该压力差与第一下限阈值进行比较。

在该接收器中占主导的压力与离开该或这些蒸发器的制冷剂的压力之间的压力差对于该喷射器是否能够有效地操作(即,该喷射器是否能够将离开该蒸发器的制冷剂吸入到该喷射器的该次级入口中)是决定性的。该第一下限阈值可以有利地被选择,其方式为使得该第一下限阈值对应于一定压力差,低于该压力差,预期该喷射器无效地操作。

在该压力差高于该第一下限阈值的情况下,因此可以假定该喷射器能够有效地操作。因此,在这种情况下,可以操作该蒸气压缩系统以便获得最佳性能系数(COP),并且该喷射器仍将有效地操作。因此,在这种情况下,以正常方式、即基于所得出的参考压力值来操作该蒸气压缩系统,以便获得等于所得出的参考压力值的离开该排热换热器的制冷剂的压力。当环境温度相对高时,经常会发生这种情形。

在另一方面,在该压力差低于该第一下限阈值的情况下,那么可以假定该喷射器不能够有效地操作。因此,如果在这种情况下以正常方式操作该蒸气压缩系统,那么该喷射器将不进行操作,并且因此该蒸气压缩系统的能量效率降低。当环境温度相对低时,经常会发生这种情形。

如果该蒸气压缩系统被操作,其方式为使得离开该排热换热器的制冷剂的压力稍微高于提供最佳性能系数(COP)的压力水平,那么该性能系数(COP)将仅稍微减小。离开该排热换热器的制冷剂的稍微更高的压力导致跨该喷射器的稍微更高的压力差。这提高了该喷射器将制冷剂从该蒸发器的该出口朝向该喷射器的该次级入口吸入的能力。因此,操作该蒸气压缩系统以获得离开该排热换热器的制冷剂的稍微更高的压力将导致该喷射器能够在更低环境温度下进行操作,由此提高该蒸气压缩系统的该能量效率,即使离开该排热换热器的制冷剂的增大的压力导致该性能系数(COP)的稍微减小也是如此。

因此,在于该接收器中占主导的压力与离开该蒸发器的制冷剂的压力之间的该压力差低于该第一下限阈值的情况下,选择离开该排热换热器的制冷剂的固定参考压力值而不是所得出的参考压力值。该固定参考压力值对应于在该压力差处于基本上等于该第一下限阈值的预定义水平时所得出的参考压力值。实质上,在该压力差减小的情况下,当达到该第一下限阈值时,该参考压力值简单地被维持在当前水平。随后,基于该固定参考压力值来控制该蒸气压缩系统,以便获得等于所选择的固定参考压力值的离开该排热换热器的制冷剂的压力。这允许该蒸气压缩系统的该喷射器在更低环境温度下进行操作,由此提高该蒸气压缩系统的该能量效率。

该方法在该压力差低于该第一下限阈值的情况下可以进一步包括以下步骤:

-获得所得出的参考压力值与所选择的固定参考压力值之间的差,

-将所获得的差与第二上限阈值进行比较,并且

-在所获得的差高于该第二上限阈值的情况下,选择所得出的参考压力值,并且根据所得出的参考压力值来控制该蒸气压缩系统,以便获得等于所得出的参考压力值的离开该排热换热器的制冷剂的压力。

根据这个实施例,如果该压力差低于该第一下限阈值,并且因此已经选择该固定参考压力值,那么仍然监测离开该排热换热器的制冷剂的温度并得出对应的参考压力值。因此,仍然得出通常将应用的参考压力值,即使已经选择固定参考压力值并且据此来控制该蒸气压缩系统。

此外,获得所得出的参考压力值与所选择的固定参考压力值之间的差并且将其与第二上限阈值进行比较。

在所获得的差高于该第二上限阈值的情况下,选择所得出的参考压力值并且随后基于此来控制该蒸气压缩系统,如以上所描述。因此,如果所得出的参考压力值与该固定参考压力值之间的差变得太大,那么不再认为该差适合于维持离开该排热换热器的制冷剂的增大的压力,并且因此选择“正常”的所得出的参考压力值而不是增大的固定参考压力值,即,使该蒸气压缩系统在没有该喷射器的能量效率益处的情况下进行操作。

应当注意的是,该第二上限阈值可以是固定值。作为替代方案,该第二上限阈值可以是可变值,诸如所得出的参考压力值的适合的百分比。

获得在该接收器中占主导的压力与离开该蒸发器的制冷剂的压力之间的压力差的步骤可以包括测量该接收器中的压力和/或离开该蒸发器的制冷剂的压力的步骤。作为替代方案,能够以其他方式(例如,通过根据其他测量参数得出压力)获得压力。作为另一个替代方案,可以在无需对应地获得该接收器内的制冷剂和离开该蒸发器的制冷剂的绝对压力的情况下获得该压力差。

得出参考压力的步骤可以包括使用提供以下各项的相应值的查找表:离开该排热换热器的制冷剂的温度、离开该排热换热器的制冷剂的压力、以及该蒸气压缩系统的最佳性能系数(COP)。该查找表可以例如呈表示温度、压力和COP之间的关系的曲线的形式。根据这个实施例,可以容易地获得针对离开该蒸发器的制冷剂的给定温度提供最佳COP的压力。

另外地或可替代地,得出参考压力值的步骤可以包括基于离开该排热换热器的制冷剂的温度来计算该参考压力值。这可以例如通过使用预定义的公式来完成。

基于所得出的参考压力值或基于所选择的固定参考压力值来控制该蒸气压缩系统的步骤可以包括调整跨该排热换热器的次级流体流。调整跨该排热换热器的该次级流体流影响在该排热换热器中发生的热交换,由此影响离开该排热换热器的制冷剂的压力。在跨该排热换热器的该次级流体流是空气流的情况下,可以通过调整被安排成用于引起该空气流的风扇的速度、或通过开启或关闭一个或多个风扇来调整该流体流。类似地,在该次级流体流是液体流的情况下,可以通过调整被安排成用于引起该液体流的泵来调整该流体流。

可替代地或另外地,基于所得出的参考压力值或基于所选择的固定参考压力值来控制该蒸气压缩系统的步骤可以包括调整该压缩机单元的压缩机容量。这导致对进入该排热换热器的制冷剂的压力进行调整,由此导致对离开该排热换热器的制冷剂的压力进行调整。

可替代地或另外地,基于所得出的参考压力值或基于所选择的固定参考压力值来控制该蒸气压缩系统的步骤可以包括调整该喷射器的该初级入口的开度。该喷射器的该初级入口的开度确定从该排热换热器朝向该接收器的制冷剂流量。如果该喷射器的该初级入口的开度增大,那么来自该排热换热器的制冷剂的流速增大,由此导致离开该排热换热器的制冷剂的压力的减小。类似地,该喷射器的该初级入口的开度的减小导致离开该排热换热器的制冷剂的压力的增大。此外,在该蒸气压缩系统包括与该喷射器平行安排的高压阀的情况下,可以通过打开或闭合该高压阀、或通过调整该高压阀的开度来调整离开该排热换热器的制冷剂的压力。

附图说明

现在将参考附图更详细地描述本发明,在附图中:

图1是依据根据本发明的第一实施例的方法来控制的蒸气压缩系统的图解视图,

图2是依据根据本发明的第二实施例的方法来控制的蒸气压缩系统的图解视图,

图3是依据根据本发明的实施例的方法来控制的蒸气压缩系统的logP-h图,

图4是示出对应地作为以下项的函数的性能系数的曲线图:依据根据本发明的方法来控制的蒸气压缩系统的环境温度,以及依据现有技术方法来控制的蒸气压缩系统的环境温度,

图5示出了对离开蒸气压缩系统的排热换热器的制冷剂的压力的控制,

图6是示出图5的高压控制单元的操作的框图,并且

图7是示出图5的风扇控制单元的操作的框图。

具体实施方式

图1是依据根据本发明的第一实施例的方法来控制的蒸气压缩系统1的图解视图。蒸气压缩系统1包括被安排在制冷剂路径中的压缩机单元2、排热换热器5、喷射器6、接收器7、呈膨胀阀形式的膨胀装置8、以及蒸发器9,该压缩机单元包括多个压缩机3、4(其中的三个被示出)。

所示压缩机3中的两个连接到蒸发器9的出口上。因此,离开蒸发器9的制冷剂可以被供应到这些压缩机3。第三压缩机4连接到接收器7的气体出口10上。因此,气态制冷剂可以从接收器7被直接供应到这个压缩机4。

在制冷剂路径中流动的制冷剂由压缩机单元2的压缩机3、4进行压缩。压缩的制冷剂被供应到排热换热器5,在该排热换热器处发生热交换,其方式为使得从制冷剂排出热量。

离开排热换热器5的制冷剂被供应到喷射器6的初级入口11,之后被供应到接收器7。制冷剂在穿过喷射器6时经历膨胀。由此,制冷剂的压力减小,并且被供应到接收器7的制冷剂处于液气混合态。

在接收器7中,制冷剂被分离成液态部分和气态部分。制冷剂的液态部分经由接收器7的液体出口12和膨胀装置8被供应到蒸发器9。在蒸发器9中,制冷剂的液态部分至少部分地蒸发,同时发生热交换,其方式为使得由制冷剂吸收热量。

离开蒸发器9的制冷剂被供应到压缩机单元2的压缩机3或者被供应到喷射器6的次级入口13。

当离开蒸发器9的所有制冷剂都被供应到喷射器6的次级入口13、并且压缩机单元2仅从接收器7的气体出口10接收制冷剂时,图1的蒸气压缩系统1以最节能的方式进行操作。在这种情况下,只有压缩机单元2的压缩机4在进行操作,而压缩机3是关闭的。因此,令人期望的是在总操作时间的尽可能大的部分内使蒸气压缩系统1以这种方式进行操作。然而,在低环境温度下(其中离开排热换热器5的制冷剂的压力通常是相对低的),喷射器6表现不佳,并且因此离开蒸发器9的制冷剂通常将被供应到压缩机3,由此导致蒸气压缩系统1的较不节能的操作。

根据本发明的方法,例如通过简单地直接测量制冷剂的温度或通过测量环境温度来获得离开排热换热器5的制冷剂的温度。

基于所获得的离开排热换热器5的制冷剂的温度来得出离开排热换热器5的制冷剂的参考压力值。这可以例如通过查阅提供温度、压力、以及最佳性能系数的相应值的查找表或一系列曲线来完成。可替代地,可以借助于计算来得出参考压力值。所得出的参考压力值可以有利地是致使蒸气压缩系统1在离开排热换热器5的制冷剂的给定温度下以最佳性能系数(COP)进行操作的离开排热换热器5的制冷剂的压力。

此外,获得在接收器7中占主导的压力与离开蒸发器9的制冷剂的压力之间的压力差并且将其与第一下限阈值进行比较。当该压力差变小时,它指示蒸气压缩系统1的操作正在接近喷射器6表现不佳的区域。然而,当压力差大时,可以预期喷射器6表现良好。

因此,在压力差高于第一下限阈值的情况下,选择所得出的参考压力值,并且基于这个参考压力值操作蒸气压缩系统1。所以,蒸气压缩系统1只是像它通常那样地进行操作,以便获得导致最佳性能系数(COP)的离开排热换热器5的制冷剂的压力,并且喷射器6将自动地进行操作。

在另一方面,在压力差低于第一下限阈值的情况下,必须预期到接近了喷射器6不再表现良好的区域。因此,替代所得出的参考压力值,选择固定参考压力值。固定参考压力值稍微高于所得出的参考压力值,并且它对应于在压力差处于基本上等于第一下限阈值的预定义水平时所得出的参考压力值。所以,在这种情况下,蒸气压缩系统1不依据提供最佳性能系数(COP)的离开排热换热器5的制冷剂的压力来进行操作。相反,喷射器6被保持运行持续延长的时间,并且这提供了COP的增大,该增大超过了操作在离开排热换热器5的制冷剂的稍微增大的压力下操作的蒸气压缩系统1的影响。由此,蒸气压缩系统1的总能量效率得以提高。

离开排热换热器5的制冷剂的压力可以例如通过调整喷射器6的初级入口11的开度来调整。可替代地,该压力可以通过调整在接收器7内占主导的压力(例如,通过调整连接到接收器7的气体出口10上的压缩机4的压缩机容量,或者通过调整被安排在将接收器7的气体出口10和压缩机3互连的制冷剂路径中的旁通阀14)来调整。

图2是依据根据本发明的第二实施例的方法来控制的蒸气压缩系统1的图解视图。图2的蒸气压缩系统1非常类似于图1的蒸气压缩系统1,并且因此这里将不对其进行详细描述。

在图2的蒸气压缩系统1的压缩机单元2中,一个压缩机3被示出为连接到蒸发器9的出口上,并且一个压缩机4被示出为连接到接收器7的气体出口10上。第三压缩机15被示出为设置有三通阀16,该三通阀允许压缩机15选择性地连接到蒸发器9的出口或接收器7的气体出口10上。由此,压缩机单元2的压缩机容量的部分可以在“主压缩机容量”(即,当压缩机15连接到蒸发器9的出口上时)与“接收机压缩机容量”(即,当压缩机15连接到接收器7的气体出口10上时)之间变换。由此,通过操作三通阀16、由此增大或减小可供用于压缩从接收器7的气体出口10接收的制冷剂的压缩机容量的量,可以进一步调整在接收器7内占主导的压力并因此调整离开排热换热器5的制冷剂的压力。

图3是依据根据本发明的实施例的方法来控制的蒸气压缩系统的logP-h图,即示出压力作为焓的函数的曲线图。该蒸气压缩系统可以是例如图1所示的蒸气压缩系统或图2所示的蒸气压缩系统。

在蒸气压缩系统的正常操作过程中,在点17处,制冷剂进入压缩机单元的连接到蒸发器出口上的一个或多个压缩机。从点17到点18,制冷剂由这个压缩机或这些压缩机进行压缩。类似地,在点19处,制冷剂进入压缩机单元的连接到接收器的气体出口上的一个或多个压缩机。从点19到点20,制冷剂由这个压缩机或这些压缩机进行压缩。可以看出,压缩导致制冷剂的压力以及焓的增大。可以进一步看出,在点19处从接收器的气体出口接收的制冷剂处于比在点17处从蒸发器的出口接收的制冷剂更高的压力水平。

对应地从点18和20到点21,制冷剂穿过排热换热器,在该排热换热器处发生热交换,其方式为使得热量被制冷剂排出。这导致焓的减小,而压力保持不变。

从点21到点22,制冷剂穿过喷射器并被供应到接收器。由此,致冷剂经历膨胀,从而导致致冷剂的压力的减小和焓的稍微减小。

点23表示接收器中的制冷剂的液态部分,并且从点23到点24,制冷剂穿过膨胀装置,由此减小制冷剂的压力。类似地,点19表示接收器中的制冷剂的气态部分,该气态部分被直接供应到连接到接收器的气体出口上的压缩机。

从点24到点17,制冷剂穿过蒸发器,在该蒸发器处发生热交换,其方式为使得热量被制冷剂吸收。由此,制冷剂的焓增大,而压力保持不变。

从点19到点17,制冷剂经由旁通阀从接收器的气体出口传递到吸入管线,即,制冷剂路径的将蒸发器的出口和压缩机单元的入口互连的部分。

在蒸气压缩系统的控制接近喷射器不再表现良好(例如,由于低环境温度)的区域的情况下,蒸气压缩系统替代地按以下方式来控制,该方式使得离开排热换热器的制冷剂的压力稍微增大,如由logP-h图的虚线所示。这具有以下结果:制冷剂穿过喷射器时(从点21a到点22)的压力的减小大于正常操作过程中(即,从点21到点22)的压力的减小。这提高了喷射器驱动次级流体流、即将制冷剂从蒸发器的出口吸入到喷射器的次级入口的能力。因此,离开排热换热器的制冷剂的增大的压力允许喷射器在更低环境温度下进行操作。

图4是示出对应地作为以下项的函数的性能系数的曲线图:依据根据本发明的方法来控制的蒸气压缩系统的环境温度,以及依据现有技术方法来控制的蒸气压缩系统的环境温度。虚线表示根据现有技术方法的蒸气压缩系统的操作,并且实线表示依据根据本发明的方法的蒸气压缩系统的操作。

在高环境温度下,喷射器表现良好,从而导致蒸气压缩系统以与在蒸气压缩系统在没有喷射器的情况下进行操作时的情况相比更高的性能系数(COP)进行操作。

当环境温度达到约25℃时,蒸气压缩系统接近喷射器不再表现良好的区域。这对应于低于第一下限阈值的在接收器中占主导的压力与离开蒸发器的制冷剂的压力之间的压力差。在正常情况下,喷射器将只是在此时停止操作,从而导致蒸气压缩系统如虚线所指示地进行操作。由此,蒸气压缩系统的性能系数(COP)在此时突然下降。

相反,根据本发明,离开排热换热器的制冷剂的压力维持在稍微增大的水平,从而导致喷射器能够在更低环境温度下进行操作,如以上所描述,即,遵循实线而不是虚线。这由曲线图中的“扭曲”25示出。维持离开排热换热器的制冷剂的增大的压力水平,直到环境温度达到保持喷射器操作不再有利的水平为止,因为它不再提供蒸气压缩系统的COP。这对应于增大到高于第二上限阈值的所得出的参考压力值与所选择的固定参考压力值之间的差。这在点26处发生,该点对应于约21℃的环境温度。在更低环境温度下,蒸气压缩系统在没有喷射器的情况下简单地进行操作。

从图4的曲线图中可以清楚地看出,根据本发明的方法在喷射器表现良好的区域与喷射器未操作的区域之间提供过渡区域,由此允许喷射器在更低环境温度(即,约在21℃与25℃之间)下进行操作。

图5示出了对离开蒸气压缩系统的排热换热器5的制冷剂的压力的控制。蒸气压缩系统可以是例如图1的蒸气压缩系统或图2的蒸气压缩系统。

借助于温度传感器27测量离开排热换热器5的制冷剂的温度,并且借助于压力传感器28测量离开排热换热器5的制冷剂的压力。此外,借助于温度传感器29测量环境温度。

将所测量的离开排热换热器5的制冷剂的温度和压力供应到高压控制单元30。基于所测量的离开排热换热器5的制冷剂的温度,高压控制单元30选择离开排热换热器的制冷剂的参考压力值,该参考压力值是所得出的参考压力值或固定参考压力值,如以上所描述。高压控制单元30进一步确保蒸气压缩系统被控制以便获得等于所选择的参考压力值的离开排热换热器5的制冷剂的压力。高压控制单元30基于所测量的离开排热换热器5的制冷剂的压力来做到这一点。

为了控制离开排热换热器5的制冷剂的压力,高压控制单元30产生用于喷射器6的控制信号。用于喷射器6的控制信号导致对喷射器6的初级入口11的开度进行调整。喷射器6的初级入口11的开度的减小将导致离开排热换热器5的制冷剂的压力增大,并且喷射器6的初级入口11的开度的增大将导致离开排热换热器5的制冷剂的压力减小。

风扇控制单元31接收由温度传感器27测量的离开排热换热器5的制冷剂的温度、以及来自测量环境温度的温度传感器29的温度信号。基于所接收的信号,风扇控制单元31产生用于驱动跨排热换热器5的次级空气流的风扇的电动机32的控制信号。响应于该控制信号,电动机32调整风扇的速度,由此调整跨排热换热器5的次级空气流。跨排热换热器5的次级空气流的减小将导致离开排热换热器5的制冷剂的温度的增大。这将导致高压控制单元30增大离开排热换热器5的制冷剂的压力。类似地,跨排热换热器5的次级空气流的增大将导致离开排热换热器5的制冷剂的压力的减小。

可替代地,次级液体流可以跨排热换热器5流动。在这种情况下,风扇控制单元31可以替代地产生用于驱动跨排热换热器5的次级流体流的泵的控制信号。

图6是示出图5的高压控制单元30的操作的框图。测量离开排热换热器的制冷剂的温度(Tgc)并将其供应到参考压力得出块33,在该参考压力得出块处,基于所测量的离开排热换热器的制冷剂的温度得出离开排热换热器的制冷剂的压力的参考压力值。参考压力值可以从提供以下各项的相应值的查找表或一系列曲线得出:离开排热换热器的制冷剂的温度、离开排热换热器的制冷剂的压力、以及性能系数(COP)。由此,所得出的参考压力值优选地是导致蒸气压缩系统以最佳性能系数(COP)进行操作的压力值。

将所得出的参考压力值供应到评估器34,在该评估器处,将在接收器中占主导的压力与离开蒸发器的制冷剂的压力之间的压力差(Ej偏移)与第一下限阈值进行比较。评估器34基于此确定应当选择所得出的参考压力值还是固定参考压力值作为离开排热换热器的制冷剂的压力的参考值。

将所选择的参考压力值供应到比较器35,在该比较器处,将参考压力值与离开排热换热器的制冷剂的压力的测量值进行比较。将比较的结果供应到PI控制器36,并且PI控制器36基于此产生用于喷射器的控制信号,从而导致对喷射器的初级入口的开度进行调整,其方式为使得离开排热换热器的制冷剂的压力达到参考压力值。

图7是示出图5的风扇控制单元31的操作的框图。测量环境温度(T amb)并将其供应到第一求和点37,在该第一求和点处,将偏移(dT)加到所测量的环境温度。将加法的结果供应到另一个求和点38,在该求和点处,将源自根据本发明的方法的偏移(Ej偏移)加到该结果。由此获得最终温度设定点(设定点)。

将最终温度设定点供应到比较器39,在该比较器处,将温度设定点与离开排热换热器的制冷剂的测量温度进行比较。将比较的结果供应到PI控制器40,并且PI控制器40基于此产生用于驱动跨排热换热器的次级空气流的风扇的电动机的控制信号。控制信号导致对风扇的速度进行控制,其方式为使得离开排热换热器的制冷剂的温度达到参考温度值。

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