一種用于使制冷負(fù)荷與壓縮機(jī)容量匹配的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制制冷系統(tǒng)的操作的方法，其方式使得壓縮機(jī)的接通和斷開(kāi)被最小化。
【背景技術(shù)】
[0002]制冷系統(tǒng)通常包括安排在一個(gè)制冷路徑中的一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)、一個(gè)或多個(gè)冷凝器以及一個(gè)或多個(gè)制冷實(shí)體。每個(gè)制冷實(shí)體包括一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器以及一個(gè)膨脹裝置，該膨脹裝置被安排成向該一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器提供一個(gè)制冷劑流。該一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器向一個(gè)制冷容積提供制冷，并且該制冷容積內(nèi)的溫度可以通過(guò)允許或阻止一個(gè)制冷劑流通過(guò)該一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器來(lái)控制。
[0003]這些制冷實(shí)體可以例如是例如超市中應(yīng)用的那種冷卻和/或冷凍柜。
[0004]在此類制冷系統(tǒng)中，為了匹配制冷實(shí)體的制冷負(fù)荷，通常會(huì)調(diào)節(jié)由該一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)提供的冷卻容量。這可以例如通過(guò)接通和斷開(kāi)壓縮機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，重復(fù)接通和斷開(kāi)一個(gè)壓縮機(jī)會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)的磨損。因此，希望將壓縮機(jī)接通和斷開(kāi)的次數(shù)最小化。
[0005]EP I 980 805披露了一種用于控制制冷系統(tǒng)的方法。通過(guò)允許或阻止制冷劑流進(jìn)入到制冷系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)制冷實(shí)體的蒸發(fā)器中，吸氣壓力被控制在一個(gè)預(yù)先確定的吸氣壓力范圍內(nèi)。如果壓縮機(jī)容量無(wú)法匹配一個(gè)所希望的容量水平，僅接通或斷開(kāi)壓縮機(jī)。在EP I 980 805的方法中，制冷實(shí)體的控制是在中心執(zhí)行的。這通常將需要一個(gè)中央控制系統(tǒng)，以及該中央控制系統(tǒng)的適當(dāng)?shù)木幊獭?br>[0006]US 5，867，995披露了將一個(gè)適合的壓力提供給蒸發(fā)器。一個(gè)分布式控制單元(DCU)向一個(gè)壓縮機(jī)控制器報(bào)告一個(gè)所需的吸氣壓力，該壓縮機(jī)控制器相應(yīng)地調(diào)節(jié)壓縮機(jī)。以此方式，當(dāng)壓縮機(jī)在最高可能的吸氣壓力下運(yùn)行時(shí)，制冷柜的子回路實(shí)現(xiàn)了最大效率。DCU的操作包括，當(dāng)制冷系統(tǒng)在操作時(shí)，每個(gè)DCU定期詢問(wèn)柜控制器關(guān)于相應(yīng)的電子膨脹閥(EEV)的性能的信息。該信息包括EEV的流速、柜溫度與溫度設(shè)定點(diǎn)的關(guān)系、以及溫度差(TD)設(shè)定點(diǎn)與最大和最小TD值的關(guān)系。如果D⑶指示柜控制器改變EEV設(shè)定點(diǎn)，D⑶會(huì)通知壓縮機(jī)控制器如由一個(gè)新的飽和吸氣溫度(SST)所確定的新的吸氣壓力需求。如果新的吸氣壓力需求低于由一個(gè)壓縮機(jī)機(jī)組當(dāng)前提供的吸氣壓力需求，該壓縮機(jī)控制器會(huì)改變壓縮機(jī)設(shè)定以便產(chǎn)生降低的吸氣壓力需求。如果新的需求不低于當(dāng)前的設(shè)定，該壓縮機(jī)控制器不采取行動(dòng)。接著D⑶繼續(xù)監(jiān)測(cè)EEV操作。
[0007]將一個(gè)適合的壓力提供給蒸發(fā)器僅影響壓縮機(jī)，因?yàn)檫@優(yōu)化了壓縮機(jī)被設(shè)計(jì)來(lái)穩(wěn)定的吸氣壓力。因此，對(duì)壓縮機(jī)控制的唯一效果是吸氣設(shè)定點(diǎn)受蒸發(fā)器控制器的影響。US5，867，995未披露調(diào)節(jié)一個(gè)制冷負(fù)荷(即，制冷柜的負(fù)荷)以便對(duì)應(yīng)于壓縮機(jī)的冷卻容量，從而減少壓縮機(jī)的啟動(dòng)和停止的次數(shù)。US 5，867，995披露了相反的情況，即，將壓縮機(jī)的冷卻容量調(diào)節(jié)至制冷負(fù)荷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)目的是提供一種用于控制制冷系統(tǒng)的方法，在該方法中，可以在不需要制冷實(shí)體的一個(gè)中央控制的情況下減少一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)的磨損。
[0009]本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)目的是提供一種用于控制制冷系統(tǒng)的方法，該方法可以應(yīng)用在不具有一個(gè)中央控制系統(tǒng)的一個(gè)制冷系統(tǒng)中。
[0010]根據(jù)一個(gè)第一方面，本發(fā)明提供了一種用于控制制冷系統(tǒng)的操作的方法，該制冷系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)、一個(gè)或多個(gè)冷凝器、以及一個(gè)或多個(gè)制冷實(shí)體，
[0011]每個(gè)制冷實(shí)體包括一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器、被安排成將一個(gè)制冷劑流提供到該一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器中的一個(gè)膨脹裝置、用于控制該膨脹裝置的一個(gè)實(shí)體控制器、以及用于存儲(chǔ)冷藏貨物的一個(gè)制冷容積，
[0012]該制冷系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于控制該一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)的操作的一個(gè)壓縮機(jī)控制器，該方法包括以下步驟:
[0013]-為一個(gè)壓縮機(jī)控制參數(shù)定義一個(gè)設(shè)定點(diǎn)值，所述壓縮機(jī)控制參數(shù)至少有助于通過(guò)中央控制器來(lái)控制由該一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)提供的一個(gè)冷卻容量，
[0014]-測(cè)量該壓縮機(jī)控制參數(shù)的一個(gè)值，以及基于該壓縮機(jī)控制參數(shù)的該值和該壓縮機(jī)控制參數(shù)的定義的設(shè)定點(diǎn)值，該壓縮機(jī)控制器控制該一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)，
[0015]-每個(gè)實(shí)體控制器獲得針對(duì)該壓縮機(jī)控制參數(shù)的測(cè)量值與該壓縮機(jī)控制參數(shù)的定義的設(shè)定點(diǎn)值之間的一個(gè)誤差值的一個(gè)測(cè)量，以及
[0016]-每個(gè)實(shí)體控制器調(diào)節(jié)相應(yīng)的制冷實(shí)體的一個(gè)制冷負(fù)荷，以便對(duì)應(yīng)于該一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)的一個(gè)冷卻容量，并且符合針對(duì)一個(gè)誤差值的所獲得的測(cè)量。
[0017]本發(fā)明的第一方面涉及一種用于控制制冷系統(tǒng)的方法。在本文中，術(shù)語(yǔ)‘制冷系統(tǒng)’應(yīng)被解釋為是指一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，制冷劑被交替地壓縮和膨脹，以便將冷卻或加熱提供給一個(gè)或多個(gè)封閉容積。因此，一個(gè)制冷系統(tǒng)通常包括沿一個(gè)制冷路徑安排的至少一個(gè)壓縮機(jī)、至少一個(gè)冷凝器、至少一個(gè)膨脹裝置、以及至少一個(gè)蒸發(fā)器。如果將一個(gè)封閉容積安排在一個(gè)冷凝器處，該制冷系統(tǒng)會(huì)為該封閉容積提供加熱，并且如果將一個(gè)封閉容積安排在一個(gè)蒸發(fā)器處，該制冷系統(tǒng)會(huì)為該封閉容積提供冷卻。因此，該制冷系統(tǒng)可以是例如冷卻系統(tǒng)、冷凍系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、或熱泵。
[0018]通過(guò)本發(fā)明的該方法控制的該制冷系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)制冷實(shí)體。在本文中，術(shù)語(yǔ)‘制冷實(shí)體’應(yīng)被解釋為是指其中發(fā)生產(chǎn)品的制冷的一個(gè)位置。因此，一個(gè)制冷實(shí)體可以是一個(gè)陳列柜，例如通常在超市中用于在一個(gè)所希望的溫度下存儲(chǔ)貨物的那種陳列柜。可替代地，一個(gè)制冷實(shí)體可以是一個(gè)更大的實(shí)體，如一個(gè)封閉的制冷房間，例如可以用在餐廳或屠宰場(chǎng)中那種制冷房間。
[0019]通過(guò)本發(fā)明的方法控制的該制冷系統(tǒng)優(yōu)選地包括兩個(gè)或更多個(gè)分開(kāi)的制冷實(shí)體。
[0020]每個(gè)制冷實(shí)體包括一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器、一個(gè)膨脹裝置、一個(gè)實(shí)體控制器以及用于存儲(chǔ)冷藏貨物的一個(gè)制冷容積。該制冷容積被安排在該一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器處。在該實(shí)體控制器是否控制以及控制程度如何，都將制冷劑供應(yīng)給該一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器的意義上，該實(shí)體控制器都控制該制冷實(shí)體。因此，一個(gè)所希望的溫度被維持在制冷容積中，并且離開(kāi)該一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器的制冷劑的所希望的過(guò)熱以一種已知的方式獲得。
[0021]該膨脹裝置在即將向該一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器供應(yīng)制冷劑之前使該制冷劑膨脹。該膨脹裝置可以是例如一個(gè)膨脹閥的形式。作為一個(gè)替代方案，該膨脹裝置可以是或包括一個(gè)孔口或一個(gè)毛細(xì)管。
[0022]每個(gè)蒸發(fā)器可以包括單個(gè)蒸發(fā)器盤管，或它可以包括兩個(gè)或更多個(gè)并聯(lián)安排的蒸發(fā)器盤管。
[0023]該制冷系統(tǒng)包括例如安排在一個(gè)壓縮機(jī)機(jī)組中的一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)。每個(gè)壓縮機(jī)可以是一個(gè)定速壓縮機(jī)或一個(gè)變速壓縮機(jī)。
[0024]該制冷系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于控制該一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)的操作的一個(gè)壓縮機(jī)控制器。因此，該壓縮機(jī)控制器控制該一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)的接通或斷開(kāi)，以及在一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)是一個(gè)或多個(gè)變速壓縮機(jī)的情況下，調(diào)節(jié)該一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)的速度。該壓縮機(jī)控制器可以是或形成一個(gè)中央控制器的部分，該中央控制器還控制該制冷系統(tǒng)的其他功能。作為一個(gè)替代方案，該壓縮機(jī)控制器可以被單獨(dú)用于控制該一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)的操作。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法，首先定義一個(gè)壓縮機(jī)控制參數(shù)的一個(gè)設(shè)定點(diǎn)值。該壓縮機(jī)控制參數(shù)是適合作為用于控制由該一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)提供的冷卻容量的一個(gè)輸入的一種參數(shù)。因此，該壓縮機(jī)控制參數(shù)的該設(shè)定點(diǎn)值反映了該壓縮機(jī)控制參數(shù)的一個(gè)值，該值確保一個(gè)適當(dāng)?shù)暮?或所希望的冷卻容量由該一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)提供。該壓縮機(jī)控制參數(shù)的該設(shè)定點(diǎn)值可以是一個(gè)固定值。作為一個(gè)替代方案，該設(shè)定點(diǎn)值可以響應(yīng)于環(huán)境條件而變化，例如環(huán)境溫度、制冷負(fù)荷、一天中的時(shí)間等。然而，此類變化通常會(huì)在一個(gè)時(shí)間尺度內(nèi)發(fā)生，該時(shí)間尺寸明顯長(zhǎng)于該制冷系統(tǒng)的常規(guī)操作過(guò)程中該壓縮機(jī)控制參數(shù)的實(shí)際測(cè)量值的典型變化。
[0026]在本文中，術(shù)語(yǔ)‘由一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)提供的冷卻容量’應(yīng)被解釋為是指制冷系統(tǒng)在給定的環(huán)境下去除熱量的能力。更具體而言，在本文中，該冷卻容量反映了壓縮機(jī)壓縮從制冷實(shí)體的蒸發(fā)器進(jìn)入吸氣管線的制冷劑的能力。該能力可以通過(guò)接通或斷開(kāi)壓縮機(jī)，和/或通過(guò)調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)變速