用于基于过热设定点控制的过冷控制的设备和方法技术

公开了用于基于过热设定点控制的过冷控制的设备和方法。一种系统包括设定点模块、求和器、控制模块以及膨胀阀模块。设定点模块被配置成通过基于(i)返回空气温度设定点或供应空气温度设定点以及(ii)室外环境温度调节过热设定点，来间接地控制冷凝器的过冷。求和器被配置成确定过热设定点与压缩机的过热水平之间的误差。控制模块被配置成基于误差生成控制信号。膨胀阀模块被配置成基于控制信号电子控制膨胀阀的状态。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本公开内容是2013年11月13日提交的美国专利申请第14/078,734号的部分继续申请。本申请要求2012年11月21日提交的美国临时申请第61/729,037号的权益。上述申请的全部公开内容通过引用合并到本文中。
本公开内容涉及冷却系统，并且更具体地涉及膨胀阀控制系统。
技术介绍
本部分提供不一定是现有技术的、与本公开内容相关的背景信息。冷却系统在流体要被冷却的大量不同的应用中具有适用性。流体可以是诸如空气的气体或诸如水的液体。示例应用是用于冷却人们所在的空间诸如在办公室以及数据中心中的采暖、通风、空调(HVAC)系统。数据中心可以指具有诸如计算机服务器的电子装置集合的房间。在图1中示出了可以在例如计算机房间使用的空调50。空调50包括冷却回路51和机柜52。冷却回路51设置在机柜52中，并且包括蒸发器54、空气移动装置56、压缩机58、冷凝器60以及膨胀阀62。蒸发器54、压缩机58、冷凝器60和膨胀阀62以使冷却流体(例如，相变制冷剂)循环的闭合回路连接。蒸发器54可以包括具有多个冷却板(slab)的V形盘管组件以提供增强的冷却能力。蒸发器54接收冷却流体并且对穿过蒸发器54中的开口的空气进行冷却。空气移动装置56(例如，风扇或鼠笼式鼓风机)从机柜52中的入口(未示出)吸取空气并使其穿过蒸发器54。经冷却的空气从蒸发器54导出并且从机柜52中的增压室64出来。r>压缩机58使冷却流体循环通过冷凝器60、膨胀阀62、蒸发器54并返回到压缩机58。压缩机58可以是例如涡旋式压缩机。涡旋式压缩机可以是定速、数字或变速压缩机。涡旋式压缩机通常包括两个偏移螺旋盘。第一螺旋盘是固定盘或涡旋部。第二螺旋盘是绕动涡旋部。冷却流体在涡旋式压缩机的入口处被接收，在偏移螺旋盘之间被捕获，被压缩，并且在中心(或出口)排向冷凝器60。冷凝器60可以是对从压缩机58接收的冷却流体进行冷却的微通道冷凝器。膨胀阀62可以是电子膨胀阀并且可以使从冷凝器60出来的冷却流体膨胀，例如从液体到气体。可以调节膨胀阀62的位置(或膨胀阀的开度百分比)来控制压缩机58的吸入过热值。压缩机的吸入过热值等于压缩机吸入温度减去压缩机饱和吸入温度。可以使用压缩机吸入压力来确定压缩机饱和吸入温度。可以基于来自连接在蒸发器54与压缩机58之间的相应传感器的信号来确定压缩机吸入温度和压缩机吸入压力。过热值指处于气态的冷却流体的温度被加热高于压缩机饱和吸入温度的量。可以使用过热值来调整(或调节)膨胀阀62的位置。可以通过比例、积分、微分(PID)控制模块来执行膨胀阀62的位置(或开度百分比)控制。PID控制模块控制过热值以匹配恒定的预定过热设定点。这确保了压缩机稳定性并且提高了压缩机效率。
技术实现思路
该部分提供了本公开内容的一般概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。提供了一种系统，其包括设定点模块、求和器、控制模块以及膨胀阀模块。设定点模块被配置成通过基于(i)返回空气温度设定点或供应空气温度设定点以及(ii)室外环境温度调节过热设定点来间接地控制冷凝器的过冷。求和器被配置成确定过热设定点与压缩机的过热水平之间的误差。控制模块被配置成基于误差生成控制信号。膨胀阀模块被配置成基于控制信号电子控制膨胀阀的状态。在另一方面，提供了一种方法，其包括：通过基于(i)返回空气温度设定点或供应空气温度设定点以及(ii)室外环境温度调节过热设定点，间接地控制冷凝器的过冷；确定过热设定点与压缩机的过热水平之间的误差；基于误差生成控制信号；以及基于控制信号电子控制膨胀阀的状态。在另一方面，提供了一种系统，并且该系统包括误差模块，该误差模块被配置成对过热信号与过热设定点之间的差进行积分以生成误差信号，其中过热信号指示压缩机的吸入过热值。比较模块被配置成将误差信号与第一预定阈值进行比较，以基于该比较生成第一比较信号。零交叉模块被配置成将第一计数值与第二预定阈值进行比较，以生成第二比较信号。第一计数值是基于过热信号与过热设定点之间的至少一个比较来生成的。设定点模块被配置成基于第一比较信号和第二比较信号来调节过热设定点。在另一方面，提供了一种系统，并且该系统包括边界计数器、边界模块、设定点模块以及控制模块。边界计数器被配置成：在压缩机的过热信号超过预定限制时，使第一计数值递增。边界模块被配置成：将第一计数值与第一预定阈值进行比较，以生成第一比较信号。设定点模块被配置成：基于第一比较信号调节过热设定点。控制模块被配置成：基于过热设定点调节膨胀阀的位置。在另一方面，提供了一种系统，并且该系统包括不稳定模块、排放模块以及设定点模块。不稳定模块被配置成：确定压缩机的不稳定吸入过热条件是否存在，以及生成不稳定信号。排放模块被配置成：将压缩机的排放压力与预定压力进行比较，以生成第一比较信号。设定点模块被配置成：基于不稳定信号和第一比较信号来调节过热设定点。根据本文中提供的描述，另外的适用性领域将变得明显。本
技术实现思路
中的描述和具体示例仅意在用于说明的目的，而并非意在限制本公开内容的范围。附图说明本文中所描述的附图仅用于说明所选择的实现方式而并非所有可能的实现方式的目的，而且并非意在限制本公开内容的范围。图1是现有技术空调的透视图；图2是根据本公开内容的一个方面的结合有冷却控制模块的多级冷却系统的示意图；图3是根据本公开内容的一个方面的过热设定点调整系统的功能性框图；图4是根据本公开内容的一个方面的图2的结合有不稳定模块的冷却控制模块的一部分的功能性框图；图5是示出根据本公开内容的一个方面的过热设定点调整方法的逻辑流程图；图6是根据本公开内容的一个方面的过热设定点调节系统的功能性框图；以及图7是示出根据本公开内容的一个方面的过热设定点调节方法的逻辑流程图。贯穿附图中的几个图，相应的附图标记表示相应的部分。具体实施方式现在参照附图更全面地描述示例实现方式。空调系统可以包括冷凝器(或室外盘管)、膨胀阀、蒸发器(或室内盘管)以及压缩机。可以将膨胀阀的位置(或开度百分比)调节成使压缩机的过热值保持在预定(或调节的)过热设定点处。由于空调系统的室内操作条件的变化，可以引起空调系统的不稳定操作。在本文中所公开的示例防止不稳定条件出现，并且如果出现不稳定条件，则示例使空调系统稳定化。这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：设定点模块，所述设定点模块被配置成通过基于(i)返回空气温度设定点或供应空气温度设定点以及(ii)室外环境温度调节过热设定点，来间接地控制冷凝器的过冷；求和器，所述求和器被配置成确定所述过热设定点与压缩机的过热水平之间的误差；控制模块，所述控制模块被配置成基于所述误差生成控制信号；以及膨胀阀模块，所述膨胀阀模块被配置成基于所述控制信号电子控制膨胀阀的状态。

【技术特征摘要】
2014.10.15 US 14/514,4661.一种系统，包括：
设定点模块，所述设定点模块被配置成通过基于(i)返回空气温度设定
点或供应空气温度设定点以及(ii)室外环境温度调节过热设定点，来间接
地控制冷凝器的过冷；
求和器，所述求和器被配置成确定所述过热设定点与压缩机的过热水
平之间的误差；
控制模块，所述控制模块被配置成基于所述误差生成控制信号；以及
膨胀阀模块，所述膨胀阀模块被配置成基于所述控制信号电子控制膨
胀阀的状态。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述设定点模块被配置成：基
于所述压缩机的初始预定过热水平来调节所述过热设定点。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述设定点模块被配置成：在
确定所述过热设定点的同时，基于(i)所述返回空气温度设定点或所述供应
空气温度设定点以及(ii)所述室外环境温度来调节所述压缩机的所述初始
预定过热水平。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述设定点模块被配置成：基
于(i)所述返回空气温度设定点、(ii)所述室外环境温度以及(iii)所述压缩机
的初始预定过热水平来调节所述过热设定点。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述设定点模块被配置成：基
于(i)所述供应空气温度设定点、(ii)所述室外环境温度以及(iii)所述压缩机
的初始预定过热水平来调节所述过热设定点。
6.根据权利要求1所述的系统，还包括被配置成选择操作模式的模
式选择模块，
其中，所述设定点模块被配置成根据所选择的操作模式，基于(i)所述
返回空气温度设定点或(ii)所述供应空气温度设定点来调节所述过热设
定点。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述设定点模块被配置成：基
于所述室外环境温度来改变所述过热设定点。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述设定点模块被配置成：基

\t于所述室外环境温度在预定时间段内的迭代确定的平均值来调节所述过
热设定点。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述设定点模块被配置成：(i)
检测室外环境温度信号的丢失；以及(ii)基于所述室外环境温度信号的所<...

【专利技术属性】
技术研发人员：林之勇，贝内迪克特·J·多尔奇赫，约翰·F·朱奇，
申请(专利权)人：力博特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US