CN108885037B

CN108885037B - 用于控制压缩机系统的方法

Info

Publication number: CN108885037B
Application number: CN201680080003.8A
Authority: CN
Inventors: 曼纽尔·萨博亚; 克雷斯滕·凯尔·瑟伦森; 莫滕·黑尼尔
Original assignee: Bitzer Kuehlmaschinenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Bitzer Kuehlmaschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2016-01-25
Filing date: 2016-01-25
Publication date: 2021-05-18
Anticipated expiration: 2036-01-25
Also published as: EP3408597B1; EP3408597A1; US20180328640A1; CN108885037A; RU2708472C1; BR112018014946A2; US10883748B2; WO2017129224A1; BR112018014946B1

Abstract

用于控制布置在热泵回路中的压缩机系统的方法，所述压缩机系统被设计成以至少两个不同的压缩机容量级操作，所述压缩机容量级由使得能够从一个压缩机容量级切换到另一个容量级的容量调节系统调节，所述容量调节系统由限定要选择的压缩机容量级的容量选择信号控制，所述方法包括：确定容量设定值；基于容量设定值确定决策数量；基于之前产生的容量选择信号确定计算容量平均值；比较计算容量平均值与决策数量；以及如果计算容量平均值低于决策数量，则将压缩机容量级改变为下一个更高级，或者如果计算容量平均值高于决策数量，则将压缩机容量级改变为下一个更低级，或者如果计算容量平均值符合决策数量，则不改变压缩机容量级。

Description

用于控制压缩机系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制布置在热泵回路中的压缩机系统、特别是制冷剂压缩机系统的方法，所述压缩机系统被设计成以至少两个不同的压缩机容量级操作，所述压缩机容量级由使得能够从一个压缩机容量级切换到另一个容量级的容量调节系统调节，所述容量调节系统由限定要选择的压缩机容量级的容量选择信号控制。

背景技术

根据本专利申请的热泵回路是这样的回路，该回路由供应的能量驱动，并且通过使用所述供应的能量将来自热吸收换热器的热或者热能传递到热释放换热器。

这种热泵回路能够用机械能操作，例如当使用压缩机时，或者用作为能量源的热操作，例如当使用吸收过程时。

另外，这种热泵回路能够使用不同的工作介质作为制冷剂，并且使用不同的物理循环，诸如卡诺循环或任何其它的循环。

因此，热泵回路特别地包括各种制冷回路。

在用于控制制冷剂压缩机系统的控制逻辑中，已知多种方法可供使用。

然而在控制逻辑中使用的已知方法具有缺点，即它们不能够对于容量设定值的改变足够快速地作出反应。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于，提供一种用于控制这种压缩机系统的方法，其响应于要求容量的改变具有足够的反应性地操作。

通过一种用于控制如上定义的制冷剂压缩机系统的方法实现了该目的，根据本发明，该方法包括：确定容量设定值；基于所述容量设定值确定决策数量；基于之前产生的容量选择信号确定计算容量平均值；比较所述计算容量平均值与所述决策数量；以及如果计算容量平均值低于决策数量则将所述压缩机容量级改变为下一个更高级，或者如果计算容量平均值高于决策数量则将所述压缩机容量级改变为下一个更低级，或者如果计算容量平均值符合所述决策数量则不改变所述压缩机容量级。

本系统的优点必会在以下事实中看出：使用计算容量平均值与决策数量进行比较，在一方面使得能够比较未来热泵回路的反应与决策数量，从而系统类似于前馈控制地操作。

因此该方法对于反映所要求容量的容量设定值的改变具有足够的响应性。

特别地，由于使用容量设定平均值，根据本发明的方法代表当考虑热泵过程时的闭环前馈控制。

另外，压缩机系统的压缩机容量级特别地是固定压缩机容量级，例如，例如由于使用具有固定压缩机容量的压缩机或者压缩机单元的各种组合，其压缩机容量不可变而是固定的压缩机容量级。

特别地，该创新构思不象根据用于压缩机容量控制的脉冲宽度调制系统已知的那样，在限定的时间段之后在某些压缩机容量层级(step)之间提供强制性改变。

该创新构思使用用于基于容量设定值进行决策的闭环算法，无论压缩机容量级是否将被改变，从而在压缩机容量级的改变之间的时间段能够在定义最快反应的最快时间段和在热泵回路中的负载完全地适合固定压缩机容量级中的一个的情形中的、在理论上无限的时间段之间改变。

关于容量设定值的产生，到目前为止还没有概述任何具体方法。

通常，能够基于热泵回路的任何段中的压力和/或温度计算所述容量设定值。

例如，在制冷的情形中，能够基于所述热泵回路的热吸收部处的需求信号计算所述容量设定值。但是例如在加热的情形中，能够基于所述热泵回路的热释放部处的需求信号计算所述容量设定值。

如果基于在所述热泵回路的热吸收部处检测的需求信号和用于所述热泵回路的用户设定值计算所述容量设定值，则这是特别有利的。

关于所述计算容量平均值的计算，如果通过使用移动平均来计算该计算容量平均值，从而该平均值在一方面是非常接近实际容量平均值的值，但是在另一方面该值不存在快速变化，则这是特别有利的。

一种优选方法规定，通过使用指数移动平均来计算所述计算容量平均值。

一种特定类型的这种指数移动平均值是通过使用修改的移动平均来计算所述计算容量平均值。

相对于平均周期的持续时间，到目前为止还没有给出进一步的细节。

优选的是，通过使用在从10秒或更长到100秒或更短的范围中的平均周期计算计算容量平均值。

用于计算容量平均值的计算的进而更加优选的时间范围是从20秒或更长到90秒或更短。

在根据本发明的方法的一个型式中，决策数量能够是容量设定值。

至此解释的方法能够在所述压缩机容量级的任何变化率下操作，这可能在容量调节系统处引起问题。

特别地，如果该方法包括变化率限制动作，将每时间单位的压缩机容量级的变化次数限制为期望水平，则这是有利的。

这种变化率限制动作避免压缩机容量级过于频繁地改变，并且避免容量调节系统的问题，特别地由于容量调节系统的构件的磨损和/或寿命引起的问题。

根据本发明的一个型式，变化率限制动作包括基于容量设定值确定容量设定值带，并且使用所述容量设定值带作为决策数量。

关于容量设定值带，仅限定该容量设定值带是基于相应的容量设定值确定的。

如果所述容量设定值带被确定为使得相应的容量信号值处于所述容量设定值带内，则这是有利的。

如果所述容量设定值带被确定为包括在最大容量的±1％到±10％的范围中的、相对于容量设定值的偏差，则这是特别有利的。

相应地，容量设定值带限定与相应的容量设定值相邻的容量设定值的范围。

在根据本发明的方法的另一个型式中，变化率限制动作包括步骤：在压缩机容量级的最后一次改变之后，在允许压缩机容量级进一步改变之前，至少等待最小时间段期满，从而减小压缩机容量级的变化次数。

该最小时间段使得能够限制每时间单位的压缩机容量级的最大可能变化次数，并且因此限制压缩机容量调节系统对压缩机容量级容量的调节次数。

特别地，该最小时间段在从0.2秒或更长至10秒或更短的范围内，优选地在从1秒或更长至10秒或更短的范围中。

为了将这种最小时间段要求结合到之前解释的方法中，如果仅在最小时间段期满之后才进行计算容量平均值与决策数量的比较，则这是有利的。

为了进一步减少在两个压缩机容量级之间来回切换而规定，通过与最后压缩机容量级的控制信号相同的控制信号获得的、从一个当前压缩机容量级到下一个压缩机容量级的改变仅在限定的重新激活时间段之后才是可能的。

对于避免同一个阀配置被过于频繁的调节，该方案是特别有利的。

该限定的重新激活周期优选地大于最小时间段。

通常，重新激活时间段被定义为大于当前时间段的持续时间。

一种特别有利的方法规定，重新激活时间段大于作为在当前时间段之前发生的时间段的最后时间段。

一个进一步有利的方案作为变化率限制动作规定，每一个压缩机容量级与卡扣带(snap band)相关联，并且在基于压缩机设定值的设定数量位于所述卡扣带内的情形中，禁止压缩机容量级的改变。

卡扣带的设置特别地增加了在接近相应的压缩机容量级的容量设定值下的控制稳定性，并且特别地避免压缩机容量级的不必要的改变。

优选地，所述卡扣带被确定为包括在最大容量的±1％或更大至5％或更小的范围中的、相对于所述卡扣带与其相关联的所述分别的压缩机容量级的偏差。

在相应的压缩机容量级中稳定压缩机的操作特别地在以下情形中实现，其中仅当所述计算容量平均值在所述卡扣带内或者高于所述卡扣带并且所述设定数量高于所述卡扣带时，才允许压缩机容量级的改变。

另一个有利的方案规定，仅当所述计算容量平均值在卡扣带内或者低于卡扣带并且所述设定数量低于所述卡扣带时，才允许压缩机容量级的改变。

设定数量能够或者是容量设定值自身，或者是基于之前存在的容量设定值计算的容量设定平均值。

使用基于之前存在的容量设定值计算的所述容量设定平均值，使得能够避免波动，并且因此减少压缩机容量级的不必要的改变。

特别地，通过使用移动平均来计算所述容量设定平均值。

一种优选的方法规定，通过使用指数移动平均来计算容量设定平均值。

优选地，通过使用修改的移动平均来计算容量设定平均值。

特别地，通过使用在从10秒或更长到100秒或更短的范围中的平均周期计算所述容量设定平均值。

特别地，规定在不要求压缩机容量级的任何明显改变的所有情形中，维持与所述相应的卡扣带相关联的压缩机容量级。

本发明进一步涉及一种布置在热泵回路中的压缩机系统，所述压缩机系统设置有容量调节系统，该容量调节系统具有包括容量调节构件的容量调节装置且包括容量调节控制器，其特征在于，所述容量调节控制器由根据前述权利要求中的一项的方法操作的容量控制器系统产生的容量选择信号控制。

这种系统的优点与前面结合根据本发明的方法所概述的相同。

关于这种制冷剂压缩机系统，不进一步限定容量调节构件。

一个优选方案规定，所述容量调节构件控制几个压缩机或者压缩机单元的操作，从而以各种压缩机容量级运行压缩机系统。

一种进一步有利的压缩机系统规定，所述调节构件是阀，该阀特别地阻挡制冷剂向相应的压缩机或者压缩机单元的流动，或者解除阻挡，从而调节压缩机容量级。

一种进一步有利的方案规定，所述容量调节系统和所述容量控制系统作为其功能集成部分被布置在所述制冷剂压缩机系统上，从而压缩机系统使容量调节系统和容量控制系统结合有它们的所有功能以形成系统单元，并且因此如果设置有容量设定值则是完全可操作的单元。

特别地这种系统单元呈现单个单元，该单元将被出售给消费者，并且具有在功能上相互适应和调节的容量调节装置、容量调节系统和容量控制系统。

在以下详细描述中公开了本发明进一步的特征和优点。

附图说明

在图中：

图1示出了热泵回路的示意图，该热泵回路具有压缩机系统以及与所述压缩机系统相关联的容量调节系统和用于控制容量调节系统的容量控制系统；

图2示出根据本发明的容量控制系统的框图；

图3示出算法的第一实施例和在其控制循环中涉及的各个步骤；

图4示出压缩机容量级和它们的、根据供应到所述容量控制系统的压缩机设定值的调节的示意图；

图5示出根据本发明的算法的第二实施例；

图6示出根据本发明的算法的第三实施例；并且

图7示出在压缩机系统的三个压缩机容量级的情形中，根据算法的第三实施例的容量控制系统的操作的示意图。

具体实施方式

在图1所示热泵回路10中，设置有压缩机系统12，随后是热释放换热器14，热释放换热器14从所述压缩机系统12接收压缩制冷剂，并且通过释放热而冷却所述制冷剂。

所述被冷却的制冷剂然后被转移到膨胀单元16，膨胀单元16膨胀被压缩并且冷却的制冷剂，该制冷剂然后被转移到热吸收换热器18，该热吸收换热器18接收所述被膨胀的并且冷却的制冷剂，并且吸收热以加热制冷剂，该制冷剂然后被从热吸收换热器18送回压缩机系统12以进行压缩。

例如，在本实施例中，膨胀单元16由与所述热吸收换热器18相关联的传感器22控制，以控制膨胀单元16。

其它实施例提供其它膨胀系统，诸如膨胀阀，特别是电子膨胀阀，或者膨胀控制系统。

因为热泵回路10在不同的温度水平下操作，所以仅在热泵回路10的最大负载的情形中，才需要压缩机系统12的最大压缩机容量，而在所有的其它情形中，较低的压缩机容量是足够的。

为了节约用于运行压缩机系统12的能量，压缩机系统12设置有包括容量调节装置34的容量调节系统32，该容量调节装置34直接地与压缩机系统12相关联，并且具有由控制信号CS₁、CS₂、CS₃控制的容量调节构件36，例如容量调节构件36₁、36₂、36₃，该容量调节构件例如是阀，从而使得压缩机系统12能够以各种压缩机容量级CCS运行。

例如在压缩机系统12的两个压缩机容量级CCS的情形中，一个压缩机容量级CCS将具有最大压缩机容量的0％，并且另一个压缩机容量级CCS将具有其100％的容量。

在例如三个压缩机容量级CCS的情形中，一个压缩机容量级CCS将具有最大压缩机容量的0％，一个压缩机容量级CCS将具有50％，并且另一个压缩机容量级CCS将具有100％的容量。

在例如四个压缩机容量级CCS的情形中，一个压缩机容量级CCS将具有最大压缩机容量的0％，另一个压缩机容量级CCS将具有33％，另一个压缩机容量级CCS将具有66％，并且另一个压缩机容量级CCS将具有100％的容量。

压缩机系统12的这些不同的压缩机容量级CCS也能够由压缩机系统12中的几个压缩机并且用阀阻止这几个压缩机中的一个或者多个的压缩而获得。

用于获得各种压缩机容量级CCS的另一个方案将是例如使得一个压缩机具有不同的压缩单元，并且阻止所述压缩单元中的一个或者多个的压缩。

另外的方案包括组合前述两种方案。

对一个或者多个压缩机或者压缩单元的这种阻止能够通过使用单独的阀作为容量调节构件36₁到36₃实现，或者使用所述压缩单元的现有阀作为所述容量调节构件36并且与所述压缩单元的所述现有阀互相作用而实现。

由于机械设计限制，容量调节构件36在长期平均值中不应该每分钟切换超过10到100次，从而将系统寿命维持在合理的水平。

容量调节构件36由所述容量调节系统32的容量调节控制器38控制。

容量调节控制器38接收限定选择的所述压缩机系统12的压缩机容量级CCS的容量选择信号CSS，并且容量调节控制器38根据所述容量选择信号CSS用控制信号CS₁到CS₃控制容量调节构件36₁到36₃，从而使压缩机系统12以选择的压缩机容量级CCS运行。

容量选择信号CSS由容量控制系统42产生。所述容量控制系统42接收基于需求信号DS的、由系统控制器52产生的容量设定值CSV，需求信号DS例如在包括所述膨胀单元16和所述热吸收换热器18的所述热泵回路的热吸收部54处检测，并且示意将从热吸收换热器18传递到热释放换热器14的热的量。系统控制器52比较该需求信号DS与提供给系统控制器52的用户设定值USV。

根据优选的构思，压缩机系统12、容量调节系统32和容量控制系统42被组合到系统单元50，系统单元50可以制造为功能集成系统单元50，准备在热泵回路10中实施，并且为了在所述热泵回路10中操作，仅仅需要被供应容量设定值CSV。

在一个优选实施例中，集成系统单元50包括控制器52，用以计算容量设定值CSV。

如在图2中所示，容量控制器42包括：控制器单元62，其产生所述容量选择信号CSS；和平均单元64，其基于容量选择信号CSS产生计算容量平均值CCAV。

计算容量平均值CCAV通常在在20秒和100秒之间的范围中，优选地在30秒或更长和90秒或更短之间的范围中的平均周期期间计算。

计算容量平均值CCAV的计算能够以几种不同的方式执行。

它能够例如通过使用积分器求和、斜坡、滑动窗口或者加权移动平均或者FIR滤波器来完成。

一种优选方案使用指数移动平均，特别地根据以下公式的修改的移动平均的方法

AV(t)＝AV(t-1)+(input-AV(t-1))/T。

其中AV(t)是对时间t计算的平均值，“input(输入)”是当前输入值，并且T是时间常数。

容量控制系统42通过使用基于容量设定值CSV的决策数量DQ进行操作，该容量设定值CSV将与计算容量平均值CCAV相比较。

在一个简化型式中，决策数量DQ对应于容量设定值CSV。

在图3所示算法的第一实施例中，容量控制系统42另外包括使用容量设定值CSV来计算容量设定值带CSVB的带宽产生单元66，容量设定值带CSVB限定容量设定值CSV的带宽，基于由系统控制器52产生的容量设定值CSV计算得到，并且在第一实施例中表示决策数量DQ。

例如，容量设定值带CSVB具有在从压缩机系统12的最大容量的±1％或更大至10％或更小的范围中的带宽。

例如，对于最大容量的40％的容量设定值CSV，容量设定带能够具有在从39％到41％至30％到50％的范围中的带宽。

计算容量平均值CCAV被与容量设定值带CSVB一起地供应到控制单元62，以使用计算容量平均值CCAV和容量设定值带CSVB确定容量选择信号CSS。

使用容量设定值带CSVB作为决策数量DQ代表减小压缩机容量级的变化率的变化率限制动作，因为在计算容量平均值CCAV在容量设定值带CSVB内的情形中，将不发生任何改变。

控制单元62能够根据算法的不同实施例操作，从而计算容量选择信号CSS。

图3所示算法的第一实施例以计算步骤102开始控制循环，根据计算步骤102，基于容量设定值CSV计算容量设定值带CSVB，并且基于在所述计算步骤102开始之前的时间向容量调节系统32输出的容量选择信号CSS，对计算容量平均值CCAV进行计算。

第一实施例通过使用包括定时步骤104的另外的变化率限制动作进行操作。

在定时步骤104中，该算法比较在压缩机容量级CCS的最后一次改变终止之后已经经过的时间段TP与最小时间段MTP，最小时间段MTP被定义为确保至少对所述最小时间段MTP维持容量选择信号CSS。

如果在压缩机容量级CCS的最后一次改变之后经过的时间段TP小于最小时间段MTP，则该算法返回最后算法步骤106，算法步骤106维持压缩机容量级CCS，直至下一个控制循环开始。

最小时间段MTP例如在1秒或更长和10秒或更短之间的范围中。

如果在定时步骤104中，判定在压缩机容量级CCS的最后一次改变之后经过的时间段TP大于最小时间段MTP，则比较步骤112和114被激活，该步骤比较计算容量平均值CCAV与容量设定值带CSVB，并且特别是判定计算容量平均值CCAV是小于还是大于容量设定值带CSVB，还是在容量设定值带CSVB内。

如果计算容量平均值CCAV在容量设定值带CSVB内，则控制循环即刻返回最后算法步骤106，并且维持压缩机容量级CCS，直至下一个控制循环开始。

然而如果比较步骤112例如发现计算容量平均值CCAV小于容量设定值带CSVB，则控制循环激活容量升高步骤116，容量升高步骤116限定下一个压缩机容量级CCSnext对应于下一个更高压缩机容量级CCS+1。

如果比较步骤114发现计算容量平均值CCAV大于容量设定值带CSVB，则控制循环激活容量减小步骤118，容量减小步骤118限定下一个压缩机容量级CCSnext对应于下一个更低压缩机容量级CCS-1。

如果容量升高步骤116或者容量减小步骤118中的任一个已经修改了当前压缩机容量级CCS，则控制循环进入容量选择步骤122，通过限定压缩机容量级CCS必须对应于在容量升高步骤116中或者在容量减小步骤118中限定的下一个压缩机容量级CCSnext，容量选择步骤122产生新的容量选择信号CSS。

容量升高步骤116和容量减小步骤118这两者均仅仅将当前压缩机容量级CCS修改为可能的下一个更高或者下一个更低压缩机容量级CCS。

另外，容量选择步骤122将时间段TP复位为0。

然而，之前解释的并且在图3中示出的算法还能够在如前所述的简化型式中操作，其中决策数量DQ对应于容量设定值CSV而不是容量设定值带CSVB。

在图4中示出具有例如两个压缩机容量级CCS的压缩机系统12的操作，该两个压缩机容量级CCS例如是意味着最大压缩机容量的0％的容量的压缩机容量级CCS0，和意味着最大压缩机容量的100％的压缩机容量的压缩机容量级CCS1。

另外，图4中的图示出输入容量控制器系统42的容量设定值CSV，和基于由容量控制器系统42输出的容量选择信号CSS计算的计算容量平均值CCAV。

图4还示出如何基于容量设定值CSV计算容量设定值带CSVB，例如通过将容量设定值带CSVB布置成关于容量设定值CSV对称，从而容量设定值带CSVB包括容量设定值CSV加上高于和低于容量设定值CSV的另外的容量值。

图4进一步示出，只要计算容量平均值CCAV在容量设定值带CSVB内，则压缩机容量级CCS便不改变，而当计算容量平均值CCAV移动到容量设定值带CSVB以下时，压缩机容量级CCS从CCS0改变为CCS1，并且如果此后计算容量平均值CCAV移动到容量设定值带CSVB以上的值，则压缩机容量级CCS再次从CCS1改变为CCS0。

根据容量设定值CSV，维持压缩机容量级CCS0和CCS1的时间段TP是不同的。

例如在容量设定值CSV高于50％的情形中，用于压缩机容量级CCS0的时间段比用于压缩机容量级CCS1的时间段短，而在容量设定值CSV是大约20％的情形中，用于压缩机容量级CCS1的时间段比用于压缩机容量级CCS0的时间段短得多。

另外，根据本发明的算法的第一实施例包括开始步骤108，当起动热泵回路10中的压缩机系统12时，开始步骤108被激活以启动该算法。

在此情形中，开始步骤108规定计算容量平均值CCAV为0，压缩机容量级CCS为最低级，即CCS0，并且还将在压缩机容量级CCS的最后一次改变之后经过的时间段TP设定为0。利用这些起始值，该算法从计算步骤102开始。

在根据本发明的算法的第二实施例中，如在图5中所示，计算步骤102、定时步骤104、比较步骤112和114与容量升高步骤116及容量减小步骤118与第一实施例相同。

然而，根据该创新算法的第二实施例提供跟随容量升高步骤116和容量减小步骤118的重新激活限制步骤124，并且该重新激活限制步骤124在容量选择步骤122之前引入。

重新激活限制步骤124仅当下一个压缩机容量级CCSnext不同于当前压缩机容量级CCS时才起作用，并且然后比较用于下一个压缩机容量级CCSnext的控制信号CS₁到CS₃与用于在当前压缩机容量级CCS之前已经存在的最后压缩机容量级CCSlast的控制信号CS₁到CS₃。

如果重新激活限制步骤124发现用于下一个压缩机容量级CCSnext的控制信号CS₁到CS₃将与用于最后压缩机容量级CCSlast的控制信号CS₁到CS₃相同，这意味着当前压缩机容量级CCS将被切换回最后压缩机容量级CCSlast，则重新激活限制步骤124要求在压缩机容量级CCS的最后一次改变之后已经经过的时间段TP与在最后一次改变之前的改变和最后一次改变之间已经经过的时间段TPlast的和必须大于重新激活时间RT。如果在容量选择步骤122中满足该要求，则通过将当前压缩机容量级CCS修改为对应于如在容量升高步骤116或者容量减小步骤118中定义的下一个压缩机容量级CCSnext，将会发生当前压缩机容量级CCS的改变。

如果时间段TP+TPlast比重新激活时间RT更短，则压缩机容量级CCS将不发生任何改变，并且控制循环移动到最后算法步骤106。

另外，在容量选择步骤122之前存在复位步骤126，复位步骤126将最后压缩机容量级CCSlast复位成对应于当前压缩机容量级CCS，并且将最后时间段Tlast复位成对应于当前时间段T。

图6示出根据本发明的第三实施例的算法。

在该算法中，计算步骤102，定时步骤104，最后算法步骤106，比较步骤112、114，以及容量升高步骤116和容量减小步骤118，并且还有重新激活限制步骤124以及容量选择步骤122和复位步骤126，与根据第二实施例的步骤相同。

然而根据第三实施例的算法作为变化率限制动作将卡扣带SPB与每一个压缩机容量级CCS相关联，该卡扣带SPB然后在一方面与计算容量平均值CCAV和设定数量SQ相比较，该设定数量SQ能够例如与容量设定值CSV相同，或者进而更好地与如在图6中所示在特定时间段上基于过去存在的容量设定值CSV计算的容量设定平均值CSA相同。

例如，卡扣带SPB具有在从最大容量的1％或更大至5％或更小的范围中的带宽，从而卡扣带SPB还包括从卡扣带SPB与其相关联的相应的压缩机容量级CCS偏离的值。

在最大压缩机容量的例如50％的压缩机容量级的情形中，卡扣带SPB能够具有在从49％到51％或更大直至45％到55％或更小的范围中的带宽。

根据与结合计算容量平均值CCAV的计算所公开的相同的计算过程中的一个，来计算容量设定平均值CSA。

为了考虑结合现有压缩机容量级CCS中的每一个定义的卡扣带SPB的效果，在比较步骤112和容量升高步骤116之间提供卡扣带评价步骤132，并且还在比较步骤114和容量减小步骤118之间提供卡扣带评价步骤134。

在卡扣带评价步骤132中，该算法评价计算容量平均值CCAV是大于卡扣带SPB还是在卡扣带SPB内，并且还评价设定数量SQ(例如容量设定值CSV或者容量设定平均值CSA)是否大于卡扣带SPB。

如果这两个条件均满足，则下一个步骤将是容量升高步骤116。

如果这些条件不满足，则下一个步骤将是最后算法步骤106，并且该算法将再次从计算步骤102开始。

卡扣带评价步骤134评价计算容量平均值CCAV是小于卡扣带SPB还是在卡扣带SPB内，并且还评价设定数量SQ(例如容量设定值CSV或者容量设定平均值CSA)是否小于卡扣带SPB。

如果这两个条件均满足，则下一个步骤将是容量减小步骤118。

如果这些条件不满足，则下一个步骤将是最后算法步骤106，并且该算法然后将从计算步骤102重新开始。

图7通过主要关注在算法的其它实施例之外引入的卡扣带SPB的效果，展示根据第三实施例的算法的操作。

在压缩机系统12具有三个压缩机容量级CCS的情形中，例如压缩机容量级CCS0对应于压缩机容量0％，压缩机容量级CCS1对应于最大压缩机容量的50％的压缩机容量，并且压缩机容量级CCS2对应于最大压缩机容量的100％的压缩机容量。

如在图7中所示，卡扣带SPB与每一个压缩机容量级CCS相关联，特别地卡扣带SPB0与压缩机容量级CCS0相关联，卡扣带SPB1与压缩机容量级CCS1相关联，并且卡扣带SPB2与压缩机容量级CCS2相关联。

如在图7中所示，引入卡扣带评价步骤132和134具有如此效果，即在计算容量平均值CCAV和设定数量SQ接近压缩机容量级CCS0、CCS1、CCS2中的一个的情形中，如果不是值CCAV在卡扣带SPB内或在其之外并且设定数量SQ在卡扣带SPB之外，则禁止切换到下一个更低或者下一个更高压缩机容量级CCS，以减少每时间单位切换事件的次数，并且将压缩机系统12的操作稳定在现有的压缩机容量级。

Claims

1.用于控制布置在热泵回路(10)中的压缩机系统(12)的方法，所述压缩机系统(12)被设计成以至少两个不同的压缩机容量级(CCS)操作，所述压缩机容量级(CCS)由使得能够从一个压缩机容量级(CCS)切换到另一个压缩机容量级(CCS)的容量调节系统(32)调节，所述容量调节系统(32)由限定要选择的压缩机容量级(CCS)的容量选择信号(CSS)控制，所述方法包括：确定容量设定值(CSV)；基于所述容量设定值确定决策数量(DQ)；基于之前产生的容量选择信号(CSS)确定计算容量平均值(CCAV)；比较所述计算容量平均值(CCAV)与所述决策数量(DQ)；以及如果所述计算容量平均值(CCAV)低于所述决策数量(DQ)，则将所述压缩机容量级(CCS)改变为下一个更高级(CCS)，或者如果计算所述容量平均值(CCAV)高于所述决策数量(DQ)，则将所述压缩机容量级(CCS)改变为下一个更低级(CCS)，或者如果所述计算容量平均值(CCAV)符合所述决策数量(DQ)，则不改变所述压缩机容量级(CCS)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中基于在所述热泵回路(10)的热吸收部(54)处检测的需求信号(DS)并且基于用户设定值(USV)来计算所述容量设定值(CSV)。

3.根据权利要求1或者2所述的方法，其中通过使用移动平均来计算所述计算容量平均值(CCAV)。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中通过使用指数移动平均来计算所述计算容量平均值(CCAV)。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中通过使用修改的移动平均来计算所述计算容量平均值(CCAV)。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中通过使用在从10秒或更长到100秒或更短的范围中的平均周期计算所述计算容量平均值(CCAV)。

7.根据权利要求6所述的方法，其中通过使用在从20秒或更长到90秒或更短的范围中的平均周期计算所述计算容量平均值(CCAV)。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述方法包括使用所述容量设定值(CSV)作为所述决策数量(DQ)。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述方法包括变化率限制动作。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述变化率限制动作包括基于所述容量设定值(CSV)确定容量设定值带(CSVB)，以及使用所述容量设定值带(CSVB)作为所述决策数量(DQ)。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述容量设定值带(CSVB)被确定为使得相应的容量信号值(CSV)位于所述容量设定带(CSB)内。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述容量设定值带(CSVB)被确定为包括在最大容量的±1％到±10％的范围中的、相对于容量设定值(CSV)的偏差。

13.根据权利要求9所述的方法，其中所述变化率限制动作包括步骤：在所述压缩机容量级(CCS)的最后一次改变之后，在允许所述压缩机容量级(CCS)的进一步改变之前，至少等待最小时间段(MTP)期满。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述最小时间段(MTI)在从0.2秒或更长到10秒或更短的范围中。

15.根据权利要求13所述的方法，其中仅在所述最小时间段(MTP)期满之后，进行所述计算容量平均值(CCAV)与所述决策数量(DQ)的比较。

16.根据权利要求13所述的方法，其中从一个当前压缩机容量级(CCS)到下一个压缩机容量级(CCSnext)的改变仅在限定的重新激活时间段(RT)之后才是可能的，所述改变是通过与最后压缩机容量级(CCSlast)的控制信号(CS)相同的控制信号(CS)而获得。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述重新激活时间段(RT)大于所述最小时间段(MTP)。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述重新激活时间段(RT)大于当前时间段(CTP)的持续时间。

19.根据权利要求9所述的方法，其中作为变化率限制动作，每一个压缩机容量级(CCS)与卡扣带(SPB)相关联，并且其中在基于容量设定值(CSV)的设定数量(SQ)处于所述卡扣带(SPB)内的情形中，禁止压缩机容量级(CCS)的改变。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述卡扣带(SPB)被确定为包括：在最大容量的±1％或更大至5％或更小的范围中的、相对于所述卡扣带所关联的相应的压缩机容量级(CCS)的偏差。

21.根据权利要求19所述的方法，其中仅当所述计算容量平均值(CCAV)在所述卡扣带内或者高于所述卡扣带，并且所述设定数量(SQ)高于所述卡扣带(SPB)时，才允许所述压缩机容量级(CCS)的改变。

22.根据权利要求19所述的方法，其中仅当所述计算容量平均值(CCAV)在卡扣带(SPB)内或者低于卡扣带(SPB)，并且所述设定数量(SQ)低于所述卡扣带(SPB)时，才允许所述压缩机容量级(CCS)的改变。

23.根据权利要求19所述的方法，其中所述设定数量(SQ)是所述容量设定值(CSV)。

24.根据权利要求19所述的方法，其中所述设定数量(SQ)是基于之前存在的容量设定值(CSV)计算的容量设定平均值(CSA)。

25.根据权利要求24所述的方法，其中通过使用移动平均来计算所述容量设定平均值(CSA)。

26.根据权利要求24所述的方法，其中通过使用指数移动平均来计算所述容量设定平均值(CSA)。

27.根据权利要求24所述的方法，其中通过使用修改的移动平均来计算所述容量设定平均值(CSA)。

28.根据权利要求24所述的方法，其中通过使用在从10秒或更长到100秒或更短的范围中的平均周期来计算所述容量设定平均值(CSA)。

29.布置在热泵回路(10)中的压缩机系统(12)，所述压缩机系统(12)设置有容量调节系统(32)，所述容量调节系统(32)具有包括容量调节构件(36)的容量调节装置(34)，并且具有容量调节控制器(38)，其特征在于，所述容量调节控制器(38)由容量控制系统(42)产生的容量选择信号(CSS)控制，所述容量控制系统(42)根据前述权利要求中的一项所述的方法操作。

30.根据权利要求29所述的压缩机系统(12)，其中所述容量调节构件(36)控制几个压缩机或者压缩机单元的操作，从而使压缩机系统(12)以各种压缩机容量级(CCS)运行。

31.根据权利要求29或者30所述的压缩机系统，其中所述容量调节构件是阀(36)。

32.根据权利要求31所述的压缩机系统，其中所述阀(36)阻挡制冷剂向相应的压缩机或者相应的压缩机单元的流动，或者解除对制冷剂向相应的压缩机或者相应的压缩机单元的流动的阻挡。

33.根据权利要求29或30所述的压缩机系统，其中所述容量调节系统(32)和所述容量控制系统(42)在功能上集成到所述压缩机系统(12)中，从而形成当被供应容量设定值(CSV)时完全能够在所述热泵回路(10)中操作的系统单元(50)。