[发明专利]用于确定跨临界蒸气压缩系统中的最佳性能系数的方法无效
申请号: | 200680012543.9 | 申请日: | 2006-02-14 |
公开(公告)号: | CN101160496A | 公开(公告)日: | 2008-04-09 |
发明(设计)人: | Y·K·朴 | 申请(专利权)人: | 开利公司 |
主分类号: | F25B13/00 | 分类号: | F25B13/00 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 | 代理人: | 曹若;黄力行 |
地址: | 美国康*** | 国省代码: | 美国;US |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 确定 临界 蒸气 压缩 系统 中的 最佳 性能 系数 方法 | ||
技术领域
本发明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。
背景技术
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。
发明内容
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,可更好地理解本发明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发明的各个特征和优点,在附图中:
图1是本发明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是本发明的方法的流程图。
具体实施方式
图1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机,以便完成该循环。
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发明。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。
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