用于确定跨临界蒸气压缩系统中的最佳性能系数的方法技术方案

蒸气压缩系统的高压侧压力选定通过成由温度传感器测量气体冷却器出口温度从而优化性能系数。对于任何的气体冷却器出口温度而言，单一的最佳高压侧压力可优化该性能系数。对于每一气体冷却器出口温度的最佳高压侧压力被预先设定到控制装置中，并且基于在先的实验获得的数据。温度传感器测量气体冷却器出口温度。该控制装置仅基于气体冷却器出口温度和预先设定在控制装置中的数据来确定最佳高压侧压力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及一种优化跨临界蒸气压缩系统的性能系数的方 法，该方法通过检测气体冷却器出口温度并且仅基于该气体冷却器出 口温度来确定蒸气压缩系统的最佳高压侧压力以便优化性能系数。
技术介绍
二氧化碳是常用于跨临界蒸气压缩系统的且不破坏环境的制冷 剂。二氧化碳具有较低的临界点，并且采用二氧化碳作为制冷剂的绝 大多数的蒸气压缩系统跨临界点运行或部分地在临界点之上运行。亚 临界流体的压力在饱和状态下(当液体与蒸气均存在时)是温度的函 数。然而，当该流体的温度高于临界温度(超临界)，压力是流体的 密度的函数，并且与散热温度无关。因此，对于任何组合的散热状态 而言，可以在多个高压侧压力下运行。然而，最高的性能系数的出现 对应于一个高压侧压力。因此，重要的是调控跨临界蒸气压缩系统的 高压侧压力，这是因为该高压侧压力对于该系统的性能和效率而言具 有较大的影响。在一种现有技术的蒸气压缩系统中，在气体冷却器的出口可检测制 冷剂的温度和压力。由这两个测量值可确定最佳的高压侧压力。该高 压侧压力则可依据预定的控制策略基于这两个测量值从而调节到该最 佳高压侧压力，以便优化性能系数。最佳的高压侧压力可选择成便于 优化蒸气压缩系统的冷却模式的性能和效率。在另一现有技术蒸气压 缩系统中，高压侧压力和低压侧压力被测量并且随后依据预定的控制 策略来联立以便优化性能系数。现有技术的蒸气压缩系统的缺点在于，需要至少两个传感器来确定 最佳高压侧压力。在第一示例中，需要温度传感器和压力传感器来确 定最佳高压侧压力。在第二示例中，需要两个压力传感器来确定最佳 高压侧压力。需要提供一种优化蒸气压缩系统的性能系数的方法，其在供热模式 中优化性能和效率，该方法仅采用 一个传感器并且克服了现有技术的 缺点和缺陷。
技术实现思路
跨临界蒸气压缩系统包括压缩机、气体冷却器、膨胀装置、和冷凝 器。制冷剂循环流经该封闭回路的蒸气压缩系统。优选的是，二氧化 碳用作制冷剂。流经气体冷却器的高压制冷剂被例如水的流体冷却， 该流体沿相反的方向流经散热装置。制冷剂以气体冷却器出口温度离 开气体冷却器。在跨临界蒸气压缩系统中，高压侧压力与该蒸气压缩系统的运行状 态无关。因此，对于任何组合的运行状态而言，该系统可以在宽范围 的高压侧压力下运行。然而，存在一对应于最佳性能系数的最佳的高 压侧压力。最佳的高压侧压力取决于气体冷却器出口温度，这与室外 空气温度无关。对于任何的气体冷却器出口温度，单一的最佳高压侧 压力优化了蒸气压缩系统的性能系数。最佳高压侧压力作为气体冷却器出口温度的函数的相关性基于经 验获得的数值或借助预定模型获得的数值被编程到控制装置中。传感 器测量该气体冷却器出口温度。基于所测量的气体冷却器出口温度和 编程到控制装置中的信息，可确定最佳的高压侧压力。高压侧压力仅 由气体冷却器出口温度来确定。该高压侧压力不进行采样测量。该高 压侧压力只基于被测量的气体冷却器出口温度而改变。参照以下的详细描述和附图，可更好地理解本专利技术的这些和其它的 特征。附图说明参照对当前的优选实施例的下列描述并结合附图，本领域的普通技术人员可以更好地理解本专利技术的各个特征和优点，在附图中 图l是本专利技术的跨临界蒸气压缩系统的示意图； 图2是跨临界蒸气压缩系统对于特定组合的运行状态的高压侧压力与性能系数之间的关系的图表；图3是是气体冷却器出口温度在各种室外空气温度下相对于最佳 高压侧压力的图表；和图4是本专利技术的方法的流程图。具体实施方式图l示出了蒸气压缩系统20的示意图。蒸气压缩系统20包括压缩机 22、气体冷却器24、膨胀装置26、和蒸发器28。制冷剂循环流经该封 闭回路的蒸气压缩系统20。制冷剂以高压和高焓离开压缩机22，并流 经气体冷却器24并散失热量，以便以低焓和高压离开该气体冷却器 24。从制冷剂接受热量的流体介质流经该气体冷却器24。该制冷剂随 后流经膨胀装置26并膨胀成低压。在膨胀之后，制冷剂流经蒸发器28 并向流体介质释放热量。制冷剂以高焓和低压离开蒸发器28。制冷剂 随后进入压缩才几，以〗更完成该循环。优选的是，二氧化碳用作制冷剂。尽管参照二氧化碳来进行描述， 但是其它的制冷剂也可应用于本专利技术。由于二氧化碳具有低的临界 点，蒸气压缩系统通常采用二氧化碳作为以跨临界方式运行的制冷 剂。在跨临界蒸气压缩系统20中，高压侧与蒸气压缩系统20的运行状 态(例如室外空气温度)无关。因此，对于任何组合(any set of) 的运行状态，可使得蒸气压缩系统20以多个高压侧压力运行。然而， 对于任何组合的运行状态，存在一对应于蒸气压缩系统20的最佳性能 系数的最佳的高压侧压力。该最佳性能系数代表了该蒸气压缩系统20的效率。该性能系数等 于由蒸气压缩系统20传递的总的有用热量除以借助系统部件例如风扇 输入到该蒸气压缩系统20中的功。高压侧压力影响性能系数，因此重 要的是控制高压侧压力以便优化蒸气压缩系统20的性能系数。图2示出了在给定一组运行状态下蒸气压缩系统20的高压侧压力 与性能系数之间的关系。对于该给定一组运行状态， 一个高压侧压力 (该最佳高压侧压力)对应于最佳的性能系数。在所示的示例中，性 能系数在大约2. 7-3. l之间变化，并且在大约1350psia(磅/平方英寸) 的高压侧压力时达到最大的大约3. l的数值。该蒸气压缩系统的最佳高压侧压力非常依赖于气体冷却器出口温度。气体冷却器出口温度是制冷剂离开气体冷却器24的温度，并且由 传感器30来测量。图3示出了在各个室外空气温度下气体冷却器出口温 度与最佳高压侧压力之间的关系。当气体冷却器出口温度低于100。F 时，最佳高压側压力与室外温度无关。然而，当气体冷却器出口温度 高于10(TF时，室外空气温度对最佳高压侧压力有影响。因此，最佳高 压侧压力通常仅仅是气体冷却器出口温度的函数。图4示出了确定蒸气压缩系统20的最佳高压侧压力的方法的流程 图。首先，基于压缩机22和气体冷却器24的性能，确定最佳高压侧压 力作为气体冷却器出口温度(散热装置温度)的函数的相关性 (dependence)。该相关性可依据经验或借助预定的模型来获得。在 先的实验结果或预定的模型被编程到控制装置32中。建立关联性以便确定气体冷却器出口温度与最佳高压侧压力的关 系。该信息产生图3所示的曲线。室外空气温度关联因数还可包含在这 种关联性中，如果需要的话。该信息也可被编程到控制装置32中。该气体冷却器出口温度随后由传感器30来测量。所建立的关联性 随后用于使得与由传感器30检测到的气体冷却器出口温度相关联，以 便确定能够优化性能系数的最佳高压侧压力。所建立的关联性仅仅基 于气体冷却器出口温度，而不是压力。传感器30检测气体冷却器出口 温度并且向控制装置32提供该信息。仅基于由传感器30检测到的气体 冷却器出口温度，控制装置32利用该关联性并基于预先设置在控制装 置3 2中的数据和所检测到气体冷却器出口温度以便确定最佳高压侧压 力.该方式借助最佳高压侧压力与气体冷却器出口温度之间的线性关 系来实现，如图3所示。最佳高压侧压力的确定和选择与室外空气状态 无关。蒸气压缩系统20的最佳高压侧压力仅基于由传感器30测量的气 体冷却器出口温度。当确定最佳高压侧压力时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种跨临界蒸气压缩系统，其包括：将制冷剂压缩到高压的压缩装置；用于冷却该制冷剂的气体冷却器，该制冷剂以气体冷却器出口温度离开该气体冷却器；用于使得该制冷剂降低到低压的膨胀装置；用于使得该制冷剂蒸发的蒸发器；和仅基于一表征该制冷剂的该气体冷却器出口温度的特征来确定该制冷剂的所希望的高压并且将该高压调节到所述所希望的高压的控制装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：YK朴，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]