[发明专利]基于压缩机温度的吸入阀脉宽调制控制

说明书

技术领域

本申请涉及用于吸入阀的脉宽调制控制，从而使制冷系统能够以 高效且经济的方式提供连续且准确的容量调节，其中压缩机温度被监 控，以便从性能、舒适度和可靠性角度为脉宽调制方法确定优化的占 空比。

背景技术

制冷系统被用在很多应用中，例如调节室内环境或冷藏空间。例 如，空调和热泵被用于冷却和/或加热进入环境中的空气。这种条件环 境下的冷却或加热负载可随着周围条件、内部热负载的产生而变化， 并且随着环境居住者对温度和/或湿度水平的需求或对条件空间的要 求的改变而变化。因此，制冷系统的操作和控制必须对这些变化做出 充分的反应，以便在保留其功能、性能和效率并且持续可靠工作的同 时，维持环境中稳定的温度和湿度条件。

现有技术中已知的一种对制冷系统的容量调节进行辅助的方法 是脉宽调制控制的使用。现有技术中已知应用脉宽调制控制使吸入阀 以某一速率循环运转，以控制到达压缩机的制冷剂的流量，从而调节 制冷系统容量。由于脉宽调制阀典型地在完全打开和完全关闭(或接 近完全关闭)位置之间循环运转，在这样的部分负载工作期间，会产 生最小的额外节流或其它明显的性能丧失。通过限制流经压缩机的制 冷剂的量，容量可被减少至低于制冷剂系统满负载容量(大约为总容 量以下的5％)的期望的水平，以便准确适应条件环境下的热负载。

吸入阀的脉宽调制引发的一个问题是，被传送进入压缩机吸入端 口的制冷制的流量可能会明显减少。在很多压缩机设计中，吸入的制 冷剂从马达上方经过，以冷却马达。如果流动通过压缩机吸入端口的 制冷剂的量被明显减少，其可能不足以冷却马达。马达温度可能会显 著上升并且超过指定极限，而这又导致永久性的马达损坏和灾难性故 障。另外，由于依赖较小量的制冷剂来冷却马达，该制冷剂可能变得 极热，并且可能将这种热传递给其它的压缩机部件，使这些部件过热 (包括使润滑这些压缩机部件的油过热)是非常不希望的。同样，当 压缩机工作在脉宽调制模式时，在脉宽调制阀被关闭或接近关闭的循 环部分的期间，工作压力比可达到非常高的值。高压力比的工作与过 高的马达发热的结合可导致压缩机排放管道处或压缩部件内的高排 放温度。因此，如果脉宽调制技术被设置为使关闭的或接近关闭的吸 入阀以相对长的周期循环运转，压缩机部件、油和制冷剂可能变得极 热，导致潜在的压缩机稳定性问题和烦扰的停机。另外，制冷系统的 热惯量可能不足以克服和防止条件环境下的温度和湿度变化，使居住 者不舒服或者妨碍制冷。

另一方面，如果使阀循环运转的太频繁而不能最小化上限温度幅 度，由于这种大量的循环，可能会增加吸入阀故障的风险，并且二次 不稳定影响在整个系统传播，干扰其正常的功能。

因此，需要提供一种方法来控制脉宽调制阀的占空比，以消除所 有上述不期望的现象。

发明内容

在本发明公开的实施例中，脉宽调制控制被提供用于选择性地改 变从蒸发器向下游压缩机流动的制冷剂的量。通过调节流动通过采用 脉宽调制技术控制的吸入阀的制冷剂的量，制冷系统提供的容量可被 连续且准确地调节，以适应条件环境下的热负载需求。控制器监控表 示压缩机温度的参数，并且确保该温度不超过指定极限值(在误差带 内)。

由脉宽调制方法控制的吸入阀的占空比被选择为以确保温度停 留在预定极限值以下。在公开的实施例中，在马达处、压缩机单元处、 排放管道处、压缩机泵设置的出口处、或其它相关的位置处监控与压 缩机温度相关的温度。当温度将要接近预定极限值时，吸入阀的脉宽 调制循环速率被调节到较高的值，以将温度保持在指定极限值以下。 类似地，只要温度被维持在该域值以下，则不需要调节阀循环速率。 另一方面，如果循环速率(单位时间的循环次数)过快(例如，从阀 的稳定性来考虑)，则控制器将降低该速率，同时仍然保持测量的温 度在预定域值以下。

此外，也可以根据工作条件、条件环境中允许的温度以及湿度变 化、吸入阀的可靠性限制、制冷系统的效率目标、系统热惯量以及工 作稳定性和功能性考虑等，来调节循环速率。可替换地，也可以利用 一些适用的控制器，其中控制器“学习”占空比的变化是如何引起压 缩机温度的变化。本领域技术人员将认识到如何提供这样的控制器。

本发明的这些和其它特征能够从下面的说明和附图中最佳地理 解，下面是简要描述。

附图说明