[发明专利]用于优化制冷机器的能量消耗的方法和实施所述方法的制冷机器

说明书

描述了用于对制冷单元的能量消耗进行优化的方法及实施该方法的制冷机器，制冷单元包括冷交换器和热交换器、具有驱动装置的压缩机和与交换器相关联的风扇。驱动装置包括：连接至具有电源电压的电力网络的连接件、将电源电压转换为总线电压的AC/DC转换器、将总线电压转换为驱动电压的逆变器。该方法包括：通过将压缩机的工作电压调节至优化值来启用驱动装置的热力学优化步骤；将AC/DC转换器驱动成使得总线电压与第一阈值和第二阈值之间的较大者相等的对驱动装置进行调节的步骤；其中，第一阈值等于√2与电源电压的值的乘积，并且第二阈值等于√2与驱动电压的值的乘积；设想成将每个风扇的速度修改成使总电力消耗的值最小化的风扇调节步骤。

技术领域

本发明涉及用于优化制冷机器的能量消耗的方法和实施该方法的制冷机器。

背景技术

在具有高能量性能的蒸汽压缩制冷机器的领域中，目前已知这种蒸汽压缩制冷机器设置成用于对由具有逆变器的控制器操作的压缩机的工作速度进行调节，以使冷却能力适应于偶然需求。

特别地，这种类型的传统制冷单元包括具有压缩系统的蒸汽压缩制冷回路，该压缩系统包括一个或更多个压缩机、两个热交换器以及膨胀构件，所述两个热交换器分别是由所谓的二次流体流、例如空气或水穿过的冷凝器和蒸发器，该膨胀构件一般是机械或电动工作式阀。

压缩系统可以具有能够使该压缩系统的工作状态改变以对机器的冷却能力进行调节的压缩机中的至少一个压缩机，如下文更充分地讨论的。

上述热交换器具有借助于热交换流体将由制冷回路所产生的冷却或加热热热能与外部环境进行交换的功能，该热交换流体可以是如所提及的空气、水或其他气体或液体，并且该热交换流体设计成与交换器本身相互作用，以分别释放或吸收热。

该热交换流体一般处于与所述交换器热接触的状态下，以主要通过强制对流来进行热交换。

因此，如果热交换流体是液体，则将设置有泵送系统，或者如果热交换流体是气态的，则将设置有通风系统。

已知的是，在制冷回路中处于标称工作条件下，即该制冷回路在冷却时传送最大制冷容量或在加热时传送最大热容量的工作条件下，消耗最多电能的部件是压缩机，该压缩机与所有其他电力操作的部件相比的比例甚至可以达到10:1。特别地，在这种标称条件下，相比于将热交换流体供给至热交换器的泵或风扇，压缩机吸收更多的电能。

此外，已知的是，压缩机的电吸收取决于周围条件，特别地取决于热交换流体的入口温度以及热交换流体的质量流量，所述热交换流体的实体决定了压缩机的抽吸压力和排放压力。

考虑到两种流体的预定温度条件，指示性地取决于两种来源的温湿度条件、即热交换器进行能量交换所处环境的温湿度条件，热交换流体的质量流速越大，并且压缩机必须克服的压力突增越低，则使得压缩机的电吸收越少。

通过前面的考虑，明显的是制冷回路的标称工作条件在能源效率方面受益于热交换流体的最大质量流速，并且因此受益于以所述热交换流体的最大容量进行工作的通风系统和/或泵送系统。

发明内容

如今，越来越需要使压缩系统的工作速率适应于所需负载的不同要求和两个热交换源的条件。

因此，能够通过调节压缩功率来改变制冷机器自身冷却能力的制冷机器越来越普遍。

例如，已知使用多个并联的压缩机，这些压缩机被选择性地操作并获得与所需冷却能力相对应的累积压缩功率。

循环泵压缩机的使用也是已知的，也就是说，循环泵压缩机能够使进气与排气之间的连接中断几秒钟，可变排量压缩机例如由于使用由阀调节的旁通环，由于提供了压缩机的可移动机械部件，因此由电子功率调节系统、比如逆变器驱动器驱动的压缩机能够改变压缩机驱动马达的速度。