[发明专利]用于控制至蒸发器的制冷剂供应的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制至蒸发器的制冷剂供应的方法，所述蒸发器特别是形成为蒸汽压缩系统（例如制冷系统、空气调节系统或热泵）的部分的蒸发器。根据本发明的方法，可仅基于离开蒸发器的制冷剂温度的测量值来控制至所述蒸发器的制冷剂供应。

背景技术

诸如制冷系统、空气调节系统或热泵的蒸汽压缩系统通常包括沿制冷剂路径布置的压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器。制冷剂在制冷剂路径中循环，并且被交替地膨胀和压缩，并且在冷凝器和蒸发器中发生热交换。膨胀的制冷剂以气态和液态制冷剂的混合状态进入蒸发器。当制冷剂经过蒸发器时，该制冷剂蒸发同时与穿过该蒸发器的次级流体流（例如，空气流）交换热量。为了最大程度地利用蒸发器的潜在制冷能力，期望的是，沿蒸发器的整个长度存在液态制冷剂。在另一方面，并不希望液态制冷剂流过蒸发器而进入到抽吸管线中，这是因为如果液态制冷剂达到压缩机该液态制冷剂可能损坏该压缩机。因此，期望的是控制至蒸发器的制冷剂供应，使得混合相制冷剂与气态制冷剂之间的边界正好在蒸发器的出口处。

为了实现这一点，离开蒸发器的制冷剂的过热通常被测量和/或计算。过热是离开蒸发器的制冷剂温度与离开蒸发器的制冷剂的露点之间的差。因此，低过热值表明离开蒸发器的制冷剂的温度接近于露点，而高过热值表明离开蒸发器的制冷剂的温度显著高于露点，并且因此蒸发器的大部分包含气态制冷剂。蒸发器的潜在制冷能力的大部分因此被用于加热气态制冷剂而不是用于蒸发液态制冷剂。于是试图控制至蒸发器的制冷剂供应，使得过热被保持在低水平，但是为正水平。

为了获得离开蒸发器的制冷剂的过热，离开蒸发器的制冷剂的温度以及压力通常被测量。作为替代方式，离开蒸发器的制冷剂温度以及进入蒸发器的制冷剂温度可以被测量。因此，有必要使用两个不同的传感器装置，以便获得过热。这增加了蒸汽压缩系统的制造成本。此外，在应用压力传感器用于测量离开蒸发器的制冷剂的压力的情况下，存在压力传感器脱落或发生故障的风险，由此使得不可能测量过热并且阻止至蒸发器的制冷剂供应的正确控制，直到压力传感器被恢复。

US 4,893,480公开了一种制冷循环或包括制冷循环的空气调节装置，所述制冷循环基于现代控制理论经受反馈控制。来自受控对象的控制输出包括在蒸发器下游的点处的空气温度或者制冷剂过热。通过进入蒸发器的制冷剂温度以及离开蒸发器的制冷剂温度的测量值来获得过热。

发明内容

本发明的实施方式的目的在于提供一种用于控制至蒸发器的制冷剂供应的方法，所述方法降低由传感器掉落引起的出错的风险。

本发明的实施方式的另一目的在于提供一种用于控制至蒸发器的制冷剂供应的方法，所述方法使得能够降低包括蒸发器的蒸汽压缩系统的制造成本。

本发明的实施方式的又一目的在于提供一种用于控制至蒸发器的制冷剂供应的控制系统，所述控制系统降低由传感器脱落引起的出错的风险。

根据第一方面，本发明提供一种用于控制至蒸汽压缩系统的蒸发器的制冷剂供应的方法，所述蒸汽压缩系统包括布置在制冷剂回路中的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀装置，所述方法包括以下步骤：

- 致动所述蒸汽压缩系统的部件，使得所述蒸发器的干区改变；

- 测量代表离开所述蒸发器的制冷剂温度的温度信号；

- 分析被测量的温度信号；

- 确定被致动部件和被测量的温度之间的传递函数的增益沿降低温度方向从最大值下降至最小值的温度值；

- 将所确定的温度值限定为对应于离开所述蒸发器的制冷剂的零过热（SH=0）值；以及

- 根据限定的SH=0的温度值并且基于被测量的温度信号来控制至所述蒸发器的制冷剂供应。

在本文中，术语“蒸汽压缩系统”应当被解释为意味着诸如制冷剂的流体介质流在其中循环并且被交替地压缩和膨胀由此提供对体积的制冷或加热的任何系统。因此，蒸汽压缩系统可以是制冷系统、空气调节系统、热泵等。

根据本发明的第一方面的方法，蒸汽压缩系统的部件被初始致动，使得所述蒸发器中的干区改变。该部件例如可以是膨胀装置、用于控制穿过蒸发器的次级空气流的风扇、或压缩机。例如，致动膨胀装置（例如，通过减少/增加膨胀阀的开度）增加/减少蒸发器中的干区的长度。致动控制次级空气流的风扇（例如，通过增加/降低风扇的速度）增加/减少蒸发器中的干区的长度。最后，致动压缩机（例如，通过增加/降低压缩机的速度、或通过切换开/关压缩机级）增加/减少蒸发器的干区的长度。