用于控制冷卻器系統(tǒng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于控制冷卻器系統(tǒng)的方法。更具體地講，本發(fā)明設(shè)及一種用于 對(duì)冷卻器系統(tǒng)的溫度控制的閉環(huán)增益進(jìn)行控制的方法。與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法控制的冷卻 器系統(tǒng)的能量消耗相比，在根據(jù)本發(fā)明的方法對(duì)冷卻器系統(tǒng)進(jìn)行控制時(shí)，可W減少該冷卻 器系統(tǒng)的能量消耗。
【背景技術(shù)】
[0002] 在冷卻器系統(tǒng)中，熱量從一個(gè)次級(jí)流體流中被移除。該次級(jí)流體流可W是液體流， 例如水流或鹽水流。作為一個(gè)替代方案，在熱交換過(guò)程中該次級(jí)流體流可W冷凝。目P，例如 該冷卻器系統(tǒng)是一個(gè)累送有0)2的系統(tǒng)的情況，在該種情況下該次級(jí)流體是CO 2。
[0003] 一個(gè)冷卻器系統(tǒng)包括一個(gè)通常是蒸汽壓縮系統(tǒng)形式的初級(jí)側(cè)，和一個(gè)包含次級(jí)流 體流的次級(jí)側(cè)。典型地在初級(jí)側(cè)的蒸發(fā)器中初級(jí)側(cè)中流動(dòng)的制冷劑與次級(jí)側(cè)中流動(dòng)的次級(jí) 流體之間發(fā)生熱交換。
[0004] 該次級(jí)流體流通常是通過(guò)一個(gè)累驅(qū)動(dòng)的。為確保在高冷卻需求情況下可獲得充分 的冷卻能力，該累通常在所有情況下都W其最高水平運(yùn)行，在沒有冷卻需求的情況下也是 如此。由此，累的能量消耗比較高。
[0005] US 6, 871，509披露了一種帶有初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)的冷卻器系統(tǒng)。該初級(jí)側(cè)是W蒸汽 壓縮系統(tǒng)的形式的，該蒸汽壓縮系統(tǒng)包括一個(gè)壓縮機(jī)、一個(gè)冷凝器、一個(gè)膨脹裝置和一個(gè)蒸 發(fā)器。該次級(jí)側(cè)提供了穿過(guò)該蒸發(fā)器的水的流動(dòng)，其方式為在初級(jí)側(cè)的制冷劑與次級(jí)側(cè)的 水之間發(fā)生熱交換。因此，蒸發(fā)器從在次級(jí)環(huán)路中循環(huán)的水中吸收熱量。提供一個(gè)累W用 于驅(qū)動(dòng)水流經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器。在該冷卻器系統(tǒng)被啟用時(shí)，累開始使水循環(huán)經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器。因此，該 累是W全速運(yùn)行、或者根本不運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的實(shí)施例的目的是提供一種用于控制冷卻器系統(tǒng)的方法，在該方法中該系 統(tǒng)的能量消耗與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比是減小的。
[0007] 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冷卻器系統(tǒng)的方法，在該方法 中可W減少該系統(tǒng)的能量消耗，同時(shí)確?？色@得所希望的冷卻能力。
[000引本發(fā)明提供一種用于控制冷卻器系統(tǒng)的方法，該冷卻器系統(tǒng)包括一個(gè)初級(jí)側(cè)和一 個(gè)次級(jí)側(cè)，該初級(jí)側(cè)包括；一個(gè)帶可變?nèi)萘康膲嚎s機(jī)、一個(gè)熱排出熱交換器、一個(gè)膨脹裝置、 和一個(gè)安排在制冷劑路徑中的蒸發(fā)器；并且該次級(jí)側(cè)包括一個(gè)可變速度累W用于提供經(jīng)過(guò) 蒸發(fā)器的次級(jí)流體，其方式為使得在蒸發(fā)器中在初級(jí)側(cè)的制冷劑與該次級(jí)側(cè)的流體之間發(fā) 生熱交換，該次級(jí)側(cè)進(jìn)一步包括安排在該次級(jí)流體流中的一個(gè)溫度傳感器，該方法包括W 下步驟：
[0009] -通過(guò)該溫度傳感器對(duì)該次級(jí)流體流的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，
[0010] -根據(jù)所監(jiān)測(cè)到的溫度對(duì)該壓縮機(jī)容量W及該可變速度累的速度進(jìn)行控制，W便 獲得一個(gè)預(yù)定設(shè)定點(diǎn)溫度，
[0011] 其中，控制該壓縮機(jī)容量和該可變速度累的速度的方式為使該冷卻器系統(tǒng)的閉環(huán) 增益K = Kp，K。保持基本恒定，其中K P是該壓縮機(jī)容量控制器的增益并且K。是蒸發(fā)器的增 益。
[0012] 本發(fā)明設(shè)及一種用于控制冷卻器系統(tǒng)的方法。更具體地講，本發(fā)明的方法是用于 對(duì)冷卻器的溫度控制的閉環(huán)增益進(jìn)行控制的。
[0013] 在本文的上下文中，術(shù)語(yǔ)'冷卻器系統(tǒng)'應(yīng)解釋為是指一個(gè)包括初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)的 系統(tǒng)，其中該初級(jí)側(cè)由于在該初級(jí)側(cè)中的流動(dòng)的流體與在該次級(jí)側(cè)中的流動(dòng)的流體之間的 熱交換而從該次級(jí)側(cè)中移除熱量。該初級(jí)側(cè)優(yōu)選是蒸汽壓縮系統(tǒng)的形式，即制冷劑在其中 被交替地壓縮和膨脹的系統(tǒng)。該次級(jí)側(cè)的流體可W有利地用于對(duì)許多位置提供冷卻，例如， 需要空調(diào)的大量房間或超級(jí)市場(chǎng)中的大量制冷柜。
[0014] 該初級(jí)側(cè)包括一個(gè)帶可變?nèi)萘康膲嚎s機(jī)、一個(gè)熱排出熱交換器、一個(gè)膨脹裝置和 一個(gè)安排在制冷劑路徑中的蒸發(fā)器。因此，該初級(jí)側(cè)是蒸汽壓縮系統(tǒng)的形式，在該初級(jí)側(cè) 中，制冷劑被交替地在壓縮機(jī)中壓縮和在膨脹裝置中膨脹，并且在熱排出熱交換器中和在 蒸發(fā)器中發(fā)生熱交換。
[0015] 該壓縮機(jī)具有可變?nèi)萘?。因此，該壓縮機(jī)例如可W是一個(gè)可變速度壓縮機(jī)。在該 種情況下，該壓縮機(jī)的速度可W是通過(guò)連續(xù)方式或者通過(guò)階梯方式而可變的。作為一個(gè)替 代方案，該壓縮機(jī)可W是安排在壓縮機(jī)組中的兩個(gè)或更多個(gè)壓縮機(jī)的形式。在該種情況下， 可W通過(guò)對(duì)適當(dāng)數(shù)量的壓縮機(jī)進(jìn)行開啟或關(guān)閉來(lái)改變壓縮機(jī)容量。作為另一個(gè)替代方案， 該壓縮機(jī)可W是螺桿式壓縮機(jī)的形式。在該種情況下，可W通過(guò)改變螺桿式壓縮機(jī)的滑動(dòng) 件的位置來(lái)改變?cè)搲嚎s機(jī)容量?？商娲兀蒞通過(guò)任何其他適合的方式來(lái)獲得該壓縮機(jī) 的可變?nèi)萘俊?br>[0016] 熱排出熱交換器從壓縮機(jī)接收被壓縮的制冷劑。在熱排出熱交換器中，在初級(jí)系 統(tǒng)中流動(dòng)的制冷劑與環(huán)境之間發(fā)生熱交換的方式是將熱量從制冷劑被轉(zhuǎn)移到環(huán)境中。熱排 出熱交換器可W是一個(gè)冷凝器，在該種情況下，制冷劑在穿過(guò)該個(gè)熱排出熱交換器時(shí)被至 少部分地冷凝。作為一個(gè)替代方案，熱排出熱交換器可W是一個(gè)氣體冷卻器，在該種情況下 氣態(tài)制冷劑在熱排出熱交換器中被冷卻，但不發(fā)生相變。在穿越臨界（transcritically) 運(yùn)行的蒸汽壓縮系統(tǒng)中通常使用氣體冷卻器，例如將C〇2用作制冷劑的蒸汽壓縮系統(tǒng)。
[0017] 制冷劑在該膨脹裝置中膨脹。該膨脹裝置可W例如是一個(gè)例如具有可變開放度的 膨脹閥的形式。作為一個(gè)替代方案，該膨脹裝置可W是一個(gè)固定孔口。
[0018] 該蒸發(fā)器從膨脹裝置中接收膨脹的制冷劑。在該蒸發(fā)器中，在初級(jí)側(cè)中流動(dòng)的制 冷劑與次級(jí)側(cè)的流體之間發(fā)生熱交換的方式是將熱量從次級(jí)流體轉(zhuǎn)移到制冷劑中。制冷劑 在穿過(guò)蒸發(fā)器時(shí)被至少部分地蒸發(fā)。該蒸發(fā)器可W是單個(gè)蒸發(fā)器的形式，其包括一個(gè)單一 蒸發(fā)器盤管或并列安排的兩個(gè)或更多個(gè)蒸發(fā)器盤管。作為一個(gè)替代方案，該蒸發(fā)器可W包 括在制冷劑路徑中并列安排的兩個(gè)或更多個(gè)蒸發(fā)器。
[0019] 該次級(jí)側(cè)包括一個(gè)可變速度累，該可變速度累用于提供經(jīng)過(guò)該蒸發(fā)器的次級(jí)流體 流。由于該累的速度是可變的，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器的次級(jí)流體流的速度也是可變的。由此有可能 控制該蒸發(fā)器中發(fā)生的熱交換，并且由此控制該冷卻器系統(tǒng)的冷卻能力。
[0020] 在次級(jí)系統(tǒng)中流動(dòng)的流體可W是一種液體，例如水或鹽水。作為一個(gè)替代方案，該 流體可W至少部分地是氣態(tài)的。目P，例如在冷卻器系統(tǒng)是一個(gè)累送有CA的系統(tǒng)的情況，在 該種情況下，c〇2在該次級(jí)系統(tǒng)中循環(huán)。
[0021] 在該次級(jí)流體流中安排一個(gè)溫度傳感器。由此可W測(cè)量該次級(jí)流體的溫度?？蒞 將該溫度傳感器安排在該蒸發(fā)器的出口開口處或者在該出口開口附近。在該種情況下，該 溫度傳感器對(duì)離開蒸發(fā)器的次級(jí)流體的溫度進(jìn)行測(cè)量，即已經(jīng)與制冷劑發(fā)生熱交換發(fā)生之 后。作為一個(gè)替代方案，可W將該溫度傳感器安排在蒸發(fā)器的入口開口處或者在該入口開 口附近。在該種情況下，該溫度傳感器對(duì)進(jìn)入該蒸發(fā)器的次級(jí)流體的溫度進(jìn)行測(cè)量，即在與 制冷劑發(fā)生熱交換之前。作為另一個(gè)替代方案，該冷卻器系統(tǒng)可W包括安排在次級(jí)流體流 中的兩個(gè)溫度傳感器，其中，一個(gè)溫度傳感器是安排在蒸發(fā)器的入口開口處，一個(gè)溫度傳感 器是安排在蒸發(fā)器的出口開口處。
[0022] 本發(fā)明的方