[发明专利]多区制冷剂蒸气压缩系统的控制

说明书

相关申请的交叉引用

参考以下专利申请并且本申请主张以下专利申请的优先权和益处：在2008年10月31日提交并且名称为“CONTROL OF MULTIPLE ZONE REFRIGERANT VAPOR COMPRESSION SYSTEMS”的美国临时申请No.61/110,137。

技术领域

本申请大体而言涉及制冷剂蒸气压缩系统,且更特定而言涉及用于控制与具有至少两个温度控制区的气候控制空间相关联的制冷剂蒸气压缩系统的操作的方法。

背景技术

制冷剂蒸气压缩系统是本领域中熟知的且通常用于调节要供应到住宅、办公楼、医院、学校、餐馆或其它场所内的气候控制舒适区的空气。制冷剂蒸气压缩系统也通常用于制冷供应到商业机构中的陈列柜、售货机、冷冻柜、冷室或其它易腐/冷冻产品储存区域的空气。

制冷剂蒸气压缩系统也通常用于运输制冷系统中以制冷供应到卡车、拖车、集装箱或类似物的温度控制货物空间的空气以由货车、火车、轮船或联合运输来运输易腐/冷冻物品。结合运输制冷系统使用的制冷剂蒸气压缩系统通常经受更苛刻的操作条件，这归因于很宽的操作负载条件范围和很宽的室外环境条件，制冷剂蒸气压缩系统必须在这些条件下操作以维持货物空间内的产品在所需温度。货物需要被控制的所需温度也可在很宽范围变化，这取决于待保存的货物性质。制冷剂蒸气压缩系统不仅必须具有充分的容量和制冷剂充注量以迅速地下拉在环境温度下加载到货物空间内的产物的温度，而且还必须在运输期间维持稳定产品温度时以过量制冷剂充注量高效地在低负载下操作。

在运输制冷应用中，制冷剂蒸气压缩系统需要产生充分的冷却来冷却货物空间到预选的设置点温度。对于易腐食品，货物空间将被冷却到略高于0℃（32℉）至高达大约30℃（86℉）的设置点温度，这取决于被运输的特定易腐食品。但是，对于冷冻食品，货物空间将被冷却到低于0℃（32℉）至低至-20℃（-4℉）或更低的设置点温度，这取决于被运输的特定冷冻食品。由于这种宽范围的产品温度要求，卡车、拖车、集装箱或类似物的货物空间通常为容纳诸如水果或蔬菜的易腐产品或者诸如肉或海鲜食品的冷冻产品的单个隔室。因此，大多数制冷剂蒸气压缩系统响应于单个设置点温度进行简单地控制。

发明内容

在本发明的一方面，提供一种控制制冷剂蒸气压缩系统的方法，该制冷剂蒸气压缩系统用于冷却具有多个温度控制区的温度控制空间。制冷剂蒸气压缩系统包括制冷剂回路，由压缩装置使制冷剂质量流量循环通过该制冷剂回路。该方法包括以下步骤：响应于所述多个温度控制区的总体冷却需求来控制通过制冷剂回路的制冷剂质量流量以提供制冷剂蒸气压缩系统的冷却容量；以及，在该多个温度控制区之间选择性地分配该制冷剂质量流量。该方法还可包括以下步骤：根据与该多个温度控制区的每个相应区相关联的传感温度与相关设置点温度之间的差来估计该多个温度控制区的每个相应区的冷却需求。控制制冷剂质量流量的步骤可包括：提供变速压缩装置；以及，响应于与该多个温度控制区的每个相应区相关联的传感温度与相关设置点温度之间的相应温差之和来选择性地改变变速压缩装置的操作速度。

确定变速压缩装置的所需操作速度的步骤可包括通过具有抗饱和性的PI控制器处理相应温差。PI控制器可包括积分时间调谐参数，其为与该多个温度控制区的每一个相关联的一组相应积分时间调谐参数的区体积加权平均数。

在该多个温度控制区之间选择性地分配该制冷剂质量流量的步骤可包括响应于与该多个温度控制区中的每个相应区相关联的设置点温度选择性地在该多个温度控制区之间分配该制冷剂质量流量。在实施例中，具有最低设置点温度的温度控制区被指定接收制冷剂质量流量的最大部分。在实施例中，一个温度控制区被手动地指定接收制冷剂质量流量的最大部分。

在本发明的一方面，提供一种制冷系统，其包括具有多个温度控制区的货物空间、制冷剂蒸气压缩系统和系统控制装置。该制冷剂蒸气压缩系统具有制冷剂回路，该制冷剂回路包括：压缩装置，其用于循环制冷剂质量流量通过该制冷剂回路；多个蒸发器，其中至少一个蒸发器与该多个温度控制区中的每一个相关联，来自该多个温度控制区中相关联的一个区的空气流量循环通过第一蒸发器与制冷剂质量流量的一部分成热交换关系；多个液体流量控制阀，其中一个液体流量控制阀安置于制冷剂回路中与该多个蒸发器中的每一个在操作上相关联用于调节通过它的制冷剂流量。该系统控制装置响应于该多个温度控制区的总体冷却需求来控制压缩装置的制冷剂质量流量输出以提供该制冷剂蒸气压缩系统的冷却容量，且在该多个温度控制区之间选择性地分配该制冷剂质量流量。