[发明专利]膨胀阀设定点控制系统及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月21日提交的美国临时申请No.61/729037的优先权。上述申请的全部公开内容通过引用合并到本文中。

技术领域

本公开内容涉及制冷系统，以及更具体地，涉及膨胀阀控制系统。

背景技术

该部分提供与本公开内容有关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。

制冷系统在流体要被制冷的大量不同的应用中具有应用性。流体可以是气体如空气，或液体如水。示例应用是用于制冷人们存在的空间如办公室的制热、通风和空调(HVAC)系统，以及数据中心气候控制系统。数据中心可以指具有电子设备的集合如计算机服务器的房间。

在图1中，示出了可以在例如计算机房间中使用的空调50。空调50包括制冷电路51和机柜52。制冷电路51布置在机柜52中并且包括蒸发器54、风动装置56、压缩机58、冷凝器60和膨胀阀62。蒸发器54、压缩机58、冷凝器60和膨胀阀62连接在闭合环路中，制冷流体(例如，相变制冷剂)在该闭合环路中循环。蒸发器54可以包括具有多个制冷板层(slab)的V-盘管组件以提供增加的制冷容量。蒸发器54接收制冷流体并且将通过蒸发器54中的开口的空气制冷。风动装置56(例如，风扇或离心风机)汲取来自机柜52中的进口(未示出)并且通过蒸发器54的空气。制冷的空气从蒸发器54中导出(directed)并且从机柜52中的静压层(plenum)64输出。

压缩机58将制冷流体循环通过冷凝器60、膨胀阀62、蒸发器54并且返回压缩机58。压缩机58可以是例如涡旋式压缩机。涡旋式压缩机可以是定速压缩机、数码压缩机或变速压缩机。涡旋式压缩机通常包括两个偏移螺旋盘。第一螺旋盘是固定盘或静涡盘。第二螺旋盘是动涡盘。制冷流体在涡旋式压缩机的进口处被接收，在偏移螺旋盘之间被捕获，被压缩并且在中心(或出口)向冷凝器60排放。冷凝器60可以是将从压缩机58接收的制冷流体制冷的微通道冷凝器。膨胀阀62可以是电子膨胀阀并且将制冷流体从例如液体到蒸汽从冷凝器60中膨胀出来。

可以调节膨胀阀62的位置(或膨胀阀的开口百分比)来控制压缩机58的吸入过热值。压缩机的吸入过热值等于压缩机吸入温度减去压缩机饱和吸入温度。压缩机吸入压力可以用于确定压缩机饱和吸入温度。可以基于来自蒸发器54与压缩机58之间连接的对应传感器的信号来确定压缩机吸入温度和压缩机吸入压力。过热值指代将气态下的制冷流体的温度加热到高于压缩机饱和吸入温度的量。

过热值可以用于调制(或调节)膨胀阀62的位置。膨胀阀62的位置(或开口百分比)控制可以由比例、积分、微分(PID)控制模块执行。PID控制模块控制过热值以与恒定的预定过热设定点相匹配。这确保压缩机可靠性并且提高压缩机效率。

发明内容

该部分提供本公开内容的总体概要，但并不是全面公开其全部范围或其全部特征。

在一个方面中，提供了一种系统，该系统包括误差模块，其被配置成对过热信号与过热设定点之间的差异进行积分以生成误差信号，其中过热信号表示压缩机的吸入过热值。比较模块被配置成比较误差信号与第一预定阈值，以基于所述比较生成第一比较信号。过零模块被配置成比较第一计数值与第二预定阈值以生成第二比较信号。第一计数值基于过热信号与过热设定点之间的至少一个比较来生成。设定点模块被配置成基于第一比较信号和第二比较信号调节过热设定点。

在另一方面中，提供了一种系统，该系统包括边界计数器、边界模块、设定点模块和控制模块。边界计数器被配置成当压缩机的过热信号超过预定极限时使第一计数值递增。边界模块被配置成比较第一计数值与第一预定阈值以生成第一比较信号。设定点模块被配置成基于第一比较信号来调节过热设定点。控制模块被配置成基于过热设定点调节膨胀阀的位置。

在另一方面中，提供了一种系统，该系统包括不稳定性模块、排放模块和设定点模块。不稳定性模块被配置成判定压缩机的不稳定吸入过热条件是否存在并且生成不稳定性信号。排放模块被配置成比较压缩机的排放压力与预定压力以生成第一比较信号。设定点模块被配置成基于不稳定性信号和第一比较信号调节过热设定点。

此外，根据本文中提供的描述应用的领域将变得明显。该发明内容中的描述和具体示例仅意在说明的目的而并不意在限制本公开内容的范围。

附图说明

本文中所描述的附图仅出于所选择的实现而非所有可能的实现的说明性目的，而并不意在限制本公开内容的范围。

图1是现有技术空调的透视图；