用于蒸发器的动态控制的系统和方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104350342 A (43)申请公布日 2015.02.11 C N 1 0 4 3 5 0 3 4 2 A (21)申请号 201380030843.X (22)申请日 2013.06.11 12171918.1 2012.06.14 EP F25B 39/02(2006.01) F25B 49/02(2006.01) F28F 27/02(2006.01) F28D 1/03(2006.01) F28D 9/00(2006.01) (71)申请人阿尔法拉瓦尔股份有限公司 地址瑞典隆德 (72)发明人 K.伯蒂斯森 A.恩延德 A.佐辛 (74)专利代理机构中国。

2、专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人李强 肖日松 (54) 发明名称 用于蒸发器的动态控制的系统和方法 (57) 摘要 本发明涉及一种板式热交换器，其包括板组 (P)，板组包括多个第一和第二热交换板(A,B)， 其彼此连接起来，并且并排布置成使得形成第一 和第二板间隙(1)。提供了至少两个喷射器，每个 喷射器布置成将第一流体供给至少一个板组(P) 中的至少一个第一板间隙(1)，并且至少一个阀 布置成控制第一流体对至少两个喷射器的供给。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.12.12 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2013/061984 。

3、2013.06.11 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/186195 EN 2013.12.19 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明书12页 附图8页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书12页 附图8页 (10)申请公布号 CN 104350342 A CN 104350342 A 1/3页 2 1. 一种用于动态控制蒸发器的操作的系统，所述系统包括蒸发器(54)、多个喷射器组 件(25a,25b)、传感器组件(28)和控制器(57)，其中 所述蒸发器(54)包括出口(13)、多个流体通路(3)和至少一个入口(26a,26。

4、b)，所述 至少一个入口(26a,26b)用于在流体的蒸发期间将流体通过所述多个流体通路(3)供给所 述出口(13)， 每个喷射器组件(25a,25b)包括至少一个喷射器(23a,23b)和至少一个阀(22a,22b)， 并且每个喷射器组件(25a,25b)布置成通过所述蒸发器(54)的至少一个入口(26a,26b) 而将流体流供给至少一个流体通路(3)， 所述传感器组件(28)布置成测量蒸发的流体的温度(Tm)和压力(Pm)，或者所述蒸发 的流体中的任何液体含量的存在，且 所述控制器(57)布置成与所述喷射器组件(25a,25b)的阀(22a,22b)保持连通，以 便所述阀(22a,22b)。

5、基于从所述传感器组件(28)接收到的信息而控制由每个喷射器组件 (25a,25b)供给所述蒸发器(3)中的每个流体通路(3)的流体量，从而使所述蒸发器(54) 朝着设定点过热值(TshT)进行操作。 2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述喷射器组件(25a,25b)中的每个喷 射器(23a,23b)布置成与一个阀(22a,22b)保持连通，或者所述喷射器组件(25a,25b)中 的多个喷射器(23a,23b)布置成与一个阀(22a,22b)保持连通。 3. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个喷射器组件(25a,25b)布置成与一 个流体通路(3)保持连通，或者每个喷射器组件(。

6、25a,25b)布置成与至少两个流体通路(3) 保持连通。 4. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器组件(28)布置在将所述蒸发 器(13)的出口与压缩机(14)的入口连接起来的管道系统(15)中。 5. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器(57)是PI调节器或PID调 节器。 6. 根据前述权利要求中的任一权项所述的系统，其特征在于，所述蒸发器(54)是板 式热交换器(1)。 7. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器组件(28)包括至少一个温度 传感器(30)和至少一个压力传感器(29)。 8. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，布置成测量所述蒸。

7、发的流体中的任何液 体含量的存在的所述传感器组件(28)是至少一个温度传感器(30)。 9. 一种用于动态控制蒸发器(54)的操作的方法，所述蒸发器包括至少一个入口 (26a,26b)、多个流体通路(3)和出口(13)，并且所述蒸发器(54)包含在系统中，所述系统 还包括传感器组件(28)、控制器(57)和多个喷射器组件(25a,25b)，每个喷射器组件包括 至少一个喷射器(23a,23b)和至少一个阀(22a,22b)，由此所述方法包括如下步骤： a) 经由所述蒸发器(54)的入口(26a,26b)将预定量的流体通过第一喷射器组件 (25a)供给第一流体通路(3)，以便在流体传送至所述蒸发器。

8、(13)的出口期间使所述流体 蒸发， b) 通过所述传感器组件(28)测量蒸发的流体的温度和压力(Tm, Pm)，或者所述蒸发 的流体中的任何液体含量的存在， 权 利 要 求 书CN 104350342 A 2/3页 3 c) 通过所述控制器(57)确定在设定点过热值(TshT)和所述蒸发的流体的温度的测 量值(Tm)和压力的测量值(Pm)之间的差异T，或者所述蒸发的流体中的任何液体含量的 存在，这些是由于预定量的供给的流体所引起的， d) 通过所述控制器确定待通过所述第一喷射器组件(25a)的阀(22a)供给需要达到 所述设定点过热值(TshT)的第一流体通路(3)的调整后的流体量，和 e)。

9、 对所述蒸发器(54)的每个后续的喷射器组件(25b)和每个流体通路(3)持续地重 复步骤a)-d)，以便达到对所述蒸发器(54)的操作提供连续控制的目的，从而使所述蒸发 器朝着所述设定点过热值(TstT)进行操作。 10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在开始步骤a)之前，所述系统在处于预 定的操作任务的时期期间操作。 11. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤： 通过所述控制器(57)将测量压力(Pm)转换成饱和温度(Ts)， 通过比较测量温度Tm与所述饱和温度(Ts)，从而确定在测量温度和压力时的特定的 时间点盛行的实际的过热温差(TshA)， 确定在设定点过热。

10、值和实际的过热温差(TshA)之间的温差()，所述设定点过 热值是设定点过热温度(TshT)，并基于所述温差()确定对于由所述第一喷射器组件 (25a)的阀(22a)供给所述第一流体通路(3)的流体量做出任何调整的需要，且 相应地指示所述第一喷射器组件(25a)的阀(22a)来调整由所述第一喷射器组件 (25a)供给所述第一流体通路(3)的流体量。 12. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述传感器组件(28)是湿度传感器 (28;30)，由此所述方法还包括如下步骤， 如果所述传感器(28;30)产生了被所述控制器(57)接收的、指示所述蒸发的流体中的 任何液体含量的存在的信号，那么就指。

11、示所述第一喷射器组件(25a)的阀(22a)来减少供 给所述第一流体通路(3)的流体量，或者 如果所述传感器(28;30)产生了被所述控制器(57)接收的、指示所述蒸发的流体中不 存在任何液体含量的信号，那么就指示所述第一喷射器组件(25a)的阀(22a)来增加供给 所述第一流体通路(3)的流体量。 13. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述传感器组件(28)包括至少两个湿 度传感器(28;30)，由此所述方法还包括如下步骤： 比较所述控制器(57)从所述至少两个传感器(28;30)接收到的、指示所述蒸发的流体 中的液体含量的存在或不存在的信号，从而确定是否要指示所述第一喷射器组件(2。

12、5a)的 阀(22a)增加、减少或保持供给所述第一流体通路(3)的流体量，且 相应地指示所述第一喷射器组件(25a)的阀(22a)来调整由所述第一喷射器组件 (25a)供给所述第一流体通路(3)的流体量。 14. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括在继续到步骤e)之前，将所确定 的调整后的流体量通知所述第一喷射器组件(25a)的阀(22a)并且调整所述阀(22a)的步 骤，从而供给调整后的流体量。 15. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括以下的步骤：将所确定的调整后 的流体量通知每个喷射器组件(25a,25b)的阀(22a,22b)并调整所述阀(22a,22b)，从而将 。

13、权 利 要 求 书CN 104350342 A 3/3页 4 调整后的流体量供给所述蒸发器(54)的所有流体通路(3)。 16. 根据权利要求9-15中的任一权项所述的方法，其特征在于，当所述蒸发器(54)的 操作已经操作到满足所述设定点过热值(TshT)的操作任务时，所述方法还包括调整所述 设定点过热值(TshT)并重复权利要求9的方法的步骤，以对所述蒸发器(54)的操作提供 连续控制，从而使所述蒸发器朝着调整后的设定点过热值(TshT)进行操作。 权 利 要 求 书CN 104350342 A 1/12页 5 用于蒸发器的动态控制的系统和方法 技术领域 0001 本发明总地涉及一种用于动态。

14、控制蒸发器的操作的系统。此外，本发明还涉及一 种用于动态控制蒸发器的操作的方法。 背景技术 0002 本发明总地涉及一种包括蒸发器的系统，且尤其涉及采用板式热交换器形式的蒸 发器。通常，蒸发器是针对用于例如空调、冷却系统、热泵系统等各种应用的流体，例如冷却 剂的蒸发而设计的。因而蒸发器可用于一种双相系统，双相系统操纵液体形式以及气态或 蒸发形式的流体。 0003 在蒸发器是板式热交换器的情况下，作为示例，蒸发器可包括板组，其包括多个第 一和第二热交换板。板永久地彼此连接起来，并且并排布置成使得在每对相邻的第一热交 换板和第二热交换板之间形成第一板间隙，第一板间隙形成了第一流体通路，并且在每对 。

15、相邻的第二热交换板和第一热交换板之间形成第二板间隙，第二板间隙形成了第二流体通 路。第一板间隙和第二板间隙彼此分离，并且在板组中以交替的顺序并排设置。基本上每 个热交换板具有至少第一端口孔和第二端口孔，其中第一端口孔形成通向第一板间隙的第 一入口通道，并且第二端口孔形成离开第一板间隙的第一出口通道，而且板组包括用于每 个所述第一板间隙的单独空间，该空间对于第二板间隙是关闭的。 0004 在这种普遍现有技术的用于双相系统中的板式热交换器中，第一流体，例如冷却 剂以液体形式引入到阀中，但当穿过阀时由于压力降而在第一入口通道的一端，即第一端 口孔处膨胀成部分蒸发的流体，以便沿着第一入口通道进一步分布。

16、，并且在蒸发成蒸发形 式期间进一步分布到每个单独的第一板间隙中。始终存在供给的流体的能量含量太高的风 险，由此通过其入口端口供给入口通道的一部分流将遇到入口通道的后端，并以相反的方 向进行反射。因此入口通道中的流是非常混乱的，并且难以预测和控制。 0005 此外，冷却剂的压力降随着离第一入口通道的入口的距离的增加而增加，由此将 影响第一流体在单独的板间隙之间的分布。已知的是，第一流体的微滴在从第一入口通道 进入单独的板间隙时所必须经历的流角度变化会导致不均匀的分布。另一影响参数是在单 独的第一板间隙之间的尺寸差异，其导致每个第一板间隙具有其独特的效率。已知的还有， 单独的第一板间隙的操作和性能。

17、依赖于其在板组中的位置。板组每侧的最外面的第一板间 隙倾向于与板组中间的那些具有不同的性能。 0006 结果，非常困难或甚至不可能整体地优化蒸发器的操作和效率，从而确保供给蒸 发器的所有流体在离开蒸发器的出口之前，尤其在到达压缩机的入口之前被完全蒸发，压 缩机布置在蒸发器的出口的下游。实际上，对于蒸发器整体发生不充分蒸发而言，只要有一 个故障的第一板间隙就足够了。作为示例，如果单个第一板间隙被淹没(flood)，即不能蒸 发供给它的全部量的流体，那么在蒸发器出口的下游将产生微滴。通常，完全蒸发意味着蒸 发的流体必须已经达到过热的温差，由此蒸发的流体只包括干燥的蒸发流体，即蒸发的流 体应具有比通。

18、行压力下的饱和温度更高的温度。 说 明 书CN 104350342 A 2/12页 6 0007 不管操作任务如何，在尽可能接近过热设定点温度下操作蒸发器的目的对于获得 尽可能高的利用率是很重要的。因而，其具有经济重要性。此外，其对于与蒸发器协作的其 它构件，例如压缩机具有一定的影响，因为压缩机通常对液体含量是很敏感的。保留在蒸发 的流体中的任何微滴在达到压缩机的入口时都可能损害压缩机。同样，在尽可能接近过热 温差下操作蒸发器也具有经济利益，因为一旦流体已经达到过热温差，那么流体是完全干 燥的，并且额外地提高温度基本没有增益。上面的过热温度设定点由系统制造商来确定，以 便包含某一想要的安全裕度。

19、，以防液体接收到压缩机中的风险。当蒸发器的负载发生变化 时，上面论述的问题变得更为显著。作为示例，这可为在使空调系统的操作任务从一个温度 变化至另一温度时的情形，其意味着供给蒸发器的流体量发生了变化。 0008 文献EP2156112B1和WO2008151639A1提供了一种方法，用于控制制冷剂在至少两 个蒸发器之间的分布，使空气加热式蒸发器的制冷容量得到最大可能程度的利用。这通过 在蒸发器的公共出口监视冷冻剂的过热来实现。此外，这通过修改穿过所选择的蒸发器的 冷冻剂的质量流量，同时保持穿过所有蒸发器的冷冻剂的总的质量流量基本恒定不变来实 现。流量受到单个阀的控制，该阀是膨胀阀。因而，这两个。

20、文献提供了一种解决方案来控制 多个空气加热式蒸发器的操作，在该方法中，每个蒸发器作为一个完整单元进行评估，并且 在该方法中，每个单元将基于布置在相同回路中的额外的蒸发器而进行控制。 0009 公开了包括多个蒸发器和/或多个热交换器的系统的其它文献示例是 US6415519B1和EP0750166A2。在US6415519B1中，利用了多个蒸发器来冷却多构件的计算 机系统。在EP0750166A2中，公开了多个户内热交换器。同样，这两个文献提供了一种解决 方案来控制系统中的多个热交换器和/或蒸发器的操作，其中每个蒸发器/热交换器作为 一个完整单元进行评估。 0010 大体上，蒸发器和尤其板式热交。

21、换器在部分负载下的效率是一个日渐显现的问 题。更多焦点放在蒸发器在不同的操作任务下性能如何上，而不是只在一种操作任务下进 行测量。作为示例，实验室规模的试验已经显示在部分负载下，对于给定的铜焊的板式热交 换器而言，空调系统仅仅通过改进蒸发器的功能就可节省其4-10%的能量消耗。此外，蒸发 器系统通常只是在3%的时间内进行全容量操作，而大多数蒸发器是针对全容量操作进行 设计和调试的。 发明内容 0011 本发明的目的是提供一种改进的蒸发器系统，以弥补上面提到的问题。具体地说， 本发明致力于一种蒸发器和一种方法，其容许对第一流体例如冷却剂在流体通路之间的供 给实现更好的控制和分布，从而改进板式热交。

22、换器的效率，而不管运行条件如何。 0012 这个目的通过一种用于动态控制蒸发器操作的系统来实现，该系统包括蒸发器、 多个喷射器组件、传感器组件和控制器，其中蒸发器包括出口、多个流体通路和至少一个入 口，入口用于在流体的蒸发期间通过多个流体通路将流体供给出口，每个喷射器组件包括 至少一个喷射器和至少一个阀，并且每个喷射器组件布置成通过蒸发器的至少一个入口将 流体流供给至少一个流体通路，传感器组件布置成测量蒸发的流体中的温度和压力，或者 蒸发的流体中的任何液体含量的存在，并且控制器布置成与喷射器组件的阀保持连通，以 便阀基于从传感器组件接收的信息来控制由每个喷射器组件供给蒸发器中的每个流体通 说 。

23、明 书CN 104350342 A 3/12页 7 路的流体量，从而使蒸发器朝着设定点过热值进行操作。 0013 通过具有这种配置的系统，可监视每个流体通路或较小数量的流体通路的操作， 由此可调整每个单独的流体通路对蒸发器的整体性能的贡献，从而使蒸发器朝着设定点过 热值进行操作。 0014 术语“液体含量”在下文中被限定为处于液相的流体或处于混合的液相/蒸发相 的流体。作为示例，其可为微滴的形式。 0015 如果传感器组件布置成测量温度和压力，那么作为示例，设定点过热值可能由系 统的制造商来确定，以防止液体进入压缩机的风险。如果传感器组件布置成改为测量蒸发 的流体中的任何液体含量的存在，那么设。

24、定点过热值可以“数字”方式进行操纵，其中任何 液体含量的存在是供给被评估的流体通路的流体量对于完全蒸发而言过高的指示，或者没 有任何液体含量的存在是供给流体通路的流体量不足的指示，并且可进行提高。 0016 通过针对相继的每个流体通路连续地操作本发明的系统，蒸发器的操作可基于所 需的操作任务进行迭代优化。这容许蒸发器的大小/尺寸得以优化。而且还减少了操作包 括蒸发器作为一个构件的系统所需要的能量消耗。其还容许能够使用布置在蒸发器的下游 的更小的压缩机。 0017 喷射器组件中的每个喷射器可布置成与一个阀连通，或者，喷射器组件中的多个 喷射器可布置成与一个阀连通。因此，同一个阀可基于接收自控制器。

25、的指令而控制供给每 个流体通路的流体量。 0018 每个喷射器组件可布置成与一个流体通路连通，或者，每个喷射器组件可布置成 与至少两个流体通路连通。这容许每个流体通路或较少数量的流体通路的操作受到控制， 由此可调整和优化每个单独的流体通路对蒸发器的整体性能的贡献。 0019 传感器组件可布置在管道系统中，管道系统将蒸发器的出口与压缩机的入口连接 起来。因此管道系统的内在温度可用于进一步帮助流体中的任何残余液体含量在蒸发器出 口之后的蒸发。 0020 控制器可为比例(P)调节器、比例积分(PI)调节器或比例积分微分(PID)调节 器。这些调节器类型在自动控制工程学领域是众所周知的。PID调节器可。

26、用于在不引起系 统的任何自激振荡的条件下相对快速地发现设定点。其它类型的调节器可能也是合适的。 0021 蒸发器可为一种板式热交换器。作为示例，板式热交换器可为具有容许两种流体 流过的第一和第二流体通路以及四个端口孔的板式热交换器。应该懂得，本发明可同等地 适用于就流体通路的数量、端口孔的数量和有待操纵的流体量而言，具有不同配置的板式 热交换器。 0022 传感器组件可包括至少一个温度传感器和至少一个压力传感器。两个传感器不必 具有相同的位置。 0023 或者，如果传感器组件布置成测量蒸发的流体中的任何液体含量的存在，那么传 感器组件可为至少一个温度传感器。温度传感器可用于确定在测量时期内所见。

27、到的温度下 降的倾向性，或者用于确定在测量时期内所见到的不稳定的温度。温度下降的倾向和不稳 定的温度都可用作控制器的输入，以便确立蒸发的流体中的任何液体含量的存在，因为液 体含量，即处于液相或混合的液相/蒸发相的流体流将指示温度传感器上有比完全蒸发的 干燥的流体流更低的温度。 说 明 书CN 104350342 A 4/12页 8 0024 根据另一方面，本发明涉及一种方法，其用于动态控制蒸发器的操作，蒸发器包括 至少一个入口、多个流体通路和出口，并且蒸发器包含在某一系统中，系统还包括传感器组 件、控制器和多个喷射器组件，每个喷射器组件包括至少一个喷射器和至少一个阀，由此本 方法包括如下步骤：。

28、 a) 经由蒸发器的入口将预定量的流体通过第一喷射器组件供给第一流体通路，以便 在流体传送至蒸发器的出口期间使流体蒸发， b) 通过传感器组件测量蒸发的流体的温度和压力，或者蒸发的流体中的任何液体含 量的存在， c) 通过控制器确定在设定点过热值和蒸发的流体的温度和压力的测量值之间的差 异，或者蒸发的流体中的任何液体含量的存在，这些是由于预定量的供给的流体所引起的， d) 通过控制器确定待通过第一喷射器组件的阀供给需要达到设定点过热值的第一流 体通路的调整后的流体量，和 e) 对蒸发器的每个连续的喷射器组件和每个流体通路持续地重复步骤a)-d)，以便达 到对蒸发器的操作提供连续控制的目的，从而。

29、使蒸发器朝着设定点过热值进行操作。 0025 通过该方法，可监视每个流体通路或较小数量的流体通路的操作，由此可连续地 调整每个单独的流体通路对蒸发器的整体性能的贡献，从而使蒸发器在优化流过每个流体 通路的流量的条件下朝着设定点过热值进行操作。这种优化可为供给的流体量的最大化。 0026 如果传感器组件布置成测量温度和压力，那么作为示例，设定点过热值可为系统 中所使用的特定流体的过热温度。 0027 或者，过热值可为在系统中所使用的特定流体的计算过热温度，其被调整成具有 预定的安全裕度。如果传感器组件布置成测量蒸发器中的任何液体含量的存在，那么设定 点过热值可以“数字”方式进行操纵，其中任何液体。

30、含量的存在是供给被评估的流体通路的 流体量对于完全蒸发而言过高的指示，或者没有任何液体含量的存在是供给流体通路的流 体量不足的指示，并且可进行提高。 0028 此外，通过本方法连续地监视和调整单独的流体通路或成组的流体通路的操作， 蒸发器的操作可基于所需的操作任务进行迭代优化。更精确地说，通过对每个连续的喷射 器组件和每个流体通路重复本方法的步骤，可考虑整个蒸发器中的多个流体通路之间的任 何不平衡。这容许蒸发器的大小/尺寸得以减少，这又容许成本减少。而且还减少了操作 包括蒸发器作为一个构件的系统所需要的能量消耗。 0029 在开始步骤a)之前，该系统可在处于预定的操作任务的时期期间操作。在蒸发。

31、器 54形成空调系统的一部分的情况下，作为示例，这可为与正常工作时间的办公室相对应的 操作任务，例如20。因此系统的所有构件在开始优化过程之前将有机会进行调节。 0030 如果传感器组件布置成测量蒸发的流体的温度和压力，那么本方法还可包括如下 步骤： 通过控制器将测量压力Pm转换成饱和温度Ts，通过将测量的温度Tm与饱和温度Ts进 行比较从而确定在测量温度和压力时的特定的时间点盛行的实际的过热温差TshA； 确定在设定点过热值和实际的过热温差TshA之间的温差，设定点过热值是设定 点过热温度TshT；并且基于温差确定对于由第一喷射器组件的阀供给第一流体通路的流 体量的任何调整的需要，并且相应地。

32、指示第一喷射器组件的阀来调整由第一喷射器组件供 说 明 书CN 104350342 A 5/12页 9 给第一流体通路的流体量。 0031 测量压力转换成饱和温度可通过控制器利用专用于蒸发器中所使用的流体的预 编程信息来实现。这种信息很容易以图表或表的形式获得，图表或表针对特定流体绘制了 蒸气压力与温度的关系。 0032 如果传感器组件是湿度传感器，那么本方法可进一步包括如下步骤：如果传感器 产生了被控制器接收的指示蒸发的流体中的任何液体含量的存在的信号，那么就指示第一 喷射器组件的阀减少供给第一流体通路的流体量，或者如果传感器产生了被控制器接收的 指示蒸发的流体中不存在任何液体含量的信号，那。

33、么就指示第一喷射器组件的阀增加供给 第一流体通路的流体量。 0033 这可通过湿度传感器来实现，其是温度传感器，用于确定测量时期中所见到的温 度下降的倾向，或者确定测量时期中所见到的不稳定的温度。温度下降的倾向和不稳定的 温度都可用作控制器的输入，以便确立蒸发的流体中的任何液体含量的存在，因为液相或 混合的液相/蒸发相的流体将具有比完全蒸发的干燥的流体流更低的温度。 0034 如果传感器组件包括至少两个湿度传感器，那么本方法可进一步包括如下的步 骤：比较控制器从至少两个传感器接收到的指示蒸发的流体中的任何液体含量的存在或不 存在的信号，从而确定是否要指示第一喷射器组件的阀来提高、降低或保持供给。

34、第一流体 通路的流体量，并且相应地指示第一喷射器组件的阀来调整由第一喷射器组件供给第一流 体通路的流体量。 0035 同样，这可通过利用温度传感器形式的湿度传感器来实现，温度传感器确定测量 时期中所见到的温度下降的倾向，或者确定测量时期中所见到的不稳定的温度。通过比较 控制器从至少两个传感器接收到的信号，从而可以通过控制器来确定将蒸发器的出口和压 缩机的入口连接起来的管道系统对于蒸发的任何贡献。管道系统通常是热的，由此当这种 液体含量在通向其下游压缩机的途中与管道系统发生接触时，在蒸发的流体中的任何残余 液体含量与蒸发器的出口下游之间的任何接触都可能造成蒸发。 0036 本方法可进一步包括在继。

35、续到步骤e)之前，将所确定的调整后的流体量通知第 一喷射器组件的阀并且调整阀的步骤，从而供给调整后的流体量。 0037 因而，根据这个实施例，第一流体通路的操作得以评估，并且其流体供给得以调 整，之后继续评估和调整后续流体通路的操作。 0038 或者，本方法可进一步包括将所确定的调整后的流体量通知每个喷射器组件的阀 并调整阀的步骤，从而将调整后的流体量供给蒸发器的所有流体通路。因而，根据这个实施 例，评估每个流体通路操作，之后调整所有阀和其流体供给。 0039 当蒸发器的操作已经操作到满足设定点过热值的操作任务时，本方法可进一步包 括以下步骤：调整设定点过热值，之后重复方法步骤，以重新对蒸发器。

36、的操作提供连续控 制，从而使蒸发器朝着调整后的设定点过热值进行操作。根据这个实施例，连续地改善蒸发 器和其单独的第一流体通路的操作变成了可能。 附图说明 0040 现在将参照所附示意图通过示例来描述本发明的实施例，其中： 图1示意性地显示了一种现有技术的冷却回路，其是机械蒸气压缩系统。 说 明 书CN 104350342 A 6/12页 10 0041 图2示意性地公开了典型的板式热交换器的侧视图。 0042 图3示意性地显示了图1的板式热交换器的正视图。 0043 图4示意性地公开了沿着现有技术的板式热交换器的边缘的横截面。 0044 图5公开了与本发明的系统的相关的冷却回路。 0045 图。

37、6示意性地公开了沿着应用本发明的系统的板式热交换器的边缘的横截面。 0046 图7公开了本发明的方法的步骤，其利用传感器来检测温度和压力。 0047 图8公开了本发明的方法的步骤，其利用传感器来检测任何液体含量。 具体实施方式 0048 热交换器1通常可作为蒸发器而包含在冷却回路中。参见图1，现有技术的制冷系 统是一种机械蒸气压缩系统，其通常包括压缩机51、冷凝器52、膨胀阀53和蒸发器54。回 路还可包括布置在蒸发器的出口和压缩机的入口之间的压力传感器55和温度传感器56。 这种系统的冷却环路开始于当冷却剂以蒸发的形式在低压和低温下进入压缩机51中时。 在进入冷凝器52中之前，冷却剂被压缩机。

38、51压缩至高压和高温的蒸发状态。冷凝器52通 过将热量传递给低温介质，例如水或空气而使高压和高温气体凝结成高温液体。高温液体 然后进入膨胀阀53中，其中膨胀阀容许冷却剂进入蒸发器54中。膨胀阀53具有使冷却剂 从高压侧膨胀到低压侧并细调流量的功能。为了使较高的温度冷却，必须限制进入蒸发器 的流量，以保持压力低，并容许膨胀回到蒸发形式。基于从压力传感器55和温度传感器56 接收到的信号，可通过控制器57操作膨胀阀53。该信息可基于所谓的过热温度而用于指示 蒸发器54的整个操作，过热温度是在离开蒸发器54之后残留在流体中的任何液体含量的 象征。 0049 现在转到图2至图4，其公开了一种采用板式热。

39、交换器1形式的典型的蒸发器。应 该懂得，热交换器1可为任何类型，例如板式热交换器、管壳式热交换器、螺旋型热交换器 等等。然而，本发明以下将按照应用于板式热交换器1进行论述，但是本发明并不局限于 此。 0050 板式热交换器1包括板组P，其由多个并排设置的热交换板A,B形成。在公开的实 施例中，热交换板包括两种不同的板，其在下文中被称为第一和第二热交换板A和B。热交 换板A,B并排设置成使得在每对相邻的第一热交换板A和第二热交换板B之间形成了第一 流体通路3，并且在每对相邻的第二热交换板B和第一热交换板A之间形成第二流体通路 4。板组P还包括上端板6和下端板7，其设于板组P的相应的侧。 0051。

40、 尤其从图3和图4中看出，基本上每个热交换板A,B具有四个端口孔8。第一端口 孔8形成了通向第一流体通路3的第一入口通道9，其基本上穿过整个板组P，即所有板A,B 和上端板6。第二端口孔8形成了离开第一流体通路3的第一出口通道10，其基本上穿过 整个板组P，即所有板A,B和上端板6。第三端口孔8形成了通向第二流体通路4的第二入 口通道11，并且第四端口孔8形成了离开第二流体通路4的第二出口通道12。同样，这两 个通道11和12穿过基本上整个板组P，即所有板A,B和上端板6。 0052 现在转到图5，将论述本发明的系统的第一实施例。该系统包括采用板式热交换 器形式的蒸发器54。蒸发器54的出口1。

41、3通过管道系统15而连接在压缩机51的入口14 上。此外，压缩机51的出口16通过另一管道系统17连接在冷凝器52的入口18上。此外， 说 明 书CN 104350342 A 10 7/12页 11 冷凝器52的出口19连接在多个喷射器组件25a,25b上，每个喷射器组件25a,25b包括阀 22a,22b和喷射器23a,23b，该喷射器组件25a,25b连接在蒸发器54的每个第一流体通路 3a,3b的入口上。因而，提供了一种密闭循环系统。 0053 参见图6，多个喷射器组件25a,25b布置成将第一流体流通过入口26a,26b供给到 第一流体通路3a,3b中，以便第一流体在通过其出口13离开。

42、蒸发器54之前进行蒸发。每 个入口装置25a;25b包括一个喷射器23a;23b和一个阀22a;22b。阀22a;22b优选定位在 蒸发器54的外部，而带有喷嘴27a, 27b(如果有)的喷射器23a;23b则经过定位，以便通 过入口26a,26b而延伸到蒸发器54的内部。 0054 入口26a,26b采用通孔形式的，其具有从板组P的外部延伸至板组内部，且更精确 地说延伸到单独的第一流体通路3a；3b中的延伸。通孔可通过塑性再成形，通过切削或通 过钻孔来形成。术语“塑性再成形”指一种非切削的塑性再成形，例如热钻孔。切削或钻孔 可通过切削工具来实现。其还可通过激光或等离子切削来实现。在图6中公开。

43、了可能用于 本发明的系统中的蒸发器的入口区域的横截面。图4的实施例的入口通道9已经被每个第 一流体通路3替代，第一流体通路3通过入口26a,26b而接收喷射器组件25a;25b。 0055 应该懂得，每个入口装置25a;25b可包括多个喷射器23a;23b，其中多个喷射器与 一个阀连通。 0056 在其最简单的形式中，可省略喷嘴27a;27b，由此每个喷射器23a;23b可通过通孔 (没有公开)或管道(没有公开)来形成，以用于第一流体的分布。或者，至少一个喷射器 23a,23b可通过阀的孔隙来形成。因而，阀的孔隙用作提供喷流型式的喷嘴。 0057 应该懂得，喷射器23a;23b的数量可能低于第。

44、一流体通路3的数量。因此每个喷 射器23a;23b可布置成将第一流体流供给不止一个第一流体通路3。这可通过将每个喷射 器布置在通孔中来实现，通孔具有跨越两个或更多个流体通路的直径，由此同一个喷射器 可将流体供给不止一个流体通路。 0058 本发明的系统还包括传感器组件28。在公开的实施例中，传感器组件28包括一个 压力传感器29和一个温度传感器30。传感器组件28可布置在管道系统15中，其将蒸发器 54的出口13和压缩机51的入口14连接起来，并且更精确地说，位于蒸发器的出口13中 或之后，但在压缩机51的入口14之前。两个传感器29,30在系统中不必具有相同的位置。 还可以将传感器组件或其一。

45、部分布置在蒸发器54的出口通道(没有公开)中。 0059 压力传感器29优选布置在蒸发器54的出口13之后，位于管道系统15的较直或 不太直的区段中，管道系统将蒸发器54与压缩机51连接起来。依赖于管道系统15的配 置，根据经验可能优选的是，将压力传感器29布置在管道弯曲部分之后的对应于至少十倍 的管道内径的距离处，并且布置在管道弯曲部分之前的对应于不止五倍的管道内径的距离 处。 0060 压力传感器29布置成测量蒸发的第一流体的压力，其在下文中标识为测量压力 Pm。 0061 作为示例，压力传感器29可为具有0-25巴范围的4-20mA压力传感器。 0062 温度传感器30优选布置在管道系统。

46、15中，位于管道弯曲部分之后。优选的是，温 度传感器30布置在离压缩机51的入口14比离蒸发器54的出口13更近处。通过将温度 传感器30定位在管道弯曲部分之后，蒸发的流体中的任何残余液体含量在遇到管道弯曲 说 明 书CN 104350342 A 11 8/12页 12 部分的壁时更可能被蒸发，并从而被迫改变其流动方向。通过使残余液体含量从周围过热 的流体流中吸收热量，也会有蒸发发生。 0063 温度传感器30可为标准温度传感器，其测量流中的温度，该温度被标识为测量温 度Tm。 0064 该系统还包括控制器57，其布置成与传感器组件28和喷射器组件25a;25b的单独 的阀22a;22b保持连。

47、通。作为示例，控制器57可为PID调节器。 0065 与压力Pm和温度Tm相关的测量值被传送给控制器57，控制器布置成基于所谓的 过热温度而调整系统。 0066 过热温度是本领域中众所周知的物理参数，其被限定为在盛行压力下的当前温度 和饱和温度之间的温差，即在流体中没有任何液体含量。过热温差对于给定的流体和对于 给定的温度与压力是唯一的，并且过热温度可在图表或表中找到。 0067 通常，测量温度Tm越靠近饱和温度，那么系统变得越有效。也就是说，供给蒸发器 的流体量被完全蒸发，并且不会经历不必要的过热。 0068 然而，测量温度Tm越靠近饱和温度，其将越接近用未蒸发的流体淹没系统，即蒸 发器不能。

48、蒸发所供给的流体量。仅仅出于举例说明的目的，过热温度可能被认为是数字化 的，要么是没有任何液体含量的完全蒸发，要么是在蒸发器下游的蒸发流中包含液体含量 的不完全蒸发。 0069 为了优化蒸发器的操作，需要具有尽可能低的过热温差。然而，因为压缩机对于液 体含量是很敏感的，并且可能受其损害，所以在设计蒸发系统时通常的惯例是使用一定程 度的安全裕度。通常，对于现有技术的蒸发器正常的安全裕度是5 K，即过热温差5 K。 然而，应该懂得，可选择另一安全裕度值。在其最简单的形式下，安全裕度被认为是由蒸发 器的预期用途所确定的常数。然而应该懂得，还需要使用尽可能低的安全裕度，因为使蒸 发器尽可能接近饱和温度。

49、进行操作存在经济利益。在本发明的系统的操作期间，这个常数 将用作设定点过热温度TshT，即目标值，蒸发器554的操作将被动态控制向该目标值。这 将通过优化每个第一流体通路3a,3b对于蒸发器54的整体性能的贡献来实现。更精确地 说，底层的本发明的概念是通过利用每个流体通路3a,3b的一个阀22a,22b和一个喷射器 23a,23b来控制供给每个流体通路3a,3b的流体量，从而优化每个流体通路的蒸发，并且最 大限度地增加供给它的流体量。这可通过按照下面所述的方式单独地操作和评估每个流体 通路3a,3b来实现。 0070 在下文中，用于确立操作条件，即过热或不过热的总体原则将参照图7进行描述。 为了促进理解，以下示例将基于包括蒸发器54的系统，蒸发器只具有一个第一流体通路 3a，其通过包括一个喷射器23a和一个阀22a的喷射器组件25a而获得第一流体的供给。此 外，该示例基于系统已经在处于预定的操作任务的时期期间操作的假设。在蒸发器54形成 空调系统的一部分的情况下，作为示例，这可为与正常工。