运行冷却器的方法技术

一种运作冷却器的方法，所述冷却器具有封闭的制冷剂回路，所述制冷剂回路包括压缩机、冷凝器和蒸发器。在所述回路中使用的制冷剂定义一压力‑焓曲线，所述压力‑焓曲线代表所述制冷剂在压力与焓的不同组合下的不同相态(蒸气、液体和蒸气、以及液体)。所述回路定义当所述回路相对于制冷剂的压力‑焓曲线运行时所述制冷剂的过程循环(压缩、冷凝、膨胀、及蒸发)。所述方法包括：当所述过程循环的某一环节对应于所述制冷剂处于所述液相时持续地运行所述压缩机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本申请总体涉及制冷、空调及冷却液体系统。本申请更具体地涉及运行制冷、空调及冷却液系统的方法。人们已经认识到，在某些环境条件和减少的系统冷却需求条件下，当与正常使用(有时被称为“自由冷却”)时的成本相比，使用离心式压缩机的冷却液系统可在几分之一的成本下运行。2008年ASHRAE手册-HVAC系统和设备(第42.12页)中如下说明：不运行离心式液体冷却器的压缩机的冷却被称为自由冷却。当冷凝水的供应在低于所需冷却水温的温度下可用时，某些冷却器能作为热虹吸管来运行。低温冷凝水使制冷剂冷凝，所述制冷剂或者通过重力被排入或被泵送到蒸发器。较高温的冷却水使制冷剂蒸发，并且蒸气由于蒸发器与冷凝器之间的压力差流回冷凝器。换言之，当进入冷凝器的水温低于从液体离心式液体冷却器的蒸发器离开的水温时，并且当冷却需求足够低以致离开蒸发器的水温能满足冷却需求时，关闭离心式压缩机，以导致大量的能量节省。不幸的是，这样的环境条件在世界上的许多地方相对很少地出现，或持续时间可能很短暂。为了允许关闭离心式压缩机而同时产生足够的冷却输出以满足冷却需求，这样有利的环境条件的结合更少发生。因此，需要一种运行冷却器的方法，该方法能显著地增加环境条件的范围(例如，增加进入冷凝器的水温和离开蒸发器的水温的温度范围，以及这两者之间的温差范围)，以在冷却器运行期间实现能量节省。进一步，需要一种在上述的环境条件范围内运行冷却器的方法，这种方法在增加冷却器负载能力的同时达到能量节省。
技术实现思路
本专利技术涉及一种运行具有压缩机的冷却器的方法，所述方法包含：将进入冷凝器的液体(用以与冷凝器中的制冷剂热互通)的温度与离开蒸发器的液体(用以与蒸发器中的制冷剂热互通)的温度作比较。该方法进一步包含：至少响应于下列每个温度范围来连续地运行该压缩机：离开蒸发器的液体的温度比进入冷凝器的液体的温度高出一预定量；离开蒸发器的液体的温度大致等于进入冷凝器的液体的温度；离开蒸发器的液体的温度比进入冷凝器的液体的温度低出一预定量。本专利技术进一步涉及一种运行冷却器的方法，该冷却器具有封闭的制冷剂回路，所述制冷剂回路包含压缩机、冷凝器及蒸发器，在该回路中使用的制冷剂定义一压力-焓曲线，所述压力-焓曲线代表该制冷剂在不同的压力与焓组合时的不同相态(蒸气，液体和蒸气，及液体)，该回路定义回路相对于该制冷剂的压力-焓曲线运行时制冷剂的过程循环(压缩、冷凝、膨胀及蒸发)。该方法包含当该过程循环的环节对应于处于液相的制冷剂时，持续地运行压缩机。本专利技术还进一步涉及一种运行具有离心式压缩机的冷却器的方法，其包含：将进入冷凝器的液体(用于与该冷凝器中的制冷剂热互通)的温度与离开蒸发器的液体(用于与该蒸发器中的制冷剂热互通)的温度作比较。该方法进一步包含：使用用于控制压缩机电机的旋转速度的VSD持续地运行压缩机，该压缩机利用磁性轴承，上述操作至少响应于以下各温度范围：离开蒸发器的液体的温度比进入冷凝器的液体的温度高出一预定量；离开蒸发器的液体的温度大致上等于进入冷凝器的液体的温度；离开蒸发器的液体的温度比进入冷凝器的液体的温度低出一预定量。附图说明图1示出了用于加热、通风和空调系统的一个示例性实施例。图2示出了示例性的蒸气压缩系统的等距视图。图3示意地示出了蒸气压缩系统的一个示例性实施例。图4示意地示出了从图3的蒸气压缩系统的区域4所取得的现有技术实施例。图5示意地示出了从图3的蒸气压缩系统的区域4所取得的现有技术实施例。图6用图形示出了示例性蒸气压缩系统的进入冷凝器温度和离开蒸发器温度的范围。图7用图形示出示例性蒸气压缩系统的负载能力百分比范围相对于进入冷凝器温度的范围的能量成本。图8用图形示出示例性蒸气压缩系统的负载能力百分比范围相对于进入冷凝器温度的范围的能量成本。图9用图形示出示例性蒸气压缩系统的负载能力百分比范围相对于接近温度的范围。图10用图形示出在示例性蒸气压缩系统中对应于过程循环的示例性制冷剂的压力-焓曲线。具体实施方式图1示出用于加热、通风及空调(HVAC)系统10的示例性环境，该系统10包含用于典型的商用设置的冷却液体系统。系统10可包含蒸气压缩系统14，其能提供可被用于冷却建筑物12的冷却液体。系统10可包含：锅炉16来提供可被用来加热建筑物12的加热液体以及使空气循环通过建筑物12的空气分配系统。该空气分配系统也可包含空气返回管道18，空气供应管道20，以及空气处理机22。空气处理机22可包含通过导管24连接至锅炉16和蒸气压缩系统14的热交换器。在空气处理机22中的热交换器可根据系统10的运行模式，接收来自锅炉16的加热液体或来自蒸气压缩系统14的冷却液体。系统10被示出在建筑物12的每个楼层具有独立的空气处理机，但请了解这些部件可在多个楼层之间或之中共享。图2和3示出可被用在HVAC系统(例如HVAC系统10)中的示例性蒸气压缩系统14。蒸气压缩系统14能使制冷剂循环通过被电机50驱动的压缩机32，冷凝器34.膨胀装置36，及液体冷却器或蒸发器38。蒸气压缩系统14也可包含控制面板40，控制面板40可包含模拟/数字(A/D)转换器42，微处理器44，非易失性存储器46，及接口板48。某些可在蒸气压缩系统14中被用作制冷剂的流体的例子为氢氟碳(HFC)基的制冷剂，例如，R-410A、R-407、R-134a、氢氟烯烃(HFO)，“天然的”制冷剂如氨(NH3)、R-717、二氧化碳(CO2)、R-744，或烃基的制冷剂，水蒸气或任何其它适当类型的制冷剂。在示例性实施例中，蒸气压缩系统14可使用VSD52、电机50、压缩机32、冷凝器34和/或蒸发器38之中的每一个中的一个或多个。与压缩机32一起使用的电机50能被可变速驱动器(VSD)52供电，或能被由交流电(AC)或直流电(DC)电源直接供电。如果VSD52被使用，VSD52会从AC电源接收具有特定固定线电压及固定线频率的AC电力，并将具有可变电压和频率的电力提供至电机。电机50可包含任何类型的能被VSD供电或直接由AC或DC电源供电的电动机。例如，电机50可为开关磁阻电机、感应电机、电子换流永磁电机或任何其它合适的电机类型。在替代的示例性实施例中，例如蒸汽或气体涡轮机或引擎的其它驱动机构以及相关的部件可被用来驱动压缩机32。压缩机32压缩制冷剂蒸气并经由排放管线将该蒸气输送至冷凝器34。压缩机32可为离心式压缩机、螺杆式压缩机、往复压缩机、旋转压缩机、摆动连杆压缩机、涡卷压缩机、涡轮压缩机，或任何其它合适的压缩机。压缩机32以及蒸气压缩系统的其它旋转部件，可包含磁性轴承以提供顺畅的旋转运动。被压缩机32输送至冷凝器34的制冷剂蒸气将热量传至流体，例如水或空气。该制冷剂蒸气由于与流体热传递而在冷凝器34中冷凝成制冷剂液体。来自冷凝器34的液体制冷剂会经由膨胀装置36流至蒸发器38。在图3所示的示例性实施例中，冷凝器34为水冷式且包含连接至冷却塔56的管束54。被送至蒸发器38的液体制冷剂从另一流体吸收热量，所述另一流体可为相同或不同于用于冷凝器34的流体种类，并经历相变以形成制冷剂蒸气。在图3所示的实施例中，蒸发器38包含具有连接于负载或冷却负载62的供应管线60S及返回管线60R的管束。过程流体，例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运行具有压缩机的冷却器的方法，包含：将进入冷凝器的液体(用于与冷凝器中的制冷剂热互通)的温度与离开蒸发器的液体(用于与所述蒸发器中的制冷剂热互通)的温度作比较；以及至少响应于下列各个温度范围持续地运行所述压缩机：其中，所述离开蒸发器的液体的温度比所述进入冷凝器的液体的温度高出一预定量；其中，所述离开蒸发器的液体的温度大体上等于所述进入冷凝器的液体的温度；其中，所述离开蒸发器的液体的温度比所述进入冷凝器的液体的温度低出一预定量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.16 US 61/980,0881.一种运行具有压缩机的冷却器的方法，包含：将进入冷凝器的液体(用于与冷凝器中的制冷剂热互通)的温度与离开蒸发器的液体(用于与所述蒸发器中的制冷剂热互通)的温度作比较；以及至少响应于下列各个温度范围持续地运行所述压缩机：其中，所述离开蒸发器的液体的温度比所述进入冷凝器的液体的温度高出一预定量；其中，所述离开蒸发器的液体的温度大体上等于所述进入冷凝器的液体的温度；其中，所述离开蒸发器的液体的温度比所述进入冷凝器的液体的温度低出一预定量。2.如权利要求1所述的方法，其中，连续地运行所述压缩机包含下列温度范围：其中所述离开蒸发器的液体的温度响应于冷却器的冷却需求的变化而波动。3.如权利要求1所述的方法，其中所述压缩机为容积式压缩机。4.如权利要求1所述的方法，其中所述压缩机为离心式压缩机。5.如权利要求1所述的方法，其中至少所述压缩机利用磁性轴承。6.如权利要求1所述的方法，包括用于控制压缩机电机旋转速度的VSD。7.一种运行冷却器的方法，所述冷却器具有封闭的制冷剂回路，所述封闭的制冷剂回路包括压缩机、冷凝器和蒸发器，在所述回路中使用的制冷剂定义一压力-焓曲线，所述压力-焓曲线代表所述制冷剂在压力与焓的不同组合下的不同相态(蒸气、液体和蒸气、以及液体)，所述回路定义当所述回路相对于所述制冷剂的所述压力-焓曲线运行时所述制冷剂的过程循环(压缩、冷凝、膨胀、及蒸发)；所述方法包含：当所述过程循环的某一环节对应于所述制冷剂处于所述液相时持续地运行所述压缩机。8.如权利要求7所述的方法，其中所述过程循环的所述环节包括在所述过程循环中所述制冷剂的冷凝的至少一部分。9.如权利要求7所述的方法，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰布·W·施雷柏，
申请(专利权)人：江森自控科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US