低環境冷卻方案和控制的製作方法

2024-03-11 05:16:15

本申請總體上涉及一種加熱、通風和空調系統(HVAC)，並且更具體涉及低環境冷卻方案和控制。

背景技術：

變製冷劑流量(「VRF」)系統是通常利用室外冷凝單元和多個室內風機-盤管單元的HVAC系統。VRF系統可被調節用於提供單獨的加熱和冷卻需求，用於建築內的不同空間。該系統通過調節室外壓縮機速度和控制來響應室內載荷變化，這允許製冷劑被，根據對每個空間的加熱和/或冷卻需求，以可變速率遞送到單個的室內風機盤管單元。然而，在傳統的HVAC系統中，壓縮機不斷地循環，在常規的環境條件下在VRF系統中壓縮機以變化的速度不斷地操作。

背景技術

根據一個實施例，一種用於在低環境條件下控制水頭壓力的HVAC系統包括冷凝器，室外膨脹閥，室內膨脹閥，熱氣體旁通閥，一個或多個室外風機，一個或多個室外風機電機，和一個或多個控制器。冷凝器是可操作的用於接收來自排放管線的製冷劑，冷凝製冷劑，以及將製冷劑排放到製冷劑管線的第一部分。室外膨脹閥設置在在製冷劑管線的所述第一部分和製冷劑管線的第二部分之間，室內膨脹閥設置在在製冷劑管線的所述第二部分和製冷劑管線的第三部分之間。熱氣體旁通閥被耦連到排放管線以及到製冷劑管線的第二部分，使得當被打開時通過熱氣體旁通閥的製冷劑繞開冷凝器和室外膨脹閥。一個或多個室外風機是可操作的用於冷卻所述冷凝器，所述一個或多個室外風機電機是可操作的用於控制所述一個或多個室外風機的風機速度。所述一個或多個室外風機電機具有預定最低操作風機速度。一個或多個控制器是可操作的用於接收在製冷劑管線處(例如，在製冷劑管線的第一部分和/或第二部分處)的第一水頭壓力的測量結果和確定第一水頭壓力是否低於預定最小水頭壓力臨界值。所述一個或多個處理器是進一步可操作的，以響應於對下述的確定而發出至少部分地打開所述熱氣體旁通閥的命令：所述第一水頭壓力低於所述預定最小水頭壓力臨界值，以及所述一個或多個室外風機電機的速度小於或等於所述預定最低操作風機速度。

根據另一實施例，一種用於在低環境條件下控制HVAC系統中的水頭壓力的方法包括通過處理器接收在製冷劑管線處的第一水頭壓力的測量結果，以及通過處理器確定第一水頭壓力是否低於預定最小水頭壓力臨界值。本方法還包括通過處理器響應於對下述的確定而發出至少部分地打開熱氣體旁通閥的命令：所述第一水頭壓力低於所述預定最小水頭壓力臨界值，以及一個或多個室外風機的速度小於或等於所述一個或多個室外風機的預定最低操作速度。

有利地，本申請的各方面可允許HVAC系統在低環境條件下操作同時保持平滑的操作。本申請的另一優勢方面可提供超出室外風機的最低速度時平滑操作VRF或HVAC系統的方法。此外，本申請的各方面能夠保持HVAC系統在最佳環境下操作，同時HVAC系統在低環境條件下操作。因此，本申請的各方面可被用於防止不穩定的抽吸壓力和容量輸出，從而提供HVAC系統在低環境條件下的平滑操作。

附圖說明

為了更完整地理解本申請及其優勢，現在結合附圖進行下述具體實施方式描述，圖中：

圖1示意出根據本申請的實施例的、用於在低環境條件下控制水頭壓力的示例性HVAC系統；

圖2示意出能夠在根據本申請的實施例的、用於在低環境條件下控制水頭壓力的示例性HVAC系統中使用的示例性控制器；

圖3示意出根據本申請的實施例的、用於在低環境條件下控制水頭壓力的示例性HVAC系統；和

圖4示意出根據本申請的實施例的、用於在低環境條件下控制HVAC系統中的水頭壓力的示例性方法。

具體實施方式

總體上，VRF系統可響應於室內載荷的變化而通過調節壓縮機速度和控制來提供平滑的操作和關閉。在某些情況下，可能想要在低環境條件下以冷卻模式操作VRF系統。例如，在冬天，室外環境溫度可能在零下。然而，可能想要在此低環境條件下以冷卻模式操作VRF系統，例如，如果通過VRF系統調節的室內空間容納著許多計算機，這些計算機在此被調節的空間內產生熱量。

當處於冷卻模式時，製冷劑可經過冷卻該製冷劑的室外冷凝器。冷卻製冷劑一般導致製冷劑的壓力降低。在常規的環境條件中，冷卻的量值以及因此壓力降低的量值可通過調節使環境空氣循環經過室外冷凝器的一個或多個室外風機的速度進行控制。風扇速度可被增大用於較好的冷卻以及可被減小用於較差的冷卻。在低環境條件中，VRF系統的室外風機中的一個或多個減慢下來，以減少熱消耗並且保持適當的水頭壓力。然而，用於驅動室外風機的風機電機具有最低速度以確保可靠的操作，當環境非常冷時，即使風機速度最低，水頭壓力也不能得以保持。傳統地，當最低的風機速度不能保持水頭壓力時，風機將基於預定的液體壓力進行間斷性循環。這可能導致不穩定的抽吸壓力和容量(capacity)輸出。

本申請的某些實施例允許在超出室外風機的最低速度時平滑地操作VRF系統。例如，在某些實施例中，如果水頭壓力低於預定臨界值並且風機速度處於最低風機速度，那麼熱氣體旁通閥可被至少部分地打開，使製冷劑的至少一部分繞開冷凝器。繞開冷凝器的製冷劑保持高溫和高壓。繞開冷凝器的製冷劑可與經過冷凝器的更冷、壓力更低的製冷劑混合，從而獲得適當的溫度和壓力。用於低環境冷卻控制的系統和方法的示例將在下面參考圖1-4進行進一步描述。

參考圖1，示出了用於在低環境條件下控制水頭壓力的HVAC系統100的示例性實施例。HVAC系統100可以是用於在低環境條件下控制水頭壓力的任何類型的系統。例如，HVAC系統100可以是通過控制被提供到室內單元的製冷劑的量來響應於室內載荷變化的VRF系統。HVAC系統100可以是熱回收系統，熱泵系統，分裂式或包裝式系統，或適於在HVAC應用中使用的任何其它系統。

HVAC系統100可被提供為只能冷卻、只能加熱、或能夠加熱並且能夠冷卻兩種操作的部件配置。例如，參考圖1的實施例，HVAC系統100部件可被配置用於冷卻操作，其中HVAC系統100的製冷劑在圖1的箭頭指示的方向上流動。HVAC系統100可在任何適當的環境中使用，比如商業、工業、和住宅建築，並且可用於製冷業。HVAC系統100的容量可以是適合於其預期目的的任何容量。例如，對於商業或工業應用來說，HVAC系統100的容量可從6噸至36噸變化，而對於住宅應用來說，HVAC系統100的容量可從3噸至5噸變化。

參考圖1，HVAC系統100可包括室外單元110，控制器112，壓縮機120，排放管線126，冷凝器130，風機132，風機電機134，室外膨脹閥140，熱氣體旁通閥150(例如，電磁閥)，製冷劑管線155，室內膨脹閥160，蒸發器170，和壓力傳感器180。在圖示實施例中，室外單元110，壓縮機120，冷凝器130，風機132，風機電機134，室外膨脹閥140，熱氣體旁通閥150，和壓力傳感器180布置在外面，而室內膨脹閥160和蒸發器170布置在裡面。在其它實施例中，被示出在外面的一個或多個HVAC部件可被布置或部分布置在裡面。類似地，被示出在裡面的一個或多個HVAC部件可被布置或部分布置在外面。此外，HVAC系統100可包括另外的部件，更少部件，或與圖1的實施例中示出的那些不同的部件。例如，HVAC系統100可包括另外的或更少的傳感器180，所述傳感器可設置在與圖示的那些不同的位置。

如圖1中所示，HVAC系統100的室外單元110可包括殼罩，壓縮機120，冷凝器130，風機132，風機電機134，室外膨脹閥140，熱氣體旁通閥150，和壓力傳感器180。室外單元110可設置在室外位置，比如鄰近建築的板上或建築屋頂上，例如。在可選實施例中，室外單元110可包括另外的部件，更少部件，或與圖1的實施例中示出的那些不同的部件。例如，室外單元110可包括附加的室外風機132以及對應的附加電機134。

如圖1中所示，HVAC系統100可包括控制器112。控制器112可以以接收測量結果、進行決定、和發出命令的邏輯來實現。在某些實施例中，控制器112包括存儲器、處理器、和類似於在下面參考圖2描述的那些的接口。

在一實施例中，控制器112可接收水頭壓力的測量結果並且確定該水頭壓力是否低於預定最低水頭壓力臨界值。例如，控制器112可確定所接收的水頭壓力測量結果低於預定最低水頭壓力臨界值。根據該系統，任何適當的預定最低水頭壓力臨界值可被使用。在某些實施例中，該預定最低水頭壓力臨界值可在200和300磅每平方英寸表壓(「psig」)之間，比如250psig，例如，對於HVAC系統的某些實施例來說當使用R-410A作為製冷劑時。附加地，或可選地，控制器112可接收水頭壓力的測量結果並且確定該水頭壓力是否超過預定最大水頭壓力臨界值。根據該系統，任何適當的預定最大水頭壓力臨界值可被使用。在某些實施例中，預定最大水頭壓力臨界值可在400和500psig之間，比如450psig。

控制器112可選擇性地供電、斷電或配置HVAC系統100部件。例如，在一實施例中，控制器112可設置壓縮機、電機或類似裝置的操作速度。在一些實施例中，控制器112可以是可操作的，用於發出部分或完全打開或關閉HVAC系統100的一個或多個閥的命令。附加地，或可選地，控制器112可以是可操作的，用於增大或減小HVAC系統100的風機電機的速度。例如，控制器112可，響應於確定了在製冷劑管線處的水頭壓力超過了預定最大水頭壓力臨界值，而發出增大HVAC系統100的風機電機134的速度的命令。

控制器112可經由有線或無線連接操作地連接到HVAC系統100部件。例如，如圖1中所示，控制器112被耦連到室外單元110。在一些實施例中，控制器112可布置在室外單元110的殼罩內。HVAC系統100可包括一個以上控制器。例如，室外單元110可被連接到一個或多個控制器或被其控制，並且室內部件、比如室內膨脹閥160和蒸發器170可被連接到設置在室內的一個或多個控制器或被其控制。雖然已經描述了某些示例性，但任何適當數目的控制器可被設置在任何適當的位置，用於控制室外和/或室內部件。

如圖1的實施例中所示，HVAC系統100可包括壓縮機120，用於壓縮製冷劑，作為蒸汽壓縮循環的一部分。根據圖1中示出的實施例，壓縮機120可經由抽吸管線接收製冷劑並且可將壓縮的製冷劑排放到排放管線126內。排放管線126可連接到壓縮機120的排放埠。排放管線126可將壓縮的製冷劑引導至HVAC系統100的冷凝器130。

壓縮機120可以是任何適當類型，比如迴轉式壓縮機，渦旋壓縮機，往復式壓縮機，或在HVAC系統應用中適用的任何其它類型的壓縮機。壓縮機120可經結構設計用於變速或單速地操作。壓縮機120可經由有線或無線連接操作地連接到控制器112，並且可被選擇性地通電、斷電或通過控制器112設置至預期的操作速度，以滿足HVAC系統100的要求。

如圖所示，單一壓縮機120可被包括在HVAC系統100中。例如，HVAC系統100可包括單一變速壓縮機。在可選實施例中，HVAC系統100可包括一個以上壓縮機120。例如，HVAC系統100可包括變速壓縮機再加上定速壓縮機。作為另一示例，HVAC系統可包括多個變速壓縮機。在這種實施例中，所提供的壓縮機可被配置成作為串軸式壓縮機組操作。串軸式壓縮機可分別被引入到HVAC部件的、被配置用於蒸汽壓縮循環操作的單一迴路內，每個串軸式壓縮機操作地連接到排放管線126和抽吸管線。

如圖1中所示，HVAC系統100可還包括冷凝器130。冷凝器130可被提供用於在HVAC系統100的製冷劑和在冷凝器130的盤管上經過的空氣流之間進行熱傳遞，作為蒸汽壓縮循環的一部分。在冷凝器130上經過的空氣流可包括室外環境空氣。冷凝器130可以是在HVAC系統中常用的任何已知類型的盤管型熱交換器，比如翅片管熱交換器盤管，微通道熱交換器盤管，等。在一些情況下，冷凝器盤管可包括帶鋁翅片的銅管道。在一些特殊情況下，冷凝器盤管可包括帶有親水性鋁翅片的內螺紋銅管。可選地，冷凝器盤管可包括全鋁管道。

根據圖1中示出的實施例，HVAC系統100可被配置用於冷卻操作，冷凝器130經由排放管126接收製冷劑。在這種配置中，冷凝器130可以是蒸汽壓縮循環部件的迴路中的冷凝器。被冷凝器130接收的製冷劑可以是相對高壓力和溫度的氣相製冷劑。所接收的製冷劑可在冷凝器130內流動的同時排出熱並且冷凝。高壓液體製冷劑可離開冷凝器130並且流入高壓液體管內。在可選實施例中，HVAC系統100可被配置為以加熱模式操作。在這種實施例中，室外單元110內的冷凝器130可被配置為作為蒸發器操作，作為蒸汽壓縮循環的一部分。

HVAC系統100可包括引導環境空氣在冷凝器130上流動的室外風機132。根據圖示實施例，室外風機132可包括多個葉片，所述葉片可連接到轂或軸，並且通過風機電機134的致動而圍繞著轂或軸轉動。為風機電機134供電可導致室外風機132葉片圍繞著轂轉動。室外風機132葉片的轉動可導致環境空氣運動，以引導環境空氣在冷凝器130上流動。在冷凝器130上流動的環境空氣可具有環境溫度。

風機電機134可以是響應於被接收到的一信號或多信號而能夠轉動的電機。風機電機134可被配置用於作為變速電機操作，因此風機電機134可以多個速度操作，所述多個速度以每分鐘的轉數(RPM)測量。風機電機134的速度可響應於所述所接受的信號或多信號的變化而改變。在這種實施例中，風機電機134可被提供有風機電機134能夠操作的速度值範圍。該範圍可具有預定最低操作速度，低於該速度風機電機134便不能操作。如果被命令在風機電機134的操作範圍之外的速度下操作，那麼風機電機134可以斷電，或可選地可以以最低速度設置操作。類似地，風機電機134能夠被操作的該速度值範圍可具有預定最大操作速度。

在一實施例中，風機電機134可以是電換向(EC)型電機。至風機電機134的電輸入可以是直流(DC)輸入或交流(AC)輸入。風機電機134的速度可使用任何已知的電機速度控制方法控制。風機電機134可操作地連接到控制器112。控制器112可傳輸控制和/或功率信號至風機電機134以改變風機電機134的速度。在一實施例中，在一實施例中，控制器可改變控制和/或功率信號電壓，以調節風機電機134的速度。例如，如果在製冷劑管線155處的水頭壓力超過預定最大水頭壓力臨界值，那麼HVAC系統100的控制器112可發出增大室外風機134的速度的命令。可選地，控制器可改變被傳輸到風機電機134的功率和/或控制信號的脈衝寬度，以改變風機電機134的速度。在低環境條件下，控制器112可斷電風機電機134。低環境溫度可包括從華氏0度至華氏23度變化的室外溫度。因此，按照控制器所執行的控制邏輯，控制器可響應於HVAC系統100內的條件而設定風機電機134的速度。

HVAC系統100可包括室外膨脹閥140，如圖1中所示。室外膨脹閥140可以是任何適當類型的膨脹閥，比如電子膨脹閥(EXV)。如圖示實施例中所示，室外膨脹閥140可設置在冷凝器130和室內膨脹閥160之間並且被耦連到冷凝器130和室內膨脹閥160。在一些實施例中，室外膨脹閥140可設置在室外單元110的殼罩內。在圖1中示出的實施例中，提供了單一室外膨脹閥140。在HVAC系統100的可選實施例中，附加室外膨脹閥可被提供。例如，附加膨脹閥可被提供在HVAC系統中，被配置為作為雙流，熱泵，VRF，和/或其它HVAC系統類型操作。在其它實施例中，HVAC系統100的室外膨脹閥可消除。

在HVAC系統100內流動的製冷劑可被引導通過室外膨脹閥140至室內膨脹閥160。室外膨脹閥140可從冷凝器130接收製冷劑並且經由製冷劑管線155將製冷劑遞送至室內膨脹閥160。室外膨脹閥140可經由有線或無線連接操作地耦連到控制器。在一實施例中，控制器可以是可操作的，以響應於確定水頭壓力低於預定水頭壓力臨界值而發出至少部分地關閉室外膨脹閥的命令。例如，HVAC系統100的控制器112可響應於確定水頭壓力低於200psig的預定水頭壓力臨界值而發出完全關閉室外膨脹閥140的命令。

在圖中示出的實施例中，HVAC系統100包括熱氣體旁通閥150。熱氣體旁通閥150可設置在排放管線126和製冷劑管線155之間。在圖示實施例中，排放管線126設置在壓縮機120和冷凝器130之間，並且製冷劑管線155設置在室外膨脹閥140和室內膨脹閥160之間。熱氣體旁通閥150可以是可操作的，用於將高壓高溫氣體的一部分從排放管線126引導至製冷劑管線155。在一實施例中，熱氣體旁通閥150可用於響應於在操作期間變化的環境條件以及HVAC系統100內變化的環境而操縱HVAC系統100內的水頭壓力。例如，在當製冷劑管線155中的水頭壓力低於預定臨界值時的低環境條件中，系統100的熱氣體旁通閥150可打開，以將熱氣體從壓縮機120引入製冷劑管線155內。熱氣體可與製冷劑管線155中的製冷劑混合以增大製冷劑管線155中的水頭壓力。

在一實施例中，熱氣體旁通閥150可經由有線或無線連接操作地耦連到控制器。控制器可以是可操作的，以響應於某些確定而至少部分地打開熱氣體旁通閥150。例如，當所接收的水頭壓力測量結果低於預定水頭壓力臨界值並且室外風機電機134操作的速度小於或等於預定操作風機速度時，控制器112可完全打開熱氣體旁通閥150。類似地，在一些實施例中，控制器112可以是可操作的，用於響應於某些確定而至少部分地關閉熱氣體旁通閥150。

熱氣體旁通閥150和室外膨脹閥140可一起工作用於保持製冷劑管線155中的水頭壓力在預定水頭壓力範圍內。在一實施例中，控制器112可部分地或完全打開或關閉熱氣體旁通閥150和/或室外膨脹閥140用於在製冷劑管線155處保持水頭壓力在250psig和450psig。在某些實施例中，HVAC系統100的最低水頭壓力臨界值可以是200和300psig之間的值，其中最大水頭壓力臨界值可以是400psig和500psig之間的值。然而，本領域內的那些人員將意識到系統100的預定水頭壓力範圍根據環境而變化，比如HVAC系統中使用的製冷劑的類型和HVAC系統的結構。在優選實施例中，最低水頭壓力臨界值可基於室內膨脹閥160為滿足蒸發器170的負載要求而需要的壓降。

如圖1中所示，在一實施例中，HVAC系統100可包括室內膨脹閥160。室內膨脹閥160可以是任何適當類型的膨脹閥，包括電子的膨脹閥(EXV)，熱膨脹閥(TXV)，短孔，等。在HVAC系統100內的製冷劑流可被引導通過室內膨脹閥160至蒸發器170。室內膨脹閥160可從液體製冷劑消除壓力以允許膨脹或在蒸發器中從液體至蒸汽的狀態變化。例如，室內膨脹閥160可與高壓液體管連接，並且從其接收高溫度和壓力的液體製冷劑。室內膨脹閥160可還與低壓管連接，並且傳送低壓製冷劑至低壓管。在一實施例中，室內膨脹閥160可以可操作地經由有線或無線連接耦連到控制器。

如圖示實施例中所示，室內膨脹閥160可設置在HVAC系統100的室外膨脹閥140和蒸發器170之間，作為蒸汽壓縮循環的一部分。根據圖示的HVAC系統100實施例，單一室內膨脹閥160被提供。在HVAC系統100的可選實施例中，附加室內膨脹閥可被提供。例如，附加室內膨脹閥可被提供於HVAC系統中，經結構設計用於作為雙流，熱泵，VRF，和/或其它HVAC系統類型操作。另外，一些實施例可包括多個室內膨脹閥並且不包括室外膨脹閥。這種室內膨脹閥的操作對於本領域內的那些技術人員來說是廣泛已知的並且從本說明書中省略。

在可選實施例中，HVAC系統100可附加地、或可選地包括用於控制HVAC系統100內的製冷劑流動方向和/或速率的一個或多個閥。例如，在HVAC系統100的實施例中，HVAC系統100可另外被提供有換向閥以及用於適應HVAC系統100內的雙向製冷劑流容量的附加管段。本領域內的那些技術人員將意識到製冷劑管道配置的相應變化可被提供，用於適應所提供的特定部件配置的HVAC系統100實施例。

如圖1的實施例中所示，HVAC系統100可包括蒸發器170。蒸發器170可提供在HVAC系統100的製冷劑和經過蒸發器170的氣流之間的熱傳遞，作為蒸汽壓縮循環的一部分。在一實施例中，蒸發器170可以是在HVAC系統中常用的任何已知類型的熱交換器盤管組件，比如翅片管式熱交換器盤管，微通道熱交換器盤管，等。蒸發器盤管可包括帶鋁翅片的銅管道。可選地，蒸發器盤管可包括全鋁管道。蒸發器盤管可包括在HVAC系統中常用的任何適當材料。

蒸發器170可與製冷劑管線155連接，並且經由製冷劑管線155接收製冷劑。製冷劑管線155可包括低壓管。根據圖1中示出的部件配置和製冷劑流動方向，HVAC系統100可被配置用於以冷卻模式操作。在冷卻操作過程中，流經蒸發器170的製冷劑可能沸騰，從2相狀態變化到氣體狀態，作為蒸汽壓縮循環的一部分。當以冷卻模式操作時，氣態製冷劑可經由公共抽吸管被遞送至壓縮機120以完成HVAC系統100內的製冷劑流動循環。

如圖所示，HVAC系統100可以是只冷卻單元或，可選地，可以是以冷卻模式操作的熱泵單元。在可選實施例中，HVAC系統100可經結構設計用於以加熱模式操作，僅作為加熱裝置的一部分，或熱泵單元，例如。在這種實施例中，蒸發器170可被配置用於作為冷凝器操作，作為蒸汽壓縮循環的一部分，同時製冷劑流被在與圖中相反的方向上引導。

如圖1中所示，在一實施例中，HVAC系統100可包括一個或多個傳感器180。每個傳感器可感測和/或測量一個或多個HVAC系統100特徵參數值。參數值可表示HVAC系統100的製冷劑的環境和/或在室外單元110內的室外環境空氣的環境。在圖1示出的實施例中，傳感器180是可被配置用於感測在製冷劑管線處的製冷劑水頭壓力的壓力傳感器。傳感器180可測量在製冷劑管線的任何適當部分處的水頭壓力，比如第一部分處(例如，在冷凝器130和室外膨脹閥140之間)和/或第二部分處(例如，室外膨脹閥140和室內膨脹閥160之間)。在一些實施例中，傳感器180可被配置用於感測環境溫度，製冷劑溫度，環境空氣或製冷劑流速，等。

傳感器180可以是遠程感測裝置，其可經由有線或無線連接與控制器112連接，用於傳輸所感測的、或測量的數據至控制器112。傳感器180可或直接或間接地傳輸模擬或氣動信號至控制器112。在這種實施例中，通過傳感器180傳輸的信號可在被控制器112使用之前轉換成數位訊號。可選地，在一實施例中，傳感器180可傳輸數位訊號至控制器112。在這種實施例中，通過傳感器180傳輸的數位訊號可在控制器112使用之前進行處理，以將這些信號轉換成不同電壓，以從迴路中消除幹擾，放大信號，或其它類似形式的數位訊號處理。對於在這裡描述的每個可選方式，傳感器180的信號可被直接或間接地傳輸至控制器112，比如通過一個或多個中間裝置。

在一實施例中，傳感器180可設置在室外單元110內，並且可被配置用於感測室外單元110內的室外環境空氣溫度。在這種實施例中，傳感器180可以是熱敏電阻器。可選地，在這種實施例中，傳感器180可以是熱電偶，電阻溫度檢測傳感器，測溫傳感器，紅外熱像傳感器，或用於感測室外環境空氣的溫度值的一些其它傳感器類型。傳感器可將所感測到的環境溫度傳輸至控制器112，用於被控制器112使用，用作向一個或多個控制方法的輸入。例如，控制器112可使用從傳感器180接收的環境溫度數據作為至控制方法的輸入，用於設置在HVAC系統100的操作過程中電機134的速度，來控制至或來自室外單元110內的製冷劑的熱傳遞速率。

在可選實施例中，在HVAC系統100內，傳感器180可設置在與圖1中示出的特殊實施例不同的位置。例如，傳感器180可設置在HVAC系統100的室內部分內，或可被耦連到製冷劑管道在HVAC系統100內的那一段。此外，在可選實施例中，HVAC系統100可被提供有類似傳感器180的附加感測裝置，用於感測表示HVAC系統100的製冷劑環境的參數值，環境空氣的參數值，室內迴風的參數值，等。感測裝置可被配置用於感測溫度，壓力，流速，相對溼度，和其它類似參數值。附加感測裝置可設置在HVAC系統100內任何位置。例如，傳感器180可設置在蒸發器170處，室外膨脹閥140處，室內膨脹閥160處，被調節的空間內，和/或被耦連到製冷劑管道。所提供的附加感測裝置可連接到控制器112，與控制器112通信，或可選地，可獨立於控制器112操作，如上所述。還應了解在這裡公開的一些控制方法可能要求HVAC系統100設置如圖所示的或在這裡描述的一個或多個傳感器180。

在可選實施例中，HVAC系統100可被提供與圖1的實施例中示出的不同的部件配置。例如，HVAC系統100可包括：附加室外單元110；壓縮機120，比如串軸式壓縮機組；附加冷凝器130；附加室內膨脹閥160和蒸發器170，比如在VRF系統中；等。此外，在可選實施例中，HVAC系統100可被提供有與圖1的實施例中示出的不同的部件配置。

現在參考圖2，HVAC系統100可包括一個或多個控制器200，為滿足需求而控制本系統內的一個、一些或所有部件的操作。在圖2的圖示實施例中，控制器200包括存儲器210，處理器220，和接口230。在一實施例中，控制器200可包括帶有存儲器210的計算機可讀介質，或被耦連到計算機可讀介質，存儲器210用於存儲操作HVAC系統100部件的控制邏輯或命令。控制器存儲器210可以是在HVAC系統中常用的任何已知類型的易失性或非易失性存儲器。控制器200可將計算機可執行命令存儲在存儲器210內。計算機可執行命令可被包括在計算機編碼中。控制器200可用硬體，軟體，固件，或它們的任何組合實施。

另外，控制器200可以用於執行所存儲的命令的處理器220實施。控制器200可響應於或可操作以執行作為軟體、硬體、集成電路、固件、微編碼等的一部分存儲的命令。如這裡公開的，控制器200執行的功能、動作、方法或任務可用執行在存儲器210中存儲的命令的處理器220執行。這些命令用於實施在這裡公開的過程、技術、方法、或動作。控制器處理器220可以是在HVAC系統中常用的任何已知類型的處理器。處理器可以是單一器件或器件組合，比如與網絡或分布式處理裝置相關聯。控制器200可經由有線或無線連接操作地連接到HVAC系統100部件。

控制器200可接收數據，所述數據可包括來自一個或多個遠程感測裝置的信號。控制器200接收的數據可直接從一個或多個遠程感測裝置接收或可通過一個或多個中間裝置間接接收，比如信號轉換器，處理器，輸入/輸出接口(例如接口230)，放大器，調理電路，連接器，等。控制器200可響應於從遠程感測裝置接收的數據而操作HVAC系統100部件。另外，控制器200可響應於使用者輸入，所調節的空間的需求，製冷劑和/或環境空氣條件，控制邏輯等而操作HVAC系統100部件。

現在參考圖3，HVAC系統300示意出HVAC系統的示例性實施例包括被連接到一個室外單元的多個室內單元，比如在VRF系統中。在圖示實施例中，HVAC系統300包括室外單元310，控制器312，壓縮機320，排放管線326，冷凝器330，風機332a-n，風機電機334a-n，室外膨脹閥340，熱氣體旁通閥350，製冷劑管線355，室內膨脹閥360a-n，蒸發器370a-n，和壓力傳感器380。如圖所示，室外單元310，壓縮機320，冷凝器330，室外風機332a-n，風機電機334a-n，室外膨脹閥340，熱氣體旁通閥350，和壓力傳感器380布置在外面，而室內膨脹閥360a-n和蒸發器370a-n布置在裡面。在其它實施例中，被示出在外面的一個或多個HVAC部件可布置或部分布置在裡面。類似地，被示出在裡面的一個或多個HVAC部件可布置或部分布置在外面。HVAC系統300的一個或多個部件可與HVAC系統100的類似部件共享特徵。

在圖3中示出的實施例中，每個室內蒸發器具有其自己的室內膨脹閥。例如，室內膨脹閥360a被耦連到蒸發器370a，室內膨脹閥360b被耦連到蒸發器370b，等等。如圖所示，製冷劑管線355向蒸發器370a-n供應製冷劑。製冷劑管線355可包括一個或多個分支。HVAC系統300的圖示實施例包括換向閥324以及用於適應HVAC系統300內的雙向製冷劑流容量的附加管段。

如圖3中所示，HVAC系統300可包括多個室外風機332a-n。在實施例中，每個風機或風機堆可被耦連到風機電機。例如，風機332a可被耦連到風機電機334a，風機332b可被耦連到風機電機334b，等等。在一些實施例中，多個風機332a-n和/或多個風機電機334a-n可具有單一預定最低操作風機速度和/或最大操作風機速度。可選地，或另外地，風機332a-n或風機電機334a-n中的一個或多個可具有預定最低操作風機速度和/或最大操作風機速度。例如，在冷凝器具有六個風機的實施例中，六個風機中的四個可被中斷循環，並且預定最低操作風機速度可以是以2個操作風機的風機速度為基礎。

參考圖4，示出了用於在低環境條件下控制HVAC系統中的水頭壓力的示例性方法400的流程圖。方法400可以圖示順序實施或，可選地，可以不同於圖示的順序實施。在可選實施例中，根據在下面的討論中包含的可選輸入、功能、和/或採取的措施，可為方法400提供附加的、更少的、或不同的步驟。圖4的方法400可通過一個或多個處理器(例如，處理器220)實施，用於在低環境條件下控制HVAC系統(例如，HVAC系統100或HVAC系統300)的水頭壓力。

方法400起始於步驟402。在步驟402，方法400處於常規冷卻模式操作。在某些實施例中，在常規冷卻模式操作過程中，室外膨脹閥(例如，室外膨脹閥140或室外膨脹閥340)完全打開並且熱氣體旁通閥(例如，熱氣體旁通閥150或熱氣體旁通閥350)完全關閉。這樣，製冷劑經過冷凝器(例如，冷凝器130或330)，並且冷凝器降低製冷劑的溫度和壓力。在常規冷卻模式操作過程中，室外風機的風機速度可被調節用於控制冷卻的量以保持適當壓力。隨著風機速度的減小，更少的環境空氣被循環經過冷凝器，導致更差的冷卻和更小溫度降低。總體上，在低環境條件中所需要的風機速度趨於相對較低，比如當室外環境空氣極冷時，因為暴露於低環境條件導致一些熱損失。

在步驟404，處理器確定一個或多個室外風機(例如，風機132和/或風機232)的風機速度是否小於或等於預定最低操作風機速度。例如，在低環境條件下，比如當室外溫度處於華氏0度和華氏23度或在它們之間時，所述一個或多個室外風機可以預定最低操作風機速度操作。如果處理器確定所述一個或多個室外風機的速度大於預定最低操作風機速度，那麼本方法停留在常規冷卻模式操作。本方法可周期性地重複步驟404，例如，根據預定的時間周期或響應於風機速度的變化。如果在步驟404處理器確定所述一個或多個室外風機的速度小於或等於預定最低操作風機速度，那麼本方法進行到步驟406。

在方法400的步驟406，如圖4中所示，處理器接收第一水頭壓力的測量結果。作為示例，處理器可接收製冷劑管線處(例如，製冷劑管線155或製冷劑管線355)180psig的水頭壓力測量結果。然後本方法進行到步驟408。在步驟408，處理器確定第一水頭壓力是否低於預定最低水頭壓力臨界值。如果處理器確定第一水頭壓力不低於預定最低水頭壓力臨界值，那麼方法可返回步驟402。然而，如果處理器確定第一水頭壓力低於預定最低水頭壓力臨界值，則方法進行到步驟410。例如，如果水頭壓力測量結果是180psig而預定最低水頭壓力臨界值是200psig，那麼處理器可確定水頭壓力低於預定最低水頭壓力臨界值。

在方法400的步驟410，處理器發出至少部分地打開熱氣體旁通閥(例如，熱氣體旁通閥150和熱氣體旁通閥350)的命令。因此，至少一部分製冷劑繞開冷凝器。繞開冷凝器的製冷劑保持比經過冷凝器的製冷劑更高的溫度和壓力。繞開冷凝器的製冷劑和經過冷凝器的製冷劑可在製冷劑管線(例如，製冷劑管線155)中混合。在某些實施例中，繞開冷凝器的製冷劑與沒有繞開冷凝器的製冷劑的比值可被調節以保持製冷劑管線中的適當壓力。該比值可通過打開熱氣體旁通閥、關閉熱氣體旁通閥、或調節熱氣體旁通閥被打開的程度(例如，在閥能夠被部分打開的實施例中)而進行調節。

然後該方法進行到步驟412，其中處理器接收第二水頭壓力的測量結果。如圖400中所示，然後該方法進行到步驟414，其中處理器確定第二水頭壓力是否超過預定最大水頭壓力臨界值。如果處理器確定第二水頭壓力超過預定最大水頭壓力臨界值，則該方法進行到步驟416。在步驟416，處理器發出增大一個或多個室外風機的速度的命令。例如，如果水頭壓力測量結果是600psig並且最大水頭壓力臨界值是500psig，則處理器發出增大所述一個或多個室外風機的速度的命令。增大室外風機速度導致更多的空氣循環經過冷凝器，使得通過冷凝器的製冷劑可以被冷卻，從而降低壓力。

從步驟416，圖4的方法400進行到步驟418，其中處理器確定一個或多個室外風機是否在預定最大速度下操作。如果處理器確定所述一個或多個室外風機在預定最大速度下操作，則該方法返回到步驟402。在某些實施例中，該方法假設在步驟402是以標準冷卻模式操作。例如，熱氣體旁通閥可關閉，室外膨脹閥可打開，並且製冷劑的溫度和壓力可通過控制室外風機的速度而進行調節。如果處理器確定所述一個或多個室外風機沒有在預定最大速度下操作，則該方法進行到步驟412，其中處理器接收製冷劑管線處第三水頭壓力的測量結果。

可選地，如果在步驟414處理器確定第二水頭壓力沒有超過預定最大水頭壓力臨界值，則本方法進行到步驟420。在步驟420，處理器確定第二水頭壓力是否低於預定最低水頭壓力臨界值。如果處理器確定第二水頭壓力低於預定最低水頭壓力臨界值，則本方法400進行到步驟422。在步驟422，處理器發出至少部分地關閉室外膨脹閥的命令。作為示例，如果水頭壓力測量結果是190psig而最低水頭壓力臨界值是200psig，則處理器可發出完全關閉室外膨脹閥的命令。在某些實施例中，關閉室外膨脹閥可導致經過冷凝器的製冷劑的量減少從而經過熱氣體旁通閥的製冷劑的量增大。這樣，溫度越高，可被提供到製冷劑管線的製冷劑壓力越高。

可選地，如果在步驟420處理器確定第二水頭壓力不低於預定最低水頭壓力臨界值，則本方法進行到步驟412，其中處理器接收第三水頭壓力的測量結果。第三測量結果可被與步驟414中的最大水頭壓力臨界值相比較。本方法可根據需要重複這些步驟並且可調節室外風機速度、熱氣體旁通閥、和室外膨脹閥，來保持製冷劑管線中的適當壓力。

在前述討論中，闡述了許多特殊細節以提供對本發明的徹底理解。然而，應理解本申請可在沒有這些特殊細節的情況下實施。在其他情況下，廣泛已知的元件被以示意或方框圖的形式示意，以免將本申請掩蓋在不必要的細節中。另外，對於大部分來說，與廣泛已知的特徵和元件相關的細節，只要這些細節不被認為是必要的，都已經被省略以獲得對本發明的完整理解，並且被認為在相關領域的普通技術人員的理解範圍內。

已經關於其首選實施例中的一些描述了本發明，請注意所公開的實施例是示意性的而不是本質上限制性的，而且廣範範圍內的變化、修改、改變和替代都考慮在前述的公開內容中，在一些情況下，本申請的一些特徵可在不對應地使用其它特徵的情況下採用。許多這種變化和修改都能夠基於前述對首選實施例的描述而被認識到。