CN108463679B

CN108463679B - 一种用于在应急模式下控制到蒸发器的制冷剂供应的方法

Info

Publication number: CN108463679B
Application number: CN201780006367.6A
Authority: CN
Inventors: 罗泽博·伊扎迪-扎马纳巴迪
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 2016-01-13
Filing date: 2017-01-10
Publication date: 2020-03-24
Anticipated expiration: 2037-01-10
Also published as: EP3403035A1; CN108463679A; EP3403035B1; US10663200B2; WO2017121721A1; US20190011156A1

Abstract

一种用于控制到诸如制冷系统、空调系统或者热泵等蒸汽压缩系统(1)的蒸发器(2)的制冷剂供应的方法。在正常操作期间，基于流动穿过该蒸发器(2)的空气的空气温度T_空气并且/或者基于离开该蒸发器(2)的制冷剂的过热度来控制该膨胀阀(3)的开度。在用于获得T_空气或该过热度的至少一个传感器(5，6，23，24)发生故障的情况下，该蒸汽压缩系统(1)的操作切换至应急模式。基于之前在预定义的前一时间间隔期间所获得的离开该蒸发器(2)的制冷剂的温度T_出的值来计算参考温度T_出，参考，并且随后基于该所获得的温度T_出并且为了达到离开该蒸发器(2)的该制冷剂的所计算的参考温度T_出，参考而控制该膨胀阀(3)的开度。实现了该蒸汽压缩系统(1)的高效操作，从而允许将制冷负荷的变化考虑在内。

Description

一种用于在应急模式下控制到蒸发器的制冷剂供应的方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制到蒸发器、具体地到形成诸如制冷系统、空调系统或者热泵等蒸汽压缩系统的一部分的蒸发器的制冷剂供应的方法。根据本发明，在应急模式下，即，在正常操作期间用于控制制冷剂供应的一个或多个传感器不可用或不可靠的情况下，控制到蒸发器的制冷剂供应。

背景技术

蒸汽压缩系统(诸如制冷系统、空调系统或者热泵)通常包括沿着制冷剂路径安排的至少一个压缩机、至少一个冷凝器、至少一个膨胀设备(例如呈膨胀阀的形式)、以及至少一个蒸发器。制冷剂在制冷剂路径中循环并被交替地膨胀和压缩，并且在这些冷凝器和这些蒸发器中发生热交换。经膨胀的制冷剂以气态制冷剂和液态制冷剂的混合态进入这些蒸发器。当制冷剂通过蒸发器时，其在与穿过该蒸发器的二次流体流(诸如空气流)进行热交换的同时蒸发。为了最大程度地利用给定蒸发器的潜在制冷能力，期望沿该蒸发器的整个长度都存在液态制冷剂。另一方面，不期望液态制冷剂穿过蒸发器并进入抽吸管线，因为如果液态制冷剂到达压缩机则可能对这些压缩机造成损坏。因此，期望控制到这些蒸发器的制冷剂供应，其方式为使得在给定蒸发器中，在混合相制冷剂与气态制冷剂之间的边界恰好在该蒸发器的出口处。这通常是通过基于一个或多个所测得参数来控制膨胀设备的开度来实现的。

EP 2 894 421 A1披露了一种用于基于由两个温度传感器提供的测量结果控制到蒸发器的制冷剂供应的方法。基于穿过蒸发器的次级空气流的空气温度，将膨胀阀的开度设定成与扰动信号叠加的所计算的开度。对离开蒸发器的制冷剂的温度进行监测，并且对温度信号进行分析。如果分析揭示该蒸发器中的干燥区域接近最小长度，则减小膨胀阀的开度。这提供了一种确保防止液态制冷剂通过蒸发器的安全机制。EP 2 894 421 A1仅描述了在正常操作期间对蒸汽压缩系统的控制，并且不关注在应急模式下(即，在温度传感器中的一个或多个不可用或不可靠的情况下)如何控制蒸汽压缩。

在一些现有技术方法中，在证实通常用于控制膨胀阀的开度的温度传感器不可用或不可靠的情况下计算例如在紧邻前一时间间隔期间膨胀阀的平均开度。然后将膨胀阀的开度设置为减小的开度，该减小的开度为所计算的平均开度的适当百分比，例如，80％。然后将膨胀阀的开度维持在此减小的开度，直到不可用或不可靠的传感器已经被修理或替换。这允许蒸汽压缩系统继续进行操作而不管该不可用或不可靠的传感器，并且该减小的开度提供了防止液态制冷剂通过蒸发器的安全裕度。然而，蒸汽压缩系统并非是采用高效方式操作的，并且不可能将例如由于向蒸汽压缩系统的展示柜添加新商品而导致的制冷负荷可能变化考虑在内。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种用于以节能方式在应急模式下控制到蒸汽压缩系统的蒸发器的制冷剂供应的方法。

本发明的实施例的另一个目的是提供一种用于以允许将制冷负荷的变化考虑在内的方式在应急模式下控制到蒸汽压缩系统的蒸发器的制冷剂供应的方法。

本发明提供了一种用于控制到蒸汽压缩系统的蒸发器的制冷剂供应的方法，该蒸汽压缩系统包括安排在制冷剂回路中的至少一个蒸发器、至少一个压缩机、至少一个冷凝器和至少一个膨胀阀，该方法包括以下步骤：

-获得离开该蒸发器的制冷剂的温度T_出，

-获得与该蒸汽压缩系统相关的控制参数值，

-基于所获得的控制参数并且为了达到该控制参数的参考值而控制该膨胀阀的开度，

-检测出用于获得该控制参数的至少一个传感器发生故障，

-基于之前在预定义的前一时间间隔期间所获得的该温度T_出的值来计算参考温度T_出，参考，以及

-随后基于该所获得的温度T_出并且为了达到离开该蒸发器的该制冷剂的所计算的参考温度T_出，参考而控制该膨胀阀的该开度。

在本文的上下文中，术语“蒸汽压缩系统”应当被解释为意指以下任何系统，在该系统中，诸如制冷剂等流体介质流循环并且被交替地压缩和膨胀，由此提供对一定体积的制冷或加热。因此，该蒸汽压缩系统可以是制冷系统、空调系统、热泵等。

该蒸汽压缩系统包括至少一个蒸发器、至少一个压缩机、至少一个冷凝器以及至少一个膨胀阀。因此，该蒸汽压缩系统可以仅包括一个这些部件中的每种部件，或者该蒸汽压缩系统可以包括两个或更多个这些部件中的任意部件。例如，该蒸汽压缩系统可以包括单个压缩机，或者其可以包括例如被安排在压缩机机组中的两个或更多个压缩机。类似地，该蒸汽压缩系统可以包括仅一个蒸发器，或者其可以包括两个或更多个蒸发器。在后一种情况下，每个蒸发器可以被安排用于为单独的制冷体积提供制冷。这些单独的制冷体积可以例如是超市的多个单独的展示柜。在任何情况下，每个蒸发器被优选地连接到控制到此蒸发器的制冷剂供应的单独膨胀阀上，此蒸发器的制冷剂供应独立于到其他蒸发器的制冷剂供应。此外，蒸发器单元可以包括单个区段、或者可以串联连接或并联连接的两个或更多个区段。

根据本发明的方法与经由相应的膨胀阀来控制到单个蒸发器的制冷剂供应有关。然而，可以将这种蒸发器很好地安排在包括一个或多个附加蒸发器的蒸汽压缩系统中，在这种情况下，分别控制到这些附加蒸发器的制冷剂供应。

根据本发明的方法，首先获得离开蒸发器的制冷剂的温度T_出、以及控制参数值，例如，流动穿过蒸发器的空气的温度T_空气。离开蒸发器的制冷剂的温度T_出可以例如借助于安排在制冷剂路径中紧接蒸发器之后或者在此区域中制冷剂管的外部部分上的一个或多个温度传感器来测量。T_出至少间接地表示离开蒸发器的制冷剂的过热度。流动穿过蒸发器的空气的温度T_空气可以例如借助于安排在跨蒸发器的通气道中的一个或多个温度传感器来测量。另一个合适的控制参数可以是离开蒸发器的制冷剂的过热度，在这种情况下，可以测量离开蒸发器的制冷剂的压力或者进入蒸发器的制冷剂的温度。温度T_空气可以例如是朝向蒸发器流动的空气的温度、远离该蒸发器流动的空气的温度、或者朝向该蒸发器流动的空气的温度与远离该蒸发器流动的空气的温度的加权值。在任何情况下，T_空气表示安排在蒸发器附近的制冷体积中占主导的温度。因此，T_空气反映制冷体积的制冷需要。

接着，基于所获得的控制参数(例如，所获得的空气温度T_空气)并且为了达到控制参数的参考值(例如，流动穿过蒸发器的空气的参考空气温度T_{空气，参考})而控制膨胀阀的开度。因此，在正常操作期间，由用于获得控制参数(例如，空气温度T_空气)的(多个)传感器所执行的测量被用于控制膨胀设备的开度，并且从而，到蒸发器的制冷剂供应和膨胀设备的开度得到控制以便获得控制参数(例如，制冷体积内部的空气温度)的期望值。因此，例如对膨胀阀的开度进行控制以便满足制冷体积的某种制冷需要。

然而，在用于获得控制参数(例如，空气温度T_空气)的至少一个传感器发生故障的情况下(例如，在(多个)传感器不可用或不可靠的情况下)，不再可能以上文所描述的方式控制膨胀阀的开度、以及因此到蒸发器的制冷剂供应。替代地，需要在应急模式下操作蒸汽压缩系统。

因此，根据本发明的方法，检测出用于获得控制参数(例如，空气温度T_空气)的至少一个传感器发生故障。当这已经得到证实时，如下文所描述地那样来初始化蒸汽压缩系统的应急模式操作。

基于之前在预定义的前一时间间隔期间所获得的温度T_出的值来计算的参考温度T_出，参考。该预定义的前一时间间隔可以有利地是在检测出(多个)传感器发生故障之前刚好到期的时间段，例如，在(多个)空气温度传感器发生故障之前蒸汽压缩系统的正常操作的最后2小时或4小时。因此，所计算的参考温度T_出，参考反映了在蒸汽压缩系统的正常操作期间离开蒸发器的制冷剂的温度T_出的实际值。

在抽吸压力(即，在使蒸发器的出口与压缩机机组的入口互连的抽吸管线中占主导的压力)由压缩机机组控制器所控制的集中式制冷系统中，可以假定该抽吸压力至少在较短时间量度内被保持为基本上恒定。离开蒸发器的制冷剂的过热度SH被给定为：

SH＝T_出-T_e，

其中，T_e是离开蒸发器的制冷剂的气泡温度或露点。因此，过热度SH是在给定环境下制冷剂的露点与离开蒸发器的制冷剂的实际温度之间的差异。露点T_e除了其他之外还依赖于离开蒸发器的制冷剂的压力，即，依赖于抽吸压力。如果抽吸压力基本上恒定，则还可以假定露点T_e基本上恒定。如果进一步假定蒸汽压缩系统在稳定状态下操作，则还可以假定过热度SH被保持为基本上恒定。因此，在这些环境下，T_出也基本上恒定。所以，如果以获得与在正常操作期间所获得的T_出测量值基本上相等或者与其具有相同数量级的T_出值的方式来操作蒸汽压缩系统，则可以假定该蒸汽压缩系统大致与其在正常操作期间同样高效地操作。

所以，根据本发明的方法，随后基于该所获得的温度T_出并且为了达到离开该蒸发器的该制冷剂的所计算的参考温度T_出，参考而控制该膨胀阀的开度。

这允许蒸汽压缩系统继续以高效方式操作而不管发生故障的(多个)传感器，并且没有液态制冷剂通过蒸发器并进入抽吸管线的风险。此外，由于实际上是基于在蒸汽压缩系统的操作期间执行的温度测量来控制膨胀阀的开度，因此有可能对例如由于在展示柜中放置新产品而在制冷负荷中产生的变化做出反应。这是与膨胀阀开度被保持在固定水平直到发生故障的(多个)温度传感器已经被替换或修理的现有技术方法相比很大的优势。

概括地说，本发明的方法允许在应急模式下并且以可以将制冷负荷的变化考虑在内并且对该变化做出反应的方式操作蒸汽压缩系统，在该应急模式下，蒸汽压缩系统比在现有技术方法中更高效地操作。

如上文所提及的，对控制参数值进行控制的步骤可以包括获得流动穿过该蒸发器的空气的温度T_空气；控制开度的步骤可以包括基于所获得的空气温度T_空气并且为了达到流动穿过该蒸发器的该空气的参考空气温度T_{空气，参考}来控制该膨胀阀的开度；并且，检测出至少一个传感器发生故障的步骤可以包括检测出用于获得该空气温度T_空气的至少一个传感器发生故障

计算参考温度T_出，参考的步骤可以包括计算在该预定义的前一时间间隔期间所获得的离开该蒸发器的制冷剂的该温度T_出的值的平均值。在这种情况下，在用于测量T_空气的(多个)温度传感器发生故障并且因此蒸汽压缩系统在应急模式下操作时施加的该参考温度T_出，参考反映在正常操作期间离开该蒸发器的制冷剂的平均温度水平。该平均值可以是数学平均值，或者其可以是测量值的合适的加权平均值。

作为替代方案，参考温度T_出，参考可以以任何其他合适的方式根据之前所获得的T_出的值计算或得出。

随后控制该膨胀阀的该开度的步骤可以包括以下步骤：

-提供扰动信号，并且将该膨胀阀的开度设定成与该扰动信号叠加的被控开度，

-监测离开该蒸发器的制冷剂的温度T_出，

-分析表示所监测温度T_出的信号，以及

-在所述分析揭示T_出＞T_出，参考的情况下增大该膨胀阀的开度。

根据此实施例，膨胀阀的开度围绕表示该被控开度(即，通过所测得温度T_出与参考温度T_出，参考之间的比较指定的开度)的平均值波动。这些波动由该扰动信号确定，并且可以例如是属于中继类型或者任何其他合适类型的正弦曲线。在本文的上下文中，术语“扰动信号”应当被解释为意指在时间量度上变化的信号，该时间量度明显比膨胀阀的被控开度在其上变化的时间标度更短。

然后，监测离开蒸发器的制冷剂的温度T_出，并且分析表示所监测温度T_出的信号。最终，在该分析揭示T_出变得比T_出，参考大的情况下，增大该膨胀阀的该开度。

作为上文描述的控制方法的替代，可以应用基于离散时间的方式，例如，使用经典比例积分(PI)控制器。

基于该所获得的温度T_出并且为了达到离开该蒸发器的该制冷剂的所计算的参考温度T_出，参考而控制该膨胀阀的开度的步骤可以继续，直到该(这些)发生故障的传感器已经被替换或修理。

根据此实施例，只要发生故障的(多个)传感器保持故障，蒸汽压缩系统就继续在应急模式下操作。然后，一旦发生故障的(多个)传感器已经被替换或修理，并且因此空气温度T_空气的可靠测量结果再一次可用，蒸汽压缩系统的操作就会被切换回至正常模式。

计算参考温度T_出，参考的步骤可以包括：基于在日间所获得的T_出的值计算第一参考温度T_{出，参考，日}；以及基于在夜间所获得的T_出的值计算第二参考温度T_{出，参考，夜}。

诸如超市制冷系统等一些蒸汽压缩系统在日间和在夜间以不同的方式操作。例如，在夜间，可能在展示柜上方安排夜间罩布，并且很可能不将产品从展示柜中移除、或者将产品放置在展示柜中。所以，蒸汽压缩系统在夜间的能耗比在日间的要低，并且制冷负荷基本上恒定。另一方面，在日间，展示柜可能一直打开，或者顾客可能反复地开门。此外，很可能反复从展示柜中移除或在其中放置产品，从而改变了制冷负荷。因此相关的是，获得表示蒸汽压缩系统在日间正常操作的参考温度T_{出，参考，日}以及表示蒸汽压缩系统在夜间正常操作的参考温度T_{出，参考，夜}。因此，可以选择反映占主导的操作环境的参考温度，从而允许在给定情况下以最优的方式操作蒸汽压缩系统。

附图说明

现在将参考附图进一步详细地描述本发明，在附图中：

图1是在正常操作期间被控制的蒸汽压缩系统的一部分的图解视图，

图2是根据本发明的实施例的在应急模式下被控制的蒸汽压缩系统的一部分的图解视图，

图3是流程图，展示了根据本发明的实施例的方法，并且

图4和图5是根据本发明的替代实施例的被控制的蒸汽压缩系统的一部分的图解视图。

具体实施方式

图1是在正常操作期间被控制的蒸汽压缩系统1的一部分的图解视图。蒸汽压缩系统1包括蒸发器2，该蒸发器连同一个或多个压缩机(未示出)以及一个或多个冷凝器(未示出)被安排在制冷剂回路中。膨胀阀3也被安排在该制冷剂回路中，以用于控制到蒸发器2的制冷剂供应。

蒸汽压缩系统1进一步包括许多温度传感器。第一温度传感器4被安排在该制冷剂回路中蒸发器2的出口之后。因此，第一温度传感器4测量温度信号S₂，该温度信号表示离开蒸发器2的制冷剂的温度。

第二温度传感器5被安排在流动穿过蒸发器2的次级空气流中，在空气到达蒸发器2之前的某一位置处。因此，第二温度传感器5测量温度信号S₃，该温度信号表示朝向蒸发器2流动的空气的温度。

第三温度传感器6被安排在流动穿过蒸发器2的次级空气流中，在空气已经通过蒸发器2之后的某一位置处。因此，第三温度传感器6测量温度信号S₄，该温度信号表示远离蒸发器2流动的空气的温度。

由第二温度传感器5所测得的温度信号S₃和由第三温度传感器6所测得的温度信号S₄被供应给传感器选择单元7。传感器选择单元7在控制膨胀阀3时选择是否施加温度信号S₃和S₄中的一个，或者施加这两个温度信号S₃和S₄的加权值。该选择可以例如基于传感器5和6的可用性、或者基于安装者的选择。基于该选择，生成温度信号T_空气，并且T_空气表示与由选择单元7所执行的选择相对应的空气温度。温度信号T_空气被供应给控制单元8，该控制单元被安排用于控制膨胀阀3的开度。

参考空气温度T_{空气，参考}也被供应给控制单元8。参考空气温度T_{空气，参考}表示流动穿过蒸发器2的该空气中所期望的参考温度或目标温度。

控制单元8将温度信号T_空气与参考空气温度T_{空气，参考}进行比较，并且基于这个比较计算膨胀阀3的开度。选择膨胀阀3的开度，其方式为使得该开度确保到蒸发器2的制冷剂供应，这引起空气温度T_空气接近参考空气温度T_{空气，参考}。因此，在正常操作期间，控制单元8基于所选择的空气温度T_空气(即使用第二温度传感器5和/或第三温度传感器6)并且为了达到参考温度T_{空气，参考}而控制膨胀阀3的开度。因此，蒸汽压缩系统1的正常操作依赖于来自第二温度传感器5和/或第三温度传感器6的可靠的温度测量信号。

由第一温度传感器4所测得的温度信号S₂被供应给控制单元8。由此，当由控制单元8计算膨胀阀3的开度时，也可以将离开蒸发器2的制冷剂的温度考虑在内。

当控制单元8已经如上文所描述地那样计算出膨胀阀3的开度时，控制单元8可以向所计算的开度施加扰动信号。在图1中，该扰动信号被示出为中继类的扰动信号。在这种情况下，所产生的信号被供应给膨胀阀3，并且膨胀阀3的开度被控制成与该扰动信号叠加的所计算的开度。

在基于所计算的开度和叠加的扰动信号来控制膨胀阀3的开度的情况下，由第一温度传感器4所测得的温度信号S₂也被供应给分析单元9。分析单元9例如关于温度信号S₂的变化速率来分析温度信号S₂。该分析的结果被供应给安全逻辑单元10。安全逻辑单元10监测该分析的结果，例如，温度信号S₂的变化速率。在该分析揭示蒸发器的干燥区域接近最小长度的情况下，安全逻辑单元10向控制单元8发送信号，以请求减小膨胀阀3的开度。控制单元8响应于这个信号而减小膨胀阀3的开度。例如，在温度信号S₂的变化速率的绝对值达到最大值时，安全逻辑单元10可以得出蒸发器2的干燥区域接近最小长度的结论。

图2是根据本发明的实施例的在应急模式下被控制的蒸汽压缩系统1的一部分的图解视图。图2的蒸汽压缩系统1非常类似于图1的蒸汽压缩系统1，并且因此，在此将不对其进行详细描述。

然而，在图2的蒸汽压缩系统1中，第二温度传感器5和/或第三温度传感器6不可用或不可靠。因此，从传感器选择单元7到控制单元8的信号被阻塞，并且因而控制单元8未接收到空气温度测量结果。因此，控制单元8不能够以上文描述的方式并且基于空气温度T_空气那样来计算膨胀阀3的开度。

为了允许蒸汽压缩系统1继续进行操作而不管不可用或不可靠的(多个)温度传感器5、6，基于由第一温度传感器4执行的对离开蒸发器2的制冷剂的温度T_出的之前测量而计算参考温度T_出，参考。之前所获得的温度T_出值在预定义的前一时间间隔(例如，在检测出(多个)温度传感器5、6不可用或/不可靠的时间点之前的四个小时)期间被获得。所计算的参考温度T_出，参考可以例如是由第一温度传感4在预定义的前一时间间隔期间所获得的温度值T_出的平均值。

所计算的参考温度T_出，参考被供应给控制单元8。此外，离开蒸发器2的制冷剂的温度T_出仍借助于第一温度传感器4测量，并且该温度信号T_出被供应给控制单元8。控制单元8将温度信号T_出与所计算的参考温度T_出，参考进行比较，并且基于这个比较来计算膨胀阀3的开度。选择膨胀阀3的开度，其方式为使得开度确保到蒸发器2的制冷剂供应，这引起离开蒸发器2的制冷剂的温度T_出接近参考温度T_出，参考。

在抽吸压力由压缩机机组控制器所控制的集中式制冷系统中，可以假定抽吸压力(即，在使蒸发器2的出口与压缩机机组的入口互连的抽吸管线中占主导的压力)至少在较短时间量度内基本上恒定。在蒸汽压缩系统1的稳定状态操作期间，过热度SH被保持为基本上恒定。过热度SH被定义为：

SH＝T_出-T_e，

其中，T_e是离开蒸发器2的制冷剂的气泡温度或露点。因此，过热度SH表示离开蒸发器2的制冷剂的实际温度T_出与离开蒸发器2的制冷剂的露点T_e之间的差异。期望以将过热度SH保持为较小的正值的方式来控制蒸汽压缩系统1，因为这从而确保：沿蒸发器2的相当大部分，包含在蒸发器2中的制冷剂是气态制冷剂和液态制冷剂的混合物。这确保尽最大可能地利用蒸发器2的潜在制冷能力，而没有液态制冷剂通过蒸发器2并进入抽吸管线的风险。

离开蒸发器2的制冷剂的露点T_e取决于离开蒸发器2的制冷剂的压力。由于如上文所描述的当抽吸压力可以由压缩机机组控制器所控制时此压力可以被假定为基本上恒定，所以T_e也可以被假定为基本上恒定。此外，由于在蒸汽压缩系统1的稳定状态操作期间过热度SH被保持为基本上恒定，可以得出T_出也基本上恒定的结论。因此，将离开蒸发器的制冷剂的温度T_出维持在与在预定义的时间间隔期间T_出的平均水平相对应的水平上将确保离开蒸发器2的制冷剂的过热度SH被保持在合适的水平上。当第二温度传感器5和/或第三温度传感器6不可用或不可靠时，因此合适的是基于离开蒸发器2的制冷剂的温度T_出并且以达到所计算的参考温度T_出，参考的方式来控制膨胀阀3的开度、以及因此到蒸发器2的制冷剂供应。

因此，根据图2中所展示的本发明实施例，当第二温度传感器5和/或第三温度传感器6不可用或不可靠时，基于由第一温度传感器4所执行的温度测量来控制到蒸发器2的制冷剂供应。与现有技术的应急模式控制相比，这是一个优势，因为其允许以优化蒸汽压缩系统的效率的方式——包括在最大可能程度上利用蒸发器2的潜在制冷能力——来控制到蒸发器2的制冷剂供应。此外，其允许系统例如在将新产品放置在蒸汽压缩系统的展示柜中的情况下对制冷负荷的变化做出反应。

蒸汽压缩系统1可以如上文所描述地那样——即基于离开蒸发器2的制冷剂的温度T_出——进行操作，直到不可用或不可靠的(多个)温度传感器5、6已经被替换或修理。

图3是流程图，展示了根据本发明的实施例的方法。图3中所展示的方法可以例如被用于控制图1或图2的蒸汽压缩系统1。该过程开始于步骤11。在步骤12处，测量流动穿过蒸发器的空气的温度T_空气以及离开蒸发器的制冷剂的温度T_出。

在步骤13处，调查用于测量流动穿过蒸发器的空气的温度T_空气的温度传感器是否发生故障。如果情况并非如此，即温度传感器可用并且正可靠地操作，过程前进至步骤14。

在步骤14处，将所测得空气温度T_空气与参考空气温度T_{空气，参考}相比较。进一步确保蒸发器被填充而没有满溢。这可以例如包括监测离开蒸发器的制冷剂的过热度值，或者调查离开蒸发器的制冷剂的温度信号的行为。在步骤15处，基于在步骤14中执行的比较来计算膨胀阀的开度。执行对开度的计算，其方式为使得将膨胀阀的开度设定为所计算的开度将引起空气温度T_空气接近参考空气温度T_{空气，参考}。对开度的计算可以进一步基于对所计算的过热度值与参考过热度值进行比较。在步骤16处，将膨胀阀的开度设定为所计算的开度，然后过程返回至步骤12，以继续测量空气温度T_空气和离开蒸发器的制冷剂的温度T_出。

因此，如果步骤13揭示空气温度传感器未发生故障，并且因此空气温度T_空气的可靠测量结果是可用的，则基于所测得空气温度T_空气并且为了获得流动穿过蒸发器的空气的温度T_空气(其等于参考空气温度T_{空气，参考})而控制膨胀阀的开度、以及因此到蒸发器的制冷剂供应。

另一方面，如果步骤13揭示空气温度传感器发生故障，则不可能以上文所描述的方式来控制膨胀阀的开度，因为在这种情况下空气温度T_空气的可靠测量结果是不可用的。因此，必须应用另一种控制策略，从而允许蒸汽压缩系统继续进行操作直到发生故障的传感器已经被替换或修理。

为此，在步骤17处计算参考温度T_出，参考。参考温度T_出，参考是基于之前在预定义的前一时间间隔(诸如，紧接在用于测量空气温度T_空气的温度传感器的发生故障之前的2至4小时间隔)期间所获得的温度T_出值而计算出的。参考温度T_出，参考可以例如被计算为在预定义的时间间隔期间T_出的测量值的平均值。在任何情况下，参考温度T_出，参考都是基于在蒸汽压缩系统的正常操作期间——即，当基于所测得空气温度T_空气以如上文所描述的方式来控制膨胀阀的开度时——执行的测量而被计算。因此，所计算的参考温度T_出，参考表示在蒸汽压缩系统的正常操作期间离开蒸发器的制冷剂的温度T_出的典型水平。

在步骤18处，将离开蒸发器的制冷剂的所测得温度T_出与所计算的参考温度T_出，_参者进行比较，并且在步骤19处，基于步骤18中所执行的比较来计算膨胀阀的开度。与参考步骤15所描述的情况类似，执行步骤19中所执行的对开度的计算，其方式为使得将膨胀阀的开度设定为所计算的开度将导致离开蒸发器的制冷剂的温度T_出接近参考温度T_出，参考。在步骤20处，将膨胀阀的开度设定为所计算的开度。

因此，如果步骤13揭示空气温度传感器实际上发生故障，并且因此空气温度T_空气的可靠测量结果是不可用的，则基于离开蒸发器的制冷剂的所测得温度T_出并且为了获得离开蒸发器的制冷剂的温度T_出(其等于所计算的参考温度T_出，参考)而控制膨胀阀的开度、以及因此到蒸发器的制冷剂供应。

然后，过程前进至步骤21，在此步骤中，调查空气温度传感器是否仍然发生故障，以及空气温度T_空气的可靠测量结果是否因而仍然不可用。如果情况如此，则必须基于离开蒸发器的制冷剂的温度T_出的测量值来控制膨胀阀的开度、以及因此到蒸发器的制冷剂供应。因此，过程前进至步骤22，在此步骤中，测量离开蒸发器的制冷剂的温度T_出。过程然后返回至步骤18，在此步骤中，将温度T_出的新测量值与所计算的参考温度T_出，参考进行比较。

在步骤21揭示空气温度传感器不再发生故障的情况下，空气温度T_空气的可靠测量结果再一次可用，并且因此可以再一次根据正常操作策略来控制膨胀阀的开度。因此，在这种情况下，过程返回至步骤12以继续针对空气温度T_空气和离开蒸发器的制冷剂的温度T_出进行测量。

图4是根据本发明的替代实施例的被控制的蒸汽压缩系统1的一部分的图解视图。图4的蒸汽压缩系统1非常类似于图1和图2的蒸汽压缩系统1，并且因此，在此将不对其进行详细描述。

在图4的蒸汽压缩系统1中，基于空气温度并且基于离开蒸发器2的制冷剂的过热度来控制膨胀阀3的开度。通过借助于第一温度传感器4来测量离开蒸发器2的制冷剂的温度、并且借助于第四温度传感器23来测量进入蒸发器2的制冷剂的温度而获得离开蒸发器2的制冷剂的过热度。

在第四温度传感器23发生故障(即，变得不可用并且/或者不可靠)的情况下，不再可能对膨胀阀3的开度进行过热度控制。因此，过热度控制被与上文参考图2所描述的应急控制策略完全同样的应急控制策略所替代。

图5是根据本发明的另一替代实施例的被控制的蒸汽压缩系统1的一部分的图解视图。图5的蒸汽压缩系统1非常类似于图1、图2和图4的蒸汽压缩系统1，并且因此，在此将不对其进行详细描述。

在图5的蒸汽压缩系统1中，与上文参考图4所描述的实施例类似的，也基于空气温度并且基于离开蒸发器2的制冷剂的过热度来控制膨胀阀3的开度。然而，在图5的蒸汽压缩系统1中，通过借助于第一温度传感器4来测量离开蒸发器2的制冷剂的温度、并且借助于压力传感器24来测量离开蒸发器2的制冷剂的压力而获得制冷剂的过热度。

在压力传感器24发生故障(即，变得不可用并且/或者不可靠)的情况下，不再可能对膨胀阀3的开度进行过热度控制。因此，过热度控制被与上文参考图2所描述的应急控制策略完全同样的应急控制策略所替代。

Claims

1.一种用于控制到蒸汽压缩系统(1)的蒸发器(2)的制冷剂供应的方法，该蒸汽压缩系统(1)包括被布置在制冷剂回路中的至少一个蒸发器(2)、至少一个压缩机、至少一个冷凝器和至少一个膨胀阀(3)，该方法包括以下步骤：

-获得离开该蒸发器(2)的制冷剂的温度T_出，

-获得与该蒸汽压缩系统相关的控制参数的值，

-基于所获得的控制参数并且为了达到该控制参数的参考值而控制该膨胀阀(3)的开度，

-检测出用于获得该控制参数的至少一个传感器(5，6)发生故障，

-随后基于该所获得的温度T_出并且为了达到离开该蒸发器(2)的该制冷剂的所计算的参考温度T_出，参考而控制该膨胀阀(3)的该开度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，对控制参数的值进行控制的步骤包括获得流动穿过该蒸发器(2)的空气的温度T_空气；控制开度的步骤包括基于所获得的空气温度T_空气并且为了达到流动穿过该蒸发器(2)的该空气的参考空气温度T_{空气，参考}而控制该膨胀阀(3)的该开度；并且检测出至少一个传感器(5，6)发生故障的步骤包括检测出用于获得该空气温度T_空气的至少一个传感器(5，6)发生故障。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，计算参考温度T_出，参考的步骤包括计算在该预定义的前一时间间隔期间所获得的离开该蒸发器(2)的制冷剂的该温度T_出的值的平均值。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，随后控制该膨胀阀(3)的该开度的步骤包括以下步骤：

-提供扰动信号，并且将该膨胀阀(3)的该开度设定成与该扰动信号叠加的被控开度，

-监测离开该蒸发器(2)的制冷剂的该温度T_出，

-分析表示所监测温度T_出的信号，以及

-在所述分析揭示T_出＞T_出，参考的情况下增大该膨胀阀(3)的该开度。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，基于该所获得的温度T_出并且为了达到离开该蒸发器(2)的该制冷剂的该所计算的参考温度T_出，参考而控制该膨胀阀(3)的该开度的步骤继续，直到发生故障的所述至少一个传感器(5，6)已经被替换或修理。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，计算参考温度T_出，参考的步骤包括：基于在日间所获得的T_出的值计算第一参考温度T_{出，参考，日}；以及基于在夜间所获得的T_出的值计算第二参考温度T_{出，参考，夜}。