KR20200058549A

KR20200058549A - 증기 압축 시스템의 응축기 내의 조건에 적어도 부분적으로 기초하는 증기 압축 시스템의 퍼지 유닛의 활성화 및 비활성화

Info

Publication number: KR20200058549A
Application number: KR1020207012919A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 앤드류 브래드쇼; 앤드류 마이클 웰치; 커티스 씨. 크레인; 캘빈 앤드류 넬슨
Original assignee: 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2020-05-27
Also published as: US20200240690A1; EP3695177A1; CN111433534B; JP2024081732A; WO2019074765A1; US11466912B2; KR102504866B1; JP2022084918A; JP2020537106A; CN111433534A; KR20230034429A; CN117091446A

Abstract

본 개시 내용은 증기 압축 시스템에 관한 것으로서, 증기 압축 시스템은, 유체 결합된 응축기, 팽창 장치, 증발기, 및 압축기를 포함하는, 냉매 루프를 포함하고, 응축기는, 쉘, 쉘 내에 배치된 액체 냉매 온도 센서, 쉘 내에 배치된 총 압력 센서, 및 액체 냉매 온도 센서 및 총 압력 센서에 통신가능하게 결합된 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 액체 냉매 온도 센서로부터, 응축기 내의 액체 냉매 온도를 나타내는 제1 신호를 수신하고(152), 총 압력 센서로부터, 응축기 내의 비응축성 가스와 냉매 증기의 총 압력을 나타내는 제2 신호를 수신하고(154), 제1 신호 및 제2 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 응축기의 관찰된 포화 온도 및 예측된 포화 온도를 결정하고(156), 관찰된 포화 온도가 예측된 포화 온도보다 임계량을 초과하는 양만큼 높은 경우 퍼지 유닛을 선택적으로 활성화(158, 160)하도록 구성된다.

Description

증기 압축 시스템의 응축기 내의 조건에 적어도 부분적으로 기초하는 증기 압축 시스템의 퍼지 유닛의 활성화 및 비활성화

본원은 공조 및 냉방 응용분야에 통합된 일반적으로 증기 압축 시스템에 관한 것이다.

증기 압축 시스템은, 증기 압축 시스템의 동작에 연관된 상이한 온도 및 압력의 영향을 받는 것에 응답하여, 증기, 액체, 및 이들의 조합 간의 상을 변화시키는, 전형적으로 냉매로 지칭되는 동작 유체를 이용한다. 예를 들어, 난방, 환기, 공조, 및 냉방(HVAC&R) 시스템은 냉각기를 포함할 수 있고, 냉각기는, 냉매를 순환시켜 냉각기 증발기를 통해 연장되는 물 이송 튜브의 흐름으로부터 열을 제거(예를 들어, 냉각)하는 유형의 증기 압축 시스템이다. 냉각된 물 흐름은, 냉각기 증발기로 다시 순환하여 다시 한번 냉각되기 전에 열을 흡수하도록(예를 들어, 냉각을 제공하도록) 근처 구조로 지향될 수 있다.

소정의 냉각기는 저압 냉매를 이용하고, 그 결과, 냉각기의 일부는 대기압 미만에서 동작할 수 있다. 따라서, 냉각기의 이러한 일부에 결함이 존재하면, 비응축성 물질(예를 들어, 공기, 대기 가스)이 냉각기에 진입하여 갇힐 수 있다. 비응축성 물질은, 존재하는 경우, 냉각기가 냉각 용량을 유지하려고 할 때 더 많은 전력이 소비되므로, 일반적으로 냉각기 효율을 감소시킨다.

소정의 냉각기는 냉각기로부터 비응축성 물질을 제거하는 퍼지 유닛을 포함한다. 예를 들어, 퍼지 유닛은, 냉각기로부터 추출된 비응축성 물질과 냉매 증기의 혼합물로부터 냉매를 냉각 및 응축하는 데 사용되는 독립적 (이차) 증기 압축 시스템을 포함할 수 있다. 후속하여, 퍼지 유닛은 응축된 액체 냉매를 냉각기로 복귀시키고 비응축성 물질을 배출하며, 이들 비응축성 물질을 제거함으로써 냉각기 효율이 정상 수준으로 복귀한다. 그러나, 퍼지 유닛은, 또한, 활성 상태일 때 전력을 소비하며, 이는 냉각 시스템의 효율성을 감소시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, 냉각기와 같이 증기 압축 시스템으로 누출되는 비응축성 물질은 일반적으로 시스템의 효율을 감소시킨다. 소정의 증기 압축 시스템은 이러한 비응축성 물질을 제거하기 위한 퍼지 유닛을 갖지만, 퍼지 유닛은, 일반적으로 전력을 소비하므로, 활성 상태일 때 시스템의 효율을 감소시킨다. 이를 염두에 두고, 본 실시형태들은, 증기 압축 시스템의 퍼지 유닛 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 이러한 방법은, 예를 들어, 퍼지 사이클의 지속기간을 최소화하면서 퍼지 유닛 내의 냉매 대 공기 비가 소정의 산업 표준 내에 있을 수 있도록 하나 이상의 조건에 응답하여, 퍼지 유닛을 선택적으로 활성화 및 비활성화함으로써 효율을 개선한다. 후술하는 바와 같이, 이들 조건은, 냉각기 응축기 내의 조건, 최종 퍼지 활성화 이후의 시간, 비응축성 물질의 최종 배기 이후의 시간, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시형태들은, 증기 압축 시스템으로부터 상당량의 비응축성 물질을 제거하지 않고 퍼지 유닛이 활성화되는 시간을 감소시킴으로써, 증기 압축 시스템의 응축기 내의 비응축성 물질의 상당한 축적으로 인한 효율 손실을 방지하거나 완화하도록 여전히 반응하면서 전체적으로 증기 압축 시스템뿐만 아니라 퍼지 유닛의 전력 소비를 감소시킨다.

도 1은 본 기술의 일 실시형태에 따른 상업적 환경에 있는 난방, 환기, 공조, 및 냉방(HVAC&R) 시스템의 일 실시형태를 이용할 수 있는 건물의 사시도이다.
도 2는 본 기술의 일 실시형태에 따른 증기 압축 시스템의 일 실시형태의 사시도이다.
도 3은 본 기술의 일 실시형태에 따른 도 2의 증기 압축 시스템의 일 실시형태의 개략도이다.
도 4는 본 기술의 일 실시형태에 따른 도 2의 증기 압축 시스템의 다른 일 실시형태의 개략도이다.
도 5는 본 기술의 일 실시형태에 따른 도 2의 증기 압축 시스템의 일 실시형태의 응축기측의 사시도이다.
도 6은 본 기술의 일 실시형태에 따른 도 5의 증기 압축 시스템의 응축기의 개략적 단면도이다.
도 7은 본 기술의 일 실시형태에 따른 응축기 내의 특정 조건에 응답하여 증기 압축 시스템의 퍼지 유닛을 활성화 및 비활성화하기 위한 프로세스의 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다.
도 8은 본 기술의 일 실시형태에 따른 퍼지 유닛의 일 실시형태의 개략도이다.
도 9는 본 기술의 일 실시형태에 따른 퍼지 유닛의 퍼지 프로세스의 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다.
도 10은 본 기술의 일 실시형태에 따른 퍼지 유닛의 표준 퍼지 동작 모드의 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다.
도 11은 본 기술의 일 실시형태에 따른 퍼지 유닛의 향상된 퍼지 동작 모드의 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다.
도 12는 본 기술의 일 실시형태에 따른 퍼지 유닛 내의 공기 대 펌프아웃 시간에 대한 냉매의 비의 그래프이다.

이제, 도면을 참조하면, 도 1은 전형적인 상업용 건물(12)에서 난방, 환기, 공조, 및 냉방(HVAC&R) 시스템(10)을 위한 환경의 실시형태의 사시도이다. HVAC&R 시스템(10)은 건물(12)의 냉방에 사용될 수 있는 냉수(chilled liquid)를 공급하는 증기 압축 시스템(14)을 포함할 수 있다. HVAC&R 시스템(10)은 건물(12)을 난방하기 위해 온수(warm liquid)를 공급하는 보일러(16) 및 건물(12)을 통해 공기를 순환시키는 공기 분배 시스템을 또한 포함할 수 있다. 또한, 공기 분배 시스템은 공기 귀환 덕트(18), 공기 공급 덕트(20), 및/또는 공기 핸들러(handler)(22)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 공기 핸들러(22)는 도관(24)에 의해 보일러(16) 및 증기 압축 시스템(14)에 연결되는 열 교환기를 포함할 수 있다. 공기 핸들러(22) 내의 열 교환기는, HVAC&R 시스템(10)의 동작 모드에 따라, 보일러(16)로부터의 가온수를 또는 증기 압축 시스템(14)으로부터의 냉수를 수용할 수 있다. HVAC&R 시스템(10)은 건물(12)의 각 층에 별도의 공기 핸들러가 있는 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시형태에 있어서는, HVAC&R 시스템(10)은 두 층 사이에 또는 여러 층 사이에 공유될 수 있는 공기 핸들러(22) 및/또는 기타 구성요소를 포함할 수 있다.

도 2 및 도 3은 HVAC&R 시스템(10)에서 사용될 수 있는 증기 압축 시스템(14)의 실시형태들이다. 증기 압축 시스템(14)은 압축기(32)로 시작하는 회로를 통해 냉매를 순환시킬 수 있다. 회로는 또한, 응축기(34), 팽창 밸브(들) 또는 장치(들)(36), 및 액체 냉각기(chiller) 또는 증발기(38)를 포함할 수 있다. 증기 압축 시스템(14)은 아날로그-디지털(A/D) 컨버터(42), 마이크로프로세서(44), 비휘발성 메모리(46), 및/또는 인터페이스 보드(48)를 갖는 제어 패널(40)을 추가로 포함할 수 있다.

증기 압축 시스템(14)에서 냉매로서 사용될 수 있는 유체의 몇 가지 예시로서는, 예를 들어 R-410A, R-407, R-134a와 같은 하이드로플루오로카본(HFC)계 냉매, 하이드로플루오로올레핀(HFO)계 냉매, 암모니아(NH₃), R-717, 이산화탄소(CO₂), R-744와 같은 "자연(natural)" 냉매, 또는 하이드로카본계 냉매, 수증기, 또는 그 밖의 임의의 적절한 냉매가 있다. 일부 실시형태에 있어서, 증기 압축 시스템(14)은, R-134a와 같은 중간 압력 냉매에 비해, 저압 냉매라고도 지칭되는, 1기압의 압력에서 약 19℃(66℉)의 기준 비등점(normal boiling point)을 갖는 냉매를 효율적으로 이용하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은, "기준 비등점"은 1기압의 압력에서 측정한 비등점 온도를 의미할 수 있다.

일부 실시형태에 있어서, 증기 압축 시스템(14)은 변속 드라이브(VSD)(52), 모터(50), 압축기(32), 응축기(34), 팽창 밸브 또는 장치(36), 및/또는 증발기(38) 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 모터(50)는 압축기(32)를 구동할 수 있으며 변속 드라이브(VSD)(52)에 의해 전력을 공급받을 수 있다. VSD(52)는 교류(AC) 전원으로부터 특정한 고정 선로 전압 및 고정 선로 주파수를 갖는 AC 전력을 수신하고, 가변 전압 및 주파수를 갖는 전력을 모터(50)에 공급한다. 다른 실시형태에 있어서, 모터(50)는 AC 또는 직류(DC) 전원으로부터 직접 전력을 공급받을 수 있다. 모터(50)는, 스위치드 릴럭턴스(switched reluctance) 모터, 인덕션(induction) 모터, 전자 정류식 영구 자석 모터, 또는 다른 적절한 모터와 같은, VSD에 의해 또는 AC 또는 DC 전원으로부터 직접 전력을 공급받을 수 있는 임의의 타입의 전기 모터를 포함할 수 있다.

압축기(32)는 냉매 증기를 압축하고 해당 증기를 배출 통로를 통해 응축기(34)에 전달한다. 일부 실시형태에 있어서, 압축기(32)는 원심 압축기일 수 있다. 압축기(32)에 의해 응축기(34)에 전달된 냉매 증기는 응축기(34) 내의 냉각 유체(예컨대, 물 또는 공기)에 열을 전달할 수 있다. 냉매 증기는 냉각 유체와의 열전달의 결과로서 응축기(34) 내에서 냉매 액체로 응축될 수 있다. 응축기(34)로부터의 액체 냉매는 팽창 장치(36)를 통해 증발기(38)로 흐를 수 있다. 도 3의 예시적인 실시형태에 있어서, 응축기(34)는 수냉식 응축기이며, 냉각 유체를 응축기에 공급하는 냉각 타워(56)에 연결되는 튜브 다발(54)을 포함한다.

증발기(38)에 전달되는 액체 냉매는 응축기(34)에서 사용되는 냉각 유체와 동일한 것일 수도 또는 그렇지 않을 수도 있는 다른 냉각 유체로부터 열을 흡수할 수 있다. 증발기(38) 내의 액체 냉매는 액체 냉매로부터 냉매 증기로의 상변화를 겪을 수 있다. 도 3의 예시적인 실시형태에 도시된 바와 같이, 증발기(38)는 냉방 부하(62)에 연결되는 공급 선로(60S) 및 귀환 선로(60R)를 갖는 튜브 다발(58)을 포함할 수 있다. 증발기(38)의 냉각 유체(예컨대, 물, 에틸렌 글리콜, 염화칼슘 염수, 염화나트륨 염수, 또는 임의의 다른 적절한 유체)는 귀환 선로(60R)를 통해 증발기(38)에 유입되고 공급 선로(60S)를 통해 증발기(38)로부터 유출된다. 증발기(38)는 냉매와의 열전달을 통해 튜브 다발(58) 내의 냉각 유체의 온도를 저하시킬 수 있다. 증발기(38) 내의 튜브 다발(58)은 복수의 튜브 및/또는 복수의 튜브 다발을 포함할 수 있다. 어쨌든, 증기 냉매는 증발기(38)에서 유출되고 흡입 선로에 의해 압축기(32)로 환류되어 사이클을 완성한다.

도 4는 중간 회로(64)가 응축기(34)와 팽창 장치(36) 사이에 통합되어 있는 증기 압축 시스템(14)의 개략도이다. 중간 회로(64)는 응축기(34)에 유체유동 가능하게 직접 연결되는 유입 선로(68)를 가질 수 있다. 다른 실시형태에 있어서는, 유입 선로(68)가 응축기(34)에 유체유동 가능하게 간접적으로 결합될 수 있다. 도 4의 예시적인 실시형태에 도시된 바와 같이, 유입 선로(68)는 중간 용기(70)의 상류에 위치되는 제1 팽창 장치(66)를 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 중간 용기(70)는 플래시 탱크(flash tank)(예컨대, 플래시 인터쿨러)일 수 있다. 다른 실시형태에 있어서는, 중간 용기(70)가 열 교환기 또는 "표면 이코노마이저(surface economizer)"로서 구성될 수 있다. 도 4의 예시적인 실시형태에 있어서, 중간 용기(70)는 플래시 탱크로서 사용되고, 제1 팽창 장치(66)는 응축기(34)로부터 공급받은 액체 냉매의 압력을 낮추도록(예컨대, 팽창시키도록) 구성된다. 팽창 과정 동안, 액체의 일부분이 증발할 수 있고, 그에 따라, 중간 용기(70)는 제1 팽창 장치(66)로부터 공급받은 액체에서 증기를 분리시키는 데 사용될 수 있다. 부가적으로, 중간 용기(70)는 액체 냉매가 중간 용기(70)에 유입될 때 겪게 되는 압력 강하(예컨대, 중간 용기(70)에 유입될 때 겪는 급격한 용적 증가에 기인함) 때문에 액체 냉매의 추가적인 팽창을 제공할 수 있다. 중간 용기(70) 내의 증기는 압축기(32)의 흡입 선로(74)를 통해 압축기(32)에 의해 흡인될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 중간 용기 내의 증기는 압축기(32)의 중간 스테이지(예컨대, 흡입 스테이지는 아님)로 흡인될 수 있다. 중간 용기(70) 내에 수집되는 액체는, 팽창 장치(66) 및/또는 중간 용기(70)에서의 팽창 때문에 응축기(34)에서 유출되는 액체 냉매보다 엔탈피가 낮을 수 있다. 이후, 중간 용기(70)로부터의 액체는 선로(72)에서 제2 팽창 장치(36)를 통해 증발기(38)로 유동할 수 있다.

증기 압축 시스템(14)의 동작 동안, 시스템으로 누출되는 비응축성 물질(예를 들어, 공기, 대기 가스)은 응축기(34) 내에 축적되는 경향이 있는 것으로 현재 인식되고 있다. 이에 따라, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 증기 압축 시스템(14)은 응축기(34)에 유체 결합된 퍼지 유닛(80)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 퍼지 유닛(80)은, 응축기(34)로부터 퍼지 증기 흐름(82)(예를 들어, 냉매 증기와 비응축성 물질의 혼합물)을 수용한다. 수용된 퍼지 증기 흐름(82)의 냉매 증기를 액체 냉매로 응축하고 비응축성 물질을 제거한 후에, 퍼지 유닛(80)은 퍼지 복귀 흐름(84)(예를 들어, 응축된 액체 냉매)을 응축기(34)로 복귀시킨다.

소정의 실시형태에서, 제어 패널(40)은, 더욱 상세히 후술하는 바와 같이, 제어 패널(40)의 마이크로프로세서(44)가 퍼지 유닛(80)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 제공하도록 퍼지 유닛(80)에 통신가능하게 결합된다. 예를 들어, 소정의 실시형태에서, 제어 패널(40)은, 증기 압축 시스템(14)의 다수의 센서(예를 들어, 액체 냉매 온도 센서(86), 총 압력 센서(88), 퍼지 유닛(80) 내의 다른 센서)에 통신가능하게 결합될 수 있다. 제어 패널(40)은, 이들 센서로부터 수신한 데이터 신호에 응답하여 또는 (예를 들어, 퍼지 유닛(80)의 최종 활성화 이후로, 퍼지 유닛(80)에 의한 비응축성 물질의 최종 배출 이후로) 경과된 시간의 양, 또는 이들의 조합에 응답하여, 퍼지 유닛(80)을 활성화 또는 비활성화하기 위한 적절한 제어 신호를 제공할 수 있다.

도 5는 본 기술에 따른 증기 압축 시스템(14)의 일 실시형태의 사시도이다. 보다 구체적으로, 도 5는 증기 압축 시스템(14)의 응축기측(90)을 도시한다. 또한, 도 6은 도 5에 도시된 응축기(34)의 실시형태의 개략적 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 응축기(34)는 일반적으로 쉘(98) 내에 배치된 다수의 튜브(96)를 갖는 튜브 번들(94) 및 배출 배플(92)을 포함한다. 또한, 응축기(34)는, 응축기(34)의 최상부(102)에 또는 그 근처에 배치된 증기 유입구(100) 및 응축기의 바닥(106)에 또는 그 근처에 배치된 액체 냉매 유출구(104)를 포함한다. 예시된 응축기(34)는, 또한, 쉘(98)을 통해 연장되고 퍼지 유닛(80)과 응축기(34)의 내부 사이의 기체 및 액체 흐름(예를 들어, 퍼지 증기 흐름(82), 퍼지 복귀 흐름(84))을 가능하게 하는 퍼지 추출 유출구(108)와 퍼지 복귀 유입구(110)를 포함한다.

더욱 구체적으로, 증기 압축 시스템(14)의 동작 동안, 도시된 응축기(34)는, 일반적으로 응축기(34)의 최상부(102) 근처에 위치하는 증기 유입구(100)를 통해 증기 흐름(112)(예를 들어, 하나 이상의 비응축성 가스로 오염되어 있을 수 있는 냉매 증기의 흐름)을 수용한다. 더욱 구체적으로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 증기 흐름(112)은 압축기(32)로부터 응축기(34)의 길이(116)(예를 들어, 축방향 길이)의 중심 또는 중간부(114) 근처에서 수용된다. 도시된 바와 같이, 냉매 증기 흐름(112)은 응축기(34)의 상측부(118)에 (예를 들어, 응축기 액체 높이(120) 위에) 배치된 배출 배플(92)에 충돌한다. 배출 배플(92)은 일반적으로 화살표(122)로 표시된 바와 같이 응축기의 단부(126)를 향하여 흐름을 축방향으로 지향시킨다. 증기 흐름(112)은, 화살표(125)로 표시된 바와 같이 (예를 들어, 응축기(34)의 단부(126) 근처에 배치된) 배출 배플(92)의 개구(124)를 통과하고, 이어서 튜브 번들(94)의 응축기 튜브들(96)의 표면에서 응축된다. 응축된 액체 냉매는, 응축기(34)의 바닥(106) 근처에 위치하는 액체 냉매 유출구(104)로부터 응축기(34)를 빠져나가 증기 압축 시스템(14)을 통해 (예를 들어, 도 3에 도시된 팽창 장치(36)로) 계속 순환하기 전에, 특정 높이(예를 들어, 응축기 액체 높이(120))에서 수집된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 튜브 번들(94)은 행(128)과 같은 튜브들(96)의 층 또는 행의 하나 이상의 배열을 정의할 수 있다. 일부 실시형태에서, 튜브 번들(94)의 튜브들(96)은 식별가능한 행을 포함하지 않을 수 있다(예를 들어, 튜브 번들(94)의 튜브들(96)은 비교적 임의의 배열로 배열된다). 튜브들(96)은 고정된 간격 배열로 위치할 수 있고, 이때, 튜브들(96)의 각각은 서로 균등하게 이격된다. 그러나, 다른 실시형태에서, 튜브들(96)은 가변적인 간격 배열로 위치할 수 있으며, 이때, 튜브들 사이의 거리가 서로 다르다. 또 다른 실시형태에서, 튜브들(96)은 고정된 간격 배열로 적어도 부분적으로 위치할 수 있다. 이와 같이, 튜브들(96) 중 일부는 서로 균등하게 이격될 수 있는 반면, 다른 튜브들(96)은 서로 다른 거리로 이격될 수 있다. 다른 실시형태에서는, 본 개시 내용에 따라 튜브들(96)의 다른 임의의 적절한 배열을 사용할 수 있다는 점을 이해할 수 있다.

전술한 바와 같이, 비응축성 물질은 일반적으로 증기 압축 시스템(14)의 동작 동안 응축기(34)의 상측부(118) 내의 어느 곳(예를 들어, 응축기 액체 높이(120) 위)에서도 포획되는 것으로 현재 인식되고 있다. 이에 따라, 소정의 실시형태에서, 이들 비응축성 물질을 제거하도록 퍼지 유닛(80)의 퍼지 증기 유입구(130)로 지향되는 퍼지 증기 흐름(82)은, 응축기(34)의 상측부(118) 내의 임의의 적절한 위치에 배치된 응축기(34)의 퍼지 추출 유출구(108)로부터 추출된다. 또한, 도시된 실시형태의 경우, 퍼지 유닛(80)은, 응축된 액체 냉매(84)의 흐름을 배출 도관(133)을 통해 응축기(34)로 복귀시키는 중력 공급 배출구(예를 들어, 퍼지 복귀 유출구(132))를 포함한다. 이에 따라, 도시된 응축기(34)는, 퍼지 유닛(80)의 퍼지 복귀 유출구(132) 아래이면서 응축기 액체 높이(120) 위에 있는 수직 거리(134)에 위치하는 퍼지 복귀 유입구(110)를 포함한다.

또한, 소정의 실시형태에서, 퍼지 복귀 유출구(132), 퍼지 복귀 유입구(110), 및/또는 배출 도관(133)은 적어도 하나의 격리 기능부(135)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 소정의 실시형태에서, 격리 기능부(135)는 솔레노이드 밸브, 체크 밸브, p-트랩, 또는 이들의 조합일 수 있다. 도시된 실시형태에서, 격리 기능부(135)는, 특히, 퍼지 유닛(80)이 냉매로부터 격리된 비응축성 물질을 제거하는 동안(예를 들어, 도 8에 관하여 후술하는 바와 같이, 진공 펌프(190)가 활성 상태인 동안) 퍼지 유닛(80)을 냉각기(예를 들어, 응축기(34))로부터 선택적으로 격리함으로써 동작한다. 격리 기능부(135)가 능동 제어되는 솔레노이드 밸브, 또는 다른 능동 제어되는 기능부인 실시형태에서, 격리 기능부(135)는, 퍼지 복귀 유출구(132)와 퍼지 복귀 유입구(110) 간의 유체 흐름을 선택적으로 허용하거나 차단하도록 격리 기능부(135)의 동작(예를 들어, 개폐)을 제어하기 위한 신호를 제공하는 적절한 제어 회로(예를 들어, 제어 패널(40))에 통신가능하게 결합된다.

다른 실시형태에서는, 대신, 퍼지 복귀 유출구(132)가 증발기(36)에 유체 결합될 수 있고, 또한, 증기 압축 시스템(14)에 상당한 성능 영향을 주지 않고서 응축된 액체 냉매(84)의 흐름을 증발기로 복귀시킬 수 있다는 점을 이해할 수 있다. 또한, 다양한 실시형태에서, 퍼지 유닛(80)은, 본 개시 내용에 따라, 증발기(38)와 동일한 응축기(34) 측 상에 배치될 수 있고(예를 들어, 응축기(34)와 증발기(38) 사이에 위치할 수 있고)，또는 응축기(34)의 내측(즉, 증발기(38)의 반대측) 상에 배치될 수 있고, 또는 다른 임의의 적절한 위치에 배치될 수 있다는 점도 이해할 수 있다. 이에 따라, 이러한 실시형태에서, 퍼지 추출 유출구(108) 및/또는 퍼지 복귀 유입구(110)는, 증발기(38)와 동일한 응축기(34) 측에 유사하게 배치될 수 있다(예를 들어, 응축기(34)와 증발기(38) 사이에 위치할 수 있다).

도 6에 도시된 응축기(34)의 예시적인 실시형태는, 또한, 액체 냉매 온도 센서(136) 및 총 압력 센서(138)(예를 들어, 압력 변환기(138))를 포함한다. 도시된 바와 같이, 액체 냉매 온도 센서(136)는 응축기(34) 내의 액체 냉매의 온도의 적절한 측정을 보장하도록 응축기 액체 높이(120) 아래에 배치된다. 도시된 바와 같이, 총 압력 센서(138)는, 응축기(34)의 상측부(118)에서의 냉매와 비응축성 물질의 총 압력의 적절한 측정을 보장하도록 응축기 액체 높이(120) 위에 (예를 들어, 응축기(34)의 상측부(118)에) 배치된다. 소정의 실시형태에서, 액체 냉매 온도 센서(136)와 총 압력 센서(138)는, 제어 패널(40)의 마이크로프로세서(44) 또는 다른 적절한 처리 회로에 데이터 신호를 제공하며, 이때, 제어 패널(40)의 마이크로프로세서(44)는 센서들(136 및 138)의 측정에 기초하여 퍼지 유닛(80)을 적어도 부분적으로 활성화 및 비활성화할 수 있다.

구체적인 예를 들면, 도 7은, 응축기(34) 내의 특정 조건에 응답하여 퍼지 유닛(80)을 선택적으로 활성화 및 비활성할 때를 결정하도록 (예를 들어, 메모리 상에 저장된 실행가능 명령어를 통해) 제어 패널(40)의 마이크로프로세서(44) 또는 증기 압축 시스템(14)의 다른 적절한 처리 회로가 실행할 수 있는 프로세스(150)의 예시적인 실시형태를 도시한다. 본 개시 내용에 따라, 다른 제어 전략이 추가로 또는 대안으로 사용될 수 있다는 점을 이해할 수 있다. 도 7에 도시된 프로세스(150)는, 마이크로프로세서(44)가 응축기(34) 내의 액체 냉매의 온도를 나타내는 데이터 신호를 액체 냉매 온도 센서(136)로부터 수신하는 것(블록(152))으로 시작한다. 소정의 실시형태에서, 마이크로프로세서(44)는 액체 냉매 온도 센서(136)에 의해 지시되는 온도를 관찰된 응축기 포화 온도(OCST)의 직접적인 지시 또는 표현으로서 사용한다. 마이크로프로세서(44)는, 또한, 응축기(34)의 총 압력 센서(138)로부터 데이터 신호를 수신한다(블록(154)). 이어서, 마이크로프로세서(44)는 응축기(34)에 대한 예측된 응축기 포화 온도(PCST)를 결정한다(블록(158)). 예를 들어, 마이크로프로세서(44)는, 증기 압축 시스템(14)의 특정 냉매에 대한 PCST를 결정 또는 계산하도록, 측정된 총 압력을 PCST에 관련짓는 제어 패널(40)의 비휘발성 메모리(46)에 저장된 수학식을 사용하거나 룩업 테이블에 액세스할 수 있다.

도 7에 도시된 프로세스(150)를 계속하며, 마이크로프로세서(44)는 이어서 상술한 블록들에서 결정된 OCST와 PCST를 비교한다(블록(158)). (블록(152)으로부터의) OCST가 특정 임계량 또는 편차(예를 들어, 0.5℉, 0.75℉, 1℉)를 초과하는 값만큼 (블록(156)으로부터의) PCST보다 크다고 마이크로프로세서(44)가 결정하는 경우, 퍼지 유닛(80)이 비활성화 상태라면 또는 비활성화일 때, 마이크로프로세서(44)는 퍼지 유닛(80)을 활성화한다(블록(160)). 소정의 실시형태에서, 마이크로프로세서(44) 또는 다른 적절한 처리 회로는, 특정한 응축기 조건이 충족될 때까지(예를 들어, PCST가 다시 한번 OCST의 임계값 내에 있을 때까지), 미리 결정된 시간량 동안 퍼지 유닛(80)이 비응축성 물질의 배출을 중단하고 있을 때까지, 또는 이들의 소정의 조합으로, 특정된 시간 길이 또는 퍼지 지속기간(예를 들어, 1시간, 2시간, 6시간, 12시간) 동안 퍼지 유닛(80)을 활성화할 수 있다. 도 7에 도시된 실시형태에 대해, OCST가 특정 양의 임계값 또는 편차 이상으로 PCST보다 크지 않다고 마이크로프로세서(44)가 결정하는 경우(블록(158)), 퍼지 유닛(80)이 활성 상태이라면 또는 활성 상태일 때, 마이크로프로세서(44)는 퍼지 유닛(80)을 인터럽트(예를 들어, 비활성화, 정지)한다(블록(162)). 다른 실시형태에서, 마이크로프로세서(44) 또는 다른 적절한 처리 회로는, 전술한 바와 같이 OCST와 PCST의 비교 및 다른 인자(예를 들어, 퍼지 유닛(80)이 활성화된 이후의 시간량, 퍼지 유닛(80)이 비응축성 물질을 배출한 이후의 시간량 등)에 기초하여 퍼지 유닛(80)을 활성화 및 비활성화하기 위한 적절한 제어 신호를 제공할 수 있다.

도 8은 본 기술에 따라 퍼지 유닛(80)의 일 실시형태를 도시하는 개략도이다. 도시된 퍼지 유닛(80)은, 퍼지되고 있는 일차 증기 압축 시스템(14)(예를 들어, 냉각기(14))에 대해 독립적인 (예를 들어, 이차) 증기 압축 시스템(170)을 포함한다. 이와 같이, 퍼지 유닛(80)의 도시된 실시형태는, 증기 압축 시스템(170)의 도시된 실시형태의 냉매 루프 또는 회로(184)를 형성하도록 함께 유체 결합된, 압축기(172), 팬(176)을 갖는 응축기(174), 필터-건조기(178), 팽창 밸브(180), 및 증발기 코일(182)을 포함한다.

도 8에 도시된 퍼지 유닛(80)이 활성 상태인 경우, 압축기(172)와 응축기(174)의 결합된 동작에 의해 액화된 후의 냉매(예를 들어, R404a, 또는 다른 적절한 냉매)는 퍼지 탱크(186) 내에 배치된 증발기 코일(182) 내로 도입되어, 퍼지 탱크(186)에 진입하는 퍼지 증기 흐름(82)을 응축하게 된다. 보다 구체적으로, 도시된 실시형태에서, 퍼지 탱크(186)는, 일차 증기 압축 시스템(14)(예를 들어, 냉각기(14))의 응축기(34)의 퍼지 추출 유출구(108)로부터 퍼지 증기 흐름(82)(예를 들어, 냉매 증기와 비응축성 물질의 공급물)을 수용한다. 퍼지 탱크(186) 내에서 응축되는 퍼지 증기 흐름(82)의 냉매 증기는, 응축기(34)의 퍼지 복귀 유입구(110)로 퍼지 복귀 흐름(84)(예를 들어, 액체 냉매의 흐름)으로서 복귀된다. 퍼지 탱크(186) 내에서 응축되지 않으며 일차 증기 압축 시스템(14)으로부터 수용되는, 퍼지 증기 흐름(82) 내의 비응축성 가스(188)는, 보다 상세히 설명되는 바와 같이 진공 펌프(190)에 의해 후속 제거된다.

도 8에 도시된 퍼지 유닛(80)은, 퍼지 유닛(80)의 동작(예를 들어, 활성화, 비활성화, 배기)을 제어하기 위해 퍼지 유닛(80)의 다양한 구성요소에 통신가능하게 결합된 제어기(192)를 포함한다. 예시된 실시형태에서, 제어기(192)는, 명령어를 저장하는 메모리(194), 및 퍼지 유닛(80)의 동작을 제어하도록 이들 명령어를 실행하는 프로세서(196)를 포함한다. 다른 실시형태에서, 제어기(192)는 제어 패널(40)일 수 있고, 마이크로프로세서(44)는, 전술한 바와 같이, 일차 증기 압축 시스템(14) 및/또는 HVAC&R 시스템(10)에 더하여 퍼지 유닛(80)의 동작을 제어하도록 비휘발성 메모리(40)에 저장된 명령어를 실행할 수 있다. 소정의 실시형태에서, 제어기(92)는, 제어 패널(40)과 구별될 수 있고 데이터 및/또는 제어 신호를 교환하기 위해 제어 패널에 통신가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 이러한 실시형태에서, 제어기(192)의 프로세서(196)는, 더욱 상세히 후술하는 바와 같이, 퍼지 유닛(80)이 활성 상태인지 여부 및 동작 중 퍼지 유닛(80)에 의해 생성된 임의의 에러 메시지 또는 통지를 나타내는 데이터 신호를 제어 패널(40)의 마이크로프로세서(44)에 전송할 수 있다. 유사하게, 이러한 실시형태에서, 제어 패널(40)의 마이크로프로세서(44)는, 일차 증기 압축 시스템(14)의 측정된 또는 계산된 파라미터들(예를 들어, 측정된 응축기 액체 온도, 측정된 응축기 압력, 계산된 응축기 포화 온도)을 나타내는 데이터 신호를, 제어기(192)의 프로세서(196)에 전송할 수 있고, 이때, 제어기(192)는 상세히 후술하는 바와 같이 퍼지 유닛(80)을 선택적으로 활성화 및 비활성화할 때를 결정할 수 있다.

도 8에 도시된 실시형태에서, 제어기(192)는, 퍼지 유닛(80)의 다양한 구성요소로부터 데이터 신호를 수신하도록/수신하거나 이러한 구성요소에 제어 신호를 제공하도록 통신가능하게 결합된다. 예를 들어, 제어기(192)의 프로세서(196)는, 응축기(174)의 팬(176) 및 압축기(172)를 활성화하기 위한 적절한 제어 신호를 제공함으로써 퍼지 유닛(80)을 활성화할 수 있다. 제어기(192)의 프로세서(196)는, 후술하는 바와 같이, 진공 펌프(190)에 의한 비응축성 물질의 배기 동안을 제외하고 개방 위치로 유지되는 제1 솔레노이드 밸브(198)를 기동하기 위한 적절한 제어 신호를 제공할 수 있다. 유사하게, 제어기(192)의 프로세서(196)는, 후술하는 바와 같이, 진공 펌프(190)에 의한 비응축성 물질의 배기 동안을 제외하고 폐쇄 위치로 유지되는 제2 솔레노이드 밸브(200)를 기동하기 위한 적절한 제어 신호를 제공할 수 있다. 또한, 제어기(192)는, (예를 들어, 펌프의 비활성화 전에 미리 결정된 양의 펌프 다운타임 동안 진공 펌프(190)를 동작시키도록) 진공 펌프(190)를 활성화 및 비활성화하기 위한 적절한 제어 신호를 제공할 수 있다. 또한, 예시된 제어기(192)는, 퍼지 탱크(186) 내의 응축된 액체 냉매의 높이를 나타내는 데이터 신호를 액체 높이 센서(199)로부터 수신할 수 있다.

또한, 도 8에 도시된 퍼지 유닛(80)의 실시형태에서, 제어기(192)의 프로세서(196)는 적어도 2개의 온도 센서에 통신가능하게 결합된다. 제1 온도 센서(202)는 증발기 코일(182)을 빠져나가는 퍼지 유닛 냉매의 온도(T1)를 측정하는 한편, 제2 온도 센서(204)는 퍼지 유닛(80)의 증발기 코일(182)에 진입하는 퍼지 유닛 냉매의 온도(T2)를 측정한다. 증발기 코일(182)이 일차 증기 압축 시스템(14)으로부터 냉매 증기를 응축할 때, 일반적으로 T1이 (예를 들어, 절대적으로 또는 T2에 비해) 증가하는 것으로 현재 인식되고 있다. 그러나, 퍼지 탱크(186)가 상당량의 비응축성 가스를 포함할 때, T1은 감소한다(예를 들어, T2에 접근한다). 따라서, 후술하는 바와 같이, 제어기(192)의 프로세서(196) 또는 다른 적절한 처리 회로는 적어도 T1에 기초하여 퍼지 탱크(186)를 배기할 때를 결정한다. 예를 들어, 소정의 실시형태에서, 제어기(192)의 프로세서(196)는, T1을 미리 결정된 임계값(예를 들어, 15℉)과 비교하고 T1이 미리 결정된 임계값보다 작을 때(예를 들어, 미만일 때) 퍼지 탱크(186)의 배기를 개시할 수 있다. 다른 실시형태에서, 제어기(192)의 프로세서(196)는, T1과 T2의 차를 미리 결정된 임계값(예를 들어, 0.5℉, 1℉, 5℉)과 비교할 수 있고, T1과 T2의 차가 미리 결정된 임계값보다 작을 때(예를 들어, 미만일 때) 퍼지 탱크(186)의 배기를 개시할 수 있다.

예를 들어, 도 9는, 퍼지 유닛(80)의 제어기(192)의 프로세서(196) 또는 증기 압축 시스템(14)의 다른 적절한 처리 회로가 퍼지 유닛(80)을 동작시키는 퍼지 프로세스(220)의 예시적인 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다. 다른 실시형태에서, 프로세스(220)는, 추가 단계들을 포함할 수 있고, 도시된 단계들을 생략할 수 있고, 다수의 단계의 동시 실행을 포함할 수 있고/있거나 도 9에 도시된 순서와는 다른 순서로 단계들의 수행을 포함할 수 있다는 점을 이해할 수 있다. 예시된 예에서, 프로세스(220)는, 본원에서 퍼지 지속기간이라고 칭하는 특정량의 시간 동안 또는 무제한량의 시간 동안(예를 들어, 인터럽트될 때까지) 제어 패널(40)의 마이크로프로세서(44) 또는 제어기(192)의 프로세서(196)가 퍼지 유닛(80)의 활성화를 요청하거나 트리거할 때, 실행된다.

도시된 퍼지 프로세스(220)는, 현재 퍼지 프로세스 동안 퍼지 탱크(186)의 배기 횟수를 추적하고 또한 퍼지 프로세스에 대한 시작 시각을 기록하는 카운터를 프로세서(196)로 재설정(블록(222))하는 것으로 시작한다. 프로세서(196)는, 퍼지 유닛(80)의 응축기 팬(176)과 압축기(172)에 적절한 제어 신호를 제공하여(블록(224)) 양측 장치를 활성화하여, 퍼지 유닛(80)을 활성화한다. 프로세서(196)는, 또한, (예를 들어, 폐쇄되어 있다고 결정되면) 제1 솔레노이드 밸브(198)를 개방하고 (예를 들어, 개방되어 있다고 결정되면) 제2 솔레노이드 밸브(200)를 폐쇄하기 위한 적절한 제어 신호들을 제공한다(블록(226)).

도 9에 도시된 프로세스(220)의 실시형태는, 프로세서(196)가 퍼지 유닛(80)의 증발기 코일(182)을 빠져나가는 퍼지 유닛 냉매의 온도(T1)를 나타내는 신호를 제1 온도 센서(202)로부터 수신하는 것(블록(228))으로 계속된다. 프로세서(196)는 퍼지 탱크(186)의 배기가 진행되어야 하는지 여부를 결정하도록 T1을 분석한다. 예시적인 실시형태에서, 프로세서(196)는 T1이 미리 결정된 온도 임계값(예를 들어, 15℉)보다 작은지 여부를 결정한다(블록(230)). 다른 실시형태에서, 프로세서(196)는 T1과 T2 간의 차를 미리 결정된 다른 임계값(예를 들어, 5℉, 10℉, 15℉)과 비교할 수 있다.

프로세서(196)가 T1이 미리 결정된 온도 임계값 미만으로 되었다고 결정할 때, 프로세서(196)는 브래킷(232) 내의 단계들에 의해 지시된 바와 같이 퍼지 탱크(186)의 배기를 실시 또는 개시하기에 적절한 제어 신호를 제공한다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 프로세서(196)는, 미리 결정된 양의 펌프 다운타임(예를 들어, 30초, 45초, 1분) 동안 진공 펌프(190)를 활성화하기 위한 제어 신호를 제공하고(블록(234)), 제1 솔레노이드 밸브(198)를 폐쇄하고 제2 솔레노이드 밸브(200)를 개방하기 위한 제어 신호를 제공한다(블록(236)). 프로세서(196)는, 퍼지 카운트를 더 증분하고(블록(238)), 블록(222)에서 프로세스(220)를 재개한다.

도시된 예에서, 블록(230)에서, T1이 미리 결정된 온도 임계값을 초과할 때, 프로세서(196)는 퍼지 지속기간이 만료되었는지 또는 퍼지 인터럽트가 요청되었는지를 결정한다(블록(240)). 예를 들어, 도시된 바와 같이, 프로세서(196)는 블록(222)에서 기록된 퍼지 시작 시각과 현재 시각을 비교하여 퍼지 지속기간이 만료되었는지를 결정할 수 있다. 프로세서(196)는, 또한, (예를 들어, 도 7의 블록(158 및 160)에 따라) 응축기 내의 조건의 변화로 인해 퍼지 유닛이 인터럽트되어야 한다고 결정되었는지를 확인할 수 있다. 퍼지 지속기간이 만료되지 않았고 퍼지 프로세스가 인터럽트되지 않았다면, 프로세서(196)는, T1을 나타내는 신호를 계속 수신하고(블록(228)), 퍼지 지속기간이 만료될 때까지 또는 퍼지 프로세스가 인터럽트될 때까지(블록(240)) T1이 미리 결정된 온도 임계값을 초과하여 상승했는지를 결정한다(블록(230)). 이어서, 프로세서(196)는, 퍼지 유닛(80)의 압축기(172) 및 응축기 팬(176)을 비활성화하기 위한 적절한 제어 신호를 제공하여(블록(242)), 퍼지 유닛(80)을 비활성화한다. 또한, 도시된 바와 같이, 프로세서(196)는 퍼지 종료 시각 및 퍼지 프로세스(220)의 이러한 실행을 위한 퍼지 카운트를 메모리(194)에 기록할 수 있다.

소정의 실시형태에서, 퍼지 유닛(80)의 제어기(192)의 프로세서(196) 또는 다른 적절한 처리 회로는, 표준 퍼지 동작 모드에서 퍼지 유닛(80)을 활성화할 수 있다. 표준 퍼지 모드 프로세스(260)의 예시적인 실시형태가 도 10에 도시되어 있다. 다른 실시형태에서, 지시된 퍼지 지속기간 및 대기 지속기간은 일차 증기 압축 시스템(14)의 특성에 따라 길거나 짧을 수 있다. 다른 실시형태에서, 프로세스(260)는, 추가 단계들을 포함할 수 있고, 도시된 단계들을 생략할 수 있고, 다수의 단계의 동시 실행을 포함할 수 있고/있거나 도 10에 도시된 순서와는 다른 순서로 단계들의 수행을 포함할 수 있다는 점을 이해할 수 있다.

도시된 바와 같이, 프로세스(260)는, 미리 결정된 퍼지 기간(예를 들어, 2시간) 동안 퍼지 프로세스(예를 들어, 도 9에 도시된 퍼지 프로세스(220))를 활성화하는 것(블록(262))으로 시작한다. 전술한 바와 같이, 퍼지 프로세스(220)가 완료되면, 제어기(192)의 메모리(194)는 퍼지 카운트 및 퍼지 종료 시각을 저장할 수 있다. 이에 따라, 도 10에 도시된 프로세스(260)를 계속하면서, 프로세서(196)는 후속하여 퍼지 카운트 값을 고려하여 퍼지 탱크(186)의 임의의 배기가 블록(262)의 퍼지 프로세스의 활성화 동안 발생했는지를 결정한다(블록(264)). 퍼지 카운트가 하나 이상의 배기가 발생했음을 나타내면, 프로세서(196)는 퍼지 지속기간(예를 들어, 2시간) 동안 퍼지 프로세스(220)를 다시 활성화한다(블록(262)). 퍼지 카운트가 배기가 발생하지 않았음을 나타내면(예를 들어, 퍼지 프로세스(220)의 브래킷(232)의 단계들이 실행되지 않았다면), 프로세서(196)는 프로세스(260)에서 다음 단계로 진행할 수 있다.

예시된 실시형태에서, 일단 어떠한 배기 없이도(블록(264)) 퍼지 지속기간(예를 들어, 2시간) 동안 퍼지 유닛(80)이 활성화되었다면(블록(262)), 프로세서(196)는, 조건들의 특정 세트가 진행을 위해 충족될 때까지 블록(266)에서 대기할 수 있다. 도시된 예시적인 실시형태에서, 프로세서(196)는, 전술한 바와 같이, 응축기(34)의 OCST 및 PCST를 결정하도록, 일차 증기 압축 시스템(14)의 응축기(34)의 내부에 배치되며 통신가능하게 결합된 센서들(예를 들어, 도 6에 도시된 액체 냉매 온도 센서(136), 총 압력 센서(138))로부터 또는 데이터에 대한 액세스를 갖는 통신가능하게 결합된 다른 프로세서로부터 이러한 데이터를 수신한다. 프로세서(196)는, 이들 값을 사용하여, OCST가 PCST보다 큰(예를 들어, 0.5℉보다 큰) 편차값(DEV) 또는 임계값보다 큰지를 결정한다(블록(266)). 이 조건이 충족되거나 퍼지 유닛(80)이 적어도 미리 결정된 대기 지속기간(예를 들어, 퍼지 정지 시간에 기초하여 6시간) 동안 비활성이었다면(블록(266)), 프로세서(196)는 프로세스(260)의 다음 단계로 진행한다.

도시된 실시형태에서, 프로세스(260)는 퍼지 지속기간(예를 들어, 2시간) 동안 퍼지 프로세스를 다시 활성화하는 것(블록(268))으로 계속된다. 후속하여, 프로세서(196)는, 퍼지 카운트를 고려하여 블록(268)에서 개시된 퍼지 프로세스 동안 임의의 배기가 발생했는지를 결정한다(블록(270)). 도시된 바와 같이, 프로세서(196)가 퍼지 탱크(186)의 임의의 배기가 발생했다고 결정하면, 프로세서(196)는 다시 프로세스(260)의 블록(262)으로 진행한다. 프로세서(196)가 배기가 발생하지 않았다고 결정하면(예를 들어, 퍼지 프로세스(220)의 브래킷(232)의 단계들이 실행되지 않았다면), 프로세서(196)는, 프로세스(260)의 블록(262)으로 다시 진행하기 전에 퍼지 유닛(80)이 비활성화된 상태로 대기 지속기간(예를 들어, 6시간) 동안 대기할 수 있다(블록(272). 이에 따라, 도 10에 도시된 표준 퍼지 모드 프로세스(260)의 실시형태는, 퍼지 유닛(80)이 활성화되는 시간량을 제한하여, 전력 소비를 줄이고 일차 증기 압축 시스템(14) 및 HVAC&R 시스템(10)의 효율을 개선한다.

소정의 실시형태에서, 퍼지 유닛(80)의 제어기(192)의 프로세서(196) 또는 다른 적절한 처리 회로는 향상된 퍼지 동작 모드에서 퍼지 유닛(80)을 활성화할 수 있다. 향상된 퍼지 모드 프로세스(280)의 예시적인 실시형태가 도 11에 도시되어 있다. 다른 실시형태에서, 지시된 퍼지 지속기간 및 대기 지속기간은 일차 증기 압축 시스템(14)(예를 들어, 냉각기(14))의 특성에 따라 길거나 짧을 수 있다. 다른 실시형태에서, 프로세스(280)는, 추가 단계들을 포함할 수 있고, 도시된 단계들을 생략할 수 있고, 다수의 단계의 동시 실행을 포함할 수 있고/있거나 도 11에 도시된 순서와는 다른 순서로 단계들의 수행을 포함할 수 있다는 점을 이해할 수 있다.

예시한 바와 같이, 프로세스(280)는, 퍼지 탱크(186)의 최종 배기 이후 일의 수 동안 카운터를 재설정하고(블록(282)) (해당 일마다) 다수의 퍼지 사이클을 위한 카운터를 재설정하는 것(블록(284))으로 시작한다. 후속하여, 프로세서(196)는, 미리 결정된 퍼지 지속기간(예를 들어, 1시간) 동안 퍼지 프로세스(예를 들어, 도 9에 도시된 퍼지 프로세스(220))를 활성화한다(블록(286)). 블록(288)에 의해 지시된 바와 같이, 퍼지 카운트가 블록(286)의 퍼지 프로세스 동안 적어도 하나의 배기가 발생했음을 나타내는 경우, 프로세서(196)는 최종 배기 이후의 일의 수 동안 카운터를 다시 재설정하고(블록(290)) 다시 블록(284)으로 진행한다.

예시된 실시형태를 계속하여, 프로세서(196)가 블록(286)의 퍼지 프로세스 동안 배기가 발생하지 않았다고 결정하면(블록(288))(예를 들어, 퍼지 프로세스(220)의 브래킷(232)의 단계들이 실행되지 않았다면), 프로세서(196)는, 퍼지 유닛 사이클 카운트를 증분하고 퍼지 유닛(80)이 비활성화인 상태로 미리 결정된 제1 대기 지속기간(예를 들어, 4시간) 동안 대기한다(블록(292)). 프로세서(196)는, 대기 후, 퍼지 유닛 사이클이 미리 결정된 값(예를 들어, 3) 이상인지를 결정하고(블록(293)), 그렇지 않다면, 프로세서(196)는 블록(286)으로 복귀하여 퍼지 지속기간(예를 들어, 1시간) 동안 퍼지 프로세스를 다시 수행한다. 프로세서(196)가 퍼지 탱크(186)의 배기가 발생하지 않았다고 결정하면(블록(293)), 프로세서(196)는, 최종 배기 이후의 일의 수를 증분(블록(294)하고, 퍼지 유닛(80)이 비활성화인 상태로 제2 대기 지속기간(예를 들어, 24시간) 동안 대기하고, 여기서, 제2 대기 지속기간은 제1 대기 지속기간보다 상당히 길다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 4시간의 퍼지 유닛 비활성화를 사이에 두고서 퍼지 프로세스의 3개 이상의 1시간 활성화 동안 배기가 발생하지 않았다고 프로세서(196)가 결정하면, 프로세서(196)는 최종 배기 이후의 일의 수를 증분하고 퍼지 유닛(80)이 비활성화인 상태로 24시간 동안 대기한다.

예시된 실시형태를 계속하여, 일단 제2 대기 지속기간이 만료되면, 프로세서(196)는, 최종 배기 이후의 일 수가 미리 결정된 일 수(예를 들어, 1주일) 이상인지를 결정할 수 있다(블록(296)). 그렇지 않으면, 프로세서(196)는 블록(284)으로 다시 진행한다. 퍼지 프로세스의 반복되는 활성화 동안 퍼지 탱크(186)의 배기가 발생하지 않았다고 프로세서(196)가 다시 결정하면(블록(293)), 프로세서(196)는, 최종 배기 이후의 일 수를 다시 증분하고(블록(294), 퍼지 유닛이 비활성화인 상태로 제2 대기 지속기간(예를 들어, 24시간) 동안 대기한다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 4시간의 퍼지 유닛 비활성화를 사이에 두고서 3개 이상의 1시간 퍼지 활성화 동안 활성화 동안 배기가 발생하지 않았다고 프로세서(196)가 결정하면, 프로세서(196)는 최종 대기 이후의 일 수를 증분하고 퍼지 장치가 비활성화된 상태에서 24시간 동안 대기한다.

이와 같이, 예시된 실시형태에서, 일일 퍼지 루틴(예를 들어, 4시간 간격으로 퍼지 프로세스의 적어도 3개의 1시간 활성화)의 미리 결정된 시간량(예를 들어, 1주일) 동안 퍼지 탱크(186)의 배기가 발생하지 않았다고 프로세서(196)가 결정하는 경우(블록(296)), 프로세서(196)는, 프로세스(280)의 블록(284)으로 다시 진행하기 전에 퍼지 유닛(80)이 비활성화인 상태로 제3 대기 지속기간(예를 들어, 7일) 동안 대기하고(블록(298)), 여기서, 제3 대기 지속기간은 제1 및 제2 대기 지속기간보다 상당히 길다. 도시된 바와 같이, 후속하여, 프로세서(196)는, 전술한 퍼지 루틴의 하루(예를 들어, 4시간 간격으로 퍼지 프로세스의 적어도 3개의 1시간 활성화)를 수행한다. 퍼지 탱크(186)의 배기가 발생하지 않으면, 최종 배기 이후의 일 수가 미리 결정된 일 수(예를 들어, 7일)보다 많게 유지되므로, 프로세서(196)는, 프로세스(280)의 블록(284)으로 다시 진행하기 전에 퍼지 유닛(80)이 비활성화된 상태로 제3 대기 지속기간(예를 들어, 1주일) 동안 다시 대기한다(블록(298). 이에 따라, 도 11에 도시된 향상된 퍼지 모드 프로세스(280)의 실시형태는 (예를 들어, 도 10에 도시된 표준 퍼지 모드 프로세스(260)에 비해) 퍼지 유닛(80)이 활성화되는 시간을 상당히 제한한다. 보다 구체적으로, 향상된 퍼지 모드 프로세스(280)는, 일차 증기 압축 시스템(14)으로부터 비응축성 물질을 능동적으로 제거하지 않았을 때(예를 들어, 퍼지 탱크(186)의 배기가 발생하지 않았을 때) 퍼지 유닛(80)을 선택적으로 비활성화함으로써, 증기 압축 시스템(14)의 효율을 실질적으로 더욱 양호하게 개선할 수 있다. 이와 같이, 도 11에 도시된 프로세스(280)는, 일차 증기 압축 시스템(14) 및 HVAC&R 시스템(10)의 전력 소비의 추가 감소 및 효율의 개선을 가능하게 한다.

퍼지 유닛(80)의 동작 동안 다양한 에러 또는 문제 조건이 발생할 수 있으며, 이에 응답하여, 퍼지 유닛(80)의 제어기(192)의 프로세서(196)는 사용자 또는 기술자에게 제공될 경고 메시지를 생성하기 위한 제어 신호를 제공할 수 있음을 이해할 수 있다. 예를 들어, 도 9의 퍼지 프로세스(220)의 실행 동안, T2가 제1 임계 온도(예를 들어, 5℉)를 초과하여 증가한 것으로 프로세서(196)가 결정하면, 퍼지 유닛(80)의 프로세서(196)는, 도 8에 도시된 바와 같이 퍼지 유닛(80)의 팽창 밸브(180)를 조정할 필요가 있을 수 있다는 경고를 제공하기 위한 적절한 신호를 전송할 수 있다. T2가 제2 임계 온도(예를 들어, 10℉)를 초과하여 증가한 것으로 프로세서(196)가 결정하면, 퍼지 유닛(80)의 프로세서(196)는, 퍼지 유닛(80)의 팽창 밸브를 조정할 필요가 있을 수 있거나 제2 온도 센서(204)에 결함이 있을 수 있다는 경고를 다시 제공하기 위한 적절한 신호, 및 퍼지 유닛(80)을 비활성화하기 위한 제어 신호를 전송할 수 있다. 액체 높이 센서(199)가 퍼지 탱크(186) 내의 응축된 액체 냉매의 높이가 특정 임계값을 초과한다고 프로세서(196)가 결정하면, 프로세서(196)는, 퍼지 유닛을 1분 동안 비활성화하기 위한 적절한 신호를 제공할 수 있고, 냉매가 일차 증기 압축 시스템(14)의 응축기(34) 내로 다시 배출되는 동안 퍼지 유닛(80)이 일시적으로 비활성화된다는 경고를 제공할 수 있다. 소정의 실시형태에서, 24시간의 기간 동안 배기 횟수(예를 들어, 퍼지 카운트)가 임계값(예를 들어, 10, 20, 30, 40)보다 크다고 프로세서(196)가 결정하면, 프로세서(196)는, 하루 퍼지 카운트 한계값이 초과되었으며 일차 증기 압축 시스템(14)에서 누출이 있을 수 있음을 나타내는 경고를 제공한다. 또한, 소정의 실시형태에서, OCST가 24시간 연속으로 적어도 PCST보다 큰 DEV 값을 유지한다고 프로세서(196)가 결정하면, 프로세서(196)는, 일차 증기 압축 시스템(14) 내에 공기가 있을 수 있으며 퍼지 유닛(80)을 유지보수해야 함을 나타내는 경고를 제공할 수 있다.

소정의 실시형태에서, 제어기(192)의 프로세서(196)는 상이한 동작 모드들 간에 스위칭하도록 프로그래밍될 수 있다는 것도 이해할 수 있다. 예를 들어, 소정의 실시형태에서, 프로세서(196)는, 전술한 바와 같이(예를 들어, 사용자 또는 기술자로부터의 입력에 응답하여, 증기 압축 시스템(14) 내의 조건에 응답하여) 표준 퍼지 모드 프로세스(260)와 향상 퍼지 모드 프로세스(280) 간을 스위칭할 수 있다. 또한, 소정의 실시형태에서, 프로세서(196)는, 일차 증기 압축 시스템(14) 또는 HVAC&R 시스템(10)의 설치, 유지보수, 및/또는 수리 동안 사용하기 위한 다른 퍼지 유닛 동작 모드를 지원할 수 있다. 예를 들어, 소정의 실시형태에서, 서비스 모드에서, 프로세서(196)는, 지시된 퍼지 지속기간(예를 들어, 12시간, 24시간, 72시간 등) 동안 (예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이) 퍼지 프로세스(220)를 활성화하도록 통신가능하게 결합된 사용자 입력 장치로부터의 입력을 수락할 수 있다. 소정의 실시형태에서, 수동 모드에서, 프로세서(196)는, 퍼지 프로세스를 비활성화하기 위해 다른 입력(예를 들어, 인터럽트 신호)이 수신될 때까지 무한 지속기간으로 퍼지 프로세스를 활성화하도록 통신가능하게 결합된 사용자 입력 장치로부터의 입력을 수락할 수 있다. 서비스 모드 또는 수동 모드에서 동작할 때, 하나 이상의 에러 또는 문제 조건(예를 들어, 매일 퍼지 카운트 제한)이 억제될 수 있다는 점을 이해할 수 있다.

도 3 및 도 4에 관하여 전술한 바와 같이, 퍼지 유닛(80)은, 응축기(34)로부터 퍼지 증기 흐름(82)(예를 들어, 냉매 증기와 비응축성 물질의 혼합물)을 수용하고 퍼지 복귀 흐름(84) 내의 응축된 액체 냉매를 비응축성 물질 없이 응축기(34)로 복귀시키도록 응축기(34)에 유체 결합된다. 응축기(34)가 비응축성 물질이 일차 증기 압축 시스템(14) 내에 축적되는 위치라는 점에 더하여, 응축기(34)의 내부 부피 내의 소정의 위치가 퍼지 프로세스(220)와 퍼지 유닛의 효율 면에서 퍼지 증기 흐름(82)을 추출(예를 들어, 픽업, 제거)하는 데 실질적으로 더 낫다고 현재 인식되고 있다.

예를 들어, 도 5 및 도 6을 다시 참조할 때, 응축기(34)의 상측부(118) 내의 소정의 위치는 특히 난류이어서, 비응축성 물질에 비해 냉매의 함량이 더 높다고 현재 인식되고 있다. 이와 같이, 응축기(34)의 상측부(118) 내의 소정 위치에 퍼지 추출 유출구(108)를 위치시킴으로써 다른 위치에 비해 향상된 퍼지 효율을 가능하게 할 수 있다고 현재 인식되고 있다. 예를 들어, 본 개시 내용 이전에, 퍼지 추출 유출구(108)는, 도 5의 화살표(300)로 표시된 위치에서와 같이 응축기(34)의 최상부(102) 근처(예를 들어, 응축기(34)의 단부(126) 근처)에 위치하였다. 다른 퍼지 추출 유출구 위치는, 화살표(302)로 표시된 바와 같이 응축기(34)의 단부 근처의 응축기 액체 높이(120) 바로 위를 포함한다. 그러나, 이들 위치는 비응축성 물질을 포함할 수 있고 응축기(34)로부터 퍼지 증기 흐름(82)의 추출에 사용될 수 있지만, 이들 위치는 또한 특히 응축기(34) 내부의 난류 영역인 것으로 현재 인식되고 있다. 이와 같이, 퍼지 추출 유출구(108)를 이들 위치 근처에 위치시키는 것은, 퍼지 유닛(80)이 다른 위치에 비해 비응축성 물질의 증기 압축 시스템(14)을 실질적으로 비우도록 더욱 긴 기간 동안 동작하는 것을 포함한다.

대조적으로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 현재 개시된 퍼지 추출 유출구(108)는 일반적으로 배출 배플(92) 아래 및 응축기 액체 높이(120) 위에 배치된다. 보다 구체적으로, 소정의 실시형태에서, 퍼지 추출 유출구(108)는 배출 배플(92) 아래 및 응축기(34)의 길이(116)의 중간 또는 중심(114) 근처에 위치한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 소정의 실시형태에서, 이는 퍼지 추출 유출구(108)를 응축기(34)의 최상부(102)로부터 멀어지게 그리고 응축기 액체 높이(120) 위로 위치시키는 것에 대응한다. 보다 구체적으로, 도시된 퍼지 추출 유출구(108)는, 응축기(34)의 높이(306)(예를 들어, 수직 높이)의 중간 또는 중심(304) 근처(예를 들어, 튜브 번들(94)의 응축기 튜브(96) 근처)에 있는 것으로 설명될 수 있다. 현재 개시된 바와 같이 퍼지 추출 유출구(108)를 위치시키는 것은 퍼지 유닛(80) 및 증기 압축 시스템(14)과 HVAC&R 시스템(10)의 효율을 상당히 개선하는 것으로 현재 인식되고 있다. 예를 들어, 현재 개시된 퍼지 추출 유출구(108)를 위치시킴으로써, 대략 1시간의 퍼지 활성화가 다른 퍼지 추출 위치로부터의 예컨대 응축기(34)의 최상부(102)로부터의 대략 12시간의 퍼지 활성화만큼 효과적일 수 있다.

소정의 실시형태에서, 퍼지 유닛(80)의 동작 동안, 퍼지 탱크(186)의 온도 및 압력은, 퍼지 탱크(186)의 증기 부분 내의 냉매와 공기의 비를 설명하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 소정의 실시형태에서, 적어도 하나의 온도 센서(308) 및 적어도 하나의 압력 센서(310)는, 퍼지 탱크(186)의 증기 부분(312) 내에 (예를 들어, 퍼지 탱크(186)의 액체 높이(314) 위에) 배치될 수 있으며, 온도 및 압력 센서들(308, 310)로부터의 측정값은 퍼지 탱크(186)의 증기 부분(312) 내의 냉매의 질량 대 퍼지 탱크(186)의 증기 부분(312) 내의 공기의 질량의 비를 결정하도록 제어기(192)에 의해 사용될 수 있다.

퍼지 탱크(186)로부터 가스를 펌핑하는 동안, 펌프아웃 흐름은 퍼지 탱크(186) 내의 증발기 코일(182)에서의 지속적인 응축과 결합될 수 있다. 퍼지 탱크(186)가 배출부에 액체 밀봉부를 포함하는 상황에서, 액체는 냉각기(14)로부터 응축되고 펌핑된 부피를 대체하도록 비등된다. 반대로, 퍼지 탱크(186)가 배출구에 액체 밀봉부를 포함하지 않는 상황에서, 그 부피를 대체하도록 배출 선로를 통해 응축기로부터 흐름이 생성된다. 양측 상황 모두에서, 퍼지 사이클 전체에 걸쳐 펌프아웃 가스 내의 냉매의 비가 증가한다.

소정의 실시형태에서, 퍼지 사이클의 지속기간은, 모델링 및 테스트에서 평균 펌프아웃 냉매 대 공기 비가 ASHRAE 147/AHRI 580과 같은 기존의 산업 표준의 소정의 요건을 충족시키는 것으로 나타나는 기간으로 단축될 수 있다. 예를 들어, 제어기(192)는, 온도 및 압력 센서들(308, 310)로부터 온도 및 압력 측정값을 수신할 수 있고, 이들 온도 및 압력 측정값을 퍼지 유닛(80)에서의 퍼지 동작의 동적 모델(예를 들어, 소정의 실시형태에서 퍼지 탱크(186))과 함께 사용하여, 퍼지 유닛(80) 내의(예를 들어, 소정의 실시형태에서 퍼지 탱크(186) 내의) 냉매 대 공기 비가 ASHRAE 147/AHRI 580 등의 기존의 산업 표준의 소정의 요건을 충족시킬 때를 결정할 수 있다. 예를 들어, 소정의 실시형태에서, 제어기(192)는, 퍼지 유닛(80) 내의(예를 들어, 소정의 실시형태에서 퍼지 탱크(186) 내의) 냉매 대 공기 비가 적어도 하나의 산업 표준을 충족시킬 수 있게 하는, 퍼지 유닛(80)에 대한 펌프아웃 시간의 최소 지속기간을 포함하여 퍼지 사이클의 최소 지속기간을 결정할 수 있다.

이러한 실시형태에서, 예를 들어, 진공 펌프(190)에 대한 펌프아웃 시간은, 대략 30초로부터 대략 5초 내지 대략 10초로, 대략 4초 내지 대략 15초, 또는 대략 3초 내지 대략 20초로 감소될 수 있다. 또한, 퍼지 탱크(186) 내의 온도는, 코일 포화 온도뿐만 아니라 펌프아웃 개시를 위한 흡입 온도를 변화시킴으로써 감소될 수 있다. 이렇게 함으로써, 도 12에 도시된 바와 같이, 퍼지 탱크(186) 내의 냉매 대 공기의 비는, 예를 들어 대략 2.5 미만, 대략 2.0 미만, 대략 1.5 미만, 또는 더 낮게 (예를 들어, 대략 1.0 미만으로) 감소될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "대략"이라는 용어는, 통상의 기술자가 이해할 수 있는 바와 같이 언급되는 값에 매우 가까운 특성을 지칭하도록 의도된 것이다. 예를 들어, 언급된 소정의 값과 "대략" 동일한 특성은, 명시된 값으로부터 +/- 5%, 명시된 값으로부터 +/- 4%, 명시된 값으로부터 +/- 3%, 명시된 값으로부터 +/- 2%, 명시된 값으로부터 +/- 1%의 허용 오차, 또는 심지어 더 작은 허용 오차 내에 있을 수 있다. 비제한적인 일례로, 본원에 기술된 실시형태들은, 퍼지 탱크(186) 내의 냉매 대 공기의 비가 대략 1.0으로(예를 들어, +/- 5%의 공차를 가정할 때 0.95 내지 1.05로) 상당히 감소될 수 있게 한다.

소정의 실시형태에서, 이차 증기 압축 시스템(170)의 압축기(172)의 흡입 압력은 정압 팽창 밸브(316)에 의해 이차 냉매를 위한 매우 낮은 포화 냉매 압력으로 제어될 수 있다. 소정의 실시형태에서, 퍼지 냉매는, R404a 또는 R134a와 같은 저온 냉매, 또는 프로판, R1270, R1234yf, R1234ze, R407A, R452A 등과 같이 저온에서 사용할 수 있는 다른 냉매일 수 있다.

또한, 이러한 실시형태에서, 압축기(172)는 상대적으로 낮은 온도로 설계될 수 있으며, 이는 퍼지 탱크(186) 내의 냉매의 분압을 낮출 수 있어서, 퍼지 탱크(186) 내의 냉매 대 공기의 비를 낮출 수 있다. 또한, 펌프아웃 사이클의 짧은 지속기간은, 퍼지 탱크(186) 내의 전체 냉매 대 공기 비에 상당한 영향을 미치는 것으로부터 퍼지 탱크(186) 내로의 냉매의 교체 흐름을 최소화한다. 본원에 설명된 실시형태들은, 방출 캐니스터 등과 같은 소정의 장비의 추가 비용 없이 냉매 대 공기 비에 관한 기존의 산업 표준을 가능하게 한다.

소정의 기능부 및 실시형태들만이 도시되고 설명되었지만, 통상의 기술자에게는, 청구범위에서 언급되는 대상의 신규한 교시 및 장점으로부터 실질적으로 벗어나지 않고 많은 수정 및 변경(예를 들어, 다양한 요소의 크기, 치수, 구조, 형상, 및 비율, 파라미터의 값(예를 들어, 온도, 압력 등), 장착 장치, 재료의 사용, 색상, 배향의 변동 등)이 발생할 수 있다. 임의의 프로세스 또는 방법 단계들의 순서 또는 시퀀스는 대체 실시형태에 따라 가변될 수 있거나 재배열될 수 있다. 따라서, 첨부된 청구범위는 본 개시 내용의 진정한 사상 내에 속하는 이러한 모든 수정 및 변경을 포함하도록 의도된 것으로 이해해야 한다. 또한, 예시적인 실시형태들의 간결한 설명을 제공하기 위한 노력으로, 실제 구현의 모든 기능부들이 설명되지 않았을 수 있다(즉, 본 개시 내용을 수행하기 위해 현재 고려되고 있는 최상의 모드와 관련되지 않은 것들, 또는 청구된 개시 내용을 가능하게 하는 것과 관련되지 않은 것들). 엔지니어링 또는 설계 프로젝트에서와 같이 이러한 임의의 실제 구현의 개발시, 구현에 따라 특정한 결정을 내릴 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 개발 노력은, 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 과도한 실험 없이 본 개시 내용의 이점을 갖는 통상의 기술자를 위한 설계, 제조, 및 제작의 일상적인 작업일 것이다.

Claims

증기 압축 시스템으로서,
유체 결합된 응축기, 팽창 장치, 증발기, 및 압축기를 포함하는, 냉매 루프를 포함하고,
상기 응축기는,
쉘;
상기 쉘 내에 배치된 액체 냉매 온도 센서;
상기 쉘 내에 배치된 총 압력 센서; 및
상기 액체 냉매 온도 센서 및 상기 총 압력 센서에 통신가능하게 결합된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 액체 냉매 온도 센서로부터, 상기 응축기 내의 액체 냉매 온도를 나타내는 제1 신호를 수신하고,
상기 총 압력 센서로부터, 상기 응축기 내의 비응축성 가스와 냉매 증기의 총 압력을 나타내는 제2 신호를 수신하고,
상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 응축기의 관찰된 포화 온도 및 예측된 포화 온도를 결정하고,
상기 관찰된 포화 온도가 상기 예측된 포화 온도보다 임계량을 초과하는 양만큼 높은 경우 퍼지 유닛을 선택적으로 활성화하도록 구성된, 증기 압축 시스템.
제1항에 있어서,
상기 임계량은 약 0.5℉인, 증기 압축 시스템.
제1항에 있어서,
상기 응축기는,
상기 쉘 내에 배치되고 상기 쉘의 하측 부분에서 액체 레벨로 모이는 상기 액체 냉매로의 냉매 증기의 흐름을 응축하도록 구성된 복수의 튜브를 포함하고, 상기 액체 냉매 온도 센서는 상기 쉘 내에서 상기 액체 레벨 아래에 배치되고, 상기 총 압력 센서는 상기 액체 레벨 위에 있는 상기 응축기의 쉘의 상측 부분에 배치되는, 증기 압축 시스템.
제1항에 있어서,
상기 총 압력 센서는 상기 응축기의 쉘의 최상부 근처에 배치되는, 증기 압축 시스템.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 관찰된 포화 온도가 상기 예측된 포화 온도보다 임계량을 초과하는 양만큼 높지 않다고 상기 프로세서가 결정하는 경우 상기 퍼지 유닛을 선택적으로 비활성화하도록 구성된, 증기 압축 시스템.
제5항에 있어서,
상기 퍼지 유닛을 선택적으로 비활성화하기 위해, 상기 프로세서는 제어 신호를 제공하여 상기 퍼지 유닛의 응축기 팬과 압축기를 비활성화하도록 구성된, 증기 압축 시스템.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는, 미리 결정된 시간량을 초과하는 시간 동안 상기 관찰된 포화 온도가 상기 예측된 포화 온도보다 상기 임계량을 초과하는 양만큼 높은 경우 상기 퍼지 유닛의 문제를 나타내는 알람을 활성화하도록 구성된, 증기 압축 시스템.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 응축기 내의 비응축성 가스와 냉매 증기의 총 압력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 증기 압축 시스템의 메모리에 저장된 룩업 테이블로부터 상기 응축기의 예측된 포화 온도를 결정하도록 구성된, 증기 압축 시스템.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 응축기 내의 비응축성 가스와 냉매 증기의 총 압력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 예측된 포화 온도를 계산함으로써 상기 응축기의 예측된 포화 온도를 결정하도록 구성된, 증기 압축 시스템.
제1항에 있어서,
상기 퍼지 유닛을 선택적으로 활성화하기 위해, 상기 프로세서는,
상기 퍼지 유닛의 응축기 팬과 압축기를 활성화하고,
상기 퍼지 유닛의 증발기 코일로부터 나오는 냉매의 온도를 수신하고,
상기 퍼지 유닛의 증발기 코일로부터 나오는 냉매의 온도가 최소 온도 임계값 미만이라는 결정에 응답하여,
상기 응축기와 상기 퍼지 유닛 사이에 배치된 상기 퍼지 유닛의 제1 솔레노이드 밸브를 폐쇄하고,
상기 퍼지 유닛의 퍼지 탱크와 상기 퍼지 유닛의 진공 펌프 사이에 배치된 상기 퍼지 유닛의 제2 솔레노이드 밸브를 개방하고,
상기 진공 펌프를 미리 결정된 펌프 다운타임 동안 활성화하도록 구성된, 증기 압축 시스템.
증기 압축 시스템으로서,
상기 증기 압축 시스템의 응축기에 유체 결합된 퍼지 유닛을 포함하고,
상기 증기 압축 시스템은, 명령어를 저장하는 메모리, 및
상기 명령어를 실행하여 상기 퍼지 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하고,
상기 명령어는,
상기 증기 압축 시스템의 응축기 내에서 액체 레벨 아래에 배치된 액체 냉매 온도 센서로부터, 상기 응축기 내의 액체 냉매 온도를 나타내는 제1 신호를 수신하기 위한 명령어;
상기 응축기의 상측 부분에 배치된 총 압력 센서로부터, 상기 응축기 내의 비응축성 가스와 냉매 증기의 총 압력을 나타내는 제2 신호를 수신하기 위한 명령어;
상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 기초하여 상기 응축기의 관찰된 포화 온도 및 예측된 포화 온도를 결정하기 위한 명령어; 및
상기 관찰된 포화 온도가 상기 예측된 포화 온도보다 임계량을 초과하는 양만큼 높은 경우 상기 퍼지 유닛을 선택적으로 활성화하기 위한 명령어를 포함하는, 증기 압축 시스템.
제11항에 있어서,
상기 명령어는, 미리 결정된 시간량을 초과하는 시간 동안 상기 관찰된 포화 온도가 상기 예측된 포화 온도보다 상기 임계량을 초과하는 양만큼 높은 경우 상기 퍼지 유닛의 문제를 나타내는 알람을 활성화하기 위한 명령어를 포함하는, 증기 압축 시스템.
제11항에 있어서,
상기 임계량은 약 0.5℉인, 증기 압축 시스템.
제11항에 있어서,
상기 명령어는, 상기 관찰된 포화 온도가 상기 예측된 포화 온도보다 임계량을 초과하는 양만큼 높지 않은 경우 상기 퍼지 유닛을 선택적으로 비활성화하기 위한 명령어를 포함하는, 증기 압축 시스템.
제11항에 있어서,
상기 명령어는, 상기 응축기 내의 비응축성 가스와 냉매 증기의 총 압력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 메모리에 저장된 룩업 테이블로부터 상기 응축기의 예측된 포화 온도를 결정하기 위한 명령어를 포함하는, 증기 압축 시스템.
제11항에 있어서,
상기 명령어는, 상기 응축기 내의 비응축성 가스와 냉매 증기의 총 압력에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 예측된 포화 온도를 계산함으로써 상기 응축기의 예측된 포화 온도를 결정하기 위한 명령어를 포함하는, 증기 압축 시스템.
제11항에 있어서,
상기 퍼지 유닛을 선택적으로 활성화하기 위한 명령어는,
상기 퍼지 유닛의 응축기 팬과 압축기를 활성화하기 위한 명령어;
상기 퍼지 유닛의 증발기 코일로부터 나오는 냉매의 온도를 수신하기 위한 명령어; 및
상기 퍼지 유닛의 증발기 코일로부터 나오는 냉매의 온도가 최소 온도 임계값 미만이라는 결정에 응답하여, 상기 응축기와 상기 퍼지 유닛 사이에 배치된 상기 퍼지 유닛의 제1 솔레노이드 밸브를 폐쇄하고, 상기 퍼지 유닛의 퍼지 탱크와 상기 퍼지 유닛의 진공 펌프 사이에 배치된 상기 퍼지 유닛의 제2 솔레노이드 밸브를 개방하고, 상기 진공 펌프를 미리 결정된 펌프 다운타임 동안 활성화하기 위한 명령어를 포함하는, 증기 압축 시스템.
제17항에 있어서,
상기 명령어는, 상기 퍼지 유닛의 증발기 코일로부터 나오는 냉매의 온도가 상기 최소 온도 임계값 미만이라는 결정에 응답하여,
상기 진공 펌프를 활성화하기 전에 상기 퍼지 유닛의 배수 도관에 연관된 제3 솔레노이드 밸브를 폐쇄하기 위한 명령어를 포함하는, 증기 압축 시스템.
증기 압축 시스템의 응축기에 유체 결합된 퍼지 유닛을 동작시키는 방법으로서,
상기 증기 압축 시스템의 프로세서를 통해, 상기 증기 압축기 시스템의 응축기 내에서 액체 레벨 아래에 배치된 액체 냉매 온도 센서로부터 상기 응축기 내의 액체 냉매 온도를 나타내는 제1 신호를 수신하는 단계;
상기 프로세서를 통해, 상기 응축기의 상측 부분에 배치된 총 압력 센서로부터, 상기 응축기 내의 비응축성 가스와 냉매 증기의 총 압력을 나타내는 제2 신호를 수신하는 단계;
상기 프로세서를 통해, 상기 제1 신호에 기초하여 상기 응축기의 관찰된 포화 온도를 결정하고 상기 제2 신호에 기초하여 상기 응축기의 예측된 포화 온도를 결정하는 단계; 및
상기 프로세서를 통해, 상기 관찰된 포화 온도가 상기 예측된 포화 온도보다 임계량을 초과하는 양만큼 높다는 상기 프로세서의 결정에 응답하여, 상기 퍼지 유닛을 선택적으로 활성화는 단계를 포함하는, 방법.
제19항에 있어서,
상기 관찰된 포화 온도가 상기 예측된 포화 온도보다 상기 임계량을 초과하는 양만큼 높지 않다는 상기 프로세서의 결정에 응답하여, 상기 퍼지 유닛을 선택적으로 비활성화는 단계를 포함하는, 방법.