制冷系统技术方案

一种制冷系统包括制冷回路，该制冷回路具有压缩装置、排热热交换器、膨胀装置和吸热热交换器。该制冷系统包括：一个或多个传感器，其配置成测量与排热热交换器相关联的压力；以及控制器，该控制器配置成将由一个或多个传感器测量的压力与预测压力进行比较，并基于该比较来控制膨胀装置。

【技术实现步骤摘要】
制冷系统
本专利技术涉及制冷系统和操作制冷系统的方法。
技术介绍
可通过利用制冷循环的制冷系统来提供制冷或加热，在制冷循环中，压缩、冷却、膨胀且然后加热制冷剂流体。在使用制冷系统来满足冷却负载的情况下，制冷剂流体的冷却可经由排热热交换器将热量排到大气中来完成，且制冷剂流体的加热可经由吸热热交换器从待冷却的对象（如用于低温存储的制冷空间或建筑物的内部）吸收热量来完成。以此方式，即使当内部比大气冷时，制冷系统也可将热量从制冷空间或建筑物内传递到制冷空间或建筑物外。备选地，制冷系统可用作热泵以满足热量需求。在此情况下，吸热热交换器可用于从低温源吸收热量，其中制冷回路然后将热量排到待加热的较高温度的对象。再次例如，这可能是建筑物的内部。申请人认为，仍有改进制冷系统的机会。
技术实现思路
本专利技术提供一种制冷系统，包括：制冷回路，包括压缩装置、排热热交换器、膨胀装置和吸热热交换器；一个或多个传感器，其配置成测量与排热热交换器相关联的压力；以及控制器，其配置成将由一个或多个传感器测量的压力与预测压力进行比较，并基于该比较来控制膨胀装置。基于与排热热交换器相关联的测量的压力与对应的预测压力之间的比较来控制膨胀装置可改进制冷系统的功能，具体是通过稳定制冷系统的操作、拓宽该系统可操作的条件（即扩大其操作范围），并提高制冷系统的效率。申请人已经认识到，制冷回路（的排热热交换器）内的制冷剂流体的液体段塞（或“段塞流”）现象（和类似的不稳定性）可能导致制冷系统不稳定，从而降低系统可以可靠地操作的条件，并降低其效率。申请人还认识到，可通过将测量的压力与对应的预测压力进行比较来检测制冷回路（的排热热交换器）内存在（或不存在）段塞流（或类似的不稳定性）。具体而言，如下面将更详细描述的，不存在段塞流现象（或类似的不稳定性）的排热热交换器内的最大压力可以（且在各种实施例中是）基于可容易地测量和/或确定的制冷系统的各种操作参数（除了测量的压力外）计算。测量的压力达到或超过此预测压力可指示段塞流（或类似的不稳定性）的存在。申请人还认识到，可通过基于比较来控制膨胀装置来控制（例如消除或减少）段塞流现象（和类似的不稳定性）。例如，当检测到段塞流现象时（基于比较），可控制膨胀装置，以便增加通过制冷回路的制冷剂的流速，从而从排热热交换器冲洗制冷剂并消除或减少段塞流现象。因此，将认识到，本公开提供了一种改进的制冷系统。制冷剂流体可设在制冷回路内。制冷剂流体可包括任何合适的制冷剂流体，如具有液相和气相的混合物的两相制冷剂，例如，如R410A、R454B或R134A制冷剂，等等。在各种特定实施例中，制冷剂流体包括R32制冷剂。诸如润滑油的油还可选地可与制冷剂流体一起提供到制冷回路内。压缩装置可为用于提高制冷剂流体的压力的任何合适的装置，且因此可为压缩机。压缩装置可具有连接到来自吸热热交换器的流体路径的入口和连接到通向排热热交换器的流体路径的出口。排热热交换器可为冷凝器。排热热交换器可包括微通道热交换器（MCHE）。排热热交换器可具有连接到来自压缩装置的流体路径的入口和连接到通向膨胀装置的流体路径的出口。膨胀装置可为用于减小制冷剂流体的压力的任何合适的装置，如膨胀阀，或具有膨胀功能的分离器。膨胀装置可布置成诸如通过使用具有可控制的开度的阀来提供可控制的膨胀度。膨胀阀可为电子膨胀阀。膨胀阀的开度可由控制器控制。膨胀装置可具有连接到来自排热热交换器的流体路径的入口和连接到通向吸热热交换器的流体路径的出口。吸热热交换器可为蒸发器。吸热热交换器可为钎焊板式热交换器（BPHE）。吸热热交换器可具有连接到来自膨胀装置的流体路径的入口和连接到通向压缩装置的流体路径的出口。一个或多个传感器可包括一个或多个压力传感器，其配置成测量与排热热交换器相关联的压力，如制冷流体的压力。一个或多个传感器可配置成测量排热热交换器内的制冷流体的压力或指示排热热交换器内的制冷流体压力的压力。一个或多个传感器可包括压力传感器，其位于排热热交换器的入口附近，即，在压缩装置和排热热交换器之间。一个或多个传感器可配置成（在操作中）基本上连续地或周期性地测量（制冷流体的）压力。该系统可配置成使得指示由一个或多个传感器测量的压力的信息发送到控制器（并且由控制器接收）。控制器可配置成计算（预测）预测压力。在操作中，控制器可配置成基本上连续地或周期性地计算（预测）预测压力。预测压力可（大约）是在没有段塞流（或类似的不稳定性）的情况下将可能的与排热热交换器相关联（例如在其中）的制冷流体的最大压力。将认识到，该压力可例如取决于制冷系统的特定操作条件而变化。因此，控制器可配置成使用制冷系统的一个或多个测量和/或确定的参数（除了测量的压力外）来计算预测压力。对应地，系统可配置成测量和/或确定一个或多个参数中的一个或多个或每个。在操作中，系统可配置成基本上连续地或周期性地测量和/或确定一个或多个参数中的一个或多个或每个。一个或多个参数可包括：（i）室外空气温度；（ii）与吸热热交换器相关联的温度，如吸热热交换器的温度；（iii）压缩装置的容量（吨位）；（iv）与排热热交换器相关联的面积，如排热热交换器的面积；（v）与制冷回路相关的压力比；以及/或（vi）风扇速度。申请人已经认识到可使用这些参数来计算合适的预测压力。这些参数中的一个或多个或每个可用于计算预测压力。这些参数中的至少一个或多个或每个可由制冷系统测量和/或确定（实时）。然而，这些参数中的一个或多个可为恒定的（在此情况下，系统无需测量或确定参数，而是可改为使用适当的恒定值，例如其可存储在存储器中）。控制器配置成将测量的压力与预测的压力进行比较。在操作中，控制器可配置成基本上连续地或周期性地将测量的压力与预测压力进行比较。控制器配置成基于比较来控制膨胀装置。控制器可配置成基于比较来控制膨胀装置的膨胀度。控制器可配置成基于比较来控制膨胀装置的膨胀阀的开度。当测量的压力小于预测压力时，控制器可控制膨胀装置，以便维持通过制冷回路的期望制冷剂流速。这可包括控制器控制膨胀阀以便将其开度维持在第一值。当测量的压力大于或等于预测压力时，控制器可控制膨胀装置，以便暂时增加通过制冷回路的制冷剂流速。这可包括暂时增加膨胀阀的开度。在一些相对短的时间段内，如在几秒或几十秒的时间段内，膨胀阀的开度可增加到例如大约2倍或3倍。以此方式增加膨胀装置的开度将具有增加通过制冷回路的制冷剂的流速的效果，从而从排热热交换器冲洗制冷剂并消除或减少段塞流现象。通过仅在一些相对短的时间段内暂时增加膨胀装置的开度，可以以不显著影响制冷系统的功能，即不显著影响由制冷系统提供的制冷（或加热）的方式来做到这一点。因此，当测量的压力大于或等于预测压力时，控制器可控制膨胀阀，以便暂时将其开度从第一值增加到第二值，其中第二值大于第一值。控制器可控制膨胀阀，以便在一时间段内将其开度维持在第二值，并然后（在该时间段之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制冷系统，包括：/n制冷回路，其包括压缩装置、排热热交换器、膨胀装置和吸热热交换器；/n一个或多个传感器，其配置成测量与所述排热热交换器相关联的压力；以及/n控制器，其配置成将由所述一个或多个传感器测量的压力与预测压力进行比较，并基于所述比较来控制所述膨胀装置。/n

【技术特征摘要】
20200131 EP 20275023.81.一种制冷系统，包括：
制冷回路，其包括压缩装置、排热热交换器、膨胀装置和吸热热交换器；
一个或多个传感器，其配置成测量与所述排热热交换器相关联的压力；以及
控制器，其配置成将由所述一个或多个传感器测量的压力与预测压力进行比较，并基于所述比较来控制所述膨胀装置。


2.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述控制器配置成连续地和/或周期性地将所述测量的压力与所述预测压力进行比较。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，所述控制器配置成使用一个或多个测量的参数来连续地和/或周期性地计算所述预测压力。


4.根据权利要求3所述的制冷系统，其特征在于，所述一个或多个测量的参数包括：（i）室外空气温度；（ii）与所述吸热热交换器相关联的温度；（iii）所述压缩装置的容量；（iv）与所述排热热交换器相关联的面积；（v）与所述制冷回路相关联的压力比；和/或（vi）与所述制冷回路相关联的风扇速度。


5.根据任何前述权利要求所述的制冷系统，其特征在于，所述预测压力是不存在段塞流现象的制冷剂流体的最大预测压力。


6.根据任何前述权利要求所述的制冷系统，其特征在于，所述膨胀装置包括膨胀阀，并且其中所述控制器配置成基于所述比较来控制所述膨胀阀的开度。


7.根据任何权利要求6所述的制冷系统，其特征在于，所述控制器配置成通过在所述测量的压力大于或等于所述预测压力时暂时增加所述膨胀阀的开度而基于所述比较来控制所述膨胀装置。


8.根据权利要求7所述的制冷系统，其特征在于，所述控制器配置成将所述膨胀阀的开度暂时增加到大约（i）≥1.5；（ii）≥2；（iii）≥2.5；（iv）≥3；（v）≥3.5；或（vi）≥4倍。


9.根据权利要求7或权利要求8所述的制冷系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·辛森西尼，N·丰特，Y·阿尔基尔，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：美国;US