动态液体接收器和控制策略

文档序号:464908 发布日期:2021-12-31 浏览:33次 >En<

阅读说明:本技术 动态液体接收器和控制策略 (Dynamic liquid receiver and control strategy ) 是由 P·D·M·蒂塞兰德 Y·J·拉姆博尔特 S·D·科尼赛克 于 2021-06-30 设计创作,主要内容包括:动态接收器与加热、通风、空调和制冷(HVACR)系统的膨胀器并联,并被包括在HVACR系统中。动态接收器允许控制HVACR系统的制冷剂充注以响应不同的操作条件。动态接收器可以响应于在HVACR系统中观察到的过冷度与各种操作模式的所需过冷度相比较而被填充或排空。HVACR系统可以包括将工作流体从压缩机排放口直接输送到动态接收器的管线,以允许通过注入压缩机排放物来辅助排空动态接收器。(The dynamic receiver is connected in parallel with an expander of a heating, ventilation, air conditioning and refrigeration (HVACR) system and is included in the HVACR system. The dynamic receiver allows for control of the refrigerant charge of the HVACR system in response to different operating conditions. The dynamic receiver may be filled or emptied in response to the observed subcooling in an HVACR system compared to the desired subcooling for various operating modes. The HVACR system can include a line that delivers the working fluid from the compressor discharge directly to the dynamic receiver to allow for auxiliary evacuation of the dynamic receiver by injection of compressor discharge.)

动态液体接收器和控制策略

技术领域

本公开涉及制冷回路中的动态液体接收器和用于动态液体接收器的控制策略。

背景技术

制冷回路通常包括具有固定填充过程的液体接收器。因此,接收器中的制冷剂充注(charge)保持在固定水平。在不同负荷和操作图的不同部分,接收器填充对效率有不同的影响。在某些操作条件下,固定接收器填充设置必须牺牲局部效率改进,以便设置为在操作图的不同部分提供足够效率的值。

发明内容

本公开涉及制冷回路中的动态液体接收器和用于动态液体接收器的控制策略。

通过动态控制系统中的制冷剂充注量,可以为全负荷和部分负荷条件选择更有效的操作条件,并且可以增加制冷系统的操作图。

在一个实施例中,加热、通风、空调和制冷(HVACR)系统包括压缩机、第一热交换器、膨胀器、第二热交换器和流体回路中的动态接收器。动态接收器相对于流体回路与膨胀器并联。HVACR系统还包括流体管线,流体管线被配置为将来自压缩机的排放物输送到动态接收器。

在一个实施例中,HVACR系统还包括四通阀。

在一个实施例中,HVACR系统还包括第三热交换器。第一热交换器被配置为在流体回路中的工作流体和第一过程流体之间交换热量,第二热交换器被配置为在工作流体和第二过程流体之间交换热量,并且第三热交换器被配置为与周围空气交换热量。

在一个实施例中,HVACR系统还包括控制器,该控制器被配置为操作直接定位在动态接收器上游的入口阀、直接定位在动态接收器下游的出口阀,和沿流体管线定位以调节储存在动态接收器中的工作流体的量的压缩机排放注入阀。在一个实施例中,控制器被配置为基于测量的液体管线过冷值和过冷阈值来确定要储存在动态接收器中的工作流体的目标量。在一个实施例中,测量的液体管线过冷值是基于液体管线温度测量和液体管线压力测量。在一个实施例中,工作流体的目标量还基于KP值。在一个实施例中,控制器被配置为通过打开出口阀和压缩机排放注入阀来减少储存在动态接收器中的工作流体的量,直到目标量的工作流体储存在动态接收器中。在一个实施例中,控制器被配置为通过打开入口阀来增加储存在动态接收器中的工作流体的量,直到目标量的工作流体储存在动态接收器中。在一个实施例中,过冷阈值基于HVACR系统的操作模式。

根据实施例的控制加热、通风、空调和制冷(HVACR)系统的方法包括使用控制器确定要储存在包括在HVACR系统中的动态接收器中的工作流体的目标量,目标量基于过冷阈值和测量的过冷值。该方法还包括将动态接收器中的工作流体的量与目标量进行比较。当动态接收器中的工作流体的量超过目标量时,通过打开直接位于动态接收器下游的出口阀以及打开沿流体管线设置的压缩机排放注入阀,从动态接收器中去除工作流体,流体管线将HVACR系统的压缩机的排放口连接到动态接收器。当动态接收器中的工作流体的量小于目标量时,通过打开相对于HVACR系统中工作流体流动路径直接位于动态接收器上游的入口阀,将工作流体添加到动态接收器中。动态接收器与包括在HVACR系统中的膨胀器并联。

在一个实施例中,测量的液体管线过冷值是基于液体管线温度测量和液体管线压力测量。在一个实施例中,工作流体的目标量还基于KP值。在一个实施例中,过冷阈值基于HVACR系统的操作模式。

附图说明

图1A示出了根据在冷却模式下操作的实施例的加热、通风、空调和制冷(HVACR)系统的示意图。

图1B示出了在加热模式下操作时图1A的HVACR系统。

图1C示出了在提供加热和冷却的组合模式操作时图1A的HVACR系统。

图2示出了根据实施例的用于控制动态接收器的逻辑流程图。

具体实施方式

本公开涉及制冷回路中的动态液体接收器和用于动态液体接收器的控制策略。

图1A示出了根据在冷却模式下操作的实施例的加热、通风、空调和制冷(HVACR)系统的示意图。HVACR系统100包括一台或多台压缩机102和四通阀104。HVACR系统100还包括第一热交换器106,其具有在四通阀104和第一热交换器106之间的第一热交换器隔离阀108;第二热交换器110,其具有在四通阀104和第二热交换器110之间的第二热交换器隔离阀112;以及第三热交换器114,其具有第三热交换器隔离阀116。HVACR系统100还包括膨胀器118和动态接收器120。相对于工作流体通过HVACR系统100的流动方向,入口阀122在动态接收器120的上游,而出口阀124在动态接收器120的下游。压缩机排放注入管线126从一台或多台压缩机102的排放口直接延伸至动态接收器120,其中压缩机排放注入阀128沿压缩机排放注入管线126设置。止回阀130沿各种流体管线被包括以仅允许一个方向的流动通过那些特定管线。控制器132至少控制入口阀122、出口阀124和压缩机排放注入阀128。控制器132可以从一个或多个压力传感器134和/或温度传感器136接收数据,这些压力传感器134和/或温度传感器136测量HVACR系统100中各点处的工作流体的状况。

HVACR系统100是一种用于向至少一个空调空间提供气候控制的HVACR系统。在图1A所示的实施例中,HVACR系统是四管HVACR系统,包括通向适当的相应热交换器的单独加热和冷却管线,从而可以同时提供加热和冷却之一或两者。

提供一台或多台压缩机102。压缩机102可以是用于压缩工作流体的任何一种或多种合适的压缩机,例如螺杆压缩机、涡旋压缩机等。在HVACR系统100中包括多个压缩机102的情况下,这些压缩机可以彼此并联。一台或多台压缩机102将压缩的工作流体排放到排放管线中,该排放管线将排放物输送到四通阀104。在一个实施例中,一台或多台压缩机102可以是一到四个压缩机。

四通阀104被配置为选择性地控制一台或多台压缩机102的排放口与第二热交换器110和第三热交换器114中的一个之间的流体连通。四通阀104还被配置为选择性地控制第二热交换器110和第三热交换器114中的另一个与一台或多台压缩机102的吸入口的连通。四通阀可以是任何合适的阀或阀的布置以提供上述选择性可控的流体连通。

第一热交换器106是配置为接收工作流体并在工作流体和用于提供加热的加热过程流体之间交换热量的热交换器。第一热交换器106可以是用于在工作流体和加热过程流体之间提供热交换的任何合适类型的热交换器。加热过程流体可以是用于提供加热的任何合适的过程流体,例如水。加热过程流体可以从加热过程流体入口管线138接收,并且在诸如图1B和1C所示的那些提供加热的模式中,以相对较高的温度从加热过程流体出口管线140排出。

第一热交换器隔离阀108是位于四通阀104和第一热交换器106之间的阀。第一热交换器隔离阀108可以是具有允许从其中流过的打开位置和禁止从其中流过的关闭位置的任何合适的阀。第一热交换器隔离阀108可以基于HVACR系统100的操作模式被选择性地控制,例如,在图1A所示的冷却模式下关闭。应当理解,诸如第一热交换器隔离阀108或本文所述的任何其他阀的阀在关闭位置可能例如由于磨损、制造公差或缺陷等允许少量泄漏,并且即使可能发生这种泄漏,阀的关闭位置仍被理解为禁止流动。

在一个实施例中,除霜阀142可以沿着提供膨胀器118和第一热交换器106之间的连通的流体管线定位。除霜阀142可以是至少具有禁止在其中流动的关闭位置和允许流动的打开位置的可控阀。除霜阀142可置于打开位置以执行除霜操作,并在HVACR系统100的其他操作模式下关闭,例如分别在图1A-1C中示出的仅冷却、仅加热以及加热和冷却模式。

第二热交换器110是配置成接收工作流体并在工作流体与热交换介质之间交换热量的热交换器,而不是由HVACR系统100分别加热或冷却加热过程流体或冷却过程流体。热交换介质可以是例如周围环境。第二热交换器110可以是用于在工作流体和周围环境之间提供热交换的任何合适类型的热交换器。在一个实施例中,周围环境可以在诸如图1A所示的冷却模式中接受在第二热交换器110处排出(rejected)的热量,其中第二热交换器110用作冷凝器以冷凝来自一台或多台压缩机102的排放物。在一个实施例中,工作流体可以在第二热交换器110处从周围环境吸收热量,例如在图1B所示的加热模式中,其中第二热交换器110用作从膨胀器118接收的工作流体的蒸发器。

第二热交换器隔离阀112位于四通阀104和第二热交换器110之间。第二热交换器隔离阀112可以是具有允许从其中流过的打开位置和禁止从其中流过的关闭位置的任何合适的阀。第二热交换器隔离阀112可以基于HVACR系统100的操作模式被选择性地控制,例如,在图1C所示的加热和冷却模式下关闭。

在一个实施例中,热泵阀144沿着提供膨胀器118和第二热交换器110之间的流体连通的流体管线定位。热泵阀144是可控阀,其至少具有允许从膨胀器118流动到第二热交换器110的打开位置和禁止从膨胀器118流动到第二热交换器110的关闭位置。热泵阀144可以处于打开位置,例如,在诸如图1B中所示的HVACR系统100的加热操作之类的加热操作期间。热泵阀144可以在至少一些其他操作模式下关闭,例如图1A中所示的冷却操作模式和图1C中所示的加热和冷却操作模式。

第三热交换器114是配置为接收工作流体并在工作流体和用于提供冷却的冷却过程流体之间交换热量的热交换器。第三热交换器114可以是用于在工作流体和冷却过程流体之间提供热交换的任何合适类型的热交换器。冷却过程流体可以是用于提供冷却的任何合适的过程流体,例如水、水与乙二醇的组合等。冷却过程流体可以从冷却过程流体入口管线146接收,并且在诸如图1B和1C所示的那些提供冷却的模式中,以相对较低的温度从冷却过程流体出口管线148排出。第三热交换器114用作蒸发器,通过从冷却过程流体吸收热量来蒸发从膨胀器118接收的工作流体。

第三热交换器隔离阀116是位于四通阀104和/或一台或多台压缩机102的吸入口与第三热交换器114之间的阀。第三热交换器隔离阀116可以是具有允许从其中流过的打开位置和禁止从其中流过的关闭位置的任何合适的阀。第三热交换器隔离阀116可以基于HVACR系统100的操作模式被选择性地控制,例如,分别在图1B中所示的加热模式中关闭、在图1A中所示的冷却模式中和图1C中所示的冷却和加热模式中打开。

冷却阀150沿着从膨胀器118到第三热交换器114的流体管线定位。冷却阀150是可控阀,其至少具有允许从膨胀器118流动到第三热交换器114的打开位置和禁止从膨胀器118流动到第三热交换器114的关闭位置。冷却阀150可以处于打开位置,例如在诸如图1A中所示的HVACR系统100的冷却操作或图1C中所示的加热和冷却操作的冷却操作期间。冷却阀150可以在至少一些其他操作模式下关闭,例如图1B中所示的加热操作模式。

膨胀器118被配置为膨胀从第一热交换器106或第二热交换器110中的一个接收的工作流体。膨胀器118可以是用于工作流体的任何合适的膨胀器,例如膨胀阀、膨胀板、膨胀容器、一个或多个膨胀孔口或用于膨胀工作流体的任何其他已知合适结构。

动态接收器120是接收液体,被配置为储存工作流体。动态接收器120可以是用于储存工作流体的任何合适的接收器,例如但不限于储存器、器皿、容器、罐或其他合适的容积。动态接收器120可以将工作流体储存为液体。储存在动态接收器120中的工作流体在其被储存时从通过HVACR系统100的其余部分的循环中去除,从而允许通过改变储存在动态接收器120中的工作流体的量来控制在HVACR系统100中循环的工作流体的量。可以控制动态接收器120中的工作流体的量以响应操作模式和/或操作条件,例如通过控制器132控制入口阀122、出口阀124和压缩机排放注入阀128,或根据如图2所示并在下面描述的方法进行控制。动态接收器120的尺寸可以设计成使得它可以容纳足够的液态工作流体以覆盖HVACR系统100的任何或所有操作模式之间的充注量的差。动态接收器120的尺寸可以使得可以储存的工作流体的量进一步考虑那些操作模式或其他操作条件之间的转换。例如,在图1A-1C所示的实施例中,动态接收器120的尺寸可以设计成使其能够最多容纳大约60%的HVACR系统100的工作流体的最大充注量。在一个实施例中,动态接收器120的尺寸可以设计成使其能够最多容纳大约40%的HVACR系统100的工作流体的最大充注量。图1A中动态接收器120中所示的液位示出了图1A中所示操作模式的一个潜在近似工作流体量。

相对于工作流体通过HVACR系统100的流动方向,入口阀122在动态接收器120的上游,而出口阀124在动态接收器120的下游。入口阀122是可控阀,其具有允许工作流体从其中通过的打开位置和禁止从其中流过的关闭位置。当处于打开位置时,入口阀122允许来自膨胀器118上游的工作流体传输到动态接收器120,在动态接收器120工作流体可以被保存,从而减少循环通过HVACR系统100的工作流体的充注量。出口阀124是可控阀,其具有允许工作流体从其中通过的打开位置和禁止从其中流过的关闭位置。当处于打开位置时,出口阀124允许工作流体从动态接收器120进入膨胀器118下游的工作流体流,重新加入循环通过HVACR系统100的工作流体。

压缩机排放注入管线126从一台或多台压缩机102的排放口直接延伸至动态接收器120,压缩机排放注入阀128沿压缩机排放注入管线126设置。压缩机排放注入管线126提供一台或多台压缩机的排放口与动态接收器120之间的直接流体连通,使得压缩机排放口可被引导至动态接收器120,而不通过四通阀104或任何更多的HVACR系统100的下游部件,例如第一热交换器106、第二热交换器110等。压缩机排放注入阀128是至少具有允许流动通过的打开位置和禁止流动的关闭位置的可控阀。当压缩机排放注入阀128打开时,来自一台或多台压缩机102的一些排放物可以进入动态接收器120。来自一台或多台压缩机102的排放物是相对热的气体形式的工作流体,其可以置换储存在动态接收器120中的相对较大质量的液态工作流体,以促进从动态接收器120去除工作流体。通过压缩机排放物从动态接收器120置换的工作流体可以通过出口阀124以加入膨胀器118下游的工作流体的流动。

止回阀130可以沿着HVACR系统100中的各种流体管线定位,如图1A-1C所示。止回阀130可以是被动单向阀,允许仅在一个方向上流过流体管线以促进在各种模式下的操作,它们各自响应于图1A-1C中所示的不同操作模式中存在的流动。止回阀130可以放置在例如第一热交换器106和第二热交换器110或第三热交换器114之间、出口阀124和HVACR系统100的其余部分之间。

控制器132至少控制入口阀122、出口阀124和压缩机排放注入阀128,以控制在HVACR系统100中循环的工作流体的量和储存在动态接收器120中的工作流体的量。控制器132可以控制储存在动态接收器120中的工作流体的量,以实现目标量或在动态接收器120中储存的工作流体的量的限定范围内。控制器132可操作地连接到入口阀122、出口阀124和压缩机排放注入阀128,使得可以从控制器132向那些阀发送指令。操作连接可以是例如直接有线连接或无线通信。控制器132可以被配置为当工作流体被添加到动态接收器120时打开入口阀122。控制器132可以被配置为当工作流体要被从动态接收器120去除时打开压缩机排放注入阀128和出口阀124。控制器132还可以被配置为当工作流体被保存在动态接收器120中或从动态接收器120去除时关闭入口阀122。控制器132还可以被配置为当工作流体被保存在动态接收器120或被添加到动态接收器120时关闭压缩机排放注入阀128和出口阀124。

控制器132还可以被配置为确定储存在动态接收器120中的工作流体量的目标量或限定范围。在一个实施例中,目标量或限定的范围可以基于HVACR系统100的当前操作模式来确定,例如图1A中所示的冷却模式、图1B中所示的加热模式或图1C中所示的加热和冷却模式。在一个实施例中,目标量或限定的范围可以基于HVACR系统100的操作条件来确定,例如HVACR系统100的操作图上的位置。在一个实施例中,目标量或限定范围可以基于HVACR系统100的过冷值,例如与过冷阈值相比时的过冷值。过冷阈值又可以与特定操作模式或操作条件相关联。在一个实施例中,为每个操作模式设定固定的过冷阈值。在一个实施例中,过冷阈值可适于优化效率或允许HVACR系统100的更大操作包络,例如通过提供范围或以其他方式允许偏离过冷阈值的某些测量。控制器132还可以被配置为不仅在特定操作模式下,而且在操作模式之间的转换(例如从仅加热到加热和冷却、从仅加热到仅冷却、从仅冷却到仅加热等的转换)期间,控制动态接收器120中的流体水平。

可以包括压力传感器134和/或温度传感器136以测量HVACR系统100内的一个或多个位置处的工作流体的压力和温度。压力传感器134可以是用于测量HVACR系统100内某一点的工作流体压力的任何合适的压力传感器。温度传感器136可以是用于测量HVACR系统100内某一点的工作流体温度的任何合适的温度传感器。在一个实施例中,压力传感器134和/或温度传感器136可以被配置为为控制器132提供压力测量和/或温度测量,例如通过有线连接或无线通信。在一个实施例中,沿着HVACR系统100的液体管线在第一热交换器106或第二热交换器110(这取决于在当前操作模式下哪个用作冷凝器)和膨胀器118之间可以包括至少一个压力传感器134和至少一个温度传感器136。在一个实施例中,沿着液体管线设置的压力传感器134和温度传感器136可相对于工作流体的流动方向位于膨胀器118的正上游。在一个实施例中,至少一个压力传感器134和/或温度传感器136可以设置在一台或多台压缩机102的吸入口处。在一个实施例中,至少一个压力传感器134和/或温度传感器136可以设置在一台或多台压缩机102的排放口处。压力传感器134和/或温度传感器136可以进一步设置在沿着HVACR系统100的其他兴趣点处,例如相对于通过HVACR系统100的工作流体的流动方向,在第三热交换器114的正上游设置温度传感器。

在图1A所示的实施例中,其中HVACR系统100用作冷却器,四通阀104将来自一台或多台压缩机102的排放物引导至第二热交换器110并提供从第三热交换器114返回到一台或多台压缩机102的吸入口的通路。四通阀还提供用于在第一热交换器106和一台或多台压缩机102的吸入口之间流体连通的通路,然而,在图1A中,由于第一热交换器,通路从第一热交换器106关闭隔离阀108处于关闭位置。四通阀还提供用于第一换热器106和一台或多台压缩机102的吸入口之间的流体连通的通路,然而在图1A中,由于第一换热器隔离阀108处于关闭位置,所以该通路从第一换热器106关闭。

图1B示出了以加热模式操作时的图1A的HVACR系统100。在图1B所示的加热模式中,四通阀104位于一台或多台压缩机102的排放口被引导到第一热交换器106,并且第二热交换器110与一台或多台压缩机102的吸入口连通的位置。冷却阀150和第三热交换器隔离阀116处于关闭位置,防止工作流体流到第三热交换器114。在该实施例中,由一台或多台压缩机102排放的工作流体传输至第一热交换器106,在第一热交换器106工作流体排出热量,并且加热过程流体接受该热量。然后工作流体继续进入膨胀器118,并且当入口阀122基于来自控制器132的指令打开时,一些工作流体可以在到达膨胀器118之前通过入口阀122传输到动态接收器120。当出口阀124打开时,由膨胀器118膨胀的工作流体和通过出口阀124离开动态接收器120的任何工作流体然后通过处于打开位置的热泵阀144传输到第二热交换器110。在第二热交换器110处,工作流体从周围空气中吸收热量,然后由四通阀引导至一台或多台压缩机102的吸入口。因此,在图1B所示的加热模式中,HVACR在第一换热器106处向加热过程流体排出热量并在第二换热器110处从周围环境吸收热量,起到热泵的作用以加热该加热过程流体。

图1B所示的加热模式中储存在动态接收器120中的工作流体的量可以相对大于在图1A所示的冷却模式期间储存在动态接收器120中的量,这意味着较小体积的工作流体循环通过HVACR系统100。然而,应当理解,动态接收器120中和循环通过HVACR系统100的其余部分的工作流体的量可以特别基于特定操作条件和如本文所述的其他因素来确定。

图1C示出了以提供加热和冷却的组合模式操作时的图1A的HVACR系统100。在图1C所示的加热和冷却模式中,四通阀104处于一台或多台压缩机102的排放口被引导至第一热交换器106的位置。第二热交换器隔离阀112和热泵阀144处于关闭位置,防止工作流体流到第二热交换器110。四通阀104还提供第三热交换器114和一台或多台压缩机102的吸入口之间的连通。在该实施例中,由一台或多台压缩机102排放的工作流体传输至第一热交换器106,在第一热交换器106工作流体排出热量,并且加热过程流体接受该热量。然后工作流体继续进入膨胀器118,并且当入口阀122基于来自控制器132的指令打开时,一些工作流体可以在到达膨胀器118之前通过入口阀122传输到动态接收器120。由膨胀器118膨胀的工作流体和通过出口阀124离开动态接收器120的任何工作流体然后通过处于打开位置的冷却阀150传输到第三热交换器114。在第三热交换器114处,工作流体从冷却过程流体吸收热量,然后传输到一台或多台压缩机102的吸入口。因此,在图1C所示的加热和冷却模式中,HVACR在第一热交换器106处向该加热过程流体排出热量并且在第三热交换器114处从冷却过程流体吸收热量,冷却冷却过程流体同时也加热该加热过程流体。

在图1C所示的加热和冷却模式中,储存在动态接收器120中的工作流体的量可以相对大于在图1A所示的冷却模式期间储存在动态接收器120中的量,并且相对小于在图1B所示的加热模式期间储存在动态接收器120中的量,这意味着在该模式下,中等体积的工作流体通过HVACR系统100循环。然而,应当理解,动态接收器120中和循环通过HVACR系统100的其余部分的工作流体的量可以特别基于特定操作条件和如本文所述的其他因素来确定。

虽然图1A-1C示出了包括三个热交换器和管道的HVACR系统,以在其中进行选择以满足不同的加热和/或冷却需求,包括同时加热和冷却,但可以理解的是,实施例可以包括其他HVACR系统设计,例如空调系统、普通热泵系统等。当处于图1A所示的冷却模式时,根据实施例的空调或冷却器的示例可例如仅包括HVACR系统100的有源元件。当处于图1C所示的加热模式时,热泵的示例可例如仅包括HVACR系统100的有源元件。这些实施例将继续包括与膨胀器(例如膨胀器118)并联的动态接收器120、入口阀122和出口阀124,并且还包括压缩机排放注入管线126。根据实施例的HVACR系统可以包括任意两个热交换器,例如第一热交换器106、第二热交换器110和第三热交换器114中的两个,其中这些热交换器中的一个用作冷凝器操作而另一个用作蒸发器。虽然图1A-1C中所示的HVACR系统100包括第一热交换器106、第二热交换器110和第三热交换器114,但是取决于特定系统可以排除任何一个或多个(热交换器),例如在严格提供加热或冷却的系统中、或者在标准可逆的热泵中。

除了图1A-1C所示的模式之外,包括第一热交换器隔离阀108、第二热交换器隔离阀112和第三热交换器隔离阀116、冷却阀150、热泵阀144和除霜阀142以及四通阀104在内的各种阀可以彼此组合定位以实现HVACR系统100的其他操作模式,例如吹扫、除霜或回收润滑剂。止回阀130响应通过控制那些其他阀而提供的流动方向,以实现HVACR系统100的特定期望操作。可以包括的其他模式的示例包括除霜模式或用于特定HVACR系统100的任何其他合适类型的操作。在这种模式中动态接收器120的控制可以是在HVACR系统100内为特定操作模式提供处于或接近最小工作流体充注。

图2示出了根据实施例的用于控制加热、通风、空调和制冷(HVACR)系统的动态接收器的逻辑的流程图。方法200包括获得过冷阈值202、获得测量的过冷值204、确定工作流体的目标量206、将工作流体的目标量与接收器中的工作流体的实际量进行比较208,以及基于该比较,执行向接收器添加工作流体210或从接收器移除工作流体212中的一个。可选地,在204处获得测量的过冷度可包括获得液体管线温度214和/或获得液体管线压力216。

在202处获得过冷阈值。过冷阈值可以是与特定操作模式(例如图1A-1C中所示的加热模式、冷却模式或加热和冷却模式)相关的特定过冷值或过冷值范围,或者用于这样的特定操作条件或其他操作参数。过冷阈值又可以与特定操作模式或操作条件相关联。在一个实施例中,存在为每个操作模式设置的固定过冷阈值。在一个实施例中,过冷阈值可适于优化效率或允许HVACR系统100的更大操作包络,例如通过提供范围或以其他方式允许偏离过冷阈值的某些测量。

可以在204处获得测量的过冷度。可选地,在204处获得测量的过冷度可包括获得液体管线温度214和/或获得液体管线压力216。在一个实施例中,测量的过冷度是表示当前发生在HVACR系统中的过冷的值。可以根据在214处获得的HVACR系统的液体管线中的温度和/或在216处获得的液体管线中的压力来计算所测量的过冷度。测量的过冷度例如可以作为饱和液体温度和液体管线温度之间的差来获得。在一个实施例中,可以基于在216处获得的液体管线中的压力来确定饱和液体温度。可选地,当在204处获得测量的过冷度时,可以使用平滑函数。获得液体管线温度214可以包括测量将工作流体从用作冷凝器的热交换器输送到膨胀器的液体管线中的温度。可以通过使用沿液体管线设置(例如直接在膨胀器上游)的温度传感器测量温度来在214处获得液体管线温度。在216处获得液体管线压力可包括例如通过沿液体管线设置的压力传感器(例如直接在膨胀器上游的压力传感器)测量液体管线中的压力。在一个实施例中,在214处使用的温度传感器和在216处使用的压力传感器可以沿着液体管线位于大致相同的位置。

在206处确定工作流体的目标量。工作流体的目标量可以基于测量的过冷度和过冷阈值之间的差。在一个实施例中,目标量还可以基于HVACR系统的KP值,其中KP是增益调整因子。KP可以至少部分地用于将HVACR系统动态与控制动作相匹配,以解决操作控制流入或流出动态接收器的流量的阀的反应性质。在一个实施例中,目标量可以直接基于HVACR系统的当前操作模式,例如加热、冷却、加热和冷却、吹扫、除霜或HVACR系统的其他可能操作模式,其可以各自具有与该操作模式相关联的充注量。

在208处,将工作流体的目标量与接收器中的工作流体的实际量进行比较。基于该比较,方法200可以当接收器中的工作流体的实际量小于目标量时行进到向接收器添加工作流体210,或者当接收器中的工作流体的实际量超过目标量时行进到从接收器去除工作流体212。

在210处可以将工作流体添加到接收器中。向接收器添加工作流体210可包括打开入口阀。向接收器210添加工作流体还可包括确保接收器的出口阀和压缩机排放注入阀均关闭。通过HVACR系统流体回路的一些工作流体通过入口阀进入接收器,在接收器中其可以被储存。连接到接收器以将工作流体引入接收器的流体管线可以相对于工作流体流过HVACR系统的方向位于HVACR系统的膨胀器的上游。基于在208处执行的比较,只要工作流体的量低于在206处确定的工作流体的目标量,就可以执行从接收器添加工作流体210。

在212处可以从接收器中移除工作流体。通过打开接收器的出口阀和打开压缩机排放注入阀,可以从接收器中移除工作流体212。从接收器移除工作流体212还可包括确保用于接收器的入口阀关闭。由压缩机排放注入阀引入的压缩机排放流体为热气体,并且压缩机排放流体的引入可以将接收器中储存的较大量的工作流体驱出,其通过出口阀离开接收器。相对于工作流体通过HVACR系统的流动方向,从接收器移除的工作流体被引入HVACR系统的膨胀器下游的HVACR系统。只要工作流体的量保持大于工作流体的目标量(如在208处的比较所确定的),就可以在212处继续从接收器中移除工作流体。

方面:

应理解,方面1-10中的任一方面可与方面11-14中的任一方面组合。

方面1、一种加热、通风、空调和制冷(HVACR)系统,包括:

压缩机;

第一热交换器;

膨胀器;

第二热交换器;

动态接收器,动态接收器相对于流体回路的与膨胀器并联;和

流体管线,流体管线被配置为将来自压缩机的排放物输送到动态接收器。

方面2、根据方面1的HVACR系统,还包括四通阀。

方面3、根据方面2的HVACR系统,还包括第三热交换器,并且其中第一热交换器被配置为在流体回路中的工作流体和第一过程流体之间交换热量,第二热交换器被配置为在工作流体和第二过程流体之间交换热量,并且第三热交换器被配置为与周围空气交换热量。

方面4、根据方面1-3中任一方面的HVACR系统,还包括控制器,控制器被配置为操作直接定位在动态接收器上游的入口阀、直接定位在动态接收器下游的出口阀,和沿流体管线定位以调节储存在动态接收器中的工作流体的量的压缩机排放注入阀。

方面5、根据方面4的HVACR系统,其中控制器被配置为基于测量的液体管线过冷值和过冷阈值来确定要储存在动态接收器中的工作流体的目标量。

方面6、根据方面5的HVACR系统,其中测量的液体管线过冷值基于液体管线温度测量和液体管线压力测量。

方面7、根据方面5-6中任一方面的HVACR系统,其中工作流体的目标量还基于KP值。

方面8、根据方面5-7中任一方面的HVACR系统,其中控制器被配置为通过打开出口阀和压缩机排放注入阀来减少储存在动态接收器中的工作流体的量,直到目标量的工作流体储存在动态接收器中。

方面9、根据方面5-8中任一方面的HVACR系统,其中控制器被配置为通过打开入口阀来增加储存在动态接收器中的工作流体的量,直到目标量的工作流体储存在动态接收器中。

方面10、根据方面5-9中任一方面的HVACR系统,其中过冷阈值基于HVACR系统的操作模式。

方面11、一种控制加热、通风、空调和制冷(HVACR)系统的方法,包括:

使用控制器确定要储存在包括在HVACR系统中的动态接收器中的工作流体的目标量,目标量基于过冷阈值和测量的过冷值;

将动态接收器中的工作流体的量与目标量进行比较;

当动态接收器中的工作流体的量超过目标量时,通过打开直接位于动态接收器下游的出口阀以及打开沿流体管线设置的压缩机排放注入阀,从动态接收器中去除工作流体,其中所述流体管线将HVACR系统的压缩机的排放口连接到动态接收器。

当动态接收器中的工作流体的量小于目标量时,通过打开相对于HVACR系统中工作流体流动路径直接位于动态接收器上游的入口阀,将工作流体添加到动态接收器中,

其中动态接收器与包括在HVACR系统中的膨胀器并联。

方面12、根据方面11的方法,其中测量的液体管线过冷值基于液体管线温度测量和液体管线压力测量。

方面13、根据方面11-12中任一方面的方法,其中工作流体的目标量还基于KP值。

方面14、根据方面11-13中任一方面的方法,其中过冷阈值基于HVACR系统的操作模式。

本申请中公开的示例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而不是前面的描述表示;并且在权利要求的等同含义和范围内的所有变化都旨在包含在其中。

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