本發(fā)明涉及供暖、通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)(heating,ventilation,and air conditioning,HVAC)系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明針對(duì)基于卸荷器狀態(tài)(例如，壓縮機(jī)中的滑動(dòng)閥的相對(duì)位置)控制HVAC系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

HVAC系統(tǒng)通常包括由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹裝置和蒸發(fā)器形成的制冷回路。一些HVAC系統(tǒng)還可能包括一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇來幫助冷凝器和/或蒸發(fā)器中的熱交換?？筛鶕?jù)例如建筑的環(huán)境溫度、制冷/供暖需求，來控制HVAC的容量。一些HVAC系統(tǒng)可能包括可變轉(zhuǎn)速風(fēng)扇和/或壓縮機(jī)，其中，風(fēng)扇和/或壓縮機(jī)的運(yùn)行速度可以在運(yùn)行過程中改變。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

公開了一種針對(duì)基于HVAC系統(tǒng)的壓縮機(jī)的卸荷器狀態(tài)控制該HVAC系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。

在一些實(shí)施例中，控制HVAC系統(tǒng)的方法可包括獲得所述HVAC系統(tǒng)的壓縮機(jī)的卸荷器狀態(tài)；基于所述卸荷器狀態(tài)而獲得控制參數(shù)；以及基于所述控制參數(shù)控制所述HVAC系統(tǒng)。

在一些實(shí)施例中，所述卸荷器狀態(tài)可能與運(yùn)行過程中所述壓縮機(jī)的可測(cè)量參數(shù)具有相關(guān)性。獲得所述HVAC系統(tǒng)的所述壓縮機(jī)的所述卸荷器狀態(tài)可能包括獲得運(yùn)行過程中的所述可測(cè)量參數(shù)；以及，基于所述壓縮機(jī)的所述可測(cè)量參數(shù)和獲得的所述可測(cè)量參數(shù)之間的相關(guān)性估計(jì)所述卸荷器狀態(tài)。

在一些實(shí)施例中，控制所述HVAC系統(tǒng)可能包括控制風(fēng)扇運(yùn)行速度、壓縮機(jī)的運(yùn)行、膨脹裝置的孔口尺寸或它們的組合。在一些實(shí)施例中，所述可測(cè)量參數(shù)可能是由所述壓縮機(jī)消耗的電流。

在一些實(shí)施例中，獲得所述HVAC系統(tǒng)的壓縮機(jī)的卸荷器狀態(tài)可能包括獲得壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)；獲得所述壓縮機(jī)的可測(cè)量參數(shù)；以及，基于所述壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和所述壓縮機(jī)的所述可測(cè)量參數(shù)估計(jì)所述卸荷器狀態(tài)。

在一些實(shí)施例中，所述壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)可能包括所述壓縮機(jī)的入口處的飽和吸入溫度、所述壓縮機(jī)的出口處的飽和排出溫度，或它們的組合。在一些實(shí)施例中，所述壓縮機(jī)的所述可測(cè)量參數(shù)可能包括由所述壓縮機(jī)消耗的電流、所述壓縮機(jī)的扭矩、所述壓縮機(jī)的功率，或它們的組合。

在一些實(shí)施例中，所述控制參數(shù)可能是體積流率、實(shí)際質(zhì)量流率、額定質(zhì)量流率，或它們的組合。

在一些實(shí)施例中，所述方法可能包括卸荷錯(cuò)誤檢驗(yàn)過程，其可能包括控制所述卸荷器以調(diào)節(jié)至目標(biāo)卸荷器狀態(tài)；在調(diào)節(jié)之后獲得第二卸荷器狀態(tài)；將所述第二卸荷器狀態(tài)與所述目標(biāo)卸荷器狀態(tài)進(jìn)行比較；以及，當(dāng)所述第二卸荷器狀態(tài)與所述目標(biāo)卸荷器狀態(tài)不同時(shí)，提供錯(cuò)誤信息。

附圖說明

現(xiàn)在參考以下附圖，在全文中相似的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)部件：

圖1說明了HVAC系統(tǒng)；

圖2說明了控制HVAC系統(tǒng)的方法；

圖3說明了獲得HVAC系統(tǒng)中的卸荷器狀態(tài)的系統(tǒng)和方法；

圖4說明了基于可測(cè)量參數(shù)估計(jì)卸荷器狀態(tài)的示意方法和基于估計(jì)出的卸荷器狀態(tài)獲得控制參數(shù)的方法；

圖5說明了檢測(cè)在HVAC系統(tǒng)中的錯(cuò)誤卸荷器操作的方法；

圖6說明了估計(jì)卸荷器狀態(tài)和基于該卸荷器狀態(tài)獲得控制參數(shù)的例子。

具體實(shí)施方式

HVAC系統(tǒng)，例如，冷卻系統(tǒng)，通常包括由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹裝置和蒸發(fā)器組成的制冷回路。在一些HVAC系統(tǒng)中，為了控制HVAC系統(tǒng)，可能在運(yùn)行過程中改變膨脹裝置。在一些HVAC系統(tǒng)中，可能在運(yùn)行過程中改變壓縮機(jī)的運(yùn)行(例如，容量)?？赡芡ㄟ^例如，改變壓縮機(jī)的運(yùn)行速度和/或壓縮機(jī)的卸荷器，改變壓縮機(jī)的運(yùn)行。一些HVAC系統(tǒng)可能包括一個(gè)或多個(gè)可變速度風(fēng)扇，以幫助冷凝器和/或蒸發(fā)器中的熱交換，并且風(fēng)扇的運(yùn)行速度在運(yùn)行過程中可能改變。膨脹裝置、風(fēng)扇運(yùn)行速度和/或壓縮機(jī)容量的控制可能基于例如，環(huán)境溫度、建筑需求或其他合適參數(shù)。

在一些HVAC系統(tǒng)，如冷卻系統(tǒng)中，該HVAC系統(tǒng)可能包括單元控制器。該單元控制器可能配置為控制，例如，膨脹裝置、風(fēng)扇運(yùn)行速度和/或壓縮機(jī)容量。

本發(fā)明針對(duì)基于HVAC系統(tǒng)的壓縮機(jī)的卸荷器狀態(tài)控制HVAC系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。在本發(fā)明中“控制HVAC系統(tǒng)”、“HVAC系統(tǒng)控制”等術(shù)語通常指的是在HVAC運(yùn)行過程中HVAC系統(tǒng)的部件(例如，膨脹裝置、風(fēng)扇和/或壓縮機(jī))運(yùn)行的調(diào)節(jié)。HVAC系統(tǒng)控制的一些例子可能包括，例如，膨脹裝置的孔口的尺寸、風(fēng)扇的運(yùn)行速度，和/或壓縮機(jī)的運(yùn)行(例如，容量)。術(shù)語“卸荷器”通常指的是配置為改變壓縮機(jī)的運(yùn)行(例如，容量)的裝置。卸荷器的一些示例類型可能包括但不限于圓筒式、吸入旁路排放式或者吸入滑動(dòng)式。示例卸荷器是在第6509273號(hào)美國(guó)專利中公開的氣動(dòng)式滑動(dòng)閥。術(shù)語“卸荷器狀態(tài)”通常指的是卸荷器的可變參數(shù)。在HVAC系統(tǒng)運(yùn)行過程中，卸荷器的可變參數(shù)可能改變，并且可能與壓縮機(jī)的運(yùn)行具有相關(guān)性。在卸荷器為滑動(dòng)閥的例子中，卸荷器狀態(tài)(例如，卸荷器的可變參數(shù))可能是滑動(dòng)閥的相對(duì)位置，而壓縮器運(yùn)行可能是壓縮器的容量。

當(dāng)壓縮器狀態(tài)改變時(shí)(例如，當(dāng)滑動(dòng)閥的相對(duì)位置改變時(shí))，壓縮器運(yùn)行可能相應(yīng)改變。例如，由壓縮機(jī)攝入的制冷劑的量可能改變，導(dǎo)致壓縮機(jī)容量的改變。當(dāng)壓縮機(jī)的運(yùn)行改變時(shí)，壓縮機(jī)的一個(gè)或多個(gè)可測(cè)量參數(shù)可能相應(yīng)地改變。壓縮機(jī)運(yùn)行的可測(cè)量參數(shù)可能包括，例如，壓縮機(jī)消耗的電流、壓縮機(jī)的功率、壓縮機(jī)的扭矩，和/或壓縮機(jī)的運(yùn)行速度。相應(yīng)地，可測(cè)量參數(shù)(例如，電流消耗、壓縮機(jī)的功率、壓縮機(jī)的扭矩，和/或壓縮機(jī)的運(yùn)行速度)可能具有與卸荷器狀態(tài)的相關(guān)性映射。通過測(cè)量或?qū)С鲞\(yùn)行過程中壓縮機(jī)的一個(gè)或多個(gè)可測(cè)量參數(shù)，可能基于相關(guān)性映射估計(jì)運(yùn)行過程中的卸荷器狀態(tài)。估計(jì)出的卸荷器狀態(tài)可能用于獲得一個(gè)或多個(gè)控制參數(shù)(例如，壓縮機(jī)容量、實(shí)際或額定質(zhì)量流動(dòng)速率)，這些控制參數(shù)可能用于控制HVAC系統(tǒng)中的部件。

可以理解的是，在一些實(shí)施例中，可能直接測(cè)量卸荷器狀態(tài)。例如，在一些實(shí)施例中，可能由傳感器(例如，線性可變差動(dòng)變壓器(linear variable differential transformer,LVDT)位置傳感器)測(cè)量卸荷器狀態(tài)。這樣的傳感器通常可能適于放置在壓縮機(jī)內(nèi)，并且可能適于在運(yùn)行過程中忍受壓縮機(jī)內(nèi)部的不利環(huán)境。該傳感器還可能需要形成通過壓縮機(jī)的外殼的一個(gè)或多個(gè)電連接。對(duì)卸荷器狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)，可以有助于避免在壓縮機(jī)內(nèi)部使用這樣的傳感器。

可以理解的是，本文公開的實(shí)施例可應(yīng)用于包括定速壓縮機(jī)、定速風(fēng)扇、可變速度壓縮機(jī)、可變速度風(fēng)扇或它們的組合的HVAC系統(tǒng)。還可以理解的是，在具有一個(gè)以上回路的HVAC系統(tǒng)中，本文所公開的實(shí)施例可能應(yīng)用于每個(gè)回路。

現(xiàn)在參照附圖，這些附圖構(gòu)成本文的一部分，并且以舉例說明的方式展示了可能實(shí)施的實(shí)施例?？梢岳斫獾氖?，本文使用的術(shù)語是為了描述附圖和實(shí)施例，不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是對(duì)范圍的限制。

圖1說明了示例HVAC系統(tǒng)100，其包括壓縮機(jī)110、冷凝器120、膨脹裝置130和蒸發(fā)器140。在所說明的實(shí)施例中，冷凝器裝備有冷凝器風(fēng)扇122以促進(jìn)冷凝器120中的熱交換。在一些實(shí)施例中，HVAC系統(tǒng)100可能是配置為向建筑提供制冷/供暖的冷卻系統(tǒng)。

在所說明的實(shí)施例中，壓縮機(jī)110由電動(dòng)機(jī)160驅(qū)動(dòng)。該電動(dòng)機(jī)160為可由變速傳動(dòng)裝置(variable speed drive,VSD)162驅(qū)動(dòng)的變速電動(dòng)機(jī)?？梢岳斫獾氖?，在一些實(shí)施例中可能使用定速電動(dòng)機(jī)。

HVAC系統(tǒng)100可能包括配置為測(cè)量制冷劑的溫度和/或壓力的一個(gè)或多個(gè)溫度和/或壓力傳感器。在所說明的實(shí)施例中，壓縮機(jī)110具有入口114和出口116，該入口114和出口116分別配備有溫度和/或壓力傳感器115和117。該HVAC系統(tǒng)100可能包括壓縮機(jī)運(yùn)行測(cè)量裝置170，其配置為測(cè)量壓縮機(jī)110的運(yùn)行的可測(cè)量參數(shù)(例如，電流計(jì)，其配置為測(cè)量運(yùn)行過程中由電動(dòng)機(jī)160消耗的電流)。

在所說明的實(shí)施例中的壓縮機(jī)110是帶有滑閥式卸荷器112的螺旋式壓縮機(jī)，該滑閥式卸荷器112配置為控制壓縮機(jī)110的運(yùn)行(例如，壓縮機(jī)的容量)。卸荷器112靠近入口114放置。卸荷器112包括連接至連桿116的活塞113，該活塞113配置為在汽缸118中沿著由氣缸118的長(zhǎng)度L1限定的縱向方向可滑動(dòng)。活塞113沿著縱向方向的相對(duì)位置可能被致動(dòng)器150改變。通過沿著縱向方向改變活塞113的相對(duì)位置，可能調(diào)節(jié)壓縮機(jī)110的容量，這可能影響壓縮機(jī)的運(yùn)行。

HVAC系統(tǒng)100可能包括控制器145，該控制器145配置為控制HVAC系統(tǒng)100的一個(gè)或多個(gè)部件的運(yùn)行(例如，膨脹裝置130、風(fēng)扇122、電動(dòng)機(jī)160和/或卸荷器112)。在一些實(shí)施例中，如在冷卻系統(tǒng)中，控制器145可能是配置為控制冷卻系統(tǒng)中的部件的運(yùn)行的單元控制器。

控制器145可能通常包括處理器、存儲(chǔ)器、時(shí)鐘和輸入/輸出(I/O)接口(在圖1中未顯示)。在一些實(shí)施例中，控制器145可能包括更少或額外的部件。

控制器145可能配置為，例如，接收HVAC系統(tǒng)100的運(yùn)行狀態(tài)，例如，從傳感器115和/或117接收相對(duì)于壓縮機(jī)110的溫度和/或壓力測(cè)量值、從壓縮機(jī)運(yùn)行測(cè)量裝置170接收可測(cè)量的參數(shù)測(cè)量值(例如，由電動(dòng)機(jī)160消耗的電流)、環(huán)境溫度信息、和/或建筑需求信息，并且基于接收到的信息控制HVAC系統(tǒng)100的部件?？刂破?45可能控制膨脹裝置130的孔口的尺寸，從而調(diào)節(jié)例如，流經(jīng)膨脹裝置130的制冷劑的量?？刂破?45可能控制風(fēng)扇122的運(yùn)行速度，從而調(diào)節(jié)例如，冷凝器120的熱交換率?？刂破?45還可能控制變速傳動(dòng)裝置162，從而例如，可能調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)160的運(yùn)行速度?？刂破?45還可能控制卸荷器112的活塞113的相對(duì)位置，從而例如，可能調(diào)節(jié)壓縮機(jī)110的容量。在第6509273號(hào)美國(guó)專利中可以找到通過滑動(dòng)閥調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的容量的一個(gè)例子?？梢岳斫獾氖?，卸荷器112可能是滑動(dòng)閥或其他合適類型的裝置。

在本文公開的實(shí)施例中，可能獲得(例如，直接測(cè)量或估計(jì))卸荷器112的卸荷器狀態(tài)(例如，活塞113在縱向方向上的相對(duì)位置)。卸荷器112的狀態(tài)可能被例如控制器145所利用，以獲得一個(gè)或多個(gè)控制參數(shù)，該控制參數(shù)可以被控制器145所利用，以控制HVAC系統(tǒng)。

通過使用卸荷器112的狀態(tài)，可能計(jì)算或?qū)С銎渌刂茀?shù)，例如，壓縮機(jī)容量、體積流動(dòng)速率、實(shí)際質(zhì)量流動(dòng)速率或相對(duì)質(zhì)量流動(dòng)速率。這些控制參數(shù)可能被控制器145所利用，以控制HVAC系統(tǒng)100的部件。例如，在一些實(shí)施例中，質(zhì)量流動(dòng)速率可能被用來控制風(fēng)扇122的運(yùn)行速度和/或膨脹裝置130。在一些實(shí)施例中，使用卸荷器狀態(tài)112來控制HVAC系統(tǒng)100，可有助于建立HVAC系統(tǒng)100的相對(duì)線性控制。

通常，卸荷器112的狀態(tài)(例如，活塞113的相對(duì)位置)可能具有與壓縮機(jī)110的運(yùn)行(例如，容量)的相關(guān)性映射。將卸荷器112的估計(jì)或測(cè)量狀態(tài)并入HVAC系統(tǒng)100的控制中，可有助于協(xié)調(diào)壓縮機(jī)110的控制和其他部件的控制。

例如，在一些實(shí)施例中，卸荷器狀態(tài)可能用于優(yōu)化壓縮機(jī)110的運(yùn)行。同時(shí)，控制器145可能基于卸荷器狀態(tài)導(dǎo)出控制參數(shù)(例如，在風(fēng)扇或膨脹裝置的控制中使用的質(zhì)量流動(dòng)速率)，并且使用該控制參數(shù)來控制，例如，風(fēng)扇122和/或膨脹裝置130。通過考慮卸荷器狀態(tài)，壓縮機(jī)110的控制可以與風(fēng)扇122和/或膨脹裝置130的控制相互協(xié)調(diào)。這可能幫助提高HVAC系統(tǒng)100的控制性能。具體的控制性能目標(biāo)可能對(duì)系統(tǒng)擾動(dòng)或負(fù)載變化做出更積極的反應(yīng)，這可有助于提高HVAC系統(tǒng)100的運(yùn)行可靠性。

可以理解的是壓縮機(jī)110可能是螺旋式壓縮機(jī)，或者其他合適類型的壓縮機(jī)。通常，合適類似的壓縮機(jī)是包括帶有可變狀態(tài)的卸荷器的壓縮機(jī)，其中，可以改變卸荷器狀態(tài)來調(diào)節(jié)例如，壓縮機(jī)的運(yùn)行(例如，容量)。

圖2說明了控制HVAC系統(tǒng)(例如，圖1中的HVAC系統(tǒng))的方法200?？赡苡衫?，HVAC系統(tǒng)的控制器(例如，控制器145)執(zhí)行該方法200。

在210中，在運(yùn)行過程中獲得壓縮機(jī)中的卸荷器的卸荷器狀態(tài)。該卸荷器狀態(tài)可能通過例如，直接測(cè)量或觀察獲得。該卸荷器狀態(tài)還可能通過基于壓縮機(jī)運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)可測(cè)量參數(shù)的估計(jì)獲得，該可測(cè)量參數(shù)可能與卸荷器狀態(tài)具有相關(guān)性。圖6說明了基于壓縮機(jī)消耗的電流估計(jì)卸荷器狀態(tài)的例子。

在220中，基于卸荷器狀態(tài)，獲得控制參數(shù)?？刂茀?shù)通常指的是可能在運(yùn)行過程中由HVAC系統(tǒng)使用來控制HVAC系統(tǒng)的部件的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。一些示例控制參數(shù)可能包括實(shí)際或額定制冷劑質(zhì)量流動(dòng)速率、壓縮機(jī)容量、控制順序、傳熱速率和/或運(yùn)行模式。

在231到233中，從220獲得的控制參數(shù)被用于控制HVAC系統(tǒng)的部件。例如，在231中，控制參數(shù)可能用于控制風(fēng)扇(例如，風(fēng)扇的運(yùn)行速度)。在232中，控制參數(shù)可能用于控制壓縮機(jī)(例如，壓縮機(jī)的運(yùn)行速度和/或壓縮機(jī)的卸荷器狀態(tài))。在233中，控制參數(shù)可能用于控制膨脹裝置(例如，膨脹裝置的孔口的尺寸)。

術(shù)語“控制順序”通常指的是對(duì)于HVAC系統(tǒng)的部件的控制順序。例如，在一些實(shí)施例中，膨脹裝置的孔口尺寸可能從第一位置改變至第二位置。接著，在將膨脹裝置的孔口尺寸保持在第二位置的同時(shí)可調(diào)節(jié)風(fēng)扇速度。在一些實(shí)施例中，當(dāng)使用帶有卸荷器的變速壓縮機(jī)時(shí)，控制順序可能指的是通過233中的卸荷器狀態(tài)控制或運(yùn)行速度控制來控制壓縮機(jī)運(yùn)行的順序。通過知曉卸荷器狀態(tài)，例如，壓縮機(jī)的控制順序可能允許在保持卸荷器狀態(tài)的同時(shí)通過改變運(yùn)行速度進(jìn)行優(yōu)化。壓縮機(jī)的控制順序還可能允許在保持運(yùn)行速度的同時(shí)優(yōu)化或改變卸荷器狀態(tài)?？赡転榱死纾?例如，節(jié)約能源)、性能目標(biāo)(例如，容量、減低噪音)優(yōu)化在233中的壓縮機(jī)的控制順序。

對(duì)于任何給定部分的負(fù)載壓縮機(jī)工作點(diǎn)，可能存在可能產(chǎn)生相同壓縮機(jī)容量(或質(zhì)量流)的壓縮機(jī)運(yùn)行速度和卸荷器狀態(tài)的無數(shù)種組合。一些組合可能相比其他組合產(chǎn)生相對(duì)高的效率。在一些實(shí)施例中，可以通過測(cè)試壓縮機(jī)運(yùn)行速度和卸荷器裝置之間的關(guān)系確定最優(yōu)的組合。這些組合可以作為一個(gè)或多個(gè)具體的規(guī)則或查找表提供給控制器。在一些實(shí)施例中，控制器可能配置為基于，例如，系統(tǒng)測(cè)量值確定最優(yōu)的組合。

在一些實(shí)施例中，壓縮機(jī)速度和卸荷器狀態(tài)的組合可以導(dǎo)致壓縮機(jī)運(yùn)行在安全界限之外。知曉卸荷器狀態(tài)可能允許控制器避免這些狀態(tài)。

參照?qǐng)D3和4，提供了估計(jì)卸荷器狀態(tài)的系統(tǒng)和方法。通常，卸荷器可能配置為調(diào)節(jié)，例如，壓縮機(jī)的運(yùn)行(例如，容量)。因此，卸荷器狀態(tài)與壓縮機(jī)的運(yùn)行具有相關(guān)性。

當(dāng)壓縮機(jī)的運(yùn)行改變時(shí)，壓縮機(jī)的一個(gè)或多個(gè)可測(cè)量參數(shù)，例如，電流消耗、扭矩、功耗和/或壓縮機(jī)的運(yùn)行速度可能相應(yīng)改變。壓縮機(jī)的運(yùn)行還可能受壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的影響，該壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)例如為，飽和吸入溫度(T_s)(例如，在壓縮機(jī)的入口114處的制冷劑溫度)，和飽和排放溫度(T_d)(例如，在壓縮機(jī)110的出口116的制冷劑溫度)。

通過獲得壓縮機(jī)的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)，例如，飽和吸入溫度T_s、飽和排放溫度T_d，以及壓縮機(jī)運(yùn)行的可測(cè)量參數(shù)，例如，電流消耗、扭矩、功率和/或壓縮機(jī)的運(yùn)行速度，可能獲得壓縮機(jī)的運(yùn)行。可能基于建立在壓縮機(jī)運(yùn)行和卸荷器裝置之間的相關(guān)性映射來估計(jì)卸荷器狀態(tài)。

參照?qǐng)D3，在310中，壓縮機(jī)運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)可測(cè)量參數(shù)，例如壓縮機(jī)的電流、扭矩、功率和/或速度，既可從設(shè)置在HVAC系統(tǒng)中的傳感器獲得，也可從HVAC系統(tǒng)中的傳感器測(cè)量得到的值導(dǎo)出。例如，可通過配置為測(cè)量壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)消耗的電流的電流計(jì)(例如，用于電動(dòng)機(jī)160的壓縮機(jī)運(yùn)行測(cè)量裝置170)測(cè)量電流。在一些實(shí)施例中，可能由電動(dòng)機(jī)的變速傳動(dòng)裝置(例如，用于電動(dòng)機(jī)160的變速傳動(dòng)裝置162)報(bào)告該電流。在一些實(shí)施例中，可由扭矩計(jì)測(cè)量扭矩。在一些實(shí)施例中，可能由變速傳動(dòng)裝置報(bào)告壓縮機(jī)的速度。

在320中，飽和吸入溫度T_s和飽和排放溫度T_d既可從HVAC系統(tǒng)中的傳感器獲得，也可從由HVAC系統(tǒng)中的傳感器測(cè)量的值導(dǎo)出。例如，可能由溫度傳感器(例如，圖1中的入口溫度/壓力傳感器115和出口溫度/壓力傳感器117)測(cè)量飽和吸入溫度T_s和飽和排放溫度T_d。應(yīng)當(dāng)注意到，飽和吸入溫度T_s和飽和排放溫度T_d可分別與飽和吸入壓力和飽和排放壓力互換，因?yàn)橐粋€(gè)值可能由另一個(gè)值導(dǎo)出?？梢岳斫獾氖?，也可以獲得可能影響壓縮機(jī)運(yùn)行的其他參數(shù)(例如，吸入過熱溫度)并將其用于導(dǎo)出壓縮機(jī)運(yùn)行。

在330中，由例如控制器145中的卸荷器狀態(tài)估計(jì)器，接收包括飽和吸入溫度T_s、飽和排放溫度T_d的壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，以及包括電流消耗、扭矩、功率和/或速度的可測(cè)量參數(shù)。該卸荷器狀態(tài)估計(jì)器可能配置為基于所提供的信息來估計(jì)卸荷器狀態(tài)。

通常，可能基于已知的卸荷器狀態(tài)和壓縮機(jī)的運(yùn)行之間的相關(guān)性映射估計(jì)卸荷器狀態(tài)，其中，可能從HVAC系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)測(cè)量值(例如，包括飽和吸入溫度T_s、飽和排放溫度T_d的壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，以及包括例如，電流消耗、扭矩、功率和/或速度的壓縮機(jī)運(yùn)行的可測(cè)量參數(shù))直接測(cè)量或?qū)С鰤嚎s機(jī)的運(yùn)行。這些測(cè)量值可能被例如，在控制器中的卸荷器狀態(tài)估計(jì)器接收，以估計(jì)卸荷器狀態(tài)。

在一些實(shí)施例中，可以由一個(gè)或多個(gè)裝置或傳感器提供可能用于導(dǎo)出壓縮機(jī)的運(yùn)行的值?？赡懿恍枰獮榱藢?dǎo)出壓縮機(jī)運(yùn)行和卸荷狀態(tài)的目的而增加更多硬件，這可能通過使用卸荷器狀態(tài)來幫助節(jié)省植入HVAC控制和并入HVAC控制的成本。

圖4說明了基于壓縮器運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)可測(cè)量參數(shù)估計(jì)卸荷器狀態(tài)的示意方法，和基于估計(jì)出的卸荷器狀態(tài)導(dǎo)出控制參數(shù)的方法。一個(gè)或多個(gè)可測(cè)量參數(shù)可能是例如，壓縮機(jī)電流消耗、扭矩、功率和/或速度。術(shù)語“可測(cè)量參數(shù)”通常指的是與壓縮機(jī)運(yùn)行具有相關(guān)性的參數(shù)，并且可能由HVAC系統(tǒng)中的裝置或傳感器測(cè)量或檢測(cè)。

在本領(lǐng)域已知的是，壓縮機(jī)運(yùn)行，例如，壓縮機(jī)容量，是飽和吸入溫度T_s和飽和排放溫度T_d的函數(shù)(壓縮機(jī)運(yùn)行函數(shù)f1(T_s，T_d))。當(dāng)T_s和T_d給定時(shí)，可能建立卸荷器狀態(tài)和一個(gè)或多個(gè)可測(cè)量參數(shù)之間的相關(guān)性映射。圖4說明了卸荷器狀態(tài)和一個(gè)或多個(gè)可測(cè)量參數(shù)之間的一個(gè)相關(guān)性映射?？梢岳斫獾氖荋VAC系統(tǒng)可能包括卸荷器狀態(tài)和與例如，不同T_s、T_d相對(duì)應(yīng)的可測(cè)量參數(shù)的一個(gè)和多個(gè)相關(guān)性映射。

如圖4所示，當(dāng)給定特定T_s和T_d時(shí)，壓縮機(jī)運(yùn)行曲線410代表卸荷器狀態(tài)(例如，在由圖1中的長(zhǎng)度L1限定的縱向方向上的滑動(dòng)閥的活塞113的相對(duì)位置)和可測(cè)量參數(shù)(例如，壓縮機(jī)電流消耗)之間的相關(guān)性映射。這種相關(guān)性映射可以在例如，實(shí)驗(yàn)室設(shè)定中建立，或者由壓縮機(jī)制造商提供。橫軸表示不同的卸荷器狀態(tài)，例如，S0-S5。在卸荷器狀態(tài)S0-S5中的每個(gè)卸荷器狀態(tài)中，可以在例如，實(shí)驗(yàn)室設(shè)定中測(cè)量可測(cè)量參數(shù)的值。在每個(gè)卸荷器狀態(tài)S0-S5下可測(cè)量參數(shù)的測(cè)量值在圖4中用沿著壓縮機(jī)運(yùn)行曲線410的“X”表示?？梢岳斫獾氖牵蓽y(cè)量參數(shù)的值可能在比所說明的卸荷器狀態(tài)S0-S5更多或更少的狀態(tài)下測(cè)量。

根據(jù)在每個(gè)卸荷器狀態(tài)S0-S5下的可測(cè)量參數(shù)的測(cè)量值，卸荷器狀態(tài)和可測(cè)量參數(shù)之間的相關(guān)性映射(例如，曲線410)可能通過數(shù)學(xué)方法建立，該數(shù)學(xué)方法可能幫助建立表示該相關(guān)性映射的壓縮機(jī)運(yùn)行函數(shù)f1(T_s,T_d)(例如，如下所述)。在一些實(shí)施例中，卸荷器狀態(tài)和可測(cè)量參數(shù)之間的相關(guān)性映射可能由多個(gè)系數(shù)多項(xiàng)式表示，以估計(jì)連接可測(cè)量參數(shù)的所有測(cè)量值(即，在圖4中的“X”點(diǎn))的曲線。在一個(gè)實(shí)施例中，壓縮機(jī)運(yùn)行函數(shù)等式可能為：

f1(T_s,T_d)＝A1+A2T_d+A3T_d²+A4Ts+A5T_sT_d+A6T_d²T_S+A7T_S²+A8T_dT_S²+A9T_d²T_S²。

可以理解的是，可能基于可測(cè)量參數(shù)的測(cè)量值，使用其他數(shù)學(xué)方法來建立卸荷器狀態(tài)和可測(cè)量參數(shù)之間的相關(guān)性映射。在由空調(diào)、供暖和制冷研究所(Air-Conditioning,Heating,and Refrigeration Institute)公開的“Standard for Performance Rating of Positive Displacement Refrigerant Compressors and Compressor Units,2004Version”中列舉了一些數(shù)學(xué)方法，其全文以參考的方式并入本文。

根據(jù)曲線410，可能基于可測(cè)量參數(shù)的測(cè)量值估計(jì)卸荷器狀態(tài)。

在圖4中的曲線說明了卸荷器狀態(tài)和控制參數(shù)之間的相關(guān)性映射。該相關(guān)性映射可能在例如，實(shí)驗(yàn)室設(shè)定中建立。在一些實(shí)施例中，例如，在理解了可能為與S0-S5不同的卸荷器狀態(tài)建立控制參數(shù)，可能為每個(gè)卸荷器狀態(tài)S0-S5建立控制參數(shù)。類似于曲線410，可能使用例如，類似于有關(guān)曲線410所述的數(shù)學(xué)方法用數(shù)學(xué)函數(shù)f2(T_s,T_d)表示曲線420。

根據(jù)曲線420，可能基于卸荷器狀態(tài)獲得控制參數(shù)?？梢岳斫獾氖?，HVAC系統(tǒng)可能包括控制參數(shù)和卸荷器狀態(tài)的一個(gè)以上相關(guān)性映射。基于卸荷器狀態(tài)，可能獲得一個(gè)或多個(gè)控制參數(shù)。

通過結(jié)合曲線410和曲線420，可能通過使用與可測(cè)量參數(shù)相對(duì)應(yīng)的估計(jì)出的卸荷器狀態(tài)，基于可測(cè)量參數(shù)獲得控制參數(shù)?？赡苡蒆VAC系統(tǒng)中的裝置和/或傳感器提供可測(cè)量參數(shù)的圖4中的測(cè)量值M1。例如，電流計(jì)可能提供在運(yùn)行過程中由壓縮機(jī)消耗的電流。基于測(cè)量值M和曲線410，可能獲得估計(jì)出的卸荷器狀態(tài)SE1(例如，步驟1)?；诠烙?jì)出的卸荷器狀態(tài)SE1和曲線420，可能獲得控制參數(shù)C1(例如，步驟2)。HVAC系統(tǒng)的控制器可能使用控制參數(shù)C1來控制在HVAC系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)部件的運(yùn)行。

可以理解的是，當(dāng)T_s和/或T_d變化時(shí)，曲線410和420可能變化。對(duì)于T_s和/或T_d的特定組合，曲線410和420可能是例如在實(shí)驗(yàn)室設(shè)定中建立的。HVAC系統(tǒng)可能包括與T_s和/或T_d的不同組合相對(duì)應(yīng)的曲線410和420的一個(gè)或多個(gè)組合。當(dāng)在運(yùn)行的過程中T_s和/或T_d改變時(shí)，可能基于本文所說的可測(cè)量參數(shù)，選擇與運(yùn)行的T_s和/或T_d相對(duì)應(yīng)的曲線410和420的不同組合來獲得控制參數(shù)。

還可以理解的是，控制器(例如，在冷卻系統(tǒng)中的單元控制器)可能包括用于不同壓縮機(jī)框架尺寸、壓縮機(jī)尺寸和運(yùn)行平流的一個(gè)或多個(gè)相關(guān)性映射。在一些實(shí)施例中，控制器可能包括用于每個(gè)可用的壓縮機(jī)的六個(gè)相關(guān)性映射。該控制器可能用在帶有不同壓縮機(jī)的HVAV系統(tǒng)中，無需輸入不同相關(guān)性映射。

圖5說明了基于估計(jì)出的卸荷器狀態(tài)檢測(cè)錯(cuò)誤的卸荷器狀態(tài)的方法500。在510中，估計(jì)卸荷器狀態(tài)。在520中，估計(jì)出的卸荷器狀態(tài)用于控制HVAC系統(tǒng)。在530中，作為HVAC系統(tǒng)控制的一部分，例如，HVAC系統(tǒng)的控制器發(fā)送信號(hào)來將卸荷器調(diào)節(jié)至目標(biāo)卸荷器狀態(tài)(例如，調(diào)節(jié)在滑動(dòng)閥中的相對(duì)位置)。在540中，在HVAC系統(tǒng)的控制器發(fā)送信號(hào)來調(diào)節(jié)卸荷器狀態(tài)之后，估計(jì)卸荷器狀態(tài)。在550中，從540中估計(jì)出的卸荷器狀態(tài)與來自530的目標(biāo)卸荷器狀態(tài)進(jìn)行比較。當(dāng)在540中估計(jì)出的卸荷器狀態(tài)匹配530中的目標(biāo)卸荷器狀態(tài)時(shí)，即表明卸荷器工作正常，方法500進(jìn)入510以估計(jì)卸荷器狀態(tài)。

當(dāng)從540中估計(jì)出的卸荷器狀態(tài)不匹配530中的目標(biāo)卸荷器狀態(tài)時(shí)，卸荷器可能經(jīng)歷錯(cuò)誤操作，例如，該錯(cuò)誤操作防止卸荷器調(diào)節(jié)至530中的目標(biāo)卸荷器狀態(tài)。方法500可能進(jìn)入560以通知操作人員卸荷器錯(cuò)誤信息，或者方法500可能發(fā)起配置為恢復(fù)卸荷器的正常運(yùn)行的卸荷器釋放操作模式，或者替換/維修該卸荷器。

例子

圖6說明了合并了估計(jì)的卸荷器狀態(tài)的HVAC控制的一部分。在所說明的實(shí)施例中，HVAC系統(tǒng)包括裝備有活塞滑動(dòng)閥類型卸荷器的螺旋式壓縮機(jī)，其中，可能改變卸荷器的相對(duì)位置來調(diào)節(jié)壓縮機(jī)運(yùn)行。卸荷器的相對(duì)位置如橫縱所示，例如，為滑動(dòng)閥的完全開口的比例。

右邊的縱軸表示由壓縮機(jī)消耗的電流。左邊的縱軸表示壓縮機(jī)的吸入量(每分鐘立方英尺，或cfm)。

曲線610為當(dāng)T_s、T_d分別為約40°F和約120°F時(shí)，由壓縮機(jī)消耗的電流和卸荷器的相對(duì)位置之間的相關(guān)性映射。通過在與完全開放范圍的0％、25％、50％、75％和100％相對(duì)應(yīng)的卸荷器的五個(gè)相對(duì)位置測(cè)量電流消耗，并且通過例如，帶有九個(gè)系數(shù)多項(xiàng)式的函數(shù)定義曲線610，建立曲線610。

曲線620是當(dāng)T_s、T_d分別為約40°F和約120°F時(shí)，卸荷器的位置和壓縮機(jī)的吸入量(cfm)之間的相關(guān)性映射。

在運(yùn)行中，當(dāng)T_s、T_d分別為約40°F和約120°F時(shí)，HVAC系統(tǒng)可能使用曲線610和620來控制HVAC系統(tǒng)。例如，當(dāng)電流消耗為約137安培時(shí)，根據(jù)曲線610，卸荷器的位置可能估計(jì)在完全移動(dòng)范圍的62％。接著，根據(jù)曲線620，吸入量可能估計(jì)為約275cfm。

吸入量可能被用于，例如，確定一個(gè)或多個(gè)控制參數(shù)，例如，壓縮機(jī)容量、控制順序、體積流動(dòng)速率、實(shí)際質(zhì)量流動(dòng)速率和/或額定質(zhì)量流動(dòng)速率。控制器(例如，控制器145)可能使用一個(gè)或多個(gè)控制參數(shù)來控制例如風(fēng)扇速度、膨脹裝置的孔口的尺寸、壓縮機(jī)的卸荷器的狀態(tài)改變和/或壓縮機(jī)的運(yùn)行速度。

方面

方面1.

控制HVAC系統(tǒng)的方法，包括：

獲得所述HVAC系統(tǒng)的壓縮機(jī)的卸荷器狀態(tài)；

基于所述卸荷器狀態(tài)獲得控制參數(shù)；以及

基于所述控制參數(shù)控制所述HVAC系統(tǒng)。

方面2.

根據(jù)方面1的方法，其中，所述卸荷器狀態(tài)與運(yùn)行過程中的所述壓縮機(jī)的可測(cè)量參數(shù)具有相關(guān)性，并且獲得所述HVAC系統(tǒng)的所述壓縮機(jī)的所述卸荷器狀態(tài)包括：

獲得運(yùn)行過程中的所述可測(cè)量參數(shù)；以及

基于所述壓縮機(jī)的所述可測(cè)量參數(shù)和獲得的所述可測(cè)量參數(shù)之間的相關(guān)性，估計(jì)所述卸荷器狀態(tài)。

方面3.

根據(jù)方面1到2中任意一個(gè)方面所述的方法，其中，控制所述HVAC系統(tǒng)包括控制風(fēng)扇運(yùn)行速度、壓縮機(jī)的運(yùn)行、膨脹裝置的孔口尺寸或它們的組合。

方面4.

根據(jù)方面2到3中任意一個(gè)方面所述的方法，其中，所述可測(cè)量參數(shù)是由所述壓縮機(jī)消耗的電流。

方面5.

根據(jù)方面1到4中任意一個(gè)方面所述的方法，其中，獲得所述HVAC系統(tǒng)的壓縮機(jī)的卸荷器狀態(tài)包括：

獲得壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)；

獲得所述壓縮機(jī)的可測(cè)量參數(shù)；以及

基于所述壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和所述壓縮機(jī)的所述可測(cè)量參數(shù)，估計(jì)所述卸荷器狀態(tài)。

方面6.

根據(jù)方面5所述的方法，其中，所述壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)包括所述壓縮機(jī)的入口處的飽和吸入溫度、所述壓縮機(jī)的出口處的飽和排出溫度或它們的組合。

方面7.

根據(jù)方面5所述的方法，其中，所述壓縮機(jī)的所述可測(cè)量參數(shù)包括由所述壓縮機(jī)消耗的電流、所述壓縮機(jī)的扭矩、所述壓縮機(jī)的功率或它們的組合。

方面8.

根據(jù)方面1到7中任意一個(gè)方面所述的方法，其中，所述控制參數(shù)是體積流率、實(shí)際質(zhì)量流率、額定質(zhì)量流率或它們的組合。

方面9.

根據(jù)方面1到8中任意一個(gè)方面所述的方法，其中，所述方法包括：

控制所述卸荷以調(diào)節(jié)至目標(biāo)卸荷器狀態(tài)；

在調(diào)節(jié)之后獲得第二卸荷器狀態(tài)；

將所述第二卸荷器狀態(tài)與所述目標(biāo)卸荷器狀態(tài)進(jìn)行比較；以及

當(dāng)所述第二卸荷器狀態(tài)不同于所述目標(biāo)卸荷器狀態(tài)時(shí)，提供錯(cuò)誤信息。

對(duì)于前面的描述，可以理解的是，可以對(duì)細(xì)節(jié)做出改變而脫離本發(fā)明的范圍。本說明書和描繪的實(shí)施例被認(rèn)為只是示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由權(quán)利要求的寬泛含義所表明。