CN104246397A - 一种用于控制排热型热交换器的一个或多个风扇的方法 - Google Patents

一种用于控制排热型热交换器的一个或多个风扇的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104246397A
CN104246397A CN201380020134.3A CN201380020134A CN104246397A CN 104246397 A CN104246397 A CN 104246397A CN 201380020134 A CN201380020134 A CN 201380020134A CN 104246397 A CN104246397 A CN 104246397A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fan
heat exchanger
temperature
rotary speed
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380020134.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104246397B (zh
Inventor
简·普林斯
弗雷德·施密特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Danfoss AS
Original Assignee
Danfoss AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Danfoss AS filed Critical Danfoss AS
Publication of CN104246397A publication Critical patent/CN104246397A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104246397B publication Critical patent/CN104246397B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/027Condenser control arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D17/00Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/04Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection
    • F25D17/06Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/029Control issues
    • F25B2313/0294Control issues related to the outdoor fan, e.g. controlling speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/11Fan speed control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/11Fan speed control
    • F25B2600/111Fan speed control of condenser fans
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/17Speeds
    • F25B2700/172Speeds of the condenser fan
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2103Temperatures near a heat exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2106Temperatures of fresh outdoor air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2116Temperatures of a condenser
    • F25B2700/21163Temperatures of a condenser of the refrigerant at the outlet of the condenser
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

披露了一种用于控制蒸气压缩系统的风扇的方法。该蒸气压缩系统包括一个压缩机、一个例如气体冷却器或冷凝器形式的排热型热交换器、一个膨胀装置、以及一个安排在制冷剂回路中的蒸发器。该风扇被安排成提供跨过该排热型热交换器的一种例如空气流形式的辅助流体流。该方法包括以下步骤:确立一个制冷剂离开排热型热交换器时的温度T1,确立一个排热型热交换器周围空气的温度T2,并且推导出该制冷剂离开排热型热交换器时的温度(T1)与该排热型热交换器周围空气的温度(T2)之间的一个温度差值,ΔT=T1-T2。该温度差值ΔT被与一个第一阀值相比较、并且与一个第二阀值相比较,该第二阀值小于或等于该第一阀值,并且该风扇的旋转速度是基于该比较步骤来控制的。该方法允许降低将风扇的电能消耗而不会使得该蒸气压缩系统的稳定性有风险。

Description

一种用于控制排热型热交换器的一个或多个风扇的方法
发明领域
本发明涉及一种蒸气压缩系统的风扇,该蒸气压缩系统包括一个压缩机、一个排热型热交换器、一个膨胀装置以及安排在制冷剂回路中的一个蒸发器。通过本发明的方法进行控制的风扇被安排成来提供跨过该排热型热交换器的辅助流体流。本发明的方法与现有技术的控制方法相比允许减少该风扇的电能消耗。
发明背景
蒸气压缩系统,例如制冷系统、空调系统或热泵系统,通常包括一个排热型热交换器,该排热型热交换器被安排成与跨过该排热型热交换器的辅助流体流进行热交换,其方式为使得热量从该蒸气压缩系统排出并且转移到该辅助流体流。该排热型热交换器可以例如是一个冷凝器的形式或是一个气体冷却器的形式。
在此之前,制冷剂离开该排热型热交换器时的出口温度预期是会随着被安排成产生这种跨过排热型热交换器的辅助流体流的这一个或多个风扇的风扇的速度的增加而缓慢减少的。一些蒸气压缩系统已经配备有热回收系统,这些热回收系统被安排成恰好在制冷剂到达排热型热交换器之前从制冷剂中回收热量,并且在蒸气压缩系统的其他部分或在该蒸气压缩系统以外的系统中利用所回收的热量。
这种热回收导致的结果是到达该排热型热交换器的制冷剂已经被冷却,并且由此需要通过该排热型热交换器从该蒸气压缩系统中排除的热量被大大减少了。其结果是,该排热型热交换器可能是超尺寸的。制冷剂离开排热型热交换器时的出口温度随着该风扇的速度增加而大幅的减少。这使之难于控制该风扇或这些风扇,因为风扇速度的小小的变化就会致使制冷剂离开该排热型热交换器时的出口温度发生显著变化,由此导致不稳定性。此外,在低风扇速度时,出口温度对风扇速度变化的反应非常强烈,而在高风扇速度时,出口温度对风扇速度变化的反应非常微弱。风扇速度的最佳操作点准确地在出口速度的反应由强变弱的那一点上。这使之甚至更难于动态地控制风扇速度。这个问题之前已经通过简单地允许该风扇或这些风扇连续地以高旋转速度(例如在或接近最大的旋转速度)下运行来加以解决。然而,这会引起该风扇或这些风扇相当高的电能消耗。
US 5,086,626披露了带有用于辐射热交换器的温度控制功能的一种空调器。一个风扇将空气传输给到一个室内热交换器。一个温度传感器检测该辐射热交换器的温度。一个控制器控制该室内热交换器的风扇速度,以用于根据该传感器的温度检测信号来控制来自该辐射热交换器的辐射热温度。在US 5,086,626中,风扇速度是基于所测得的该辐射热交换器的表面温度来控制的,而不是基于制冷剂离开该辐射热交换器时的温度。
发明说明书
本发明的多个实施例的目的是提供一种用于控制蒸气压缩系统的风扇的方法,在该方法中该风扇的电能消耗被降低了。
本发明的多个实施例的另一个目的是提供一种用于控制蒸气压缩系统的风扇的方法,其中获得了该蒸气压缩系统的运行稳定性而无需增加风扇的电能消耗。
根据第一方面,本发明提供了一种控制蒸气压缩系统的风扇的方法,该蒸气压缩系统包括一个压缩机、一个排热型热交换器、一个膨胀装置以及安排在制冷剂回路中的一个蒸发器,所述风扇被安排成提供跨过该排热型热交换器的一种辅助流体流,该方法包括以下步骤:
-确定制冷剂离开该排热型热交换器时的温度T1
-确定该排热型热交换器的周围空气的温度T2
-推导出制冷剂离开该排热型热交换器时的温度(T1)与该排热型热交换器的周围空气的温度(T2)之间的一个温度差值,ΔT=T1-T2
-将该温度差值ΔT与一个第一阀值相比较、并且与一个第二阀值相比较,该第二阀值小于或等于该第一阀值,并且
-基于该比较步骤来对该风扇的旋转速度加以控制。
“蒸气压缩系统”应被理解成意味着其中一种流体流(如制冷剂)在系统中循环并被交替地压缩和膨胀由此来提供对一个体积的制冷或加热的任何系统。因此,这种蒸气压缩系统可以是一个制冷系统、空调系统、热泵等等。因而该蒸气压缩系统包括一个压缩机、一个排热型热交换器、至少一个例如膨胀阀形式的膨胀装置、以及沿着制冷剂回路安排的至少一个蒸发器。
该蒸气压缩系统进一步包括一个风扇,该风扇被安排成提供跨过该排热型热交换器的一种辅助流体流。该辅助流体流可以是由该风扇驱动的空气流或除空气以外的其他气体流。因此,该排热型热交换器提供了在经由该制冷剂回路流过该排热型热交换器的制冷剂与该辅助流体流的流体之间的热交换。这种热交换发生的方式为使得热量从该制冷剂排出并且被转移给该辅助流体流。
应注意,该蒸气压缩系统可以包括安排成提供跨过该排热型热交换器的辅助流体流两个或更多个风扇。因此,在下文中,术语“风扇”应该被理解为涵盖提供该辅助流体流的一个单一的风扇、提供该辅助流体流的两个或更多个风扇中的一个风扇、或是提供该辅助流体流的两个或更多个风扇。
根据本发明的第一方面的方法,第一温度T1是初始确立的,T1是制冷剂离开该排热型热交换器时的温度。T1可以是例如通过一个温度传感器来直接测量的,该温度传感器可以在该制冷剂回路中被安排在该排热型热交换器的出口处。作为一个替代方案,T1可以是通过一个更间接的方式来确立的,例如通过测量指示出制冷剂离开该排热型热交换器时的温度的另一个值,并且随后基于所测的值计算该温度。
随后或同时地,确立一个第二温度T2,T2是该排热型热交换器的周围空气的温度。T2可以是例如通过一个温度传感器来直接测量的,该温度传感器被安排在该排热型热交换器附近,有可能在该辅助流体流中。作为一个替代方案,T2可以是通过一个更间接的方式来确立的,例如通过测量指示该排热型热交换器的周围空气的温度的另一个值,并且随后基于所测的值计算该温度。
随后,推导出一个温度差值ΔT=T1-T2,ΔT是制冷剂离开该排热型热交换器时的温度(T1)与该排热型热交换器的周围空气的温度(T2)之间的差值。因此ΔT指示了制冷剂离开该排热型热交换器时的温度与该周围温度的接近程度,因为当T1接近T2时ΔT接近零。该温度差值是对为了确保该蒸气压缩系统以一种有效的方式运行要有多少热量需要通过该排热型热交换器排出的一种度量。如果该温度差值小,则通过该排热型热交换器正排出足够的热量,并且风扇速度可以被减小。如果该温度差值大,则需要通过该排热型热交换器排出更多的热量,并且可能必须增加风扇速度以实现通过该排热型热交换器排出更多的热量。
应注意,本发明的方法也应该被理解为涵盖了其中该温度差值是例如通过温差电偶直接测得的,而不是分别测量该第一温度和第二温度进而计算温度差值的多种情况。
随后地,将该温度差值ΔT与一个第一阀值以及一个第二阀值相比较,该第二阀值小于或等于该第一阀值。
最后,基于该比较步骤来控制该风扇的旋转速度。因此,该风扇的旋转速度是基于制冷剂离开该排热型热交换器时的温度与该周围空气的温度的接近程度来控制的。通过将该温度差值ΔT与一个第一阀值以及一个第二阀值相比较,该风扇的旋转速度可以是用如下方式来受控制的,即,使得该温度差值维持在一个所希望的范围内。该温度差值可以被认为是对有多少热量需要通过该排热型热交换器排出的一种度量,并且因此该风扇的旋转速度由此而受控制的方式为使得所需要的速度确保了为实现该蒸气压缩系统的有效运行而排出足够的热量但没有施加过量的速度。由此减少了该风扇的电能消耗而不会影响稳定性。
这个控制该风扇的旋转速度的步骤可以包括以下步骤:
-如果该温度差值ΔT大于该第一阀值,则增加该风扇的旋转速度,并且
-如果该温度差值ΔT小于该第二阀值,则降低该风扇的旋转速度。
根据这个实施例,如果温度差值大则增加该风扇的旋转速度,并且如果温度差值小则降低该风扇的旋转速度。如上所述,一个大的温度差值指示了需要通过该排热型热交换器排出更多的热量,而这是通过增加该风扇的旋转速度来实现的。一个小的温度差值指示了通过该排热型热交换器正排出足够的热量,这允许减少该风扇的旋转速度,由此减少了该风扇的电能消耗而无需使得稳定性有风险。此外,该风扇的旋转速度受控制的方式为使得该温度差值维持在一个所希望的范围内。
这个降低风扇的旋转速度的步骤可以是通过使得该旋转速度倾斜下降来执行的。根据这个实施例,当该温度差值小于该第二阀值时,该风扇的旋转速度是慢慢地并且渐渐地降低的,例如连续地或以小步长降低的。由此防止了该风扇的旋转速度降低太多而使得该温度差值跳转到高于该第一阀值的一个值。
这个降低风扇的旋转速度的步骤可以包括使得速度每分钟降低该风扇的最大旋转速度的0.1%至10.0%,例如0.1%至9.0%,例如0.5%至8.0%,例如1.0%至7.0%,例如2.0%至6.0%,例如3.0%至5.5%,例如4.0%至5.0%,例如大约5.0%。根据这个实施例,该风扇的旋转速度是以固定的步长来降低的,并且该固定步长的大小被限定为该风扇能够运行的最大旋转速度的一个特定百分比。例如,如果该风扇的最大旋转速度是300rpm,并且使得旋转速度每分钟降低最大旋转速度的1%的话,那么该风扇的旋转速度每分钟降低3rpm。
可替代地或额外地,这个增加风扇的旋转速度的步骤可以是通过使得该旋转速度跃升来执行的。根据这个实施例,当该温度差值大于该第一阀值时,该风扇的旋转速度是突然并且大步长地增加的。由此确保的是,当温度差值太高、指示出需要通过该排热型热交换器排出更多的热量时,快速地并且显著地增加该旋转速度以便快速地使得该温度差值变动到所希望的范围内。
这个增加风扇的旋转速度的步骤可以包括使得旋转速度增加该风扇的最大旋转速度的5%至100%,例如7%至90%,例如10%至80%,例如15%至75%,例如20%至70%,例如30%至65%,例如40%至60%,例如45%至55%,例如大约50%。
优选地,当已经完成了一个旋转速度跳跃时,在确定旋转速度是否需要一个额外的跳跃之前可以允许流逝一个特定时间周期。该蒸气压缩系统被允许在执行另一个跳跃之前对该第一跳跃进行反应。
根据一个实施例,当该温度差值小于该第二阀值时,该风扇的旋转速度是倾斜下降的,并且当该温度差值大于该第一阀值时,该风扇的旋转速度是跃升的。该风扇的旋转速度的控制中的不对称性是特别有利的,原因如下。当温度差值高时,指示了该系统的电能消耗太高了,并且有不稳定性的风险。因此,令人希望的是尽可能快地脱离这种情况。当温度差值低时,指示了该风扇可能运行在一个太高的旋转速度上,由此消耗了太多的电能,令人希望的是将该旋转速度降低。然而,当该温度差值太高时该蒸气压缩系统的总电能消耗要远远高于当该温度差值太低时的总电能消耗。因此令人希望的是当该温度差值高时快速地增加该风扇速度,即使这会暂时地导致一个太高的旋转速度也是如此。然而,当该温度差值太低时,与快速地降低该风扇的旋转速度相比更重要的是避免该温度差值增加至该第一阀值以上。因此令人希望的是在这种情况下慢慢地并且以一种受控的方式来降低该旋转速度。由此,根据这个实施例就在不冒稳定性风险的情况下确保了一个最优的能量消耗。
作为一种替代,这个增加风扇的旋转速度的步骤可以是通过使得该旋转速度倾斜上升来完成的。根据这个实施例,该旋转速度的增加和减少是以实质上相同的方式来进行的。这个增加风扇的旋转速度的步骤包括使得该速度每分钟增加该风扇的最大旋转速度的1%至50%,例如0.15%至9.045%,例如0.57%至8.030%,例如1.010%至7.025%,例如2.010%至6.200%,例如3.015%至5.25%,例如4.020%至5.30%,例如大约5.025%。
这个增加风扇的旋转速度的步骤和/或这个减少风扇的旋转速度的步骤可以是使用非对称函数来完成的,例如尺度函数,例如主动尺度函数(aggressive scaling function),例如指数函数。根据这个实施例还可以确保如果确立的是温度差值高于该第一阀值则该温度差值可以快速地降低。
该第二阀值可以小于该第一阀值,并且该方法可以进一步包括以下步骤:
-如果该温度差值ΔT小于该第一阀值并且大于该第二阀值,则维持该风扇的旋转速度。
根据这个实施例,该风扇的旋转速度受控的方式为使得该温度差值被维持在这个由第一阀值和第二阀值所限定的范围内。
作为一个替代方案,第一阀值等于该第二阀值。根据这个实施例,该风扇的旋转速度被控制成得到一个特定的温度差值,即,该温度差值的一个设定点值。
该蒸气压缩系统可以是用一种在制冷剂回路中流动时处于超临界态的制冷剂来运行的。根据这个实施例,该排热型热交换器是一个气体冷却器。
在制冷剂回路中流动的这种制冷剂可以是二氧化碳(CO2)。当作为制冷剂使用时,CO2通常处于超临界态,并且该排热型热交换器是一个气体冷却器。
根据第二方面本发明提供了一种排热型热交换器,该排热型热交换器包括被安排成提供跨过该排热型热交换器的辅助流体流的一个风扇,所述风扇能够通过根据本发明的第一方面的方法来控制。
本发明进一步提供了一种制冷系统,该制冷系统包括一个压缩机、一个气体冷却器、一个膨胀装置、以及安排在制冷剂回路中的一个蒸发器,所述气体冷却器是根据本发明的第二方面的一个排热型热交换器。
附图简要说明
现在将参考以下附图更详细地描述本发明,在附图中:
图1至3是展示了制冷剂离开该排热型热交换器时的温度的多个曲线图,该温度为风扇的旋转速度的一个函数,
图4是展示了根据本发明的两个不同实施例来对风扇的旋转速度进行控制的曲线图,并且
图5至7示出了三个方框图,各自展示了在一种控制风扇的旋转速度的方法中使用的一种集成的控制器。
附图详细说明
图1是展示了制冷剂离开一个蒸气压缩系统的排热型热交换器时的温度(出口温度)的曲线图,所述温度被展示为风扇的旋转速度的一个函数,该风扇被安排成提供跨过该排热型热交换器的一种辅助流体流。图1展示了在低风扇速度时,该出口温度相当高,但是当该风扇速度增加时该出口温度快速地降低,该温度由此而趋近于该排热型热交换器周围空气的温度。
如果该出口温度很高,即,远远高于该周围空气的温度则是不利的,因为该排热型热交换器并没有有效地运行,并且由此增加了蒸气压缩系统的总能量消耗并且存在不稳定性风险。因此,在用于控制该风扇的旋转速度的现有技术方法中,为避免该出口温度由于太低的风扇速度而增加,该风扇已经在相当高的旋转速度(在或靠近区域1)下连续运行。然而,这会引起该风扇相当高的电能消耗。
图2示出了图1的曲线图。然而,在图2中,指示了该风扇速度的一个最佳的运行点2。该最佳运行点2是在该风扇的电能消耗被最小化而没有难以接受的高出口温度风险的情况下的风扇速度。因此,在低于该最佳点2的风扇速度,该出口温度变得太高,并且在高于该最佳点2的风扇速度,该风扇的电能消耗会增加。
图2还示出了风扇速度的一个有效范围3。该有效范围3是其中该风扇电能消耗是可以接受的大于该最优点2的风扇速度范围。因此,令人希望的是以如下方式来操控该风扇的旋转速度,即,使得该风扇的旋转速度在该有效范围3内。无论如何都不允许该风扇的旋转速度降至低于该最优点2,但可接受的是在恰好高于该最优点2的有效范围3内操控该风扇的旋转速度是。因此,如果该风扇的旋转速度降至低于该最优点2,则该风扇的旋转速度应该被快速地并且显著地增加以确保该旋转速度立即被增加到高于该最优点2的水平。然而,如果该风扇的旋转速度增加到高于该有效范围3,则该风扇的旋转速度应该被慢慢地并且渐渐地降低以确保该旋转速度不会被降低到低于该最优点2的一个值。因此,图2展示了在该风扇控制中的不对称性,所述不对称性已经在上文中进行了说明。
图3也示出了图1和图2中的曲线图。在图3中展示了一个温度不灵敏区4。该温度不灵敏区4是该出口温度的一个所希望的温度范围。令人希望的是以如下方式控制该蒸气压缩系统(包括该风扇的旋转速度),即,使得该出口温度是在该不灵敏区4内。此外,这可以有利地是在控制该风扇的旋转速度使其在图2所展示的有效范围3内的同时获得的。
该不灵敏区4是由一个第一温度值5和一个第二温度值6界定的。可以测量该出口温度,并且可以响应于所测得的值来调整该风扇速度以便获得在该不灵敏区4内的多个温度值。然而,图1至3中所示的曲线图在周围温度变化时会偏移。因此,不是简单地测量该出口温度并且将其与该第一温度值5和第二温度值6相比较,而且还测量了周围环境温度。计算出温度差值,并且将该温度差值与对应于该第一温度值5的第一阀值相比较,并且与对应于该第二温度值6的第二阀值相比较。响应于这一比较,使得该风扇的旋转速度通过以下的方式来受控。
如果该温度差值大于该第一阀值、对应于该出口温度高于该第一温度值5,则该风扇的旋转速度被增加。这可以例如是通过使得旋转速度跃升或倾斜升高来实现的。这是通过图3中的区域7来展示的。
如果该温度差值小于该第一阀值但大于该第二阀值、对应于该出口温度在该不灵敏区内,则将该风扇的旋转速度维持当前速度。这是通过图3中的区域8来展示的。
如果该温度差值小于该第二阀值、对应于该出口温度低于该第二温度值6,则该风扇的旋转速度被降低。这优选地是通过使得该速度倾斜下降来实现的以便避免进入区域7。这种情况是通过图3中的区域9来展示的。
该不灵敏区4是其中该风扇的旋转速度保持不变的一个出口温度范围。当该出口温度高于该不灵敏区4时,该风扇的旋转速度被增加,优选地例如跃升或以高速倾斜上升,并且当该出口温度低于该不灵敏区4时,该风扇的旋转速度被降低,优选地以低速倾斜下降。
图4是展示了风扇旋转速度的控制的曲线图,该控制是根据本发明的控制的两个不同方面的并且是根据参照图3的以上所述方法的。
上部的曲线图示出了作为时间的函数的出口温度。示出了该不灵敏区4、该第一温度值5以及该第二温度值6。
中部的曲线图和下部的曲线图示出了作为时间的函数的、根据两个不同的控制方法的、并且响应于在上部的曲线图中所示出的温度变化的风扇的旋转速度。
初始是该出口温度低于该不灵敏区4。因此,为了增加该出口温度并且由此进入该不灵敏区4,该风扇的旋转速度如这个中部的曲线图所展示的控制方面地也如这个下部的曲线图所展示的控制方面地被倾斜下降,即渐渐地降低。
在时刻10,该出口温度达到该第二温度值6,并且由此进入该不灵敏区4。响应于此,该旋转风扇如这个中部的曲线图所展示的控制方面地也如这个下部的曲线图所展示的控制方面地维持在一个常量上。然而,该出口温度继续增加,并且在时刻11达到该第一温度值5,并且该出口温度增加到该不灵敏区4以上。响应于此,该风扇的旋转速度被增加,以用于使得该出口温度下降并且再次进入该不灵敏区4。
在这个中部的曲线图所展示的控制方面,该风扇的旋转速度是以跃升来增加的,即通过突然大量地增加该旋转速度。随后,该旋转速度在一个时间段上(“延迟”)维持在一个不变的水平,以便允许该系统对风扇旋转速度的骤增作出反应。当这个时间段过去后,该出口温度被确定依然在该不灵敏区4以上,并且因此该风扇的旋转速度会再次跃升。
在这个下部的曲线图所展示的控制方面,该旋转速度是倾斜上升的,即它是渐渐地增加的。
在时刻12该出口温度已降低并且达到该第一温度值5,由此进入该不灵敏区4。响应于此,该风扇的旋转速度如这个中部的曲线图所展示的控制方面地也如这个下部的曲线图所展示的控制方面地维持不变。
在时刻13该出口温度达到该第二温度值6,由此降低到该不灵敏区4以下。响应于此,该风扇的旋转速度如这个中部的曲线图所展示的控制方面地也如这个下部的曲线图所展示的控制方面地倾斜下降。
在时刻14该出口温度再次达到该第二温度值6,由此进入该不灵敏区4。响应于此,该风扇的旋转速度如这个中部的曲线图所展示的控制方面地也如这个下部的曲线图所展示的控制方面地维持不变。
在时刻15该出口温度再次达到该第一温度值5,由此增加到该不灵敏区4以上,并且响应于此该风扇的旋转速度再次被增加。在这个中部的曲线图所展示的控制方面,该风扇的旋转速度是跃升的,并且在这个下部的曲线图所展示的控制方面,该风扇的旋转速度是倾斜上升的,如上所述。
最后,在时刻16该出口温度再次到达该第一温度值5,由此进入该不灵敏区4。响应于此,该风扇的旋转速度再次维持不变。
总之,这个中部的曲线图所展示的控制方面的方法是一个不对称的控制方面,这是从以下意义上讲的,即,如果确定该出口温度是在该不灵敏区4以上则该风扇的旋转速度被快速地并且显著地增大,并且如果确定该出口温度在该不灵敏区4以下则该风扇的旋转速度是小心地并渐渐地降低。这个下部的曲线图所展示的控制方面是对称的,这是从以下意义上讲的,即,在该出口温度在该不灵敏区4之外时,无论该出口温度是在该不灵敏区4以上或是以下,该风扇的旋转速度都是渐渐地增大或降低的。
图5至7是三个方框图,各自展示了根据本发明的根据多个控制方面的一种用于控制风扇的方法。在图5所展示的控制方面中,使用了一个不对称的但基本上线性的函数来响应于一个所测得的出口温度对该风扇的旋转速度进行控制。
在图6所展示的控制方面中,使用了一个指数函数形式的主动尺度函数来响应于一个所测得的出口温度确定该风扇的旋转速度。
在图7所展示的控制方面中,函数是与在图5所展示的控制方面中所使用的函数相同的。然而,在图7所展示的控制方面中,使用了一种闭环反馈。

Claims (14)

1.一种控制蒸气压缩系统的风扇的方法,该蒸气压缩系统包括一个压缩机、一个排热型热交换器、一个膨胀装置、以及安排在制冷剂回路中的一个蒸发器,所述风扇被安排成提供跨过该排热型热交换器的一种辅助流体流,该方法包括以下步骤:
-确立一个制冷剂离开排热型热交换器时的温度T1
-确立一个排热型热交换器周围空气的温度T2
-推导出该制冷剂离开排热型热交换器时的温度(T1)与该排热型热交换器周围空气的温度(T2)之间的一个温度差值,ΔT=T1-T2
-将该温度差值ΔT与一个第一阀值相比较、并且与一个第二阀值相比较,该第二阀值小于或等于该第一阀值,并且
-基于该比较步骤来控制该风扇的旋转速度。
2.根据权利要求1所述的方法,其中这个控制风扇旋转速度的步骤包括以下步骤:
~如果该温度差值ΔT大于该第一阀值,则增加该风扇的旋转速度,并且
如果该温度差值ΔT小于该第二阀值,则降低该风扇的旋转速度,并且其中这个降低风扇旋转速度的步骤是通过使得该旋转速度倾斜下降来执行的。
3.根据权利要求2所述的方法,其中这个降低风扇旋转速度的步骤包括使得该旋转速度每分钟降低该风扇的最大旋转速度的0.1%至10%。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的方法,其中这个增加风扇旋转速度的步骤是通过跃升该旋转速度来执行的。
5.根据权利要求4所述的方法,其中这个增加风扇旋转速度的步骤包括使得该风扇的旋转速度增加该风扇的最大旋转速度的5%至100%。
6.根据权利要求2至3中任一项所述的方法,其中这个增加风扇旋转速度的步骤是通过使得该旋转速度倾斜上升来执行的。
7.根据权利要求6所述的方法,其中这个增加风扇旋转速度的步骤包括使得该速度每分钟增加该风扇的最大旋转速度的1%至50%。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的方法,其中这个增加风扇旋转速度的步骤和/或这个减少风扇旋转速度的步骤是使用一种不对称函数来执行的。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的方法,其中该第二阀值小于该第一阀值,该方法进一步包括以下步骤:
-如果该温度差值ΔT小于该第一阀值并且大于该第二阀值,则维持该风扇的旋转速度。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其中该第一阀值等于该第二阀值。
11.根据以上权利要求中任一项所述的方法,其中该蒸气压缩系统是用在一个制冷剂回路中流动时处于一种超临界态的一种制冷剂来运行的。
12.根据以上权利要求中任一项所述的方法,其中在该制冷剂回路中流动的这种制冷剂是二氧化碳(CO2)。
13.一种排热型热交换器,该排热型热交换器包括被安排成提供跨过该排热型热交换器的一种辅助流体流的一个风扇,所述风扇能够通过根据权利要求1至12中任一项所述的方法来控制。
14.一个制冷系统,该制冷系统包括一个压缩机、一个气体冷却器、一个膨胀装置、以及一个安排在制冷剂回路中的蒸发器,所述气体冷却器是根据权利要求13所述的一个排热型热交换器。
CN201380020134.3A 2012-04-20 2013-04-19 一种用于控制排热型热交换器的一个或多个风扇的方法 Active CN104246397B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12002802.2A EP2653807A1 (en) 2012-04-20 2012-04-20 A method of controlling one or more fans of a heat rejecting heat exchanger
EP12002802.2 2012-04-20
PCT/EP2013/001167 WO2013156158A1 (en) 2012-04-20 2013-04-19 A method of controlling one or more fans of a heat rejecting heat exchanger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104246397A true CN104246397A (zh) 2014-12-24
CN104246397B CN104246397B (zh) 2016-03-30

Family

ID=48534306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380020134.3A Active CN104246397B (zh) 2012-04-20 2013-04-19 一种用于控制排热型热交换器的一个或多个风扇的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9696076B2 (zh)
EP (2) EP2653807A1 (zh)
CN (1) CN104246397B (zh)
IN (1) IN2014DN08230A (zh)
WO (1) WO2013156158A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101677649B1 (ko) * 2014-12-23 2016-11-18 엘지전자 주식회사 냉장고
US10775053B2 (en) * 2016-01-26 2020-09-15 Lennox Industries Inc. Heating furnace using self-calibration mode
EP3411642B9 (en) 2016-02-03 2023-05-24 Danfoss A/S A method for controlling a fan of a vapour compression system in accordance with a variable temperature setpoint
US20170292767A1 (en) * 2016-04-06 2017-10-12 Heatcraft Refrigeration Products Llc Optimizing power usage in a modular outdoor refrigeration system
MX2019012897A (es) 2017-05-01 2020-02-03 Danfoss As Metodo para controlar la presion de succion en funcion de una entidad de refrigeracion mas cargada.
EP3447410B1 (de) * 2017-08-21 2021-12-01 Liebherr-Hausgeräte Ochsenhausen GmbH Kühl- und/oder gefriergerät mit ventilator
IT201800002365A1 (it) * 2018-02-02 2019-08-02 Ali Group Srl Carpigiani Macchina e metodo di trattamento di prodotti alimentari liquidi o semiliquidi.
JP2022037737A (ja) * 2020-08-25 2022-03-09 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド 情報処理装置及び方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1777781A (zh) * 2003-02-12 2006-05-24 开利公司 蒸气压缩系统的超临界压力控制
US20070125106A1 (en) * 2005-11-16 2007-06-07 Denso Corporation Supercritical refrigeration cycle
CN101292121A (zh) * 2005-10-18 2008-10-22 开利公司 用于加热水的节能型制冷剂蒸气压缩系统
EP2434234A2 (en) * 2010-09-22 2012-03-28 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Air conditioning apparatus

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01181032A (ja) 1988-01-13 1989-07-19 Toshiba Corp 空気調和機
US6779353B2 (en) * 2002-03-29 2004-08-24 General Electric Company Sealed system multiple speed compressor and fan control

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1777781A (zh) * 2003-02-12 2006-05-24 开利公司 蒸气压缩系统的超临界压力控制
CN101292121A (zh) * 2005-10-18 2008-10-22 开利公司 用于加热水的节能型制冷剂蒸气压缩系统
US20070125106A1 (en) * 2005-11-16 2007-06-07 Denso Corporation Supercritical refrigeration cycle
EP2434234A2 (en) * 2010-09-22 2012-03-28 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Air conditioning apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013156158A1 (en) 2013-10-24
US20150059369A1 (en) 2015-03-05
US9696076B2 (en) 2017-07-04
IN2014DN08230A (zh) 2015-05-15
EP2839226A1 (en) 2015-02-25
CN104246397B (zh) 2016-03-30
EP2653807A1 (en) 2013-10-23
EP2839226B1 (en) 2021-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104246397B (zh) 一种用于控制排热型热交换器的一个或多个风扇的方法
CN108139132B (zh) 用于控制有可变接收器压力设定点的蒸气压缩系统的方法
CN102770718B (zh) 空调系统及空调系统的控制方法
CN100513930C (zh) 冷冻循环装置及其控制方法
JP2018531359A6 (ja) 可変のレシーバ圧力設定点を有する蒸気圧縮システムを制御する方法
CN105115065A (zh) 空调器的控制方法
CN105240996A (zh) 空调器的控制方法
CN108603709B (zh) 一种用于根据可变温度设定点来控制蒸汽压缩系统的风扇的方法
CN102401523A (zh) 电子膨胀阀在变频空调制热运行时的控制方法
JP2009133547A (ja) 冷凍サイクル装置
US7380407B2 (en) Multi air conditioning system and method for operating the same
CA2529469C (en) Heat pump with improved performance in heating mode
EP3365619B1 (en) A method for controlling a vapour compression system in ejector mode for a prolonged time
JP2003214729A (ja) 空気調和機
US7051542B2 (en) Transcritical vapor compression optimization through maximization of heating capacity
JP5034066B2 (ja) 空気調和装置
CN105378392A (zh) 空调装置
CN113551437B (zh) 空调系统以及控制方法
CN104567155B (zh) 空气调节器
JP5098046B2 (ja) 温度調整システム
KR100826926B1 (ko) 수냉식 공기조화기 및 그 제어방법
CN206609075U (zh) 一种热泵喷焓系统及空调器
CN113645809B (zh) 冷却装置、空调系统和冷却装置的控制方法
US20170343260A1 (en) Perturbation of expansion valve in vapor compression system
EP3628940B1 (en) A method for controlling a vapour compression system based on estimated flow

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant