CN103069230B - 蒸发器制冷剂饱和即时除霜 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于控制启动与制冷运输货箱可操作地相关的制冷系统的蒸发器热交换器的除霜循环的方法。该方法包括步骤：建立返回空气饱和温度差，所述返回空气饱和温度差等于从所述货箱返回在所述蒸发器热交换器的热交换表面上流过的空气流的感测空气温度减去通过所述蒸发器热交换器的制冷剂流的制冷剂饱和温度的差；将所述返回空气饱和温度差与设定点阈值除霜温度差比较；以及在所述返回空气饱和温度差超过所述设定点阈值除霜温度差的情况下，启动用于将所述蒸发器热交换器除霜的除霜循环。

Description

蒸发器制冷剂饱和即时除霜

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年7月1日提交的名为“Evaporator Refrigerant SaturationDemand Defrost”的美国临时专利申请No. 61/360,651的优先权。该申请的内容以引用的方式全部结合到本文中。

技术领域

本发明总体上涉及制冷系统，且更具体地涉及制冷剂蒸汽压缩系统蒸发器盘管除霜控制，且更具体地涉及响应于返回空气温度与蒸发器制冷剂饱和温度之间的差而即时启动蒸发器盘管的除霜循环。

背景技术

制冷剂蒸汽压缩系统是本领域公知的，并且通常用于调节待被供应到住宅、办公建筑、医院、学校、餐馆或其他设施内的气候受控舒适区域的空气。制冷剂蒸汽压缩系统还通常用于制冷被供应到陈列柜、零售店、冷柜、冷冻室以及商业机构的其他易腐烂/冷冻产品存储区域的空气。制冷剂蒸汽压缩系统还通常用于运输制冷系统中，用于制冷被供应到用于运输由载货车、火车、船舶或联合运输来运输的易腐烂/冷冻物品的载货车、挂车、集装箱等的温度受控货物空间的空气。

制冷剂蒸汽压缩系统通常包括压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀装置。这些基本部件由制冷剂管线互连在封闭制冷剂回路中，所述制冷剂管线根据已知的制冷剂蒸汽压缩循环被设置。膨胀装置相对于制冷剂流设置在蒸发器上游并且在冷凝器下游。蒸发器包括热交换器，所述热交换器通常是带翅片或不带翅片的热交换管盘，流过制冷剂回路的制冷剂通过热交换管盘与从温度受控空间被抽吸并且循环回到该温度受控空间的空气成热交换关系。由于温度受控空间内的空气将不同程度地包含湿气，而不管气候受控的是空气调节房间、制冷陈列柜或温度受控运输货箱，并且由于流过蒸发器热交换管盘的制冷剂的温度可能降至低于水的凝点，因此在一些应用中并且在一定操作状况下，在热交换盘管上流动的空气中的湿气将冷凝在管盘的热交换表面上并且形成霜。当霜在该系统的冷却模式操作中积聚一定时间后，霜会积聚在管盘的热交换表面上，从而不利地影响传热性能并且限制管盘上的空气流。

因此，常规实践是在冷却模式中定期地中断系统操作并且进入除霜模式，其中积聚的霜从蒸发器管盘被融掉。通过将通过制冷剂回路的制冷剂流反向以便将受热的制冷剂（通常是热制冷剂蒸汽）循环通过蒸发器热交换器，可完成除霜循环。通过启动与蒸发器热交换管盘可操作地相关的用于加热管盘的一个或多个电阻加热器，也可完成该除霜。

在操作制冷剂蒸汽压缩系统中，知晓何时中断冷却循环以启动除霜循环对于以最有效的方式操作该制冷剂蒸汽压缩系统来说是重要的。在以冷却模式操作的指定时间间隔期满时启动除霜循环是简单但不太有效的控制方法。美国专利No. 6,205,800公开了一种即时除霜的方法，这通过在制冷装置的制冷壳体内的感测空气温度与由安装在蒸发器管盘上或设置在蒸发器管盘内的制冷剂温度传感器感测到的制冷剂温度之间的差大于或等于除霜阈值的情况下启动用于从制冷装置的蒸发器移除冷凝物的除霜例程来实现。美国专利No. 6,318,095公开了通过连续地监测户外盘管温度与户外空气温度之间的差并且在该差超过目标值时启动除霜循环来控制针对可逆热泵的户外盘管除霜循环。

结合运输制冷系统使用的制冷剂蒸汽压缩系统通常经受更苛刻的操作状况，这是由宽范围的制冷负载状况和宽范围的户外大气状况引起的，在该户外大气状况下，制冷剂蒸汽压缩系统必须操作以将产品保持在货物空间内处于期望温度下。制冷剂蒸汽压缩系统必须不仅具有快速地降下在大气温度下被装载到货物空间中的产品的温度的足够能力，而且还应当在整个负载范围内（包括当在运输期间保持稳定的产品温度时的低负载下）有效地操作能量。

在首先装载产品之后，运输货箱内的空气可能具有尤其高的湿气水平，因此在当需要最大冷却能力以尽可能快地降下产品温度时在降温期间霜形成可能是尤其麻烦的。霜过量地积聚在蒸发器管盘上导致降低的传热，从而延长降温所需的时间。当前用于载货车挂车应用中的用于控制启动除霜循环的常见方法依赖于差压开关，只要蒸发器管盘上的空气侧压降超过预设阈值，该差压开关就触发除霜循环。

然而，与霜形成不相关的其他因素也可能影响空气侧压降。例如，现场安装的通风道可能显著地改变空气流模式，并且通过蒸发器的下空气侧气流可能不足以使得压差开关被触发，尽管在蒸发器管盘的热交换表面上形成过量霜。此外，当该系统以低风扇速度操作时，例如在稳定的温度维护冷却模式或低噪声操作模式期间，通过蒸发器的空气侧空气流同样可能太低而不能触发该压差传感器，尽管在蒸发器管盘上形成过量的霜。

此外，不均匀的霜/冰积聚相对于与运输制冷应用中的制冷剂蒸汽压缩系统相关的蒸发器来说也是常见问题。由于空气流通过蒸发器热交换器的分配不均，霜/冰积聚可能在蒸发器热交换器表面的一些部分上可能是沉重的，而在蒸发器热交换表面的其他部分上几乎不存在。传热表面上的空气流变得受限制，并且可能不产生足够压降以触发空气压力除霜开关来将蒸发器的具有沉重霜/冰积聚的部分除霜。通常，在运输制冷应用中，制冷单元配置有安全除霜，只要感测到的返回空气温度与感测到的蒸发器热交换器表面温度之间的温度差超过预选阈值，该安全除霜就被自动触发，这表明由于在蒸发器热交换表面上的霜积聚，不足够的热量由制冷剂吸收。感测到的表面温度通常由热敏电阻采集，所述热敏电阻被安装在热交换器管板上或管翅片上，但是还可安装在管表面上。

针对过度结霜的盘管的连续冷却操作是不足够的。在针对过度结霜的盘管以冷却模式操作的少至两个或三个小时内，冷却能力可能衰减75%或更多。针对过度结霜的盘管的连续冷却操作还可导致用于驱动制冷单元的增加的柴油燃料消耗。因此，需要一种用于启动除霜循环的主动且更直接的方法，该方法由位于蒸发器管盘的热交换表面上的霜积聚直接影响。

发明内容

提供一种用于控制启动制冷系统的蒸发器热交换器的除霜循环的方法。该方法包括步骤：建立返回空气饱和温度差，所述返回空气饱和温度差等于从所述货箱返回在所述蒸发器热交换器上流动的空气流的感测空气温度减去通过所述蒸发器热交换器的制冷剂流的制冷剂饱和温度的差；将所述返回空气饱和温度差与设定点阈值除霜温度差比较；以及在所述返回空气饱和温度差超过所述设定点阈值除霜温度差的情况下，启动用于将所述蒸发器热交换器除霜的除霜循环。

所述方法还可包括步骤：感测从所述货箱返回在所述蒸发器热交换器上流动的空气流的空气温度以及产生表明该感测空气温度的信号。在一方面，所述方法还可包括步骤：感测通过所述蒸发器热交换器的制冷剂流的制冷剂压力以及产生表明该感测制冷剂压力的信号；基于所述感测制冷剂压力信号来确定所述制冷剂饱和温度。

在一方面，所述方法还可包括步骤：在选择时间段内的多个隔开的时间间隔处感测通过所述蒸发器热交换器的制冷剂流的制冷剂压力以及产生表明该感测制冷剂压力的信号；计算多个制冷剂饱和温度，每个制冷剂饱和温度对应于在所述选择时间段内感测的多个制冷剂压力中的每个；基于所述多个制冷剂饱和温度来计算被调节制冷剂饱和温度；以及将所述返回空气饱和温度差建立为所述感测空气温度减去所述被调节制冷剂饱和温度的差。基于所述多个制冷剂饱和温度来计算被调节制冷剂饱和温度的步骤可包括：将所述被调节制冷剂饱和温度计算为所述多个制冷剂饱和温度的算术平均值。基于所述多个制冷剂饱和温度来计算被调节制冷剂饱和温度的步骤可包括：将所述被调节制冷剂饱和温度计算为所述多个制冷剂饱和温度的算术平均数。在一方面，所述选择时间段在从至少大约三分钟至大约五分钟的范围内。

在一方面，所述方法还可包括步骤：在将所述返回空气饱和温度差与所述设定点阈值除霜温度差比较之前，根据流过所述蒸发器热交换器的制冷剂的制冷剂质量流率来调节所述设定点阈值除霜温度差。在一方面，所述方法还可包括步骤：计算清洁盘管温度差，所述清洁盘管温度差等于感测返回空气温度减去在终止所述除霜循环之后的所述制冷剂饱和温度的差；将所述设定点阈值除霜温度重置为所述清洁盘管温度差加上预定温度变量；以及在所述返回空气饱和温度差超过重置设定点温度差的情况下启动下一除霜循环。

附图说明

为了进一步理解本发明，将参考结合附图被阅读的下述详细说明，在附图中：

图1是配置有制冷单元的载货车挂车的透视图，所述制冷单元与温度受控货箱可操作地相关；

图2是与图1的载货车挂车的制冷单元相关的制冷剂蒸汽压缩系统的示例性实施方式的示意图；

图3是图2的制冷剂蒸汽压缩系统的蒸发器热交换器的示例性实施方式的示意图；以及

图4是描述本文所公开的方法的示例性实施方式的框图；

图5是描述如图4所示的方法的替代实施方式的框图；以及

图6是描述图4所述的方法的附加步骤的框图。

具体实施方式

最初参考图1，示出了载货车挂车100，所述载货车挂车具有带有进入门112的制冷货箱110，所述进入门从该载货车挂车的外部开通到货箱的内部空间114，以有利于将产品装载到货箱110中以便运输。载货车挂车100配置有运输制冷单元10，其用于在运输期间调节货箱内的温度受控气氛并且将该温度受控气氛保持在针对被装运的易腐烂产品选择的期望存储温度范围内。虽然本文将参考所述载货车挂车的制冷货箱来描述本文所公开的即时除霜方法，但是要理解的是，本发明还可结合其他制冷货物运输箱使用，包括例如载货车的制冷箱、或用于通过船舶、通过火车、通过陆上或联合运输来运输易腐烂产品的制冷货物集装箱。还可应用所公开的即时除霜方法，以根据制冷剂蒸汽压缩系统中的需要来控制蒸发器除霜循环启动，用于将调节后的空气供应到温度受控的空间，例如结合空气调节系统和商业制冷系统来使用。

现还参考图2，运输制冷单元10包括制冷剂蒸汽压缩系统12和相关电源。制冷剂蒸汽压缩系统12包括：压缩装置20；冷凝器30，所述冷凝器具有热交换器和相关冷凝器风扇34；蒸发器40，所述蒸发器具有热交换器42和相关蒸发器风扇44；以及蒸发器膨胀装置46，这些部件全都设置在常规制冷循环中并且与制冷剂循环回路连接，所述制冷剂循环回路包括制冷剂管线22、24、26、冷凝器管状热交换器32以及蒸发器管状热交换器42。运输制冷单元10如常规实践那样被安装在载货车挂车100的外壁上，例如在该挂车的前壁116上，其中压缩机20、具有其相关冷凝器风扇34的冷凝器30以及电源50被设置在制冷货箱110外部位于壳体118中。

蒸发器40延伸穿过前壁116中的开口而进入制冷货箱110中。膨胀装置46在所述实施方式中是电子膨胀阀，但是也可以是热力膨胀阀，所述膨胀装置被设置在制冷剂管线24中相对于冷凝器热交换器32的制冷剂流位于下游并且相对于蒸发器热交换器42的制冷剂流位于上游，用于响应于在蒸发器40的出口处的制冷剂的过热程度来计量通过蒸发器的制冷剂流量，如常规实践中的那样。制冷剂压力传感器48被安装在蒸发器40的管状热交换器42上，用于监测在蒸发器热交换器42的出口处或该出口附近流过该蒸发器热交换器42的制冷剂的感测。虽然所述蒸发器热交换器42的具体类型并不对本发明进行限制，但是蒸发器热交换器42例如可包括如附图中所述的一个或多个热交换管盘或由在相应入口和出口歧管之间延伸的多个管形成的一个或多个管组。这些管可以是圆管或扁管并且可以是装有翅片的或未装有翅片的。

压缩机20可包括单级或多级压缩机，例如往复式压缩机或涡旋压缩机，但是所用压缩机的具体类型并不重要或不限制本发明。在如图2所述的示例性实施方式中，该压缩机是往复式压缩机，例如是由Carrier Corporation制造的06D型号往复式压缩机及其变型，所述往复式压缩机具有压缩机构、内部电动压缩机马达和互连驱动轴，它们全都被密封在压缩机20的公共壳体内。电源50向压缩机的内部电动马达供电。在实施方式中，电源50产生足够的电功率，用于完全驱动压缩机20的电动马达并且还用于提供风扇34、44以及制冷单元10的其他部件所需的所有其他电功率。在运输制冷单元10的电气驱动实施方式中，电源50包括单个机载发动机驱动型同步发电机，其构造成以一个或多个频率选择性地产生至少一个AC电压。适合用于载货车挂车运输车辆上的电气驱动运输制冷系统在美国专利No. 6,223,546中被示出，该专利被转让给本申请的受让人，并且该专利以引用的方式全文结合到本文中。

运输制冷单元10还包括电子控制器60，所述电子控制器构造成操作运输制冷单元10，以保持限定于货箱110内的内部空间114内的预定热环境，其中在运输期间产品被存储在该内部空间内。电子控制器60通过选择性地驱动以及控制制冷剂蒸汽压缩系统的各个部件的操作来保持该预定热环境，这些部件包括压缩机20、与冷凝器30相关的冷凝器风扇34、与蒸发器40相关的蒸发器风扇44以及制冷剂回路中的各个阀，这些阀包括但不局限于电子膨胀阀46（如果有的话）和吸入调节阀62（如果有的话）。当需要冷却货箱110的内部空间114内的环境时，电子控制器60根据需要启用压缩机20、冷凝器风扇34和蒸发器风扇44，并且调节电子膨胀阀46的位置以计量通过蒸发器热交换器42的制冷剂流以提供在蒸发器出口处的制冷剂蒸汽的期望过热程度，并且调节吸入调节阀62的位置以根据需要增加或减少供应到压缩机20的制冷剂流，以控制货箱110内的内部空间114中的温度并将该温度稳定在相应设定点阈值除霜温度，所述设定点阈值除霜温度与用于存储在货箱110中的具体产品的期望产品存储温度相对应。

在一个实施方式中，电子控制器60包括微处理器和相关存储器。控制器60的存储器可被编程以包含用于该系统内的各个操作参数的预选操作者或拥有者期望值，这些预选操作者或拥有者期望值包括但不局限于用于货箱110的内部空间114内的空气的温度设定点、制冷剂压力极限值、电流极限值、发动机速度极限值、以及该系统内的各种任何其他期望操作参数或极限值。控制器的编程是本领域技术人员已知的。控制器60可包括：微处理器板，所述微处理器板包括微处理器和相关存储器；以及输入/输出板，所述输入/输出板包含模数转换器，所述模数转换器从遍布地定位在该制冷剂回路和制冷货箱的各个点处的多个传感器接收温度输入和压力输入、电流输入、电压输入以及湿度水平。所述输入/输出板还可包括驱动电路或场效应晶体管和中继设备，其从控制器60接收信号或电流并且继而控制与运输制冷系统相关的各个外部或外围装置。在实施方式中，控制器60可包括从本申请的受让人Carrier Corporation可获得的MicroLink控制器。然而，控制器60的具体类型和设计由本领域技术人员自行决定来选择，并且并不限制本发明。

作为常规实践，当制冷剂蒸汽压缩系统在操作中时，低温、低压的制冷剂蒸汽由压缩机20压缩成高压、高温的制冷剂蒸汽，并且从压缩机20的排气出口传送到制冷剂管线22中。制冷剂借助制冷剂管线22循环通过制冷剂回路到达冷凝器热交换器32的热交换管管或管组并且通过该热交换管盘或管组（其中，所述制冷剂蒸汽冷凝成液体）并且通过过冷器32，且因此通过制冷剂管线24并通过制冷剂-制冷剂热交换器35的第一制冷剂通路，且因此在传送通过蒸发器热交换器42之前横穿所述蒸发器膨胀装置46，且因此通过制冷剂管线26，在传送到压缩装置20的吸入入口之前流过制冷剂-制冷剂热交换器35的第二制冷剂通路。

在流过蒸发器热交换器42的热交换管盘或管组之后，制冷剂蒸发，并且当该制冷剂以与流过蒸发器40的空气侧的空气成热交换的关系传送时，该制冷剂通常被过热。空气由蒸发器风扇44从货箱110内抽吸，在蒸发器热交换器42的热交换管盘或管组的外部传热表面上流过，并且循环回到货箱110的内部空间114内。从货箱110抽吸的空气被称为“返回空气”并且循环回到货箱110的空气被称为“供应空气”。要理解的是，本文所使用的术语“空气”包括空气和其他气体的混合物，所述其他气体例如但不局限于有时被引入到制冷货物运输箱中的氮气或二氧化碳。设置温度传感器45，以感测从货箱110的温度受控内部空间114抽吸的返回空气在其在蒸发器热交换器42上流过之前的实际温度。

在制冷剂蒸汽压缩系统以冷却模式操作期间，当返回空气在以与流过蒸发器热交换器42的制冷剂以热交换关系流动被冷却时，返回空气中的湿气将冷凝到传热表面上，即，蒸发器热交换器42的管以及翅片（如果存在带翅片式管的话）的表面上。冷凝物将冷冻在蒸发器热交换器42的传热表面上，并且趋向积聚成为蒸发器热交换器42的传热表面上的霜层和/或冰层。当霜/冰层积聚时，蒸发器热交换器42的传热性能变差，并且通过蒸发器热交换器42的空气侧流动区域变得越来越受约束。因此，只要积聚的霜/冰层变得过大，制冷剂蒸汽压缩系统在冷却模式中的操作就必须被中断，以实施蒸发器除霜循环。

现参考图3，电阻加热器70设置成与蒸发器热交换器42操作性相关，以融化沉积在蒸发器热交换器42的传热表面上的积聚霜/冰层。只要待被执行除霜循环，控制器60就通过选择性地接通来自电源50的电功率而将在用于除霜循环的持续时间内停用压缩装置20、冷凝器风扇34和蒸发器风扇44并且在用于除霜循环的持续时间内启用电阻加热器70。

通过停用电阻加热器70（即关闭至电阻加热器70的电功率供应），控制器60将终止除霜循环。控制器60可在除霜循环的操作中经过预定时间段之后终止除霜循环，或者可基于来自盘管除霜终止传感器的表明感测表面温度的温度信号来终止除霜循环，所述感测表面温度表明蒸发器热交换器42的外部管表面温度。在终止除霜循环之后，通过再启动压缩装置20、冷凝器风扇34和蒸发器风扇44，控制器60将使得制冷剂蒸汽压缩系统返回至以冷却模式操作。因此，在除霜循环操作期间，不仅受控空间中的空气不被冷却，而且蒸发器热交换器42的传热表面也被加热。

现参考图4，根据本文所公开的方法，控制器60将基于返回空气饱和温度差（RASTD）来启动除霜循环，所述RASTD被限定为在步骤202中由返回空气温度传感器45感测到的实际返回空气温度（RAT）减去蒸发器热交换器42内的制冷剂饱和温度（ERST）。控制器60使用表明由返回空气温度传感器45产生并从其接收的感测返回空气温度的信号来控制制冷单元在冷却模式中的操作，并且还使用表明在步骤204中由压力传感器48产生并从其接收的感测蒸发器制冷剂压力（ERP）的信号来计算蒸发器制冷剂饱和温度（ERST），用于控制电子膨胀阀46以控制过热。此外，根据本文所公开的本发明的方面，控制器60将在步骤206基于在步骤204中由压力传感器48感测的感测蒸发器制冷剂压力（ERP）来确定蒸发器制冷剂饱和温度（ERST），并且在步骤208通过将所述蒸发器制冷剂饱和温度（ERST）从在步骤202中由返回空气温度传感器45感测的实际返回空气温度（RAT）减去来计算返回空气饱和温度差（RASTD）。

控制器60在步骤210比较计算的返回空气饱和温度差（RASTD）与除霜阈值除霜温度差（DTSP）。如果在块212处计算的返回空气饱和温度差不超过除霜阈值接近温度差，那么控制器60继续制冷剂蒸汽压缩系统在制冷（冷却）模式的操作，并且重复步骤202至210。然而，如果在块214处计算的返回空气饱和温度差超过除霜阈值除霜温度差，那么控制器60中断制冷剂蒸汽压缩系统在制冷（冷却）模式的操作并且启动除霜循环以按照上文讨论的方式移除积聚在蒸发器热交换器42的传热表面上的霜/冰。控制器60继续制冷剂蒸汽压缩系统10在除霜循环中的操作，直到积聚在蒸发器热交换器42的传热表面上的全部或至少基本全部的霜/冰已经被移除。

现参考图5，在本文所述的方法的方面，在步骤207处，控制器60可根据在隔开的时间间隔下感测到的多个即时蒸发器制冷饱和温度（ERSi）（步骤206）来计算被调节蒸发器制冷剂饱和温度，以过滤掉蒸发器过热控制相关的噪声以及对控制逻辑的任何影响。在实施方式中，控制器60将被调节蒸发器制冷剂饱和温度计算为多个即时蒸发器制冷剂饱和温度在选定时间段内的运行平均值。在实施方式中，控制器60可将被调节蒸发器制冷剂饱和温度计算为多个即时蒸发器制冷剂饱和温度在选定时间段内的算术平均数。例如，被调节蒸发器制冷剂饱和温度可被计算为在正好经过三至五分钟内计算的这些即时蒸发器制冷剂饱和温度的算术平均值或算术平均数。

在本文所公开的方法的方面，通过根据制冷剂质量流率来调节阈值除霜温度差（TDTD），控制器60可补偿通过蒸发器热交换器42的制冷剂质量流率的变化。例如，控制器60可从阈值除霜返回空气饱和温度差对比通过蒸发器热交换器42的制冷剂质量流率的启动曲线来选择阈值除霜返回空气饱和温度差。该启动曲线可基于使用中的实际制冷剂蒸汽压缩系统的试验凭经验来得到。在确定是否启动除霜循环时，控制器60将计算的返回空气饱和温度差与被调节阈值除霜温度差比较，所述被调节阈值除霜温度差基于通过蒸发器热交换器42的与用于计算返回空气饱和温度差的蒸发器制冷剂饱和温度相关的实际制冷剂质量流率而从前述启动曲线被选择。如果计算返回空气饱和温度差包括基于多个即时返回空气饱和温度差的被调节返回空气饱和温度差，那么与其相关的用于选择被调节阈值除霜温度差的蒸发器制冷剂质量流率会对应于平均或平均化的蒸发器制冷剂质量流率。

在本文所公开的方法的又一方面，阈值除霜温度差可能基于感测到的“清洁盘管”返回空气饱和温度差被选择。例如，在执行本方法的该方面时，在蒸发器热交换器42的热交换表面大致无霜/冰的每个除霜循环的结束时，控制器60将基于然而的当前感测到的返回空气温度和蒸发器制冷剂饱和温度来计算“清洁盘管”返回空气饱和温度变量。于是，控制器60将用于触发下一除霜循环的除霜阈值接近温度差设置为与“清洁盘管”返回空气饱和温度差的预定温差。因此，为了触发除霜循环，返回空气饱和温度差需要超过在上一除霜循环的结束时的实际“清洁盘管”返回空气饱和温度差以预定温度变量。在本文所公开的方法的该方面，除霜循环的启动响应于与被装运的具体产品相关的操作状况、局部大气状况、装载、空气流变化以及可能潜在地影响霜/冰形成的其他操作因素而被自动适应。

所公开的用于启动除霜循环的方法依赖于可从常规传感器获得的信息，所述常规传感器习惯上被设置在常规制冷剂蒸汽压缩系统上并且因此不需要安装新硬件。此外，本文所公开的方法免除对于用于启动除霜的气压开关的需要，由此降低成本并且提高总体可靠性。此外，通过减少当由于在需要的情况下气压开关未能触发除霜循环而等待启动安全类型的除霜时在高度带霜的蒸发器的冷却中的不必要运行时间，根据本文所公开的方法基于返回空气饱和温度差来触发除霜允许更有效且更经济的冷却操作。

当霜积聚在蒸发器热交换器42的管盘或管组上时，通过蒸发器40的空气流向下流动，并且空气侧压降增加。因此，流经热交换器管的制冷剂吸收较少的热量。因此，在无足够热量进入制冷剂的情况下，膨胀阀46节流经过蒸发器热交换器42的管的制冷剂流，以试图保持期望的制冷剂过热，从而导致蒸发器制冷剂压力的降低。因此，制冷剂饱和温度也降低。当制冷剂饱和温度越来越低并且膨胀阀继续节流该制冷剂流时，相对于感测返回空气温度的温度差增加，这将导致当超过阈值除霜温度差时的即时除霜。然而，低制冷剂压力状况会导致当霜积聚本身并不证明需要除霜的即时除霜循环，所述低制冷剂压力状况源自蒸发器中的低制冷剂流而尽管该蒸发器宽阔地打开（例如，90%以上被打开），这可能源自制冷剂量损失。现参考图6，为了避免启动即时除霜循环，控制器60在步骤216将监测膨胀阀46的位置以及离开蒸发器热交换器42的制冷剂的过热程度，以将其作为反馈以检测所述一个即时除霜指示是否是通过蒸发器热交换器42的低制冷剂流状况的结果而不是过量霜积聚的结果。控制器60将确定膨胀阀46的位置以及过热是否在正常操作范围内。如果是的话，控制器60将终止冷却模式的操作并且启动除霜循环。如果否的话，控制器将继续冷却模式的操作。

本文所使用的术语用于描述而非限制的目的。本文所公开的具体结构和功能细节被解释为并非限制性的，而仅仅是用于教导本领域技术人员采用本发明的基础。本领域技术人员还将理解的是，等同物可替代参考本文所公开的示例性实施方式描述的元件，而不偏离本发明的范围。

虽然已经参考附图中描述的示例性实施方式具体地示出并描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到，可作出各种修改而不偏离本发明的精神和范围。因此，本发明旨在不局限于所公开的具体实施方式，而是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的所有实施方式。

Claims (12)

1.一种用于控制启动制冷剂蒸汽压缩系统的蒸发器热交换器的除霜循环的方法，所述制冷剂蒸汽压缩系统用于将被调节空气供应到温度受控空间，所述方法包括以下步骤：

建立返回空气饱和温度差，所述返回空气饱和温度差等于从所述温度受控空间返回在所述蒸发器热交换器上流过的空气流的感测空气温度减去通过所述蒸发器热交换器的制冷剂流的制冷剂饱和温度的差；

将所述返回空气饱和温度差与设定点阈值除霜温度差比较；以及

在所述返回空气饱和温度差超过所述设定点阈值除霜温度差的情况下，启动用于将所述蒸发器热交换器除霜的除霜循环，

其中，所述方法还包括步骤：

在选择时间段内的多个隔开的时间间隔处感测通过所述蒸发器热交换器的制冷剂流的制冷剂压力并且产生表明该感测制冷剂压力的信号；

计算多个制冷剂饱和温度，每个制冷剂饱和温度对应于在所述选择时间段内感测的多个制冷剂压力中的每个；

基于所述多个制冷剂饱和温度来计算被调节制冷剂饱和温度；

将所述返回空气饱和温度差建立为所述感测空气温度减去所述被调节制冷剂饱和温度的差；以及

在将所述返回空气饱和温度差与所述设定点阈值除霜温度差比较之前，根据流过所述蒸发器热交换器的制冷剂的制冷剂质量流率来调节所述设定点阈值除霜温度差。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：感测从所述温度受控空间返回在所述蒸发器热交换器上流过的空气流的空气温度并且产生表明该感测空气温度的信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述多个制冷剂饱和温度来计算被调节制冷剂饱和温度的步骤包括：将所述被调节制冷剂饱和温度计算为所述多个制冷剂饱和温度的算术平均值。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述选择时间段在从三分钟至五分钟的范围内。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：

计算清洁盘管温度差，所述清洁盘管温度差等于感测返回空气温度减去在终止所述除霜循环之后的所述制冷剂饱和温度的差；

将所述设定点阈值除霜温度差重置为所述清洁盘管温度差加上预定温度变量；以及

在所述返回空气饱和温度差超过重置设定点阈值除霜温度差的情况下启动下一除霜循环。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：在启动即时除霜之前确定蒸发器膨胀阀的位置处在正常操作范围内。

7.一种用于控制启动与制冷运输货箱可操作地相关的制冷系统的蒸发器热交换器的除霜循环的方法，所述方法包括以下步骤：

建立返回空气饱和温度差，所述返回空气饱和温度差等于从所述货箱返回在所述蒸发器热交换器上流过的空气流的感测空气温度减去通过所述蒸发器热交换器的制冷剂流的制冷剂饱和温度的差；

将所述返回空气饱和温度差与设定点阈值除霜温度差比较；以及

在所述返回空气饱和温度差超过所述设定点阈值除霜温度差的情况下，启动用于将所述蒸发器热交换器除霜的除霜循环，

其中，所述方法还包括步骤：

在选择时间段内的多个隔开的时间间隔处感测通过所述蒸发器热交换器的制冷剂流的制冷剂压力并且产生表明该感测制冷剂压力的信号；

计算多个制冷剂饱和温度，每个制冷剂饱和温度对应于在所述选择时间段内感测的多个制冷剂压力中的每个；

基于所述多个制冷剂饱和温度来计算被调节制冷剂饱和温度；

将所述返回空气饱和温度差建立为所述感测空气温度减去所述被调节制冷剂饱和温度的差；以及

在将所述返回空气饱和温度差与所述设定点阈值除霜温度差比较之前，根据流过所述蒸发器热交换器的制冷剂的制冷剂质量流率来调节所述设定点阈值除霜温度差。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括步骤：感测从所述货箱返回在所述蒸发器热交换器上流过的空气流的空气温度以及产生该感测空气温度的信号。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，基于所述多个制冷剂饱和温度来计算被调节制冷剂饱和温度的步骤包括：将所述被调节制冷剂饱和温度计算为所述多个制冷剂饱和温度的算术平均值。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述选择时间段在从三分钟至五分钟的范围内。

11.根据权利要求7所述的方法，还包括步骤：

计算清洁盘管温度差，所述清洁盘管温度差等于感测返回空气温度减去在终止所述除霜循环之后的所述制冷剂饱和温度的差；

将所述设定点阈值除霜温度差重置为所述清洁盘管温度差加上预定温度变量；以及

在所述返回空气饱和温度差超过重置设定点阈值除霜温度差的情况下启动下一除霜循环。

12.根据权利要求7所述的方法，还包括步骤：在启动即时除霜之前确定蒸发器膨胀阀的位置处在正常操作范围内。