CN101852502A - 具有流体喷射的冷凝单元 - Google Patents

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Abstract

提供了一种气候控制系统，并且该气候控制系统可包括压缩机、与压缩机流体连通的第一热交换器、与压缩机和第一热交换器流体连通的第二热交换器、以及设置在第一热交换器与第二热交换器之间的第三热交换器。管道可流体联接至第三热交换器和压缩机并且可将流体选择性地供给至压缩机。阀可控制经由管道供给至压缩机的流体量，并且控制器可基于压缩机的排气温度和第三热交换器的过热温度来控制阀。

Description

具有流体喷射的冷凝单元
相关申请的交叉引用
本申请要求于2009年2月18日提交的美国临时申请No.61/153,452的权益。将上述申请的全部公开内容以参引的方式结合在本文中。
技术领域
本公开涉及一种气候控制系统，并且更具体地涉及一种具有流体喷射系统的气候控制系统。
背景技术
此部分陈述仅提供与本公开相关的背景信息并且可不构成现有技术。
包括冷凝单元、热泵系统以及其它气候控制系统在内的加热和/或冷却系统包括压缩机、蒸发器、冷凝器和流体喷射系统。流体喷射系统可以将制冷剂以介于吸气压力与排气压力之间的压力(即，中间压力)喷射到压缩机的进口中，由此提高加热和/或冷却系统的性能。流体喷射系统可将中间压力的制冷剂喷射到压缩机的中间进口中，这使压缩机能够在使喷射的制冷剂仅仅穿过压缩机的一部分的同时就将喷射的制冷剂压缩至排气压力。在流体喷射系统提高系统能力的同时，还可利用流体喷射系统来降低离开压缩机的排气的温度。
发明内容
本部分提供了对本公开的总体概括，且不是对其整个范围或其特征的全面公开。
提供一种气候控制系统并且该气候控制系统可包括压缩机、与压缩机流体连通的第一热交换器、与压缩机和第一热交换器流体连通的第二热交换器、设置在第一热交换器与第二热交换器之间的第三热交换器。管道可流体联接至第三热交换器和压缩机，并且可将流体选择性地供给至压缩机。阀可控制经由管道供给至压缩机的流体量，并且控制器可基于压缩机的排气温度和第三热交换器的过热温度来控制阀。
一种气候控制系统可包括压缩机、与压缩机流体连通的第一热交换器、与压缩机和第一热交换器流体连通的第二热交换器、设置在第一热交换器与第二热交换器之间的第三热交换器。管道可流体联接至第三热交换器和压缩机，并且可将流体选择性地供给至压缩机。阀可控制经由管道供给至压缩机的流体量，并且控制器可基于第三热交换器的入口处的第一温度和第三热交换器的出口处的第二温度来控制阀。
提供一种冷凝单元并且该冷凝单元可包括基座、由基座支承的压缩机、由基座支承并与压缩机流体连通的第一热交换器、以及由所述基座支承并与所述第一热交换器和所述压缩机流体连通的第二热交换器。管道可流体联接至第二热交换器和压缩机并且可将流体选择性地供给至压缩机。阀可控制经由管道供给至压缩机的流体量。控制器可基于压缩机的排气温度和第二热交换器的过热温度来控制阀。
一种冷凝单元可包括基座；压缩机，其由基座支承并且包括吸入口、排气口和流体喷射口；由基座支承且与排气口流体连通的第一热交换器；以及第二热交换器，其由基座支承并且包括第一入口、第一出口、第二入口以及第二出口，其中，第一入口流体联接至第一热交换器，第二入口流体联接至第一出口。该冷凝单元还可包括：管道，其流体联接至第二热交换器的第二出口以及压缩机的流体喷射口；以及阀，其设置在第二热交换器的第一出口与第二热交换器的第二入口之间。
一种方法可包括测量压缩机的排气温度；确定热交换器的蒸汽侧过热度；基于排气温度和蒸汽侧过热度计算阀的步进变化，以控制中间压力的量；并基于步进变化调节阀的步进。
其它的适用范围将通过于此提供的描述而变得显而易见。本发明内容中的描述和具体示例仅出于说明的目的而非意在限制本公开的范围。
附图说明
在此描述的附图仅出于对所选实施方式而非所有可能的实现方式进行说明的目的，且并非意欲限制本公开的范围。
图1是根据本公开的原理的结合有流体喷射系统的气候控制系统的示意图；
图2是根据本公开的原理的冷凝单元的立体图；
图3是根据本公开的原理的压缩机的剖视图；
图4是包括流体喷射通路的压缩机的剖视图；
图5是根据本公开的原理的与马达和多个传感器通信的控制器的框图；
图6是能够在冷却模式和加热模式下操作并结合有根据本公开的原理的流体喷射系统的热泵系统的示意图；以及
图7是示出了根据本公开的原理的流体喷射系统的控制算法的流程图。
对应的附图标记在整个附图中的多幅视图中指示对应的零件。
具体实施方式
现在将参照附图更充分地描述示例性实施方式。
示例性实施方式被设置成使得本公开将全面，并且将其范围充分传达给本领域技术人员。阐明了诸如具体部件、装置和方法的多个具体的细节以提供对本公开的实施方式的全面理解。对于本领域技术人员将会显而易见的是，无需采用具体细节，示例性实施方式能够以许多不同的形式加以实施，而且这些具体细节和示例性实施方式都不应当被解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施方式中，不再详细描述公知的过程、公知的装置结构以及公知的技术。
在此使用的术语仅用于描述具体的示例性实施方式而非意欲是限制性的。如在此使用的那样，单数形式的“一”、“一个”和“该”可意欲包括复数形式，除非上下文另外明确指示。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”等是包括在内的且因此指明了所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合的存在或增加。于此描述的方法步骤、过程及操作不应当被解释为必需要求它们以所论述或示出的特定顺序予以执行，除非特别确定为执行的顺序。还应当理解，可以采用附加的或可替代的步骤。
当元件或层被提及为“位于”、“接合于”、“连接于”或“联接于”另一元件或层上时，它可以直接位于、接合于、连接于或联接于该另一元件或层上，或者可以存在居间元件或层。相反，当元件被提及为“直接位于”、“直接接合于”、“直接连接于”或“直接联接于”另一元件或层上时，就不会有居间元件或层存在。用于描述元件间的关系的其它词语应当以类似的方式进行解释(例如，“之间”相对于“直接之间”，“邻近”与“紧邻”等)。如在此使用的那样，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项目中的任何一个或者一个或多个的组合。
尽管术语第一、第二、第三等可在此用于描述多个元件、部件、区域、层和/或部分。但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。诸如“第一”、“第二”的术语以及于此使用的其它用数字表示的术语并不意味着次序或顺序，除非上下文明确指出。因此，在不背离示例性实施方式的教示的前提下，下述第一元件、部件、区域、层或部分可称作第二元件、部件、区域、层或部分。
参见图1，提供气候控制系统10并且该气候控制系统10可包括室外热交换器12、室内热交换器14、压缩机16、接收器18以及流体喷射系统20。室外热交换器12和室内热交换器14与压缩机16、接收器18以及流体喷射系统20流体连通，以使得制冷剂可在其间循环。制冷剂从压缩机16在压力下循环通过系统10并且在室外热交换器12与室内热交换器14之间循环以放出和吸收热量。
室外热交换器12可包括第一盘管或热交换器22以及马达驱动风扇13。高压制冷剂可从压缩机16流入到盘管22中，在那里将热量从盘管22放出。室外热交换器12可包括以这样一种方式封住盘管22和风扇的保护壳体，以致于使得风扇13可将外界空气抽吸穿过盘管22以改善热传递和热量的放出。尽管公开了风扇13，但是可以使用从盘管22传递热量的任何方法，诸如将盘管22埋在地下或使水流围绕盘管22行进。
系统10可包括冷凝单元21(图2)，其可包括基座23和壳体25。室外热交换器12、压缩机16、流体喷射系统20、接收器18、油分离器27以及蓄液器29可由基座23直接或间接地支承并至少部分封装在壳体25内。壳体25可包括门和/或可拆卸的检修面板31以有助于对容置在壳体25中的部件进行安装和/或检修。
室内热交换器14可用作蒸发器并且可包括盘管或热交换器24以及马达驱动的风扇15。盘管24和风扇15可封装在机壳中，使得风扇15迫使外界空气穿过盘管24。通过盘管24的制冷剂从被风扇15迫使穿过盘管24的空气吸收热量，从而冷却空气。风扇15继而迫使冷却的空气流出机壳并进入将要由系统10冷却的空间中，诸如房间、冰箱或冷藏陈列柜。
现在参见图1-4，压缩机16可包括顶部具有盖罩32、底部具有基座34的大体呈圆筒形的气密外壳30。盖罩32和基座34装配至外壳30，以限定出压缩机16的内部容积36。盖罩32可包括排气口38，而外壳30可包括通常设置在盖罩32与基座34之间的吸入口40和流体喷射口42。
压缩机16还包括安装至外壳30的马达44，其经由曲柄50和十字滑块联轴器52在两个啮合接合的涡旋构件46、48之间产生相对的轨道运动。十字滑块联轴器52及其与沿轨道运动的涡旋构件46、48之间的相互作用可以是在受让人共同拥有的美国专利No.5,320,506中所公开的类型，该专利的公开内容就此通过参引结合进来。
涡旋构件46、48之间的相对轨道运动将制冷剂经吸入口40吸入并继而在由涡旋构件46、48限定的至少一个移动的流体腔中压缩制冷剂。当流体腔相对于涡旋构件46、48从径向外部位置移动至中央位置时，制冷剂被交错的涡旋构件46、48压缩，在中央位置处，将压缩的制冷剂排至排气室53。然后将压缩的制冷剂经排气口38排出，在那里，它继而流过排气管路54并流至室外热交换器12。
流体喷射口42可经由连接管55和流体通路56与由涡旋构件46、48限定的流体腔流体连通。连接管55可流体联接至流体喷射口42和流体通路56。流体通路56可以是大体水平延伸通过定涡旋构件46的十字头钻供给通路。流体通路56可包括提供与移动的流体腔流体连通的流体口57(图3和4)。流体通路56可以是在受让人共同拥有的美国专利No.6,619,936中所公开的类型，将该专利的公开内容就此通过参引结合进来。
现在参见图1、2和5，流体喷射系统20可包括控制器60、电子膨胀阀或EXV62、板式热交换器64、第一温度传感器66、第二温度传感器68、排气温度传感器(DT传感器)70以及流体喷射管道72，流体喷射管道72使流体喷射系统20与压缩机16的流体喷射口42流体联接。DT传感器70测量排气的温度，并因此可设置在排气管路54、排气室53、排气口38或测量排气的温度的任何其它位置上或这些位置的附近。在一种构造中，DT传感器70设置在排气口38的下游大约6英寸处。
控制器60可设置在固定于压缩机16的封壳73内(图3)、位于壳体25内的任何位置处或位于系统10内的任何其它位置处。控制器60可与EXV62、第一温度传感器66和第二温度传感器68以及DT传感器70通信(图5)。控制器60还可与压缩机16和/或系统10的其它子系统和/或部件通信，并且可控制它们的多种功能。例如，控制器60可在开启状态与关闭状态之间控制压缩机16和/或控制风扇13、15中的任何一个或二者的速度。
EXV62可包括与控制器60通信的步进马达74，并且可大体根据本领域已知的任意合适的阀组件构造而成，例如，在受让人共同拥有的美国专利No.7,287,396中所公开的类型的电子步进调节器，将该专利的公开内容就此通过参引结合进来。EXV可定位在板式热交换器64的入口附近，如下面将进一步描述的那样。
步进马达74可选择性地在包括全闭位置、大开位置以及在全闭位置与大开位置之间的多个中间位置的多个位置之间移动EXV62，以控制流入到流体喷射系统20中的制冷剂流。如接下来将描述的那样，控制器60可基于从第一温度传感器66和第二温度传感器68以及DT传感器70发送至控制器60的信号选择性地使步进马达74移动通过多个位置。
板式热交换器64可包括液体侧盘管76和蒸汽侧盘管78。液体侧盘管76可与接收器18、EXV62以及室内热交换器14流体连通。液体制冷剂可来自接收器18并流过液体侧盘管76，在该处放出热量并且冷却液体制冷剂。一旦离开液体侧盘管76，液体制冷剂的第一部分就可流过电磁阀80和膨胀装置82，在该处液体制冷剂在进入室内热交换器14之前变成液体-蒸汽混合物。膨胀装置82可以是例如热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管或膨胀器。
电磁阀80可用于控制流过系统10的流体流。例如，当系统10的冷却循环结束(即，由系统10冷却的空间已经达到预定温度)时，阀80可关闭以防止阀80上游的流体流入到室内热交换器14中。压缩机16可例如继续将阀80下游的一些流体或全部流体泵送到室内热交换器14之外、经过室外热交换器12并进入接收器18中。这样，阀80可防止在系统10的冷却循环结束之后通过室内热交换器14的流体移动。
液体制冷剂离开液体侧盘管76的第二部分可流动到EXV62，如上所述，EXV62可处于关闭、中间或大开位置中，从而禁止、限制或允许制冷剂从中流过。因此，EXV62可设置在液体侧盘管76的出口与蒸汽侧盘管78的入口之间并且可设置在第一温度传感器66附近。
允许通过EXV62的制冷剂可闪蒸成湿的蒸汽或液体-蒸汽混合物。第一温度传感器66可感测液体-蒸汽混合物的温度并将信号发送至控制器60，从而将液体-蒸汽混合物的温度传送至控制器60。液体-蒸汽混合物然后可通过蒸汽侧盘管78，这冷却液体侧盘管76和从中流过的液体制冷剂。通过蒸汽侧盘管78的低温液体-蒸汽混合物为板式热交换器64提供附加的冷却能力并使得从板式热交换器64流动至室内热交换器14的制冷剂过冷。其它类型的热交换器可以替代板式热交换器64。因此，本公开的原理并不限定于具有板式热交换器的实施方式。
一旦离开蒸汽侧盘管78，第二温度传感器68就可检测流体喷射管道72中的制冷剂的温度并将信号传送至控制器60，从而将制冷剂的温度传送至控制器60。如上所述，流体喷射管道72可与流体喷射口42以及流体通路56连通，由此可将流体喷射到由涡旋构件46、48所限定的流体腔中。喷射到压缩机16中的流体可以是蒸汽、液体或液体-蒸汽混合物。流体可以处于中间压力，该中间压力大于系统吸气压力但小于系统排气压力。
现在参见图6，尽管气候控制系统10在上文中被描述为冷却系统，但是该气候控制系统10也可以是能够在加热模式和冷却模式下操作的热泵系统。在该实施方式中，系统10可包括四通阀88、第一止回阀90、第一阀92、第二阀94、第二止回阀96以及膨胀装置或毛细管98。在加热模式下，转换室外热交换器12和室内热交换器14的功能，即，室内热交换器14的盘管24将用做冷凝器，并且室外热交换器12的盘管22将用作蒸发器。四通阀88可在冷却模式与加热模式之间转换。
在加热模式下，盘管24接收来自压缩机16的高压制冷剂。制冷剂在其通过盘管24时将热量放出至外界空气，从而加热外界空气。风扇15可迫使加热的空气进入将要由系统10加热的空间中。来自室内热交换器14的制冷剂可流过第一止回阀90并绕过膨胀装置82。在加热模式下，可关闭第一阀92以迫使制冷剂通过液体侧盘管76。在加热模式下，可打开第二阀94以使制冷剂的第一部分能够朝EXV62流动，而第二部分可流过接收器18和膨胀装置或毛细管98并进入室外热交换器12中。
在冷却模式下，盘管22接收来自压缩机16的高压制冷剂。来自室外热交换器12的制冷剂可在流过接收器18之前流过第二止回阀96，这绕过了膨胀装置或毛细管98。在冷却模式下，可关闭第二阀94一迫使制冷剂通过液体侧盘管76。在冷却模式下，可打开第一阀92以使得制冷剂的第一部分能够朝EXV62流动，而第二部分可朝膨胀装置82和室内热交换器14流动。
参见图1-7，将详细描述气候控制系统10的操作。如上所述，制冷剂循环通过气候控制系统10以冷却诸如房间、冰箱或超市陈列柜的空间。当系统10作为冷却系统操作时，制冷剂来自接收器18的一部分可流入到流体喷射系统20中，而其余的制冷剂可朝室内热交换器14流动。当系统10作为加热系统操作时，制冷剂来自室内热交换器14的一部分可流入到流体喷射系统20中，而其余的制冷剂可朝室外热交换器12流动。允许流入到流体喷射系统20中的制冷剂的量可以取决于EXV62的步进马达74的位置。
控制器60可根据控制算法100(图7)来控制步进马达74的位置。控制算法100可基于系统10的一个或多个操作条件来调节步进马达74的位置以可变地打开或关闭EXV62。操作条件可包括板式热交换器64的排气温度(DT)和蒸汽侧过热度(SH)，由此均可通过控制单个阀(即，EXV62)来控制排气温度和过热度中的每个。
排气温度可由设置在排气口38附近的DT传感器70测量。蒸汽侧过热度可按制冷剂的蒸汽出口温度(VOT)与制冷剂的蒸汽入口温度(VIT)之间的差值进行计算，即，SH＝VOT-VIT。蒸汽出口温度可由第二温度传感器68测量，第二传感器68可设置在板式热交换器64的蒸汽侧盘管78的出口附近。蒸汽入口温度可由第一温度传感器66测量，第一温度传感器66可设置在板式热交换器64的蒸汽侧盘管78的入口附近。
具体参见图1、6和7，将详细描述控制算法100的逻辑。控制算法100可以以诸如每隔20秒的预定频率重复判定步进马达74的最优位置，以优化压缩机16和/或系统10的性能。对于控制算法100的每次重复N，都可计算步进马达74的最优位置(EXVN)。
控制算法100可包括能力提高(CE)模式，可分别通过设定和清除CE标记而选择性地启动和解除该CE模式。当能力提高模式开启时，控制算法100可根据蒸汽侧过热度来调节EXV 62的位置，以使压缩机16和/或系统10的性能、能力以及效率最优化，同时系统10在低压缩比的情况下运行。当能力提高模式关闭时，控制算法100的重点是降低排气温度以使损坏压缩机16的风险最小化。因此，在高压缩比的情况期间，控制器60可致使EXV 62使得大量制冷剂能够进入流体喷射管道72中以便被喷射到压缩机16中。在大开位置下，EXV 62可使得湿蒸汽能够被喷射到压缩机16中，这会进一步降低排气温度。因此，控制算法100能够通过控制单个膨胀阀(即，EXV 62)而控制压缩机16的排气温度以及板式热交换器64的过热度(SH)。
控制算法100考虑到了平稳且适时地启动和解除该能力提高模式，从而避免“振荡(hunting)”。当阀连续调整其位置(即，“振荡”稳定状态位置)时，膨胀装置被认为在“振荡”。
继续参考图7，控制算法100起始于方框110处，且可包括测量排气温度、蒸汽出口温度和蒸汽入口温度并将这些值传送至控制器60。如上所述，控制器60可随后根据蒸汽出口温度和蒸汽入口温度来确定蒸汽侧过热度。
在方框120处，控制器60可计算步进变化ΔEXVN，其为步进马达74移动以打开或关闭EXV 62的步进数。可根据以下公式计算步进变化ΔEXVN，式中，N表示控制算法100的第N次重复；N-1表示紧先于第N次重复的重复；P为比例增益常数；D为微分增益常数；DTN是在方框110处传送到控制器60的第N次排气温度测量值；以及DTN-1是紧先于DTN的排气温度测量值，即，用于步进变换N-1的传送到控制器60的DT测量值，其为紧先于第N次步进变化(ΔEXVN)的步进变化：
ΔEXVN＝P＊(DTN-110)+D＊(DTN-DTN-1)
正的步进变化ΔEXVN值可以是打开步进变化，这导致EXV 62朝大开位置移动，从而使得大量制冷剂能够进入流体喷射系统20中。负的步进变化ΔEXVN值可以是关闭步进变化，从而使EXV 62朝全闭位置移动并使得较少的制冷剂能够进入流体喷射系统20中。
方框120的等式的比例增益是一种系数，其与系统10对测量到的排气温度与最优排气温度(即，110摄氏度)之间的偏差的敏感度有关。微分增益是一种与系统10对两个连续的排气温度测量值之间的偏差的敏感度有关的系数。例如，如果系统10的性能和/或耐用性对排气温度中相对微小的偏差高度敏感，那么比例增益和微分增益可为较小的值以增大步进变化值，从而导致EXV 62的位置以及允许进入流体喷射系统20的制冷剂量的较小调整。比例增益和微分增益的示例性值可以是用于单风扇系统的一个和用于双风扇系统的两个。可采用系统测试及其它优化方法来确定比例增益值和微分增益值。
在方框130处，控制器60可判定步进变化N(ΔEXVN)是否大于零或者蒸汽侧过热度(SH)是否小于五度且能力提高模式是否关闭(即，CE标记是否关闭)。如果满足第一和第二条件中的任何一个或两个，那么控制算法100会前进至方框140。
在方框140处，可清除CE标记，从而将能力提高模式关闭。从方框140起，控制算法100可前进至方框150，在方框150处可确定步进马达74的位置，这又可确定EXV 62的位置。
如果方框130的第一和第二条件中的任何一个均不满足，则控制算法100会前进至方框141。在方框141处，设定CE标记，从而开启能力提高模式。在方框142处，控制器60会判定蒸汽侧过热度(在方框110处所确定)是否大于预定的过热度值，例如五摄氏度。如果是，则控制算法100会前进至方框143，在方框143处可将步进变化ΔEXVN设定成预定的打开步进变化值，例如四步打开。然后控制算法100会前进至方框150。
再次参见方框142，如果蒸汽侧过热度不大于预定的过热度值(例如，五摄氏度)，则控制算法100会前进至方框144，在方框144处可将步进变化ΔEXVN设定成预定的关闭步进变化值，例如负四。
尽管以上列举五作为示例性的过热度值，但是可以针对任何给定的气候控制系统和/或给定气候控制系统的任何应用来定制方框142的预定的过热度值。可预定的过热度值选择成使压缩机16和/或系统10的能力、效率和/或性能最优化。可采用测试、计算机辅助工程(CAE)软件和/或其它优化方法来确定最优过热度值。
同样，可针对给定的气候控制系统和/或应用来分别定制方框143的预定打开步进变化值和方框144的预定关闭步进变化值。可将这些值确定成使压缩机16和/或系统10的性能、能力以及效率最优化。
在方框146处，控制器60可判定步进马达74是否已经进行了关闭步进超过控制算法100的连续重复的预定次数。在图7中示出的具体实施方式中，控制器判定步进马达74是否已经进行了五次连续的关闭步进。如果是，则可以在方框148处清除CE标记以使EXV 62能够经过控制算法100的较少的重复达到最优位置。
在方框150处，步进马达74的位置可通过以下公式确定，式中，EXVN为步进马达74在控制算法100的第N次重复处的位置，EXVN-1为紧前面的步进马达74的位置，以及ΔEXVN为在方框120、方框143或方框144处计算出的第N次步进变化：
EXVN＝EXVN-1+ΔEXVN
EXVN的最小值可对应于EXV 62的全闭位置。例如，EXVN＝五十(50)可以是对应于全闭位置的最小值。因此，在方框160处，控制器60可判定在方框150处计算出的EXVN值是否小于五十。如果小于五十，则在方框165处将EXVN设定成五十(最小值)。
EXVN的最大值可对应于EXV 62的大开位置。例如，EXVN＝五百(500)可以是对应于大开位置的最大值。因此，在方框170处可判定在方框150处计算出的EXVN值是否大于五百。如果是，则在方框175处将EXVN设定成五百(最大值)。EXVN介于最小值与最大值之间的任何其它值均可对应于步进马达74介于全闭位置与大开位置之间的多个位置。
在方框180处，控制器60可将信号传送至步进马达74，这可使步进马达74移动至与由控制算法100的这些步骤所确定的EXVN值相对应的位置。控制算法100可随后在方框110处重新开始并重复上述步骤。
上述控制算法100可在宽范围的操作条件下提高压缩机16和/或系统10的性能及效率。例如，在高压缩比的情况下，排气温度可升高到例如最优温度或安全温度(例如，110摄氏度)以上。可以关闭能力提高模式，这会使EXV 62能够迅速接近大开位置。在大开位置和近乎大开位置中，可将湿蒸汽(液体-蒸汽混合物)喷射到压缩机16中，这可显著降低排气温度。一旦排气温度回复至最优水平，控制算法100就会使EXV 62远离大开位置并朝关闭位置移动。这样一来，减少了喷射到压缩机16中的湿蒸汽的量并且提高了压缩机16的效率。在排气温度处于或低于预定的安全温度(例如，110摄氏度)的情况下，控制算法100可使EXV 62至少部分关闭以减少喷射到压缩机16中的湿蒸汽的量，从而使压缩机效率最大化。
在低压缩比的情况下，排气温度可处于或低于预定的安全温度。因此，可启动提高模式。控制算法100可随后基于蒸汽侧过热度来控制EXV 62的位置，从而使压缩机16和/或系统10的效率及性能最大化。
已经处于说明和描述的目的提供了对实施方式的上述描述。它并非意欲穷尽性的或限制本发明。具体实施方式的单独的元件或特征通常并不限制于该具体实施方式，而是在可应用的位置上是能够互换的或者能够用在所选定的实施方式中，甚至于在没有具体示出或描述的情况下也是如此。本发明还能够以多种方式进行变化。这些变化不应当被认为是对于本发明的背离，并且意欲将所有这样的变型都包含在本发明的范围内。

Claims (65)

1.一种气候控制系统，包括：
压缩机；
第一热交换器，其与所述压缩机流体连通；
第二热交换器，其与所述压缩机和所述第一热交换器流体连通；
第三热交换器，其设置在所述第一热交换器与所述第二热交换器之间；
管道，其流体联接至所述第三热交换器和所述压缩机并且能够操作成将流体选择性地供给至所述压缩机；
阀，其能够操作成控制经由所述管道供给至所述压缩机的流体量；以及
控制器，其能够操作成基于所述压缩机的排气温度和所述第三热交换器的过热温度来控制所述阀。
2.如权利要求1所述的气候控制系统，其中，所述阀以步进方式打开和关闭以控制进入所述管道中的所述流体。
3.如权利要求1所述的气候控制系统，其中，所述控制器基于流体温度控制进入所述管道中的所述流体量。
4.如权利要求3所述的气候控制系统，其中，在所述第三热交换器的入口处测量所述流体温度。
5.如权利要求3所述的气候控制系统，进一步包括温度传感器，其设置在所述第三热交换器的入口附近，所述温度传感器提供所述流体温度。
6.如权利要求3所述的气候控制系统，其中，所述第三热交换器包括第一入口、第一出口、第二入口以及第二出口，在所述第一出口与所述第二入口之间测量所述流体温度。
7.如权利要求6所述的气候控制系统，进一步包括温度传感器，其设置在所述第三热交换器的所述第二出口附近。
8.如权利要求3所述的气候控制系统，进一步包括温度传感器，其设置在所述第三热交换器的出口与所述压缩机之间。
9.如权利要求1所述的气候控制系统，进一步包括温度传感器，其设置在所述阀与所述第三热交换器之间。
10.如权利要求9所述的气候控制系统，进一步包括第二温度传感器，其设置在所述第三热交换器与所述压缩机之间。
11.如权利要求1所述的气候控制系统，其中，所述第三热交换器是板式热交换器。
12.如权利要求1所述的气候控制系统，进一步包括排气温度传感器，其设置在所述压缩机的出口附近并提供所述排出温度。
13.如权利要求1所述的气候控制系统，其中，大约每隔20秒对所述排气温度进行测量。
14.如权利要求1所述的气候控制系统，其中，所述阀是电子膨胀阀。
15.如权利要求1所述的气候控制系统，其中，所述阀被控制为将所述排气温度保持在预定的温度范围内。
16.如权利要求1所述的气候控制系统，其中，响应于达到预定的温度阈值的所述排气温度，将液体-蒸汽混合物喷射到所述压缩机中。
17.一种气候控制系统，包括：
压缩机；
第一热交换器，其与所述压缩机流体连通；
第二热交换器，其与所述压缩机和所述第一热交换器流体连通；
第三热交换器，其设置在所述第一热交换器与所述第二热交换器之间；
管道，其流体联接至所述第三热交换器和所述压缩机并且能够操作成将流体选择性地供给至所述压缩机；
阀，其能够操作成控制经由所述管道供给至所述压缩机的流体量；以及
控制器，其能够操作成基于所述第三热交换器的入口处的第一温度、所述第三热交换器的出口处的第二温度以及所述压缩机的排气温度来控制所述阀。
18.如权利要求17所述的气候控制系统，其中，所述阀以步进方式打开和关闭以控制进入所述管道中的所述流体。
19.如权利要求17所述的气候控制系统，其中，所述控制器基于所述第一温度和所述第二温度控制进入所述管道中的所述流体量。
20.如权利要求17所述的气候控制系统，其中，所述第三热交换器包括第一入口、第一出口、第二入口以及第二出口。
21.如权利要求20所述的气候控制系统，其中，在所述第一出口与所述第二入口之间测量所述第一温度。
22.如权利要求20所述的气候控制系统，其中，在所述第三热交换器的所述第二出口处并且沿着位于所述第三热交换器与所述压缩机之间的所述管道测量所述第二温度。
23.如权利要求17所述的气候控制系统，进一步包括温度传感器，其设置在所述阀与所述第三热交换器之间并提供所述第一温度。
24.如权利要求23所述的气候控制系统，进一步包括第二温度传感器，其设置在所述第三热交换器与所述压缩机之间并提供所述第二温度。
25.如权利要求17所述的气候控制系统，其中，所述第三热交换器是板式热交换器。
26.如权利要求17所述的气候控制系统，进一步包括温度传感器，其设置在所述压缩机的出口附近并提供所述排气温度。
27.如权利要求17所述的气候控制系统，其中，所述控制器基于所述排气温度控制所述阀。
28.如权利要求17所述的气候控制系统，其中，响应于达到预定的温度阈值的所述排气温度，将液体-蒸汽混合物喷射到所述压缩机中。
29.如权利要求17所述的气候控制系统，其中，所述阀是电子膨胀阀。
30.如权利要求17所述的气候控制系统，其中，所述阀被控制成将所述排气温度保持在预定的温度范围内。
31.一种冷凝单元，包括：
基座；
压缩机，其由所述基座支承；
第一热交换器，其由所述基座支承并与所述压缩机流体连通；
第二热交换器，其由所述基座支承并与所述第一热交换器和所述压缩机流体连通；
管道，其流体联接至所述第二热交换器和所述压缩机并且能够操作成将流体选择性地供给至所述压缩机；
阀，其能够操作成控制经由所述管道供给至所述压缩机的流体量；以及
控制器，其能够操作成基于所述压缩机的排气温度和所述第二热交换器的过热温度来控制所述阀。
32.如权利要求31所述的冷凝单元，其中，所述阀以步进方式打开和关闭以控制进入所述管道中的所述流体。
33.如权利要求31所述的冷凝单元，其中，所述控制器基于湿蒸汽温度来控制进入所述管道中的所述流体量。
34.如权利要求33所述的冷凝单元，其中，在所述第二热交换器的入口处测量所述湿蒸汽温度。
35.如权利要求33所述的冷凝单元，进一步包括温度传感器，其设置在所述第二热交换器的入口附近，所述温度传感器提供所述湿蒸汽温度。
36.如权利要求33所述的冷凝单元，其中，所述第二热交换器包括第一入口、第一出口、第二入口以及第二出口，在所述第一出口与所述第二入口之间测量所述湿蒸汽温度。
37.如权利要求36所述的冷凝单元，进一步包括温度传感器，其设置在所述第二热交换器的所述第二出口附近。
38.如权利要求33所述的冷凝单元，进一步包括温度传感器，其设置在所述第二热交换器的出口与所述压缩机之间。
39.如权利要求31所述的冷凝单元，进一步包括温度传感器，其设置在所述阀与所述第二热交换器之间。
40.如权利要求39所述的冷凝单元，进一步包括第二温度传感器，其设置在所述第二热交换器与所述压缩机之间。
41.如权利要求31所述的冷凝单元，其中，所述第二热交换器是板式热交换器。
42.如权利要求31所述的冷凝单元，进一步包括排气温度传感器，其设置在所述压缩机的出口附近并提供所述排气温度。
43.如权利要求31所述的冷凝单元，其中，大约每隔20秒对所述排气温度进行测量。
44.如权利要求31所述的冷凝单元，其中，所述阀是电子膨胀阀。
45.如权利要求31所述的冷凝单元，其中，所述阀被控制成将所述排气温度保持在预定的温度范围内。
46.如权利要求31所述的冷凝单元，其中，响应于达到预定的温度阈值的所述排气温度，将液体-蒸汽混合物喷射到所述压缩机中。
47.一种冷凝单元，包括：
基座；
压缩机，其由所述基座支承并且包括吸入口、排气口和流体喷射口；
第一热交换器，其由所述基座支承并且与所述排气口流体连通；
第二热交换器，其由所述基座支承并且包括第一入口、第一出口、第二入口以及第二出口，其中，所述第一入口流体联接至所述第一热交换器，所述第二入口流体联接至所述第一出口；
管道，其流体联接至所述第二热交换器的所述第二出口以及所述压缩机的所述流体喷射口；以及
阀，其设置在所述第二热交换器的所述第一出口与所述第二热交换器的所述第二入口之间。
48.如权利要求47所述的冷凝单元，进一步包括第一温度传感器，其设置在所述第二热交换器的所述第一出口与所述第二热交换器的所述第二入口之间。
49.如权利要求47所述的冷凝单元，进一步包括第二温度传感器，其设置在所述第二热交换器的所述第二出口与所述压缩机的所述流体喷射口之间。
50.如权利要求47所述的冷凝单元，进一步包括第三温度传感器，其设置在所述排气口附近。
51.如权利要求47所述的冷凝单元，其中，所述压缩机是涡旋压缩机。
52.如权利要求47所述的冷凝单元，其中，进一步包括与所述阀通信的控制器。
53.如权利要求47所述的冷凝单元，其中，进一步包括第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器中的至少一个，所述第一温度传感器设置在所述第二热交换器的所述第一出口与所述第二热交换器的所述第二入口之间，所述第二温度传感器设置在所述第二热交换器的所述第二出口与所述压缩机的所述流体喷射口之间，并且所述第三温度传感器设置在所述排气口附近。
54.如权利要求53所述的冷凝单元，进一步包括与所述至少一个温度传感器通信的控制器。
55.如权利要求53所述的冷凝单元，其中，所述压缩机是涡旋压缩机。
56.如权利要求53所述的冷凝单元，进一步包括与所述阀通信的控制器。
57.如权利要求53所述的冷凝单元，其中，所述第二热交换器是板式热交换器。
58.如权利要求53所述的冷凝单元，其中，所述阀是电子膨胀阀。
59.如权利要求53所述的冷凝单元，其中，所述阀包括步进马达。
60.如权利要求47所述的冷凝单元，其中，所述第二热交换器是板式热交换器。
61.如权利要求47所述的冷凝单元，其中，所述阀是电子膨胀阀。
62.如权利要求47所述的冷凝单元，其中，所述阀包括步进马达。
63.一种方法，包括：
测量压缩机的排气温度；
确定热交换器的蒸汽侧过热度；
基于所述排气温度和所述蒸汽侧过热度计算阀的步进变化，以控制中间压力的量；以及
基于所述步进变化调节所述阀的步进。
64.如权利要求63所述的方法，进一步包括测量板式热交换器的入口和出口中的至少一个附近的温度。
65.如权利要求63所述的方法，进一步包括基于在所述入口和所述出口中的至少一个附近测量到的温度来调节所述阀。
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