[发明专利]用于基于过热设定点控制的过冷控制的设备和方法

说明书

公开了用于基于过热设定点控制的过冷控制的设备和方法。一种系统包括设定点模块、求和器、控制模块以及膨胀阀模块。设定点模块被配置成通过基于(i)返回空气温度设定点或供应空气温度设定点以及(ii)室外环境温度调节过热设定点，来间接地控制冷凝器的过冷。求和器被配置成确定过热设定点与压缩机的过热水平之间的误差。控制模块被配置成基于误差生成控制信号。膨胀阀模块被配置成基于控制信号电子控制膨胀阀的状态。

相关申请的交叉引用

本公开内容是2013年11月13日提交的美国专利申请第14/078,734号的部分继续申请。本申请要求2012年11月21日提交的美国临时申请第61/729,037号的权益。上述申请的全部公开内容通过引用合并到本文中。

技术领域

本公开内容涉及冷却系统，并且更具体地涉及膨胀阀控制系统。

背景技术

本部分提供不一定是现有技术的、与本公开内容相关的背景信息。

冷却系统在流体要被冷却的大量不同的应用中具有适用性。流体可以是诸如空气的气体或诸如水的液体。示例应用是用于冷却人们所在的空间诸如在办公室以及数据中心中的采暖、通风、空调(HVAC)系统。数据中心可以指具有诸如计算机服务器的电子装置集合的房间。

在图1中示出了可以在例如计算机房间使用的空调50。空调50包括冷却回路51和机柜52。冷却回路51设置在机柜52中，并且包括蒸发器54、空气移动装置56、压缩机58、冷凝器60以及膨胀阀62。蒸发器54、压缩机58、冷凝器60和膨胀阀62以使冷却流体(例如，相变制冷剂)循环的闭合回路连接。蒸发器54可以包括具有多个冷却板(slab)的V形盘管组件以提供增强的冷却能力。蒸发器54接收冷却流体并且对穿过蒸发器54中的开口的空气进行冷却。空气移动装置56(例如，风扇或鼠笼式鼓风机)从机柜52中的入口(未示出)吸取空气并使其穿过蒸发器54。经冷却的空气从蒸发器54导出并且从机柜52中的增压室64出来。

压缩机58使冷却流体循环通过冷凝器60、膨胀阀62、蒸发器54并返回到压缩机58。压缩机58可以是例如涡旋式压缩机。涡旋式压缩机可以是定速、数字或变速压缩机。涡旋式压缩机通常包括两个偏移螺旋盘。第一螺旋盘是固定盘或涡旋部。第二螺旋盘是绕动涡旋部。冷却流体在涡旋式压缩机的入口处被接收，在偏移螺旋盘之间被捕获，被压缩，并且在中心(或出口)排向冷凝器60。冷凝器60可以是对从压缩机58接收的冷却流体进行冷却的微通道冷凝器。膨胀阀62可以是电子膨胀阀并且可以使从冷凝器60出来的冷却流体膨胀，例如从液体到气体。

可以调节膨胀阀62的位置(或膨胀阀的开度百分比)来控制压缩机58的吸入过热值。压缩机的吸入过热值等于压缩机吸入温度减去压缩机饱和吸入温度。可以使用压缩机吸入压力来确定压缩机饱和吸入温度。可以基于来自连接在蒸发器54与压缩机58之间的相应传感器的信号来确定压缩机吸入温度和压缩机吸入压力。过热值指处于气态的冷却流体的温度被加热高于压缩机饱和吸入温度的量。

可以使用过热值来调整(或调节)膨胀阀62的位置。可以通过比例、积分、微分(PID)控制模块来执行膨胀阀62的位置(或开度百分比)控制。PID控制模块控制过热值以匹配恒定的预定过热设定点。这确保了压缩机稳定性并且提高了压缩机效率。

发明内容

该部分提供了本公开内容的一般概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。