DE60116433T2 - Auf Kühlerdrosselung und Ausgangsüberhitzung basiertes Regelverfahren eines elektronischen Entspannungsventiles - Google Patents

Auf Kühlerdrosselung und Ausgangsüberhitzung basiertes Regelverfahren eines elektronischen Entspannungsventiles Download PDF

Info

Publication number
DE60116433T2
DE60116433T2 DE60116433T DE60116433T DE60116433T2 DE 60116433 T2 DE60116433 T2 DE 60116433T2 DE 60116433 T DE60116433 T DE 60116433T DE 60116433 T DE60116433 T DE 60116433T DE 60116433 T2 DE60116433 T2 DE 60116433T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pinch
outlet
expansion valve
error
electronic expansion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60116433T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60116433D1 (de
Inventor
Ba-Tung Pham
Pascal Cretin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carrier Corp
Original Assignee
Carrier Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carrier Corp filed Critical Carrier Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE60116433D1 publication Critical patent/DE60116433D1/de
Publication of DE60116433T2 publication Critical patent/DE60116433T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31—Expansion valves
    • F25B41/34—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2115—Temperatures of a compressor or the drive means therefor
    • F25B2700/21152—Temperatures of a compressor or the drive means therefor at the discharge side of the compressor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Description

  • Diese Erfindung betrifft das Gebiet von Kompressoren, die in Kühlanlagen und/oder Wärmepumpen verwendet werden, und insbesondere das Verwenden eines elektronischen Expansionsventils, um Kühler-Pinch zu kontrollieren und Auslassüberhitzung zu schützen.
  • Wärmepumpensysteme verwenden ein Kühlmittel, um thermische Energie von einer relativ wärmeren Seite eines Zirkulationskreises hin zu einer relativ kühleren Seite des Zirkulationskreises zu bringen. Kompression des Kühlmittels tritt an der heißeren Seite des Kreises auf, wo ein Kompressor die Temperatur des Kühlmittels anhebt. Verdampfung des Kühlmittels tritt an der kühleren Seite des Kreises auf, wo dem Kühlmittel ermöglicht wird, zu expandieren und so ein Temperaturabfall bewirkt wird, weil Wärme für die Expansion notwendig ist. Thermische Energie wird dem Kühlmittel an einer Seite des Kreises zugeführt und dem Kühlmittel an der anderen Seite entnommen aufgrund der Temperaturdifferenzen zwischen dem Kühlmittel und jeweils der Innen- und Außenluft, um die Außenluft entweder als eine thermische Energiequelle oder eine thermische Energiesenke zu verwenden.
  • Der Prozess ist reversibel, so dass die Wärmepumpe entweder zum Heizen oder zum Kühlen verwendet werden kann. Wohnungsheiz- und -kühleinheiten sind bidirektional dahingehend, dass geeignete Ventil- und Steuerungsanordnungen selektiv das Kühlmittel durch innenseitige und außenseitige Wärmetauscher leiten, so dass der innenseitige Wärmetauscher an der heißen Seite des Kühlmittelzirkulationskreises zum Heizen und an der kühlen Seite zum Kühlen ist. Ein Zirkulationsgebläse verströmt Innenluft über den innenseitigen Wärmetauscher und durch Kanäle, die zu dem innenseitigen Raum führen. Rücklaufkanäle entnehmen Luft aus dem innenseitigen Raum und bringen die Luft zurück zu dem innenseitigen Wärmetauscher. Ein Gebläse verströmt in gleicher Weise Umgebungsluft über den außenseitigen Wärmetauscher und entlässt Wärme in die freie Luft oder entnimmt dieser zur Verfügung stehende Wärme.
  • Diese Typen von Wärmepumpensystemen arbeiten nur, wenn es eine adäquate Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlmittel und der Luft an dem jeweiligen Wärmetauscher gibt, um einen Transfer von thermischer Energie zu erhalten. Zum Heizen ist das Wärmepumpensystem effizient, vorausgesetzt, die Temperaturdifferenz zwischen der Luft und dem Kühlmittel ist derart, dass die zur Verfügung stehende thermische Energie größer ist als die elektrische Energie, die benötigt wird, um den Kompressor und die jeweiligen Gebläse zu betreiben. Zum Kühlen ist die Temperaturdifferenz zwischen der Luft und dem Kühlmittel im Allgemeinen selbst an heißen Tagen ausreichend. Klimaanlagen oder Kühlanlagen arbeiten in ähnlicher Weise wie Wärmepumpen, übertragen aber nur Wärme von innen nach außen. In den meisten Gesichtspunkten sind die Zyklen die gleichen.
  • WO 96/27108 offenbart eine Vorwärtszuführsteuerung eines Expansionsventils.
  • Wenn das Kühlmittel von dem Kondensor zu dem Verdampfer strömt, strömt es durch ein Ventil, wie z.B. ein elektronisches Expansionsventil (EXV). Die Hauptströmungssteuerung in dem System ist dieses Expansionsventil, welches es dem Kühlmittel ermöglicht, von dem hohen Druck des Kondensors zu dem niedrigeren Druck des Verdampfers zu expandieren. Die Expansion lässt einen Teil der Flüssigkeit verdampfen und kühlt so den Rest der Flüssigkeit auf die Verdampfertemperatur. Das Kühlmittelniveau innerhalb des Verdampfers wird ebenfalls durch das EXV gesteuert, wobei das Kühlmittelniveau basierend auf Sensoreingaben bestimmt wird. Eine Sensoreingabe ist von einem Wärmesensor innerhalb des Verdampfers, wohingegen eine zweite Eingabe von der Sättigungsansaugtemperatur (saturated suction temperature) ist. Basierend auf diesen zwei Eingaben wird eine Abschätzung des Flüssigkeitsniveaus innerhalb des Verdampfers erhalten. Eine Menge Probleme erwächst aus dem Anbringen des Wärmesensors innerhalb des Verdampfers und aus der mangelnden Präzision beim Verwenden dieser zwei Eingaben, um das Flüssigkeitsniveau innerhalb des Verdampfers zu bestimmen.
  • Kurz dargestellt, wird ein elektronisches Expansionsventil (EXV), das in einem Kühlzyklus für eine Wärmepumpe oder eine Kühlanlage verwendet wird, gesteuert, um ein minimales Abschnüren (pinch) zu erhalten, um Austauschleistung eines richtig gefluteten Kühlers zu gewährleisten, durch Überwachen der Deltatemperatur zwischen dem Kühlerfluid und der Sättigungsansaugtemperatur. Die Auslassüberhitzung wird überwacht, um den Kompressor vor dem Flüssigkeitsschlagen (liquid slugging) zu schützen. Wenn die Auslassüberhitzung geringer ist als der erwartete Wert, wird die EXV-Öffnung angepasst. Eine Steuerung überwacht bestimmte Systemvariablen, die verwendet werden, um die optimale Position des EXV zu bestimmen, um die Systemleistung, den richtigen Auslassüberhitzungswert und die geeignete Kühlmittelladung zu optimieren.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren, wie es in Anspruch 1 beansprucht ist, und eine Vorrichtung, wie sie in Anspruch 3 beansprucht ist, zum Steuern eines elektronischen Expansionsventils bereitgestellt.
  • Gemäß der Erfindung weist ein Verfahren zum Steuern eines elektronischen Expansionsventils in einem Kühlmittelkreissystem die Schritte des Gewährleistens von Austauschleistung eines richtig gefluteten Kühlers durch Überwachen einer Änderung einer Temperatur zwischen einem Fluid, das aus dem Kühler ausgelassen wird, und einer Sättigungsansaugtemperatur des Systems, des Schützens eines Kompressors des Systems durch Überwachen einer Auslassüberhitzung des Systems und des Korrigierens einer Größe einer Öffnung des elektronischen Expansionsventils, wenn die Auslassüberhitzung geringer ist als ein vorbestimmter Wert, auf.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines elektronischen Expansionsventils in einem Kühlmittelkreissystem die Schritte des Bestimmens einer Sättigungsansaugtemperatur (saturated suction temperature – SST) für das System; des Bestimmens einer Sättigungsauslasstemperatur (saturated discharge temperature – SDT) für das System; des Bestimmens einer Kühlerfluidtemperatur (cooler fluid temperature – CFT) für das System; des Bestimmens einer Sättigungskondensierungstemperatur (saturated condensing temperature – SCT) für das System; des Bestimmens des Pinch als die CFT minus die SST; des Bestimmens des Pinchfehlers (pinch error) als den Pinch minus einen Pinch-Einstellpunkt; des Bestimmens der Pinchrate als ein aktueller Pinch minus ein eine Zeit zuvor spezifizierter Pinch; des Bestimmens der Auslassüberhitzung als die SDT minus die SCT; des Bestimmens des Auslassüberhitzungsfehlers als die Auslassüberhitzung minus ein Auslassüberhitzung-Einstellpunkt; des Bestimmens einer Auslassüberhitzungsrate als eine aktuelle Auslassüberhitzung minus eine Auslassüberhitzung einer spezifizierten Zeit zu vor; des Einstellens einer Totzone (deadband) einer spezifizierten Temperatur; und des Steuerns einer Bewegung des elektronischen Expansionsventils, basierend auf dem Pinchfehler, der Pinchrate, dem Auslassüberhitzungsfehler, der Auslassüberhitzungsrate und der Totzone.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Steuern eines elektronischen Expansionsventils in einem Kühlmittelkreissystem eine Einrichtung zum Bestimmen eines Pinch des Systems; eine Einrichtung zum Bestimmen eines Pinchfehlers des Systems; eine Einrichtung zum Bestimmen einer Pinchrate des Systems; eine Einrichtung zum Bestimmen einer Auslassüberhitzung des Systems; eine Einrichtung zum Bestimmen eines Auslassüberhitzungsfehlers des Systems; eine Einrichtung zum Bestimmen einer Auslassüberhitzungsrate des Systems; eine Einrichtung zum Einstellen einer Totzone einer spezifizierten Temperatur; und eine Einrichtung zum Steuern einer Bewegung des elektronischen Expansionsventils, basierend auf dem Pinchfehler, der Pinchrate, dem Auslassüberhitzungsfehler, der Auslassüberhitzungsrate und der Totzone.
  • 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Kühlsystems.
  • 2 zeigt ein modifiziertes Flussdiagramm des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
  • Bezugnehmend auf 1 weist ein grundlegendes Kühlsystem 10 einen Kondensor 20 auf, der fluidmäßig mit einem Verdampfer 30 durch ein elektronisches Expansionsventil EXV verbunden ist. Das Ventil EXV wird durch eine Steuerung 15 gesteuert. Der Verdampfer 30 ist fluidmäßig mit dem Kondensor 20 durch einen Kompressor 40 verbunden. Obwohl nur ein Kompressor gezeigt ist, ist es im Stand der Technik bekannt, mehr als einen Kompressor parallel in demselben Kreislauf anzuschließen. Rücklaufwasser (oder Luft) tritt in den Verdampfer 30 ein, wo Hitze auf ein Kühlmittel übertragen wird. Obwohl nur ein Kühlmittelkreislauf gezeigt ist, ist es im Stand der Technik bekannt, zwei unabhängige Kühlmittelkreisläufe zu verwenden. Kühlerversorgungswasser (oder Luft) wird wie benötigt zum Kühlen zirkuliert. Ein Wandler oder Thermistor 80 liest die Kühlerfluidtemperatur (CFT) aus, die durch die Steuerung 15 empfangen wird. Ein Druckwandler 50 liest den Sättigungskondensierungsdruck des Kühlmittel aus und kon vertiert den Messwert in die Sättigungskondensierungstemperatur (SCT) an der Steuerung 15. Ein Druckwandler 60 liest den Sättigungsansaugdruck des Kühlmittels aus und konvertiert den Messwert in die Sättigungsansaugtemperatur (SST) an der Steuerung 15. Ein Auslassgasthermistorsensor 70 liefert die Sättigungsauslasstemperatur (SDT) an die Steuerung 15. Alternativ liest ein Druckwandler die Sättigungsauslasstemperatur des Kühlmittels aus und konvertiert den Messwert in die SDT. Druckwandler werden häufig verwendet, weil sie genauer sind als bekannte Mittel, um die Temperatur direkt zu messen.
  • Der Pinch ist definiert als die CFT minus die SST. Die Auslassüberhitzung (discharge superheat – DSH) ist definiert als die SDT minus die SCT. Beim Verfahren der vorliegenden Erfindung werden diese Variablen verwendet, um die Bewegung des EXV zu steuern und so den Kühlmittelfluss innerhalb des Systems 10 zu steuern. Das EXV wird vorzugsweise gesteuert, um minimalen Pinch zu erhalten, um richtige Kühleraustauschleistung zu gewährleisten durch Überwachen der Deltatemperatur zwischen dem Kühlerfluid und der Sättigungsansaugtemperatur. Ein Öffnen des EXV senkt normalerweise den Kühlerpinch und erhöht so die Kühleraustauschleistung. Ein zu weites Öffnen des EXV bewirkt jedoch einen Abfall bei der Auslassüberhitzung, niedrigen Öldruck und reduzierte Kühlmittelströmung. Die vorliegende Erfindung hat daher zwei Ziele, wobei eines das Erhalten eines kleinen Kühlerpinch ist und das andere das Schützen der Auslassüberhitzung.
  • Bezugnehmend auf 2 stellt ein Initialisierungsschritt 110 Werte für verschiedene Variablen ein, die bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Der Zyklus des Verfahrens läuft alle 10 s ab, obwohl jede vernünftige Zykluszeit verwendet werden kann. Die Werte für CFT, SST, SDT und SCT werden durch die Steuerung 15 (1) ausgelesen. PINCH ist definiert als die CFT minus die SST, PINCH_ERROR ist definiert als der PINCH minus der PINCH_EINSTELLPUNKT (in die Systemsteuerung durch den Hersteller, Installateur oder Anwender programmiert), und PINCH_RATE ist definiert als der aktuelle PINCH minus der PINCH 10 s zuvor. DSH ist definiert als die SDT minus die SCT, DSH_ERROR ist definiert als die DSH minus den DSH_EINSTELLPUNKT (in die Systemsteuerung durch den Hersteller, den Installateur oder den Anwender programmiert), und DSH_RATE ist definiert als die aktuelle DSH minus die DSH 10 s zuvor.
  • In Schritt 112 wird der Absolutwert von PINCH_ERROR verglichen mit der TOTZONE. Wenn der Pinchfehler geringer ist als die "Totzone", wird keine Bewegung auf das EXV ausgeübt. Die Totzone wird verwendet, um Instabilität aufgrund der Ungenauigkeit der Sensoren zu vermeiden. Der Wert für die Totzone wird optional durch den Anwender eingestellt, aber in der Ausführungsform, die als Beispiel für diese Erfindung verwendet wird, ist die Totzone auf 0,2°C (0,4°F) eingestellt. Wenn der Absolutwert von PINCH_ERROR größer ist als die TOTZONE, wird EXV_MOV eingestellt auf (PINCH_ERROR minus TOTZONE) mal KP plus PINCH_RATE mal KD in Schritt 114. Ansonsten wird an dem Wert von EXV_MOV keine Änderung durchgeführt. KP ist der Proportionalverstärkungsfaktor und wird multipliziert mit dem Pinchfehler, um die proportionale Wirkung zu erhalten. In dieser Ausführungsform ist KP 0,33% pro Grad F. KD ist der Ableitungsverstärkungsfaktor und wird mit der Rate der Änderung in dem Pinchfehler multipliziert, um die abgeleitete Wirkung zu erhalten. Für diese Ausführungsform ist KD 0,33% pro Grad F pro 10 s. Die Summe der proportionalen und der abgeleiteten Wirkung gibt die EXV-Bewegung in Prozent wieder. Ein negatives Ergebnis entspricht einer Schließbewegung, wohingegen ein positives Ergebnis einer Öffnungsbewegung entspricht.
  • Dann wird in Schritt 116 die Systemuhr überprüft, um zu sehen, ob das System für mehr als 3 min gelaufen ist. Falls nicht, wird EXV_POSITION_LIMIT auf 52% des gesamt möglichen Bewegungsbereichs des EXV in Schritt 118 eingestellt, und die Steuerung schreitet zu Schritt 162 fort. Das heißt, der Auslassüberhitzungsschutz wird während des Startvorgangs, der einige Zeit benötigt, umgangen, und der EXV-Positionsgrenzwert wird bei 52% reinitialisiert. Wenn das System mehr als 3 min lang gelaufen ist, wird DSH_ERROR in Schritt 120 überprüft, und falls er kleiner als –2°C (–3,5°F) ist, wird EXV_MOV auf –0,33% plus 0,033 mal DSH_RATE in Schritt 122 eingestellt, und die Steuerung schreitet zu Schritt 162 fort. Falls nicht, wird EXV_MOV in Schritt 124 überprüft, um zu sehen, ob sie kleiner als null ist.
  • Wenn EXV_MOV kleiner als null ist, d.h. wenn der Pinch kleiner ist als der Einstellpunkt, prüft die Steuerung in Schritt 126, um zu sehen, ob DSH_ERROR größer als 1°C (2°F) ist und EXV_POSITION geringer als 40% ist und PINCH_ERROR größer als –0,3°C (–0,5°F) ist, und falls dies so ist, wird EXV_MOV in Schritt 128 auf 0% eingestellt. Falls nicht, prüft die Steuerung in Schritt 130, um zu sehen ob DSH_ERROR größer als –0,6°C (–1°F) ist und EXV_POSITION kleiner als 36% isst, und falls dies so ist, wird EXV_MOV in Schritt 132 auf 0% eingestellt. Ansonsten schreitet die Steuerung zu Schritt 162 fort. Wenn EXV_MOV in Schritt 124 nicht kleiner als null ist, prüft die Steuerung in Schritt 134, um zu sehen, ob DSH_ERROR kleiner als –1°C (–2°F) ist, und falls dies so ist, wird EXV_MOV auf –0,2% eingestellt, wonach die Steuerung zu Schritt 162 schreitet. Ansonsten prüft die Steuerung, um zu sehen, ob EXV_POSITION minus6% größer als EXV_OLD_POSITION in Schritt 138 ist. Das heißt, die Steuerung prüft, um zu sehen, ob ein reales Absinken beim Kühlerpinch (was in Schritt 140 als eine Änderung von mehr als 0,3°C (0,6°F) definiert ist) erhalten wird, wenn es 6% EXV-Öffnungsbewegung gibt, weil, wenn ein reales Absinken nicht erhalten wird, das EXV bei seiner optimalen Position geöffnet ist. Wenn EXV_POSITION minus 6% in Schritt 138 nicht größer als EXV_OLD_POSITION ist, schreitet die Steuerung zu Schritt 146 fort. Wenn es größer ist, prüft die Steuerung in Schritt 140, um zu sehen, ob PINCH_LAST_EXV minus PINCH_ERROR größer als 0,3°C (0,6°F) ist, und falls nicht, wird EXV_POSITION_LIMIT auf EXV_POSITION in Schritt 142 eingestellt. Wenn PINCH_LAST_EXV minus PINCH_ERROR nicht größer als 0,3°C (0,6°F) ist, wird EXV_OLD_POSITION auf EXV_POSITION eingestellt, und PINCH_LAST_EXV wird auf PINCH_ERROR in Schritt 144 eingestellt.
  • Dann prüft die Steuerung in Schritt 146, um zu sehen, ob DSH_ERROR kleiner als 0,6°C (1°F) ist, und wenn dies so ist, wird EXV_MOV auf 0% eingestellt, und EXV_POSITION?LIMIT wird auf EXV_POSITION in Schritt 148 eingestellt, wonach die Steuerung zu Schritt 142 schreitet. Falls nicht, prüft die Steuerung, um zu sehen, ob EXV_POSITION größer ist als EXV_POSITION_LIMIT, und falls dies so ist, wird EXV_MOV auf 0% in Schritt 152 eingestellt, und die Steuerung schreitet zu Schritt 162 fort. Wenn EXV_POSITION nicht größer ist als EXV_POSITION_LIMIT, prüft die Steuerung, um zu sehen, ob DSH_ERROR kleiner als 0,6°C (1°F) ist und EXV_MOV größer als 0,46% ist in Schritt 154, und falls dies so ist, wird EXV_MOV auf 0,46% in Schritt 156 eingestellt. Ansonsten prüft die Steuerung, um zu sehen, ob DSH_ERROR größer als null ist in Schritt 158, und falls dies so ist, wird EXV_POSITION_LIMIT auf EXV_POSITION plus 2% in Schritt 160 eingestellt.
  • Wenn DSH_ERROR nicht größer als null ist, prüft die Steuerung, um zu sehen, ob PINCH_RATE größer als 0,2°C (0,4°F) ist in Schritt 162, was angibt, dass sich Betriebsbedingungen geändert haben können. Wenn dies so ist, wird EXV_OLD_POSITION auf EXV_POSITION in Schritt 164 eingestellt. Falls nicht, prüft die Steuerung, um zu sehen, ob PINCH_LAST_EXV minus PINCH_ERROR kleiner als –0,1°C (–0,2°F) ist in Schritt 166, und wenn dies so ist, wird PINCH_LAST_EXV auf PINCH_ERROR in Schritt 168 eingestellt. Dann wird in Schritt 170 das EXV bewegt, und die EXV_MOV-Variable wird auf null zurückgesetzt. Der Zyklus beginnt dann wieder.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das EXV gesteuert, um minimalen Pinch zu erhalten, um die Kühleraustauschleistung zu gewährleisten durch Blicken auf die Änderung bei der Temperatur zwischen der CFT und der SST. Die EXV-Öffnungsbewegung senkt normalerweise den Kühlerpinch und steigert so die Kühleraustauschleistung.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Steuern eines elektronischen Expansionsventils in einem Kühlmittelkreissystem mit einem Kondensor (20), einem Verdampfer (30) und einem Kompressor (40), wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Überwachen einer ersten Differenz zwischen einer Temperatur (CFT) eines aus dem Verdampfer abgegebenen Kühlerfluids und einer Sättigungsansaugtemperatur (SST) des Kühlmittels und Aufrechterhalten der ersten Differenz oberhalb eines vorbestimmten minimalen Niveaus durch Steuern der Bewegung des elektronischen Expansionsventils, wodurch Wärmeaustauschleistung eines richtig gefluteten Verdampfers gewährleistet ist; Überwachen einer zweiten Differenz (DSH) zwischen einer Sättigungsauslasstemperatur (SDT) des Kühlmittels und einer Sättigungskondensierungstemperatur (SCT) des Kühlmittels; und Anpassen der Größe einer Öffnung des elektronischen Expansionsventils, wenn die zweite Differenz kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wodurch der Kompressor (40) geschützt ist.
  2. Verfahren zum Steuern eines elektronischen Expansionsventils in einem Kühlmittelkreissystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend die folgenden Schritte: Bestimmen von Pinch als die erste Differenz; Bestimmen von Pinchfehler als der Pinch minus einen Pincheinstellpunkt; Bestimmen von Pinchrate als einen aktuellen Pinch minus einen Pinch eine spezifizierte Zeit zuvor; Bestimmen von Auslassüberhitzung als die zweite Differenz; Bestimmen von Auslassüberhitzungsfehler als die Auslassüberhitzung minus einen Auslassüberhitzungseinstellpunkt; Bestimmen einer Auslassüberhitzungsrate als eine aktuelle Auslassüberhitzung minus eine Auslassüberhitzung eine spezifizierte Zeit zuvor; Einstellen einer Totzone einer spezifizierten Temperatur; und Steuern einer Bewegung des elektronischen Expansionsventils basierend auf dem Pinchfehler, der Pinchrate, dem Auslassüberhitzungsfehler, der Auslassüberhitzungsrate und der Totzone.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Bewegung des elektronischen Expansionsventils gesteuert wird durch: Bestimmen, ob der Pinchfehler größer ist als die Totzone; und Bewegen des elektronischen Expansionsventils, wenn bestimmt ist, dass der Pinchfehler größer als die Totzone ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das elektronische Expansionsventil bewegt wird um einen Betrag proportional zu dem Pinchfehler minus der Totzone multipliziert mit einem Proportionalverstärkungsfaktor plus die Pinchrate multipliziert mit einem Ableitungsverstärkungsfaktor.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei die Bewegung des elektronischen Expansionsventils gesteuert wird durch: Bestimmen, ob das Kühlmittelkreissystem länger als eine vorbestimmte Zeit gelaufen ist; Bestimmen, ob der Auslassüberhitzungsfehler geringer ist als eine vorbestimmte Temperatur; und Bewegen des elektronischen Expansionsventils um einen Betrag proportional zu der Auslassüberhitzungsrate, wenn das Kühlmittelkreissystem länger als die vorbestimmte Zeit gelaufen ist und der Auslassüberhitzungsfehler geringer als die vorbestimmte Temperatur ist.
  6. Vorrichtung zum Steuern eines elektronischen Expansionsventils in einem Kühlmittelkreissystem mit einem Kondensor (20), einem Verdampfer (30) und einem Kompressor (40), wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist, durch: eine Einrichtung zum Bestimmen eines Pinch des Systems, wobei der Pinch die Differenz zwischen einer Temperatur (CFT) des aus dem Verdampfer abgegebenen Kältemittels und einer Sättigungsansaugtemperatur (SST) des Kühlmittels ist; eine Einrichtung zum Bestimmen eines Pinchfehlers des Systems, wobei der Pinchfehler der Pinch minus ein Pincheinstellpunkt ist; eine Einrichtung zum Bestimmen einer Pinchrate des Systems, wobei die Pinchrate ein aktueller Pinch minus ein Pinch einer spezifizierten Zeit zuvor ist; eine Einrichtung zum Bestimmen einer Auslassüberhitzung des Systems, wobei die Auslassüberhitzung die Differenz zwischen einer Sättigungsauslasstemperatur (SDT) des Kühlmittels und einer Sättigungskondensierungstemperatur (SCT) des Kühlmittels ist; eine Einrichtung zum Bestimmen eines Auslassüberhitzungsfehlers des Systems, wobei der Auslassüberhitzungsfehler die Auslassüberhitzung minus ein Auslassüberhitzungseinstellpunkt ist; eine Einrichtung zum Bestimmen einer Auslassüberhitzungsrate des Systems, wobei die Auslassüberhitzungsrate eine aktuelle Auslassüberhitzung minus eine Auslassüberhitzung eine spezifizierte Zeit zuvor ist; eine Einrichtung zum Einstellen einer Totzone einer spezifizierten Temperatur; und eine Einrichtung zum Steuern einer Bewegung des elektronischen Expansionsventils basierend auf dem Pinchfehler, der Pinchrate, dem Auslassüberhitzungsfehler, der Auslassüberhitzungsrate und der Totzone.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Bewegung des elektronischen Expansionsventils gesteuert ist durchgeführt Bestimmen, ob der Pinchfehler größer ist als die Totzone; und Bewegen des elektronischen Expansionsventils, wenn bestimmt ist, dass der Pinchfehler größer als die Totzone ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das elektronische Expansionsventil um einen Betrag proportional zu dem Pinchfehler minus die Totzone multipliziert mit einem Proportionalverstärkungsfaktor plus die Pinchrate multipliziert mit einem Ableitungsverstärkungsfaktor ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei die Bewegung des elektronischen Expansionsventils gesteuert ist durch: Bestimmen, ob das Kühlmittelkreissystem länger als eine vorbestimmte Zeit gelaufen ist; Bestimmen, ob der Auslassüberhitzungsfehler geringer als eine vorbestimmte Temperatur ist; und Bewegen des elektronischen Expansionsventils um einen Betrag proportional zu der Auslassüberhitzungsrate, wenn das Kühlmittelkreissystem länger als die vorbestimmte Zeit gelaufen ist und der Auslassüberhitzungsfehler geringer als die vorbestimmte Temperatur ist.
DE60116433T 2000-03-15 2001-03-06 Auf Kühlerdrosselung und Ausgangsüberhitzung basiertes Regelverfahren eines elektronischen Entspannungsventiles Expired - Lifetime DE60116433T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US526045 1990-05-21
US09/526,045 US6318101B1 (en) 2000-03-15 2000-03-15 Method for controlling an electronic expansion valve based on cooler pinch and discharge superheat

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60116433D1 DE60116433D1 (de) 2006-03-30
DE60116433T2 true DE60116433T2 (de) 2006-08-03

Family

ID=24095699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60116433T Expired - Lifetime DE60116433T2 (de) 2000-03-15 2001-03-06 Auf Kühlerdrosselung und Ausgangsüberhitzung basiertes Regelverfahren eines elektronischen Entspannungsventiles

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6318101B1 (de)
EP (1) EP1134518B1 (de)
JP (1) JP3851512B2 (de)
KR (1) KR100423681B1 (de)
CN (1) CN1190637C (de)
BR (1) BR0101083A (de)
DE (1) DE60116433T2 (de)
ES (1) ES2251438T3 (de)
TW (1) TW499558B (de)

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6505475B1 (en) 1999-08-20 2003-01-14 Hudson Technologies Inc. Method and apparatus for measuring and improving efficiency in refrigeration systems
EP1148307B1 (de) * 2000-04-19 2004-03-17 Denso Corporation Wassererhitzer mit Wärmepumpe
ITPD20010173A1 (it) * 2001-07-12 2003-01-12 Carel Srl Dispositivo per limitare la pressione di condensazione di una macchina frigorifera
US20030077179A1 (en) * 2001-10-19 2003-04-24 Michael Collins Compressor protection module and system and method incorporating same
US6711911B1 (en) * 2002-11-21 2004-03-30 Carrier Corporation Expansion valve control
US8463441B2 (en) 2002-12-09 2013-06-11 Hudson Technologies, Inc. Method and apparatus for optimizing refrigeration systems
US7599759B2 (en) 2002-12-09 2009-10-06 Hudson Technologies, Inc. Method and apparatus for optimizing refrigeration systems
CN100408946C (zh) * 2003-08-29 2008-08-06 三洋电机株式会社 冷冻系统
US7290402B1 (en) * 2003-12-29 2007-11-06 Heatcraft Refrigeration Products Llc Expansion valve control system and method and refrigeration unit employing the same
KR100579564B1 (ko) * 2004-04-12 2006-05-15 엘지전자 주식회사 냉동 사이클 장치의 전자 팽창밸브 제어 방법
US7143594B2 (en) * 2004-08-26 2006-12-05 Thermo King Corporation Control method for operating a refrigeration system
US20060042278A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-02 Thermo King Corporation Mobile refrigeration system and method of detecting sensor failures therein
US7080521B2 (en) * 2004-08-31 2006-07-25 Thermo King Corporation Mobile refrigeration system and control
JP4067009B2 (ja) * 2005-05-30 2008-03-26 ダイキン工業株式会社 調湿装置
US20070221065A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Adisorn Aroonwilas Heat recovery gas absorption process
CN101109592B (zh) * 2006-07-19 2012-06-13 乐金电子(天津)电器有限公司 空调器压缩机吸气口温度紧急状态控制方法
KR100785979B1 (ko) * 2006-08-04 2007-12-14 주식회사 대우일렉트로닉스 공기 조화기의 전자 팽창 밸브 제어 방법
KR100811789B1 (ko) 2006-11-03 2008-03-10 주식회사 피앤드엠 전자팽창밸브 제어식 냉동시스템
KR20080069824A (ko) * 2007-01-24 2008-07-29 삼성전자주식회사 공기조화기의 과열도 제어시스템 및 그 방법
US7784296B2 (en) 2007-03-08 2010-08-31 Nordyne Inc. System and method for controlling an air conditioner or heat pump
CN101311851B (zh) * 2007-05-25 2013-05-22 开利公司 用于冷却器电子膨胀阀的修改的模糊控制
US7895003B2 (en) 2007-10-05 2011-02-22 Emerson Climate Technologies, Inc. Vibration protection in a variable speed compressor
US8459053B2 (en) * 2007-10-08 2013-06-11 Emerson Climate Technologies, Inc. Variable speed compressor protection system and method
US9541907B2 (en) 2007-10-08 2017-01-10 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for calibrating parameters for a refrigeration system with a variable speed compressor
US8539786B2 (en) 2007-10-08 2013-09-24 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for monitoring overheat of a compressor
US8418483B2 (en) 2007-10-08 2013-04-16 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for calculating parameters for a refrigeration system with a variable speed compressor
CN102165194B (zh) * 2008-09-26 2015-11-25 开利公司 运输制冷系统上的压缩机排放控制
US20100108290A1 (en) * 2008-10-28 2010-05-06 Trak International, Llc Methods and equipment for heating and cooling building zones
KR200453968Y1 (ko) * 2008-11-04 2011-06-13 주식회사 파리크라상 포장용 상자
US20120145252A1 (en) 2009-08-17 2012-06-14 Dunan Microstaq, Inc. Micromachined Device and Control Method
US8011191B2 (en) 2009-09-30 2011-09-06 Thermo Fisher Scientific (Asheville) Llc Refrigeration system having a variable speed compressor
ES2855008T3 (es) 2009-12-18 2021-09-23 Carrier Corp Sistema de refrigeración de transporte y métodos para el mismo para hacer frente a las condiciones dinámicas
WO2011094302A2 (en) 2010-01-28 2011-08-04 Microstaq, Inc. Process for reconditioning semiconductor surface to facilitate bonding
CN102792419B (zh) 2010-01-28 2015-08-05 盾安美斯泰克股份有限公司 高温选择性融合接合的工艺与构造
IT1400573B1 (it) * 2010-05-06 2013-06-14 Carpigiani Group Ali Spa Macchina per la produzione e l'erogazione di prodotti di consumo alimentari liquidi o semiliquidi
US8996141B1 (en) 2010-08-26 2015-03-31 Dunan Microstaq, Inc. Adaptive predictive functional controller
CN103095098B (zh) * 2011-10-27 2015-06-24 珠海格力电器股份有限公司 变频器散热冷却系统及其控制方法和装置
CN102384618B (zh) * 2011-11-11 2013-06-12 天津商业大学 一种热泵热水器系统电子膨胀阀开度的控制方法
US9151526B2 (en) 2011-12-22 2015-10-06 Lennox Industries Inc. Method to control electronic expansion valve
US8925793B2 (en) 2012-01-05 2015-01-06 Dunan Microstaq, Inc. Method for making a solder joint
CN103307754B (zh) * 2012-03-15 2015-06-10 珠海格力电器股份有限公司 热水器及空调器电子膨胀阀开度的控制方法和装置
US9140613B2 (en) 2012-03-16 2015-09-22 Zhejiang Dunan Hetian Metal Co., Ltd. Superheat sensor
CN102645026B (zh) * 2012-04-23 2014-08-20 宁波奥克斯空调有限公司 用于热泵热水器的电子膨胀阀控制方法
US9746224B2 (en) 2012-11-21 2017-08-29 Liebert Corporation Expansion valve setpoint control systems and methods
US10174977B2 (en) 2012-11-21 2019-01-08 Vertiv Corporation Apparatus and method for subcooling control based on superheat setpoint control
JP6396662B2 (ja) 2013-03-15 2018-09-26 ダイキン アプライド アメリカズ インコーポレィティッド 冷凍装置および冷凍機の制御装置
US9188375B2 (en) 2013-12-04 2015-11-17 Zhejiang Dunan Hetian Metal Co., Ltd. Control element and check valve assembly
CN104075509A (zh) * 2014-07-01 2014-10-01 浙江大学 随发生温度自动调节面积比的喷射器及喷射式制冷机
CN104132432B (zh) * 2014-08-22 2016-06-29 四川长虹空调有限公司 电子膨胀阀逼近式控制方法
EP3032194A1 (de) * 2014-12-12 2016-06-15 Danfoss A/S Verfahren zur Steuerung der Zufuhr von Kühlmittel zu einem Verdampfer mit Berechnung einer Referenztemperatur
US9562710B2 (en) 2015-04-27 2017-02-07 Emerson Climate Technologies, Inc. Diagnostics for variable-capacity compressor control systems and methods
US10197319B2 (en) 2015-04-27 2019-02-05 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method of controlling a variable-capacity compressor
US9709311B2 (en) 2015-04-27 2017-07-18 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method of controlling a variable-capacity compressor
EP3109573B1 (de) 2015-06-24 2020-09-09 Emerson Climate Technologies GmbH Komponenten-cross-mapping in einem kühlsystem
US10240836B2 (en) 2015-06-30 2019-03-26 Emerson Climate Technologies Retail Solutions, Inc. Energy management for refrigeration systems
US11009250B2 (en) 2015-06-30 2021-05-18 Emerson Climate Technologies Retail Solutions, Inc. Maintenance and diagnostics for refrigeration systems
US10260788B2 (en) 2015-08-07 2019-04-16 Carrier Corporation System and method for controlling an electronic expansion valve
JP6381827B2 (ja) * 2015-11-06 2018-08-29 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置およびそれを備えたショーケース
US10408517B2 (en) 2016-03-16 2019-09-10 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method of controlling a variable-capacity compressor and a variable speed fan using a two-stage thermostat
CN107284193B (zh) * 2016-03-31 2022-06-14 杭州三花研究院有限公司 空调系统、该空调系统的控制系统及控制方法
US10760814B2 (en) 2016-05-27 2020-09-01 Emerson Climate Technologies, Inc. Variable-capacity compressor controller with two-wire configuration
US10403946B2 (en) * 2016-06-14 2019-09-03 Ford Global Technologies, Llc Battery chiller control with electronic expansion device
US10627146B2 (en) 2016-10-17 2020-04-21 Emerson Climate Technologies, Inc. Liquid slugging detection and protection
CN106595141B (zh) * 2016-12-12 2019-12-27 重庆美的通用制冷设备有限公司 一种电子膨胀阀的控制方法和装置以及制冷系统
CN110173936B (zh) * 2018-02-20 2022-04-12 蓝星有限公司 用于控制蒸发器内的液体水平的方法及其系统
CN109405383B (zh) * 2018-10-29 2020-08-18 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种空调器防回液控制方法及空调器
US11206743B2 (en) 2019-07-25 2021-12-21 Emerson Climate Technolgies, Inc. Electronics enclosure with heat-transfer element
WO2022051655A1 (en) * 2020-09-03 2022-03-10 Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP Expansion valve control system

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4523436A (en) * 1983-12-22 1985-06-18 Carrier Corporation Incrementally adjustable electronic expansion valve
US4879879A (en) * 1988-10-05 1989-11-14 Joseph Marsala Apparatus for controlling a thermostatic expansion valve
US5000009A (en) * 1990-04-23 1991-03-19 American Standard Inc. Method for controlling an electronic expansion valve in refrigeration system
JPH05106922A (ja) * 1991-10-18 1993-04-27 Hitachi Ltd 冷凍装置の制御方式
US5632154A (en) * 1995-02-28 1997-05-27 American Standard Inc. Feed forward control of expansion valve
US5691466A (en) * 1995-06-28 1997-11-25 J.T.L. Systems Ltd. Liquid-sensing apparatus and method
US5899084A (en) * 1997-01-10 1999-05-04 Chiquita Brands, Inc. Method and apparatus for ripening perishable products in a temperature-controlled room
US5735134A (en) * 1996-05-30 1998-04-07 Massachusetts Institute Of Technology Set point optimization in vapor compression cycles
US5806327A (en) * 1996-06-28 1998-09-15 Lord; Richard G. Compressor capacity reduction
DE59805146D1 (de) * 1997-03-18 2002-09-19 Andreas Bangheri Kompressionswärmepumpe oder Kompressionskältemaschine und Regelungsverfahren dafür
US6094930A (en) * 1998-11-12 2000-08-01 Daimlerchrysler Corporation Refrigerant flow management center for automobiles
US6138466A (en) * 1998-11-12 2000-10-31 Daimlerchrysler Corporation System for cooling electric vehicle batteries
US6148628A (en) * 1999-03-26 2000-11-21 Carrier Corporation Electronic expansion valve without pressure sensor reading
US6196012B1 (en) * 1999-03-26 2001-03-06 Carrier Corporation Generator power management

Also Published As

Publication number Publication date
BR0101083A (pt) 2001-10-30
CN1313493A (zh) 2001-09-19
TW499558B (en) 2002-08-21
CN1190637C (zh) 2005-02-23
JP3851512B2 (ja) 2006-11-29
EP1134518A3 (de) 2002-01-16
US6318101B1 (en) 2001-11-20
EP1134518B1 (de) 2006-01-04
DE60116433D1 (de) 2006-03-30
EP1134518A2 (de) 2001-09-19
JP2001280713A (ja) 2001-10-10
KR100423681B1 (ko) 2004-03-18
KR20010092356A (ko) 2001-10-24
ES2251438T3 (es) 2006-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60116433T2 (de) Auf Kühlerdrosselung und Ausgangsüberhitzung basiertes Regelverfahren eines elektronischen Entspannungsventiles
DE69925389T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Zusatzwärme für eine Wärmepumpe
DE69526980T2 (de) Klimagerät mit nichtazeotropischem Kältemittel und Steuerungsinformation-Erfassungsgerät
DE69634232T2 (de) Klimaanlage mit Kühlmitteldruckregelungsmitteln und Antriebssteuerverfahren dafür
DE60105213T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Anzeigen der Leistung von Verflüssigerrohrschlagen in luftgekühlten Kühlern
US6427461B1 (en) Space conditioning system with outdoor air and refrigerant heat control of dehumidification of an enclosed space
DE10231877B4 (de) Konstanttemperaturflüssigkeitszirkuliervorrichtung
DE69626069T2 (de) Klimaanlage
DE112009001461B4 (de) Wärmequellensystem mit einer Wärmepumpe und Steuerverfahren
EP2946258B1 (de) Verfahren zur anpassung eines sollwerts für die klimatisierung einer it-umgebung
WO2019076615A1 (de) Verfahren zum betreiben eines kältemittelkreislaufs sowie fahrzeugkälteanlage
SK1796A3 (en) Method and arrangement for controlling heat transfer in ventilation apparatus or air conditioning apparatus
DE102013114374B4 (de) Verfahren zur Drehzahlregelung bei einem Verdichter mit variabler Drehzahl
DE60125850T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Abtausteuerung für umkehrbare Wärmepumpen
DE3784175T2 (de) Analyse- und regelverfahren eines kuehlungsverfahrens.
DE202018103263U1 (de) Kompressorsteuerung für eine erhöhte Leistungsfähigkeit
DE112014000726T5 (de) Heizsystem
EP3816543B1 (de) Verfahren zur regelung eines expansionsventils
DE10051582A1 (de) Fahrzeugklimaanlage
DE60114489T2 (de) Schutzverfahren für in Kühlern und/oder Wärmepumpen verwendete Verdichter
DE60026898T2 (de) Klimaanlage
DE112014000527T5 (de) Heizsystem
JP2010243002A (ja) 空調システム
DE112018003763T5 (de) Klimaanlagenvorrichtung
EP3686519A1 (de) Ein system mit einem optimiertem unterkühler, ein verfahren einer selbstoptimierenden unterkühlersteuerung und eine steuerung dafür

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition