Способ управления эжекторным блоком переменной производительности
Способ управления эжекторным блоком (7) переменной производительности, системы (1) охлаждения. Эжекторный блок (7) содержит два или более эжекторов, расположенных параллельно по текучей среде в канале для холодильного агента. Система (1) содержит компрессор (2), теплоотводящий теплообменник (3), дроссельное устройство (4) и испаритель (5), расположенный в канале для холодильного агента. Эжекторный блок (7) соединен по текучей среде в канале для холодильного агента между теплоотводящим теплообменником (3) и дроссельным устройством (4). Система (1) содержит высоконапорный клапан (6) в канале для холодильного агента параллельно по текучей среде с эжекторным блоком (7) между теплоотводящим теплообменником (3) и дроссельным устройством (4). Способ включает этапы: - получение температуры и давления холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник (3), - генерирование сигнала управления высоконапорным клапаном для высоконапорного клапана (6) на основании полученной температуры и полученного давления и - управление степенью открытия высоконапорного клапана (6) в соответствии с сигналом управления высоконапорным клапаном, - генерирование сигнала управления эжектором для эжекторного блока (7), основанного на полученной температуре и полученном давлении, а также на основании сигнала управления высоконапорным клапаном, при этом указанный сигнал управления эжектором отображает, следует ли увеличить, уменьшить или сохранить производительность эжекторного блока (7), и - управление производительностью эжекторного блока (7) в соответствии со сгенерированным сигналом управления эжектором посредством активации и дезактивации одного или более эжекторов. Потребление мощности системой (1) охлаждения снижают, при этом давление холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник (3), сохраняют на приемлемом уровне. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способу управления эжекторным блоком, имеющим переменную производительность, при этом эжекторный блок расположен в системе охлаждения. Способ согласно изобретению обеспечивает низкое потребление мощности системой охлаждения, при этом позволяя поддерживать давление в части высокого давления системы охлаждения на желаемом уровне.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Системы охлаждения обычно содержат компрессор, теплоотводящий теплообменник, например в виде конденсатора или охладителя газа, дроссельное устройство, например в виде дроссельного вентиля, и испаритель, расположенный в канале для холодильного агента. Холодильный агент, текущий в канале для холодильного агента, поочередно сжимается компрессором и расширяется дроссельным устройством. Теплообмен имеет место в теплоотводящем теплообменнике и испарителе, таким образом, что тепло отводится из холодильного агента, текущего через теплоотводящий теплообменник, и тепло поглощается холодильным агентом, текущим через испаритель. Таким образом, система охлаждения может быть применена для обеспечения как нагрева, так и охлаждения.
В некоторых системах охлаждения эжектор расположен в канале для холодильного агента между теплоотводящим теплообменником и дроссельным устройством. Эжектор является типом насоса, в котором использован эффект Вентури для увеличения энергии давления текучей среды на всасывающем впускном отверстии эжектора посредством рабочей текучей среды, подаваемой в рабочее впускное отверстие эжектора. Таким образом, размещение эжектора в канале для холодильного агента, как описано, будет вызывать выполнение работы холодильным агентом, и, таким образом, потребление мощности системой охлаждения снижается по сравнению со случаем, когда эжектор отсутствует. Однако это может вызвать уменьшение давления холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник, до нежелательного низкого уровня.
Документ US 2012/0167601 А1 раскрывает систему, содержащую компрессор. Теплоотводящий теплообменник соединен с компрессором для приема сжатого холодильного агента. Эжектор имеет основное впускное отверстие, соединенное с теплоотводящим теплообменником для приема холодильного агента, вторичное впускное отверстие и выпускное отверстие. В одном режиме холодильный агент проходит от теплоотводящего теплообменника через основное впускное отверстие эжектора и из выпускного отверстия эжектора в разделитель. Во втором режиме холодильный агент проходит от теплоотводящего теплообменника в разделитель.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью вариантов осуществления настоящего изобретения является предоставление способа управления производительностью эжекторного блока переменной производительности простым способом.
Дополнительной целью вариантов осуществления настоящего изобретения является предоставление способа управления производительностью эжекторного блока переменной производительности в системе охлаждения, при этом способ делает возможным низкое потребление мощности системы охлаждения при сохранении желаемого уровня давления в части высокого давления системы охлаждения.
Согласно первому аспекту в настоящем изобретении предложен способ управления эжекторным блоком переменной производительности, расположенным в системе охлаждения, при этом указанная система охлаждения дополнительно содержит компрессор, теплоотводящий теплообменник, дроссельное устройство и испаритель, расположенный в канале для холодильного агента, при этом эжекторный блок присоединен по текучей среде в канале для холодильного агента между теплоотводящим теплообменником и дроссельным устройством, при этом способ включает следующие этапы:
- получение температуры и давления холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник,
- генерирование сигнала управления эжектором для эжекторного блока, основанного на полученной температуре и полученном давлении, при этом указанный сигнал управления эжектором указывает, следует ли увеличить, уменьшить или сохранить производительность эжекторного блока, и
- управление производительностью эжекторного блока в соответствии со сгенерированным сигналом управления эжектором.
Настоящее изобретение относится к способу управления эжекторным блоком переменной производительности, а именно, управления производительностью эжекторного блока переменной производительности. Эжекторный блок расположен в системе охлаждения или образует ее часть. В данном контексте термин «система охлаждения» следует интерпретировать как означающий любую систему, в которой поток жидкой среды, такой как холодильный агент, циркулирует и поочередно сжимается и расширяется, тем самым обеспечивая либо охлаждение, либо нагрев объема. Таким образом, система охлаждения может представлять собой охлаждающую систему, замораживающую систему, систему кондиционирования воздуха, тепловой насос и т.д.
Система охлаждения дополнительно содержит компрессор, теплоотводящий теплообменник, дроссельное устройство, например в форме дроссельного вентиля, и испаритель, расположенный в канале для холодильного агента. Холодильный агент, текущий в канале для холодильного агента, сжимается в компрессоре. Сжатый холодильный агент подается в теплоотводящий теплообменник, где тепло отводится из холодильного агента во внешнюю среду, например в виде вторичного потока текучей среды вокруг теплоотводящего теплообменника. Холодильный агент, покидающий теплоотводящий теплообменник, проходит через эжекторный блок, или возможно, через параллельный путь потока к дроссельному устройству. В дроссельном устройстве холодильный агент расширяется перед попаданием в испаритель. В испарителе жидкая часть холодильного агента по меньшей мере частично испаряется, тогда как тепло поглощается холодильным агентом из внешней среды, например в виде вторичного потока текучей среды на испарителе. В конечном итоге холодильный агент подается к компрессору и еще раз сжимается. Таким образом, холодильный агент, текущий в канале для холодильного агента попеременно сжимается компрессором и расширяется дроссельным устройством, и теплообмен происходит в теплоотводящем теплообменнике и испарителе. Система охлаждения может обеспечить нагрев для закрытого объема, благодаря теплообмену, происходящему в теплоотводящем теплообменнике, и/или система охлаждения может обеспечить охлаждение для закрытого объема, благодаря теплообмену, который происходит в испарителе.
Теплоотводящий теплообменник может, например, быть выполнен в виде конденсатора, в котором холодильный агент, проходящий через теплоотводящий теплообменник, по меньшей мере частично конденсируется, или в виде охладителя газа, в котором холодильный агент, проходящий через конденсатор, охлаждается, но остается в газообразной форме, т.е. фазовое изменение не происходит. Охладители газа в основном применяют в холодильных системах, в которых применяется сверхкритический холодильный агент, такой как СО2.
Эжекторный блок может содержать два или более эжекторов, расположенных параллельно по текучей среде в канале для холодильного агента. В этом случае производительность эжекторного блока может быть отрегулирована посредством активации или деактивации отдельных эжекторов. Альтернативно или дополнительно эжекторный блок может содержать один или более эжекторов, имеющих переменную производительность. В этом случае производительность эжекторного блока может быть отрегулирована посредством регулирования производительности такого эжектора(эжекторов). В любом случае, эжекторный блок имеет тот тип, где производительность эжекторного блока, т.е. количество холодильного агента, проходящего через эжекторный блок, является переменным, т.е. возможно регулирование производительности эжекторного блока.
Согласно способу по первому аспекту настоящего изобретения сначала получают температуру и давление холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник. Это может включать непосредственно измерение температуры и/или давления холодильного агента. В качестве альтернативы температура и/или давление могут быть получены из других измеренных параметров, относящихся к холодильному агенту.
Сигнал управления эжектором для эжекторного блока генерируют на основании полученной температуры и полученного давления. Сигнал управления эжектором указывает, следует ли увеличить, уменьшить или сохранить производительность эжекторного блока. В последнем случае определяют, что текущая производительность эжекторного блока отвечает текущим условиям работы, и, следовательно, регулировка производительности не требуется.
В конечном итоге производительностью эжекторного блока управляют в соответствии со сгенерированным сигналом управления эжектором. Таким образом, в случае, когда сигнал управления эжектором указывает, что производительность эжекторного блока следует увеличить, производительность эжекторного блока соответственно увеличивают. В случае, когда сигнал управления эжектором указывает, что производительность эжекторного блока следует уменьшить, производительность эжекторного блока соответственно уменьшают. Наконец, в случае, когда сигнал управления эжектором указывает, что производительность эжекторного блока следует сохранить, регулировку производительности эжекторного блока не выполняют и сохраняют текущую производительность. Сигнал управления эжектором может дополнительно указывать на то, на сколько следует увеличить или уменьшить производительность эжекторного блока. В этом случае регулировку производительности эжекторного блока выполняют в соответствии с ним.
Соответственно, производительностью эжекторного блока, и, таким образом, и потоком холодильного агента через эжекторный блок, управляют на основании температуры и давления холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник. Тем самым гарантируют, что производительность эжекторного блока выбрана таким образом, что при заданных условиях работы в холодильном агенте, покидающем теплоотводящий теплообменник, сохранен приемлемый уровень давления. В то же время это гарантирует, что поток холодильного агента через эжекторный блок является насколько можно высоким. Тем самым гарантируют, что большая часть холодильного агента, текущего через теплоотводящий теплообменник в направлении дроссельного устройства, выполняет работу, и, таким образом, потребление мощности системы охлаждения минимизировано. Кроме того, это получают без риска, что давление холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник, уменьшится ниже допустимого уровня. Наконец, управление производительностью эжекторного блока выполняют очень легким и простым способом, подобно тому, как можно было бы управлять стандартным клапаном.
Этап генерирования сигнала управления эжектором может включать следующие этапы:
- вычисление эталонного значения давления на основании полученной температуры,
- сравнение вычисленного эталонного значения давления с полученным давлением и
- генерирование сигнала управления эжектором, основанного на указанном сравнении.
Вычисленное эталонное значение давления соответствует уровню давления холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник, который является подходящим при данных условиях работы, в частности, при данной текущей температуре холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник. Эталонное давление затем сравнивают с полученным давлением холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник, т.е. с давлением, которое в настоящее время преобладает в холодильном агенте, покидающем теплоотводящий теплообменник, и сигнал управления эжектором генерируют на основании указанного сравнения. Желательно, чтобы актуальное давление было равным эталонному значению давления, поскольку эталонное значение давления представляет оптимальное давление при заданных условиях. Соответственно, сигнал управления эжектором генерируют способом, который гарантирует, что давление холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник, приближается к вычисленному значению давления в случае, когда сравнение показывает, что существует несовпадение между вычисленным эталонным значением давления и полученным давлением.
Система охлаждения может дополнительно содержать высоконапорный клапан, расположенный в канале для холодильного агента, параллельно по текучей среде с эжекторным блоком, между теплоотводящим теплообменником и дроссельным устройством, при этом способ может дополнительно включать следующие этапы:
- генерирование сигнала управления высоконапорным клапаном для высоконапорного клапана на основании полученной температуры и полученного давления, и
- управление степенью открытия высоконапорного клапана в соответствии с сигналом управления высоконапорным клапаном,
при этом сигнал управления эжектором генерируют на основании сигнала управления высоконапорным клапаном.
Согласно этому варианту осуществления, система охлаждения содержит два параллельных пути потока между теплоотводящим теплообменником и дроссельным устройством, т.е. путь потока, проходящий через эжекторный блок, и путь потока, проходящий через высоконапорный клапан. Тем самым холодильный агент, текущий от теплоотводящего теплообменника к дроссельному устройству, может быть разделен на часть, проходящую через эжекторный блок, и часть, проходящую через высоконапорный клапан. Как описано выше, желательно, чтобы насколько можно большая часть потока текучей среды проходила через эжекторный блок.
Например, производительность эжекторного блока может быть изменяемой между рядом отдельных уровней производительности. В этом случае может быть невозможно выбрать уровень производительности эжекторного блока, который точно соответствует требуемому потоку текучей среды от теплоотводящего теплообменника к дроссельному устройству. В этом случае выбирают наивысший уровень производительности, который ниже, чем требуемый поток текучей среды, и высоконапорным клапаном управляют так, чтобы иметь степень открытия, которая гарантирует, что требуемый поток текучей среды достигнут.
Согласно этому варианту осуществления, сигнал управления высоконапорным клапаном для высоконапорного клапана генерируют на основании полученной температуры и полученного давления, и степенью открытия высоконапорного клапана управляют в соответствии с сигналом управления высоконапорным клапаном. Таким образом, высоконапорным клапаном, в частности, степенью открытия высоконапорного клапана, управляют на основании температуры и давления холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник, и, возможно, независимо от управления эжекторным блоком.
Кроме того, сигнал управления высоконапорным клапаном применяют как входной сигнал для генерирования сигнала управления эжектором. Таким образом, согласно этому варианту осуществления, сигнал управления эжектором лишь косвенно основан на полученной температуре и полученном давлении, в том смысле, что полученную температуру и полученное давление применяют для генерирования сигнала управления высоконапорным клапаном, который, в свою очередь, применяют для генерирования сигнала управления эжектором. Например, сигнал управления высоконапорным клапаном и сигнал управления эжектором могут быть сгенерированы отдельными устройствами управления, и выходной сигнал устройства управления высоконапорным клапаном может быть применен в качестве входного сигнала устройства управления эжектором.
Этап генерирования сигнала управления эжектором может включать сравнение сигнала управления высоконапорным клапаном с верхним граничным значением и нижним граничным значением, при этом нижнее граничное значение ниже, чем верхнее граничное значение, и
- увеличение производительности эжекторного блока в случае, когда сигнал управления высоконапорным клапаном выше, чем верхнее граничное значение,
- уменьшение производительности эжекторного блока в случае, когда сигнал управления высоконапорным клапаном ниже, чем нижнее граничное значение, и
- сохранение производительности эжекторного блока в случае, когда сигнал управления высоконапорным клапаном выше, чем нижнее граничное значение, и ниже, чем верхнее граничное значение.
В случае, когда сигнал управления высоконапорным клапаном указывает, что высоконапорным клапаном следует управлять до относительно высокой степени открытия, это является указанием на то, что можно позволить большей части холодильного агента проходить через эжекторный блок без риска, что давление холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник, уменьшится до нежелательного уровня. Следовательно, в этом случае производительность эжекторного блока может быть преимущественно увеличена.
Подобным образом, когда сигнал управления высоконапорным клапаном указывает, что высоконапорным клапаном следует управлять до относительно низкой степени открытия, это является указанием на то, что слишком большая часть холодильного агента проходит через эжекторный блок, и что, следовательно, существует риск, что давление холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник, уменьшится до нежелательного уровня. Следовательно, в этом случае производительность эжекторного блока уменьшают для предотвращения достижения нежелательного уровня давления.
Наконец, в случае, когда сигнал управления высоконапорным клапаном указывает, что высоконапорным клапаном следует управлять до степени открытия в рамках предварительно заданного допустимого диапазона, это является указанием на то, что часть холодильного агента, проходящая через эжекторный блок, отвечает текущим условиям работы. Следовательно, в этом случае производительность эжекторного блока сохраняют.
Регулирование производительности эжекторного блока воздействует на давление холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник. Поскольку сигнал управления высоконапорным клапаном генерируют на основании давления холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник, воздействие оказывают и на сигнал управления высоконапорным клапаном. И это будет, в свою очередь, воздействовать на сигнал управления эжектором, поскольку сигнал управления эжектором генерируют на основании сигнала управления высоконапорным клапаном.
Производительность эжекторного блока можно увеличивать или уменьшать, только если сигнал управления высоконапорным клапаном оказался выше, чем верхнее граничное значение, или ниже, чем нижнее граничное значение для предварительно заданного интервала времени. Согласно этому варианту осуществления гарантируется, что производительность эжекторного блока увеличивают или уменьшают, только если сигнал управления высоконапорным клапаном действительно выше или ниже соответствующего верхнего или нижнего граничных значений, и производительность эжекторного блока не регулируют, если сигнал управления высоконапорным клапаном только ненадолго выше или ниже граничных значений. Тем самым исключено постоянное переключение эжекторного блока между уровнями производительности, и таким образом износ эжекторного блока снижается.
Эжекторный блок может содержать клапан, такой как электромагнитный клапан, расположенный впереди каждого из эжекторов эжекторного блока. В этом случае эжектор может быть активирован открытием соответствующего клапана, и эжектор может быть деактивирован закрытием соответствующего клапана. Согласно этому варианту осуществления износ на эжекторном блоке из-за многократного переключения между уровнями производительности в основном включает износ на клапанах.
Способ может дополнительно включать следующие этапы:
- генерирование сигнала прямой связи, основанного на сигнале управления эжектором, при этом указанный сигнал прямой связи указывает, увеличилась ли, уменьшилась ли, или же сохранилась производительность эжекторного блока, и
- регулирование сигнала управления высоконапорным клапаном на основании сигнала прямой связи.
Как описано выше, на давление холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник, оказывается воздействие при регулировании производительности эжекторного блока. В ответ на это должна быть отрегулирована степень открытия высоконапорного клапана. Это будет происходить автоматически, когда сигнал управления высоконапорным клапаном генерируют на основании полученного давления и полученной температуры. Однако регулирование степени открытия высоконапорного клапана будет происходить с задержкой. Посредством генерирования сигнала прямой связи, как описано выше, сигнал управления высоконапорным клапаном может быть немедленно отрегулирован в ответ на расчетные изменения давления, являющиеся результатом регулирования производительности эжекторного блока.
Согласно альтернативному варианту осуществления производительность эжекторного блока может быть непрерывно регулируемой. Таким образом, потоком холодильного агента от теплоотводящего теплообменника к дроссельному устройству могут управлять посредством управления исключительно производительностью эжекторного блока. Таким образом, не требуется высоконапорный клапан, расположенный параллельно по текучей среде с эжекторным блоком.
Эжекторный блок может содержать два или более эжекторов, расположенных параллельно по текучей среде в канале для холодильного агента, и этап управления производительностью эжекторного блока в соответствии со сгенерированным сигналом управления эжектором может включать активацию или деактивацию одного или нескольких эжекторов. Согласно этому варианту осуществления переменная производительность эжекторного блока обеспечивается двумя или более эжекторами, расположенными параллельно по текучей среде. Производительность эжекторного блока можно, таким образом, регулировать между отдельными уровнями производительности, определенными производительностью отдельных эжекторов.
Эжекторы могут быть одинаковыми, в том смысле, что они обеспечивают одинаковую производительность. В этом случае производительность эжекторного блока имеет возможность регулирования между равноудаленными уровнями производительности, при этом расстояние между двумя смежными уровнями производительности соответствует производительности одного из эжекторов. В качестве альтернативы эжекторы могут обеспечивать разную производительность. В этом случае с большой точностью должно быть выбрано, какие эжекторы активируют или деактивируют для получения заданного уровня производительности эжекторного блока.
Два или более эжекторов могут быть размещены в эжекторном узле. В качестве альтернативы эжекторы могут быть просто установлены параллельным образом в канале для холодильного агента.
Согласно альтернативному варианту осуществления эжекторный блок может содержать по меньшей мере один эжектор переменной производительности, и при этом этап управления производительностью эжекторного блока в соответствии со сгенерированным сигналом управления эжектором может включать регулирование производительности эжектора переменной производительности. Согласно этому варианту осуществления производительность эжекторного узла является непрерывно регулируемой.
Согласно второму аспекту в настоящем изобретении предложен способ управления эжекторным блоком переменной производительности, расположенным в системе охлаждения, при этом указанная система охлаждения дополнительно содержит компрессор, теплоотводящий теплообменник, высоконапорный клапан, дроссельное устройство и испаритель, расположенный в канале для холодильного агента, при этом эжекторный блок присоединен по текучей среде в канале для холодильного агента между теплоотводящим теплообменником и дроссельным устройством, параллельно по текучей среде с высоконапорным клапаном, при этом способ включает следующие этапы:
- генерирование сигнала управления высоконапорным клапаном для высоконапорного клапана и управление степенью открытия высоконапорного клапана в соответствии с сигналом управления высоконапорным клапаном,
- отслеживание сигнала управления высоконапорным клапаном,
- генерирование сигнала управления эжектором для эжекторного блока, основанного на сигнале управления высоконапорным клапаном, при этом указанный сигнал управления эжектором указывает, следует ли увеличить, уменьшить или сохранить производительность эжекторного блока, и
- управление производительностью эжекторного блока в соответствии со сгенерированным сигналом управления эжектором.
Следует отметить, что специалист в данной области техники легко определит, что любой признак, описанный в сочетании с первым аспектом настоящего изобретения, также может быть объединен со вторым аспектом настоящего изобретения, и vice versa. Следовательно, замечания, изложенные выше, в равной степени применимы и здесь.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения высоконапорный клапан расположен в канале для холодильного агента между теплоотводящим теплообменником и дроссельным устройством и параллельно по текучей среде с эжекторным блоком. Таким образом, холодильный агент, покидающий теплоотводящий теплообменник, может проходить либо через высоконапорный клапан, либо через эжекторный блок. Это уже было описано выше.
Степенью открытия высоконапорного клапана управляют в соответствии со сгенерированным сигналом управления высоконапорным клапаном. Сигнал управления высоконапорным клапаном может быть сгенерирован любым подходящим способом. Он, например, может быть сгенерирован на основании давления и/или температуры холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник, как описано выше, но также могут быть применены альтернативные подходы.
Сигнал управления высоконапорным клапаном отслеживают, и сигнал управления эжектором для эжекторного блока генерируют на основании сигнала управления высоконапорным клапаном. Сигнал управления эжектором указывает, следует ли увеличить, уменьшить или сохранить производительность эжекторного блока. Наконец, производительностью эжекторного блока управляют на основании сгенерированного сигнала управления эжектором.
Сигнал управления высоконапорным клапаном обеспечивает информацию, касающуюся степени открытия высоконапорного клапана. Тем самым он также предоставляет информацию, касающуюся количества холодильного агента, проходящего через высоконапорный клапан вместо прохождения через эжекторный блок. Соответственно, сигнал управления высоконапорным клапаном, независимо от того, как его генерируют, формирует соответствующее основание для определения, следует ли или нет пропускать больше или меньше холодильного агента через эжекторный блок, и, таким образом, он формирует соответствующий входной сигнал для генерирования сигнала управления эжектором.
Этап генерирования сигнала управления эжектором может включать сравнение сигнала управления высоконапорным клапаном с верхним граничным значением и нижним граничным значением, при этом нижнее граничное значение ниже, чем верхнее граничное значение, и
- увеличение производительности эжекторного блока в случае, когда сигнал управления высоконапорным клапаном выше, чем верхнее граничное значение,
- уменьшение производительности эжекторного блока в случае, когда сигнал управления высоконапорным клапаном ниже, чем нижнее граничное значение, и
- сохранение производительности эжекторного блока в случае, когда сигнал управления высоконапорным клапаном выше, чем нижнее граничное значение, и ниже, чем верхнее граничное значение.
Как описано выше со ссылкой на первый аспект настоящего изобретения, высокая степень открытия высоконапорного клапана указывает, что большая часть холодильного агента проходит через высоконапорный клапан, и что производительность эжекторного блока, следовательно, может быть предпочтительно увеличена. Подобным образом, низкая степень открытия высоконапорного клапана указывает, что малая часть холодильного агента проходит через высоконапорный клапан, и что часть холодильного агента, проходящая через эжекторный блок, следовательно, может быть слишком большой. Соответственно, производительность эжекторного блока в этом случае уменьшают. Замечания, изложенные выше в этом отношении со ссылкой на первый аспект настоящего изобретения, в равной степени применимы здесь.
Производительность эжекторного блока можно увеличивать или уменьшать, только если сигнал управления высоконапорным клапаном оказался выше, чем верхнее граничное значение, или ниже, чем нижнее граничное значение для предварительно заданного интервала времени. Это также уже было описано выше со ссылкой на первый аспект настоящего изобретения, и замечания, изложенные в связи с этим, в равной степени применимы здесь.
Способ может дополнительно включать следующие этапы:
- генерирование сигнала прямой связи, основанного на сигнале управления эжектором, при этом указанный сигнал прямой связи указывает, увеличилась ли, уменьшилась ли, или же сохранилась производительность эжекторного блока, и
- регулирование сигнала управления высоконапорным клапаном на основании сигнала прямой связи.
Это также было описано выше со ссылкой на первый аспект настоящего изобретения, и замечания, изложенные в связи с этим, в равной степени применимы здесь.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Изобретение будет далее описано более подробно со ссылками на прилагаемые графические материалы, на которых:
фиг. 1 представляет собой схематическое изображение системы охлаждения, содержащей эжекторный блок переменной производительности, управляемый с применением способа согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, и
фиг. 2 представляет собой график управления эжекторным блоком переменной производительности в соответствии со способом согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение системы 1 охлаждения. Система 1 охлаждения содержит компрессор 2, теплоотводящий теплообменник 3, дроссельное устройство 4 в виде дроссельного вентиля и испаритель 5, расположенный в канале для холодильного агента. Высоконапорный клапан 6 и эжекторный блок 7 расположены параллельно по текучей среде в канале для холодильного агента между теплоотводящим теплообменником 3 и дроссельным устройством 4. На фиг. 1 эжекторный блок 7 показан как содержащий два эжектора, расположенных параллельно по текучей среде, при этом каждый эжектор имеет клапан, такой как электромагнитный клапан, расположенный впереди эжектора, и эжекторы активируют и деактивируют посредством открытия и закрытия соответствующих клапанов. Однако эжекторный блок 7 альтернативно может быть типа, содержащего единственный эжектор, имеющий переменную производительность. В любом случае производительность эжекторного блока 7 является переменной. Компрессор 2 содержит два компрессора 2а, 2b, расположенные параллельно. Ниже это будет описано более подробно.
Холодильный агент, текущий в канале для холодильного агента, сжимается в компрессоре 2. Сжатый холодильный агент подают в теплоотводящий теплообменник 3, где теплообмен происходит с внешней средой таким образом, что тепло отводится из холодильного агента, текущего в теплоотводящем теплообменнике 3.
Холодильный агент, покидающий теплоотводящий теплообменник 3, проходит либо через эжекторный блок 7, либо через высоконапорный клапан 6 в приемник 8. Из приемника 8 газообразную часть холодильного агента подают непосредственно в компрессор 2b, таким образом минуя дроссельное устройство 4 и испаритель 5. Холодильный агент, подаваемый в компрессор 2b, таким образом имеет относительно высокое давление, и работа, требуемая компрессором 2b, минимизирована.
Жидкая часть холодильного агента, покидающего приемник 8, подается в дроссельное устройство 4, где она расширяется перед подачей в испаритель 5. В испарителе 5 теплообмен происходит с внешней средой таким образом, что тепло поглощается холодильным агентом, текущим в испарителе 5, в то время как жидкая часть холодильного агента по меньшей мере частично испаряется.
Холодильный агент, покидающий испаритель 5, подают в разделитель 9, где холодильный агент разделяют на жидкую часть и газообразную часть. Газообразную часть холодильного агента подают в компрессор 2а, где еще раз сжимают. Жидкую часть холодильного агента возвращают в эжекторный блок 7, где она представляет собой входную текучую среду, которую смешивают с рабочей текучей средой в виде холодильного агента, подаваемого из теплоотводящего теплообменника 3 в эжекторный блок 7. Рабочая текучая среда под высоким давлением всасывает входную текучую среду, имеющую более низкое давление, через всасывающее сопло эжектора.
Датчик 10 температуры и датчик 11 давления предназначены для измерения температуры и давления, соответственно, холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник 3. Сигналы, измеренные датчиком 10 температуры и датчиком 11 давления, передают на устройство управления 12 высоконапорным клапаном. На основании полученных сигналов устройство управления 12 высоконапорным клапаном генерирует сигнал управления высоконапорным клапаном, определяя степень открытия высоконапорного клапана 6. Сгенерированный сигнал управления высоконапорным клапаном подают на высоконапорный клапан 6, и в соответствии с ним управляют степенью открытия высоконапорного клапана 6.
Поскольку сигнал управления высоким давлением сгенерирован на основании измеренных температуры и давления холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник 3, степенью открытия высоконапорного клапана 6 управляют в соответствии с этими параметрами, и тем самым степенью открытия высоконапорного клапана 6 управляют таким образом, что получают соответствующий уровень давления холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник 3. В частности, это гарантирует, что давление не достигает нежелательного низкого уровня.
Сигнал управления высоконапорным клапаном дополнительно подают на устройство управления 13 эжектором. На основании сигнала управления высоким давлением устройство управления 13 эжектором генерирует сигнал управления эжектором, определяя уровень производительности эжекторного блока 7. Сгенерированный сигнал управления эжектором подают на эжекторный блок 7, и производительностью эжекторного блока 7 управляют в соответствии с ним. В варианте осуществления, представленном на фиг. 1, производительность эжекторного блока 7 регулируют посредством активации или деактивации одного из эжекторов эжекторного блока 7, например, путем открытия или закрытия одного из клапанов, расположенных впереди эжекторных блоков.
В случае, когда сигнал управления высоконапорным клапаном указывает, что степень открытия высоконапорного клапана 6 является относительно высокой, это является указанием, что большое количество холодильного агента необходимо пропустить через высоконапорный клапан 6, при текущей производительности эжекторного блока 7, для того, чтобы получить желаемый уровень давления холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник 3. Следовательно, может быть сделан вывод, что большее количество холодильного агента может быть проведено через эжекторный блок 7 без риска, что давление холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник 3, уменьшится до нежелательного уровня. Следовательно, в этой ситуации генерируют сигнал управления эжектором, который указывает, что производительность эжекторного блока 7 должна быть увеличена.
В случае, когда сигнал управления высоконапорным клапаном указывает, что степень открытия высоконапорного клапана 6 является относительно низкой, это является указанием, что при текущей производительности эжекторного блока 7 необходимо сохранить поток холодильного агента через высоконапорный клапан 6 на очень низком уровне для того, чтобы получить допустимый уровень давления холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник 3. Следовательно, может быть сделан вывод, что количество холодильного агента, проходящего через эжекторный блок 7, слишком велико. Следовательно, в этой ситуации генерируют сигнал управления эжектором, который указывает, что производительность эжекторного блока 7 должна быть уменьшена.
В случае, когда сигнал управления высоконапорным клапаном указывает, что степень открытия высоконапорного клапана 6 находится в рамках допустимого предварительно заданного диапазона, это является указанием, что приемлемый уровень давления холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник 3, может быть получен при текущей производительности эжекторного блока 7, с приемлемым количеством холодильного агента, проходящего через высоконапорный клапан 6. Следовательно, в этой ситуации генерируют сигнал управления эжектором, который указывает, что текущая производительность эжекторного блока 7 должна быть сохранена.
Таким образом, производительностью эжекторного блока 7 управляют на основании сигнала управления высоконапорным клапаном. Кроме того, производительностью эжекторного блока 7 управляют таким образом, что как можно большая часть холодильного агента проходит через эжекторный блок 7, а не через высоконапорный клапан 6, в то же время гарантируя, что давление холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник 3, не уменьшается до нежелательного уровня. Соответственно, потребление мощности системы охлаждения снижают.
Фиг. 2 представляет собой график управления эжекторным блоком переменной производительности в соответствии со способом согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Эжекторный блок переменной производительности может, например, быть эжекторным блоком переменной производительности, представленным на фиг. 1. В способе согласно этому варианту осуществления производительностью эжекторного блока управляют на основании сигнала управления высоконапорным клапаном.
Кривая представляет степень открытия высоконапорного клапана и может быть получена из сигнала управления высоконапорным клапаном. Представлены нижнее граничное значение (нижний предел) и верхнее граничное значение (верхний предел). Нижнее граничное значение представляет степень открытия высоконапорного клапана, которая является настолько низкой, что существует риск, что давление холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник, уменьшится до нежелательного уровня. Верхнее граничное значение представляет степень открытия высоконапорного клапана, которая является достаточно высокой, чтобы позволить большей части холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник, проходить через эжекторный блок, а не через высоконапорный клапан.
График, представленный на фиг. 2, показывает, что, когда степень открытия высоконапорного клапана достигает верхнего граничного значения, производительность эжекторного блока увеличивается (возрастание). Это приводит к уменьшению давления холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник, и в ответ на это степень открытия высоконапорного клапана также уменьшают.
Когда степень открытия высоконапорного клапана достигает нижнего граничного значения, производительность эжекторного блока уменьшается (падение). Это приводит к увеличению давления холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник, и в ответ на это степень открытия высоконапорного клапана также увеличивают.
Пока степень открытия высоконапорного клапана остается между нижним граничным значением и верхним граничным значением, производительность эжекторного блока сохраняют на текущем уровне.
1. Способ управления эжекторным блоком (7) переменной производительности, расположенным в системе (1) охлаждения, причем эжекторный блок (7) содержит два или более эжекторов, расположенных параллельно по текучей среде в канале для холодильного агента при этом указанная система (1) охлаждения дополнительно содержит компрессор (2), теплоотводящий теплообменник (3), дроссельное устройство (4) и испаритель (5), расположенный в канале для холодильного агента, при этом эжекторный блок (7) соединен по текучей среде в канале для холодильного агента между теплоотводящим теплообменником (3) и дроссельным устройством (4), причем система (1) охлаждения дополнительно содержит высоконапорный клапан (6), расположенный в канале для холодильного агента параллельно по текучей среде с эжекторным блоком (7) между теплоотводящим теплообменником (3) и дроссельным устройством (4), при этом способ включает следующие этапы:
- получение температуры и давления холодильного агента, покидающего теплоотводящий теплообменник (3),
- генерирование сигнала управления высоконапорным клапаном для высоконапорного клапана (6) на основании полученной температуры и полученного давления и
- управление степенью открытия высоконапорного клапана (6) в соответствии с сигналом управления высоконапорным клапаном,
- генерирование сигнала управления эжектором для эжекторного блока (7), основанного на полученной температуре и полученном давлении, а также на основании сигнала управления высоконапорным клапаном, при этом указанный сигнал управления эжектором отображает, следует ли увеличить, уменьшить или сохранить производительность эжекторного блока (7), и
- управление производительностью эжекторного блока (7) в соответствии со сгенерированным сигналом управления эжектором посредством активации и дезактивации одного или более эжекторов.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этап генерирования сигнала управления эжектором включает следующие этапы:
- вычисление эталонного значения давления на основании полученной температуры,
- сравнение вычисленного эталонного значения давления с полученным давлением и
- генерирование сигнала управления эжектором, основанного на указанном сравнении.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что этап генерирования сигнала управления эжектором включает сравнение сигнала управления высоконапорным клапаном с верхним граничным значением и нижним граничным значением, при этом нижнее граничное значение ниже, чем верхнее граничное значение, и
- увеличение производительности эжекторного блока (7) в случае, когда сигнал управления высоконапорным клапаном выше, чем верхнее граничное значение,
- уменьшение производительности эжекторного блока (7) в случае, когда сигнал управления высоконапорным клапаном ниже, чем нижнее граничное значение, и
- сохранение производительности эжекторного блока (7) в случае, когда сигнал управления высоконапорным клапаном выше, чем нижнее граничное значение, и ниже, чем верхнее граничное значение.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что производительность эжекторного блока (7) увеличивают или уменьшают, только если сигнал управления высоконапорным клапаном был выше, чем верхнее граничное значение, или ниже, чем нижнее граничное значение для предварительно заданного интервала времени.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что дополнительно включает следующие этапы:
- генерирование сигнала прямой связи, основанного на сигнале управления эжектором, при этом указанный сигнал прямой связи указывает, увеличилась ли, уменьшилась ли, или же сохранилась производительность эжекторного блока (7), и
- регулирование сигнала управления высоконапорным клапаном на основании сигнала прямой связи.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что два или более эжекторов расположены в эжекторном узле.
