具有流體噴射的冷凝單元的製作方法

2023-06-05 05:44:06

專利名稱：具有流體噴射的冷凝單元的製作方法
技術領域：
本公開涉及一種氣候控制系統，並且更具體地涉及一種具有流體噴射系統的氣候 控制系統。
背景技術：
此部分陳述僅提供與本公開相關的背景信息並且可不構成現有技術。包括冷凝單元、熱泵系統以及其它氣候控制系統在內的加熱和/或冷卻系統包括 壓縮機、蒸發器、冷凝器和流體噴射系統。流體噴射系統可以將製冷劑以介於吸氣壓力與排 氣壓力之間的壓力(即，中間壓力)噴射到壓縮機的進口中，由此提高加熱和/或冷卻系統 的性能。流體噴射系統可將中間壓力的製冷劑噴射到壓縮機的中間進口中，這使壓縮機能 夠在使噴射的製冷劑僅僅穿過壓縮機的一部分的同時就將噴射的製冷劑壓縮至排氣壓力。 在流體噴射系統提高系統能力的同時，還可利用流體噴射系統來降低離開壓縮機的排氣的 溫度。使用新型內容本部分提供了對本公開的總體概括，且不是對其整個範圍或其特徵的全面公開。提供一種氣候控制系統並且該氣候控制系統可包括壓縮機、與壓縮機流體連通的 第一熱交換器、與壓縮機和第一熱交換器流體連通的第二熱交換器、設置在第一熱交換器 與第二熱交換器之間的第三熱交換器。管道可流體聯接至第三熱交換器和壓縮機，並且可 將流體選擇性地供給至壓縮機。閥可控制經由管道供給至壓縮機的流體量，並且控制器可 基於壓縮機的排氣溫度和第三熱交換器的過熱溫度來控制閥。一種氣候控制系統可包括壓縮機、與壓縮機流體連通的第一熱交換器、與壓縮機 和第一熱交換器流體連通的第二熱交換器、設置在第一熱交換器與第二熱交換器之間的第 三熱交換器。管道可流體聯接至第三熱交換器和壓縮機，並且可將流體選擇性地供給至壓 縮機。閥可控制經由管道供給至壓縮機的流體量，並且控制器可基於第三熱交換器的入口 處的第一溫度和第三熱交換器的出口處的第二溫度來控制閥。提供一種冷凝單元並且該冷凝單元可包括基座、由基座支承的壓縮機、由基座支 承並與壓縮機流體連通的第一熱交換器、以及由所述基座支承並與所述第一熱交換器和所 述壓縮機流體連通的第二熱交換器。管道可流體聯接至第二熱交換器和壓縮機並且可將流 體選擇性地供給至壓縮機。閥可控制經由管道供給至壓縮機的流體量。控制器可基於壓縮 機的排氣溫度和第二熱交換器的過熱溫度來控制閥。一種冷凝單元可包括基座；壓縮機，其由基座支承並且包括吸入口、排氣口和流體 噴射口 ；由基座支承且與排氣口流體連通的第一熱交換器；以及第二熱交換器，其由基座支承並且包括第一入口、第一出口、第二入口以及第二出口，其中，第一入口流體聯接至第 一熱交換器，第二入口流體聯接至第一出口。該冷凝單元還可包括管道，其流體聯接至第 二熱交換器的第二出口以及壓縮機的流體噴射口 ；以及閥，其設置在第二熱交換器的第一 出口與第二熱交換器的第二入口之間。在一實施方式中，該冷凝單元進一步包括第一溫度傳感器，其設置在第二熱交換 器的第一出口與第二熱交換器的第二入口之間。在一實施方式中，該冷凝單元包括第二溫度傳感器，其設置在第二熱交換器的第 二出口與壓縮機的流體噴射口之間。在一實施方式中，該冷凝單元進一步包括第三溫度傳感器，其設置在排氣口附近。在一實施方式中，在該冷凝單元中，該壓縮機是渦旋壓縮機。在一實施方式中，在該冷凝單元中，進一步包括與閥通信的控制器。在一實施方式中，在該冷凝單元中，進一步包括第一溫度傳感器、第二溫度傳感器 和第三溫度傳感器中的至少一個，該第一溫度傳感器設置在第二熱交換器的第一出口與第 二熱交換器的第二入口之間，該第二溫度傳感器設置在第二熱交換器的第二出口與壓縮機 的流體噴射口之間，並且該第三溫度傳感器設置在排氣口附近。優選地是，該冷凝單元進一 步包括與所述至少一個溫度傳感器通信的控制器。優選地是，該壓縮機是渦旋壓縮機。優選 地是，冷凝單元進一步包括與閥通信的控制器。優選地是，第二熱交換器是板式熱交換器。 優選地是，該閥是電子膨脹閥。優選地是，該閥包括步進馬達。在一實施方式中，該第二熱交換器是板式熱交換器。在一實施方式中，在該冷凝單元中，該閥是電子膨脹閥。在一實施方式中，在該冷凝單元中，該閥包括步進馬達。一種方法可包括測量壓縮機的排氣溫度；確定熱交換器的蒸汽側過熱度；基於排 氣溫度和蒸汽側過熱度計算閥的步進變化，以控制中間壓力的量；並基於步進變化調節閥 的步進。其它的適用範圍將通過於此提供的描述而變得顯而易見。本使用新型內容中的描 述和具體示例僅出於說明的目的而非意在限制本公開的範圍。
在此描述的附圖僅出於對所選實施方式而非所有可能的實現方式進行說明的目 的，且並非意欲限制本公開的範圍。圖1是根據本公開的原理的結合有流體噴射系統的氣候控制系統的示意圖；圖2是根據本公開的原理的冷凝單元的立體圖；圖3是根據本公開的原理的壓縮機的剖視圖；圖4是包括流體噴射通路的壓縮機的剖視圖；圖5是根據本公開的原理的與馬達和多個傳感器通信的控制器的框圖；圖6是能夠在冷卻模式和加熱模式下操作並結合有根據本公開的原理的流體噴 射系統的熱泵系統的示意圖；以及圖7是示出了根據本公開的原理的流體噴射系統的控制算法的流程圖。對應的附圖標記在整個附圖中的多幅視圖中指示對應的零件。
具體實施方式
現在將參照附圖更充分地描述示例性實施方式。示例性實施方式被設置成使得本公開將全面，並且將其範圍充分傳達給本領域技 術人員。闡明了諸如具體部件、裝置和方法的多個具體的細節以提供對本公開的實施方式 的全面理解。對於本領域技術人員將會顯而易見的是，無需採用具體細節，示例性實施方式 能夠以許多不同的形式加以實施，而且這些具體細節和示例性實施方式都不應當被解釋為 限制本公開的範圍。在一些示例性實施方式中，不再詳細描述公知的過程、公知的裝置結構 以及公知的技術。在此使用的術語僅用於描述具體的示例性實施方式而非意欲是限制性的。如在此 使用的那樣，單數形式的「一」、「一個」和「該」可意欲包括複數形式，除非上下文另外明確 指示。術語「包括」、「包含」、「含有」以及「具有」等是包括在內的且因此指明了所陳述的特 徵、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是並不排除一個或多個其它特徵、整體、步 驟、操作、元件、部件和/或它們的組合的存在或增加。於此描述的方法步驟、過程及操作不 應當被解釋為必需要求它們以所論述或示出的特定順序予以執行，除非特別確定為執行的 順序。還應當理解，可以採用附加的或可替代的步驟。當元件或層被提及為「位於」、「接合於」、「連接於」或「聯接於」另一元件或層上 時，它可以直接位於、接合於、連接於或聯接於該另一元件或層上，或者可以存在居間元件 或層。相反，當元件被提及為「直接位於」、「直接接合於」、「直接連接於」或「直接聯接於」另 一元件或層上時，就不會有居間元件或層存在。用於描述元件間的關係的其它詞語應當以 類似的方式進行解釋(例如，「之間」相對於「直接之間」，「鄰近」與「緊鄰」等)。如在此使 用的那樣，術語「和/或」包括一個或多個相關聯的列出項目中的任何一個或者一個或多個 的組合。儘管術語第一、第二、第三等可在此用於描述多個元件、部件、區域、層和/或部 分。但是這些元件、部件、區域、層和/或部分不應當受這些術語的限制。這些術語僅用於將 一個元件、部件、區域、層或部分與另一區域、層或部分區分開。諸如「第一」、「第二」的術語 以及於此使用的其它用數字表示的術語並不意味著次序或順序，除非上下文明確指出。因 此，在不背離示例性實施方式的教示的前提下，下述第一元件、部件、區域、層或部分可稱作 第二元件、部件、區域、層或部分。參見圖1，提供氣候控制系統10並且該氣候控制系統10可包括室外熱交換器12、 室內熱交換器14、壓縮機16、接收器18以及流體噴射系統20。室外熱交換器12和室內熱 交換器14與壓縮機16、接收器18以及流體噴射系統20流體連通，以使得製冷劑可在其間 循環。製冷劑從壓縮機16在壓力下循環通過系統10並且在室外熱交換器12與室內熱交 換器14之間循環以放出和吸收熱量。室外熱交換器12可包括第一盤管或熱交換器22以及馬達驅動風扇13。高壓製冷 劑可從壓縮機16流入到盤管22中，在那裡將熱量從盤管22放出。室外熱交換器12可包 括以這樣一種方式封住盤管22和風扇的保護殼體，以致於使得風扇13可將外界空氣抽吸 穿過盤管22以改善熱傳遞和熱量的放出。儘管公開了風扇13，但是可以使用從盤管22傳 遞熱量的任何方法，諸如將盤管22埋在地下或使水流圍繞盤管22行進。5[0039]系統10可包括冷凝單元21 (圖幻，其可包括基座23和殼體25。室外熱交換器12、 壓縮機16、流體噴射系統20、接收器18、油分離器27以及蓄液器四可由基座23直接或間 接地支承並至少部分封裝在殼體25內。殼體25可包括門和/或可拆卸的檢修面板31以 有助於對容置在殼體25中的部件進行安裝和/或檢修。室內熱交換器14可用作蒸發器並且可包括盤管或熱交換器M以及馬達驅動的風 扇15。盤管M和風扇15可封裝在機殼中，使得風扇15迫使外界空氣穿過盤管M。通過 盤管M的製冷劑從被風扇15迫使穿過盤管M的空氣吸收熱量，從而冷卻空氣。風扇15 繼而迫使冷卻的空氣流出機殼並進入將要由系統10冷卻的空間中，諸如房間、冰箱或冷藏 陳列櫃。現在參見圖1-4，壓縮機16可包括頂部具有蓋罩32、底部具有基座34的大體呈圓 筒形的氣密外殼30。蓋罩32和基座34裝配至外殼30，以限定出壓縮機16的內部容積36。 蓋罩32可包括排氣口 38，而外殼30可包括通常設置在蓋罩32與基座34之間的吸入口 40 和流體噴射口 42。壓縮機16還包括安裝至外殼30的馬達44，其經由曲柄50和十字滑塊聯軸器 52在兩個嚙合接合的渦旋構件46、48之間產生相對的軌道運動。十字滑塊聯軸器52及 其與沿軌道運動的渦旋構件46、48之間的相互作用可以是在受讓人共同擁有的美國專利 NO. 5，320，506中所公開的類型，該專利的公開內容就此通過參引結合進來。渦旋構件46、48之間的相對軌道運動將製冷劑經吸入口 40吸入並繼而在由渦旋 構件46、48限定的至少一個移動的流體腔中壓縮製冷劑。當流體腔相對於渦旋構件46、48 從徑向外部位置移動至中央位置時，製冷劑被交錯的渦旋構件46、48壓縮，在中央位置處， 將壓縮的製冷劑排至排氣室53。然後將壓縮的製冷劑經排氣口 38排出，在那裡，它繼而流 過排氣管路M並流至室外熱交換器12。流體噴射口 42可經由連接管55和流體通路56與由渦旋構件46、48限定的流體 腔流體連通。連接管55可流體聯接至流體噴射口 42和流體通路56。流體通路56可以是 大體水平延伸通過定渦旋構件46的十字頭鑽供給通路。流體通路56可包括提供與移動的 流體腔流體連通的流體口 57(圖3和4)。流體通路56可以是在受讓人共同擁有的美國專 利No. 6，619，936中所公開的類型，將該專利的公開內容就此通過參引結合進來。現在參見圖1、2和5，流體噴射系統20可包括控制器60、電子膨脹閥或EXV62、板 式熱交換器64、第一溫度傳感器66、第二溫度傳感器68、排氣溫度傳感器(DT傳感器)70 以及流體噴射管道72，流體噴射管道72使流體噴射系統20與壓縮機16的流體噴射口 42 流體聯接。DT傳感器70測量排氣的溫度，並因此可設置在排氣管路M、排氣室53、排氣口 38或測量排氣的溫度的任何其它位置上或這些位置的附近。在一種構造中，DT傳感器70 設置在排氣口 38的下遊大約6英寸處。控制器60可設置在固定於壓縮機16的封殼73內(圖幻、位於殼體25內的任何 位置處或位於系統10內的任何其它位置處。控制器60可與EXV62、第一溫度傳感器66和 第二溫度傳感器68以及DT傳感器70通信(圖幻。控制器60還可與壓縮機16和/或系 統10的其它子系統和/或部件通信，並且可控制它們的多種功能。例如，控制器60可在開 啟狀態與關閉狀態之間控制壓縮機16和/或控制風扇13、15中的任何一個或二者的速度。EXV62可包括與控制器60通信的步進馬達74，並且可大體根據本領域已知的任意合適的閥組件構造而成，例如，在受讓人共同擁有的美國專利No. 7，287, 396中所公開的類 型的電子步進調節器，將該專利的公開內容就此通過參弓I結合進來。EXV可定位在板式熱交 換器64的入口附近，如下面將進一步描述的那樣。步進馬達74可選擇性地在包括全閉位置、大開位置以及在全閉位置與大開位置 之間的多個中間位置的多個位置之間移動EXV62，以控制流入到流體噴射系統20中的製冷 劑流。如接下來將描述的那樣，控制器60可基於從第一溫度傳感器66和第二溫度傳感器 68以及DT傳感器70發送至控制器60的信號選擇性地使步進馬達74移動通過多個位置。板式熱交換器64可包括液體側盤管76和蒸汽側盤管78。液體側盤管76可與接 收器18、EXV62以及室內熱交換器14流體連通。液體製冷劑可來自接收器18並流過液體 側盤管76，在該處放出熱量並且冷卻液體製冷劑。一旦離開液體側盤管76，液體製冷劑的 第一部分就可流過電磁閥80和膨脹裝置82，在該處液體製冷劑在進入室內熱交換器14之 前變成液體-蒸汽混合物。膨脹裝置82可以是例如熱力膨脹閥、電子膨脹閥、毛細管或膨 脹器。電磁閥80可用於控制流過系統10的流體流。例如，當系統10的冷卻循環結束 (即，由系統10冷卻的空間已經達到預定溫度)時，閥80可關閉以防止閥80上遊的流體流 入到室內熱交換器14中。壓縮機16可例如繼續將閥80下遊的一些流體或全部流體泵送 到室內熱交換器14之外、經過室外熱交換器12並進入接收器18中。這樣，閥80可防止在 系統10的冷卻循環結束之後通過室內熱交換器14的流體移動。液體製冷劑離開液體側盤管76的第二部分可流動到EXV62，如上所述，EXV62可 處於關閉、中間或大開位置中，從而禁止、限制或允許製冷劑從中流過。因此，EXV62可設置 在液體側盤管76的出口與蒸汽側盤管78的入口之間並且可設置在第一溫度傳感器66附 近。允許通過EXV62的製冷劑可閃蒸成溼的蒸汽或液體-蒸汽混合物。第一溫度傳感 器66可感測液體-蒸汽混合物的溫度並將信號發送至控制器60，從而將液體-蒸汽混合物 的溫度傳送至控制器60。液體-蒸汽混合物然後可通過蒸汽側盤管78，這冷卻液體側盤管 76和從中流過的液體製冷劑。通過蒸汽側盤管78的低溫液體-蒸汽混合物為板式熱交換 器64提供附加的冷卻能力並使得從板式熱交換器64流動至室內熱交換器14的製冷劑過 冷。其它類型的熱交換器可以替代板式熱交換器64。因此，本公開的原理並不限定於具有 板式熱交換器的實施方式。一旦離開蒸汽側盤管78，第二溫度傳感器68就可檢測流體噴射管道72中的製冷 劑的溫度並將信號傳送至控制器60，從而將製冷劑的溫度傳送至控制器60。如上所述，流 體噴射管道72可與流體噴射口 42以及流體通路56連通，由此可將流體噴射到由渦旋構件 46,48所限定的流體腔中。噴射到壓縮機16中的流體可以是蒸汽、液體或液體-蒸汽混合 物。流體可以處於中間壓力，該中間壓力大於系統吸氣壓力但小於系統排氣壓力。現在參見圖6，儘管氣候控制系統10在上文中被描述為冷卻系統，但是該氣候控 制系統10也可以是能夠在加熱模式和冷卻模式下操作的熱泵系統。在該實施方式中，系統 10可包括四通閥88、第一止回閥90、第一閥92、第二閥94、第二止回閥96以及膨脹裝置或 毛細管98。在加熱模式下，轉換室外熱交換器12和室內熱交換器14的功能，即，室內熱交 換器14的盤管M將用做冷凝器，並且室外熱交換器12的盤管22將用作蒸發器。四通閥88可在冷卻模式與加熱模式之間轉換。在加熱模式下，盤管M接收來自壓縮機16的高壓製冷劑。製冷劑在其通過盤管 M時將熱量放出至外界空氣，從而加熱外界空氣。風扇15可迫使加熱的空氣進入將要由 系統10加熱的空間中。來自室內熱交換器14的製冷劑可流過第一止回閥90並繞過膨脹 裝置82。在加熱模式下，可關閉第一閥92以迫使製冷劑通過液體側盤管76。在加熱模式 下，可打開第二閥94以使製冷劑的第一部分能夠朝EXV62流動，而第二部分可流過接收器 18和膨脹裝置或毛細管98並進入室外熱交換器12中。在冷卻模式下，盤管22接收來自壓縮機16的高壓製冷劑。來自室外熱交換器12 的製冷劑可在流過接收器18之前流過第二止回閥96，這繞過了膨脹裝置或毛細管98。在 冷卻模式下，可關閉第二閥94 一迫使製冷劑通過液體側盤管76。在冷卻模式下，可打開第 一閥92以使得製冷劑的第一部分能夠朝EXV62流動，而第二部分可朝膨脹裝置82和室內 熱交換器14流動。參見圖1-7，將詳細描述氣候控制系統10的操作。如上所述，製冷劑循環通過氣候 控制系統10以冷卻諸如房間、冰箱或超市陳列櫃的空間。當系統10作為冷卻系統操作時， 製冷劑來自接收器18的一部分可流入到流體噴射系統20中，而其餘的製冷劑可朝室內熱 交換器14流動。當系統10作為加熱系統操作時，製冷劑來自室內熱交換器14的一部分可 流入到流體噴射系統20中，而其餘的製冷劑可朝室外熱交換器12流動。允許流入到流體 噴射系統20中的製冷劑的量可以取決於EXV62的步進馬達74的位置。控制器60可根據控制算法100 (圖7)來控制步進馬達74的位置。控制算法100可 基於系統10的一個或多個操作條件來調節步進馬達74的位置以可變地打開或關閉EXV62。 操作條件可包括板式熱交換器64的排氣溫度(DT)和蒸汽側過熱度(SH)，由此均可通過控 制單個閥(即，EXV6》來控制排氣溫度和過熱度中的每個。排氣溫度可由設置在排氣口 38附近的DT傳感器70測量。蒸汽側過熱度可按制 冷劑的蒸汽出口溫度(VOT)與製冷劑的蒸汽入口溫度(VIT)之間的差值進行計算，即，SH = V0T-VIT。蒸汽出口溫度可由第二溫度傳感器68測量，第二傳感器68可設置在板式熱交換 器64的蒸汽側盤管78的出口附近。蒸汽入口溫度可由第一溫度傳感器66測量，第一溫度 傳感器66可設置在板式熱交換器64的蒸汽側盤管78的入口附近。具體參見圖1、6和7，將詳細描述控制算法100的邏輯。控制算法100可以以諸如 每隔20秒的預定頻率重複判定步進馬達74的最優位置，以優化壓縮機16和/或系統10 的性能。對於控制算法100的每次重複N，都可計算步進馬達74的最優位置(EXVn)。控制算法100可包括能力提高(CE)模式，可分別通過設定和清除CE標記而選擇 性地啟動和解除該CE模式。當能力提高模式開啟時，控制算法100可根據蒸汽側過熱度來 調節EXV 62的位置，以使壓縮機16和/或系統10的性能、能力以及效率最優化，同時系統 10在低壓縮比的情況下運行。當能力提高模式關閉時，控制算法100的重點是降低排氣溫 度以使損壞壓縮機16的風險最小化。因此，在高壓縮比的情況期間，控制器60可致使EXV 62使得大量製冷劑能夠進入流體噴射管道72中以便被噴射到壓縮機16中。在大開位置 下，EXV 62可使得溼蒸汽能夠被噴射到壓縮機16中，這會進一步降低排氣溫度。因此，控 制算法100能夠通過控制單個膨脹閥(即，EXV 62)而控制壓縮機16的排氣溫度以及板式 熱交換器64的過熱度(SH)。[0062]控制算法100考慮到了平穩且適時地啟動和解除該能力提高模式，從而避免「追 逐(hunting)」。當閥連續調整其位置(即，「追逐」穩定狀態位置)時，膨脹裝置被認為在 「追逐」。繼續參考圖7，控制算法100起始於方框110處，且可包括測量排氣溫度、蒸汽出口 溫度和蒸汽入口溫度並將這些值傳送至控制器60。如上所述，控制器60可隨後根據蒸汽出 口溫度和蒸汽入口溫度來確定蒸汽側過熱度。在方框120處，控制器60可計算步進變化Δ EXVn,其為步進馬達74移動以打開或 關閉EXV 62的步進數。可根據以下公式計算步進變化AEXVn,式中，N表示控制算法100 的第N次重複；N-I表示緊先於第N次重複的重複；P為比例增益常數；D為微分增益常數； DTn是在方框110處傳送到控制器60的第N次排氣溫度測量值；以及DTim是緊先於DTn的 排氣溫度測量值，即，用於步進變換N-I的傳送到控制器60的DT測量值，其為緊先於第N 次步進變化(AEXVn)的步進變化AEXVn = P * (DTn-I 10)+D * (DTn-DV1)正的步進變化Δ EXVn值可以是打開步進變化，這導致EXV 62朝大開位置移動，從 而使得大量製冷劑能夠進入流體噴射系統20中。負的步進變化AEXVn值可以是關閉步進 變化，從而使EXV 62朝全閉位置移動並使得較少的製冷劑能夠進入流體噴射系統20中。方框120的等式的比例增益是一種係數，其與系統10對測量到的排氣溫度與最優 排氣溫度(即，110攝氏度)之間的偏差的敏感度有關。微分增益是一種與系統10對兩個 連續的排氣溫度測量值之間的偏差的敏感度有關的係數。例如，如果系統10的性能和/或 耐用性對排氣溫度中相對微小的偏差高度敏感，那麼比例增益和微分增益可為較小的值以 增大步進變化值，從而導致EXV 62的位置以及允許進入流體噴射系統20的製冷劑量的較 小調整。比例增益和微分增益的示例性值可以是用於單風扇系統的一個和用於雙風扇系統 的兩個。可採用系統測試及其它優化方法來確定比例增益值和微分增益值。在方框130處，控制器60可判定步進變化N(AEXVn)是否大於零或者蒸汽側過熱 度(SH)是否小於五度且能力提高模式是否關閉(即，CE標記是否關閉)。如果滿足第一和 第二條件中的任何一個或兩個，那麼控制算法100會前進至方框140。在方框140處，可清除CE標記，從而將能力提高模式關閉。從方框140起，控制算 法100可前進至方框150，在方框150處可確定步進馬達74的位置，這又可確定EXV 62的 位置。如果方框130的第一和第二條件中的任何一個均不滿足，則控制算法100會前進 至方框141。在方框141處，設定CE標記，從而開啟能力提高模式。在方框142處，控制器 60會判定蒸汽側過熱度(在方框110處所確定)是否大於預定的過熱度值，例如五攝氏度。 如果是，則控制算法100會前進至方框143，在方框143處可將步進變化△ EXVn設定成預定 的打開步進變化值，例如四步打開。然後控制算法100會前進至方框150。再次參見方框142，如果蒸汽側過熱度不大於預定的過熱度值(例如，五攝氏度)， 則控制算法100會前進至方框144，在方框144處可將步進變化AEXVn設定成預定的關閉 步進變化值，例如負四。儘管以上列舉五作為示例性的過熱度值，但是可以針對任何給定的氣候控制系統 和/或給定氣候控制系統的任何應用來定製方框142的預定的過熱度值。可預定的過熱度值選擇成使壓縮機16和/或系統10的能力、效率和/或性能最優化。可採用測試、計算機 輔助工程(CAE)軟體和/或其它優化方法來確定最優過熱度值。同樣，可針對給定的氣候控制系統和/或應用來分別定製方框143的預定打開步 進變化值和方框144的預定關閉步進變化值。可將這些值確定成使壓縮機16和/或系統 10的性能、能力以及效率最優化。在方框146處，控制器60可判定步進馬達74是否已經進行了關閉步進超過控制 算法100的連續重複的預定次數。在圖7中示出的具體實施方式
中，控制器判定步進馬達 74是否已經進行了五次連續的關閉步進。如果是，則可以在方框148處清除CE標記以使 EXV 62能夠經過控制算法100的較少的重複達到最優位置。在方框150處，步進馬達74的位置可通過以下公式確定，式中，EXVn為步進馬達74 在控制算法100的第N次重複處的位置，EXVim為緊前面的步進馬達74的位置，以及AEXVn 為在方框120、方框143或方框144處計算出的第N次步進變化EXVn = EXVh+ δ EXVnEXVn的最小值可對應於EXV 62的全閉位置。例如，EXVn =五十(50)可以是對應 於全閉位置的最小值。因此，在方框160處，控制器60可判定在方框150處計算出的EXVn 值是否小於五十。如果小於五十，則在方框165處將EXVn設定成五十(最小值)。EXVn的最大值可對應於EXV 62的大開位置。例如，EXVn =五百(500)可以是對應 於大開位置的最大值。因此，在方框170處可判定在方框150處計算出的EXVn值是否大於 五百。如果是，則在方框175處將EXVn設定成五百(最大值)。EXVn介於最小值與最大值 之間的任何其它值均可對應於步進馬達74介於全閉位置與大開位置之間的多個位置。在方框180處，控制器60可將信號傳送至步進馬達74，這可使步進馬達74移動至 與由控制算法100的這些步驟所確定的EXVn值相對應的位置。控制算法100可隨後在方 框110處重新開始並重複上述步驟。上述控制算法100可在寬範圍的操作條件下提高壓縮機16和/或系統10的性能 及效率。例如，在高壓縮比的情況下，排氣溫度可升高到例如最優溫度或安全溫度(例如， 110攝氏度)以上。可以關閉能力提高模式，這會使EXV 62能夠迅速接近大開位置。在大 開位置和近乎大開位置中，可將溼蒸汽(液體-蒸汽混合物)噴射到壓縮機16中，這可顯 著降低排氣溫度。一旦排氣溫度回復至最優水平，控制算法100就會使EXV 62遠離大開位 置並朝關閉位置移動。這樣一來，減少了噴射到壓縮機16中的溼蒸汽的量並且提高了壓縮 機16的效率。在排氣溫度處於或低於預定的安全溫度(例如，110攝氏度)的情況下，控制 算法100可使EXV 62至少部分關閉以減少噴射到壓縮機16中的溼蒸汽的量，從而使壓縮 機效率最大化。[0081 ] 在低壓縮比的情況下，排氣溫度可處於或低於預定的安全溫度。因此，可啟動提高 模式。控制算法100可隨後基於蒸汽側過熱度來控制EXV 62的位置，從而使壓縮機16和 /或系統10的效率及性能最大化。 已經處於說明和描述的目的提供了對實施方式的上述描述。它並非意欲窮盡性的 或限制本使用新型。
具體實施方式
的單獨的元件或特徵通常並不限制於該具體實施方式
， 而是在可應用的位置上是能夠互換的或者能夠用在所選定的實施方式中，甚至於在沒有具 體示出或描述的情況下也是如此。本使用新型還能夠以多種方式進行變化。這些變化不應10當被認為是對於本使用新型的背離，並且意欲將所有這樣的變型都包含在本使用新型的範 圍內。
權利要求1.一種冷凝單元，包括基座；壓縮機，其由所述基座支承並且包括吸入口、排氣口和流體噴射口 ；第一熱交換器，其由所述基座支承並且與所述排氣口流體連通；第二熱交換器，其由所述基座支承並且包括第一入口、第一出口、第二入口以及第二出 口，其中，所述第一入口流體聯接至所述第一熱交換器，所述第二入口流體聯接至所述第一 出口 ；管道，其流體聯接至所述第二熱交換器的所述第二出口以及所述壓縮機的所述流體噴 射口 ；以及閥，其設置在所述第二熱交換器的所述第一出口與所述第二熱交換器的所述第二入口 之間。
2.如權利要求1所述的冷凝單元，進一步包括第一溫度傳感器，其設置在所述第二熱 交換器的所述第一出口與所述第二熱交換器的所述第二入口之間。
3.如權利要求1所述的冷凝單元，進一步包括第二溫度傳感器，其設置在所述第二熱 交換器的所述第二出口與所述壓縮機的所述流體噴射口之間。
4.如權利要求1所述的冷凝單元，進一步包括第三溫度傳感器，其設置在所述排氣口 附近。
5.如權利要求1所述的冷凝單元，其中，所述壓縮機是渦旋壓縮機。
6.如權利要求1所述的冷凝單元，其中，進一步包括與所述閥通信的控制器。
7.如權利要求1所述的冷凝單元，其中，進一步包括第一溫度傳感器、第二溫度傳感器 和第三溫度傳感器中的至少一個，所述第一溫度傳感器設置在所述第二熱交換器的所述第 一出口與所述第二熱交換器的所述第二入口之間，所述第二溫度傳感器設置在所述第二熱 交換器的所述第二出口與所述壓縮機的所述流體噴射口之間，並且所述第三溫度傳感器設 置在所述排氣口附近。
8.如權利要求7所述的冷凝單元，進一步包括與所述至少一個溫度傳感器通信的控制ο
9.如權利要求7所述的冷凝單元，其中，所述壓縮機是渦旋壓縮機。
10.如權利要求7所述的冷凝單元，進一步包括與所述閥通信的控制器。
11.如權利要求7所述的冷凝單元，其中，所述第二熱交換器是板式熱交換器。
12.如權利要求7所述的冷凝單元，其中，所述閥是電子膨脹閥。
13.如權利要求7所述的冷凝單元，其中，所述閥包括步進馬達。
14.如權利要求1所述的冷凝單元，其中，所述第二熱交換器是板式熱交換器。
15.如權利要求1所述的冷凝單元，其中，所述閥是電子膨脹閥。
16.如權利要求1所述的冷凝單元，其中，所述閥包括步進馬達。
專利摘要一種冷凝單元，包括基座；壓縮機，其由基座支承並且包括吸入口、排氣口和流體噴射口；第一熱交換器，其由基座支承並且與排氣口流體連通；第二熱交換器，其由基座支承並且包括第一入口、第一出口、第二入口以及第二出口，其中，第一入口流體聯接至第一熱交換器，第二入口流體聯接至第一出口；管道，其流體聯接至第二熱交換器的第二出口以及壓縮機的流體噴射口；以及閥，其設置在第二熱交換器的第一出口與第二熱交換器的第二入口之間。
文檔編號F25B13/00GK201828077SQ20102013181
公開日2011年5月11日 申請日期2010年2月22日 優先權日2009年2月18日
發明者江超, 王瑩 申請人:艾默生環境優化技術有限公司