CN109113974A - 用于可变流量系统的压缩机循环控制 - Google Patents

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Abstract

用于防止在低负载下运行的一级可变流量系统中的压缩机的过度重启的系统和方法，其中系统实施例包括热交换器上游和下游的温度传感器，使用热交换器下游的传感器来确定何时停止压缩机以及使用热交换器上游的传感器以确定何时启动压缩机。方法可以包括重新启动压缩机操作之间的延迟时间段，或者使用压缩机以低水平运行的软加载时间段来降低启动和停止的频率。

Description

用于可变流量系统的压缩机循环控制
技术领域
本发明涉及控制可变流量加热和冷却系统中的冷却器和/或加热器的循环的控制系统和方法，可变流量加热和冷却系统例如为可变主流量系统、分离系统和初级/二级/三级系统。
背景技术
与恒定流量系统相比，可变流量(VF)系统通过加热或冷却系统循环流体，改变了流过冷却盘管的流量，在恒定流量系统中，整个设计流量以加热或冷却所需的量流过盘管来引导通过冷却盘管循环，而设计流量的其余部分通过旁路绕过盘管。在低负荷下，使冷却或加热的流体循环通过系统的泵减少流量，减少了泵所需的功率并使更少的流体(例如水)循环通过系统。
在冷却系统中，例如当冷却器中的压缩机具有大于冷却系统所需的冷却负载的最小阈值负载时，流体温度可以通过将流体从冷却器输送到用于冷却系统的热交换器的回路下降，因为冷却器中的压缩机从系统中除去的热量比热交换器中增加的更多。过度的冷却会导致问题，特别是流体的冻结。加热或冷却系统中的流体冻结可能会对系统造成灾难性影响，并且需要进行重大维修或更换。
恒流系统中的控制器使用来自冷却器热交换器的参与流体温度和来自有效设定点的差值来确定何时使压缩机循环开启或关闭。当这些控制系统和控制方法应用于VF系统时，由于VF系统的热力学性质，特别是在低负载下VF系统中的低流量，可以在低负载下使压缩机的循环快速开启和关闭，这允许流体快速加热或冷却，并因此在温差之间快速移动以启动或停止压缩机。这种重复的快速通断循环导致能量无效和系统磨损过度，例如压缩机磨损。
发明内容
可变流量(VF)系统和用于可变流量系统的压缩机控制器，可减少低负荷冷却过程中的过度启动和停止操作。启动和停止压缩机可以基于VF系统的至少一个运行参数。在一个实施例中，可以在压缩机启动操作之间引入延迟时段。在一个实施例中，软加载时段通过限定压缩机在特定容量下运行的时间段来控制重新启动操作。在一个实施例中，用作运行参数以确定是否已经满足停止阈值的一个或多个温度测量值，并且用作运行参数以确定何时已经满足启动阈值的一个或多个温度测量值分别取自系统内的不同位置。
可变流量HVACR系统实施例包括泵、包括热交换器和压缩机的冷却器、测量一个或多个运行参数的一个或多个传感器(例如第一温度传感器，其相对于流体流位于热交换器的上游，第二温度传感器，其相对于所述流体流位于所述热交换器下游，第三温度传感器，其相对于流体流位于所述冷却盘管的下游以及所述旁路区段的上游，和/或第四温度传感器，其相对于流体流位于冷却盘管的上游但于旁路段的下游)、旁路段、一个或多个冷却盘管以及控制器，所述控制器基于诸如温度读数和其他启动条件的运行参数(延迟时间和/或定义的软加载时段)确定何时启动和停止压缩机。在一个实施例中，可以基于在预选时间段内压缩机的重新启动操作的次数来确定所选延迟时间段和/或软加载时间段。在一个实施例中，温度传感器位于冷却器内或VF系统内。
控制冷却器中的压缩机的启动和停止的方法实施例包括测量一个或多个运行参数(例如通过第一温度传感器的第一温度)，将第一温度与启动阈值温度进行比较，基于启动条件和/或压缩机先前停止时的温度确定压缩机启动过程，根据确定的压缩机启动过程操作压缩机。在一个实施例中，一个或多个运行参数还包括第二温度传感器处的第二温度，将第二温度与停止阈值进行比较，并且当第二温度小于停止阈值时停止压缩机。在一个实施例中，启动条件可以包括重新启动操作之间的延迟时间段。在一个实施例中，启动条件可以包括软加载时段，该软加载时段限定重启之后的时段，在该时段期间内以限定的容量或受控的负载率操作压缩机。
用于一级可变流量系统中的压缩机的控制系统实施例包括具有存储起始和停止阈值温度的存储器的控制器和处理器，所述处理器基于阈值、来自测量一个或多个运行参数(例如温度传感器，以及诸如一个或多个延迟时段和/或一个或多个软加载时段之类的启动条件)的一个或多个传感器的读数确定是否启动或停止压缩机。在一个实施例中，测量用于确定启动阈值的满足的运行参数的传感器可以是位于冷却器的热交换器上游或加热或冷却盘管下游的温度传感器。在一个实施例中，测量用于确定停止阈值的满足的运行参数的传感器可以是位于热交换器下游的温度传感器。在一个实施例中，存储器存储管理压缩机启动和停止的启动条件，例如设置重新启动操作之间的最小时间的延迟时间段或限制压缩机重启后运行的容量或加载速率的软加载时间段。
附图说明
图1是HVACR系统的实施例的示意图。
图2是一次可变流量(VPF)系统的实施例的示意图。
图3是一次/二次(P/S)系统的实施例的示意图。
图4是控制VF系统中的压缩机的方法实施例的流程图。
图5是控制系统实施例的系统图。
具体实施方式
具有可变流量(VF)的加热和冷却系统基于系统负载调整流量。在低负载下，这导致低流速。存在控制逻辑以防止冷却器压缩机违反某些关键温度，例如防止水在冷却系统中冻结。在VF系统的低系统负载下，减少的流体流动和停止和启动压缩机的控制逻辑的组合可导致压缩机的快速循环，导致过度磨损和能量低效。通过采用测量离开热交换器的水温，并设置压缩机的启动条件来增强控制逻辑，设置启动条件例如是基于连续的压缩机循环事件或者压缩机循环关闭和稍后开启之间的最小延迟时间确定的压缩机启动时的软负载。
图1和2显示了HVACR系统实施例的示意图。实施例之间共同的部件用相同的附图标记标识。图1示出了一次可变流量(VPF)HVACR系统。图2示出了一次/二次(P/S)HVACR系统。在图1和2所示的两个系统中，冷却器10包含第一流体回路，其包括压缩机12、冷凝器2、膨胀装置4和蒸发器6以及热交换器14，其中第一流体回路的蒸发器6从第二流体回路中吸热。第一流体回路可为制冷剂回路。第一流体回路通常可应用于控制空间(通常称为空气调节空间)的环境条件(例如，温度、湿度、空气质量等)的各种系统中，例如在一实施例中控制离开冷却器10的水温。这种系统的示例包括但不限于HVACR系统，例如水冷却器。第二流体回路可将冷却的过程流体(例如水)输送到包括冷却盘管16的终端单元。冷却盘管16用在终端单元处来冷却空气，在过程流体返回到冷却器10之前加热过程流体。可通过盘管阀19控制进入每个冷却盘管16的流动。流出冷却盘管16和旁路18的流动可以通过泵22在系统中循环。在图2所示的实施例中，第二泵15可以位于旁路18与回路分离的位置与盘管阀19和冷却盘管16之间。
流体连接压缩机12、冷凝器2、膨胀装置4和蒸发器6以形成第一流体回路。在一个实施例中，第一流体回路可以被配置为能够在冷却模式下运行的冷却系统(例如，诸如水冷却器的HVACR系统)。在一个实施例中，第一流体回路可以被配置成可以既在冷却模式又在加热/除霜模式下运行的热泵系统。
第一流体回路可以根据通常已知的原理进行操作。第一流体回路可配置成加热或冷却液态过程流体(例如，传热流体或介质，例如但不限于水、乙二醇等)，在这种情况下，第一流体回路可以代表液体冷却器系统。可替换地，第一流体回路可配置成加热或冷却气态过程流体(例如，传热介质或流体，例如但不限于空气等)，在这种情况下，第一流体回路可以通常代表空调或热泵。
在运行中，压缩机12将工作流体(例如，诸如制冷剂等的传热流体)从相对较低压力的气体压缩成相对较高压力的气体。相对较高压力的气体也处于相对较高的温度,其从压缩机12排出并流经冷凝器2。在一个实施例中，冷凝器2可以包括流体连接的冷凝器部分和过冷器部分。工作流体流过冷凝器2并将热量排出至流体(例如空气等)，从而冷却工作流体。现在处于液体形式的冷却的工作流体流到膨胀装置4。在冷凝器2包括过冷器部分的实施例中，液体工作流体可在流到膨胀装置4之前流过过冷器部分。在过冷器部分，工作流体可以进一步过冷。膨胀装置4降低工作流体的压力。结果，一部分工作流体被转换成气态。现在处于液态和气态混合状态的工作流体流向蒸发器6。工作流体流过蒸发器6并从过程流体(例如，水，乙二醇，空气等)吸收热量，过程流体加热工作流体，并将其转化为气态并在第二流体回路中冷却过程流体。然后气态工作流体返回到压缩机12。当制冷剂回路运行，例如处于制冷模式时(例如，在启动压缩机12时)，上述过程继续。
图3是作为图1所示的HVACR系统实施例的示例的一级可变流量(VPF)加热和冷却系统的实施例。在该系统中，包括压缩机12和热交换器14的冷却器10从流经冷却回路的过程流体去除热量，冷却回路包括一个或多个冷却盘管16和旁路段18，旁路段18具有旁路阀20。冷却回路可以由流体路径限定，该流体路径离开热交换器14、流经旁路段18或冷却盘管16并返回到热交换器14。可变流率泵22驱动过程流体流过热交换器14和冷却回路。传感器可以测量VPF系统的运行参数，例如第一温度传感器24、第二温度传感器26、第三温度传感器30和/或第四温度传感器32可以沿着冷却回路定位。压缩机可以具有控制单元28以响应于系统条件启动和停止压缩机并适应系统负载的变化。
例如，压缩机12可以是如图2所示的离心式压缩机、螺杆式压缩机或涡旋式压缩机，其在冷却器10中使用以冷却提供给热交换器14的流体。冷却器10可以具有特定负载，该特定负载由通过冷却器10的过程流体(诸如水)的流量和进入温度与过程流体在冷却器10运行中冷却到的设定值温度间的差限定。设定值温度可以是静态常数或动态值。动态值可能会在运行过程中发生变化，例如通过根据当前条件进行计算。在一个实施例中，动态值可以基于系统负载、进入水温、室外空气温度或其他运行条件中的一个或多个来确定。随着压缩机12冷却从热交换器14的过程流体中吸收热量的工作流体，冷却器10的压缩机12和热交换器14控制由冷却器10提供的冷却。压缩机12具有设计的最大负载。当保持压缩机12运行时，压缩机12还具有必须保持的最小负载。在一些实施例中，最小负载可以取决于自压缩机12上次启动以来的时间，其中最小负载在压缩机12启动之后或之后的一段时间内较高。压缩机12可以在最小负载和最大负载之间的容量下运行。必须保持的最小负载可以表示为压缩机的最大设计负荷的百分比，例如压缩机12的最大负荷的10％或25％。压缩机12在任何时间的特定值的利用率也可以由这样的百分比来限定。在一个实施例中，在启动时，压缩机12可能需要高于其最小负载运行一段时间；所需负载和维持该负载的时间基于给定实施例中使用的特定冷却器10设计并且从给定实施例中使用的特定冷却器10设计已知。
控制单元28是至少控制压缩机12的停止和启动的控制器。控制单元28可以与测量冷却器10的运行参数的一个或多个传感器交互，运行参数例如是压缩机运行时间、冷却器10内的温度以及VF系统运行参数(诸如VF系统内的不同位置处的温度)。在一个实施例中，测量运行参数的传感器可以是温度传感器24、26、30和32。控制单元28可以包括存储器，其存储与温度设定值有关的信息以确定压缩机12的停止和启动。控制单元28可以另外基于运行参数来控制压缩机12的特定利用率，该运行参数包括例如来自传感器24、26、30和/或32的温度、维持期望的运行温度所需的负载和/或压缩机运行限制(如设计限制)。在一个实施例中，控制单元28可以设置压缩机12的启动条件(例如软负载)，其间，压缩机12在选定的容量或限制的负载率运行预定时间来启动，选定的容量通常是容量的低水平，例如压缩机在启动时可以运行的最小容量。选定的容量或降低的负载率可以是静态常数或动态值。动态值可能会在运行过程中发生变化，例如通过根据当前条件进行计算。在一个实施例中，动态值可以基于来自传感器24、26、30和/或32的温度读数、在那些温度读数中观察到的变化率和/或压缩机12在预定的时间段开启和关闭的循环次数确定。在一个实施例中，由压缩机控制确定的启动条件可以是延迟时间段，其中，基于在压缩机12处执行的先前停止或启动操作的持续时间来防止压缩机12重新启动。延迟时间段可以是静态常数或随着连续启动操作递增的动态值。例如，延迟时间段可以基于选定时间段内的重新启动次数来选择。例如，延迟时间段可以随着每次重新启动而增加并且延迟时间段值随时间减小，然后在重新启动操作时使用延迟时间段值设置延迟时间段直到可以对压缩机12执行另一次重新启动操作。
冷却器10还包括热交换器14，该热交换器14使用由压缩机12冷却的工作流体(例如制冷剂)以用于从冷却回路中的过程流体移除热量。例如，过程流体可以是水。例如，热交换器14可以是壳管式热交换器。
冷却回路包括旁路段18，通过旁路段的流动可以由旁通阀20控制。在一个实施例中，旁路段18从靠近热交换器14的出口的冷却回路分支出来，并加入接近泵22的冷却回路的其余部分。在该实施例中，旁路段18相对于冷却回路与冷却盘管16平行，并相对于通过冷却回路的流体流动方向在冷却盘管16的上游分支。在该实施例中，旁路段重新加入冷却回路，相对于流体流动的方向位于冷却盘管16的下游。在这些实施例中，旁路段18可以与冷却器10一起位于冷却器设备中。在一个实施例中，旁路段18和旁通阀20可位于冷却回路内的其他位置，其中至少一些冷却盘管16及其相关阀从相对于经过冷却环路的液体流方向的旁路段18上游分支，且从相对于流流体方向的旁路段18下游并入冷却回路。这增加了来自旁路段18的流体以及在冷却盘管16中加热流体的体积，其在流体到到达泵22和热交换器14的入口之前已经混合。
冷却盘管16是沿冷却回路定位的一个或多个热交换器，其将热量从该位置传递到流经冷却回路的流体，例如以冷却分布在建筑物内不同位置的空气。例如冷却盘管16可以位于建筑物HVACR系统中的终端单元中。冷却盘管16可具有阀19，阀19控制通过该特定冷却盘管的流体流动。在有多个冷却回路的地方，它们可以在冷却回路中相互平行。当流体流过冷却盘管16时，其被加热，使冷却盘管处于比其进入更高的温度。当冷却盘管16向冷却回路中的过程流体传递的热量少于由冷却器10从过程流体中去除的热量时，过程流体的温度下降到低于设计参数，这可能导致诸如冷冻的问题，这可能灾难性地损坏冷却系统。在VF系统中，流经冷却回路的流动在这些低负载条件下可能会受到限制。VF系统在低负载下的低流量可能增加冷却器10和冷却盘管16中的流体的温度变化幅度。
在一个实施例中，泵22相对于冷却回路中的流体流动的方向位于所有冷却盘管16和旁路段18的下游以及热交换器14的上游。在一个实施例中，泵22可以相对于系统中流体流动的方向位于热交换器14的下游和旁路18和冷却盘管16的上游。在一个实施例中，泵22是可变输出泵，其驱动流体流过热交换器和冷却回路。在低冷却系统负载下，泵22比在较高冷却系统负载时驱动更低的流量。
系统的运行参数可以由一个或多个传感器监测。在图3所示的实施例中，运行参数是由温度传感器24、26、30和/或32测量的温度。温度传感器24、26、30和/或32可以放置在沿着冷却回路的位置处，例如热交换器14的入口和出口处以及从冷却盘管16供应和返回处。温度传感器24、26、30和/或32可以连接到控制单元28和可选地连接到用于VF系统的其他控制和监测装置。测量一个或多个运行参数的附加传感器可以附加地包括在泵22的入口或出口处，或者沿旁路段18接入冷却回路之后置的冷却回路。至少一个温度传感器的位置可以基于旁路段18接入冷却回路的其余部分的位置，使得温度传感器位于来自旁路段18的过程流体和来自冷却回路的过程流体已混合的点。
图4是用于控制一级可变流量加热和冷却系统的方法实施例的流程图。在系统操作50期间，例如通过温度传感器测量运行参数。运行参数用于确定何时达到停止阈值52，在哪个值关闭压缩机54。当压缩机关闭时，监测至少一个运行参数56，并且运行参数改变，因为压缩机不运行时热量引入冷却盘管16的系统。在步骤58中，将在步骤56中监测的运行参数与启动阈值进行比较。如果满足启动阈值，则可以确定延迟时段是否阻止重新启动压缩机60，或者压缩机是否可以重新启动。附加地或可选地，可以为重新启动操作62确定软负载时段。在步骤64中根据延迟时段和/或软负载重新启动压缩机。
在步骤50中测量运行参数。运行参数可以是例如在变流冷却器系统内的一个或多个点处采取的温度测量。在图3所示实施例的压缩机运行期间，运行参数可以是例如在热交换器14的出口处由温度传感器26测量的温度、在热交换器14的入口处由温度传感器24测量的温度、在冷却回路内由温度传感器30测量的温度、和/或由温度传感器32在冷却回路内测量的温度。在图3的实施例中，温度传感器可位于热交换器14的出口处、热交换器14的入口处、泵22的入口或出口处，旁路18之后但先于冷却盘管16的冷却回路或冷却盘管16之后但先于旁路18重新接入冷却回路的冷却回路，或者沿着维护冷却盘管16和旁路段18重新彼此接入的冷却回路。温度传感器将该温度数据报告给控制单元28中的处理器或存储器。
在步骤52中将运行参数与停止阈值进行比较。该比较可以是连续的或者在离散采样时间发生。运行参数是在步骤50中记录的参数，例如温度测量值。在图3所示的实施例中，用于与停止阈值比较的温度测量可以是例如来自位于热交换器14的出口处的第二温度传感器26的温度测量值。停止阈值可以是停止设定值温度，其可以例如基于冷却器的设计输出温度减去差分-停止值，例如3-5华氏度。如果停止设定值温度与测量温度之间的比较显示测量温度低于停止设定值温度，则可以在步骤54中关闭压缩机12或以其他方式停用压缩机12，从而阻止压缩机12进一步从系统除热。
在步骤54中关闭压缩机12之后，在步骤56中监测系统运行参数。运行参数可以是例如冷却回路内的温度。例如，当关闭压缩机时，所监视的运行参数可以是在热交换器14的入口处由温度传感器24测量的温度或者在旁路18之前冷却盘管16后由温度传感器30测量的温度。在一个实施例中，在步骤56中监测的运行参数可以是与在步骤50中测量的运行参数不同的运行参数。在一个实施例中，在步骤50中测量的运行参数可以是与在步骤56中监测的运行参数相同的运行参数。在一个实施例中，当压缩机关闭时，在步骤56中监测到的运行参数可能不同于在步骤50中压缩机运行期间测量的运行参数。例如，步骤50中的运行参数可以是来自冷却回路中第一位置的第一温度，而步骤56中的运行参数可以是来自冷却回路中第二位置的第二温度。
在步骤58中，在步骤56中监测的运行参数与启动阈值进行比较。例如，在步骤56中监测的温度可以与步骤58中的启动阈值温度进行比较。该比较可以是连续的或者在离散采样时间发生。与启动阈值相比较的运行参数可以是例如由位于热交换器14的入口处温度传感器24记录的温度、或者来自泵22的入口或出口的温度读数、或者位于泵22上游的冷却回路和各冷却盘管16的管道彼此联接的下游的旁路段18。将温度读数与启动阈值温度进行比较，该启动阈值温度可以基于例如差分启动值加上流体进入冷却器10的典型运行温度或离开冷却器的设计温度加上差分-启动冷却器10的值。在一实施例中，差分-启动值可以是静态常数或动态值。动态值可能会在操作过程中发生变化，例如通过根据当前条件进行计算。在一个实施例中，差分启动值可以基于冷却器10的设计Δ-t。在一个实施例中，差分启动值可以基于泵22和旁路18上游但所有冷却盘管16下游的冷却回路中的温度，例如由温度传感器30测量。在一个实施例中，差分启动值可以基于压缩机12的最小容量。例如，在冷却器较低的负载下具有较小的Δ-t额定值情况下，差分启动可能为3到5华氏度，而在较低的负载情况下Δ-t额定值较高的冷却器可能具有差分-启动值为7到10华氏度。如果来自步骤56的测量温度超过启动阈值温度，则在一个实施例中可以重新启动压缩机。在一个实施例中，然后可以执行步骤60以确定压缩机是否可以重新启动。
当温度比较满足重新启动压缩机12的要求时，可确定压缩机的启动条件。在步骤60中，可以确定延迟时段是应该防止压缩机12的重新启动，还是需要在特定时间重新启动压缩机12。这可以基于，例如参考何时发生最后的重新启动定时器、将当前时间与先前重新启动的时间进行比较、将当前时间与压缩机12的最近停止时间进行比较、将当前时间与存储在识别压缩机何时可以被重新启动的存储器中的时间进行比较，或者基于给予其他确定不存在与当前影响压缩机是否可以重新启动的重新启动压缩机相关联的锁定时段而决定。延迟时间段可以是例如每个压缩机停止和启动操作之间的静态常数、或者压缩机启动操作和下一个随后的压缩机启动观察之间的静态常数或动态值。动态值可能会在操作过程中发生变化，例如通过根据当前条件进行计算。在一个实施例中，可以基于最近的重新启动的次数来选择动态值，例如选定第一常数用于给定时间段内(例如在5分钟或10分钟或约5分钟或10分钟)的第一重启选，然后选择第二、较长的常数用于较长的延迟，较长延迟时间例如较长的时间段内第二次重新启动后10或15分钟或约10或15分钟，并且在给定时间段内对于每次后续重新启动延续升高的延迟时间。在一个实施例中，延迟周期可以是包括恒定值的值，并且随后具有随着每次重新启动操作而增加的增加值，并且延迟周期在重新启动操作之间随时间向恒定值衰减。在一个实施例中，延迟时间段可以是基于系统操作的设计条件，以及在压缩机停机时将设计条件与系统内的一个或多个测量温度进行比较确定的动态值。在一个实施例中，延迟时间段可以具有最大值，例如最大延迟时间段为30分钟或约30分钟。在一个实施例中，步骤60可以被跳过。
如果基于运行参数可以重新启动压缩机，则可以通过在步骤62中设置软加载来确定启动条件。在一个实施例中，在步骤62中设置软加载可以被跳过。软加载周期可以是恒定值或动态值。动态值可能会在操作过程中发生变化，例如通过根据当前条件进行计算。在软加载时段是动态值的情况下，软加载时段可以基于在预定时间段内发生的重启次数来确定。在一个实施例中，软加载时间段可以是基于系统操作的设计条件，以及在压缩机停机时将设计条件与系统内的一个或多个测量温度进行比较确定的动态值。软加载可以是例如在重启之后的时段内控制压缩机运行的软加载时段。在一个实施例中，在软负载时段期间，可以设置压缩机为以特定容量运行，典型地在启动时允许的压缩机运行范围的较低部分的容量运行，例如最大容量的10％至30％。在一个实施例中，在软负载时段期间，压缩机可以从容量从最小值上升到预定值，例如从最大容量的10％到30％。可以确定启动时的这种软加载的时间段，例如，基于与给定时间段期间的重启次数相关联的常数来设置软加载的时间段，例如，为给定的时间段内，例如在10-15分钟或大约10-15分钟的第一次重启选择的第一常数，然后在给定时间段内第二次重新启动之后的并在给定时间段内继续升高的软加载选择15或20分钟或约15或20分钟的第二次较大的常数。在一个实施例中，软加载时段可以仅增加到最大值，例如在30分钟或约30分钟。在步骤64中，压缩机重新启动。在一个实施例中，压缩机可以根据在重新启动之后在步骤62中确定的软加载时段来运行。
图5是控制系统实施例的系统图，其指导诸如图1和2所示的可变流量加热和冷却系统中的运行。在控制系统中，第一温度传感器24测量进入包括压缩机12的冷却器10的热交换器14的过程流体的温度。第二温度传感器26位于热交换器14的出口附近，测量离开热交换器的过程流体的温度。在一个实施例中，第一温度传感器24可以位于冷却器10的入口处、位于泵22的入口或出口处、或者沿着旁路段18和服务于每个冷却盘管的管道彼此连接的下游位置处的冷却回路。
第一温度传感器24和第二温度传感器26连接到控制单元28。控制单元28包括处理器80、存储器82以及至压缩机12的连接件，通过连接件控制单元28可至少控制压缩机12的停止和启动。在一个实施例中，控制单元28可以引导压缩机运行，例如设定压缩机12运行的容量。在一个实施例中，压缩机控制装置也可以连接到泵22并且指示由泵22提供的流量。在一个实施例中，控制单元28可以连接到除了启动-停止之外的附加压缩机控制，例如，通过旁通阀20的旁路流量、压缩机负载和/或泵22的流量。
当压缩机运行时，处理器80使用运行参数(例如来自温度传感器24或26的数据)和来自存储器82的数据来确定条件是否需要压缩机停止。处理器可以例如通过接收例如来自位于冷却器10的出口处的第一温度传感器的温度读数，并且将该接收到的温度值与停止设定值温度进行比较来完成这一点。停止设定点温度可以基于例如冷却器的设计输出温度减去差分停止值，例如3-10华氏度。停止设定点温度可以预先确定并且直接存储在存储器82中，或者根据设计输出温度和差分停止值的存储值计算。在一个实施例中，停止设定值可以基于系统限制来计算，所述系统限制例如所使用的流体的性质，例如至少部分地基于在冷却回路中使用的流体是水的冷冻温度的冷却温度的停止设定点温度。
当压缩机12停止时，处理器80使用来自温度传感器24或26的数据和来自存储器82的数据来确定运行参数是否要求重新启动压缩机12。如果压缩机12重新启动，则可以使用处理器80来确定诸如软加载和/或延迟时段之类的启动条件。处理器80基于取自位于例如泵22的入口处或热交换器14的入口处的第一温度传感器24的温度测量值来确定是否需要重启压缩机12，并且将该温度值与开始设定点的温度进行比较。起始设定点温度可以基于，例如差分启动值(differential-to-start)加上进入冷却器10的流体的典型工作温度或离开冷却器的设计温度加上冷却器的设计Δt值来确定。可以基于冷却系统的特性来选择差分启动值，冷却系统的性质例如启动操作期间所需的压缩机负载、低负载下的流量以及低负载运行中的冷却器行为。例如，在冷却器在较低负载从系统移除较少热量的情况下，差分启动可以是3到5华氏度，而在较低负载下从系统去除更多热量的冷却器可以具有差分-启动值为7至10华氏度。在一个实施例中，可以基于可变流量系统的运行特性动态计算启动设定值，运行特性诸如温度下拉速率，其可以基于来自温度传感器24、26、30和/或32的温度数据和/或一段时间内压缩机停止和启动操作的次数。
处理器80可增加诸如压缩机重启之间的延迟时间段之类的值，或者调整用于重新启动操作的软加载，例如在压缩机的重新启动操作期间或在压缩机重新启动完成时增加该值；这些改变可以被传送并存储在存储器82中以在后续操作期间取回。在一个实施例中，重新启动操作的发生和时间可以被记录并且被存储在存储器82中达至少限定的时间段，在该时间段内跟踪和计数重新启动操作，诸如小时、白天或直到冷确器10的运行寿命。
方面：
应该理解，方面1-9中的任一一个可以与方面10-17或18-20中的任一组合，并且方面10-17中的任一一个可以与方面18-20组合。
方面1.一种可变流量系统，包括：
泵，
冷却器，所述冷却器包括压缩机和热交换器，
至少一个传感器，所述至少一个传感器测量一级可变流量系统的一个或多个运行参数，
一个或多个冷却盘管，以及
处理器，所述处理器连接到所述至少一个传感器和压缩机，所述处理器：
基于至少一个运行参数确定是否满足停止阈值；
当满足停止阈值时命令压缩机停止；
基于至少一个运行参数确定是否满足启动阈值；
确定压缩机的启动条件；
根据启动条件和启动阈值的满足来操作压缩机。
方面2.根据方面1所述的可变流量系统，其中所述运行参数包括以下中的至少一个：
来自相对于流过热交换器的流体位于热交换器上游的温度传感器的温度测量；
来自相对于流经热交换器的流体位于热交换器下游的温度传感器的温度测量；
来自相对于流经可变流量系统的流体位于旁路下游和一个或多个冷却盘管的上游的温度传感器的温度测量；和
来自相对于流经可变流量系统的流体位于旁路管道上游一个或多个冷却盘管下游的温度传感器的温度测量。
方面3.根据1-2中任一方面所述的可变流量系统，其中，所述处理器设置延迟时段，所述延迟时段在压缩机启动之后阻止压缩机启动一段时间。
方面4.根据方面3所述的可变流量系统，其中，所述延迟时段是基于预定时间段内的压缩机启动次数的动态值。
方面5.根据方面1-4中任一方面所述的可变流量系统，其中，所述压缩机的启动条件包括软加载时段。
方面6.根据方面5所述的可变流量系统，其中，软加载时段和/或加载率基于在所选时间段内压缩机的启动操作的次数来确定。
方面7.根据方面5-6中任一方面所述的可变流量系统，其中，软加载时段和/或加载率基于可变流量系统设计条件和温度测量来确定。
方面8.根据方面1-7中任一方面所述的可变流量系统，其中，所述压缩机的启动条件是加载的软加载率。
方面9.根据方面8所述的可变流量系统，其中，加载的软加载率基于在所选时间段内压缩机的启动操作的次数来确定。
方面10.根据方面8-9中任一方面所述的可变流量系统，其中，软加载时段和/或加载率基于可变流量系统设计条件和温度测量来确定。
方面11.一种用于控制变流量系统中的压缩机的方法，包括：
测量所述可变流量系统的一个或多个运行参数；
将所述至少一个运行参数与启动阈值进行比较；
基于启动条件确定压缩机启动过程；
根据确定的压缩机启动过程操作压缩机。
方面12.根据方面11所述的方法，其中，所述运行参数包括由温度传感器测量的第一温度，所述温度传感器相对于可变流量系统中的流体流动的方向位于连接到所述压缩机的热交换器的上游。
方面13.根据方面11-12中的任一方面的方法，还包括：
将所述运行参数的至少一个与停止阈值进行比较；和
基于所述运行参数的至少一个与所述停止阈值的比较来停止所述压缩机。
方面14.根据方面13所述的方法，其中，所述运行参数包括由温度传感器测量的温度，所述温度传感器相对于可变流量系统中的流体流动的方向位于连接到所述压缩机的热交换器的下游。
方面15.根据方面10-14中任一方面的方法，其中，所述启动条件是所述压缩机的启动操作之间的延迟时段，并且所述确定的起动过程段是启动所述压缩机的时间。
方面16.根据方面10-15中任一方面的方法，其中，启动条件是压缩机的软加载时段，并且所确定的启动过程是压缩机容量和以压缩机容量运行的时间段。
方面17.根据方面10-16中的任一方面的方法，还包括基于预定时间段内的压缩机启动操作的数量来确定启动条件。
方面18.根据方面10-17中任一方面所述的控制系统，还包括基于可变流量系统设计条件和温度测量值来确定启动条件。
方面19.一种用于压缩机的控制系统，包括：
至少一个传感器，所述至少一个传感器测量一个或多个运行参数，
存储器，所述存储器存储起始阈值温度和停止阈值温度；
处理器，所述处理器连接到所述至少一个传感器和压缩机，所述处理器：
基于至少一个运行参数确定是否满足停止阈值；
当满足停止阈值时命令压缩机停止；
基于至少一个运行参数确定是否满足启动阈值；
确定压缩机的启动条件；和
根据启动条件和启动阈值的满足来操作压缩机。
方面20.根据方面19所述的控制系统，其中所述运行参数包括以下至少一个：
来自相对于流过热交换器的流体位于热交换器下游的温度传感器的温度测量；
来自相对于流经热交换器的流体位于热交换器下游的温度传感器的温度测量；
来自相对于流经可变流量系统的流体位于旁路下游和一个或多个冷却盘管的上游的温度传感器的温度测量；和
来自相对于流经可变流量系统的流体位于旁路管道上游一个或多个冷却盘管下游的温度传感器的温度测量。
本申请中公开的示例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而不是由前面的描述来指示；并且在权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化都旨在被包含在其中。

Claims (20)

1.一种可变流量系统，其特征在于，包括：
泵，
冷却器，所述冷却器包括压缩机和热交换器，
至少一个传感器，所述至少一个传感器测量所述可变流量系统的一个或多个运行参数，
一个或多个冷却盘管，以及
处理器，所述处理器连接到所述至少一个传感器和压缩机，所述处理器：
基于一个或多个运行参数的至少一个确定是否满足停止阈值；
当满足停止阈值时命令压缩机停止；
基于一个或多个运行参数的至少一个确定是否满足启动阈值；
确定压缩机的启动条件；
根据启动条件和启动阈值的满足来操作压缩机。
2.根据权利要求1所述的可变流量系统，其特征在于，所述一个或多个运行参数包括以下至少一个：
相对于流过热交换器的流体位于热交换器上游的温度传感器的温度测量；
相对于流过热交换器的流体位于热交换器下游的温度传感器的温度测量；
相对于流经可变流量系统的流体位于旁路下游和一个或多个冷却盘管的上游的温度传感器的温度测量；以及
相对于流经可变流量系统的流体位于旁路管道上游一个或多个冷却盘管下游的温度传感器。
3.根据权利要求1所述的可变流量系统，其特征在于，所述处理器设置延迟时段，所述延迟时段在压缩机启动之后阻止压缩机启动一段时间。
4.根据权利要求3所述的可变流量系统，其特征在于，所述延迟时段是基于预定时间段内的压缩机启动次数的动态值。
5.根据权利要求4所述的可变流量系统，其特征在于，所述压缩机的启动条件包括软加载时段。
6.根据权利要求4所述的可变流量系统，其特征在于，所述的软加载时段基于在所选时间段内压缩机的启动操作的次数来确定。
7.根据权利要求5所述的可变流量系统，其特征在于，所述的软加载时段基于可变流量系统设计条件和温度测量来确定。
8.根据权利要求1所述的可变流量系统，其特征在于，所述压缩机的启动条件是加载的软加载率。
9.根据权利要求8所述的可变流量系统，其特征在于，所述加载的软加载率基于在所选时间段内压缩机的启动操作的次数来确定。
10.根据权利要求8所述的可变流量系统，其特征在于，所述的加载的软加载率基于可变流量系统设计条件和温度测量来确定。
11.一种用于控制可变流量系统中的压缩机的方法，其特征在于，包括：测量所述可变流量系统的一个或多个运行参数；
将所述一个或多个运行参数的至少一个与启动阈值进行比较；
基于启动条件确定压缩机启动过程；
根据确定的压缩机启动过程操作压缩机。
12.根据权利要求11述的可变流量系统，其特征在于，所述一个或多个运行参数包括由温度传感器测量的第一温度，所述温度传感器相对于可变流量系统中的流体流动的方向位于连接到所述压缩机的热交换器的上游。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：
将一个或多个运行参数的至少一个与停止阈值进行比较；和
基于所述一个或多个运行参数的至少一个与所述停止阈值的比较来停止所述压缩机。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述一个或多个运行参数包括由温度传感器测量的温度，所述温度传感器相对于可变流量系统中的流体流动的方向位于连接到所述压缩机的热交换器的下游。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述启动条件包括所述压缩机的启动操作之间的延迟时段，以及所述确定的起动过程段包括启动所述压缩机的时间。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，启动条件包括压缩机的软加载时段，并且所确定的启动过程包括压缩机容量和以压缩机容量运行压缩机的时间段。
17.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括基于预定时间段内的压缩机启动操作的数量来确定启动条件。
18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括基于可变流量系统设计条件和温度测量值来确定启动条件。
19.一种用于压缩机的控制系统，其特征在于，包括：
至少一个传感器，所述至少一个传感器测量一个或多个运行参数，
存储器，所述存储器存储起始阈值温度和停止阈值温度；
处理器，所述处理器连接到所述至少一个传感器和压缩机，所述处理器：
基于一个或多个运行参数的至少一个确定是否满足停止阈值；
当满足停止阈值时命令压缩机停止；
基于一个或多个运行参数的至少一个确定是否满足启动阈值；
确定压缩机的启动条件；和
根据启动条件和启动阈值的满足来操作压缩机。
20.根据权利要求19所述的控制系统，其特征在于，所述一个或多个运行参数包括以下至少一个：
来自相对于流过热交换器的流体位于热交换器下游的温度传感器的温度测量；
来自相对于流经热交换器的流体位于热交换器下游的温度传感器的温度测量；
来自相对于流经可变流量系统的流体位于旁路下游和一个或多个冷却盘管的上游的温度传感器的温度测量；以及
来自相对于流经可变流量系统的流体位于旁路管道上游一个或多个冷却盘管下游的温度传感器的温度测量。
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