CN108139123A - 用于切换压缩机容量的方法 - Google Patents

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Abstract

披露了一种用于操作包括一个或多个压缩机(8，9，10)的压缩机单元(2)的方法，该压缩机单元(2)被安排在蒸气压缩系统(1)中。限定两个或更多个选项以用于在被连接至该高压吸入管线(11)与被连接至该中压吸入管线(13)之间分配该压缩机单元(2)的可用压缩机容量。针对每个选项，预测由根据该选项分配该可用压缩机容量导致的对该蒸气压缩系统(1)的一个或多个操作参数的预期影响。基于对这些选项所预测的预期影响并且基于该蒸汽压缩系统(1)的当前操作要求来选择一个选项，并且根据所选择的选项、例如借助于一个或多个阀安排(14，15)来分配该可用压缩机容量。

Description

用于切换压缩机容量的方法
技术领域
本发明涉及一种用于操作包括一个或多个压缩机的压缩机单元的方法，该压缩机单元被安排在蒸气压缩系统中。根据本发明的方法，该压缩机单元被操作用于在被连接至高压吸入管线与被连接至中压吸入管线之间切换可用压缩机容量。本发明还涉及一种包括可切换压缩机单元的蒸气压缩系统。
背景技术
在一些制冷系统中，高压阀和/或喷射器被安排在制冷剂路径中、在相对于排热换热器的下游位置处。由此，离开排热换热器的制冷剂穿过高压阀或喷射器，并且由此减小制冷剂的压力。此外，由于在高压阀或喷射器中发生的膨胀，离开高压阀或喷射器的制冷剂将通常呈液态和气态制冷剂的混合物的形式。这在例如以下蒸气压缩系统中是相关的，在这些蒸气压缩系统中，应用诸如CO2等跨临界制冷剂并且离开排热换热器的制冷剂的压力预期是相对高的。
穿过高压阀或喷射器的制冷剂被接收在接收器中，在该接收器处制冷剂被分成液态部分和气态部分。制冷剂的气态部分可以经由高压吸入管线直接供应至压缩机单元。制冷剂的液态部分通常经由膨胀装置供应至蒸发器，并且离开蒸发器的制冷剂经由中压吸入管线供应至压缩机单元。因此，压缩机单元的压缩机可以经由高压吸入管线从接收器和/或经由中压吸入管线从蒸发器接收气态制冷剂。
经由高压吸入管线供应至压缩机单元的制冷剂还没有经受被引入到相对于蒸发器安排在上游的膨胀装置中的压降。由此，由压缩机单元的一个或多个压缩机为了压缩经由高压吸入管线接收的制冷剂而需要做的功低于为了压缩经由中压吸入管线接收的制冷剂而需要做的功。因此期望经由高压吸入管线供应尽可能多的制冷剂至压缩机单元。
然而，分别经由高压吸入管线和中压吸入管线供应至压缩机单元的制冷剂的量是可变的，并且因此有必要确保充足的压缩机容量可用于吸入管线的每一条以便在任何时间都满足要求。例如，这可以通过具有连接至各条吸入管线的充分高数量的压缩机以满足峰值需求来获得，并且于是只开启在给定情况下所需数量的压缩机。然而，此解决方案导致了高数量的未用压缩机容量。作为替代方案，压缩机单元的一个或多个压缩机可以选择性地可连接至高压吸入管线或至中压吸入管线。这允许此压缩机或这些压缩机的压缩机容量在被分配用于压缩经由高压吸入管线接收的制冷剂与被分配用于压缩经由中压吸入管线接收的制冷剂之间切换，并且可以由此更有效地利用总可用压缩机容量。
在如以上描述的选择性地可连接压缩机单元的一个或多个压缩机的情况下，期望能够以满足蒸气压缩系统的操作的不同要求的适当方式来控制该一个或多个压缩机的连接。
WO 2013/169591 A1披露了一种整合的CO2制冷及空调系统，其包括AC压缩机和多个MT压缩机。在没有AC压缩机的情况下，AC系统的制冷剂可以经由阀来供应至MT压缩机，由此确保AC系统的连续操作。
发明内容
本发明的实施例的目的是提供一种用于以确保可用压缩机容量的适当分配的方式操作蒸气压缩系统的压缩机单元的方法，同时考虑到蒸气压缩系统的不同操作要求。
本发明的实施例的另一个目的是提供一种用于以允许以快速的方式改变可用压缩机容量分配的方式来操作蒸气压缩系统的压缩机单元的方法。
本发明的实施例的又一个目的是提供一种蒸气压缩系统，其中可以以适当的方式分配可用压缩机容量，同时考虑到蒸气压缩系统的不同操作要求。
本发明的实施例的又另一个目的是提供一种蒸气压缩系统，其中可以以快速的方式改变可用压缩机容量的分配。
本发明的实施例的又另外一个目的是提供一种蒸气压缩系统，其中可以改变可用压缩机容量的分配而无需关闭一个或多个压缩机。
根据第一方面，本发明提供一种用于操作包括一个或多个压缩机的压缩机单元的方法，该压缩机单元被安排在蒸气压缩系统中，该蒸气压缩系统进一步包括排热换热器、高压膨胀装置、接收器、以及至少一个蒸发器单元，每个蒸发器单元包括蒸发器和控制到该蒸发器的制冷剂供应的膨胀装置，该压缩机单元的每个压缩机可连接至高压吸入管线和/或至中压吸入管线，该高压吸入管线将该接收器的气体出口与该压缩机单元互连，并且该中压吸入管线将该或这些蒸发器单元的出口与该压缩机单元互连，该方法包括以下步骤：
-限定两个或更多个选项以用于在被连接至该高压吸入管线与被连接至该中压吸入管线之间分配该压缩机单元的可用压缩机容量，
-针对每个选项，预测由根据该选项分配可用压缩机容量导致的对蒸气压缩系统的一个或多个操作参数的预期影响，
-基于针对这些选项所预测的预期影响并且基于该蒸气压缩系统的当前操作要求来选择一个选项，并且
-根据所选择的选项分配该可用压缩机容量。
根据本发明的第一方面的方法是用于操作安排在蒸气压缩系统中的压缩机单元。在本文的上下文中，术语“蒸气压缩系统”应当被解释为意指以下任何系统：其中流体介质流(诸如制冷剂)循环并且交替地压缩和膨胀，由此提供对一定体积的制冷或加热。因而，该蒸气压缩系统可以是制冷系统、空调系统、热泵等。
压缩机单元包括被安排用于对在蒸气压缩系统的制冷剂路径中流动的制冷剂进行压缩的一个或多个压缩机。
蒸气压缩系统进一步包括安排在制冷剂路径中的排热换热器、高压膨胀装置、接收器、和至少一个蒸发器单元。该排热换热器可以例如呈冷凝器的形式或呈气体冷却器的形式，在该冷凝器中制冷剂至少部分地冷凝，在该气体冷却器中制冷剂被冷却、但是保持呈气态或跨临界状态。
高压膨胀装置可以例如呈喷射器的形式、或呈高压阀的形式。替代地，高压膨胀装置可以是或者可以包括并联安排的喷射器和高压阀。这将在下文进行更详细地描述。在任何情况下，穿过高压膨胀装置的制冷剂发生膨胀，而离开高压膨胀装置的制冷剂将通常呈液态和气态制冷剂的混合物的形式。
每个蒸发器单元包括蒸发器和控制到蒸发器的制冷剂供应的膨胀装置。因此，可以借助于与蒸发器相关联的膨胀装置单独地控制到每个蒸发器的制冷剂供应。例如，该或这些膨胀装置可以呈膨胀阀的形式。
压缩机单元的每个压缩机可连接至高压吸入管线和/或至中压吸入管线。高压吸入管线将接收器的气体出口与压缩机单元互连，而中压吸入管线将该或这些蒸发器单元的出口与压缩机单元互连。因此，被连接至高压吸入管线的压缩机接收来自接收器的气体出口的制冷剂、并且可以被视为是“接收器压缩机”。类似地，被连接至中压吸入管线的压缩机接收来自该或这些蒸发器的出口的制冷剂、并且可以被视为是“主压缩机”、或“中温(MT)压缩机”。给定的压缩机可以永久地连接至高压吸入管线或连接至中压吸入管线。替代地或另外地，至少一个压缩机可以选择性地可连接至高压吸入管线或中压吸入管线，由此允许压缩机选择性地作为“接收器压缩机”或“主压缩机”来操作。由此可以在这两个功能或用途之间切换可用压缩机容量中的至少一些。
由压缩机单元的该一个或多个压缩机对在蒸气压缩系统的制冷剂路径中流动的制冷剂进行压缩。经压缩的制冷剂被供应至排热换热器，在排热换热器中与环境、或与流过排热换热器的次级流体流发生热交换，其方式为使得从流动穿过排热换热器的制冷剂中排出热量。在排热换热器呈冷凝器的形式的情况下，制冷剂在穿过该排热换热器时被至少部分地冷凝。在排热换热器呈气体冷却器的形式的情况下，流动穿过排热换热器的制冷剂被冷却、但是保持呈气态或跨临界状态。
制冷剂从排热换热器被供应至高压膨胀装置。当制冷剂穿过高压膨胀装置时，制冷剂的压力降低，并且由于在高压膨胀装置中发生膨胀，离开高压膨胀装置的制冷剂将通常呈液态和气态制冷剂的混合物的形式。
该制冷剂然后被供应到该接收器，在该接收器处该制冷剂被分成液态部分和气态部分。将制冷剂的液态部分供应至该或这些蒸发器单元，在该处当制冷剂穿过该或这些膨胀装置时制冷剂的压力降低，之后制冷剂被供应到该或这些蒸发器。由此，被供应到该或这些蒸发器的该制冷剂呈气液混合态。在该或这些蒸发器中，该制冷剂的该液态部分至少部分地被蒸发，同时与环境或者与跨该或这些蒸发器的次级流体流发生热交换，其方式为使得由流动穿过该或这些蒸发器的该制冷剂吸收热量。最后，制冷剂经由中压吸入管线被供应至连接该中压吸入管线的压缩机单元的该一个或多个压缩机。
最后，接收器中的制冷剂的气态部分经由高压吸入管线直接被供应至连接该高压吸入管线的压缩机单元的该一个或多个压缩机。由此，该气态制冷剂不经受由该或这些膨胀装置引起的压降，并且能量得以守恒，如以上所描述。
因而，在该制冷剂路径中流动的该制冷剂的至少一部分交替地被该压缩机单元中的该一个或多个压缩机压缩和被该或这些膨胀装置膨胀，同时在该排热换热器和该或这些蒸发器处发生热交换。由此，可以获得对一个或多个体积的冷却或加热。
根据本发明的第一方面的方法，限定两个或更多个选项以用于在被连接至该高压吸入管线与被连接至该中压吸入管线之间分配该压缩机单元的可用压缩机容量。例如，这些不同的选项可以包括一个或多个阀安排的各种不同的设置或设置组合，该一个或多个阀安排被安排用于控制给定的压缩机是被连接至高压吸入管线还是被连接至中压吸入管线。替代地或另外地，这些不同的选项可以包括用于一个或多个可变速压缩机的(离散的)速度设置或者限定压缩机单元的每个压缩机是否在操作的设置。
接下来，针对每个选项，预测由根据该选项分配可用压缩机容量导致的对蒸气压缩系统的一个或多个操作参数的预期影响。例如，这些操作参数可以包括蒸气压缩系统的能量效率、一个或多个蒸发器的冷却能力、蒸气压缩系统的不同部分上的磨损等等。因此，如果选择了对应于给定选项的可用压缩机容量的分配，则预测关于一个或多个所选择的操作参数预期会发生什么。这将允许操作者或系统关于被认为是最相关的或最重要的该或这些操作参数来选择提供蒸气压缩系统最佳操作的选项。例如，可以期望选择提供蒸气压缩系统的最技能的操作的选项。然而，这必须没有不能满足所需冷却要求的后果。此外，如果较不节能的选项显著地意味着对蒸气压缩系统的一个或多个部件的更少磨损(例如，因为减少了压缩机的开启或关闭)，则该选项可以是优选的。
因此，则基于针对这些选项所预测的预期影响并且基于该蒸气压缩系统的当前操作要求来选择一个选项。最后，根据所选择的选项来分配可用压缩机容量。
因此，以关于一个或多个操作参数最优的方式，在压缩经由高压吸入管线从接收器的气体出口接收的制冷剂与压缩经由中压吸入管线从该或这些蒸发器单元接收的制冷剂之间分配压缩机单元的可用压缩机容量。
根据所选择的选项分配可用压缩机容量的步骤可以包括：将一个或多个压缩机从连接至中压吸入管线切换成连接至高压吸入管线，或反之亦然。根据此实施例，对应于所选择选项的可用压缩机容量的分配不同于当前选择的分配。因此有必要将一些压缩机容量从连接至中压吸入管线切换成连接至高压吸入管线，或反之亦然，以便达到由所选择的选项指定的分配。
该切换一个或多个压缩机的步骤可以是在没有停止该一个或多个压缩机的情况下执行的。这是有利的，因为如果证明这将是关于一个或多个操作参数有利的、或者如果操作参数的优先级改变了，则由此可以快速地执行切换，并且可以快速地选择新的选项。此外，尽可能地避免了由于开启和关闭压缩机而对压缩机造成的磨损。
切换一个或多个压缩机的步骤可以包括操作被安排用于选择性地将压缩机中的一者连接至高压吸入管线或至中压吸入管线的至少一个阀安排。根据此实施例，简单地通过操作对应的阀安排来在被连接至高压吸入管线与被连接至中压吸入管线之间切换一个压缩机。
阀安排可以包括被安排用于将压缩机连接至该高压吸入管线的二通阀和被安排用于将压缩机连接至中压吸入管线的逆止阀。根据此实施例，通过操作二通阀来操作该阀安排。如果二通阀打开，则压缩机接收来自高压吸入管线的制冷剂，并且逆止阀将自动关闭，因为在高压吸入管线中占主导、并且由此在压缩机的出口处占主导的压力高于在中压吸入管线中占主导的压力。如果二通阀关闭，则防止了从高压吸入管线至压缩机的制冷剂供应，并且逆止阀将打开，由此确保压缩机接收来自中压吸入管线的制冷剂。此阀安排的一个优点是，可以在被连接至高压吸入管线和中压吸入管线之间切换压缩机而无需停止该压缩机。此外，可以迅速地切换这种阀安排，由此允许蒸气压缩系统对操作条件的改变快速作出反应。例如，可以以脉冲宽度调制的方式操作二通阀，由此允许以任何期望的方式来分配可用压缩机容量。最后，可以低成本地提供这种阀安排。
作为替代方案，阀安排可以是三通阀或包括三通阀。
根据所选择的选项分配可用压缩机容量的步骤可以包括开启或关闭压缩机单元的一个或多个压缩机。例如，这在压缩机单元的一个或多个压缩机被永久地连接至高压吸入管线或至中压吸入管线的情况下可以是相关的。此外，与当前的压缩机容量相比，所选择的选项可能要求增加或减小压缩机单元的总可用压缩机容量，即，当前操作的压缩机容量。
蒸气压缩系统的该一个或多个操作参数包括能量消耗、质量流分布、冷却能力、热量回收、压缩机启动或停止的数量、压缩机的运行时均衡、和/或至压缩机单元的回油。
如以上描述的，通常期望以尽可能节能的方式操作蒸气压缩系统。然而，提供蒸气压缩系统的最节能的操作的选项可能对一个或多个其他操作参数有影响。例如，可能需要额外地开启或停止压缩机，或者其可能不能够提供所需的冷却能力。在这种情况下，可以选择较不节能的选项，以便避免关于其他操作参数的缺点。作为另一个实例，可以揭示的是至压缩机的回油是不充足的。在此情况下必须选择确保充足回油的选项(至少持续有限的时间段)，而不管能量效率或对这个选项的其他操作参数的影响。类似的，如果热量回收系统要求一定水平的热量回收，则可以选择提供所要求的热量回收水平的选项，即使此选项不是最节能的选项。
可以使用基于模型的方式来执行预测对蒸气压缩系统的一个或多个操作参数的预期影响的步骤。
作为替代方案，可以通过执行计算来预测预期影响。
选择选项的步骤可以进一步基于用于操作蒸气压缩系统的一个或多个预期的未来要求，并且根据所选择的选项来分配可用压缩机容量的步骤可以包括将当前不在运行的压缩机从连接至高压吸入管线切换成连接至中压吸入管线，或反之亦然，以便能够满足预期的未来要求。
在一些情况下可以预期的是，在不久的将来可以改变用于操作蒸气压缩系统的某些要求。例如，可以预期所需的冷却能力、所需的热量回收、环境温度等等的增加或减小。在此情况下，可能有利的是，确保当前不在运行的压缩机被连接至在该压缩机开启时将使得压缩机单元能够满足预期的未来要求的吸入管线。这将对可用压缩机容量的当前分配没有影响，因为不在运行的压缩机不形成当前可用压缩机容量的一部分。然而，确保的是当预期的未来要求实际发生时，可以简单地通过开启压缩机来容易地满足该要求。
蒸气压缩系统可以进一步包括：低温蒸发器单元；低温压缩机单元，该低温压缩机单元具有连接至该低温蒸发器单元的出口的入口；以及低温阀安排，该低温阀安排被安排用于选择性地将该低温压缩机单元的出口互连至高压吸入管线或至中压吸入管线的，并且这些选项中的至少一些可以限定该低温阀安排的设置。
根据此实施例，蒸气压缩单元包括中温部分以及低温部分。中温部分可以适配用于为中温冷却陈列柜提供冷却，例如，在陈列柜内部提供大约5℃的温度。低温部分可以适配用于出于冷冻的目的或为低温冷却陈列柜提供冷却，例如，在陈列柜内部提供大约-18℃的温度。在这种系统中，离开低温蒸发器单元的制冷剂的压力经常初始地被低温压缩机单元压缩、并且随后在进一步被中温压缩机单元压缩之前与离开中温蒸发器单元的制冷剂混合。
然而，根据这个实施例，可以选择来自低温压缩机单元的排放是与离开接收器的气体出口的制冷剂(即，在高压吸入管线中流动的制冷剂)混合、还是与离开中温蒸发器单元的制冷剂(即，在中压吸入管线中流动的制冷剂)混合。例如，从接收器的气体出口朝向压缩机单元的制冷剂流动可能不足以使压缩机中的一个保持运行。在此情况下，引导低温压缩机单元朝高压吸入管线排放可以允许在高压吸入管线中的充足的制冷剂流动以使压缩机保持运行。这将通常比将所有压缩机与高压吸入管线断开连接并经由旁通阀将气态制冷剂从接收器引导至中压吸入管线更节能。因此，有利的是，当限定各种不同的选项时将低温阀安排的设置考虑在内。
因此，分配可用压缩机容量的步骤可以包括操作低温阀安排。
该限定两个或更多个选项以用于分配可用压缩机容量的步骤可以在蒸气压缩系统的当前和/或预期操作条件的基础上执行。根据此实施例，仅限定了关于当前操作条件、或关于在不久的将来的预期操作条件有意义的选项。由此，仅关于这种选项来执行对预期影响的预测。这减小了为了执行这些预测所需的处理能力。例如，可以知道的是需要增加热量回收。在此情况下，已知对热量回收没有影响、或者甚至减少热量回收的选项应该不形成所确认的选项的一部分。
高压膨胀装置可以是喷射器，该喷射器具有连接至排热换热器的出口的初级入口、连接至接收器的出口、以及连接至中压吸入管线的次级入口，并且该方法可以进一步包括监测至这些压缩机的回油的步骤。
在包括喷射器的蒸气压缩系统中，离开蒸发器的制冷剂的至少一部分被供应至喷射器的次级入口而不是供应至压缩机单元。理想地，所有制冷剂都应该被供应至喷射器的次级入口，并且压缩机单元应该仅经由高压吸入管线接收制冷剂，因为这通常是操作蒸气压缩系统的最节能的方法。然而，这具有的结果是，油不通过制冷剂自动返回至压缩机。因此可能发生压缩机中的油位变得太低的情况。因此相关的是，监测至压缩机的回油，以便检测是否存在压缩机中油位太低的风险。
监测至压缩机的回油的步骤可以例如包括监测被安排在压缩机单元与排热换热器之间的制冷剂路径中的油分离器中的油位。在此油位减少低于一定阈值的情况下，表明了至压缩机的回油是不充足的。作为替代方案，可以监测油分离器将油返回至压缩机的频率。此频率的增加表明：在不包括压缩机的一部分制冷剂路径中已经积累了太大量的油，并且因此回油是不充足的。作为另一个替代方案，监测至压缩机的回油可以包括监测在这些压缩机中的一个或多个内部的储油器中的油位。在此油位减少低于一定阈值的情况下，表明了至压缩机的回油是不充足的。
选择选项的步骤可以包括选择以下选项，在该选项中在至这些压缩机的回油减少低于预定最小水平的情况下，至少一个压缩机被连接至中压吸入管线。根据此实施例，如果确定在当前回油水平处存在压缩机中油位变得太低的风险，则有必要选择确保充足的油被返回至压缩机的选项。这可以通过确保至少一个压缩机被连接至中压吸入管线来完成，因为这将确保供应至此压缩机的制冷剂将油返回至该压缩机。
根据本发明的第二方面提供了一种蒸气压缩系统，该蒸气压缩系统包括压缩机单元、排热换热器、高压膨胀装置、接收器、和至少一个蒸发器单元，该压缩机单元包括一个或多个压缩机，每个蒸发器单元包括蒸发器和控制到该蒸发器的制冷剂供应的膨胀装置，该压缩机单元的每个压缩机可连接至高压吸入管线和/或中压吸入管线，该高压吸入管线将该接收器的气体出口与该压缩机单元互连，并且该中压吸入管线将该或这些蒸发器单元的出口与该压缩机单元互连，其中，该蒸气压缩系统进一步包括被安排用于选择性地将这些压缩机中的一者连接至该高压吸入管线或至该中压吸入管线的至少一个阀安排，该阀安排包括被安排用于将该压缩机连接至该高压吸入管线的二通阀和被安排用于将该压缩机连接至该中压吸入管线的逆止阀。
应该注意的是，技术人员将容易认识到，结合本发明第一方面所描述的任何特征都可以与本发明的第二方面相结合，并且反之亦然。例如，可以在根据本发明的第二方面的蒸气压缩系统的压缩机单元上执行根据本发明的第一方面的方法。因此，以上列出的这些备注在此是同样可适用的。
以上已经描述了根据本发明的第二方面的蒸气压缩系统。因为该蒸气压缩系统包括至少一个阀安排，该阀安排包含被安排用于将压缩机连接至高压吸入管线的二通阀和被安排用于将压缩机连接至中压吸入管线的逆止阀，所以能够将该一个或多个压缩机从连接至高压吸入管线切换成连接至中压吸入管线(或反之亦然)而无需关闭该一个或多个压缩机。如以上描述的，这确保了可以快速地切换压缩机，并且使该一个或多个压缩机上的磨损最小化。
高压膨胀装置可以是喷射器，该喷射器具有连接至排热换热器的出口的初级入口、连接至接收器的出口、以及连接至中压吸入管线的次级入口。这已在上文中进行了描述。替代地或另外地，高压膨胀装置可以包括高压阀。
蒸气压缩系统可以进一步包括被安排在制冷剂路径中、在压缩机单元的出口与排热换热器的入口之间的热量回收式换热器。根据此实施例，蒸气压缩系统被用于冷却目的以及用于加热目的，其中，在制冷剂进入排热换热器之前借助于热量回收式换热器从经压缩的制冷剂中回收热量。所回收的热量可以例如用于加热生活用水和/或用于房间加热目的。
应该提到的是，以上描述的操作压缩机单元的方法还可以应用于不同种类的压缩机单元，诸如，不形成中温(MT)吸入组的一部分的压缩机单元。例如，蒸气压缩系统可以包括两个或更多个MT吸入水平(例如，分别对应于-2℃和-8℃的压力)。替代地或另外地，蒸气压缩系统可以包括与接收器压力分隔开但是设置有单独的压缩机单元的空调(AC)吸入水平。替代地或另外地，热泵蒸发器可以具有其自身的吸入水平。
附图说明
现在将参照附图更详细地描述本发明，在附图中
图1是根据本发明的实施例的蒸气压缩系统的图解视图。
具体实施方式
图1是根据本发明的实施例的蒸气压缩系统1的图解视图。蒸气压缩系统1包括安排在制冷剂路径中的压缩机单元2、两个热量回收式换热器3a和3b、排热换热器4、喷射器5、高压阀6、接收器7、和一个或多个蒸发器单元(未示出)。每个蒸发器单元包括蒸发器和被安排用于控制至该蒸发器的制冷剂供应的膨胀装置。
压缩单元2包括多个压缩机8、9、10，示出了其中的四个。这些压缩机8中的一个压缩机被永久地连接至将接收器7的气体出口12与压缩机单元2互连的高压吸入管线11。这些压缩机9中的另一个压缩机被永久地连接至将蒸发器单元的出口与压缩机单元2互连的中压吸入管线13。最后两个压缩机10经由阀安排14和15被选择性地连接至高压吸入管线11或中压吸入管线13。这些阀安排中的一个阀安排呈三通阀14的形式，而另一个阀安排15呈被安排用于将压缩机10连接至高压吸入管线11的二通阀16的形式以及将被安排用于压缩机10连接至中压吸入管线13的逆止阀17的形式。当二通阀16打开时，压缩机10经由二通阀16被连接至高压吸入管线11。同时，逆止阀17被关闭，以防止压缩机10从中压吸入管线13接收制冷剂。当二通阀16关闭时，防止了从高压吸入管线11至压缩机10的制冷剂供应。相反，逆止阀17被打开，由此允许压缩机10从中压吸入管线13接收制冷剂。
因此，由压缩机10表示的压缩机容量可以在被应用于压缩从接收器7的气体出口12经由高压吸入管线11接收的制冷剂与被应用于压缩从该或这些蒸发器单元的出口经由中压吸入管线13接收的制冷剂之间切换。因为二通阀16可以在打开位置与关闭位置之间切换而不必停止压缩机10，所以此阀安排15允许压缩机容量的一部分在被连接至高压吸入管线11与中压吸入管线13之间切换而不必停止压缩机10。这允许快速地切换压缩机容量而不会引起压缩机10上的不必要磨损。
通过压缩机单元2的压缩机8、9、10对在制冷剂路径中流动的制冷剂进行压缩。离开压缩机单元2的制冷剂中的一些在被供应至排热换热器4之前穿过高温热量回收式换热器3a以及低温热量回收式换热器3b，并且制冷剂中的一些在被供应至排热换热器4之前仅穿过低温热量回收式换热器3b。穿过高温热量回收式换热器3a的制冷剂通常是由连接至中压吸入管线13的压缩机9、10压缩了的制冷剂。
在热量回收式换热器3a、3b中，在制冷剂与热量回收系统(未示出)之间发生热交换，其方式使得热量从制冷剂排出，即，制冷剂被冷却。例如，热量回收系统可以被用于对生活用水提供加热和/或用于房间加热目的。
在排热换热器4中，在制冷剂与环境、或者与跨排热换热器4的次级流体流之间发生热交换，其方式使得热量从制冷剂排出。排热换热器4可以呈冷凝器的形式，在这种情况下，穿过排热换热器4的制冷剂至少部分地被冷凝。替代地，排热换热器4可以呈气体冷却器的形式，在这种情况下，穿过排热换热器4的制冷剂被冷却，但是保持呈气态或跨临界状态。
离开排热换热器4的制冷剂在被供应至接收器7之前经由喷射器5的初级入口18穿过喷射器5、或者穿过高压阀6。制冷剂在穿过喷射器5或高压阀6时发生膨胀，并且被供应至接收器7的制冷剂呈液气混合状态。在接收器7中，制冷剂被分离成液态部分和气态部分。制冷剂的液态部分被供应至该或这些蒸发器单元，其中在制冷剂被供应至该或这些蒸发器之前在该或这些膨胀装置中膨胀。在该或这些蒸发器中，制冷剂至少部分地蒸发，同时与环境或者与跨该或这些蒸发器的次级流体流发生热交换，其方式为使得由制冷剂吸收热量。离开该或这些蒸发器单元的制冷剂被供应至中压吸入管线13。
在中压吸入管线13中流动的制冷剂中的至少一些可以被供应至被连接至该中压吸入管线的压缩机9、10。此外，在中压吸入管线13中流动的制冷剂中的至少一些可以被供应至喷射器5的次级入口19。
接收器7中的制冷剂的气态部分可以经由接收器7的气体出口12被供应至高压吸入管线11。在高压吸入管线11中流动的制冷剂可以被供应至被连接至该高压吸入管线的压缩机8、10。此外，在高压吸入管线11中流动的制冷剂可以经由旁通阀20被供应至中压吸入管线13。
蒸气压缩系统1进一步包括低温压缩机单元21，该低温压缩机单元包括多个低温压缩机22，示出了其中的两个。低温压缩机单元21通常形成例如为一个或多个冷冻器提供低温冷却的制冷剂回路的一部分。
低温压缩机22的出口经由低温阀安排23、24选择性地可连接至高压吸入管线11或中压吸入管线13。这些低温阀安排中的一个低温阀安排呈三通阀23的形式。与以上描述的安排类似，这些低温阀安排24中的另一个低温阀安排包括二通阀25和逆止阀26。
根据本发明的实施例，可以限定多个选项以用于在连接至高压吸入管线11与连接至中压吸入管线13之间分配压缩机单元2的可用压缩机容量。这些选项可以有利地包括阀安排14、15、23、24的设置的各种不同的组合。
针对每个选项，预测由根据该选项分配可用压缩机容量导致的对蒸气压缩系统1的一个或多个操作参数的预期影响。例如，可以可能地以优先化的方式将对蒸气压缩系统1的能量效率的影响；蒸气压缩系统1中的质量流分布；冷却能力；在压缩机8、9、10上的磨损；至压缩机8、9、10的回油；热量回收等等考虑在内。
基于对这些选项所预测的预期影响并且基于蒸气压缩系统1的当前操作要求来选择可用选项中的一个选项。例如，可以选择提供所需冷却能力的最节能选项。
最后，根据所选择的选项来分配压缩机单元2的可用压缩机容量，即，根据所选择的选项来设置阀安排14、15、23、24。应该注意的是，低温阀安排23、24的设置在高温压吸入管线11与中压吸入管线13之间分配低温压缩机22的排放。这可以被用于确保在这些吸入管线11、13的每一条中有充足的制冷剂供应可用。
应该注意的是，本发明还涵盖了省去图1中展示的一些部件的实施例。例如，蒸气压缩系统1可以仅包括喷射器5、而省去高压阀6，或者蒸气压缩系统1可以仅包括高压阀6、而省去喷射器5。
此外，没有压缩机8、9、10可以被永久地连接至高压吸入管线11，和/或没有压缩机8、9、10可以被永久地连接至中压吸入管线13。此外，被选择性地连接至高压吸入管线11或至中压吸入管线13的所有的压缩机10可以经由三通阀14来连接，或者所有的压缩机10可以经由包括二通阀16和逆止阀17的阀安排15来连接。
此外，可以省去低温压缩机单元21和/或热量回收式换热器3。

Claims (17)

1.一种用于操作包括一个或多个压缩机(8，9，10)的压缩机单元(2)的方法，该压缩机单元(2)被安排在蒸气压缩系统(1)中，该蒸气压缩系统(1)进一步包括排热换热器(4)、高压膨胀装置(5，6)、接收器(7)、以及至少一个蒸发器单元，每个蒸发器单元包括蒸发器和控制到该蒸发器的制冷剂供应的膨胀装置，该压缩机单元(2)的每个压缩机(8，9，10)可连接至高压吸入管线(11)和/或至中压吸入管线(13)，该高压吸入管线(11)将该接收器(7)的气体出口(12)与该压缩机单元(2)互连，并且该中压吸入管线(13)将该或这些蒸发器单元的出口与该压缩机单元(2)互连，该方法包括以下步骤：
-限定两个或更多个选项以用于在被连接至该高压吸入管线(11)与被连接至该中压吸入管线(13)之间分配该压缩机单元(2)的可用压缩机容量，
-针对每个选项，预测由根据该选项分配该可用压缩机容量导致的对该蒸气压缩系统(1)的一个或多个操作参数的预期影响，
-基于针对这些选项所预测的预期影响并且基于该蒸气压缩系统(1)的当前操作要求来选择一个选项，并且
-根据所选择的选项分配该可用压缩机容量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，该根据所选择的选项分配该可用压缩机容量的步骤包括：将一个或多个压缩机(10)从连接至该中压吸入管线(13)切换成连接至该高压吸入管线(11)，或反之亦然。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，该切换一个或多个压缩机(10)的步骤是在没有停止该一个或多个压缩机(10)的情况下执行的。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，该切换一个或多个压缩机(10)的步骤包括操作被安排用于选择性地将这些压缩机(10)中的一者连接至该高压吸入管线(11)或至该中压吸入管线(13)的至少一个阀安排(14，15)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，该阀安排(15)包括被安排用于将该压缩机(10)连接至该高压吸入管线(11)的二通阀(16)和被安排用于将该压缩机(10)连接至该中压吸入管线(13)的逆止阀(17)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该根据所选择的选项分配该可用压缩机容量的步骤包括开启或关闭该压缩机单元(2)的一个或多个压缩机(8，9，10)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该蒸气压缩系统(1)的该一个或多个操作参数包括能量消耗、质量流分布、冷却能力、热量回收、压缩机(8，9，10)启动或停止的数量、压缩机(8，9，10)的运行时均衡、和/或至该压缩机单元(2)的回油。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该预测对该蒸气压缩系统(1)的一个或多个操作参数的预期影响的步骤是使用基于模型的方式来执行的。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该选择选项的步骤进一步基于用于操作该蒸气压缩系统(1)的一个或多个预期的未来要求，并且其中，该根据所选择的选项来分配该可用压缩机容量的步骤包括将当前不在运行的压缩机(10)从被连接至该高压吸入管线(11)切换成被连接至该中压吸入管线(13)，或反之亦然，以便能够满足该预期的未来要求。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该蒸气压缩系统(1)进一步包括：低温蒸发器单元；低温压缩机单元(21)，该低温压缩机单元具有连接至该低温蒸发器单元的出口的入口；以及低温阀安排(23，24)，该低温阀安排被安排用于选择性地将该低温压缩机单元(21)的出口与该高压吸入管线(11)或与该中压吸入管线(13)互连，其中，这些选项中的至少一些限定了该低温阀安排(23，24)的设置。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，该分配该可用压缩机容量的步骤包括操作该低温阀安排(23，24)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该限定两个或更多个选项以用于分配该可用压缩机容量的步骤是在该蒸气压缩系统(1)的当前和/或预期操作条件的基础上执行的。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该高压膨胀装置是喷射器(5)，该喷射器具有连接至该排热换热器(4)的出口的初级入口(18)、连接至该接收器(7)的出口、以及连接至该中压吸入管线(13)的次级入口(19)，并且其中，该方法进一步包括监测至这些压缩机(8，9，10)的回油的步骤。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，该选择选项的步骤包括选择以下选项，在该选项中在至这些压缩机(8，9，10)的回油减少低于预定最小水平的情况下，至少一个压缩机(9，10)被连接至该中压吸入管线(13)。
15.一种蒸气压缩系统(1)，包括：压缩机单元(2)、排热换热器(4)、高压膨胀装置(5，6)、接收器(7)、和至少一个蒸发器单元，该压缩机单元包括一个或多个压缩机(8，9，10)，每个蒸发器单元包括蒸发器和控制到该蒸发器的制冷剂供应的膨胀装置，该压缩机单元(2)的每个压缩机(8，9，10)可连接至高压吸入管线(11)和/或中压吸入管线(13)，该高压吸入管线(11)将该接收器(7)的气体出口(12)与该压缩机单元(2)互连，并且该中压吸入管线(13)将该或这些蒸发器单元的出口与该压缩机单元(2)互连，其中，该蒸气压缩系统(1)进一步包括被安排用于选择性地将这些压缩机(10)中的一者连接至该高压吸入管线(11)或至该中压吸入管线(13)的至少一个阀安排(15)，该阀安排(15)包括被安排用于将该压缩机(10)连接至该高压吸入管线(11)的二通阀(16)和被安排用于将该压缩机(10)连接至该中压吸入管线(13)的逆止阀(17)。
16.根据权利要求15所述的蒸气压缩系统(1)，其中，该高压膨胀装置是喷射器(5)，该喷射器具有连接至该排热换热器(4)的出口的初级入口(18)、连接至该接收器(7)的出口、以及连接至该中压吸入管线(13)的次级入口(19)。
17.根据权利要求15或16所述的蒸气压缩系统(1)，进一步包括被安排在该制冷剂路径中、在该压缩机单元(2)的出口与该排热换热器(4)的入口之间的热量回收式换热器(3)。
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