CN117043530A - 用于控制具有旁通阀的蒸气压缩系统的方法 - Google Patents
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Abstract
披露了一种用于控制蒸气压缩系统(1)的方法。蒸气压缩系统(1)包括被布置在制冷剂路径中的压缩机单元(2)、排热换热器(5)、接收器(7)、膨胀装置(8)以及蒸发器(9),该压缩机单元包括至少一个主压缩机(3)和至少一个接收器压缩机(4)。蒸气压缩系统(1)进一步包括旁通阀(12),该旁通阀将接收器(7)的气体出口(10)与主压缩机/多个主压缩机(3)流体互连。限定用于接收器(7)中的现行压力的第一压力设定点和用于接收器(7)中的现行压力的第二压力设定点,第二压力设定点高于第一压力设定点。在蒸气压缩系统(1)的负载需求超过接收器压缩机/多个接收器压缩机(4)的最大容量的情况下,控制旁通阀(12)的开度以便根据第一压力设定点调节接收器(7)中的现行压力,并且以便达到第一压力设定点。在接收器压缩机/多个接收器压缩机(4)正在操作且蒸气压缩系统(1)的负载需求低于接收器压缩机/多个接收器压缩机(4)的最大容量的情况下,控制旁通阀(12)的开度以便根据第二压力设定点调节接收器(7)中的现行压力,并且以便达到第二压力设定点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于控制具有接收器的蒸气压缩系统的方法,以便在接收器中维持期望的压力。在根据本发明的方法中,通过控制接收器压缩机或通过控制旁通阀的开度调节接收器中的现行压力。此外,无论蒸气压缩系统的负载需求如何,都能以有能效的方式获得对接收器中的现行压力的适当调节。
背景技术
诸如制冷系统、空调系统或热泵等蒸气压缩系统通常包括被布置在制冷剂路径中的压缩机单元、排热换热器、膨胀装置和蒸发器,压缩机单元包括一个或多个压缩机。由此,在制冷剂路径中流动的制冷剂在被供应至排热换热器之前被压缩机单元的(多个)压缩机压缩。当通过排热换热器时,制冷剂与周围环境或流经排热换热器的辅助流体之间发生热交换,其方式为使得热量从制冷剂排出。然后制冷剂通过膨胀装置,在该膨胀装置处制冷剂经受膨胀然后被供应至蒸发器。被供应至蒸发器的制冷剂呈气态制冷剂和液态制冷剂的混合物的形式。在通过蒸发器时,制冷剂的液态部分蒸发,同时制冷剂与周围环境或流经蒸发器的辅助流体流之间发生热交换,其方式为使得由制冷剂吸收热量。
在一些蒸气压缩系统中,接收器被布置在排热换热器与膨胀装置之间的制冷剂路径中。在接收器中,制冷剂被分离成气态部分和液态部分。制冷剂的液态部分经由液体出口以上述方式被供应至膨胀装置。制冷剂的气态部分可以经由气体出口被供应至压缩机单元。在这种情况下,气态制冷剂可以经由旁通阀被供应至将蒸发器的出口与压缩机单元互连的吸入管线。替代性地,气态制冷剂可以被直接供应至专用的接收器压缩机,该接收器压缩机不从蒸发器接收制冷剂。与将气态制冷剂经由旁通阀供应至吸入管线或将其供应至膨胀装置相比,将气态制冷剂供应至接收器压缩机更具能效,因为由此不会引入压降,从而将制冷剂压缩到期望的压力水平所需的能量更低。
必须将接收器中的现行压力维持在一定水平,以便确保蒸气压缩系统以适当的方式操作。可以通过适当地操作接收器压缩机和/或旁通阀的开度调节接收器中的现行压力。期望只要有可能就应用接收器压缩机,因为如上所述,这比应用旁通阀更具能效。然而,当离开接收器的气态制冷剂的流量低时,可能不足以维持接收器压缩机稳定操作,由此致使接收器压缩机反复停止和启动,从而导致接收器压缩机过度磨损。在这种情况下,更期望应用旁通阀。
此外,为了允许在蒸气压缩系统上的负载异常高的情况下通过操作接收器压缩机调节接收器中的现行压力,有时将接收器压缩机的容量确定为使得接收器压缩机的最大容量很少或甚至从不使用。这增加了制造蒸气压缩系统的成本。
此外,当借助于接收器压缩机以及借助于旁通阀控制接收器中的现行压力时,存在控制接收器压缩机与控制旁通阀可能彼此冲突的风险。
EP 2 999 932 B1(对应于WO 2014/179442 A1)披露了一种用于CO2制冷系统中压力控制的方法。控制器从接纳罐内的压力传感器接收压力测量值,并响应于压力测量值操作气体旁通阀和并联压缩机两者,以控制接纳罐内的压力。控制器将接纳罐内的压力与第一阈值压力和第二阈值压力进行比较。当接纳罐内的压力介于第一阈值压力与第二阈值压力之间时,控制器仅使用气体旁通阀控制接纳罐内的压力,而当接纳罐内的压力超过第二阈值压力时,控制器使用气体旁通阀和并联压缩机两者控制接纳罐内的压力。
发明内容
本发明的实施例的目的是提供一种用于控制蒸气压缩系统的方法,该方法允许适当地调节接收器中的现行压力,而不会使蒸气压缩系统的制造成本过高。
本发明的实施例的另一目的是提供一种用于控制蒸气压缩系统的方法,其中控制接收器压缩机与控制旁通阀之间存在冲突的风险被降到最低。
本发明提供了一种用于控制蒸气压缩系统的方法,该蒸气压缩系统包括被布置在制冷剂路径中的压缩机单元、排热换热器、接收器、膨胀装置以及蒸发器,压缩机单元包括至少两个压缩机,膨胀装置被布置为控制对蒸发器的制冷剂供应,这些压缩机中的至少一个是流体连接至蒸发器的出口的主压缩机,并且这些压缩机中的至少一个是流体连接至接收器的气体出口的接收器压缩机,该蒸气压缩系统进一步包括旁通阀,该旁通阀将接收器的气体出口与主压缩机/多个主压缩机流体互连,该方法包括以下步骤:
-限定用于接收器中的现行压力的第一压力设定点和用于接收器中的现行压力的第二压力设定点,第二压力设定点高于第一压力设定点,以及
-控制旁通阀的开度,
其中,在蒸气压缩系统的负载需求超过接收器压缩机/多个接收器压缩机的最大容量的情况下,控制旁通阀的开度以便根据第一压力设定点调节接收器中的现行压力,并且以便达到第一压力设定点;并且其中,在接收器压缩机/多个接收器压缩机正在操作且蒸气压缩系统的负载需求低于接收器压缩机/多个接收器压缩机的最大容量的情况下,控制旁通阀的开度以便根据第二压力设定点调节接收器中的现行压力,并且以便达到第二压力设定点。
因此,本发明提供了一种用于控制蒸气压缩系统的方法。在本发明上下文中,术语“蒸气压缩系统”应当被解释为意指流体介质流(比如制冷剂)循环并且被交替地压缩和膨胀,由此提供一定体积的制冷或加热的任何系统。因此,蒸气压缩系统可以是制冷系统、空调系统、热泵等。
因此,蒸气压缩系统包括被布置在制冷剂路径中的压缩机单元、排热换热器、接收器、膨胀装置以及蒸发器。膨胀装置被布置为控制对蒸发器的制冷剂供应。压缩机单元包括至少两个压缩机。这些压缩机中的至少一个是主压缩机,该主压缩机流体连接至蒸发器的出口,并且这些压缩机中的至少一个是接收器压缩机,该接收器压缩机流体连接至接收器的气体出口。蒸气压缩系统进一步包括旁通阀,该旁通阀将接收器的气体出口与主压缩机/多个主压缩机流体互连。
因此,在制冷剂路径中流动的制冷剂在被供应至排热换热器之前被压缩机单元的压缩机压缩。当制冷剂通过排热换热器时,制冷剂与周围环境或流经排热换热器的辅助流体流之间发生热交换,其方式为使得热量从制冷剂排出。排热换热器可以是冷凝器的形式,在这种情况下,制冷剂在通过排热换热器时被至少部分地冷凝。作为替代方案,排热换热器可以是气体冷却器的形式,在这种情况下,通过排热换热器的制冷剂被冷却、但保持呈气态或跨临界状态。
离开排热换热器的制冷剂可能经由高压阀或喷射器被供应至接收器。在接收器中,制冷剂被分离成液态部分和气态部分。制冷剂的液态部分经由液体出口离开接收器、并且经由膨胀装置被供应至蒸发器。在膨胀装置中,制冷剂经历膨胀,并且供应至蒸发器的制冷剂处于气态制冷剂和液态制冷剂的混合状态。在蒸发器中,制冷剂的液态部分至少部分地蒸发,同时制冷剂与周围环境或流经蒸发器的辅助流体流之间发生热交换,其方式为由制冷剂吸收热量。最后,离开蒸发器的制冷剂被供应至主压缩机/多个主压缩机。
接收器中的制冷剂的气态部分可以经由气体出口离开接收器,并且直接供应至接收器压缩机/多个接收器压缩机或经由旁通阀供应至主压缩机/多个主压缩机。
在根据本发明的方法中,首先限定用于接收器中的现行压力的第一压力设定点和用于接收器中的现行压力的第二压力设定点。第二压力设定点高于第一压力设定点。在本发明上下文中,术语“压力设定点”应当被解释为意指可以在接收器中的现行压力的设定点控制中应用的压力值,即,第一压力设定点和第二压力设定点中的每一者均表示可以针对接收器中的现行压力而选择作为控制回路的目标值的压力水平。
第一压力设定点可以有利地表示在给定的操作条件下接收器中期望的压力水平。接收器中的现行压力应当维持在确保蒸气压缩系统适当且高效地操作的水平,例如通过确保膨胀装置两侧具有足够的压力差以确保有足够的制冷剂供应至蒸发器。如何为接收器压力选择适当的压力设定点本身是已知的。
第二压力设定点高于第一压力设定点、并且可以在某些情况下应用,这将在下文进一步详细描述。第二压力设定点可以基于第一压力设定点来限定,例如通过将第一压力设定点加上固定偏移值。
旁通阀的开度以如下方式控制。
在蒸气压缩系统的负载需求超过(多个)接收器压缩机的最大容量的情况下,控制旁通阀的开度以便根据第一压力设定点(即,较低的压力设定点)调节接收器中的现行压力,并且以便达到第一压力设定点,即,以便达到等于第一压力设定点的接收器中的压力水平。
在本发明上下文中,术语“蒸气压缩系统的负载需求”应当被解释为意指蒸气压缩系统提供冷却或加热的当前需求。为了使蒸气压缩系统能够满足该需求,必须通过蒸气压缩系统的压缩机压缩一定量的制冷剂,并且必须从接收器中移除一定量的气态制冷剂。在需要从接收器中移除的气态制冷剂的量超过(多个)接收器压缩机能够移除的制冷剂的量的情况下,蒸气压缩系统的负载需求超过(多个)接收器压缩机的最大容量。因此,在这些情况下,即使(多个)接收器压缩机以最大容量操作,(多个)接收器压缩机也无法维持接收器中期望的压力水平。因此,当发生这种情况时,借助于旁通阀调节接收器中的现行压力,即根据设定点控制策略基于第一压力设定点控制旁通阀的开度。第一压力设定点表示对于接收器中的现行压力实际上所期望的压力水平。由此,在异常或极端的操作条件下也可以在接收器中维持期望的压力水平,而不需要将(多个)接收器压缩机的最大容量设计得过大。
接收器中的期望的压力水平可以是例如确保膨胀装置两侧的适当压降从而确保有足够的制冷剂流通过蒸发器的压力水平。
在(多个)接收器压缩机正在操作且蒸气压缩系统的负载需求低于(多个)接收器压缩机的最大容量的情况下,控制旁通阀的开度以便根据第二压力设定点(即,较高的压力设定点)调节接收器中的现行压力,并且以便达到第二压力设定点,即,以便达到等于第二压力设定点的接收器中的压力水平。
当蒸气压缩系统的负载需求低于(多个)接收器压缩机的最大容量时,(多个)接收器压缩机实际上能够将所需量的气态制冷剂从接收器移除。因此,在这种情况下,并且假设至少一个接收器压缩机正在操作,则主要借助于(多个)接收器压缩机调节接收器中的现行压力,即,根据设定点控制策略、优选地基于第一压力设定点控制(多个)接收器压缩机。然而,旁通阀的开度也根据设定点控制策略受到控制,但是基于第二压力设定点,即,基于比接收器中的现行压力实际上期望的压力水平高的压力设定点。由此确保了如果(多个)接收器压缩机对蒸气压缩系统的负载需求的变化反应缓慢并由此导致接收器中的现行压力增加,则旁通阀暂时辅助(多个)接收器压缩机控制接收器中的现行压力。(多个)接收器压缩机反应缓慢可能例如由于在允许(多个)压缩机启动和/或停止的频率方面的限制。然而,通过根据第二压力设定点(即,较高的压力设定点)控制旁通阀的开度,确保了接收器中的现行压力仍然主要借助于(多个)接收器压缩机进行控制,而如果(多个)接收器压缩机成功地将接收器中的现行压力降低到低于第二压力设定点的压力水平,则旁通阀将逐渐关闭并且将压力控制完全交给(多个)接收器压缩机。
因此,即使在蒸气压缩系统具有高负载需求的异常或极端操作条件下,根据本发明的方法也能提供适当且有能效地调节接收器中的现行压力,而不需要将(多个)接收器压缩机的最大容量设计得过大,也没有在控制(多个)接收器压缩机与控制旁通阀之间存在冲突的风险。
该方法可以进一步包括以下步骤:在蒸气压缩系统的负载需求低于接收器压缩机/多个接收器压缩机的最小容量的情况下,
-使接收器压缩机/多个接收器压缩机停止或阻止接收器压缩机/多个接收器压缩机启动,以及
-控制旁通阀的开度,以便根据第一压力设定点调节接收器中的现行压力,并且以便达到第一压力设定点。
如果蒸气压缩系统的负载需求非常低,则需要从接收器中移除的气态制冷剂的量可能不足以确保(多个)接收器压缩机稳定操作。这可能导致(多个)接收器压缩机发生不期望的反复启动和停止。因此,在蒸气压缩系统的负载需求低于(多个)接收器压缩机的最小容量的情况下,如果至少一个接收器压缩机正在操作,则使(多个)接收器压缩机停止,或者如果(多个)接收器压缩机并未正在操作,则阻止(多个)接收器压缩机启动。因此,当这种情况发生时,在完全不使用(多个)接收器压缩机的情况下调节接收器中的现行压力。
而是仅借助于旁通阀调节接收器中的现行压力。因此,控制旁通阀的开度以便根据第一压力设定点(即,根据表示接收器中实际上期望的压力水平的压力设定点)调节接收器中的现行压力。换言之,根据设定点控制策略基于第一压力设定点控制旁通阀的开度。
这甚至进一步确保了在蒸气压缩系统具有低负载需求的操作条件下适当地调节接收器中的现行压力,而没有在控制(多个)接收器压缩机与控制旁通阀之间发生冲突的风险。
在本发明上下文中,术语“(多个)接收器压缩机的最小容量”应当被解释为意指(多个)接收器压缩机的最低可操作容量,该最低可操作容量确保(多个)接收器压缩机稳定操作而无需反复停止和启动接收器压缩机。
该方法可以进一步包括以下步骤:在蒸气压缩系统的负载需求增加到高于接收器压缩机/多个接收器压缩机的最小容量的水平的情况下,
-关闭旁通阀,
-启动接收器压缩机/多个接收器压缩机并控制接收器压缩机/多个接收器压缩机的容量,以便根据第一压力设定点调节接收器中的现行压力,并且以便达到第一压力设定点,以及
-只要接收器中的现行压力低于第二压力设定点,就使旁通阀保持关闭。
根据该实施例,在如上所述由于蒸气压缩系统的负载需求低而已经停止(多个)接收器压缩机的情况下,对蒸气压缩系统的负载需求进行监测。在蒸气压缩系统的负载需求增加到高于(多个)接收器压缩机的最小容量的水平的情况下,则可以假定可以以稳定的方式操作(多个)接收器压缩机。因此,再次期望借助于(多个)接收器压缩机调节接收器中的现行压力。
因此,当发生这种情况时,关闭旁通阀并启动至少一个接收器压缩机,控制(多个)接收器压缩机的容量以便根据第一压力设定点调节接收器中的现行压力,并且以便达到第一压力设定点。换言之,根据设定点控制策略基于第一压力设定点控制(多个)接收器压缩机的容量。
此外,只要接收器中的现行压力低于第二压力设定点,旁通阀就保持关闭。由此确保了只要接收器中的现行压力低于第二压力设定点、并且由此足够接近假定(多个)接收器压缩机能够适当地调节接收器中的现行压力而无需来自旁通阀的任何辅助的所期望的压力水平(即,第一压力设定点),就仅借助于(多个)接收器压缩机调节接收器中的现行压力。由此,有效地防止了在控制(多个)接收器压缩机与控制旁通阀之间的冲突。
该方法可以进一步包括以下步骤:在接收器中的现行压力超过第二压力设定点的情况下,打开旁通阀并随后控制旁通阀的开度,以便根据第二压力设定点调节接收器中的现行压力,并且以便达到第二压力设定点。
根据该实施例,如果接收器中的现行压力增加到高于第二压力设定点的水平,则启用旁通阀以便辅助(多个)接收器压缩机控制接收器中的现行压力。接收器中的现行压力的这种增加可能例如由于(多个)接收器压缩机无法足够快地对操作条件的变化作出反应。一旦为此目的打开旁通阀,就控制旁通阀的开度以便根据第二压力设定点(即,较高的压力设定点)调节接收器压缩机中的现行压力,并且以便达到第二压力设定点。
因此,不控制旁通阀的开度以便使接收器中的现行压力一直降低至与第一压力设定点相对应的水平。而当接收器中的现行压力接近第二压力设定点时,旁通阀将逐渐关闭,由此在更大程度上将接收器中的现行压力的调节交给(多个)接收器压缩机。然而,不排除即使接收器中的现行压力降低到低于第二压力设定点的水平但旁通阀仍保持打开的情况。但是一旦已经关闭旁通阀,只要接收器中的现行压力低于第二压力设定点,旁通阀就将保持关闭。
因此,根据该实施例,根据“半侧迟滞”控制策略控制旁通阀的开度,这使得在尽可能最大程度上将接收器中的现行压力的调节交给(多个)接收器压缩机。然而,在(多个)接收器压缩机无法足够快地对操作条件的变化作出反应的情况下,启用旁通阀以便辅助(多个)接收器压缩机,但是仅在必要的程度上,由此将在(多个)接收器压缩机与旁通阀之间发生控制冲突的风险降至最低。
第二压力设定点可以比第一压力设定点高1巴至10巴之间,比如1巴至8巴之间、比如2巴至4巴之间。第一压力设定点与第二压力设定点之间的较大差值确保在很大程度上应用接收器压缩机,但允许接收器中的现行压力在打开旁通阀之前远离第一压力设定点,并且由此远离期望的压力水平。另一方面,第一压力设定点与第二压力设定点之间的较小差值将防止接收器中的现行压力远离期望的压力水平,但是将致使旁通阀进一步打开且更加频繁,并且由此接收器压缩机的利用程度将更小。第一压力设定点与第二压力设定点之间的差值在1巴至10巴的区间内提供了这两个目的之间的适当平衡。
因此,该方法可以进一步包括:如果旁通阀是关闭的,则只要接收器中的现行压力低于第二压力设定点就使旁通阀保持关闭。无论旁通阀关闭的原因为何,都可以是这种情况。
该方法可以进一步包括以下步骤:在接收器中的现行压力从低于第二压力设定点的压力水平增加到高于第二压力设定点的压力水平的情况下,打开旁通阀并随后控制旁通阀的开度,以便根据第二压力设定点调节接收器中的现行压力,并且以便达到第二压力设定点。
根据该实施例,一旦已经关闭旁通阀,则只要接收器中的现行压力低于第二压力设定点,旁通阀就保持关闭。如果接收器中的现行压力增加到高于第二压力设定点的水平,则将旁通阀打开并以上述方式进行控制。因此,根据“半侧迟滞”控制策略控制旁通阀的开度。
该方法可以进一步包括以下步骤:在蒸气压缩系统的负载需求超过接收器压缩机/多个接收器压缩机的最大容量时,以最大容量操作接收器压缩机/多个接收器压缩机,并且控制旁通阀的开度,以便根据第一压力设定点调节接收器中的现行压力,并且以便达到第一压力设定点。
根据该实施例,当蒸气压缩系统的负载需求非常高并且超过(多个)接收器压缩机的最大容量时,(多个)接收器压缩机保持以最大容量操作,由此确保(多个)接收器压缩机被尽可能最大程度地应用。然而,由于蒸气压缩系统的负载需求超过(多个)接收器压缩机的最大容量,这不足以将接收器中的现行压力维持在期望的压力水平。因此,现在将对接收器中的现行压力的调节交给旁通阀。因此,控制旁通阀的开度,以便根据第一压力设定点调节接收器中的现行压力,并且以便达到第一压力设定点。
因此,根据该实施例,即使在极端的操作条件下也可以在接收器中维持期望的压力水平,而不必将(多个)接收器压缩机的容量设计得过大,因为在这样的情况下旁通阀充当(多个)接收器压缩机的“备用”。
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是依据根据本发明的方法进行控制的蒸气压缩系统的图解视图,以及
图2是展示了根据本发明的实施例的方法的一组曲线。
具体实施方式
图1是依据根据本发明的实施例的方法进行控制的蒸气压缩系统1的图解视图。蒸气压缩系统1包括被布置在制冷剂路径中的压缩机单元2、排热换热器5、高压阀6、接收器7、膨胀阀8以及蒸发器9,该压缩机单元包括至少两个压缩机3、4(示出了其中的两个)。压缩机3是流体连接至蒸发器9的出口的主压缩机,并且压缩机4是流体连接至接收器7的气体出口10的接收器压缩机。
在制冷剂路径中流动的制冷剂在被供应至排热换热器5之前由压缩机3、4进行压缩。在排热换热器5中,在流过排热换热器5的制冷剂与周围环境或流经排热换热器5的辅助流体流之间发生热交换,其方式为使得热量从制冷剂排出。
离开排热换热器5的制冷剂通过高压阀6,制冷剂在该高压阀中经历膨胀然后被供应至接收器7。在接收器7中,制冷剂被分离成液态部分和气态部分。制冷剂的液态部分经由液体出口11离开接收器7并且被供应至膨胀装置8,制冷剂在该膨胀装置中经历膨胀然后被供应至蒸发器9。由此,被供应至蒸发器9的制冷剂呈气液混合状态。
在蒸发器9中,流过蒸发器9的制冷剂与周围环境或流经蒸发器9的辅助流体流之间发生热交换,其方式为使得热量被制冷剂吸收,同时制冷剂的液态部分至少部分地蒸发。最后,离开蒸发器9的制冷剂被供应至主压缩机3。
接收器7中的制冷剂的气态部分可以经由气体出口10离开接收器。气态制冷剂可以被直接供应至接收器压缩机4,或者气态制冷剂可以经由旁通阀12被供应至主压缩机3。由此,可以通过适当地控制接收器压缩机4的容量或通过适当地控制旁通阀12的开度来调节接收器7中的现行压力。
当依据根据本发明的实施例的方法控制图1的蒸气压缩系统1时,以如下方式分别对接收器压缩机4的容量和旁通阀12的开度进行控制:确保高效调节接收器7中的现行压力,同时确保接收器压缩机4的控制与旁通阀12的控制不冲突。这可以例如以下文参考图2所描述的方式实现。
图2是展示了根据本发明的实施例的用于控制蒸气压缩系统的方法的一组曲线。该蒸气压缩系统可以例如是图1中所展示的蒸气压缩系统。
上面的曲线展示了旁通阀的开度随时间的变化。中间的曲线展示了接收器压缩机的容量随时间的变化。下面的曲线展示了接收器压力随时间的变化。下面的曲线中的虚线展示了应用于控制旁通阀的开度的压力设定点随时间的变化。压力设定点可以在对应于连续线13的第一压力设定点与较高的第二压力设定点之间变化。这将在下文进一步详细描述。第一压力设定点表示接收器中期望的压力水平。
在时间t0与时间t1之间,蒸气压缩系统的负载需求低,并且低于接收器压缩机的最小容量。因此,需要从接收器中移除的气态制冷剂的量不足以允许接收器压缩机稳定操作。因此,接收器压缩机保持在停止状态,并且接收器中的现行压力替代地借助于旁通阀来调节。因此,控制旁通阀的开度以便根据低的第一压力设定点调节接收器中的现行压力。可以看出,这使得旁通阀的开度逐渐增大。
在时间t1,蒸气压缩系统的负载需求增加到高于接收器压缩机的最小容量的水平。因此,现在可以以稳定的方式操作接收器压缩机。因此,启动接收器压缩机,并且控制接收器压缩机的容量以便根据第一压力设定点调节接收器中的现行压力。同时,用于旁通阀的开度的压力设定点从第一压力设定点改变为高的第二压力设定点。由于接收器中的现行压力显著低于第二压力设定点,这致使旁通阀关闭。因此,现在仅借助于接收器压缩机调节接收器中的现行压力。可以看出,接收器压缩机的容量随后随时间的变化而增加,以试图通过接收器压缩机获得等于第一压力设定点的接收器中的压力。还可以看出,尽管如此,接收器中的现行压力仍继续增加。然而,只要接收器中的现行压力低于第二压力设定点,旁通阀就保持关闭,以便确保接收器中的现行压力主要借助于接收器压缩机来调节,并且以便避免在控制接收器压缩机与控制旁通阀之间存在冲突。
在时间t2,接收器中的现行压力增加到高于第二压力设定点,尽管接收器压缩机尚未以其最大容量操作并且因此接收器压缩机应当能够调节接收器中的现行压力以达到第一压力设定点。这可能是例如因为接收器压缩机对操作条件的变化反应太慢。因此,为了辅助接收器压缩机,将旁通阀打开,并且根据第二压力设定点控制旁通阀的开度。可以看出,这致使接收器中的现行压力降低,并且随着接收器中的现行压力接近第二压力设定点,旁通阀开始逐渐关闭,直到在时间t3时完全关闭。因此,从时间t3至时间t4,接收器中的现行压力仅仅借助于接收器压缩机来调节,因为只要接收器中的现行压力低于第二压力设定点,就不允许旁通阀打开。
在时间t4,接收器压缩机达到最大容量,但接收器中的现行压力远高于第一压力设定点。因此,蒸气压缩系统的负载需求现在超过接收器压缩机的最大容量。因此,用于旁通阀的压力设定点从第二压力设定点改变为第一压力设定点。由于接收器中的现行压力高于第一压力设定点,这致使旁通阀打开,并且现在接收器中的现行压力实际上借助于旁通阀来调节,同时接收器压缩机继续以最大容量操作,以便确保接收器压缩机得到尽可能最大程度的应用。因此,在这种情况下,旁通阀为接收器压缩机提供“备用容量”,并且可以处理这些极端条件而不需要将接收器压缩机的最大容量设计得过大。
在时间t5,接收器中的现行压力已经达到充分低于第一压力设定点的水平以致使旁通阀关闭。响应于此,用于旁通阀的压力设定点从第一压力设定点改变为第二压力设定点,以便确保只要接收器中的现行压力低于第二压力设定点,旁通阀就保持关闭。因此,接收器压缩机再次承担调节接收器中的现行压力的责任。
Claims (8)
1.一种用于控制蒸气压缩系统(1)的方法,该蒸气压缩系统(1)包括被布置在制冷剂路径中的压缩机单元(2)、排热换热器(5)、接收器(7)、膨胀装置(8)以及蒸发器(9),该压缩机单元包括至少两个压缩机(3,4),该膨胀装置(8)被布置为控制对该蒸发器(9)的制冷剂供应,这些压缩机中的至少一个是流体连接至该蒸发器(9)的出口的主压缩机(3),并且这些压缩机中的至少一个是流体连接至该接收器(7)的气体出口(10)的接收器压缩机(4),该蒸气压缩系统(1)进一步包括旁通阀(12),该旁通阀将该接收器(7)的气体出口(10)与该主压缩机/多个主压缩机(3)流体互连,该方法包括以下步骤:
-限定用于该接收器(7)中的现行压力的第一压力设定点和用于该接收器(7)中的现行压力的第二压力设定点,该第二压力设定点高于该第一压力设定点,以及
-控制该旁通阀(12)的开度,
其中,在该蒸气压缩系统(1)的负载需求超过该接收器压缩机/多个接收器压缩机(4)的最大容量的情况下,控制该旁通阀(12)的开度以便根据该第一压力设定点调节该接收器(7)中的现行压力,并且以便达到该第一压力设定点;并且其中,在该接收器压缩机/多个接收器压缩机(4)正在操作且该蒸气压缩系统(1)的负载需求低于该接收器压缩机/多个接收器压缩机(4)的最大容量的情况下,控制该旁通阀(12)的开度以便根据该第二压力设定点调节该接收器(7)中的现行压力,并且以便达到该第二压力设定点。
2.根据权利要求1所述的方法,该方法进一步包括以下步骤:在该蒸气压缩系统(1)的负载需求低于该接收器压缩机/多个接收器压缩机(4)的最小容量的情况下,
-使该接收器压缩机/多个接收器压缩机(4)停止或阻止该接收器压缩机/多个接收器压缩机(4)启动,以及
-控制该旁通阀(12)的开度,以便根据该第一压力设定点调节该接收器(7)中的现行压力,并且以便达到该第一压力设定点。
3.根据权利要求2所述的方法,该方法进一步包括以下步骤:在该蒸气压缩系统(1)的负载需求增加到高于该接收器压缩机/多个接收器压缩机(4)的最小容量的水平的情况下,
-关闭该旁通阀(12),
-启动该接收器压缩机/多个接收器压缩机(4)并控制该接收器压缩机/多个接收器压缩机(4)的容量,以便根据该第一压力设定点调节该接收器(7)中的现行压力,并且以便达到该第一压力设定点,以及
-只要该接收器(7)中的现行压力低于该第二压力设定点,就使该旁通阀(12)保持关闭。
4.根据权利要求3所述的方法,该方法进一步包括以下步骤:在该接收器(7)中的现行压力超过该第二压力设定点的情况下,打开该旁通阀(12)并随后控制该旁通阀(12)的开度,以便根据该第二压力设定点调节该接收器(7)中的现行压力,并且以便达到该第二压力设定点。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,该第二压力设定点比该第一压力设定点高1巴至10巴之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,如果该旁通阀(12)是关闭的,则只要该接收器(7)中的现行压力低于该第二压力设定点,就使该旁通阀(12)保持关闭。
7.根据权利要求6所述的方法,该方法进一步包括以下步骤:在该接收器(7)中的现行压力从低于该第二压力设定点的压力水平增加到高于该第二压力设定点的压力水平的情况下,打开该旁通阀(12)并随后控制该旁通阀(12)的开度,以便根据该第二压力设定点调节该接收器(7)中的现行压力,并且以便达到该第二压力设定点。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,该方法进一步包括以下步骤:在该蒸气压缩系统(1)的负载需求超过该接收器压缩机/多个接收器压缩机(4)的最大容量时,以最大容量操作该接收器压缩机/多个接收器压缩机(4),并且控制该旁通阀(12)的开度,以便根据该第一压力设定点调节该接收器(7)中的现行压力,并且以便达到该第一压力设定点。
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