CN104350342A - 用于蒸发器的动态控制的***和方法 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

用于蒸发器的动态控制的***和方法
技术领域
本发明总地涉及一种用于动态控制蒸发器的操作的***。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
本发明总地涉及一种包括蒸发器的***，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***、热泵***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***，双相***操纵液体形式以及气态或蒸发形式的流体。
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。
在这种普遍现有技术的用于双相***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，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。
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。
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行压力下的饱和温度更高的温度。
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***制造商来确定，以便包含某一想要的安全裕度，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***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。
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。
公开了包括多个蒸发器和/或多个热交换器的***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***。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***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。
大体上，蒸发器和尤其板式热交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***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***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
本发明的目的是提供一种改进的蒸发器***，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，从而改进板式热交换器的效率，而不管运行条件如何。
这个目的通过一种用于动态控制蒸发器操作的***来实现，该***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路的流体量，从而使蒸发器朝着设定点过热值进行操作。
通过具有这种配置的***，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。
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。
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***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。
通过针对相继的每个流体通路连续地操作本发明的***，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***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。
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的指令而控制供给每个流体通路的流体量。
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。
传感器组件可布置在管道***中，管道***将蒸发器的出口与压缩机的入口连接起来。因此管道***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。
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调节器可用于在不引起***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。
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。
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。
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。
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***中，***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：
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，从而使蒸发器朝着设定点过热值进行操作。
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。
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***中所使用的特定流体的过热温度。
或者，过热值可为在***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。
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***所需要的能量消耗。
在开始步骤a)之前，该***可在处于预定的操作任务的时期期间操作。在蒸发器54形成空调***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***的所有构件在开始优化过程之前将有机会进行调节。
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ΔΤ，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。
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。
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。
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。
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。
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***对于蒸发的任何贡献。管道***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***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。
本方法可进一步包括在继续到步骤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。
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。
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。
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
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***。
图2示意性地公开了典型的板式热交换器的侧视图。
图3示意性地显示了图1的板式热交换器的正视图。
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。
图5公开了与本发明的***的相关的冷却回路。
图6示意性地公开了沿着应用本发明的***的板式热交换器的边缘的横截面。
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。
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
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***是一种机械蒸气压缩***，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***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。
现在转到图2至图4，其公开了一种采用板式热交换器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。
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。
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。
现在转到图5，将论述本发明的***的第一实施例。该***包括采用板式热交换器形式的蒸发器54。蒸发器54的出口13通过管道***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***17连接在冷凝器52的入口18上。此外，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***。
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。
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中公开了可能用于本发明的***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。
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。
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。
应该懂得，喷射器23a;23b的数量可能低于第一流体通路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。
本发明的***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***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***中不必具有相同的位置。还可以将传感器组件或其一部分布置在蒸发器54的出口通道(没有公开)中。
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***15的较直或不太直的区段中，管道***将蒸发器54与压缩机51连接起来。依赖于管道***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。
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。
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。
温度传感器30优选布置在管道***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。
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。
该***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保持连通。作为示例，控制器57可为PID调节器。
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***。
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。
通常，测量温度Tm越靠近饱和温度，那么***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。
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***，即蒸发器不能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。
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***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进行操作存在经济利益。在本发明的***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。
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***，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***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***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℃。
第一流体通路获得已知流量的第一流体的供给100。这个已知的流量假定与离开第一流体通路之前或之后不久完全蒸发的量相对应，即假定其与满足所确定的设定点过热温度TshT所需要的量相对应。
蒸发器出口的下游传感器组件测量200盛行的温度Tm和压力Pm。这些值被控制器57接收。
控制器57将测量压力Pm转换300成饱和温度Ts。饱和温度Ts专用于预定的冷却剂，即***中所使用的第一流体。作为示例，如果所使用的第一流体是被称为R410A的冷却剂，那么饱和温度Ts可通过利用以下专用于R410A的公式来计算：
Ts=0.0058Pm3-0.3141Pm2+7.8908Pm-46.0049。
上面给出的公式反映了图表的曲线，在该图中描述了饱和温度对压力的关系。应该懂得，饱和压力可以多个方式来计算，这依赖于例如不同的内插方法、不同的精度水平等等。此外，还应该懂得，只有有限的曲线段可被评估。还应该懂得，除了计算饱和温度Ts之外，可控制器可设定成通过利用包含相对应值的表来获得相对应的值。
通过利用如下公式来将测量温度Tm与计算的饱和温度Ts进行比较，控制器57可确立400在进行测量时的特定的时间点所盛行的实际的过热温差TshA：
TshA=Tm-Ts。
因而，控制器57现在已经确立了盛行的实际的过热差异TshA，并且其知道设定点过热温度TshT。下一步骤是利用如下公式确定500在设定点过热温度TshT和实际的过热温差TshA之间的温差ΔΤ：
ΔΤ=TshT-TshA
基于温差ΔΤ的值，评估600流体通路3a的盛行性能。如果ΔΤ是负的，那么对流体通路输送了不足的流体量，由此控制器可指示阀增加供给流体通路的流体量。如果另一方面ΔΤ是正的，那么对流体通路输送了太多的流体，由此控制器可指示阀减少供给流体通路的流体量。如果ΔΤ=0，那么流体通路的性能是优化的，并且不需要改变供给的流体量。
已知的是，在ΔΤ和所需供给的第一流体的量之间没有关联。影响参数的非限制性的示例是流体通路3a的设计、流体通路3a的尺寸和流体通路3a内部的尺寸变化。总地根据经验，大的ΔΤ指示了大调整的可能性，而小的ΔΤ指示了小调整的可能性。作为示例，控制器可编程，以便根据温差的绝对值而使用不同的校正百分比。
基于所确定的调整，阀22a经过操作700，以便相应地调整流量。
上面的过程是基于只包括一个流体通路3a的蒸发器5进行描述的。然而，应该懂得，对于通常包括多个第一流体通路3a,3b的蒸发器54，上述循环通过使每个后续的流体通路3b和其相关的喷射器组件25b经历相同的程序而得以重复800，从而逐渐地逐步地优化整个蒸发器54的性能，并且最大限度地增加由整个蒸发器所操纵的流体量。
应该懂得，在评估一个流体通路3a的同时，剩余流体通路3b和其相关的喷射器组件25b可按照已知的方式进行操作，从而能够评估被评估的流体通路的性能。在完成整个蒸发器54之后，该过程可再一次开始于第一流体通路3a。
还应该懂得，这样的蒸发***是一种相当慢的***，因为这些构件，即蒸发器54、压缩机51、冷凝器52和周围有待冷却的水/液体/空气均对***的整体性能具有它们自身的影响。因而，对于使流体量的任何变化实际地生效，没有快速变化是必须要做的。
在上面给出的示例中供给被评估的第一流体通路3a的流量是在继续评估后续流体通路3b之前进行调整的。在一个备选实施例中，控制器57布置成在其存储器中储存对每个评估的流体通路3a,3b所确定的需要的流量调整值。一旦已经以相同的方式评估了所有流体通路3a,3b，那么控制器57可指示每个单独的阀22a,22b做出所需的流量调整。因而，所有的流量调整可同时进行。
作为包括压力传感器29和温度传感器30的传感器组件28的备选，传感器组件28可包括布置成检测任何液体含量的存在的至少一个传感器。液体含量可能处于液体形式或混合的液相/蒸发相。合适的传感器的一个示例是温度传感器30。
任何液体含量的存在证明蒸发是不充分的，而且应该减少第一流体的流量。如上面论述的那样，越接近过热温度，***越接近被未蒸发的流体淹没。因为过热温度可能被认为是数字化的–要么是只有干燥气体的完全蒸发，要么是蒸发器下游的流体中包含液体含量的不完全蒸发。
如果传感器组件28包括用于检测蒸发的流体中的任何液体含量的存在的传感器，那么这种传感器应优选布置在将蒸发器的出口与压缩机的入口连接起来的管道***中。因而，位置可能与上面参照图5所述的***是相同的。唯一的区别在于可省略压力传感器29。传感器优选适合于检测任何液体含量的存在，例如温度传感器30布置在离压缩机51的入口14比离蒸发器54的出口13更近的位置。此外，这种温度传感器30优选定位在管道***15中，位于至少一个管道弯曲部分之后，从而容许至少某些残余的液体含量在与管道***15的内壁接触期间，或者在与周围热的蒸发的流体流发生接触的同时进行蒸发。因而，如果直接在蒸发器54的出口13之后进行测量，那么可能检测到低量的液体含量，而如果在更远的下游进行测量，那么这种液体含量可能已经沿着管道***蒸发了，由此到达压缩机的蒸发的流是干燥的。因而，优选的是，基于任何液体含量的存在进行检测的传感器组件28应包括至少两个传感器30a,30b，它们布置在沿着管道***的不同的位置中。
在下文中，用于使用传感器组件基于任何液体含量的检测而确立操作条件，即对于***而言过热的总体原则将参照图8进行描述。这样的蒸发***具有与之前参照图6所述相同的总体设计，由此对图6做了参考。
为了促进理解，以下示例将基于包括蒸发器54的***，蒸发器只具有一个流体通路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***已经在处于预定的操作任务下的时期期间操作的假设。
第一流体通路3a获得已知流量的第一流体的供给1000。这个已知的流量假定与离开第一流体通路3a之前或之后不久完全蒸发的量相对应，即假定其与满足所确定的设定点过热温度TshT所需要的量相对应。
蒸发器的出口下游的传感器组件28测量任何液体含量的存在1100。由传感器组件28产生的信号被控制器57接收1200。控制器可为PID调节器。
控制器评估1300所接收的信号。在其最简单的形式下，信号可为数字信号：1–没有检测到液体含量；0-检测到液体含量。更精确地说，具有值1的信号指示蒸发的流体具有测量温度Tm，其对应于或高于过热温度Tsh。类似地，具有值0的信号指示蒸发的流体具有比过热温度更低的温度。
如果传感器组件28包括两个温度传感器30a,30b，它们布置在沿着管道***15的纵向延伸的不同的位置中，那么这两个传感器30a,30b可能指示不同的值。如果两个温度传感器30a,30b都指示0，那么这意味着气体具有液体含量，并且蒸发是不充分的。供给被评估的流体通路3a的第一流体的数量必须受到限制，因为***被淹没。
如果最靠近蒸发器的温度传感器30a指示0，但其下游的第二传感器30b指示1，那么这意味着评估的流体通路3a正在进行良好操作，因为所有供给的流体被完全蒸发。这也良好地指示，如果应该做出任何流量调整，那么供给的流量应该宁愿减少也不要增加，以避免淹没。
如果两个传感器30a,30b均指示1，那么这意味着供给被评估的流体通路3a的所有流体都被蒸发。这意味着被评估的流体通路3a并不是工作在最佳状态，而且可以增加供给被评估的流体通路的第一流体的量。
虽然上面描述了一个温度传感器30或两个温度传感器30a,30b，但是应该懂得，可布置不止两个温度传感器，这些传感器以相同的原理进行工作。
控制器57可布置成当接收到指示任何液体含量的存在或不存在的信号时，确定1400对单独的喷射器组件25a中的阀22a提供给被评估的流体通路3a的第一流体的流量进行合适的调整，从而优化其性能。基于这种确定的调整，阀22a可进行操作1500，以便相应地调整流量。
控制器57可使用不同的调整范围，这依赖于确定的接近过热温度的可能性。
上面的过程是基于只包括一个流体通路3a的蒸发器54进行描述的。然而，应该懂得，对于通常包括多个第一流体通路3a的蒸发器54，上述循环通过使每个后续的流体通路3b,3c和其相关的喷射器组件25b,25c经历相同的程序而得以重复1600，从而逐渐地逐步地优化整个蒸发器的性能。
应该懂得，在评估一个流体通路3a的同时，剩余流体通路3b,3c和其相关的喷射器组件25b,25c应当按照已知的方式进行操作，从而能够评估被评估的流体通路3a的性能。在完成整个蒸发器之后，该过程可再一次开始于第一流体通路。
在上面给出的示例中供给被评估的第一通路3a的流量是在继续评估后续流体通路3b之前进行调整的。在一个备选实施例中，控制器布置成在其存储器中储存对每个被评估的流体通路3a,3b所确定的需要的流量调整值。一旦已经以相同的方式评估了所有流体通路3a,3b，那么控制器57可指示每个单独的阀22a,22b做出所需的流量调整。因而，所有的流量调整可同时进行。
因此，通过本发明，每个第一流体通路3a,3b可以优化的方式，基于其内在条件，例如板组P中的位置或两个热交换板A,B之间尺寸差异而进行操作，热交换板限定了第一流体通路3。这容许蒸发器54的操作整体得以优化。另外，这容许整个***得到更好程度的利用，其中蒸发器是该***的组成部分。
控制器57可在存储器中储存所有接收到的测量数据，以用于确定流量调整时使用。此外，控制器57可布置成在确定所需要的流量调整时使用来自这种储存信息的历史数据。
不管喷射器组件如何布置，优选的是将流定向在与穿过蒸发器的流动方向基本平行的方向上。因此可避免任何不恰当的流体流的改向。在蒸发器是板式热交换器的情况下，这意味着平行于第一和第二热交换板的总体平面。
本发明已经按照蒸发器为板式热交换器的应用情形进行了描述。然而，应该懂得，本发明可适用的任何形式的蒸发器。
公开的喷射器组件的喷射器布置在通孔中，通孔从板组的外部延伸到单独的流体通路中。应该懂得，这仅仅是一个可能的实施例。作为示例，喷射器组件的喷射器可根据蒸发器的设计而延伸到任何入口端口或相似物体中。这作为示例可通过沿着入口通道的插件来实现。
本发明已经基于板式热交换器进行了总体描述，板式热交换器具有容许有两种流体流的第一和第二板间隙以及四个端口孔。应该懂得，本发明还可适用于就板间隙的数量、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。
应该懂得，控制器还可用于其它目的，例如控制这样的冷冻剂回路。
本发明并不局限于所公开的实施例，而是可以在所附权利要求的范围内进行变化和修改，这已经在上面进行了部分描述。

Claims (16)

1. 一种用于动态控制蒸发器的操作的***，所述***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,26b)，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)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***，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***，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(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***，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***(15)中。
5. 根据权利要求1所述的***，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***，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***，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***，其特征在于，布置成测量所述蒸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***中，所述***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(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，
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ΔT，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) 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***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)，
确定在设定点过热值和实际的过热温差(TshA)之间的温差(ΔΤ)，所述设定点过热值是设定点过热温度(TshT)，并基于所述温差(ΔΤ)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(25a)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。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105204425A (zh) * 2015-09-28 2015-12-30 夏烬楚 一种石墨蒸发器的自动控制方法
JP2019118028A (ja) * 2017-12-27 2019-07-18 三菱電機株式会社 移動体用アンテナ装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK2674714T3 (da) 2012-06-14 2019-10-28 Alfa Laval Corp Ab Pladevarmeveksler med indsprøjtningsmidler
SI2674716T1 (sl) 2012-06-14 2015-08-31 Alfa Laval Corporate Ab Ploščni toplotni izmenjevalec
US20150083378A1 (en) * 2013-09-23 2015-03-26 Hamilton Sundstrand Corporation System and method for distributing refrigerant to a parallel flow heat exchanger using refrigerant injectors
EP3144601B1 (en) * 2014-05-12 2023-10-25 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Refrigeration cycle device
SE541066C2 (en) 2017-06-16 2019-03-26 Climeon Ab System and method for eliminating the presence of droplets in a heat exchanger
WO2020075238A1 (ja) * 2018-10-10 2020-04-16 三菱電機株式会社 プレート式熱交換器およびヒートポンプ装置
PL3653951T3 (pl) * 2018-11-15 2022-04-19 Kelvion Brazed Phe Gmbh Instalacja z obiegiem chłodzącym i płytkowym wymiennikiem ciepła oraz sposób eksploatowania instalacji z płytkowym wymiennikiem ciepła
SE542760C2 (en) 2018-12-14 2020-07-07 Climeon Ab Method and controller for preventing formation of droplets in a heat exchanger
US11280750B2 (en) * 2019-11-08 2022-03-22 METER Group, Inc. USA Boiling point water activity measurement
CN114593534B (zh) * 2020-12-04 2024-02-13 中国石油化工股份有限公司 一种跨临界二氧化碳热泵***控制方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0750166A2 (en) * 1995-06-23 1996-12-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Refrigerant circulating system
US6415619B1 (en) * 2001-03-09 2002-07-09 Hewlett-Packard Company Multi-load refrigeration system with multiple parallel evaporators
US20060162358A1 (en) * 2005-01-25 2006-07-27 American Standard International Inc. Superheat control by pressure ratio
US20070289318A1 (en) * 2006-06-14 2007-12-20 Denso Corporation Refrigerant cycle device and heat-exchanger integrated unit with temperature sensor for the same
CN101329115A (zh) * 2005-02-15 2008-12-24 株式会社电装 具有喷射器的蒸发器结构
US20090277196A1 (en) * 2008-05-01 2009-11-12 Gambiana Dennis S Apparatus and method for modulating cooling
US20100012310A1 (en) * 2006-12-19 2010-01-21 Alfa Laval Corporation Ab Sectioned flow device
WO2010039086A1 (en) * 2008-10-03 2010-04-08 Alfa Laval Corporate Ab A plate heat exchanger
CN102187165A (zh) * 2009-05-14 2011-09-14 汉拏空调株式会社 多蒸发***

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB617461A (en) 1945-10-12 1949-02-07 Separator Ab An arrangement for indicating temperatures of treated liquid in plate heat exchangers
JPS5015847U (zh) * 1973-06-09 1975-02-19
JPS5015847A (zh) 1973-06-13 1975-02-19
US3977205A (en) * 1975-03-07 1976-08-31 Dravo Corporation Refrigerant mass flow control at low ambient temperatures
JPS5995350A (ja) 1982-11-22 1984-06-01 三菱電機株式会社 容量制御型冷凍サイクルの制御装置
US5402652A (en) 1984-08-08 1995-04-04 Alsenz; Richard H. Apparatus for monitoring solenoid expansion valve flow rates
GB8900251D0 (en) * 1989-01-06 1989-03-08 Jackson Peter K Air conditioning system and operating method
DK9300044U4 (da) 1993-01-21 1994-05-27 Tarm H S As Pladevarmeveksler og varmevekslersystem med pladevarmeveksler
DK171519B1 (da) 1994-08-03 1996-12-16 Gemina Termix Productions A S Termofølerblok til pladevarmeveksler
US8505619B2 (en) 1997-02-25 2013-08-13 Sundsvall Energi Ab Heat exchanger with temperature-controlled valve
SE515485C2 (sv) 1999-12-08 2001-08-13 Alfa Laval Ab En värmeväxlaranordning och ett förfarande för reglering av ett fluidum genom en värmeväxlaranordning
US6415519B1 (en) 2000-02-23 2002-07-09 Joe Bennett Line holder for chalking tool especially for marking diagonals
SE518475C2 (sv) * 2001-02-20 2002-10-15 Alfa Laval Ab Plattvärmeväxlare med sensoranordning
DE10259462B4 (de) 2002-12-19 2005-07-28 Helmut Bälz GmbH Vorgefertigtes Wärmeübergabemodul
US7147037B2 (en) 2003-10-23 2006-12-12 Siemens Power Generation, Inc. Leak detector for mixed heat exchangers
DE102004020293B4 (de) 2004-04-26 2006-02-09 Danfoss A/S Wärmetauscher
JP2005315550A (ja) * 2004-04-29 2005-11-10 Ysd:Kk 冷媒流量制御装置
DE102005031026B3 (de) 2005-07-02 2007-04-12 Danfoss A/S Wärmetauscher
JP2007040567A (ja) 2005-08-01 2007-02-15 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
JP4726600B2 (ja) * 2005-10-06 2011-07-20 三菱電機株式会社 冷凍空調装置
JP2008151394A (ja) 2006-12-15 2008-07-03 Hitachi Appliances Inc 空気調和機
JP2008175444A (ja) 2007-01-17 2008-07-31 Daikin Ind Ltd 空気調和装置
RU2426957C1 (ru) 2007-06-12 2011-08-20 Данфосс А/С Способ управления парокомпрессионной установкой
US8769976B2 (en) 2007-06-12 2014-07-08 Danfoss A/S Method for controlling a refrigerant distribution
JP2010529847A (ja) 2007-06-14 2010-09-02 ミルクス セラピューティクス アンパーツゼルスカブ 標的ｒｎａ活性の調節のためのオリゴヌクレオチド
JP2009229012A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
US8156750B2 (en) 2008-07-29 2012-04-17 Agri Control Technologies, Inc. Dynamic superheat control for high efficiency refrigeration system
DE102008037852A1 (de) 2008-08-15 2010-02-18 Robin Petrick Plattenwärmetauscher
US7905110B2 (en) * 2009-04-02 2011-03-15 Daniel Reich Thermal energy module
JP2010249452A (ja) 2009-04-17 2010-11-04 Mitsubishi Electric Corp 空気調和装置
JP5174739B2 (ja) 2009-05-08 2013-04-03 株式会社日阪製作所 プレート式熱交換器、及びこれを備えた熱交換ユニット
JP2011127805A (ja) 2009-12-16 2011-06-30 Mitsubishi Electric Corp 空気調和装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0750166A2 (en) * 1995-06-23 1996-12-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Refrigerant circulating system
US6415619B1 (en) * 2001-03-09 2002-07-09 Hewlett-Packard Company Multi-load refrigeration system with multiple parallel evaporators
US20060162358A1 (en) * 2005-01-25 2006-07-27 American Standard International Inc. Superheat control by pressure ratio
CN101329115A (zh) * 2005-02-15 2008-12-24 株式会社电装 具有喷射器的蒸发器结构
US20070289318A1 (en) * 2006-06-14 2007-12-20 Denso Corporation Refrigerant cycle device and heat-exchanger integrated unit with temperature sensor for the same
US20100012310A1 (en) * 2006-12-19 2010-01-21 Alfa Laval Corporation Ab Sectioned flow device
US20090277196A1 (en) * 2008-05-01 2009-11-12 Gambiana Dennis S Apparatus and method for modulating cooling
WO2010039086A1 (en) * 2008-10-03 2010-04-08 Alfa Laval Corporate Ab A plate heat exchanger
CN102187165A (zh) * 2009-05-14 2011-09-14 汉拏空调株式会社 多蒸发***

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105204425A (zh) * 2015-09-28 2015-12-30 夏烬楚 一种石墨蒸发器的自动控制方法
JP2019118028A (ja) * 2017-12-27 2019-07-18 三菱電機株式会社 移動体用アンテナ装置

Also Published As

Publication number Publication date
ES2700399T3 (es) 2019-02-15
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KR20150032551A (ko) 2015-03-26

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