制冷系统冷凝器风扇控制技术方案

本发明专利技术提供一种控制具有压缩机、冷凝器、蒸发器和变速冷凝器风扇的制冷系统的方法。所述方法包括：确定环境温度或压缩机吸入压力的变化是否大于预先确定的阈值；如果所述环境温度或所述压缩机吸入压力的所述变化高于所述预先确定的阈值，那么确定近最优冷凝压力/温度；基于所述确定的近最优冷凝压力/温度来设定冷凝压力设定点；以及基于所述冷凝压力设定点来设定变速冷凝器风扇的速度。

【技术实现步骤摘要】
专利
本文公开的主题涉及制冷系统，并且更具体地说涉及对运输制冷系统的冷凝器风扇控制优化。技术背景通常使用如冷冻拖车的控温货物集装箱来运输食物产品和其它温度敏感产品。冷冻拖车通常包括一般安装于拖车前壁上的制冷机组，所述制冷机组有一部分突出至拖车内部。在一些已知拖车中，烧燃料的发动机可用于驱动制冷系统的压缩机。燃料使用和燃料效率在运输制冷系统的评估中很关键。为了减少燃料使用或改进燃料效率，尤其在部分负荷条件下，一些运输制冷系统从单速技术移至变频驱动(VFD)或多速驱动(MSD)技术。需要适当控制VFD和MSD以便获得重大改进。专利技术概要一方面，提供一种控制具有压缩机、冷凝器、蒸发器和变速冷凝器风扇的制冷系统的方法。所述方法包括：确定环境温度或压缩机吸入压力的变化是否大于预先确定的阈值；如果环境温度或压缩机吸入压力的变化高于预先确定的阈值，那么确定近最优冷凝压力/温度；基于确定的近最优冷凝压力/温度来设定冷凝压力设定点；以及基于冷凝压力设定点来设定变速冷凝器风扇的速度。除了上述一个或多个特征以外，或作为替代，其它实施方案可包括：其中确定近最优冷凝压力/温度的步骤包括确定环境温度，确定离开蒸发器的饱和温度，确定压缩机速度，以及基于确定的环境温度、离开蒸发器的饱和温度和压缩机速度来确定近最优冷凝压力/温度；其中近最优冷凝压力/温度是使用本文描述的方程(1)来确定；确定制冷系统的第一总功率消耗并且设定为当前最小功率(Wmin)，使变速冷凝器风扇的速度减小预先确定的量，随后确定制冷系统的第二总功率消耗并且设定为当前功率(Wcur)，并且确定Wcur是否大于Wmin；如果Wcur大于Wmin，那么使变速冷凝器风扇的速度增加预先确定的量；和/或随后确定制冷系统的第三总功率消耗并且设定为当前功率(Wcur)，并且确定Wcur是否大于Wmin。另一方面，提供一种控制具有压缩机、冷凝器、蒸发器和多速冷凝器风扇的制冷系统的方法。所述方法包括：确定环境温度或吸入压力的变化是否大于预先确定的阈值；如果环境温度或吸入压力的变化大于预先确定的阈值，那么确定冷凝压力(Pcd)；确定上限冷凝压力(Pcd_upbound)；确定下限冷凝压力(Pcd_lowbound)；以及基于确定的冷凝压力Pcd和上限冷凝压力Pcd_upbound和下限冷凝压力Pcd_lowbound中的至少一个来设定多速冷凝器风扇的速度。除了如上所述的一个或多个特征以外，或作为替代，其它实施方案可包括：其中确定冷凝压力Pcd包括使用定义不同条件下的最优压力的最优压力表，其中条件是环境温度、蒸发器出口饱和温度/压力和压缩机速度的函数；其中确定上限冷凝压力Pcd_upbound包括使用定义不同条件下的最优压力的最优压力表，其中条件包括环境温度、蒸发器出口饱和温度或箱内温度、车辆行驶/停止状态和压缩机速度；其中确定下限冷凝压力Pcd_lowbound包括使用定义不同条件下的最优压力的最优压力表，其中条件包括环境温度、蒸发器出口温度或箱内温度、车辆行驶/停止状态和压缩机速度；确定Pcd是否大于Pcd_upbound；如果Pcd大于Pcd_upbound，那么以高速模式来操作多速冷凝器风扇；确定Pcd是否大于Pcd_lowbound；如果Pcd大于Pcd_lowbound，那么以低速模式来操作多速冷凝器风扇；和/或如果Pcd小于或等于Pcd_lowbound，那么关闭多速冷凝器风扇。另一方面，提供一种控制具有压缩机、冷凝器、蒸发器、变速冷凝器风扇和多速冷凝器风扇的制冷系统的方法。所述方法包括：确定环境温度或压缩机吸入压力的变化是否大于预先确定的阈值；控制变速冷凝器风扇的速度；以及控制多速冷凝器风扇的速度。控制变速冷凝器风扇的速度包括：如果环境温度或压缩机吸入压力的变化高于预先确定的阈值，那么确定近最优冷凝压力/温度；基于确定的近最优冷凝压力/温度来设定冷凝压力设定点；以及基于冷凝压力设定点来设定变速冷凝器风扇的速度。控制多速冷凝器风扇的速度包括：如果环境温度或吸入压力的变化大于预先确定的阈值，那么确定冷凝压力(Pcd)；确定上限冷凝压力(Pcd_upbound)；确定下限冷凝压力(Pcd_lowbound)；以及基于确定的冷凝压力Pcd和上限冷凝压力Pcd_upbound和下限冷凝压力Pcd_lowbound中的至少一个来设定多速冷凝器风扇的速度。附图简述在本说明书结尾部分的权利要求书中，具体地指出被视作是本专利技术的主题并且清楚地要求保护所述主题。本专利技术的前述和其它特征和优点根据结合附图进行的以下详述变得明显，在附图中：图1是示例性制冷系统的示意图；图2是控制图1示出的制冷系统的第一示例性方法的控制流程图；以及图3是控制图1示出的制冷系统的第二示例性方法的控制流程图。具体实施方式图1示出制冷系统10。在示例性实施方案中，制冷系统10可操作地与控温货物集装箱(未示出)相关联，所述货物集装箱被配置来经由使用制冷系统10将位于货物集装箱内的货物维持在选定温度。货物集装箱可用于经由例如卡车、火车或船只来运输货物。运输制冷应用由于其广泛范围的操作条件而不同于其它应用。举例来说，环境温度可从130℉至-20℉变化，并且货物集装箱可设定于100℉与-22℉之间的温度。然而，系统10可用于各种其它制冷应用中。制冷系统10由发电系统12供电，所述发电系统一般包括流体连接至燃料箱16的发动机14。虽然描述为制冷系统，但是系统10可为任何合适的环境调节系统。举例来说，系统10可为卡车的驾驶室空调机组。制冷系统10一般包括压缩机22、冷凝器24、膨胀设备26和蒸发器28。如所示出，系统10可包括接收器30、过冷却器32、吸液式热交换器34、累积器36和抽吸调节阀38。制冷系统10是制冷剂以各种状态(如液体和蒸气)在其中循环的闭环系统。因此，低温、低压过热气体制冷剂经由导管40从蒸发器28抽吸至压缩机22中。制冷剂被压缩并且所得的高温、高压过热气体经由导管42从压缩机22排放至冷凝器24。在冷凝器24中，气态制冷剂在放出热量时冷凝成液体。过热气体制冷剂进入冷凝器24并且经由热交换器过程被降温、冷凝和过冷却，其中冷凝器风扇44迫使空气穿过冷凝器24以吸收热量。液体制冷剂从冷凝器24排放出来并且经由导管46由接收器30供应至过冷却器32。制冷剂由来自冷凝器风扇44的空气进一步过冷却并且经由导管48供应至吸液式热交换器34。在示例性实施方案中，吸液式热交换器34使来自冷凝器24的液体制冷剂相对于来自蒸发器28的已蒸发和/或正在蒸发的制冷剂来冷却。冷却的液体制冷剂随后经由导管50供应至蒸发器28。冷却的液体制冷剂穿过计量或膨胀设备26(例如，膨胀阀)，所述计量或膨胀设备将相对较高温度、高压过冷却液体转化成低温饱和液体-蒸气混合物。然后，低温饱和液体-蒸气制冷剂混合物进入蒸发器28，所述混合物在所述蒸发器中沸腾并且当它从集装箱中的空气(或其它热交换流体)吸收了所需的蒸发热量时，状态变成过热气体。然后，低压过热气体以与热交换器34进行热交换的关系来传送，所述低压过热气体在所述热交换器中进一步加热以增加气体的过热并且蒸发可通过蒸发器28的任何剩余液滴。然后，过热气体被抽吸至压缩机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制具有压缩机、冷凝器、蒸发器和变速冷凝器风扇的制冷系统的方法，所述方法包括：确定环境温度或压缩机吸入压力的变化是否大于预先确定的阈值；如果所述环境温度或所述压缩机吸入压力的所述变化高于所述预先确定的阈值，那么确定近最优冷凝压力/温度；基于所述确定的近最优冷凝压力/温度来设定冷凝压力设定点；以及基于所述冷凝压力设定点来设定所述变速冷凝器风扇的速度。

【技术特征摘要】
1.一种控制具有压缩机、冷凝器、蒸发器和变速冷凝器风扇的制冷系统的方法，所述方法包括：确定环境温度或压缩机吸入压力的变化是否大于预先确定的阈值；如果所述环境温度或所述压缩机吸入压力的所述变化高于所述预先确定的阈值，那么确定近最优冷凝压力/温度；基于所述确定的近最优冷凝压力/温度来设定冷凝压力设定点；以及基于所述冷凝压力设定点来设定所述变速冷凝器风扇的速度。2.如权利要求1所述的方法，其中确定所述近最优冷凝压力/温度的步骤包括：确定所述环境温度；确定离开所述蒸发器的饱和温度；确定压缩机速度；以及基于所述确定的环境温度、离开所述蒸发器的饱和温度和压缩机速度来确定所述近最优冷凝压力/温度。3.如权利要求2所述的方法，其中所述近最优冷凝压力/温度是使用以下方程来确定：φopt = f (Tamb , Tsout,evap) x CFcomp ，其中φopt是冷凝压力或温度的最优设定点，Tamb是所述环境温度，Ts out, evap是所述蒸发器出口处的所述饱和温度，并且CFcomp是考虑到所述压缩机速度的校正因子。4.如权利要求1所述的方法，其还包括：确定所述制冷系统的第一总功率消耗并且设定为当前最小功率(Wmin)；使所述变速冷凝器风扇的速度减小预先确定的量；随后确定所述制冷系统的第二总功率消耗并且设定为当前功率(Wcur)；以及确定Wcur是否大于Wmin。5.如权利要求4所述的方法，其还包括：如果Wcur大于Wmin，那么使所述变速冷凝器风扇的所述速度增加预先确定的量；随后确定所述制冷系统的第三总功率消耗并且设定为当前功率(Wcur)；以及确定Wcur是否大于Wmin。6.一种控制具有压缩机、冷凝器、蒸发器和多速冷凝器风扇的制冷系统的方法，所述方法包括：确定环境温度或吸入压力的变化是否大于预先确定的阈值；如果所述环境温度或所述吸入压力的所述变化大于所述预先确定的阈值，那么确定冷凝压力(Pcd)；确定上限冷凝压力(Pcd_upbound)；确定下限冷凝压力(Pcd_lowbound)；以及基于所述确定的冷凝压力Pcd和所述上限冷凝压力Pcd_upbound和所述下限冷凝压力Pcd_lowbound中的至少一个来设定所述多速冷凝器风扇的速度。7.如权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙剑，陈林辉，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：美国;US