CN112204324B - 以输入功率或马达电流控制进行的冷却器抽吸流量限制 - Google Patents
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Abstract
一种冷却器(22)包括蒸发器(46)、包括原动机(84)的压缩机(48)、检测所述蒸发器(46)中的第一压力的第一压力传感器(86)、检测冷凝器(50)中的第二压力的第二压力传感器(88)、以及控制器(100)。所述控制器(100)基于所述第一压力和所述第二压力来确定所述压缩机(48)的预测能级,所述预测能级与进入所述压缩机(48)中的液滴流相关联,所述控制器将所述预测能级与运行能级进行比较,并基于所述比较满足修改条件来修改到所述原动机(84)的输入功率和输入电流中的至少一者。
Description
背景技术
制冷剂可以在流体之间传递热量,并且可以用于各种应用,比如暖通空调(HVAC)系统、热泵或有机朗肯循环(ORC)发电。制冷剂可以在制冷剂管路系统内输送,所述冷却剂管路系统包括管道、管件、阀等。制冷剂管路系统在HVAC系统内的各种容器和设备(比如,压缩机、涡轮机、泵、蒸发器和冷凝器)之间输送制冷剂。制冷剂可以在制冷剂管路系统内经历一个或多个相变,使得液体制冷剂与蒸气制冷剂两者都可以存在于HVAC系统中。
发明内容
本披露的一个实施方式是一种冷却器。所述冷却器包括蒸发器,所述蒸发器接收第一制冷剂流,将热量传递到所述第一制冷剂流,并输出第二制冷剂流。所述冷却器包括压缩机,所述压缩机经由所述蒸发器与所述压缩机之间的管而接收所述第二制冷剂流,所述压缩机包括原动机,所述原动机基于到所述原动机的输入功率和到所述原动机的输入电流中的至少一者来对所述第二制冷剂流做功。所述冷却器包括第一压力传感器,所述第一压力传感器检测所述蒸发器中的制冷剂的第一压力。所述冷却器包括第二压力传感器,所述第二压力传感器检测所述冷却器的冷凝器中的制冷剂的第二压力。所述冷却器包括控制器,所述控制器基于所述第一压力和所述第二压力来确定所述压缩机的运行的预测能级,所述预测能级与所述压缩机接收的所述第二制冷剂流中的液滴流相关联,所述控制器将所述预测能级与所述压缩机的运行能级进行比较,并基于所述比较满足修改条件来修改到所述原动机的输入功率和输入电流中的至少一者。
本披露的另一实施方式是一种冷却器抽吸流量限制方法。所述方法包括由控制器从与蒸发器联接的蒸发器压力传感器接收第一压力。所述方法包括由所述控制器从与冷凝器联接的冷凝器压力传感器接收第二压力。所述方法包括由所述控制器基于所述第一压力和所述第二压力来确定压缩机的运行的预测能级,所述预测能级与从所述蒸发器到所述冷凝器的液滴流相关联。所述方法包括由所述控制器将所述预测能级与所述压缩机的运行能级进行比较。所述方法包括基于所述比较满足修改条件来修改到所述压缩机的原动机的输入功率和输入电流中的至少一者。
本披露的又一实施方式是一种冷却器控制器。所述冷却器控制器包括一个或多个处理器以及存储计算机可读指令的存储器装置,所述计算机可读指令当由所述一个或多个处理器执行时,使所述一个或多个处理器:在状态检测器处从与蒸发器联接的蒸发器压力传感器接收第一压力;在所述状态检测器处从与冷凝器联接的冷凝器压力传感器接收第二压力;由能量预测器基于所述第一压力和所述第二压力来确定压缩机的运行的预测能级,所述预测能级与从所述蒸发器到所述冷凝器的液滴流相关联;由压缩机控制器将所述预测能级与运行能级进行比较;以及由所述压缩机控制器基于所述比较满足修改条件来修改到所述压缩机的原动机的输入功率和输入电流中的至少一者。
本领域的技术人员将认识到,所述发明内容仅是说明性的而不旨在以任何方式进行限制。本文中所描述的如仅由权利要求定义的装置和/或过程的其他方面、发明性特征以及优点将在本文中陈述并且结合附图进行的详细说明中变得清楚。
附图说明
图1是根据示例性实施例的由暖通空调(HVAC)系统提供服务的建筑物的透视图。
图2是更详细地展示了根据示例性实施例的图1的HVAC系统的一部分的框图,示出了被配置用于使制冷剂在蒸发器与冷凝器之间循环的制冷回路。
图3是根据示例性实施例的图2的制冷回路的控制器的框图。
图4是根据示例性实施例的以输入功率或马达电流控制进行冷却器抽吸流量限制的方法的流程图。
具体实施方式
本披露总体上涉及制冷系统领域。更具体地,本披露涉及以输入功率或马达电流控制进行的冷却器抽吸流量限制。制冷系统可以包括冷却器,所述冷却器可以包括蒸发器、冷凝器、压缩机和连接这些和各种其他部件的管。蒸发器使制冷剂蒸发,以提供流过管的过程流体(比如,水)的净冷却。可能期望蒸发器由制冷剂产生干燥的饱和蒸气,并且期望压缩机因此基于由压缩机产生的吸力来接收干燥的饱和蒸气。然而,在一些情形下,由蒸发器输出的制冷剂包括液滴,所述液滴基于来自压缩机的吸力与高速蒸气流一起被吸上来。此外,大小、重量、功率和成本方面的考虑可能使得期望减小蒸发器的大小,以达到制冷系统的设计容量的最小需求。然而,因为由于冷却器运行条件,压缩机上的提升压力或压差降低,所以压缩机可能提供较高容量和抽吸流速,这可以增大蒸发器中的气体速度,并使液滴携载到压缩机中。这些影响可能降低冷却器的效率,并且可能损坏压缩机的机械部件。
本解决方案可以通过以输入功率或马达电流控制实施冷却器抽吸流量限制来解决这些考虑,以便有效地管理压缩机运行来减少或消除从蒸发器到压缩机的液滴流。例如,根据本解决方案的系统和方法可以预测与蒸发器的设计速度限制(可以预期在所述设计速度限制下发生到压缩机的液滴流)相对应的功率或电流水平,并且使用控制器来限制功率或电流进一步增大以防止到压缩机的液滴流(例如,液体流携载)。在一些实施例中,一种冷却器包括蒸发器,所述蒸发器接收第一制冷剂流,将热量传递到所述第一制冷剂流,并输出第二制冷剂流。所述冷却器包括压缩机,所述压缩机经由所述蒸发器与所述压缩机之间的管而接收所述第二制冷剂流,所述压缩机包括原动机,所述原动机基于到所述原动机的输入功率和到所述原动机的输入电流中的至少一者来对所述第二制冷剂流做功。所述冷却器包括第一压力传感器,所述第一压力传感器检测所述蒸发器中的制冷剂的第一压力。所述冷却器包括第二压力传感器,所述第二压力传感器检测所述冷却器的冷凝器中的制冷剂的第二压力。所述冷却器包括控制器,所述控制器基于所述第一压力和所述第二压力来确定所述压缩机的运行的预测能级,将所述预测能级同与所述压缩机接收的所述第二制冷剂流中的液滴流相关联的运行能级进行比较,并基于所述比较满足修改条件来修改到所述原动机的输入功率和输入电流中的至少一者。这样,如果预测能级太高(例如,大于运行能级),那么控制器可以适当地限制到原动机的功率或电流,以减少或消除液滴流进入压缩机中的风险,所述风险否则可能在超过蒸发器的设计速度限制的情况下发生。
HVAC系统
图1描绘了建筑物10的透视图。建筑物10由暖通空调系统(HVAC)系统20提供服务。HVAC系统20可以包括冷却器22、锅炉24、屋顶冷却单元26以及多个空气处理单元(AHU)36。HVAC系统20使用流体循环系统来为建筑物10提供加热和/或冷却。可以在冷却器22中冷却或在锅炉24中加热循环流体,这取决于是需要冷却还是加热。锅炉24可以通过燃烧易燃材料(例如,天然气)来向循环流体添加热量。冷却器22可以使循环流体与热交换器(例如,蒸发器)中的另一种流体(例如,制冷剂)处于热交换关系。制冷剂在蒸发过程期间从循环流体中去除热量,从而冷却循环流体。
可以经由管路32将来自冷却器22或锅炉24的循环流体输送到AHU 36。AHU 36可以使循环流体与通过AHU 36的气流处于热交换关系。例如,气流可以经过风扇盘管单元或其他空调终端单元中循环流体所流过的管路。AHU 36可以在气流与循环流体之间传递热量,从而为气流提供加热或冷却。加热或冷却的空气可以经由包括送风道38的空气分配系统递送到建筑物10,并且可以经由空气回流管道40回流到AHU 36。HVAC系统20可以包括在建筑物10的每一个楼层上的独立AHU 36。在其他实施例中,单个AHU(例如,屋顶AHU)可以为多个楼层或区域送风。来自AHU 36的循环流体可以经由管路34回流到冷却器22或锅炉24。
冷却器22中的制冷剂可以在从循环流体吸收热量后蒸发。可以将蒸气制冷剂提供给冷却器22内的压缩机,在所述压缩机中,制冷剂的温度和压力升高(例如,使用旋转叶轮、螺杆式压缩机、涡旋式压缩机、往复式压缩机、离心式压缩机等)。可以将经压缩的制冷剂排放到冷却器22内的冷凝器中。在一些实施例中,水(或另一种流体)流过冷却器22的冷凝器中的管以从制冷剂蒸气吸收热量,从而使制冷剂冷凝。流过冷凝器中的管的水可以经由管路28从冷却器22泵送到冷却单元26。冷却单元26可以使用风扇驱动的冷却或风扇驱动的蒸发来从水中去除热量。来自冷却单元26中的冷却水可以经由管路30递送回冷却器22,并且循环重复。
图2描绘展示了根据示例性实施例的HVAC系统20的一部分的框图。冷却器22可以包括制冷回路42和控制器100。制冷回路42可以包括蒸发器46、压缩机48、冷凝器50和膨胀阀52。压缩机48可以被配置用于使制冷剂循环穿过制冷回路42。压缩机48可以由控制器100运行。压缩机48可以将制冷剂压缩至高压、高温状态并且将经压缩的制冷剂排放到将压缩机48的出口与冷凝器50的入口连接的压缩机排放管线54中。例如,压缩机48可以是或可以包括螺杆式压缩机、半密闭螺杆式压缩机,或者压缩机48是密闭或开放螺杆式压缩机。压缩机48还可以是或可以包括涡旋式压缩机、往复式压缩机、离心式压缩机或另一种类型的压缩机。
冷凝器50可以从压缩机排放管线54接收经压缩的制冷剂。冷凝器50还可以从冷却回路56接收单独的热交换流体(例如,水、水-乙二醇混合物、另一种制冷剂等)。冷凝器50可以被配置用于将热量从经压缩的制冷剂传送到热交换流体,从而使得经压缩的制冷剂从气态制冷剂冷凝成液体或混合流体状态。冷却回路56可以包括被配置用于将从制冷剂吸收的热量用于加热应用的热回收回路。冷却回路56可以包括用于使热交换流体在冷凝器50与冷却单元26之间循环的泵58。冷却单元26可以包括冷却盘管60,所述冷却盘管被配置用于促进热交换流体与流过冷却单元26的另一种流体(例如,空气)之间的热传递。冷却单元26可以包括冷却塔。热交换流体可以在冷却单元26中排出热量并经由管路30回流至冷凝器50。
制冷回路42可以包括将冷凝器50的出口连接至膨胀装置52的入口的管线62。膨胀装置52可以使制冷回路42中的制冷剂膨胀至低温且低压状态。膨胀装置52可以是固定位置的装置或可变位置的装置(例如,阀)。膨胀装置52可以是手动或自动致动的(例如,通过经由阀致动器的控制器100),以调整穿过其中的制冷剂的膨胀。膨胀装置52可以将膨胀的制冷剂输出到将膨胀装置52的出口连接至蒸发器46的入口的管线64中。
蒸发器46可以从管线64接收膨胀的制冷剂。蒸发器46还可以从冷却流体回路66接收单独的冷却流体(例如,水、水-乙二醇混合物、另一种制冷剂等)。蒸发器46可以被配置用于将热量从冷却流体传递到制冷回路42中的膨胀的制冷剂,从而使冷却流体冷却并使制冷剂蒸发。冷却流体回路66可以包括使冷却流体在蒸发器46与AHU 36之间循环的泵68。AHU36可以包括冷却盘管70,所述冷却盘管被配置用于促进冷却流体与流过AHU 36的另一种流体(例如,空气)之间的热传递。冷却流体可以在AHU 36中吸收热量并经由管路34回流至蒸发器46。蒸发器46可以将加热的制冷剂输出到将蒸发器46的出口连接至压缩机48的入口的压缩机抽吸管线72。
冷却流体回路66可以包括沿着管路32定位的冷却流体温度传感器74。冷却流体温度传感器74可以被配置用于检测在蒸发器46与AHU 36之间的管路32内流动的冷却流体的温度Tcf(例如,离开冷却液体温度等)。制冷回路42可以包括沿着压缩机抽吸管线72定位的抽吸温度传感器76。抽吸温度传感器76可以被配置用于检测在蒸发器46与压缩机48之间的压缩机抽吸管线72内流动的制冷剂的温度Tsuc(即,进入压缩机48的制冷剂的温度)。制冷回路42可以包括沿着压缩机抽吸管线72定位的抽吸压力传感器78。抽吸压力传感器78可以被配置用于检测在蒸发器46与压缩机48之间的压缩机抽吸管线72内流动的制冷剂的压力Psuc(即,进入压缩机48的制冷剂的压力)。制冷回路42可以包括沿着压缩机排放管线54定位的排放温度传感器80。排放温度传感器80可以被配置用于检测在压缩机48与冷凝器50之间的压缩机排放管线54内流动的制冷剂的温度Tdis(即,离开压缩机48的制冷剂的温度)。制冷回路42可以包括沿着压缩机排放管线54定位的排放压力传感器82。排放压力传感器82可以被配置用于检测在压缩机48与冷凝器50之间的压缩机排放管线54内流动的制冷剂的压力Pdis(即,离开压缩机48的制冷剂的压力)。
制冷回路42可以包括检测在蒸发器46内流动的制冷剂的压力Pevap的蒸发器压力传感器86以及检测在冷凝器50内流动的制冷剂的压力Pcond的冷凝器压力传感器88。传感器86、88可以类似于传感器78、82;传感器78、82可以分别用于执行传感器86、88的与测量与蒸发器46和压缩机48相关联的压力相关的功能,如本文进一步描述。传感器86、88可以分别定位在蒸发器46和冷凝器50中或附近的不同点处,以检测相应压力Pevap和Pcond。
压缩机48包括原动机84(例如,马达)。原动机84可以是定速驱动装置或变速驱动装置。控制器100可以控制原动机84的运行,比如将控制信号传输到原动机84以控制压缩机48的转速、流速或其他运行参数。控制器100可以基于与压缩机48的运行相对应的功率或电流中的至少一者来控制原动机84的运行。取决于制冷回路42中的运行条件,制冷剂的液滴可能从蒸发器46流动到压缩机48。控制器100可以控制原动机84的运行,以减少或消除从蒸发器46到压缩机48的液滴流。
以输入功率或马达电流控制进行的冷却器抽吸流量限制
图3描绘了根据示例性实施例的包括控制器100的制冷系统150的框图。控制器100可以控制压缩机48的运行,比如基于输入功率或马达电流控制中的至少一者来控制压缩机48的运行。功率和电流(比如,输入功率、输入电流、马达功率、马达电流)可以包括到制冷系统150(例如,冷却器)的功率或电流、到制冷系统150的马达控制器的功率或电流、到压缩机48的驱动装置(例如,变速驱动装置)的功率或电流、到压缩机48的马达的功率或电流或者用于使压缩机48移动的其他功率或电流。控制器100可以使用功率和电流限制来保护压缩机48(例如,原动机84),或者限制建筑物能量使用,并且这种限制在控制方法方面可以非常稳定(例如,控制器100不需要依赖于检测到的液滴作为反馈控制环路的输入,并且因此可以在发生液滴携载之前防止液滴携载)。例如,控制器100可以控制变速驱动原动机84的运行功率,或者可以控制定速驱动原动机84的运行电流。控制器100可以确定压缩机48的运行的预测能级(可以预期从蒸发器46到压缩机48的抽吸流在所述预测能级下使液滴流动到压缩机48中),将预测能级与压缩机48的实际运行能级进行比较,并基于所述比较来确定限制压缩机48的容量,以保护压缩机48免受液滴流的影响。
控制器100可以包括通信接口102和处理电路104。通信接口102可以包括用于与各种系统、装置或网络进行数据通信的有线或无线接口(例如,插座、天线、发射器、接收器、收发器、电线端子等)。例如,通信接口102可以包括用于经由基于以太网的通信网络发送和接收数据的以太网卡和/或端口。在一些实施例中,通信接口102包括用于经由无线通信网络进行通信的无线收发器(例如,WiFi收发器、蓝牙收发器、NFC收发器、ZigBee等)。通信接口102可以被配置用于经由局域网(例如,建筑物LAN等)和/或广域网(例如,互联网、蜂窝网络、无线电通信网络等)进行通信并且可以使用各种通信协议(例如,BACnet、TCP/IP、点对点等)。
通信接口102可以促进从各种传感器接收输入。传感器可以包括例如被配置用于检测蒸发器46的出口处的冷却流体温度的冷却流体温度传感器74、被配置用于检测压缩机抽吸管线72中的制冷剂压力的抽吸压力传感器78、被配置用于检测压缩机排放管线54中的制冷剂压力的排放压力传感器82、和/或冷却器22和/或HVAC系统20的其他传感器(例如,抽吸温度传感器76、排放温度传感器80、冷却流体温度传感器74等)。通信接口102可以直接、经由局域网、和/或经由远程通信网络从传感器接收输入。通信接口102可以实现控制器100与压缩机48之间的通信。
处理电路104可以包括处理器106和存储器108。处理器106可以是通用或专用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一组处理部件或其他合适的处理部件。处理器106可以被配置用于执行存储在存储器108(例如,模糊逻辑等)中或从其他计算机可读介质(例如,CDROM、网络存储设备、远程服务器等)接收到的计算机代码或指令,以便执行本文所描述的一个或多个过程。
存储器108可以包括被配置用于存储数据、计算机代码、可执行指令、或其他形式的计算机可读信息的一个或多个数据存储装置(例如,存储器单元、存储器装置、计算机可读存储介质等)。存储器108可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘驱动器存储设备、临时存储设备、非易失性存储器、闪存、光学存储器、或用于存储软件对象和/或计算机指令的任何其他合适的存储器。存储器108可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件、或用于支持本披露中所描述的各种活动和信息结构的任何其他类型的信息结构。存储器108可以经由处理电路104可通信地连接至处理器106并且可以包括用于执行(例如,由处理器106)本文中所描述的一个或多个过程的计算机代码。
存储器108可以包括用于完成本文所描述的过程的各种模块。更具体地,存储器108包括状态检测器110、能量预测器112和压缩机控制器114。尽管在图3中示出了具有特定功能的各种模块,但控制器100和存储器108可以包括用于完成本文所描述的功能的任意数量的模块。例如,可以将多个模块的活动组合为单个模块,并且可以包括具有附加功能的附加模块。控制器100可以进一步控制超出本披露的范围的其他过程,包括但不限于基于期望或预期负载条件来控制制冷系统150的各种部件的运行。
状态检测器110可以从制冷系统150的各种传感器接收状态数据。例如,状态检测器110可以从蒸发器压力传感器86和冷凝器压力传感器88接收压力数据。状态检测器110还可以从温度传感器接收温度数据。
能量预测器112可以从状态检测器110接收状态数据,并基于接收到的状态数据来确定压缩机48的运行的预测能级。预测能级可以对应于压缩机速度、压缩机容量、水流速、水温、抽吸体积流速、压缩机性能、马达性能和起动器性能中的至少一者。
能量预测器112可以基于状态检测器110从蒸发器压力传感器86接收的第一压力以及状态检测器110从冷凝器压力传感器88接收的第二压力来确定预测能级。能量预测器112可以执行能量预测函数以计算预测能级。
能量预测函数可以包括能量预测器112可以应用到第一压力和第二压力以计算预测能级的一个或多个计算参数。可以基于制冷系统150的运行的实验和/或模拟测试来确定一个或多个计算参数。例如,可以通过以下方式来确定一个或多个计算参数:识别与蒸发器压力和冷凝器压力的各种值相关联的能级;以及基于蒸发器压力和冷凝器压力的值将曲线、函数或其他表示拟合到能级。可以通过以下方式来识别能级:在各种运行条件下运行制冷系统150(或其传动系统)。可以通过以下方式来识别能级:在部分负载条件下运行制冷系统150,这可以在使用一个或多个计算参数来预测能级时提供制冷系统行为的较准确的表示。应当了解,针对第一制冷系统150而确定的计算参数可以应用到各种其他制冷系统150。可以通过以下方式来确定具体制冷系统的一个或多个计算参数:使用比如容量、水流速和水温等输入与比如蒸发器压力、冷凝器压力、抽吸体积流速和输入电流(或输入功率)等反馈值;以及由于蒸发器压力(或饱和温度)、抽吸体积流量限制、容量和期望体积流速之间的相关性而执行迭代过程。在基于制冷系统150的传动系统来确定计算参数(例如,以将所确定的计算参数外推至具有类似传动系统的其他单元)的情况下,可以基于压缩机48的边界条件变量(例如,抽吸压力、体积流速(或无量纲流速,θ)和排放压力(或无量纲压头,ω))来确定性能参数(例如,压缩机性能、马达性能、起动器性能),以确定对应输入电流(或输入功率)。这样,如果边界条件变量(例如,体积流速或θ)的值被选择为处于适当的极限值,那么传动系统计算可以直接提供确定计算参数所需的数据。应当了解,可以使用处理电路104或远离制冷系统150(或远离传动系统)的装置的处理电路来确定计算参数,所述处理电路运行以识别蒸发器压力、冷凝器压力以及液滴流之间的关系。
能量预测器112可以基于压缩机48的运行特性来选择要执行的特定能量预测函数,所述运行特性可以由能量预测器112存储。运行特性可以指示压缩机48的原动机84是以变速运行模式还是定速运行模式运行。如果运行特性指示原动机84以变速运行模式运行,那么能量预测器112可以根据等式1来选择能量预测函数:
如果运行特性指示原动机84以定速运行模式运行,那么能量预测器112可以根据等式2来选择能量预测函数:
这样,能量预测器112可以使用计算参数以及第一压力和第二压力(例如,pevap=第一压力,pcond=第二压力)来执行适当的能量预测函数,以计算预测能级。应当了解,可以通过适当地将等式1或等式2所示的形式的曲线拟合到作为蒸发器压力和冷凝器压力的函数的能级的识别值来确定计算参数的值。迭代优化过程可以用于确定计算参数的值。等式1和等式2所示的函数可以被线性化(例如,通过取相应等式两侧的对数,比如,自然对数),以通过能够使用线性拟合方法(比如,线性最小二乘法)来降低确定计算参数的计算要求。
压缩机控制器114可以控制压缩机48的运行(例如,控制原动机84的运行)。压缩机控制器114可以将与期望输入功率或输入电流相对应的控制信号输出到压缩机48,包括适当地限制输入功率或输入电流。压缩机控制器114可以使用压缩机48的运行特性来确定是否产生控制信号来控制输入功率(例如,如果压缩机48以变速运行模式运行)或输入电流(例如,如果压缩机48以定速运行模式运行)。压缩机控制器114可以基于输入变量(比如,期望水流速、水温或代表制冷系统150的性能的其他变量)来最初计算输入功率或输入电流。压缩机控制器114可以限制最初计算的输入功率或输入电流,以减少或消除进入压缩机48中的液滴流。
压缩机控制器114将由能量预测器112确定的预测能级与运行能级进行比较。给定蒸发器压力和冷凝器压力的某些值,预测能级可以对应于可以预期发生从蒸发器46到压缩机48中的液滴流的能级。例如,预测能级可以对应于超过蒸发器46的设计速度限制的能级、或者已通过实验和/或模拟测试确定发生液滴流的能级。运行能级可以是压缩机48的当前能级;这样,压缩机控制器114可以使用比较来确定压缩机48是否在可以超过预测能级(可以预期在所述预测能级下发生从蒸发器46到压缩机48中的液滴流)的条件下运行。
压缩机控制器114可以测量实际输入电流和实际输入功率中的至少一者。例如,压缩机控制器114可以包括输入电流传感器(比如,电流互感器),以测量实际输入电流。压缩机控制器114可以包括输入功率传感器,比如,可以用于确定实际输入功率(例如,基于实际输入电流和实际输入功率)的电压传感器。压缩机控制器114可以基于实际输入电流和实际输入功率中的至少一者来确定运行能级。
压缩机控制器114基于比较满足修改条件来修改到压缩机48的输入功率或输入电流中的至少一者。例如,如果预测能级是不应超过的值,那么压缩机控制器114可以响应于运行能级超过预测能级而限制输入功率或输入电流中的至少一者(例如,如果运行能级大于预测能级,那么限制输入功率和输入电流中的至少一者)。如果预测能级被设定为触发限制的值,那么压缩机控制器114可以响应于运行能级等于预测能级而限制输入功率和输入电流中的至少一者(例如,如果预测能级等于运行能级,那么限制输入功率和输入电流中的至少一者)。压缩机控制器114可以将预测能级计算为预测输入电流和预测输入功率中的至少一者,使得压缩机控制器114可以通过比较实际输入电流与预测输入电流、以及实际输入功率与预测输入功率中的至少一项来执行比较。
如果比较不满足修改条件,比如,如果运行能级小于预测能级,那么压缩机控制器114可以确定不限制输入功率或输入电流;例如,压缩机控制器114可以继续监控第一压力和第二压力;压缩机控制器114可以确定增大输入功率和输入电流中的至少一者(如果比如水流速或水温等期望性能指示增大输入功率和输入电流中的至少一者的指令)。这样,在输入功率和/或输入电流的测得值高于预测值的情况下,压缩机控制器114可以降低压缩机48的运行容量;在输入功率和/或输入电流的测得值低于预测值的情况下,压缩机48(以及因此制冷系统150)的运行容量不受抽吸流量的限制,并且压缩机控制器114可以通过执行各种过程来控制输入功率和输入电流中的至少一者,比如,通过基于如由冷却流体温度传感器74检测的离开蒸发器46的冷却流体的Tcf(例如,通过将Tcf与Tcf的期望值进行比较)来控制输入功率和输入电流中的至少一者。压缩机控制器114可以使用以下各者、基于压缩机速度的一个或多个变化来执行压缩机48的容量控制:变速驱动装置;压缩机抽吸流量气闸或预旋转叶片流量节流;压缩机排放可变几何形状扩散器流量节流:或者容量控制滑阀(例如,如果压缩机48包括螺杆式压缩机)。
压缩机控制器114可以通过将输入功率或输入电流中的至少一者设定为先前值来限制输入功率或输入电流中的至少一者。例如,压缩机控制器114可以维护功率值和电流值的数据库。响应于确定限制输入功率或输入电流,压缩机控制器114可以从历史检索输入功率或输入电流的先前值,比如,在压缩机控制器114基于对应先前预测能级确定不修改输入功率或输入电流中的至少一者的时间点的先前值。
压缩机控制器114可以维护包括蒸发器压力、冷凝器压力、输入功率、输入电流、预测能级和各种其他运行参数以及比较指示输入功率或输入电流将被限制的指示的数据库。
压缩机控制器114可以基于比较来输出指示可能正发生液滴流的警报。例如,压缩机控制器114可以使通信接口102发送警报。所述警报可以包括比如由压缩机控制器114在数据库中维护的运行参数等信息。所述警报可以包括与满足修改条件相对应的性能变量值的指示,比如,导致与液滴流相关联的预测能级的水流速或水温。
图4描绘了根据示例性实施例的运行制冷系统(例如,冷却器)的方法400。方法400可以使用图1的HVAC系统和/或图2至图3的制冷系统150来执行。
在405,控制器从蒸发器压力传感器接收第一压力。第一压力可以代表流过蒸发器的制冷剂的压力。蒸发器可以接收第一制冷剂流,将热量传递到第一制冷剂流,并输出第二制冷剂流。
在410,控制器从冷凝器压力传感器接收第二压力。第二压力可以代表流过冷凝器的制冷剂的压力。
在415,控制器确定压缩机的运行的预测能级。压缩机可以经由蒸发器与压缩机之间的管而接收第二制冷剂流。可以使用能量预测函数来确定预测能级,所述能量预测函数使用第一压力和第二压力作为输入,并且使用预定参数来评估所述输入。压缩机可以包括原动机,所述原动机基于到原动机的输入功率和到原动机的输入电流中的至少一者来对第二制冷剂流做功。原动机可以包括变速驱动装置,控制器使用输入功率来驱动所述变速驱动装置。原动机可以包括定速驱动装置,控制器使用输入电流来驱动所述定速驱动装置。
在420,控制器将压缩机的运行的预测能级与运行能级进行比较。预测能级可以与压缩机接收的第二制冷剂流中的液滴流相关联。预测能级可以对应于蒸发器的设计速度限制。压缩机控制器可以使用实际输入电流和实际输入功率中的至少一者来确定运行能级。
在425,控制器确定比较是否满足修改条件。修改条件可以对应于运行能级大于预测能级,或者运行能级大于或等于预测能级。
在430,控制器基于比较满足修改条件来限制到原动机的输入功率和输入电流中的至少一者。控制器可以修改输入功率和输入电流中的至少一者,以将输入功率和输入电流中的至少一者限制到可以减少或消除从蒸发器到压缩机中的液滴流的值。控制器可以响应于基于比较满足修改条件来修改到原动机的输入功率和输入电流中的至少一者而输出警报。如果比较不满足修改条件,比如,如果运行能级小于预测能级,那么控制器可以继续监控从蒸发器压力传感器和冷凝器压力传感器接收的压力。如果比较不满足修改条件,比如,如果运行能级小于预测能级,那么如果冷却器的期望性能(例如,期望的水流速或水温)指示增大输入功率或输入电流的指令,则控制器可以适当地继续增大输入功率或输入电流。
对“或”的引用可以被解释为包容性的,使得使用“或”描述的任何项都可以指示单个项、一个以上项以及所有所述项中的任一种。对项的连续列表中的至少一个的引用可以被解释为包容性的“或”,以指示单个项、一个以上项以及所有所述项中的任一种。例如,对“‘A’和‘B’中的至少一者”的引用可以仅包括‘A’、仅包括‘B’以及包括‘A’和‘B’两者。结合“包括”或者其他开放性术语使用的此类引用可以包括附加项。
如各示例性实施例中所示出的系统和方法的构造和布置仅是说明性的。尽管本披露中仅详细描述了示例性实施例,但是许多修改是可能的(例如,各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等变化)。例如,元件的位置可以颠倒或以其他方式变化,并且离散元件的性质或数量或位置可以更改或变化。因此,这类修改旨在被包括在本披露的范围之中。可以根据替代实施例对任何过程或方法步骤的顺序或序列进行改变或重新排序。在不脱离本披露范围的情况下,可以在示例性实施例的设计、运行条件和布置方面作出其他替代、修改、改变、和省略。
Claims (23)
1.一种冷却器,包括:
蒸发器,所述蒸发器被配置为接收第一制冷剂流,将热量传递到所述第一制冷剂流,并输出第二制冷剂流;
压缩机,所述压缩机被配置为经由所述蒸发器与所述压缩机之间的管而接收所述第二制冷剂流,所述压缩机包括原动机,所述原动机被配置为基于到所述原动机的输入功率和到所述原动机的输入电流中的至少一者来对所述第二制冷剂流做功;
第一压力传感器,所述第一压力传感器被配置为检测所述蒸发器中的制冷剂的第一压力;
第二压力传感器,所述第二压力传感器被配置为检测所述冷却器的冷凝器中的制冷剂的第二压力;以及
控制器,所述控制器被配置为:
基于所述第一压力和所述第二压力来确定所述压缩机的运行的预测能级,其中在所述预测能级下所述压缩机的运行预期使所述第二制冷剂流中的液滴流被所述压缩机接收;
确定所述压缩机的实际运行能级;以及
基于所述预测能级与所述实际运行能级的比较来修改到所述原动机的所述输入功率或所述输入电流。
2.如权利要求1所述的冷却器,其中,所述控制器被配置为使用能量预测函数来确定所述预测能级,所述能量预测函数使用所述第一压力和所述第二压力作为输入,并且使用预定参数来评估所述输入。
3.如权利要求1所述的冷却器,其中,所述原动机包括变速驱动装置,其中所述控制器被配置为操作所述变速驱动装置。
4.如权利要求1所述的冷却器,其中,所述原动机包括定速驱动装置,其中所述控制器被配置为操作所述定速驱动装置。
5.如权利要求1所述的冷却器,包括:
所述预测能级对应于所述蒸发器的设计速度限制。
6.如权利要求1所述的冷却器,其中,所述压缩机的第一最大运行容量大于所述蒸发器的第二最大运行容量。
7.如权利要求1所述的冷却器,其中,所述控制器被配置为响应于修改所述输入功率或所述输入电流而输出警报。
8.如权利要求1所述的冷却器,其中,所述控制器被配置为基于确定所述实际运行能级达到或超过所述预测能级而修改所述输入功率或所述输入电流。
9.一种冷却器抽吸流量限制方法,包括:
经由控制器从与蒸发器联接的蒸发器压力传感器接收第一压力;
经由所述控制器从与冷凝器联接的冷凝器压力传感器接收第二压力;
经由所述控制器基于所述第一压力和所述第二压力来确定压缩机的运行的预测能级,其中在所述预测能级下所述压缩机的运行预期使液滴流从所述蒸发器到所述压缩机;
经由所述控制器确定所述压缩机的实际运行能级;以及
基于所述预测能级与所述实际运行能级的比较来修改到所述压缩机的原动机的输入功率或输入电流。
10.如权利要求9所述的方法,包括:经由所述控制器,使用能量预测函数来确定所述预测能级,所述能量预测函数使用所述第一压力和所述第二压力作为输入,并且使用预定参数来评估所述输入。
11.如权利要求9所述的方法,包括:经由所述控制器,使用所述输入功率来驱动所述原动机的变速驱动装置。
12.如权利要求9所述的方法,包括:经由所述控制器,使用所述输入电流来驱动所述原动机的定速驱动装置。
13.如权利要求9所述的方法,包括:
所述预测能级对应于所述蒸发器的设计速度限制。
14.如权利要求9所述的方法,其中,所述压缩机的第一最大运行容量大于所述蒸发器的第二最大运行容量。
15.如权利要求9所述的方法,包括:经由所述控制器,响应于修改所述输入功率或所述输入电流而输出警报。
16.一种冷却器控制器,包括:
一个或多个处理器;以及
存储器装置,所述存储器装置存储计算机可读指令,所述计算机可读指令当由所述一个或多个处理器执行时,使所述一个或多个处理器:
在状态检测器处从与蒸发器联接的蒸发器压力传感器接收第一压力;
在所述状态检测器处从与冷凝器联接的冷凝器压力传感器接收第二压力;
经由能量预测器,基于所述第一压力和所述第二压力来确定压缩机的运行的预测能级,其中在所述预测能级下所述压缩机的运行预期使液滴流从所述蒸发器到所述压缩机;
经由压缩机控制器确定所述压缩机的实际运行能级;以及
经由所述压缩机控制器,基于所述预测能级与所述实际运行能级的比较来修改到所述压缩机的原动机的功率或电流。
17.如权利要求16所述的冷却器控制器,其中,所述能量预测器被配置为使用能量预测函数来确定所述预测能级,所述能量预测函数使用所述第一压力和所述第二压力作为输入,并且使用预定参数来评估所述输入。
18.如权利要求16所述的冷却器控制器,其中,所述冷却器控制器被配置为使用所述功率来操作所述原动机的变速驱动装置或使用所述电流来操作所述原动机的定速驱动装置。
19.如权利要求16所述的冷却器控制器,包括:
所述预测能级对应于所述蒸发器的设计速度限制。
20.如权利要求16所述的冷却器控制器,其中,所述压缩机控制器被配置为响应于修改所述功率或所述电流而输出警报。
21.一种冷却器,包括权利要求1-8中的任意一个技术特征或者技术特征的任意组合。
22.一种方法,包括权利要求9-15中的任意一个技术特征或者技术特征的任意组合。
23.一种冷却器控制器,包括权利要求16-20中的任意一个技术特征或者技术特征的任意组合。
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