[发明专利]选择用于膨胀阀的控制策略

说明书

用于控制蒸汽压缩系统、特别是膨胀阀的开度的方法。根据第一控制策略，关闭膨胀阀直到过热值增大到高于下限阈值过热值。根据第二控制策略，膨胀阀保持打开，直到吸入压力已经增大到高于下限阈值吸入压力值。在低过热值以及低吸入压力的情况下，持续有限时间段地选择第二控制策略。

发明领域

本发明涉及一种用于控制诸如制冷系统、空调系统或热泵的蒸气压缩系统的方法。本发明的方法涉及对蒸汽压缩系统的膨胀阀的控制操作，以确保足够的吸入压力水平，同时防止由于液态制冷剂经过蒸发器并到达压缩机而对压缩机造成损坏。

发明背景

蒸气压缩系统，诸如制冷系统、空调系统或者热泵，通常包括安排在制冷剂路径中的压缩机、冷凝器、膨胀装置(例如，呈膨胀阀形式)和蒸发器。因此，制冷剂路径中流动的制冷剂交替地借助于压缩机而被压缩和借助于膨胀装置来膨胀，并且在冷凝器和蒸发器中进行热交换。在冷凝器中，从流过冷凝器的制冷剂中排出热量，而在蒸发器中，流过蒸发器的制冷剂吸收热量。因此，可以对安排成分别与蒸发器或冷凝器热接触的封闭容积提供冷却或加热。

如上所述，制冷剂在被供应到蒸发器之前通过膨胀装置膨胀。因此，供应到蒸发器的制冷剂处于气液混合状态。在蒸发器中，制冷剂的液体部分至少部分地蒸发，并且制冷剂由于此相变而吸收热量。如果所有液态制冷剂在其到达蒸发器的端部之前蒸发，则气态制冷剂被加热，并且离开蒸发器的制冷剂具有高于制冷剂的露点的温度。离开蒸发器的制冷剂的温度与露点之间的温度差被称为制冷剂的过热。

期望确保的是液态制冷剂沿着整个长度存在于蒸发器中，即，离开蒸发器的制冷剂的过热为零或接近零，因为由此就确保了所消耗的能量被用在蒸发制冷剂上从而由此提供冷却，而不是被用在对气态制冷剂进行加热上。因此，低过热值确保了最大可能程度地利用蒸汽压缩系统的制冷能力。

另一方面，不应允许使得液态制冷剂离开蒸发器的程度达到液态制冷剂到达压缩机，因为这可能导致压缩机损坏。因此，通常操作蒸汽压缩系统来获得离开蒸发器的制冷剂的小的但为正的过热。这通常通过操作膨胀阀从而由此控制到蒸发器的制冷剂供应来完成。

在一些情况下，诸如在蒸汽压缩系统的启动过程中，蒸发温度可能非常低。在这种情况下，当控制膨胀装置来获得正过热值时，吸入压力可能变得非常低，这是因为减少了制冷剂到蒸发器的供应以便防止液态制冷剂穿过蒸发器。低的吸入压力也是所不期望的，并且为了增大吸入压力，需要增加对蒸发器的制冷剂供应。因此，存在两个冲突的控制策略：一个策略要求减少向蒸发器的制冷剂供应以防止液态制冷剂穿过蒸发器，而一个要求增加向蒸发器的制冷剂供应以增大吸入压力。在这样的情况下，将通常选择要求减少向蒸发器供应制冷剂的控制策略，因为与增大吸入压力相比，防止对压缩机的潜在损坏被认为更重要。然而，这可能导致蒸汽压缩系统的低效启动。

US 5,077,983披露了一种用于提高脉冲式膨胀阀热泵的效率的方法和设备。在正常操作过程中，膨胀阀脉动以控制制冷剂到蒸发器部件的流动。膨胀阀在比例积分算法的控制下脉动来控制压缩机排气温度以将其保持在使稳态系统效率最大化的目标温度上。在压缩机启动期间，中断了膨胀阀的这种排气温度控制，并且代之以膨胀阀的恒定占空比脉冲，直到排气温度达到预定值。

发明披露

本发明的实施例的目的是提供一种用于控制蒸汽压缩系统的方法，其中提高了蒸汽压缩系统的效率，同时使对压缩机的损坏风险最小化。

本发明实施例的另一个目的是提供一种用于控制蒸汽压缩系统的方法，其中保持可接受的吸入压力水平，同时使压缩机由于液态制冷剂到达压缩机而造成损坏的风险最小化。

本发明提供了用于控制蒸汽压缩系统的方法，该蒸汽压缩系统包括安排在制冷剂路径中的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，该制冷剂路径限定将该蒸发器的出口与该压缩机的入口互连的吸入管线，该方法包括以下步骤：

-获得离开该蒸发器并进入该吸入管线的制冷剂的过热值，