[发明专利]跨临界蒸气压缩系统的控制

说明书

技术领域

本发明涉及对跨临界蒸气压缩系统的控制。

背景技术

通常，跨临界蒸气压缩系统受到控制以优化性能系数(COP)。已知控制方法包括测量各种参数和比较所测量的参数与所存储的代表高效系统的值。举例而言，如果所测量的参数显著地高于所存储的值，那么该系统低效操作，因此调整操作参数。

发明内容

在一方面，本发明提供一种跨临界蒸气压缩系统。该跨临界蒸气压缩系统包括：压缩机，其用于压缩制冷剂；第一热交换器，其用于冷却该制冷剂；膨胀装置，其用于降低制冷剂的压力；第二热交换器，其用于将热吸到制冷剂内；以及，控制器，其被编程以计算跨越第二热交换器的第一能量差和跨越压缩机的第二能量差；通过将第一能量差除以第二能量差来计算能量比，比较该能量比与先前计算的能量比；以及，基于该能量比相对于先前计算的能量比的比较来调整系统的操作参数。

在另一方面，本发明提供一种控制跨临界蒸气压缩系统的方法。该方法包括：提供压缩机，其用于压缩制冷剂；提供第一热交换器，其用于冷却该制冷剂；提供膨胀装置，其用于降低制冷剂的压力；提供第二热交换器，其用于将热吸到制冷剂内；计算跨越第二热交换器的第一能量差；计算跨越压缩机的第二能量差；通过将第一能量差除以第二能量差来计算能量比；比较该能量比与先前计算的能量比；以及，基于该能量比相对于先前计算的能量比的比较来调整系统的操作参数。

在另一方面，本发明提供一种跨临界蒸气压缩系统。该跨临界蒸气压缩系统包括：压缩机，其用于压缩制冷剂；第一热交换器，其用于冷却该制冷剂；膨胀装置，其用于降低制冷剂的压力；第二热交换器，其用于将热吸到制冷剂内；第一风机，其用于在第一热交换器上导向第一流体；第二风机，其用于在第二热交换器上导向第二流体；第一温度传感器和第一压力传感器，其位于压缩机的入口附近以分别测量温度和压力；第二温度传感器和第二压力传感器，其位于压缩机的出口附近以分别测量温度和压力；第三温度传感器，其位于第二热交换器的入口附近以测量温度；第四温度传感器，其位于第二热交换器的出口附近以测量温度；第三压力传感器，其位于第二热交换器的入口和出口之一附近以测量压力，以及，控制器。控制器被编程以基于对温度和压力的测量来计算压缩机的入口、压缩机的出口、第二热交换器的入口和第二热交换器的出口附近的制冷剂的内部能量；通过从第二热交换器的出口附近的制冷剂的内部能量减去第二热交换器的入口附近的制冷剂的内部能量来计算第一能量差；通过从压缩机的出口附近的制冷剂的内部能量减去压缩机的入口附近的制冷剂的内部能量来计算第二能量差；通过将第一能量差除以第二能量差来计算能量比；比较该能量比与先前计算的能量比；以及，基于该能量比与先前计算的能量比的比较来调整下列中的至少一个：第一风机的速度，第二风机的速度，压缩机的速度，以及，膨胀装置的开口。

附图说明

通过考虑详细描述和附图，本发明的其它方面将会变得显然。

图1是根据本发明的跨临界蒸气压缩系统的示意图。

图2是图1所示的跨临界蒸气压缩系统的内部能量和压力的图。

具体实施方式

在详细地解释本发明的任何实施例之前，应了解本发明的应用并不限于在下文的描述中所陈述或附图所图示的构件构造和布置的细节。本发明能有其它实施例且能以各种方式来实践或实施。

图1示出跨临界蒸气压缩系统10。跨临界蒸气压缩系统10为优选地利用二氧化碳(CO₂)作为制冷剂的闭合回路单级蒸气压缩循环，但也可采用适合于跨临界蒸气压缩系统的其它制冷剂，如本领域中已知的那样。该系统10包括串联连接的压缩机14、气体冷却器18、膨胀阀22、蒸发器26和储罐30。温度传感器42a-42e和压力传感器46a-46e分别位于压缩机入口1、压缩机出口2、气体冷却器出口3、蒸发器入口4和蒸发器出口5处。