制冷系统和操作制冷系统的方法与流程

本发明涉及一种制冷系统和一种操作制冷系统的方法。

背景技术：

1、通过基于蒸发器下游的抽吸管线内的制冷剂的被监测的过热度来致动膨胀阀来控制制冷系统是已知的。常规地，此类控制方法被用于降低进入制冷系统的压缩机时在气态的制冷剂中存在液态滴的概率。此类控制方法与提高制冷系统的容量、热效率和可靠性相关联。但是，它们可能会增加损坏制冷系统的可能性，特别是当制冷系统被充注有低的全球变暖潜能(global warming potential，gwp)的制冷剂时是这样。

2、因此，希望提供一种改进的制冷系统和操作制冷系统的方法。

技术实现思路

1、根据一方面，描述了一种制冷系统，所述制冷系统包括：压缩机；冷凝器；膨胀阀；蒸发器；液体抽吸式热交换器；抽吸管线，所述抽吸管线被配置成将制冷剂经由所述液体抽吸式热交换器从所述蒸发器输送到所述压缩机；排出管线，所述排出管线被配置成将所述制冷剂从所述压缩机输送到所述冷凝器；上游抽吸管线温度传感器，所述上游抽吸管线温度传感器被配置成感测所述液体抽吸式热交换器上游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的温度；上游抽吸管线压力传感器，所述上游抽吸管线压力传感器被配置成感测所述液体抽吸式热交换器上游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的压力；下游抽吸管线温度传感器，所述下游抽吸管线温度传感器被配置成感测所述液体抽吸式热交换器下游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的温度；下游抽吸管线压力传感器，所述下游抽吸管线压力传感器被配置成感测所述液体抽吸式热交换器下游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的压力；和控制器。所述控制器被配置成：确定所述制冷系统的一个或多个参数；基于所确定的一个或多个参数来确定是否已经满足第一模式选择条件和/或是否已经满足第二模式选择条件；在已经确定已经满足所述第一模式选择条件时和/或在已经确定不满足所述第二模式选择条件时，选择第一模式；在已经确定已经满足所述第二模式选择条件时和/或在已经确定不满足所述第一模式选择条件时，选择第二模式；以及以所选择的模式操作所述制冷系统。以所述第一模式操作所述制冷系统包括：控制所述膨胀阀以使所述液体抽吸式热交换器上游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的过热度引向第一目标过热度值、或引向过热度值的第一目标范围、或引至过热度值的第一目标范围内，其中所述液体抽吸式热交换器上游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的所述过热度基于所述液体抽吸式热交换器上游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的感测温度和感测压力来确定。以所述第二模式操作所述制冷系统包括：控制所述膨胀阀以使所述液体抽吸式热交换器下游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的过热度引向第二目标过热度值、或引向过热度值的第二目标范围、或引至过热度值的第二目标范围内，其中所述液体抽吸式热交换器下游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的所述过热度基于所述液体抽吸式热交换器下游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的感测温度和感测压力来确定。

2、所述控制器可以被配置成：在已经确定已经满足所述第一模式选择条件时或在已经确定不满足所述第二模式选择条件时，选择所述第一模式；以及在已经确定已经满足所述第二模式选择条件时或在已经确定不满足所述第一模式选择条件时，选择所述第二模式。

3、所述控制器可以被配置成：确定是否已经满足所述第一模式选择条件以及是否已经满足所述第二模式选择条件；在已经确定已经满足所述第一模式选择条件时，选择所述第一模式；在已经确定已经满足所述第二模式选择条件时，选择所述第二模式；以及在确定既不满足所述第一模式选择条件也不满足所述第二模式选择条件时，如果所述制冷系统当前以所述第一模式操作，则选择所述第一模式，如果所述制冷系统当前以所述第二模式操作，则选择所述第二模式。所述控制器可以被配置成：确定是否已经满足所述第一模式选择条件以及是否已经满足所述第二模式选择条件；在已经确定已经满足所述第一模式选择条件时，选择所述第一模式；在已经确定已经满足所述第二模式选择条件时，选择所述第二模式；以及在确定既不满足所述第一模式选择条件也不满足所述第二模式选择条件时，选择所述第二模式。

4、所述控制器可以被配置成：确定是否已经满足所述第一模式选择条件以及是否已经满足所述第二模式选择条件；在已经确定已经满足所述第一模式选择条件时，选择所述第一模式；在已经确定已经满足所述第二模式选择条件时，选择所述第二模式；以及在确定既不满足所述第一模式选择条件也不满足所述第二模式选择条件时，选择所述第一模式。

5、所述制冷系统还可以包括收集箱，所述收集箱被配置成从所述抽吸管线内的所述制冷剂去除液态滴。所述收集箱可以布置成沿着所述抽吸管线在所述下游抽吸管线压力传感器和温度传感器的下游。所述制冷系统还可以包括：附加的下游抽吸管线温度传感器，所述附加的下游抽吸管线温度传感器被配置成感测所述下游抽吸管线压力传感器和所述下游抽吸管线温度传感器上游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的附加温度；和附加的下游抽吸管线压力传感器，所述附加的下游抽吸管线压力传感器被配置成感测所述下游抽吸管线压力传感器和所述下游抽吸管线温度传感器上游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的附加压力。所述控制器可以被配置成：确定是否已经满足所述第一模式选择条件以及是否已经满足所述第二模式选择条件；在已经确定已经满足所述第一模式选择条件时，选择所述第一模式；在已经确定已经满足所述第二模式选择条件时，选择所述第二模式；在确定既不满足所述第一模式选择条件也不满足所述第二模式选择条件时，选择第三模式；以及以所选择的模式操作所述制冷系统。以所述第三模式操作所述制冷系统可以包括：控制所述膨胀阀以使所述下游抽吸管线压力传感器和所述下游抽吸管线温度传感器上游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的过热度引向第三目标过热度值、或引向过热度值的第三目标范围、或引至过热度值的第三目标范围内。所述下游抽吸管线压力传感器和所述下游抽吸管线温度传感器上游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的所述过热度可以基于所述下游抽吸管线压力传感器和所述下游抽吸管线温度传感器上游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的所感测的附加温度和附加压力来确定。

6、所述制冷系统还可以包括收集箱，所述收集箱被配置成从所述抽吸管线内的所述制冷剂去除液态滴。所述收集箱可以布置成沿着所述抽吸管线在所述下游抽吸管线压力传感器和所述下游抽吸管线温度传感器的上游且在所述附加的下游抽吸管线压力传感器和所述附加的下游抽吸管线温度传感器的下游。

7、所述制冷系统的所述参数可以是所述排出管线内的所述制冷剂的温度。当所述排出管线内的所述制冷剂的温度小于第一阈值温度值时，可以确定已经满足所述第一模式选择条件。当所述排出管线内的所述制冷剂的温度大于第二阈值温度值时，可以确定已经满足所述第二模式选择条件。

8、所述制冷系统的所述参数可以是所述排出管线内的所述制冷剂的感测温度。所述制冷系统可以包括排出管线传感器，所述排出管线传感器沿着所述排出管线布置，并且被配置成感测所述排出管线内的所述制冷剂的所述感测温度。当所述排出管线内的所述制冷剂的所述感测温度小于所述第一阈值温度值时，可以确定已经满足所述第一模式选择条件。当所述排出管线内的所述制冷剂的所述感测温度大于所述第二阈值温度值时，可以确定已经满足所述第二模式选择条件。所述制冷系统的所述参数可以是所述排出管线内的所述制冷剂的计算温度。所述控制器可以被配置成计算所述排出管线内的所述制冷剂的所述计算温度。当所述排出管线内的所述制冷剂的所述计算温度小于所述第一阈值温度值时，可以确定已经满足所述第一模式选择条件。当所述排出管线内的所述制冷剂的所述计算温度大于所述第二阈值温度值时，可以确定已经满足所述第二模式选择条件。所述制冷系统还可以包括排出管线压力传感器，所述排出管线压力传感器被配置成感测所述排出管线内的所述制冷剂的压力。所述控制器可以被配置成基于所述压缩机的速度、所述抽吸管线内的制冷剂的温度、所述抽吸管线内的制冷剂的压力、和所述排出管线中的制冷剂的所述感测压力，来计算所述排出管线内的制冷剂的所述计算温度。

9、所述制冷系统的所述参数可以是所述排出管线内的所述制冷剂的估计温度。所述控制器可以被配置成使用预定模型来估计所述排出管线内的所述制冷剂的所述估计温度。所述预定模型可以将所述排出管线内的所述制冷剂的所述估计温度作为输出。当所述排出管线内的所述制冷剂的所述估计温度小于所述第一阈值温度值时，可以确定已经满足所述第一模式选择条件。当所述排出管线内的所述制冷剂的所述估计温度大于所述第二阈值温度值时，可以确定已经满足所述第二模式选择条件。所述冷凝器可以被配置成将热排放到外部介质中。所述蒸发器可以被配置成从过程介质接收热。所述制冷系统可以包括过程介质温度传感器，所述过程介质温度传感器被配置成感测所述过程介质的温度。所述制冷系统可以包括外部介质温度传感器，所述外部介质温度传感器被配置成感测所述外部介质的温度。所述制冷系统可以包括用于控制所述制冷剂流的多个阀。所述预定模型可以至少将所述过程介质的感测温度、所述过程介质的感测温度、所述阀的位置和所述压缩机的速度作为输入。

10、所述制冷系统的所述参数可以是所述压缩机的压力比。所述控制器可以被配置成确定所述压缩机的所述压力比。所述压缩机的所述压力比可以是提供给所述压缩机的制冷剂的压力与从所述压缩机排出的制冷剂的压力之比。当所述压缩机的所述压力比小于第一阈值压力比值时，可以确定已经满足所述第一模式选择条件。当所述压缩机的所述压力比大于第二阈值压力比值时，可以确定已经满足所述第二模式选择条件。

11、由所述控制器确定的所述制冷系统的参数中的第一参数可以是所述压缩机的压力比。所述压缩机的压力比可以是提供给所述压缩机的制冷剂的压力与从所述压缩机排出的制冷剂的压力之比。当所述压缩机的压力比小于阈值压力比值时，可以确定已经满足所述第一模式选择条件。由所述控制器确定的所述制冷系统的参数中的第二参数可以是所述排出管线内的制冷剂的感测温度。所述制冷系统可以包括排出管线传感器，所述排出管线传感器沿着所述排出管线布置，并且被配置成感测所述排出管线内的制冷剂的所述感测温度。当所述排出管线内的制冷剂的所述感测温度大于阈值温度值时，可以确定已经满足所述第二模式选择条件。

12、由所述控制器确定的所述制冷系统的参数中的第一参数可以是过程介质的温度。由所述控制器确定的所述制冷系统的参数中的第二参数可以是外部介质的温度。所述冷凝器可以被配置成将热排放到所述外部介质中。所述蒸发器可以被配置成从所述过程介质接收热。所述制冷系统可以包括过程介质温度传感器，所述过程介质温度传感器被配置成感测所述过程介质的温度。所述制冷系统可以包括外部介质温度传感器，所述外部介质温度传感器被配置成感测所述外部介质的温度。当所述外部介质温度小于第一外部介质温度阈值、并且所述过程介质温度大于第一过程介质温度阈值时，可以确定已经满足所述第一模式选择条件。当所述外部介质温度大于第二外部介质温度阈值、并且所述过程介质温度小于第二过程介质温度阈值时，可以确定已经满足所述第二模式选择条件。

13、所述第一目标过热度值和所述第二目标过热度值可以是相同的。所述过热度值的第一目标范围和所述过热度值的第二目标范围可以是相同的。所述第一目标过热度值、所述第二目标过热度值和所述第三目标过热度值可以是相同的。所述过热度值的第一目标范围、所述过热度值的第二目标范围和所述过热度值的第三目标范围可以是相同的。根据一方面，描述了一种操作制冷系统的方法，所述制冷系统是根据任何前述声明的所述的制冷系统，所述方法包括：确定所述制冷系统的一个或多个参数；基于所确定的一个或多个参数来确定是否已经满足第一模式选择条件和/或是否已经满足第二模式选择条件；在已经确定已经满足所述第一模式选择条件时和/或在已经确定不满足所述第二模式选择条件时，选择第一模式；在已经确定已经满足所述第二模式选择条件时和/或在已经确定不满足所述第一模式选择条件时，选择第二模式；以及以所选择的模式操作所述制冷系统。以所述第一模式操作所述制冷系统包括：控制所述膨胀阀以使所述液体抽吸式热交换器上游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的过热度引向第一目标过热度值、或引向过热度值的第一目标范围、或引至过热度值的第一目标范围内，其中所述液体抽吸式热交换器上游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的所述过热度基于所述液体抽吸式热交换器上游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的感测温度和感测压力来确定。以所述第二模式操作所述制冷系统包括：控制所述膨胀阀以使所述液体抽吸式热交换器下游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的过热度引向第二目标过热度值、或引向过热度值的第二目标范围、或引至过热度值的第二目标范围内，其中所述液体抽吸式热交换器下游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的所述过热度基于所述液体抽吸式热交换器下游的所述抽吸管线中的所述制冷剂的感测温度和感测压力来确定。