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變速壓縮機保護系統和方法與流程

文檔序號:11972227閱讀:283來源:國知局
變速壓縮機保護系統和方法與流程
變速壓縮機保護系統和方法本申請是申請人艾默生環境優化技術有限公司的申請日為2008年10月8日、國家申請號為200880110785.0(國際申請號為PCT/US2008/011596)、發明名稱為“變速壓縮機保護系統和方法”的專利申請的分案申請。相關申請的交叉引用本申請要求2008年10月7日提交的美國實用新型申請No.12/246,959和2007年10月8日提交的美國臨時申請No.60/978,258的權益。將上述申請的全部公開內容以參引的方式結合于此。技術領域本公開涉及壓縮機,更具體來說,涉及一種用于與變速壓縮機一起使用的保護系統。

背景技術:
本部分的陳述僅提供與本公開相關的背景信息并可不構成現有技術。壓縮機可用在多種工業和住宅應用中,以便在制冷裝置、熱泵、供暖通風和空調(HVAC)或冷卻機系統(統稱“制冷系統”)內循環制冷劑,從而提供所期望的加熱或冷卻效應。在任一種前述應用中,壓縮機應該提供一致且有效的運行以確保特定的應用(即,制冷裝置、熱泵、HVAC或冷卻機系統)正確地運行。變速壓縮機可用于根據制冷系統負載來改變壓縮機容量。壓縮機在回液情況過程中的運行是不希望的。在過多的液態制冷劑流到壓縮機中時,會發生回液狀況。嚴重的回液會稀釋油并降低其潤滑性能,導致可能的咬死。盡管壓縮機中液態制冷劑和潤滑油的一些混合可能是期望的,但過度的混合可能導致損壞壓縮機。同樣,壓縮機在過高溫度水平下的運行可能損壞壓縮機。過熱狀況可能損壞包括例如電動馬達的內部壓縮機部件。

技術實現要素:
提供一種系統,包括:壓縮機;連接至所述壓縮機的變頻驅動器,所述變頻驅動器接收電功率并通過調制所述電功率的頻率來調制所述壓縮機的速度;連接至所述變頻驅動器的控制模塊,所述控制模塊監控來自所述變頻驅動器的壓縮機功率數據和壓縮機速度數據,并且基于所述壓縮機功率數據和所述壓縮機速度數據計算與所述壓縮機相關聯的制冷系統的飽和冷凝器溫度。在其它特征中,所述排氣溫度傳感器可輸出排氣溫度信號,所述排氣溫度信號對應于離開所述壓縮機的制冷劑的排氣溫度,其中,所述控制模塊接收所述排氣溫度信號并基于所述排氣溫度信號和所述飽和冷凝器溫度來計算與所述壓縮機相關聯的排氣過熱溫度。在其它特征中,所述控制模塊可基于所述計算出的排氣過熱溫度監控所述壓縮機的過熱狀況和回液狀況中的至少一個。在其它特征中,所述控制模塊可訪問所述壓縮機的壓縮機映射數據,所述壓縮機映射數據使所述壓縮機的功率和速度數據與同所述壓縮機相關聯的預期的飽和冷凝器溫度有相互關系,其中,所述控制模塊基于所述壓縮機映射數據來確定所述飽和冷凝器溫度。在其它特征中,所述控制模塊可基于所述計算出的排氣過熱溫度來調整所述壓縮機的所述速度和與所述壓縮機相關聯的膨脹閥中的至少一個。在其它特征中,所述控制模塊可調整所述壓縮機的所述速度和所述膨脹閥以將所述壓縮機的運行維持在預定的運行包絡線內,所述預定的運行包絡線包括最大回液界限、最大排氣過熱度界限、最大排氣溫度界限、最小排氣過熱度界限、最小排氣溫度界限、最大渦旋溫度界限和最大馬達溫度界限中的至少一個。在其它特征中,所述控制模塊可通過執行第一函數和第二函數的多次迭代來計算所述飽和冷凝器溫度和飽和蒸發器溫度,所述第一函數使所述飽和冷凝器溫度與壓縮機功率、壓縮機速度和所述飽和蒸發器溫度相關聯,并且所述第二函數使所述飽和蒸發器溫度與所述排氣溫度、所述壓縮機速度和所述飽和冷凝器溫度相關聯。在其它特征中,所述控制模塊可基于所述飽和蒸發器溫度、所述飽和冷凝器溫度和所述壓縮機速度數據來計算所述壓縮機的壓縮機容量和壓縮機效率中的至少一個。提供了一種方法,該方法可包括:通過變頻驅動器將電功率輸送至壓縮機,所述變頻驅動器構造成通過調制輸送至所述壓縮機的所述電功率的頻率來調制所述壓縮機的速度;監控來自所述變頻驅動器的壓縮機功率數據和壓縮機速度數據;基于所述壓縮機功率數據和所述壓縮機速度數據來計算與所述壓縮機相關聯的制冷系統的飽和冷凝器溫度。在其它特征中,該方法可包括接收來自排氣溫度傳感器的排氣溫度信號,所述排氣溫度信號對應于離開所述壓縮機的制冷劑的排氣溫度,并基于所述排氣溫度信號和所述飽和冷凝器溫度來計算與所述壓縮機相關聯的排氣過熱溫度。在其它特征中,該方法可包括基于所述計算出的排氣過熱溫度監控所述壓縮機的過熱狀況和回液狀況中的至少一個。在其它特征中,該方法可包括訪問所述壓縮機的壓縮機映射數據,所述壓縮機映射數據使所述壓縮機的功率和速度數據與同所述壓縮機相關聯的預期的飽和冷凝器溫度相關聯,其中,基于所述壓縮機映射數據來計算所述飽和冷凝器溫度。在其它特征中,該方法可包括基于所述計算出的排氣過熱溫度來調整所述壓縮機的所述速度和與所述壓縮機相關聯的膨脹閥中的至少一個。在其它特征中,可將所述壓縮機的所述速度和所述膨脹閥調整成將所述壓縮機的運行維持在預定運行包絡線內,所述預定的運行包絡線包括最大回液界限、最大排氣過熱度界限、最大排氣溫度界限、最小排氣過熱度界限、最小排氣溫度界限、最大渦旋溫度界限和最大馬達溫度界限中的至少一個。在其它特征中,該方法可包括通過執行第一函數和第二函數的多次迭代來計算所述飽和冷凝器溫度和飽和蒸發器溫度,所述第一函數使所述飽和冷凝器溫度與壓縮機功率、壓縮機速度和飽和蒸發器溫度相關聯,并且所述第二函數使所述飽和蒸發器溫度與所述排氣溫度、所述壓縮機速度和所述飽和冷凝器溫度相關聯。在其它特征中,該方法可包括基于所述飽和蒸發器溫度、所述飽和冷凝器溫度和所述壓縮機速度數據來計算所述壓縮機的壓縮機容量和壓縮機效率中的至少一個。一種系統可包括:壓縮機;吸氣溫度傳感器,所述吸氣溫度傳感器輸出吸氣溫度信號,所述吸氣溫度信號對應于進入所述壓縮機的制冷劑的溫度;連接至所述壓縮機的變頻驅動器,所述變頻驅動器接收電功率并通過調制所述電功率的頻率來調制所述壓縮機的速度;冷源溫度傳感器,所述冷源溫度傳感器輸出冷源溫度信號,所述冷源溫度信號對應于與所述變頻器相關聯的冷源的溫度;連接至所述變頻驅動器的控制模塊,所述控制模塊接收所述吸氣溫度信號,監控來自所述變頻驅動器的壓縮機功率數據和壓縮機速度數據,并基于所述吸氣溫度信號、所述冷源溫度信號、所述壓縮機功率數據和所述壓縮機速度數據來計算與所述壓縮機相關聯的制冷系統的飽和蒸發器溫度、所述制冷系統中的制冷劑的質量流量以及與所述壓縮機相關聯的吸氣過熱度中的至少一個。在其它特征中,吸氣溫度傳感器可位于壓縮機的入口處。在其它特征中,吸氣溫度傳感器可位于變頻驅動器的入口處。在其它特征中,所述控制模塊可基于所述壓縮機速度數據和所述壓縮機功率數據來計算變頻器熱量損失。在其它特征中,控制模塊可基于變頻器熱損失、吸氣溫度信號和冷源溫度信號來計算制冷劑的質量流量。在其它特征中,所述控制模塊可基于所述壓縮機功率數據、所述壓縮機速度數據以及所述質量流量來計算所述飽和蒸發器溫度。在其它特征中,所述控制模塊可基于所述吸氣溫度信號和所述飽和蒸發器溫度來計算吸氣過熱溫度。在其它特征中,所述控制模塊可基于所述計算出的吸氣過熱溫度來監控所述壓縮機的過熱狀況與回液狀況中的至少一個。在其它特征中,環境溫度傳感器可輸出與環境溫度相對應的環境溫度信號,其中,所述控制模塊接收所述環境溫度信號并基于所述環境溫度信號和所述計算出的吸氣過熱溫度來計算排氣過熱度。在其它特征中,一種方法可包括:接收來自吸氣溫度傳感器的吸氣溫度信號,所述吸氣溫度信號對應于進入壓縮機的制冷劑的溫度;通過變頻驅動器將電功率輸送至所述壓縮機,所述變頻驅動器構造成通過調制所述電功率的頻率來調制所述壓縮機的速度;接收來自冷源溫度傳感器的冷源溫度信號,所述冷源溫度信號對應于與所述變頻器相關聯的冷源的溫度;監控來自所述變頻驅動器的壓縮機功率數據和壓縮機速度數據;基于所述吸氣溫度信號、所述冷源溫度信號、所述壓縮機功率數據和所述壓縮機速度數據來計算與所述壓縮機相關聯的制冷系統的飽和蒸發器信號、所述制冷系統中的制冷劑的質量流量和與所述壓縮機相關聯的吸氣過熱度中的至少一個。在其它特征中,該方法可包括基于所述壓縮機速度數據和所述壓縮機功率數據來計算變頻器熱量損失。在其它特征中,該方法可包括基于所述變頻器熱量損失、所述吸氣溫度信號和所述冷源溫度信號來計算所述制冷劑的所述質量流量。在其它特征中,該方法可包括基于所述壓縮機功率數據、所述壓縮機速度數據和所述質量流量來計算所述飽和蒸發器溫度。在其它特征中,該方法可包括基于所述吸氣溫度信號和所述飽和蒸發器溫度來計算吸氣過熱溫度。在其它特征中,該方法可包括基于所述飽和吸氣過熱溫度來監控所述壓縮機的過熱狀況和回液狀況中的至少一個。在其它特征中,該方法可包括接收來自環境溫度傳感器的環境溫度信號,所述環境溫度信號對應于環境溫度,以及基于所述環境溫度信號和所述計算出的吸氣過熱溫度來計算排氣過熱度。本申請的其它方面將通過于此提供的說明而變得顯而易見。應該理解的是,該說明和具體示例僅出于說明性的目的,并不意于限制本公開的范圍。附圖說明于此所述附圖僅出于說明性的目的,并不意于以任何方式限制本公開的范圍。圖1是制冷系統的示意圖。圖2是帶有變頻驅動器的壓縮機的立體圖。圖3是帶有變頻驅動器的壓縮機的另一立體圖。圖4是壓縮機的截面圖。圖5是示出了與吸氣過熱度和室外溫度有相互關系的排氣過熱度的曲線圖。圖6是示出了與壓縮機功率和壓縮機速度有相互關系的冷凝器溫度的曲線圖。圖7是示出了壓縮機的運行包絡線的曲線圖。圖8是示出了與蒸發器溫度和對于給定壓縮機速度的壓縮機功率有相互關系的冷凝溫度的曲線圖。圖9是示出了與蒸發器溫度和冷凝器溫度有相互關系的排氣管線溫度的曲線圖。圖10是示出了制冷系統的導出數據的流程圖。圖11是制冷系統的示意圖。圖12是示出了制冷系統的導出數據的流程圖。圖13是示出了與變頻驅動器熱量損失有相互關系的質量流量的曲線圖。圖14是示出了與變頻器效率有相互關系的變頻器速度的曲線圖。圖15是示出了帶有測量到的輸入量和導出的輸出量的控制模塊的曲線圖。圖16是制冷系統的示意圖。圖17是壓縮機的截面圖。具體實施方式下列說明實質上僅為示例性的,并不意于限制本公開、申請或用途。應該理解的是,在所有附圖中,對應的附圖標記指代相似或對應的部件或特征。當在這里使用時,術語模塊、控制模塊和控制器可以指的是下列各項中的一個或多個:專用集成電路(ASIC)、電子電路、執行一個或多個軟件或固件程序的處理器(共用的、專用的或組的)和存儲器、組合邏輯電路或提供所述功能的其它適當的部件。當在這里使用時,計算機可讀介質可指能夠存儲包括處理器的計算機或模塊的數據的任何介質。計算機可讀介質包括,但不限于,存儲器、隨機存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可編程只讀存儲器(PROM)、電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)、閃存、光盤只讀存儲器(CD-ROM)、軟盤、磁帶、其它磁性介質、光學介質、或能夠存儲計算機的數據的任何其它裝置或介質。參照圖1,示例性的制冷系統5包括壓縮制冷劑蒸汽的壓縮機10。盡管在圖1中示出了具體的制冷系統,但本教導可應用于包括熱泵、HVAC和冷凍機系統的任一制冷系統。來自壓縮機10的制冷劑蒸汽被輸送至冷凝器12,在冷凝器12處,制冷劑蒸汽在高壓下液化,從而將熱量排至外部空氣。離開冷凝器12的液態制冷劑經過膨脹閥14被輸送至蒸發器16。膨脹閥14可以是機械閥或電子閥,用于控制制冷劑的過熱。制冷劑通過膨脹閥14,在膨脹閥14處,壓降導致高壓液態制冷劑獲得低壓的液體和蒸汽的混合體。當熱空氣移過蒸發器16時,低壓液體轉變為氣體,從而將熱量從蒸發器16移走。低壓氣體被再次輸送至壓縮機10,在壓縮機10處,它被壓縮至高壓氣體,并被輸送至冷凝器12以再次開始制冷循環。參照圖1、2和3,壓縮機10可由容置在機殼20中的還稱之為變頻驅動器(VFD)的變頻驅動器22驅動。機殼22可靠近壓縮機10。變頻驅動器22接收來自電源18的電功率并將電功率輸送至壓縮機10。變頻驅動器22包括控制模塊25,該控制模塊25帶有能夠操作以調制并控制輸送至壓縮機10的電動馬達的電功率頻率的軟件和處理器。控制模塊25包括用于存儲數據的計算機可讀介質,該數據包括由處理器執行用以調制和控制輸送至壓縮機的電動馬達的電功率頻率的軟件和控制模塊25執行和進行本教導的保護和控制算法所必需的軟件。通過調制輸送至壓縮機10的電動馬達的電功率頻率,控制模塊25可由此調制和控制壓縮機10的速度并由此控制壓縮機10的容量。變頻驅動器22包括固態電子設備,以調制電功率的頻率。一般來說,變頻驅動器22將輸入的電功率從交流電(AC)轉換至直流電(DC),并隨后將電功率從DC轉換回至期望頻率下的AC。例如,變頻驅動器22可利用全波整流橋來直接整流電功率。變頻驅動器22可隨后利用絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)或閘流晶體管來斬斷電功率以獲得所期望的頻率。可使用其它適當的電子部件來調制來自電源18的電功率的頻率。壓縮機10的電動馬達速度由從變頻驅動器22接收的電功率的頻率控制。例如,當以六十赫茲的電功率驅動壓縮機10時,壓縮機10可以以全容量運行的方式運行。當以三十赫茲的電功率驅動壓縮機10時,壓縮機10可以半容量運行的方式運行。從蒸發器16至壓縮機10的管路可被確定路線成經過機殼20,以冷卻機殼20內的變頻驅動器22的電子部件。機殼20可包括冷板15。吸入的氣態制冷劑可在進入壓縮機10之前冷卻該冷板,并由此冷卻變頻驅動器22的電子部件。這樣,冷板15可起到吸入氣體與變頻驅動器22之間的熱交換器的作用,從而在吸入氣體進入壓縮機10以前,將來自變頻驅動器22的熱量轉移給吸入氣體。如圖2和3中所示,來自容置在機殼20內的變頻驅動器22的電功率可經由附連至壓縮機10的終端盒24而被輸送至壓縮機10。壓縮機回液或過熱狀況是不期望的,并且可導致損壞壓縮機10或其它制冷系統部件。吸氣過熱度(SSH)和/或排氣過熱度(DSH)可與壓縮機的回液或過熱狀況有相互關系,并可被監控以檢測和/或預測壓縮機10的回液或過熱狀況。DSH是離開壓縮機的制冷劑蒸汽的溫度(稱之為排氣管線溫度(DLT))與飽和冷凝器溫度(Tcond)之差。吸氣過熱度(SSH)是進入壓縮機的制冷劑蒸汽的溫度(稱之為吸氣管線溫度(SLT))與飽和蒸發器溫度(Tevap)之差。如圖5中所示,SSH與DSH可以是有相互關系的。DSH與SSH之間的相互關系對于渦旋型壓縮機而言,可能是特別精確的,其中外部環境溫度僅是次要影響。如圖5中所示,示出了針對室外溫度(ODT)為115華氏度、95華氏度、75華氏度和55華氏度的DSH與SSH之間的相互關系。圖5中所示的相互關系僅是一種示例,并且針對特定壓縮機的特定相互關系可因壓縮機類型、型號、容量等而變化。回液狀況可在SSH接近零度或DSH接近20至40華氏度時發生。為此,DSH可用于檢測回液狀況的開始及其嚴重程度。當SSH處于零度時,SSH不會指示回液狀況的嚴重程度。當回液狀況變得更加嚴重時,SSH保持在零度附近。但是,當SSH處于零度時,DSH可在20至40華氏度之間,并可更準確地指示回液狀況的嚴重程度。當DSH處于30華氏度至80華氏度的范圍中時,壓縮機10可在正常范圍內運行。當DSH低于30華氏度時,回液狀況的開始可能發生。當DSH低于10華氏度時,可能發生嚴重的回液狀況。就過熱而言,當DSH高于80華氏度時,過熱狀況的開始可能發生。當DSH大于100華氏度時,可能存在嚴重的過熱狀況。在圖5中,示出了針對示例性的制冷劑充注水平的典型的SSH溫度。例如,當制冷系統5中的制冷劑充注百分比降低時,SSH典型地增加。可從Tcond中減去DLT來確定DSH。DLT可由DLT傳感器28感測,該DLT傳感器28感測離開壓縮機10的制冷劑的溫度。如圖1中所示,DLT傳感器28可位于壓縮機10的外部,并可安裝在壓縮機10的排氣口附近。作為替代,可如圖4中所示使用內部DLT傳感器30。在圖4中,示出了壓縮機10的截面。內部DLT傳感器30可嵌在渦旋壓縮機的上部靜渦盤中,并可感測離開互相嚙合的渦盤的排出制冷劑的溫度。在替代方案中,可使用組合溫度/壓力傳感器。在這種情況下,可基于由組合傳感器所測量的離開壓縮機10的制冷劑的壓力來測量Tcond。此外,在這種情況下,可基于由傳感器的溫度部分測量的DLT并基于由該組合傳感器的壓力部分測量的Tcond來計算DSH。Tcond可通過其它系統參數得到。具體來說,Tcond可通過壓縮機電流和電壓(即,壓縮機功率)、壓縮機速度和與壓縮機10相關聯的壓縮機映射數據得到。在申請號為11/059,646、公開號為U.S.2005/0235660的共同轉讓的美國申請“CompressorDiagnosticandProtectionSystem”中描述了一種基于定速壓縮機的電流、電壓和壓縮機映射數據來獲得Tcond的方法。使得壓縮機電流和電壓與Tcond有相互關系的定速壓縮機的壓縮機映射數據可以是壓縮機所特有的且基于針對特定的壓縮機類型、型號和容量的測試數據。在變速壓縮機的情況下,除壓縮機功率以外,Tcond還可以是壓縮機速度的函數。以瓦特為單位的壓縮機功率與壓縮機速度之間的圖示相互關系示于圖6中。如所示,Tcond是壓縮機功率和壓縮機速度的函數。這樣,可基于測試數據得到針對特定壓縮機的具有使壓縮機功率、壓縮機速度與Tcond有相互關系的數據的三維壓縮機映射。可使用壓縮機電流來代替壓縮機功率。但是,壓縮機功率可能比壓縮機電流優選,以降低任一管線電壓變化的影響。壓縮機映射可存儲在控制模塊25可訪問的計算機可讀介質中。這樣,控制模塊25可基于壓縮機功率數據和壓縮機速度數據來計算Tcond。控制模塊25可計算、監控、或在計算過程中檢測壓縮機功率數據,所述計算被執行用以將來自電源18的電功率轉換成期望頻率下的電功率。這樣,對于控制模塊25而言,壓縮機功率和電流數據是可容易獲得的。此外,控制模塊25可基于輸送至壓縮機10的電動馬達的電功率頻率來計算、監控或檢測壓縮機速度。這樣,對于控制模塊25而言,壓縮機速度數據同樣是可容易獲得的。基于壓縮機功率和壓縮機速度,控制模塊25可得到Tcond。在測量或計算Tcond之后,控制模塊25可將DSH計算為Tcond與DLT之差,并且DLT數據接收自外部DLT傳感器28或內部DLT傳感器30。控制模塊25可基于上述的DSH與回液和過熱狀態之間的相互關系來監控DSH以檢測回液或過熱狀況。一旦檢測到回液或過熱狀況,控制模塊25可相應地調整壓縮機速度或調整膨脹閥14。控制模塊25可與膨脹閥14通信或控制膨脹閥14。作為替代,控制模塊25可與制冷系統5用系統控制器通信,并可將回液或過熱狀況告知系統控制器。系統控制器隨后可相應調整膨脹閥或壓縮機速度。可監控DSH以檢測或預測突然的回液或過熱狀況。在未伴有Tcond的顯著改變的情況下,DLT或DSH的突然變化可能指示突然的回液或過熱狀況。例如,如果DLT或DSH在預定時間段(例如,50秒)內降低預定的溫度量(例如50華氏度),則可能存在突然的回液狀況。這種狀況可能由于膨脹閥14被卡住在打開位置而導致。同樣,在未伴有Tcond的顯著改變的情況下,DLT或DSH突然增大相似的幅度可能指示因膨脹閥14被卡住在閉合位置而導致的突然的過熱狀況。例如,如果DLT或DSH在預定時間段(例如,50秒)內升高預定的溫度量(例如50華氏度),則可能存在突然的過熱狀況。控制模塊25可監控DSH和DLT以確定壓縮機10是否正在預定的運行包絡線內運行。如圖7中所示,壓縮機運行包絡線可提供最大回液界限與最大和/或最小DSH/DLT界限。此外,在渦旋壓縮機的情況下,可提供最大渦旋溫度界限(T渦旋)。此外,可提供最大馬達溫度(T馬達)。如圖7中所示,壓縮機速度和膨脹閥14可基于DSH和/或DLT進行調整,從而確保壓縮機的運行在壓縮機運行包絡線內。這樣,DSH和/或DLT可移回到如圖7所示的可接受范圍中。壓縮機速度調整可優先于膨脹閥調整。在一些情況下,例如除霜狀態,對于膨脹閥14而言,可能難以快速響應,因此壓縮機速度調整可能更為適當。如果發生回液狀況,那么控制模塊25可限制壓縮機速度范圍。例如,當DSH低于30華氏度時,壓縮機運行可限制于壓縮機的冷卻容量額定速度。例如,冷卻容量額定速度可以是4500轉/分(RPM)。當DSH在30華氏度與60華氏度之間時,壓縮機運行速度范圍可線性擴大到整個運行速度范圍。例如,壓縮機運行速度范圍可在1800至7000RPM之間。使Tcond與壓縮機速度和功率有相互關系的函數可以采用預定或恒定的飽和Tevap。如圖8中所示,壓縮機功率與Tcond之間的相互關系可以不受Tevap變化的影響。為了額外的精確性,Tevap可以作為Tcond和DLT的函數而得到,如在申請號為11/059,646、美國公開號為2005/0235660的共同轉讓的美國申請中所述的那樣。對于變速壓縮機而言,該相互關系還可反映壓縮機速度。這樣,Tevap可作為Tcond、DLT和壓縮機速度的函數而得到。如圖9中所示,對于多種Tcond水平,Tevap被示為與DLT有相互關系。為此,可使用對于不同速度的壓縮機映射數據。可基于單個推導來計算Tcond和Tevap。此外,可基于如下等式進行迭代計算:等式1:Tcond=f(壓縮機功率,壓縮機速度,Tevap)等式2:Tevap=f(Tcond,DLT,壓縮機速度)可執行這些等式的多次迭代來實現收斂。例如,三次迭代可提供最佳收斂。如上所討論的那樣,可利用更多或更少次的迭代或不使用迭代。也可通過利用針對不同速度、基于DLT和壓縮機功率、基于如下等式的壓縮機映射數據來確定Tevap和Tcond:等式3:Tevap=f(壓縮機功率,壓縮機速度,DLT)等式4:Tcond=f(壓縮機功率,壓縮機速度,DLT)一旦獲知Tevap和Tcond,就可獲得額外的壓縮機性能參數。例如,可基于特定壓縮機型號和容量的額外壓縮機性能映射數據來獲得壓縮機容量和壓縮機效率。這種額外的壓縮機映射數據可通過測試數據獲得。例如,可根據下列等式來獲得壓縮機質量流量或容量:等式5:Tevap=f(壓縮機速度,Tcond,質量流量)可根據下列等式來獲得質量流量:等式6:質量流量=m0+m1*Tevap+m2*Tcond+m3*RPM+m4*Tevap*Tcond+m5*Tevap*RPM+m6*Tcond*RPM+m7*Tevap^2+m8*Tcond^2+m9*RPM^2+m10*Tevap*Tcond*RPM+m11*Tevap^2*Tcond+m12*Tevap^2*RPM+m13*Tevap^3+m14*Tevap*Tcond^2+m15*Tcond^2*RPM+m16*Tcond^3+m17*Tevap*RPM^2+m18*Tcond*RPM^2+m19*RPM^3其中,m0-m19為壓縮機型號和尺寸所特有的,如由壓縮機制造商所公開的。壓縮機映射數據可存儲在位于控制模塊25內的或控制模塊25可訪問的計算機可讀介質內。如圖10中所示,示出了用于導出參數的流程圖。在步驟100中,Tcond可通過壓縮機功率和壓縮機速度獲得。在步驟101中,Tevap可通過DLT和Tcond獲得。在步驟102中,容積/質量流量和壓縮機能效比可通過Tevap和Tcond獲得。此外,通過在步驟103中監控運行時間,可獲得額外的參數。具體地,在步驟104中,負載和Kwh/天可通過運行時間、容積/質量流量、壓縮機能效比和壓縮機功率獲得。通過監控上述運行參數,控制模塊25可確保壓縮機10在由特定的壓縮機設計師或制造商預置的可接受的運行包絡線界限內運行,并且可檢測并預測諸如壓縮機回液和過熱狀況的某些不希望的運行狀況。此外,控制模塊25可獲得與壓縮機效率、能耗等相關的其它有用的數據。在壓縮機10由吸氣冷卻的變頻驅動器22所驅動的情況下,作為替代,可計算Tevap。由于Tevap可如上所述通過質量流量、Tcond和壓縮機速度進行計算,因此控制模塊25可通過進入冷板15的吸入氣體的溫度(Ts)與位于變頻驅動器22上或其附近的冷源的溫度(Ti)之間的差獲得質量流量。控制模塊25可根據下列等式來計算ΔT:等式7:ΔT=Ts-Ti可通過示于圖11中的兩個溫度傳感器33和34來測量Ts和Ti。溫度傳感器33測量冷源的溫度(Ti)并可結合為變頻驅動器22的一部分。作為替代,溫度傳感器33可測量離開冷板15的吸入氣體的溫度,并可位于冷板15與壓縮機10之間的管路上或該管路附近。溫度傳感器34測量進入冷板15的吸入氣體的溫度。控制模塊25可基于ΔT并通過確定變頻驅動器22的施加熱量來確定質量流量。如圖12中所示,可基于變頻驅動器22的損失熱和ΔT來獲得質量流量。如圖13中所示,可基于測試數據來映射質量流量、ΔT和施加的變頻器熱量之間的關系。如圖14中所示,可基于變頻器速度(即,壓縮機速度)和變頻器效率來獲得變頻器熱量。再次參照圖12,輸入量包括壓縮機速度(RPM)120、壓縮機電流122、壓縮機電壓124、壓縮機功率因數126、Ti128和Ts130。通過壓縮機電流122、壓縮機電壓124和功率因數126,獲得壓縮機功率132。通過溫度Ti128和Ts130,獲得ΔT134。通過RPM120和功率,獲得Tcond136。同樣通過RPM120和功率132,獲得變頻器熱損失138。通過變頻器熱損失和ΔT134,獲得質量流量140。通過RPM120、Tcond136和質量流量140,獲得Tevap142。通過Tevap142和Ts130,獲得SSH144。通過SSH144和由環境溫度傳感器29感測到的環境溫度,獲得DSH146。一旦獲得DSH146,就可獲得上述算法的所有益處,包括防止壓縮機10不出現回液和過熱狀況。如由虛線141所示,可迭代地計算Tcond和Tevap,以更為精確地獲得Tcond和Tevap。例如,最佳收斂可利用三次迭代實現。還可利用更多或更少次的迭代。如圖15中所示,控制模塊25將壓縮機速度RPM、變頻驅動器電流、電壓和功率以及冷源溫度Ti和Ts作為測量到的輸入量。控制模塊還將由環境溫度傳感器29指示的環境溫度作為輸入量。如上所討論的那樣,控制模塊25通過這些測量到的輸入量獲得Tcond、Tevap、質量流量、SSH、DSH和DLT的輸出量。如圖16中所示,控制模塊25可利用SLT傳感器35來監控SLT,其可包括組合壓力和溫度傳感器。在這種情況下,可基于由組合傳感器的壓力部分所測量到的吸氣壓力來測量Tevap。進一步地,可基于Tevap和由組合傳感器的溫度部分所測量到的SLT來計算SSH。SLT傳感器34、35可位于壓縮機10的入口處,并可感測在變頻器22、機殼20或冷板15之后,進入壓縮機10的制冷劑的溫度或壓力。作為替代,SLT傳感器可位于機殼20、變頻器22或冷板15的入口處,并可感測進入機殼20、變頻器22或冷板15的制冷劑的溫度或壓力。此外,與上述基于DLT計算DSH相似,控制模塊25還可計算SSH。例如,壓縮機功率、壓縮機速度和壓縮機映射數據可用于獲得Tcond,并且可通過Tcond獲得Tevap。一旦獲得Tevap,SSH就可通過SLT和Tevap獲得,并如上所述用于監控多個壓縮機運行參數,并防止回液和過熱狀況。
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