專(zhuān)利名稱(chēng):用于估計(jì)供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中的入口和出口空氣狀態(tài)的方法
背景技術(shù):
本發(fā)明大體上涉及用于估計(jì)供暖、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)中入口和出口空氣狀態(tài),從而確定系統(tǒng)負(fù)荷要求的方法。
通過(guò)有效地利用電力能夠減少供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)散發(fā)到大氣中的溫室氣體。通過(guò)使系統(tǒng)容量(capacity)符合供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷要求的容量控制能夠有效地利用電力。容量控制利用制冷劑和空氣的各種狀態(tài)來(lái)確定供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷要求。在供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中通常使用傳感器來(lái)檢測(cè)進(jìn)入和離開(kāi)壓縮機(jī)的制冷劑的壓力和溫度、進(jìn)入和離開(kāi)蒸發(fā)器的制冷劑的溫度、以及進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的溫度。在知道負(fù)荷要求之后,就能夠控制壓縮機(jī)使系統(tǒng)容量符合負(fù)荷要求。
為了進(jìn)行容量控制,還需要檢測(cè)離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的溫度以及進(jìn)入和離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度。然而,其缺點(diǎn)在于,必須安裝額外的傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的溫度以及進(jìn)入和離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度。在現(xiàn)有技術(shù)中,濕度傳感器、干球傳感器以及濕球溫度傳感器被加入蒸汽壓縮系統(tǒng)中,以監(jiān)測(cè)這些狀態(tài)。
在供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中安裝額外的傳感器有一些缺點(diǎn)。其中一個(gè)缺點(diǎn)是,采用額外的傳感器成本很高。而且,由于熱力系統(tǒng)的復(fù)雜動(dòng)態(tài)特性,由某些傳感器提供的測(cè)量值可能是不可靠的。舉例來(lái)說(shuō),如果用傳感器測(cè)量離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣溫度,則由風(fēng)扇形成的出口空氣中的紊流會(huì)影響溫度讀數(shù)。因此,在確定離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的溫度以及進(jìn)入和離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度時(shí),最好不使用額外的傳感器。
于是,為了容量控制的需要,本發(fā)明提供了一種利用現(xiàn)有傳感器來(lái)精確估計(jì)蒸發(fā)器入口和出口空氣狀態(tài)的方法,這種方法不會(huì)使系統(tǒng)增加額外的成本,而且還提供了供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行診斷/預(yù)測(cè)所需的信息,并能克服現(xiàn)有技術(shù)的其它缺點(diǎn)和不足。
發(fā)明概要蒸汽壓縮系統(tǒng)在冷卻模式下工作時(shí),提供冷空氣至某一區(qū)域。制冷劑在壓縮機(jī)中被壓縮至高壓,然后在冷凝器中被冷卻。冷卻了的制冷劑在膨脹裝置中膨脹至低壓。在膨脹之后,制冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器并從空氣接收熱量,而使空氣冷卻。接著制冷劑返回壓縮機(jī)以完成循環(huán)。
檢測(cè)蒸汽壓縮系統(tǒng)中致冷劑和空氣的若干性能,以計(jì)算蒸汽壓縮系統(tǒng)的負(fù)荷要求。蒸汽壓縮系統(tǒng)包括用于檢測(cè)壓縮機(jī)吸入溫度、壓縮機(jī)排出溫度、壓縮機(jī)吸入壓力、壓縮機(jī)排出壓力、進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑的入口溫度、離開(kāi)蒸發(fā)器的制冷劑的出口溫度、和進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的入口溫度的傳感器。離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的溫度、進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度、以及離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度是利用這些傳感器所檢測(cè)到的值來(lái)確定的。
離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的出口溫度是用檢測(cè)到的進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的入口溫度、空氣的飽和溫度(它大致上等于制冷劑的飽和溫度)、以及蒸發(fā)器的旁通系數(shù)來(lái)計(jì)算的。
接著,可以計(jì)算進(jìn)入和離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度。在濕度圖上,橫軸表示干球溫度,而縱軸表示濕度比。在從制冷劑飽和溫度延伸出來(lái)的垂直線與飽和線相交處畫(huà)出第一個(gè)點(diǎn)。離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣接近于飽和,而且離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度為飽和線的大約95%。因此,離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度線是已知的。第二個(gè)點(diǎn)被限定為從離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的出口溫度延伸出來(lái)的垂直線與離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度線相交的交點(diǎn)。
延長(zhǎng)第一個(gè)點(diǎn)和第二個(gè)點(diǎn)的連線,直至它與從進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的入口溫度延伸出來(lái)的垂直線相交于第三個(gè)點(diǎn)。第三個(gè)點(diǎn)代表進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度。
通過(guò)使用現(xiàn)有的傳感器來(lái)確定離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的溫度以及進(jìn)入和離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度,就可以計(jì)算蒸汽壓縮系統(tǒng)的負(fù)荷要求,而不需要采用額外的傳感器。在知道負(fù)荷要求之后,就能夠使系統(tǒng)容量與負(fù)荷要求相匹配,從而有效地利用蒸汽壓縮系統(tǒng)的電力。
通過(guò)下面的說(shuō)明和附圖,將能夠更好地理解本發(fā)明的這些和其它的特征。
附圖簡(jiǎn)介通過(guò)下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明,本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人員將更清楚地了解本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)。下面簡(jiǎn)要介紹進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明所用的附圖
圖1顯示了蒸汽壓縮系統(tǒng),包括用來(lái)檢測(cè)流經(jīng)該蒸汽壓縮系統(tǒng)的空氣和制冷劑狀態(tài)的傳感器;圖2顯示了蒸汽壓縮系統(tǒng),其中顯示了確定蒸汽壓縮系統(tǒng)負(fù)荷要求所需的檢測(cè)值;圖3是曲線圖,顯示了當(dāng)空氣穿過(guò)蒸發(fā)器時(shí)在蒸發(fā)器上流過(guò)的空氣的溫度;圖4是曲線圖,顯示了有關(guān)蒸發(fā)器的數(shù)據(jù);和圖5是濕度圖,顯示了用來(lái)估計(jì)進(jìn)入和離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣相對(duì)濕度的方法。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1顯示了蒸汽壓縮系統(tǒng)20,包括壓縮機(jī)22、冷凝器24、膨脹裝置26和蒸發(fā)器28。制冷劑在閉路蒸汽壓縮系統(tǒng)20中循環(huán)。
當(dāng)蒸汽壓縮系統(tǒng)20在冷卻模式下工作時(shí),高壓高焓的制冷劑離開(kāi)壓縮機(jī)22并流經(jīng)冷凝器24。在冷凝器24中,制冷劑排出熱量給流體介質(zhì)如水或空氣,然后冷凝成低焓高壓的流體而離開(kāi)冷凝器24。如果流體介質(zhì)是空氣,用風(fēng)扇30在冷凝器24上引導(dǎo)流體介質(zhì)。冷卻了的制冷劑接著經(jīng)過(guò)膨脹裝置26,于是制冷劑的壓力下降。在膨脹之后,制冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器28。在蒸發(fā)器28中,制冷劑從空氣中接收熱量,并以高熱焓和低壓的狀態(tài)而離開(kāi)蒸發(fā)器28。風(fēng)扇32吹走蒸發(fā)器28上的空氣,接著,已冷卻的空氣被用來(lái)冷卻區(qū)域52。
當(dāng)蒸汽壓縮系統(tǒng)20在加熱模式下工作時(shí),利用四通閥(未示出)使制冷劑的流動(dòng)倒轉(zhuǎn)。當(dāng)在加熱模式下工作時(shí),冷凝器24作為蒸發(fā)器工作,而蒸發(fā)器28作為冷凝器工作。
容量控制被用來(lái)使蒸汽壓縮系統(tǒng)20的系統(tǒng)容量符合蒸汽壓縮系統(tǒng)20的負(fù)荷要求,從而有效地利用電力。負(fù)荷要求是發(fā)生在蒸發(fā)器28上的所要求的熱交換。當(dāng)負(fù)荷要求已知時(shí),就能夠控制壓縮機(jī)22,從而使蒸汽壓縮系統(tǒng)20的負(fù)荷要求得到滿(mǎn)足。
作為容量控制任務(wù)的一個(gè)組成部分,需要若干變量以計(jì)算負(fù)荷要求,如圖2中所示,這些變量是1)壓縮機(jī)吸入溫度Tsuc,2)壓縮機(jī)排出溫度Tdis,3)壓縮機(jī)吸入壓力Psuc,4)壓縮機(jī)排出壓力Pdis,5)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑的入口溫度T2in,6)離開(kāi)蒸發(fā)器的制冷劑的出口溫度T2out,7)進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的入口溫度T1in,8)離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的出口溫度T1out,9)進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度RH1,和10)離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度RH2。
由于風(fēng)扇32所產(chǎn)生紊流氣流的非均勻特性,很難精確測(cè)量離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的出口溫度T1out。測(cè)量進(jìn)入或離開(kāi)蒸發(fā)器28的空氣的相對(duì)濕度RH1和RH2(濕球溫度)成本很高,而且可能是不精確的。因此,只有測(cè)量壓縮機(jī)吸入溫度Tsuc、壓縮機(jī)排出溫度Tdis、壓縮機(jī)吸入壓力Psuc、壓縮機(jī)排出壓力Pdis、進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑的入口溫度T2in、離開(kāi)蒸發(fā)器的制冷劑的出口溫度T2out和進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的入口溫度T1in的傳感器安裝在蒸汽壓縮系統(tǒng)20中。在本發(fā)明中,離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的出口溫度T1out、進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度RH1、以及離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度RH2是利用所安裝傳感器的檢測(cè)值計(jì)算得到的。
回到圖1,蒸汽壓縮系統(tǒng)20包括用于檢測(cè)壓縮機(jī)吸入溫度Tsuc的傳感器34、檢測(cè)壓縮機(jī)排出溫度Tdis的傳感器36、檢測(cè)壓縮機(jī)吸入壓力Psuc的傳感器38、檢測(cè)壓縮機(jī)排出壓力Pdis的傳感器40、檢測(cè)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑的入口溫度T2in的傳感器42、檢測(cè)離開(kāi)蒸發(fā)器的制冷劑的出口溫度T2out的傳感器44、以及檢測(cè)流入蒸發(fā)器的空氣的入口溫度T1in的傳感器46。傳感器34、36、38、40、42、44和46都與控制器48相連。
利用通常安裝在蒸汽壓縮系統(tǒng)20中的傳感器34、36、38、40、42、44和46,就能夠計(jì)算離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的出口溫度T1out、進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度RH1、和離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度RH2,而不需要采用額外的傳感器。
蒸發(fā)器28的旁通系數(shù)BPF代表不直接接觸蒸發(fā)器28中的盤(pán)管的旁通空氣的量。旁通系數(shù)BPF取決于單位長(zhǎng)度盤(pán)管(盤(pán)管翅片的節(jié)距)中翅片的數(shù)目、沿氣流方向的盤(pán)管排數(shù)以及空氣速度。當(dāng)翅片間距減小而排數(shù)增多時(shí),盤(pán)管的旁通系數(shù)BPF降低。旁通系數(shù)BPF被定義為BPF=T1out-TsT1in-Ts]]>當(dāng)蒸發(fā)器28是冷卻盤(pán)管時(shí)(公式1)BPF=Ts-T1outTs-T1in]]>當(dāng)蒸發(fā)器28是加熱盤(pán)管時(shí)(公式2)空氣的飽和溫度用Ts表示??諝獾娘柡蜏囟萒s大致上等于制冷劑的飽和溫度。制冷劑的飽和溫度是利用壓縮機(jī)吸入壓力Psuc和制冷劑特性計(jì)算的。制冷劑特性是取決于所用制冷劑類(lèi)型的一個(gè)已知值。一般來(lái)說(shuō),旁通系數(shù)BPF低于0.2。
圖3是曲線圖,顯示了當(dāng)空氣在蒸發(fā)器28的盤(pán)管上面經(jīng)過(guò)時(shí)的空氣的溫度。如圖所示,當(dāng)空氣沿蒸發(fā)器28中盤(pán)管的長(zhǎng)度方向在上面經(jīng)過(guò)時(shí),離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的出口溫度T1out幾乎下降至空氣的飽和溫度Ts。
蒸發(fā)器28的傳熱率被定義為Q·=UA×LMTD]]>(公式3)傳熱率用變量 表示。變量U代表總傳熱系數(shù)(W/m2K),變量A代表蒸發(fā)器28中盤(pán)管的表面積,而變量LMTD代表對(duì)數(shù)平均溫差。
變量“對(duì)數(shù)平均溫差”被定義為L(zhǎng)MTD=T1in-T1outloge(T1in-TsT1out-Ts)]]>(公式4)可以將公式1代入公式4,于是變量“對(duì)數(shù)平均溫差”被定義為L(zhǎng)MTD=T1in-T1outloge(1/BPF)]]>(公式5)傳熱率 也可以利用下面的公式由空氣側(cè)(負(fù)荷要求)計(jì)算得到Q·=m·1cP1(T1in-T1out)SHR]]>(公式6)在此公式中, 代表空氣的質(zhì)量流量(千克/秒),cp1代表干燥空氣的比熱(J/kg·K),而SHR代表顯熱比。流入蒸發(fā)器的空氣的入口溫度T1in和流出蒸發(fā)器的空氣的出口溫度T1out以攝氏度(℃)表示。
將公式3和公式6結(jié)合在一起得到下面的公式BPF=eUA·SHRcP1m·1]]>(公式7)如圖4中所示,對(duì)于具有兩相制冷劑流的蒸發(fā)器28中的盤(pán)管來(lái)說(shuō),UA值是顯熱比SHR和空氣質(zhì)量流量m1的函數(shù)。蒸發(fā)器28用于30HP熱泵系統(tǒng)中。UA值與顯熱比SHR成反比,并與空氣的流量變化線性相關(guān)。因此,UA值可近似用下面的公式表示UA=am·1+bSHR]]>(公式8)在公式8中,變量a和b都是常數(shù),而且b的值較小。將公式8代入到公式7中,可以說(shuō)明旁通系數(shù)BPF是一個(gè)常數(shù)BPF=am·1+becP1m·1]]>(公式9)由于對(duì)于給定的蒸發(fā)器28中的盤(pán)管來(lái)說(shuō)旁通系數(shù)BPF是一個(gè)常數(shù),因此,它的值可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)或者通過(guò)設(shè)計(jì)模型來(lái)確定。利用已知的旁通系數(shù)BPF值和公式1,就可以用下面的公式,采計(jì)算離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的出口溫度T1outT1out=BPF(T1in-Ts)+Ts當(dāng)蒸發(fā)器28是冷卻盤(pán)管時(shí) (公式10)T1out=Ts-BPF(Ts-T1in) 當(dāng)蒸發(fā)器28是加熱盤(pán)管時(shí) (公式11)在計(jì)算了離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的出口溫度T1out之后,就可以估計(jì)進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度RH1和離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度RH2。
圖5是濕度圖,顯示了用來(lái)估計(jì)進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度RH1和離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度RH2的方法。橫軸表示干球溫度,而縱軸表示濕度比。代表空氣的飽和溫度Ts、進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的入口溫度T1in、以及離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的出口溫度T1out的點(diǎn)沿著橫軸繪出。圖中還顯示了飽和線RHs。
從空氣的飽和溫度Ts延伸出來(lái)的垂直線與飽和線RHs在點(diǎn)3相交。蒸發(fā)器28中的盤(pán)管是這樣設(shè)計(jì)的,使得離開(kāi)蒸發(fā)器28的空氣接近于飽和,而且離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度RH2為飽和線RHs的大約95%。因此,相對(duì)濕度線RH2是已知的,假設(shè)它為飽和線RHs的95%。離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的出口溫度T1out在前面用旁通系數(shù)BPF和進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的入口溫度T1in計(jì)算得到。因此,在圖上可以發(fā)現(xiàn)點(diǎn)2位于從離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的出口溫度T1out延伸出來(lái)的垂直線與相對(duì)濕度線RH2相交處。
延長(zhǎng)點(diǎn)2和點(diǎn)3的連線,直至它與從進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的入口溫度T1in延伸出來(lái)的垂直線相交于點(diǎn)1。點(diǎn)1代表進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度RH1。于是可以在其經(jīng)過(guò)點(diǎn)1時(shí)確定相對(duì)濕度線RH1。
如果蒸汽壓縮系統(tǒng)20在加熱模式下工作,則相對(duì)濕度RH1和相對(duì)濕度RH2不會(huì)變化,因而可以用上面所介紹的方法采計(jì)算。所以,只需要計(jì)算離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的出口溫度T1out,以確定蒸汽壓縮系統(tǒng)20的負(fù)荷要求。
利用蒸汽壓縮系統(tǒng)20中現(xiàn)有的傳感器34、36、38、40、42、44和46,來(lái)確定離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的出口溫度T1out、進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度RH1、以及離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度RH2,而不需要增加額外的傳感器,因而能夠降低成本和提高精度。通過(guò)用現(xiàn)有的傳感器34、36、38、40、42、44和46確定這些值,就可以計(jì)算蒸汽壓縮系統(tǒng)20的負(fù)荷要求。因此,通過(guò)控制壓縮機(jī)22,就可以使蒸汽壓縮系統(tǒng)20的系統(tǒng)容量與負(fù)荷要求相匹配,使得不用額外的傳感器就能夠有效地利用電力。
上述說(shuō)明書(shū)只是本發(fā)明原理的示范性實(shí)例。根據(jù)以上說(shuō)明可以對(duì)本發(fā)明作出許多修改和變化。雖然已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例,但是所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,在本發(fā)明范圍之內(nèi)可以進(jìn)行一些修改。因此可以理解,在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi),可以用與所述具體方法不同的方式來(lái)實(shí)施本發(fā)明。因此,所附權(quán)利要求將確定本發(fā)明真正的范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種估計(jì)蒸汽壓縮系統(tǒng)的空氣狀態(tài)的方法,包括以下步驟檢測(cè)所述蒸汽壓縮系統(tǒng)的狀態(tài);和基于所述狀態(tài)來(lái)確定離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的出口溫度、進(jìn)入所述蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度、以及離開(kāi)所述蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度的至少其中一個(gè),來(lái)用于計(jì)算所述蒸汽壓縮系統(tǒng)的負(fù)荷要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括以下步驟在壓縮機(jī)中將制冷劑壓縮至高壓;使所述制冷劑冷卻;使所述制冷劑膨脹;和使所述制冷劑在所述蒸發(fā)器中蒸發(fā)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述檢測(cè)系統(tǒng)中的狀態(tài)的步驟包括以下步驟檢測(cè)進(jìn)入所述壓縮機(jī)的所述制冷劑的吸入溫度,檢測(cè)進(jìn)入所述壓縮機(jī)的所述制冷劑的吸入壓力,檢測(cè)離開(kāi)所述壓縮機(jī)的所述制冷劑的排出溫度,檢測(cè)離開(kāi)所述壓縮機(jī)的所述制冷劑的排出壓力,檢測(cè)進(jìn)入所述蒸發(fā)器的所述制冷劑的入口溫度,檢測(cè)離開(kāi)所述蒸發(fā)器的所述制冷劑的出口溫度,和檢測(cè)進(jìn)入所述蒸發(fā)器的所述空氣的入口溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括確定所述蒸發(fā)器的旁通系數(shù)的步驟,所述旁通系數(shù)代表不直接接觸所述蒸發(fā)器的旁通空氣的量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述旁通系數(shù)取決于所述蒸發(fā)器中的翅片數(shù)、所述蒸發(fā)器中的排數(shù)、以及空氣的速度,而且所述旁通系數(shù)是恒定值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,離開(kāi)所述蒸發(fā)器的空氣的出口溫度被定義為T(mén)lout=BPF(Tlin-Ts)+Ts,其中,BPF是所述旁通系數(shù),Tlout是離開(kāi)所述蒸發(fā)器的空氣的所述出口溫度,Tlin是進(jìn)入所述蒸發(fā)器的空氣的入口溫度,而Ts是空氣的飽和溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述空氣的飽和溫度基本上等于所述制冷劑的飽和溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,離開(kāi)所述蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度為處于所述空氣的飽和溫度下的所述空氣的相對(duì)濕度的大約95%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,還包括,基于進(jìn)入所述蒸發(fā)器的空氣的入口溫度、離開(kāi)所述蒸發(fā)器的空氣的出口溫度、離開(kāi)所述蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度、以及所述制冷劑的飽和溫度來(lái)確定進(jìn)入所述蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括以下步驟確定代表所述制冷劑飽和溫度的垂直線與飽和曲線相交的第一個(gè)交點(diǎn),確定代表離開(kāi)所述蒸發(fā)器的空氣的出口溫度的垂直線與代表離開(kāi)所述蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度的曲線相交的第二個(gè)交點(diǎn),在所述第一個(gè)交點(diǎn)和所述第二個(gè)交點(diǎn)之間連上延長(zhǎng)線,和將所述延長(zhǎng)線延伸至與代表進(jìn)入所述蒸發(fā)器的制冷劑的入口溫度的垂直線相交于第三個(gè)交點(diǎn),所述第三個(gè)交點(diǎn)表示進(jìn)入所述蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括控制壓縮機(jī)而使所述蒸汽壓縮系統(tǒng)的系統(tǒng)容量與所述負(fù)荷要求相匹配的步驟。
12.一種估計(jì)蒸汽壓縮系統(tǒng)的空氣狀態(tài)的方法,包括以下步驟檢測(cè)進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的入口溫度;和基于進(jìn)入所述蒸發(fā)器的空氣的入口溫度,來(lái)計(jì)算離開(kāi)所述蒸發(fā)器的空氣的出口溫度、進(jìn)入所述蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度、以及離開(kāi)所述蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度,以用于計(jì)算所述蒸汽壓縮系統(tǒng)的負(fù)荷要求。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其特征在于,離開(kāi)所述蒸發(fā)器的空氣的出口溫度被定義為T(mén)lout=BPF(Tlin-Ts)+Ts,其中,BPF是所述蒸發(fā)器的旁通系數(shù),它代表不直接接觸所述蒸發(fā)器的旁通空氣的量,Tlout是離開(kāi)所述蒸發(fā)器的空氣的出口溫度,Tlin是進(jìn)入所述蒸發(fā)器的空氣的入口溫度,而Ts是所述空氣的飽和溫度,其中,所述空氣的飽和溫度基本上等于與所述蒸發(fā)器中的空氣進(jìn)行熱交換的制冷劑的飽和溫度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于,離開(kāi)所述蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度為處于所述空氣的飽和溫度下的所述空氣的相對(duì)濕度的大約95%。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,還包括,基于離開(kāi)所述蒸發(fā)器的空氣的出口溫度、離開(kāi)所述蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度、以及所述制冷劑的飽和溫度來(lái)確定進(jìn)入所述蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,還包括以下步驟確定代表所述制冷劑的飽和溫度的垂直線與飽和曲線相交的第一個(gè)交點(diǎn),確定代表離開(kāi)所述蒸發(fā)器的空氣的出口溫度的垂直線與代表離開(kāi)所述蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度的曲線相交的第二個(gè)交點(diǎn),在所述第一個(gè)交點(diǎn)和所述第二個(gè)交點(diǎn)之間連上延長(zhǎng)線,和將所述延長(zhǎng)線延伸至與代表進(jìn)入所述蒸發(fā)器的制冷劑的入口溫度的垂直線相交于第三個(gè)交點(diǎn),所述第三個(gè)交點(diǎn)表示進(jìn)入所述蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其特征在于,還包括控制壓縮機(jī)而使所述蒸汽壓縮系統(tǒng)的系統(tǒng)容量與所述負(fù)荷要求相匹配的步驟。
全文摘要
利用蒸汽壓縮系統(tǒng)中現(xiàn)有的傳感器,能夠計(jì)算離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的溫度以及進(jìn)入和離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度。離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的溫度是用檢測(cè)到的進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣的溫度、空氣的飽和溫度、以及旁通系數(shù)來(lái)計(jì)算的。然后利用濕度圖來(lái)估計(jì)進(jìn)入和離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度。通過(guò)使用現(xiàn)有的傳感器來(lái)確定離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的溫度以及進(jìn)入和離開(kāi)蒸發(fā)器的空氣的相對(duì)濕度,就可以計(jì)算蒸汽壓縮系統(tǒng)的負(fù)荷要求,而不需要采用額外的傳感器。因此,可以使蒸汽壓縮系統(tǒng)的系統(tǒng)容量與負(fù)荷要求相匹配,而有效地利用電力。
文檔編號(hào)F25B1/00GK101048627SQ200580036467
公開(kāi)日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2005年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月25日
發(fā)明者P·康, M·法扎德, A·芬, P·薩德, S·斯特里切維克 申請(qǐng)人:開(kāi)利公司