空调设备的膨胀阀控制系统和方法
【专利说明】空调设备的膨胀阀控制系统和方法
[0001]本申请是申请人为特灵国际有限公司、国际申请日为2011年9月30日并于2013年3月26日进入中国国内阶段、申请号为201180046418.0 (国际申请号为PCT/US2011/054246)、题为“空调设备的膨胀阀控制系统和方法”的PCT国际专利申请的分案申请。
【背景技术】
[0002]—些制热、通风和空调系统(HVAC系统)可以包括热机械热膨胀阀(TXV)，其响应TXV的感温包所检测的温度通过TXV调节制冷剂的通过。TXV的感温包通常可以位于靠近蒸发器盘管的出口的压缩机吸气管线。
【发明内容】
[0003]在本公开的一些实施例中，提供一种减少HVAC系统的HVAC系统效率等级的循环损失系数的方法。该方法可以包括使用HVAC系统的电子膨胀阀的被记录的电子膨胀阀位置来运行HVAC系统、间断地运行HVAC系统和使用电子膨胀阀位置来重新运行HVAC系统，与被记录的电子膨胀阀位置相比，其允许更大的制冷剂质量流过膨胀阀。
[0004]在本发明的其它实施例中，提供了一种控制HVAC系统的电子膨胀阀的位置的方法。该方法可以包括在HVAC系统重新运行时依据预先记录的电子膨胀阀位置的百分比来运行电子膨胀阀。
[0005]在本发明的又一些实施例中，住宅用HVAC系统包括电子膨胀阀和构造成控制电子膨胀阀的位置的控制单元。控制单元可构造成响应于HVAC系统的重启运行，在基本上稳态的运行停止之后，控制电子膨胀阀溢流HVAC系统的压缩机。
【附图说明】
[0006]为了更完整地理解本公开及其优点，现参照以下简要描述，并结合附图和详细描述，其中，相同的附图标记代表相同的零件。
[0007]图1是依据本公开的配置成提供制冷功能性的HVAC系统的简化示意图；
[0008]图2是依据本公开的配置成提供制热功能性的HVAC系统的简化示意图；
[0009]图3是示出用于控制EEV的周期运行方法的简单运行流程图；
[0010]图4是用于EEV的周期运行分布(profile)的表格；以及
[0011]图5是用于EEV的另一周期运行分布的表格。
【具体实施方式】
[0012]在一些HVAC系统，TXV可以提供制冷剂流的控制，使得在HVAC系统的稳态运行期间作为可接受的性能效率测量被测试的HVAC系统效率。然而，具有TXV的相同的HVAC系统，在说明HVAC系统的周期运行效果的测试过程期间，作为决定HVAC系统的效率的构件，可能难以满足预期的效率。在一些实施例中，具有TXV的HVAC系统难以满足期望的效率的问题可能至少部分地是由于在不一致和/或不可预知的条件下TXV运行的结果。因此，不可预知的TXV的性能可能导致不可预知的HVAC系统的运行，这又会导致较难预知HVAC系统的运行效率和/或较难预知HVAC系统的效率等级。需要一种在HVAC系统的周期运行期间以可预知的方式控制膨胀阀的系统和方法，以提高实际或被测试的HVAC系统的效率。
[0013]一些HVAC系统可能响应于运行测试的结果操作地测试和分配效率等级。对于一些HVAC系统期望的是以可预知的方式不仅在运行的稳定状态下进行，而且在HVAC系统的周期运行期间进行。一些包括TXV的HVAC系统在HVAC系统的周期运行期间可能难以提供期望的可预知能力，因为TXV依据TXV感温包检测的温度固有地运行。在某种情况下，TXV的感温包检测的温度可能是HVAC系统在不一致环境下运行的许多随机因素的函数。换句话说，在具有TXV的HVAC系统的周期运行期间，TXV可能会在第一设定运行环境下以第一方式限制制冷剂流，而相同HVAC系统的相同TXV可能会在第二设定运行环境下以第二方式限制制冷剂流。同样地，需要具有膨胀阀的HVAC系统，其可以在HVAC系统周期运行期间，不管初始运行环境而提供HVAC系统的更有效的和/或更可预见的运行。在一些实施例中，本公开可以提供一种所谓的“EEV循环分布”，其指令EEV以规定的方式运行，以确保良好的Cd值(其中Cd是通常已知的在季节性能源效率等级或SEER的计算中所使用的周期损失系数)和HVAC系统的高周期效率。
[0014]一些HVAC系统已经设有电子膨胀阀(EEV)和/或电机控制的膨胀阀，致力于提供HVAC系统的更有效的和/或更可预见的运行。例如，美国专利申请公开号N0.US2009/0031740Al(以下简称为“公开号’ 740”)，其在全文中通过引用作为参考，在图1、2和3中分别公开了几个HVAC系统10、50和70，包括电子电动膨胀阀36、36a、36b。公开号’740非常详细地公开了 HVAC系统10、50和70的组成和结构，并且进一步公开了电子电动膨胀阀36、36a、36b的控制方法。尤其是，电子电动膨胀阀36、36a、36b (以下总体上共同地称为EEV)的运行和控制在第
[0037]-
[0040]段和图5和7中公开，包括控制电子电动膨胀阀36、36a、36b的各种阶段和方法。
[0015]公开号’ 740公开了根据在HVAC系统启动的一段时间内(参见图5的步骤98)的预定的阀运动分布可以对EEV进行控制，之后在HVAC系统的正常运行期间根据反馈控制模式(参见图5的步骤100)进行控制。公开号’740的图7公开了几秒时间的数值表格和作为相对于EEV的初始启动位置的开度百分比的EEV的位置。因此，公开号’ 740公开了 EEV可以根据在HVAC系统启动的一段时间内的预定阀运动分布进行控制，基于反馈的控制算法可以随时间逐步定相，以控制EEV的位置，因此逐步替代预定的阀运动分布的影响。本公开提供了控制和/或执行例如36、36a、36b的EEV的系统和方法。
[0016]现在参照图1，显示了依据本发明的一个实施例的HVAC系统100的简化示意图。更通常地，HVAC系统100配置成提供制冷功能，并且包括室外单元102和室内单元104。室外单元包括压缩机106，其有选择地压缩制冷剂，以在室外热交换器108中达到高压力。制冷剂随后从室外热交换器108流到室内单元104的EEVl 10。制冷剂流经EEVllO并且进入室内热交换器112。在一些实施例中，上述制冷剂流可有助于HVAC系统100提供制冷功能。EEVllO可由HVAC系统100的控制单元114控制。
[0017]现在参照图2，显示了依据本发明的一个实施例的HVAC系统200的简化示意图。更通常地，HVAC系统200配置成提供制热功能，并且包括室外单元202和室内单元204。室外单元包括压缩机206，其有选择地压缩制冷剂，以在室内热交换器212中达到高压力。制冷剂随后从室内热交换器212流到室外单元202的EEV210中。制冷剂流经EEV210并且进入室外热交换器208。在一些实施例中，上述制冷剂流可有助于HVAC系统200提供制热功能。EEV210可由HVAC系统200的控制单元214控制。
[0018]现在参照图3，显示如何将EEV(例如但不局限于公开号’740的图1、2和3的HVAC系统10、50和70的电动膨胀阀36、36a、36b)控制成获得高HVAC系统周期运行效率的简化运行流程图。更通常地，EEV可以依据周期运行方法1000进行控制。方法1000从方框1002开始，其中HVAC系统在已经充分运行之后重新开始运行，以达到稳态运行(如公开号’ 740中的通常定义那样)并记录所谓的“最终好的EEV位置”和“最终好