用于可变流量系统的压缩机循环控制技术方案

用于防止在低负载下运行的一级可变流量系统中的压缩机的过度重启的系统和方法，其中系统实施例包括热交换器上游和下游的温度传感器，使用热交换器下游的传感器来确定何时停止压缩机以及使用热交换器上游的传感器以确定何时启动压缩机。方法可以包括重新启动压缩机操作之间的延迟时间段，或者使用压缩机以低水平运行的软加载时间段来降低启动和停止的频率。

【技术实现步骤摘要】
用于可变流量系统的压缩机循环控制
本专利技术涉及控制可变流量加热和冷却系统中的冷却器和/或加热器的循环的控制系统和方法，可变流量加热和冷却系统例如为可变主流量系统、分离系统和初级/二级/三级系统。
技术介绍
与恒定流量系统相比，可变流量(VF)系统通过加热或冷却系统循环流体，改变了流过冷却盘管的流量，在恒定流量系统中，整个设计流量以加热或冷却所需的量流过盘管来引导通过冷却盘管循环，而设计流量的其余部分通过旁路绕过盘管。在低负荷下，使冷却或加热的流体循环通过系统的泵减少流量，减少了泵所需的功率并使更少的流体(例如水)循环通过系统。在冷却系统中，例如当冷却器中的压缩机具有大于冷却系统所需的冷却负载的最小阈值负载时，流体温度可以通过将流体从冷却器输送到用于冷却系统的热交换器的回路下降，因为冷却器中的压缩机从系统中除去的热量比热交换器中增加的更多。过度的冷却会导致问题，特别是流体的冻结。加热或冷却系统中的流体冻结可能会对系统造成灾难性影响，并且需要进行重大维修或更换。恒流系统中的控制器使用来自冷却器热交换器的参与流体温度和来自有效设定点的差值来确定何时使压缩机循环开启或关闭。当这些控制系统和控制方法应用于VF系统时，由于VF系统的热力学性质，特别是在低负载下VF系统中的低流量，可以在低负载下使压缩机的循环快速开启和关闭，这允许流体快速加热或冷却，并因此在温差之间快速移动以启动或停止压缩机。这种重复的快速通断循环导致能量无效和系统磨损过度，例如压缩机磨损。
技术实现思路
可变流量(VF)系统和用于可变流量系统的压缩机控制器，可减少低负荷冷却过程中的过度启动和停止操作。启动和停止压缩机可以基于VF系统的至少一个运行参数。在一个实施例中，可以在压缩机启动操作之间引入延迟时段。在一个实施例中，软加载时段通过限定压缩机在特定容量下运行的时间段来控制重新启动操作。在一个实施例中，用作运行参数以确定是否已经满足停止阈值的一个或多个温度测量值，并且用作运行参数以确定何时已经满足启动阈值的一个或多个温度测量值分别取自系统内的不同位置。可变流量HVACR系统实施例包括泵、包括热交换器和压缩机的冷却器、测量一个或多个运行参数的一个或多个传感器(例如第一温度传感器，其相对于流体流位于热交换器的上游，第二温度传感器，其相对于所述流体流位于所述热交换器下游，第三温度传感器，其相对于流体流位于所述冷却盘管的下游以及所述旁路区段的上游，和/或第四温度传感器，其相对于流体流位于冷却盘管的上游但于旁路段的下游)、旁路段、一个或多个冷却盘管以及控制器，所述控制器基于诸如温度读数和其他启动条件的运行参数(延迟时间和/或定义的软加载时段)确定何时启动和停止压缩机。在一个实施例中，可以基于在预选时间段内压缩机的重新启动操作的次数来确定所选延迟时间段和/或软加载时间段。在一个实施例中，温度传感器位于冷却器内或VF系统内。控制冷却器中的压缩机的启动和停止的方法实施例包括测量一个或多个运行参数(例如通过第一温度传感器的第一温度)，将第一温度与启动阈值温度进行比较，基于启动条件和/或压缩机先前停止时的温度确定压缩机启动过程，根据确定的压缩机启动过程操作压缩机。在一个实施例中，一个或多个运行参数还包括第二温度传感器处的第二温度，将第二温度与停止阈值进行比较，并且当第二温度小于停止阈值时停止压缩机。在一个实施例中，启动条件可以包括重新启动操作之间的延迟时间段。在一个实施例中，启动条件可以包括软加载时段，该软加载时段限定重启之后的时段，在该时段期间内以限定的容量或受控的负载率操作压缩机。用于一级可变流量系统中的压缩机的控制系统实施例包括具有存储起始和停止阈值温度的存储器的控制器和处理器，所述处理器基于阈值、来自测量一个或多个运行参数(例如温度传感器，以及诸如一个或多个延迟时段和/或一个或多个软加载时段之类的启动条件)的一个或多个传感器的读数确定是否启动或停止压缩机。在一个实施例中，测量用于确定启动阈值的满足的运行参数的传感器可以是位于冷却器的热交换器上游或加热或冷却盘管下游的温度传感器。在一个实施例中，测量用于确定停止阈值的满足的运行参数的传感器可以是位于热交换器下游的温度传感器。在一个实施例中，存储器存储管理压缩机启动和停止的启动条件，例如设置重新启动操作之间的最小时间的延迟时间段或限制压缩机重启后运行的容量或加载速率的软加载时间段。附图说明图1是HVACR系统的实施例的示意图。图2是一次可变流量(VPF)系统的实施例的示意图。图3是一次/二次(P/S)系统的实施例的示意图。图4是控制VF系统中的压缩机的方法实施例的流程图。图5是控制系统实施例的系统图。具体实施方式具有可变流量(VF)的加热和冷却系统基于系统负载调整流量。在低负载下，这导致低流速。存在控制逻辑以防止冷却器压缩机违反某些关键温度，例如防止水在冷却系统中冻结。在VF系统的低系统负载下，减少的流体流动和停止和启动压缩机的控制逻辑的组合可导致压缩机的快速循环，导致过度磨损和能量低效。通过采用测量离开热交换器的水温，并设置压缩机的启动条件来增强控制逻辑，设置启动条件例如是基于连续的压缩机循环事件或者压缩机循环关闭和稍后开启之间的最小延迟时间确定的压缩机启动时的软负载。图1和2显示了HVACR系统实施例的示意图。实施例之间共同的部件用相同的附图标记标识。图1示出了一次可变流量(VPF)HVACR系统。图2示出了一次/二次(P/S)HVACR系统。在图1和2所示的两个系统中，冷却器10包含第一流体回路，其包括压缩机12、冷凝器2、膨胀装置4和蒸发器6以及热交换器14，其中第一流体回路的蒸发器6从第二流体回路中吸热。第一流体回路可为制冷剂回路。第一流体回路通常可应用于控制空间(通常称为空气调节空间)的环境条件(例如，温度、湿度、空气质量等)的各种系统中，例如在一实施例中控制离开冷却器10的水温。这种系统的示例包括但不限于HVACR系统，例如水冷却器。第二流体回路可将冷却的过程流体(例如水)输送到包括冷却盘管16的终端单元。冷却盘管16用在终端单元处来冷却空气，在过程流体返回到冷却器10之前加热过程流体。可通过盘管阀19控制进入每个冷却盘管16的流动。流出冷却盘管16和旁路18的流动可以通过泵22在系统中循环。在图2所示的实施例中，第二泵15可以位于旁路18与回路分离的位置与盘管阀19和冷却盘管16之间。流体连接压缩机12、冷凝器2、膨胀装置4和蒸发器6以形成第一流体回路。在一个实施例中，第一流体回路可以被配置为能够在冷却模式下运行的冷却系统(例如，诸如水冷却器的HVACR系统)。在一个实施例中，第一流体回路可以被配置成可以既在冷却模式又在加热/除霜模式下运行的热泵系统。第一流体回路可以根据通常已知的原理进行操作。第一流体回路可配置成加热或冷却液态过程流体(例如，传热流体或介质，例如但不限于水、乙二醇等)，在这种情况下，第一流体回路可以代表液体冷却器系统。可替换地，第一流体回路可配置成加热或冷却气态过程流体(例如，传热介质或流体，例如但不限于空气等)，在这种情况下，第一流体回路可以通常代表空调或热泵。在运行中，压缩机12将工作流体(例如，诸如制冷剂等的传热流体)从相对较低压力的气体压缩成相对较高压力的气体。相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变流量系统，其特征在于，包括：泵，冷却器，所述冷却器包括压缩机和热交换器，至少一个传感器，所述至少一个传感器测量所述可变流量系统的一个或多个运行参数，一个或多个冷却盘管，以及处理器，所述处理器连接到所述至少一个传感器和压缩机，所述处理器：基于一个或多个运行参数的至少一个确定是否满足停止阈值；当满足停止阈值时命令压缩机停止；基于一个或多个运行参数的至少一个确定是否满足启动阈值；确定压缩机的启动条件；根据启动条件和启动阈值的满足来操作压缩机。

【技术特征摘要】
2017.06.26 US 15/633,3331.一种可变流量系统，其特征在于，包括：泵，冷却器，所述冷却器包括压缩机和热交换器，至少一个传感器，所述至少一个传感器测量所述可变流量系统的一个或多个运行参数，一个或多个冷却盘管，以及处理器，所述处理器连接到所述至少一个传感器和压缩机，所述处理器：基于一个或多个运行参数的至少一个确定是否满足停止阈值；当满足停止阈值时命令压缩机停止；基于一个或多个运行参数的至少一个确定是否满足启动阈值；确定压缩机的启动条件；根据启动条件和启动阈值的满足来操作压缩机。2.根据权利要求1所述的可变流量系统，其特征在于，所述一个或多个运行参数包括以下至少一个：相对于流过热交换器的流体位于热交换器上游的温度传感器的温度测量；相对于流过热交换器的流体位于热交换器下游的温度传感器的温度测量；相对于流经可变流量系统的流体位于旁路下游和一个或多个冷却盘管的上游的温度传感器的温度测量；以及相对于流经可变流量系统的流体位于旁路管道上游一个或多个冷却盘管下游的温度传感器。3.根据权利要求1所述的可变流量系统，其特征在于，所述处理器设置延迟时段，所述延迟时段在压缩机启动之后阻止压缩机启动一段时间。4.根据权利要求3所述的可变流量系统，其特征在于，所述延迟时段是基于预定时间段内的压缩机启动次数的动态值。5.根据权利要求4所述的可变流量系统，其特征在于，所述压缩机的启动条件包括软加载时段。6.根据权利要求4所述的可变流量系统，其特征在于，所述的软加载时段基于在所选时间段内压缩机的启动操作的次数来确定。7.根据权利要求5所述的可变流量系统，其特征在于，所述的软加载时段基于可变流量系统设计条件和温度测量来确定。8.根据权利要求1所述的可变流量系统，其特征在于，所述压缩机的启动条件是加载的软加载率。9.根据权利要求8所述的可变流量系统，其特征在于，所述加载的软加载率基于在所选时间段内压缩机的启动操作的次数来确定。10.根据权利要求8所述的可变流量系统，其特征在于，所述的加载的软加载率基于可变流量系统设计条件和温度测量来确定。11.一种用于控制可变流量系统中的压缩机的方法，其特征在于，包括：测量所述可变流量系统的一个或多个运行参数；将所述一个或多个运行参数的至少一个与启动阈值进行比较；基于启动...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·R·克莱因，
申请(专利权)人：特灵国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US