使用過冷值操作蒸汽壓縮系統的方法技術方案

公開了操作蒸汽壓縮系統（1）的方法。蒸汽壓縮系統（1）包括沿制冷劑路徑設置的壓縮機（2）、冷凝器（3）、膨脹裝置（4）以及蒸發器（5），所述膨脹裝置例如采用膨脹閥的形式。所述方法包括以下步驟：獲得過熱值，所述過熱值表示進入所述壓縮機（2）的制冷劑的過熱；獲得過冷值，所述過冷值表示進入所述膨脹裝置（4）的制冷劑的過冷；以及基于所獲得的過熱值和基于所獲得的過冷值來操作所述膨脹裝置（4）。有利的是當操作膨脹裝置（4）時考慮到該過冷值，這是因為在膨脹裝置（4）的給定開度下過冷值的變化對蒸發器（5）的制冷能力具有顯著影響。因此當考慮過冷值時得到蒸汽壓縮系統（1）的更穩定操作。蒸汽壓縮系統（1）有利地還可包括例如采用抽吸管線熱交換器形式的內部熱交換器（6）。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及操作蒸汽壓縮系統、尤其是包括抽吸管線熱交換器的蒸汽壓縮系統的方法。與現有技術方法相比，本專利技術的方法允許蒸汽壓縮系統、尤其是包括抽吸管線熱交換器的蒸汽壓縮系統以更穩定的方式操作。本專利技術還涉及包括抽吸管線熱交換器的蒸汽壓縮系統。
技術介紹
蒸汽壓縮系統通常包括沿制冷劑路徑設置的壓縮機、冷凝器、膨脹裝置以及蒸發器。在制冷劑路徑中流動的制冷劑被交替地壓縮和膨脹，由此向一容積提供冷卻或加熱。為了最大可能程度地利用蒸發器的蒸發能力，期望的是控制通過蒸發器的制冷劑流，使得在整個蒸發器中存在液態制冷劑。然而，在液態制冷劑被允許經過蒸發器的情況下，存在該液態制冷劑可能到達壓縮機的風險。這可能導致對壓縮機的損壞，因此是不期望的。因此，通常試圖操作蒸汽壓縮系統，使得液態制冷劑幾乎存在于整個蒸發器中。為此，測量過熱，即離開蒸發器的制冷劑的溫度與離開蒸發器的制冷劑的露點之間的溫差，并且控制對蒸發器的制冷劑供應，以便獲得小的但正的過熱。上述控制策略的一個缺點在于，蒸發器的蒸發能力未被完全使用，這是因為離開蒸發器的制冷劑的過熱必須是正的，以便確保液態制冷劑不會到達壓縮機。為了解決該問題，可以在蒸汽壓縮系統的抽吸管線中(即在蒸發器和壓縮機之間)設置內部熱交換器。在該情況下，離開蒸發器的制冷劑在內部熱交換器中被加熱。因此，在小量液態制冷劑離開蒸發器的情況下，該液態制冷劑在內部熱交換器中被蒸發。由此，液態制冷劑能夠存在于整個蒸發器中，而不存在液態制冷劑到達壓縮機的風險。在A.Tambovtsev 等人在北京舉辦的 International Congress ofRefrigeration 2007發表的“COP improvement by transfer of the superheating intothe internal heat exchanger”中，公開了一種制冷系統。該制冷系統包括抽吸管線熱交換器，在該抽吸管線熱交換器中，熱交換流體平行地流動以便穩定該系統。
技術實現思路
本專利技術實施方式的目的在于提供一種操作蒸汽壓縮系統的方法，在該方法中，與現有技術方法相比，蒸汽壓縮系統的操作更穩定。本專利技術實施方式的又一目的在于提供一種操作蒸汽壓縮系統的方法，在該方法中，與現有技術方法相比，對蒸發器的制冷劑供應以更精確且最佳的方式被控制。本專利技術實施方式的又一目的在于提供一種蒸汽壓縮系統，在蒸汽壓縮系統中，能夠最大可能程度地利用蒸發器的潛在制冷能力，而不會導致蒸汽壓縮系統的操作的不穩定。根據第一方面，本專利技術提供一種操作蒸汽壓縮系統的方法，所述蒸汽壓縮系統包括沿制冷劑路徑設置的壓縮機、冷凝器、膨脹裝置以及蒸發器，所述方法包括以下步驟: -獲得過熱值，所述過熱值表示進入所述壓縮機的制冷劑的過熱； -獲得過冷值，所述過冷值表示進入所述膨脹裝置的制冷劑的過冷；以及 -基于所獲得的過熱值和基于所獲得的過冷值來操作所述膨脹裝置。在本文中，術語“蒸汽壓縮系統”應當被解釋為意味著其中制冷劑流循環并且被交替地壓縮和膨脹的任何系統，由此向一容積提供制冷或加熱。因此，蒸汽壓縮系統可以是制冷系統、空氣調節系統、熱泵等。壓縮機可以采用單個壓縮機的形式，或者壓縮機可以是包括兩個或更多個壓縮機的壓縮機組。冷凝器和蒸發器都是設置成與環境介質(例如，空氣流或液體流)交換熱的熱交換器。冷凝器和/或蒸發器可以包括單條制冷劑流路，制冷劑經由該單條制冷劑流路流過冷凝器/蒸發器。作為替代，冷凝器和/或蒸發器可以包括在入口歧管和出口歧管之間流體平行地設置的兩條或更多條制冷劑流路。這些平行制冷劑流路可以采用兩個或更多個平行冷凝器/蒸發器的形式和/或采用設置在單個冷凝器/蒸發器中的兩個或更多個管或盤管的形式。制冷劑流路可以采用一個或多個微通道的形式。膨脹裝置可以是膨脹閥或包括膨脹閥，例如電子控制的膨脹閥或熱力膨脹閥。在該情況下，對蒸發器的制冷劑供應能夠通過控制膨脹閥的開度來控制。作為替代，膨脹裝置可以是或包括節流孔、毛細管或任何其他合適類型的膨脹裝置。根據本專利技術的方法，初始獲得代表進入壓縮機的制冷劑的過熱的過熱值。該過熱值可以是這樣的過熱，即，朝向壓縮機流動的制冷劑的溫度與朝向壓縮機流動的制冷劑的露點之間的溫差。作為替代，該過熱值可以是代表過熱的另一合適值，例如簡單地是朝向壓縮機流動的制冷劑的溫度。過熱值可以被直接測量，或者可以基于另一測量參數被計算或估計。例如，在過熱值簡單地是朝向壓縮機流動的制冷劑的溫度的情況下，該過熱值可以有利地被直接測量。在另一方面，在過熱值是實際過熱的情況下，該過熱值可以基于其他測量參數(例如，朝向壓縮機流動的制冷劑的溫度和壓力)有利地被計算或估計。接下來，獲得代表進入膨脹裝置的制冷劑的過冷的過冷值。過冷值可以是這樣的過冷，即進入膨脹裝置的制冷劑的溫度與進入膨脹裝置的制冷劑的飽和溫度之間的溫差。作為替代，該過冷值可以是表示過冷的另一合適值，例如簡單地是進入膨脹裝置的制冷劑的液體部分的溫度。應當注意的是，對于一些目的，獲得提供過冷變化的信息的值(即，相對過冷值而不是絕對過冷值)就已足夠。為此，進入膨脹裝置的制冷劑的液體溫度是合適值。過冷值可以被直接測量，或者可以基于另一測量參數被計算或估計。最后，膨脹裝置基于所獲得的過熱值并基于所獲得的過冷值來操作。由此，當膨脹裝置被操作時考慮過熱值以及過冷值。由于考慮過熱值，因此膨脹裝置能夠操作以使得對蒸發器的制冷劑供應提供進入壓縮機的制冷劑的最佳或期望過熱，例如，小但是正的過熱或零過熱，這取決于蒸汽壓縮系統的設計。因此，如上所述，能夠最佳地使用蒸發器的潛在制冷能力。基于獲知膨脹裝置的特征，包括膨脹裝置通常對于測量參數的變化如何反應，執行膨脹裝置的操作。這種特征例如可以憑經驗建立或者可以由制造商計算或估計。此外，有利的是當操作膨脹裝置時考慮過冷值，這是因為進入蒸發器的制冷劑的過冷在給定制冷劑質量流量的情況下對蒸發器的制冷能力具有影響。例如，在膨脹裝置是熱力膨脹閥或包括熱力膨脹閥的情況下，膨脹閥的開度確定被供應到蒸發器的制冷劑的質量流量。然而，對于膨脹閥的給定開度，在進入蒸發器的制冷劑的過冷增加的情況下蒸發器的制冷能力增加。因此，基于過冷或至少部分地基于表示過冷的值來控制膨脹裝置允許考慮到該效應。為了達成該目的，將足夠的是，過冷值提供關于過冷變化的信息，即可以不必要獲得關于絕對過冷值的信息。在任何情況下，在獲知過冷或過冷變化與蒸發器的制冷能力之間的關系的情況下，能夠調節開度，從而獲得離開蒸發器的制冷劑的最佳過熱，而與進入蒸發器的過冷無關。由此，膨脹裝置的操作變得更精確，并且在該時間的更大部分內能夠獲得最佳過熱。這是極大的優勢。獲得過冷值的步驟可以包括:測量進入所述膨脹裝置的制冷劑的溫度。根據該實施方式，測量溫度可以用于計算進入蒸發器的制冷劑的過冷。在該情況下，還有必要測量或估計制冷劑的壓力。作為替代，測量溫度可以被直接用作過冷值，這是因為進入蒸發器的制冷劑的溫度變化對應于過冷變化。有利的是直接使用測量溫度，這是因為與使用測量溫度來計算過冷的絕對值相比簡單地測量該溫度要容易得多，并且還因為獲得關于過冷變化的信息最常見地就已足夠，以便能夠正確地調節膨脹裝置的操作。 蒸汽壓縮系統還可以包括內部熱交換器，所本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.06.30 DK PA2010005771.一種操作蒸汽壓縮系統(I)的方法，所述蒸汽壓縮系統(I)包括沿制冷劑路徑設置的壓縮機(2)、冷凝器(3)、膨脹裝置(4)以及蒸發器(5)，所述方法包括以下步驟: -獲得過熱值，所述過熱值表示進入所述壓縮機(2)的制冷劑的過熱； -獲得過冷值，所述過冷值表示進入所述膨脹裝置(4)的制冷劑的過冷；以及 -基于所獲得的過熱值以及基于所獲得的過冷值來操作所述膨脹裝置(4 )。2.根據權利要求1所述的方法，其中，獲得過冷值的步驟包括:測量進入所述膨脹裝置(4)的制冷劑的溫度。3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述蒸汽壓縮系統(I)還包括內部熱交換器(6 )，所述內部熱交換器設置成在從所述蒸發器(5 )朝向所述壓縮機(2 )流動的制冷劑與從所述冷凝器(3)朝向所述膨脹裝置(4)流動的制冷劑之間提供熱交換，且其中，獲得過熱值的步驟包括測量沿朝向所述壓縮機(2)的方向離開所述內部熱交換器(6)的制冷劑的溫度，并且獲得過冷值的步驟包括測量沿朝向所述膨脹裝置(4)的方向離開所述內部熱交換器(6)的制冷劑的溫度。4.根據權利要求3所述的方法，其中，從所述蒸發器(5)朝向所述壓縮機(2)流動的所述制冷劑與從所述冷凝器(3)朝向所述膨脹裝置(4)流動的所述制冷劑在所述內部熱交換器(6)中平行地流動。5.根據權利要求3或4所述的方法，還包括測量從所述蒸發器(5)朝向所述內部熱交換器(6)流動的制冷劑的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：F施密特，
申請(專利權)人：丹福斯有限公司，
類型：
國別省市：