压头控制

摘要

一种压头控制系统可以对蒸汽压缩系统的高压侧操作状态进行控制。压头控制系统包括具有压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器的蒸汽压缩系统。压头控制系统还可以包括高压侧状态传感器、低压侧状态传感器、控制器和控制设备。低压侧状态传感器可以测量低压侧操作状态并将低压侧操作状态传送到控制器。高压侧状态传感器可以测量高压侧操作状态并将高压侧操作状态传送到控制器。控制器可以比较理论高压侧操作状态与高压侧操作状态并确定控制输出。控制器可以将控制输出传送到控制设备，该控制设备可以基于控制输出来影响高压侧操作状态。

权利要求

1.一种用于对蒸汽压缩回路的压头进行控制的系统，所述系统包括：设置在所述蒸汽压缩回路的低压侧中的低压侧状态传感器；其中，所述低压侧状态传感器测量低压侧操作状态；

设置在所述蒸汽压缩回路的高压侧中的高压侧状态传感器；其中，所述高压侧状态传感器测量高压侧操作状态；

存储设备，所述存储设备存储描述压缩机操作包络线的信息；

控制设备，所述控制设备影响所述高压侧操作状态；以及

控制器，所述控制器与所述低压侧状态传感器、所述高压侧状态传感器、所述存储设备和所述控制设备通信；所述控制器使用存储在所述存储设备中的所述信息来确定理论高压侧操作状态，将所述高压侧操作状态与所述理论高压侧操作状态进行比较，确定控制输出，以及将所述控制输出传送至所述控制设备。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述信息描述了所述操作包络线的底部分布线。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述信息包括描述所述操作包络线的所述底部分布线的一个或更多个函数。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述信息包括描述所述操作包络线的所述底部分布线的一个或更多个查找表。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述信息包括描述所述操作包络线的所述底部分布线的单个查找表，所述操作包络线对应于特定工作流体。

6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述信息包括多个查找表；其中，所述多个查找表中的每个查找表描述对应于多种特定工作流体中的一种特定工作流体的底部分布线。

7.根据权利要求4所述的系统，其中，所述信息包括描述一个或更多个通用底部分布线的一个或更多个查找表；其中，所述一个或更多个通用底部分布线中的每一者适于一种或更多种工作流体。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述信息包括描述单个通用底部分布线的单个查找表；其中，所述通用底部分布线适于一种或更多种工作流体。

9.根据权利要求4所述的系统，其中，所述信息包括一个或更多个查找表和最小冷凝条件；其中，所述一个或更多个查找表中的每一者描述了一种或更多种工作流体的底部分布线，并且所述最小冷凝条件是常数。

10.根据权利要求4所述的系统，其中，所述信息包括多个查找表；其中，一个或更多个查找表描述了最小微分函数；其中，所述最小微分函数对用于多种工作流体的多个底部分布线进行建模。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述高压侧状态传感器是设置在冷凝器中的压力变换器。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述低压侧状态传感器是设置在蒸发器中的压力变换器。

13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述低压侧状态传感器是邻近压缩机入口而设置的压力变换器。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述高压侧状态传感器是设置在冷凝器中的温度变换器。

15.根据权利要求2所述的系统，其中，所述控制设备选自包括一个或更多个冷凝器风扇、一个或更多个压缩机电子装置、设置在高压侧的一个或更多个控制阀以及其组合的组。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述控制设备是一个或更多个冷凝器风扇。

17.根据权利要求15所述的系统，其中，所述控制设备是一个或更多个压缩机控制电子装置。

18.一种用于蒸汽压缩系统的压头控制方法，所述压头控制方法包括以下步骤：使用低压侧状态传感器测量低压侧操作状态；

经由网络将所述低压侧操作状态传送至控制器；

使用高压侧状态传感器测量高压侧操作状态；

经由所述网络将所述高压侧操作状态传送至所述控制器；

通过所述控制器查询计算机可读存储器存储设备来确定理论高压侧操作状态；

由所述控制器对所述理论高压侧操作状态与所述高压侧操作状态进行比较；

由控制器确定控制输出；以及

将所述控制输出传送到一个或更多个控制设备。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述计算机可读介质存储包含压缩机性能包络线数据的查找表；其中，所述确定步骤还包括控制器查找与所述低压侧状态相对应的所述理论高压侧状态。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述查找表对具体的工作流体而言是特定的。

21.根据权利要求19所述的方法，其中，所述查找表包括适于多种工作流体的通用图谱。

22.根据权利要求19所述的方法，其中，所述一个或更多个查找表还包括替代图谱和默认图谱；其中，所述默认图谱适于广泛范围的制冷剂；并且其中，所述替代图谱用于特定制冷剂。

23.根据权利要求19所述的方法，其中，所述一个或更多个查找表包括通用图谱和最小冷凝压力设定点。

24.根据权利要求19所述的方法，其中，所述一个或更多个查找表包括通用图谱和最小差分线。

25.根据权利要求18所述的方法，其中，所述计算机可读介质存储用于一系列特定制冷剂的公式；并且其中，所述控制器从所述计算机可读介质中检索所述公式并计算所述理论高压侧状态。

说明书

压头控制

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求于2014年11月7日提交的美国专利申请号14/535,392的优先权。上述申请的全部公开内容通过参引并入本文。

技术领域

[0003] 本公开涉及用于对蒸汽压缩过程的高压侧操作状态进行控制的方法及系统。

背景技术

[0004] 本部分提供与本公开内容相关的背景信息并且该背景信息未必是现有技术。蒸汽压缩广泛用于商业制冷和消费者制冷及HVAC应用中。蒸汽压缩过程利用制冷剂类型的工作流体的热力学性质来使空间加热或冷却。在典型的冷却应用中，蒸汽压缩过程使制冷剂工作流体在恒定的温度及压力下从液态蒸发到汽态。相的改变需要吸收热并且系统从待冷却的空间吸收热并将热传递至工作流体。汽态工作流体被压缩回到更高的压力且被冷凝回到液相，从而将蒸发的潜热释放至散热器比如大气或热交换器。典型的蒸汽压缩系统包括制冷剂压缩机、冷凝器，膨胀阀和蒸发器。

发明内容

[0005] 本公开涉及一种用于对蒸汽压缩系统的高压侧操作状态进行控制的压头控制系统。压头控制系统可以包括蒸汽压缩系统，该蒸汽压缩系统具有压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。压头控制系统还可以包括：设置在蒸汽压缩系统的高压侧中的高压侧状态传感器；设置在蒸汽压缩系统的低压侧中的低压侧状态传感器；控制器和控制设备。低压侧状态传感器可以测量低压操作状态并经由网络将低压侧操作状态传送到控制器。高压侧状态传感器可以测量高压侧操作状态并经由网络将高压侧操作状态传送到控制器。控制器可以接收高压侧操作状态和低压操作状态，确定理论高压侧操作状态，将理论高压侧操作状态与高压侧操作状态进行比较、以及确定控制输出。控制器可以经由网络将控制输出传送到控制设备，并且控制设备可以基于控制输出来影响高压侧操作状态。理论高压侧操作状态可以与对应于给定低压侧操作状态的最小高压侧操作状态大致相同。

附图说明

[0006] 根据下面的附图，本公开的前述及其他特征将变得更加明显。应当理解，这些附图仅描绘了根据本公开的若干个实施方式，并且因此不应被认为是限制本公开的范围，将通过使用附图用附加的特征及细节来描述和解释本公开。

[0007] 图1描绘了用于蒸汽压缩系统的示例性实施方式的过程流程图。

[0008] 图2描绘了涡旋压缩机的示例性实施方式的剖视图。

[0009] 图3描绘了用于特定工作流体的压缩机操作包络线(operating envelope)的示例性实施方式的曲线图。

[0010] 图4描绘了压缩机操作包络线的多个示例性实施方式的曲线图。

[0011] 图5描绘了压头(head pressure)控制系统的示例性实施方式的过程流程图。

[0012] 图6描绘了压缩机操作包络线的示例性实施方式的曲线图，其包括用于特定工作流体的压缩机操作包络线的底部分布线(bottom profile)。

[0013] 图7描绘了可以适应多种特定工作流体的压缩机操作包络线的通用底部分布线的示例性实施方式的曲线图。

[0014] 图8描绘了一个或更多个通用底部分布线的示例性实施方式的曲线图，其中，每个通用底部分布线适于一种或更多种特定的工作流体。

[0015] 图9描绘了具有用于多种工作流体中的每一种的压缩机操作包络线的底部分布线的示例性实施方式的曲线图。

[0016] 图10描绘了具有通用底部分布线和最小冷凝条件的示例性实施方式的曲线图。

[0017] 图11描绘了具有通用底部分布线和最小压差的示例性实施方式的曲线图。

[0018] 图12描绘了具有与控制器集成的储存设备的示例性实施方式的过程流程图。

[0019] 图13描绘了压头控制程序的示例性实施方式的流程图。

[0020] 图14描绘出了用于对蒸汽压缩系统的高压侧状态进行控制的方法的示例性实施方式的流程图。

[0021] 图15描绘了根据本公开的示例性实施方式的执行压头控制程序的控制器的示意框图。

具体实施方式

[0022] 一种用于对空间进行冷却的蒸汽压缩系统通过下述方式进行操作：将汽相工作流体压缩到高压；在恒定的饱和温度及压力下将工作流体冷凝到液相；使液相工作流体通过膨胀阀以降低压力；以及将工作流体蒸发回到汽相。空间的冷却源自蒸发过程，该蒸发过程从正被冷却的空间汲取热以提供完成从液体到蒸汽的相变所必需的蒸发潜热。典型的蒸汽压缩系统可以包括但不局限于压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。为了在功能方面给予辅助，蒸汽压缩系统在膨胀阀的高压侧与膨胀阀的低压侧之间可以具有大于最小压力差的压力差。该压力差可以确保汽相工作流体不通过膨胀阀。

[0023] 压头控制系统可以用于控制蒸汽压缩系统的高压侧操作状态。对蒸汽压缩系统的高压侧操作状态进行控制有助于维持膨胀阀两侧的压力差，从而减小或阻止未冷凝的汽相工作流体通过膨胀阀并降低蒸发过程的效率。如图3所示，典型的压头控制系统依赖用于高压侧操作状态的恒定设定点来降低压缩机在压缩机的操作包络线之外操作的可能性，在压缩机的操作包络线之外操作会导致液态制冷剂进入入口达至压缩机并极大地降低压缩机的效率。恒定设定点的压头控制系统通过迫使压缩机维持比特定的低压侧操作状态可能需要的压力高的排出压力而可能会降低压缩机的效率。恒定设定点的压头控制系统可以防止压缩机在低于设定点的冷凝压力下在操作包络线内进行操作，从而使得蒸汽压缩系统以效率较低的方式操作。

[0024] 本公开涉及一种用于对蒸汽压缩系统的高压侧操作状态进行控制的压头控制系统。压头控制系统可以由具有压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器的蒸汽压缩系统构成。该系统还可以包括：设置在蒸汽压缩系统的高压侧的高压侧状态传感器；设置在蒸汽压缩系统的低压侧的低压侧状态传感器；控制器和控制设备。低压侧状态传感器可以测量低压操作状态并经由网络将低压侧操作状态传送到控制器。高压侧状态传感器可以测量高压侧操作状态并经由网络将高压侧操作状态传送到控制器。控制器可以接收高压侧操作状态和低压操作状态，确定理论高压侧操作状态，将理论高压侧操作状态与高压侧操作状态进行比较，以及确定控制输出。控制器可以经由网络将控制输出传送到控制设备，并且该控制装置可以基于控制输出影响高压侧操作状态。理论高压侧操作状态可以与对应于给定低压侧操作状态的最小高压侧操作状态大致相同。

[0025] 本公开的各个方面可以实施为系统、方法或计算机程序产品。所公开的系统的方面可以采取全硬件实施方式的形式、全软件实施方式的形式(包括固件、常驻软件、微代码等)或者可能在本文被概括地称为“电路”、“模块”或“系统”的结合软件和硬件方面的实施方式的形式。本公开可以采用包含在上面具有计算机可读程序代码或指令的一个或更多个计算机可读介质(多个介质)中的计算机程序产品的形式。

[0026] 可以使用计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是或包括计算机可读信号介质和/或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以包括但不局限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备或者其任意组合。示例可以包括但不局限于：具有一根或更多根线材的电气连接件、便携式计算机软磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储装置、磁存储装置或其任意合适的组合。在本公开的上下文中，计算机可读存储介质可以是能够包含或存储程序用于通过指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合使用的任何有形介质。

[0027] 计算机可读信号介质可以包括其内具有计算机可读程序代码的传播数据信号，比如包含在基带中或作为载波的一部分。传播信号可以采取多种形式中的任何形式，包括但不局限于电磁、光学或其任意组合。计算机可读信号介质为下述形式：其可以是除了计算机可读存储介质之外的任意的计算机可读介质，并且其可以传送、传播或输送程序以用于通过指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合使用。

[0028] 包含在计算机可读介质上的程序代码可以使用任何适当的介质来发送，包括但不局限于无线、有线、光纤电缆、射频(RF)、任何其他合适的介质或其任意组合。

[0029] 用于执行用于本公开的各个方面的操作的计算机程序代码能够以一种或更多种编程语言的任意组合来编写。编程语言可以包括：面向对象的编程语言比如Java、Smalltalk、C++或其他类似的语言；传统的过程式编程语言比如“C”编程语言或类似的编程语言；基于规则的语言比如梯形逻辑的多种变型中的任一种；或基于参数的逻辑系统。程序代码可以完全在控制处理器上执行、部分地在控制处理器上执行、作为独立的软件包、部分地在控制处理器上执行并且部分地在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过包括局域网(LAN)或广域网(WAN)的任何类型的网络连接至控制处理器，或者可以连接到外部计算机(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。

[0030] 下面参照根据本公开的实施方式的装置、系统、计算机程序产品、以及方法的工艺流程图、机械图、流程图说明、和/或框图对本公开的各个方面进行描述。工艺流程图、流程图说明和/或框图的每个框和/或元素以及在工艺流程图、流程图说明和/或框图中的框与元素的组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给处理器或通用计算机、专用计算机、控制处理器、可编程控制器或其他可编程数据处理装置以产生机器，使得经由计算机的处理器或其他可编程数据处理装置执行的指令形成用于实现在工艺流程图、流程图说明和/或框图的框或元素中说明的功能/动作的装置。

[0031] 这些计算机程序指令可以存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质可以指导计算机、可编程控制器、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式起作用，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括实施在工艺流程图、流程图说明和/或框图的框或元素中说明的功能/动作的指令的制品。

[0032] 计算机程序指令还可以被加载到计算机、可编程控制器、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以便在计算机、可编程控制器、其他可编程数据处理装置或其他设备上执行一系列操作步骤来产生计算机实现的过程，使得在计算机、控制处理器、其他可编程数据处理装置或其他设备上执行的指令提供用于实施在工艺流程图、流程图说明、和/或框图的框或元素中说明的功能/动作的过程。

[0033] 现在将参照附图详细描述本公开。图1是描绘了蒸汽压缩系统100的示例性实施方式的过程流程图。如图1中的示例性实施方式所示出的，蒸汽压缩过程100可以包括可以通过流体流动路径102流体地连接的压缩机110、冷凝器140、膨胀阀160和蒸发器170。如图2中的示例性实施方式所示出的，压缩机110可以包括壳体组件111、马达组件120和压缩机构130。压缩机110可以是涡旋压缩机、往复式压缩机、旋转式压缩机、离心式压缩机、任何其他类型的压缩机、多个压缩机的组合或能够压缩流体的设备。在图2的示例性实施方式中，压缩机110是涡旋压缩机。壳体组件111可以包括壳体112、设置在壳体112的一个端部上的基部113、设置在壳体112的另一端部上的端盖114、设置在端盖114中的排出配件115、以及设置在壳体112中的一个或更多个压缩机入口116。壳体112可以是中空柱形的或任何其他形状。

[0034] 如图2中描绘的示例性实施方式所示，压缩机马达组件120可以包括马达定子121、马达转子122、驱动轴123、主轴承124、第二轴承125以及一个或更多个压缩机配重126。马达转子122和压缩机配重126可以与驱动轴123相联接。压缩机配重126可以设置在马达转子122的任一侧或两侧。马达定子121、主轴承124和第二轴承125可以设置在壳体112内。驱动轴123可以设置在第二轴承125中，并且驱动轴123可以从第二轴承125延伸通过马达定子
121使得马达转子122可以与马达定子121对准。驱动轴123可以延伸通过主轴承124并延伸至压缩机构130。

[0035] 压缩机构130可以包括动涡旋件132、定涡旋件136和滑块联轴器139成。动涡旋件132可以设置在驱动轴123的端部上。定涡旋件136可以设置在壳体112内。滑块联轴器139可以联接至定涡旋件136且可以键连接至动涡旋件132，使得动涡旋件132可以相对于定涡旋件136在绕动路径中移动而不相对于定涡旋件136旋转。动涡旋件132和定涡旋件136相配合以限定一个或更多个流体腔131，所述一个或更多个流体腔131的容积可以随着动涡旋件
132相对于定涡旋件完成一绕动而减小。工作流体通过工作流体入口116进入压缩机110并在压缩机构130的外周缘处进入流体腔131。随着动涡旋件132相对于定涡旋件136绕动循环，流体腔131的容积可以减小，由此压缩工作流体、增大工作流体的温度及压力。已压缩的工作流体可以从设置在定涡旋件136的中央部中的排出通道离开压缩机构130并且可以通过排出配件115离开压缩机110。在一些实施方式中，可以在排出通道的出口处设置排出阀。

[0036] 如图1中的示例性实施方式所示，冷凝器140可以设置在压缩机110下游的流体流动路径102中。冷凝器140可以包括一个或更多个冷凝器入口142、一个或更多个冷凝器出口143以及一个或更多个冷凝器热交换器144。工作流体可以通过冷凝器入口142进入冷凝器
140，冷凝器入口142可以与压缩机110的排出配件115流体连通。工作流体可以通过冷凝器热交换器144，其中，当工作流体从汽相冷凝到液相时，热可以从工作流体中除去。冷凝器热交换器144将热从工作流体传递到散热器。在一些示例中，散热器可以是环境空气、水浴或其他合适的散热器。在图1示出的实施方式中，冷凝器热交换器144可以将热传递到环境空气且可以具有一个或更多个冷凝器风扇146，以使环境空气移动通过冷凝器热交换器144。
工作流体可以通过冷凝器出口143离开冷凝器140。

[0037] 膨胀阀160可以设置在冷凝器140下游的流体流动路径102中。膨胀阀160可以包括膨胀阀入口162、膨胀阀出口164和限流器。膨胀阀入口162可以与冷凝器出口143流体连通。膨胀阀出口164可以与蒸发器入口172流体连通。限流器可以阻止液相工作流体通过膨胀阀
160的流动，从而使工作流体的压力下降。

[0038] 蒸发器170可以设置在膨胀阀160下游的流体流动路径102中。蒸发器170可以包括一个或更多个蒸发器入口172、一个或更多个蒸发器出口173以及一个或更多个蒸发器热交换器174。工作流体可以通过蒸发器入口172进入蒸发器170，蒸发器入口172可以与膨胀阀出口164流体连通。工作流体可以通过蒸发器热交换器174，在蒸发器热交换器处，热可以从待冷却的空间中的空气(或者待提供至待冷却的空间的空气)除去并传递至工作流体，这可以使工作流体从液相蒸发到汽相。在一些实施方式中，蒸发器热交换器174可以具有一个或更多个蒸发器鼓风机176，所述一个或更多个蒸发器鼓风机176可以迫使待冷却的空间中的空气(或者待提供至待冷却的空间的空气)穿过蒸发器热交换器174。工作流体可以从蒸发器出口173离开蒸发器170，蒸发器出口173可以与压缩机入口116流体连通。

[0039] 通常，蒸汽压缩系统可以通过将热从待冷却的空间传递至工作流体进行操作。由工作流体吸收的热可以传递到比如空气或水源的散热器。如图1中的示例性实施方式所示，可能处于汽相的工作流体可以通过压缩机入口116进入压缩机110。压缩机110可以对工作流体进行压缩，从而将工作流体的压力增加到压缩机排出压力并增大工作流体的温度。在一些实施方式中，工作流体的温度可以在压缩机排出压力下增大超出工作流体的饱和温度。该过程可以被称为使工作流体过热，这可能导致过热的工作流体。过热的工作流体可以通过排出配件115离开压缩机110，排出配件115可以与冷凝器入口142流体连通。

[0040] 过热的工作流体可以通过冷凝器入口142进入冷凝器140并流过冷凝器热交换器144。在冷凝器热交换器144中，热可以从过热的工作流体被传递，这可以最初导致工作流体的温度在恒定压力下降低直到工作流体达到冷凝器饱和温度为止。冷凝器饱和压力也可以被称为蒸汽压缩系统100的压头或蒸汽压缩系统100的高压侧压力。冷凝器饱和压力可能由于因工作流体流过管道导致的压力损失而稍小于压缩机排出压力。在一些实施方式中，由于工作流体处于汽相，管壁上的阻力小于针对液相工作流体的管壁上的阻力。因此，压力损失可能是最小的，使得人可能认为冷凝器饱和压力与压缩机排出压力大致相同。如图3中的示例实施方式所示出的，工作流体的饱和压力可以对应于工作流体的饱和温度，使得冷凝器饱和压力可以由冷凝器饱和温度来确定。

[0041] 在一些与图1中示出的实施方式类似的实施方式中，可以用风扇使环境空气穿过冷凝器热交换器，这可以至少通过对流热传递将热从冷凝器热交换器144的表面以及工作流体除去并且可以将除去的热传送到可以是大气的散热器。在另一些实施方式中，可以使用水源将热从冷凝器热交换器144除去。一旦工作流体达到饱和温度，工作流体的至少一部分就可以从汽相冷凝到液相且可以排出蒸发潜热，蒸发潜热可以通过冷凝器热交换器144传递到散热器。在一些示例性实施方式中，冷凝器热交换器144可以在工作流体已经被冷凝到液态之后继续将热从工作流体中除去，由此将工作流体低温冷却至低于工作流体的饱和温度的温度。工作流体的压力在冷凝器140中可以保持基本恒定。液相工作流体可以从冷凝器出口143离开冷凝器140。

[0042] 在图1的示例性实施方式中，设置在冷凝器140下游的膨胀阀160可以降低液相工作流体的压力。液相工作流体可以通过膨胀阀入口162进入膨胀阀160，膨胀阀入口162可以与冷凝器出口143流体连通。膨胀阀160可以限制工作流体的流动，从而导致横跨膨胀阀的压力降。压力降可以将液相工作流体的压力降低到低压侧压力。低压侧压力可以与蒸发器170中的饱和压力大致相同。在一些实施方式中，工作流体的压力的降低可以导致工作流体的温度的降低。在另一些实施方式中，压力降可以使液相工作流体的压力降低到饱和压力以下，这可能导致工作流体的部分蒸发。工作流体可以通过膨胀阀出口164离开膨胀阀160。

[0043] 如图1中的示例性实施方式所示出的，蒸发器170可以设置在膨胀阀160下游的流体流动路径102中。工作流体可以通过蒸发器入口172进入蒸发器170，蒸发器入口172可以与膨胀阀出口164流体连通。工作流体可以在恒定的蒸发器饱和压力下通过蒸发器热交换器174。蒸发器饱和压力可以是蒸汽压缩系统的低压侧压力。由于因工作流体流过从蒸发器到压缩机的流体连接件的流体流动引起的压力下降，蒸发器饱和压力可能稍大于压缩机入口116处的吸入压力。在汽相工作流体的情况下，压力降可以是非实质的，使得蒸发器饱和压力可以与压缩机110的吸入压力大致相同。

[0044] 在蒸发器170中，热可以通过使空气从待冷却的空间穿过蒸发器热交换器174而被传递到工作流体。在一些示例性实施方式中，从空气传递至工作流体的热的量可以与在待冷却的空间内的空气的温度与蒸发器饱和温度之间的温度差成正比。在一些实施方式中，工作流体可以以低于饱和温度的温度进入蒸发器热交换器174，使得由蒸发器热交换器中的工作流体吸收的热首先可以将工作流体的温度升高到与蒸发器170中的低压侧压力相对应的蒸发器饱和度温度。在另一些实施方式中，进入蒸发器170的工作流体的状态(例如，温度和压力)可以与蒸发器饱和温度及蒸发器饱和压力大致相同，使得来自工作流体的热损失(即，从待冷却的空间中的空气吸收的热)致使工作流体从液相蒸发至汽相。在蒸发器热交换器174中，工作流体可以蒸发，从而从液相变成气态。在一些示例性实施方式中，由工作流体从待冷却的空间内的空气吸收的热可以与工作流体的蒸发潜热大致相等。从待冷却的空间内的空气吸收的热可以致使空间内的温度降低，从而实际上使空间冷却。

[0045] 可能基本上处于汽相的工作流体可通过蒸发器出口173离开蒸发器170，蒸发器出口173可以与压缩机入口116流体连通。在一些实施方式中，离开蒸发器170的工作流体可以处于与蒸发器饱和温度和蒸发器饱和压力大致相等的温度及压力。在另一些实施方式中，工作流体可能使蒸发器170处于过热状态，其中，工作流体压力可以与蒸发器饱和压力大致相等，并且工作流体温度可能大于蒸发器饱和温度。

[0046] 为了蒸汽压缩系统100的正常操作，工作流体进入膨胀阀160时可以处于液相。工作流体在冷凝器140中的不完全冷凝可能导致处于汽相的工作流体进入膨胀阀160，这可能降低横跨膨胀阀160的压力降。在该示例中，离开膨胀阀160的工作流体的压力可能较高。由于蒸发器170可以在基本恒定的压力下进行操作，离开膨胀阀160的较高的工作流体压力可能导致较高的蒸发器饱和压力及较高的蒸发器饱和温度。该较高的蒸发器饱和温度可能降低空间中的空气与工作流体之间的温度差，这可能减少传递到工作流体的热。热传递的减少可能降低蒸汽压缩系统100的效率。因此，汽相工作流体通过膨胀阀160可能降低蒸汽压缩系统100的冷却效率。

[0047] 汽相工作流体在膨胀阀入口162处的存在可能归因于冷凝器140中工作流体的不完全冷凝。冷凝器140中的不完全冷凝可能由冷凝器饱和压力可能太低而引起。在冷凝器140中，工作流体的蒸发潜热可以通过将热从工作流体传递到比如大气或水套的散热器来除去。如同蒸发器170，在示例性实施方式中，冷凝器140中的热传递与在工作流体冷凝器饱和温度与散热器的温度之间的温度差成正比。为了将热传递到散热器，冷凝器饱和温度可以高于散热器的温度，使得热能可以流动至较低熵(较低的温度)的区域。较低的冷凝器饱和压力可以对应于较低的冷凝器饱和温度，这会降低冷凝器温度差并减少冷凝器140中的热传递。因此，可能导致冷凝器140中的工作流体的不完全冷凝以及汽相工作流体进入膨胀阀。

[0048] 适当的蒸发器饱和压力及冷凝器饱和压力对于正常的压缩机110操作也很重要。可能太高的蒸发器饱和压力可能导致蒸发器170中的工作流体的不完全蒸发，这可能使液相工作流体通过压缩机入口116进入压缩机110。液相工作流体至压缩机110的引入可能会降低压缩机110的效率，压缩机110可能会消耗能量来完成工作流体的相变。因为压缩机110可能消耗能量来完成相变，则可能对工作流体施加较少的能量以增加压力。这可能导致离开压缩机的较低的压头，较低的压头可能与较低的冷凝器饱和压力、较低的冷凝器饱和温度以及冷凝器140中工作流体的最终不完全冷凝相对应。这可能导致汽相工作流体通过膨胀阀160，这可能导致先前讨论的蒸发器低效率。

[0049] 为了适当地操作，蒸汽压缩系统100可以维持冷凝器饱和压力与蒸发器饱和压力之间的压力差，该压力差可以大于最小压力差。图3描绘了用于特定工作流体的压缩机操作包络线(operating envelope)的示例性实施方式的曲线图。如图3中的示例实施方式所示，可接受的操作状态可以表示为针对使用特定工作流体的特定蒸汽压缩系统100的操作包络线190。在示例性实施方式中，工作流体可以是制冷剂并且可以被选择用于特定的热力学性质。图3示出了用于特定蒸汽压缩系统中的特定工作流体的操作包络线190的示例实施方式。操作包络线190可以在冷凝器饱和压力194相对蒸发器饱和压力192的曲线图上示出，其中，冷凝器饱和压力194可以代表冷凝器中的饱和状态，并且蒸发器饱和压力192可以代表蒸发器中的饱和状态。冷凝器中的饱和状态可以是高压侧状态，并且蒸发器中的饱和状态可以是低压侧状态。基本上在操作包络线190内的状态可以产生蒸汽压缩系统的正常操作，并且基本上在操作包络线190外的状态可能导致不能操作(或功能差的)的蒸汽压缩系统。

[0050] 底部分布线(bottom profile)196可以表示操作包络线190的最有效部分。底部分布线196可以限定操作包络线190的最低冷凝器饱和压力194。沿着操作包络线190的底部分布线196，压缩机马达可能需要较少的转数来达到较低的冷凝器饱和压力194，这可以产生能量消耗的减少和能量效率的增加。底部分布线196可以通过等式或如图3所示的图形形式表示在查找表中。底部分布线196也可以以高压侧状态对低压侧状态的形式来表示。

[0051] 操作包络线190可能受工作流体的选择的影响以及受到蒸发器170、冷凝器140和膨胀阀150的特性的影响。如图4中的示例性操作包络线所示出的，改变工作流体可能改变蒸汽压缩系统100的操作包络线190。操作包络线190的示例可以在冷凝器饱和压力194相对蒸发器饱和压力192的曲线图上示出，其中，冷凝器饱和压力194可以代表冷凝器140中的饱和状态并且蒸发器饱和压力192可以代表蒸发器170中的饱和状态。这可能是因不同工作流体的热力学性质的差异而引起的。操作包络线190还可能受到蒸发器170和冷凝器140的特性的影响。在一些示例性实施方式中，冷凝器140和蒸发器170两者中的传热速率可以与热交换器144、174的表面积成正比。

[0052] 在示例性实施方式中，可以控制蒸汽压缩系统100的高压侧状态，使得蒸汽压缩系统100可以在操作包络线190的底部分布线196附近进行操作，这可以使压缩机110的能量效率最大化。如图5中的示例性实施方式所示出的，蒸汽压缩系统202的高压侧状态可以通过使用压头控制系统200来控制。如先前所述，蒸汽压缩系统202可以包括全部通过流体流动路径203流体连接的压缩机210、冷凝器220、膨胀阀206和蒸发器250。在示例性实施方式中，压头控制系统200可以包括全部通过网络242连接的与蒸汽压缩系统200的高压侧204相关联的高压侧状态传感器230、与蒸汽压缩系统200的低压侧205相关联的低压侧状态传感器232、信息存储设备244、控制设备248、能够运行程序300的指令的可编程控制器240。

[0053] 如图5中的示例性实施方式所示出的，高压侧状态传感器230可以与蒸汽压缩系统202的高压侧204相关联。蒸汽压缩系统202的高压侧204可以从压缩机210的压缩机构213的出口延伸至膨胀阀入口207并且可以包括冷凝器220和压缩机排出配件212。高压侧状态传感器230可以测量冷凝器220中的高压侧状态、冷凝器热交换器226中的高压侧状态、压缩机构213与压缩机排出配件212之间的高压侧状态、压缩机排出配件212与冷凝器入口224之间的高压侧状态、和/或冷凝器出口225与膨胀阀入口207之间的高压侧状态。在一些与图5中的示例性实施方式类似的实施方式中，高压侧状态传感器230可以定位成大致在中途通过冷凝器热交换器226。在另一些实施方式中，高压侧状态传感器230可以大致关联在压缩机排出配件212附近。在另一些实施方式中，高压侧状态传感器230可以大致关联在膨胀阀入口207附近。在示例性实施方式中，高压侧状态传感器230可以通过网络242连接至控制器
240。高压侧状态传感器230的示例性实施方式可以产生与高压侧操作状态相对应的电子信号并且可以经由网络242将电子信号传送到控制器240。尽管图5描绘了单个高压侧状态传感器230，另一些示例性实施方式可以包括两个或更多个传感器。

[0054] 高压侧状态传感器230的示例性实施方式可以是压力传感器或温度传感器，然而可以使用其他类型的传感器。为温度传感器的高压侧状态传感器230可以产生与感测位置处的工作流体的温度相对应的电子信号，并且高压侧状态传感器230可以是热敏电阻、热电偶、电阻温度计(RTD)或其他温度传感器或温度变换器。在一个示例中，高压侧状态传感器230可以是沿着冷凝器热交换器226的长度的路径的约三分之二位置处定位的热敏电阻，以测量冷凝器饱和温度。在另一示例中，高压侧状态传感器230可以是沿着冷凝器热交换器
226的长度的约中间位置处定位的热电偶。为压力传感器/变换器的高压侧状态传感器230的示例可以产生与传感器位置处的工作流体的压力相对应的电信号，并且高压侧状态传感器230的示例可以是使用油作为中间腔的MEM(微机电)式、压阻式、电容式、陶瓷电容式、厚膜应变计、薄膜应变计、电磁式、压电式、光学式、电位计式或其他类型的压力传感器/变换器。在一个示例中，高压侧状态传感器230可以是陶瓷电容式压力变换器，该陶瓷电容式压力变换器位于冷凝器入口224与冷凝器出口225之间的距离的约三分之二的位置处、并且测量冷凝器饱和压力。在另一示例中，高压侧状态传感器230可以是压力变换器，该压力变换器是粘合到陶瓷膜并位于压缩机排出配件212附近的厚膜应变计。

[0055] 如图5中的示例性实施方式所示出的，低压侧状态传感器232可以与蒸汽压缩系统202的低压侧205相关联。蒸汽压缩系统202的低压侧205的示例性实施方式可以从膨胀阀出口208延伸至压缩机入口211并且可以包括蒸发器250。低压侧205也可以从压缩机入口212延伸到压缩机构213的入口。低压侧状态传感器232可以测量蒸发器250中的低压侧状态、蒸发器热交换器251中的低压侧状态、膨胀阀出口208与蒸发器入口252之间的低压侧状态、蒸发器出口253与压缩机入口211之间的低压侧状态、和/或压缩机入口211与压缩机构213之间的低压侧状态。在一些与图5中的示例性实施方式类似的实施方式中，低压侧状态传感器
232可以定位成在中途通过蒸发器热交换器251。在另一些实施方式中，低压侧状态传感器
232可以位于压缩机入口配件211附近。在另一些实施方式中，低压侧状态传感器232可以定位在膨胀阀出口208附近。低压侧状态传感器232可以通过网络242与控制器240通信。在示例性实施方式中，低压侧状态传感器232可以产生与低压侧操作状态相对应的电子信号并且可以经由网络242将电子信号传送至控制器240。

[0056] 低压侧状态传感器232的示例性实施方式可以是压力传感器或温度传感器，然而可以使用其他类型的传感器。为温度传感器的低压侧状态传感器232可以产生与感测位置处的工作流体的温度相对应的电子信号，并且低压侧状态传感器232可以是热敏电阻、热电偶、电阻温度计(RTD)或其他温度传感器或温度变换器。在一示例中，低压侧状态传感器232可以是位于蒸发器入口253与蒸发器出口252之间的距离的约三分之二的位置处的热敏电阻、并且可以测量蒸发器饱和温度。在另一示例中，低压侧状态传感器232可以是沿着蒸发器热交换器251的长度的约中间位置处定位的热电偶。在低压侧状态传感器232是压力传感器的示例性实施方式中，低压侧状态传感器232可以产生与传感器位置处的工作流体的压力相对应的电信号，并且低压侧状态传感器232可以是使用油作为中间腔的MEM(微机电)式、压阻式、电容式、陶瓷电容式、厚膜应变计、薄膜应变计、电磁式、压电式、光学式、电位计式或其他类型的压力传感设备。在一示例中，低压侧状态传感器232可以是陶瓷电容式压力变换器，该陶瓷电容式压力变换器沿着蒸发器热交换器251的长度的大致三分之二的位置处定位、并且可以感测冷凝器饱和压力。在另一示例中，低压侧状态传感器230可以是压力变换器，该压力变换器是粘合到陶瓷膜并定位在压缩机入口211附近的薄膜应变计、并且可以测量压缩机210的吸入压力。

[0057] 如图5中的示例性实施方式所示出的，控制器240可以与网络242通信。控制器240可以是能够执行压头控制程序300(图13)，并且控制器240可以是可编程电子控制器、个人计算机、手提计算机、台式计算机，上网本计算机、智能电话或能够执行压头控制程序300且能够经由网络242与其他系统部件通信的任何可编程电子设备。控制器240可以包括压头控制程序300，压头控制程序300可以在本地执行并且可以具有下述能力：从网络242接收高压侧操作状态和低压侧操作状态，将操作状态数据与最佳操作状态进行比较，确定控制输出信号，以及将控制输出信号经由网络242传送至控制设备248。压头控制程序300将在下文进一步详细描述。在一些类似于图5中的示例性实施方式的实施方式中，控制器240可以是可编程电子控制器并且可以包括压头控制程序300。

[0058] 如图5中所示出的，压头控制系统200可以包括存储设备244。在类似于图5中的示例性实施方式的一些实施方式中，存储设备244可以与网络242通信。在类似于图12中的示例性实施方式的另一些实施方式中，存储设备244可以与控制器240集成。存储设备244可以是持久存储器并且可以是计算机可读存储介质。存储装置244还可以包括磁性硬盘驱动器、固态硬盘驱动器、半导体存储设备、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪存或能够存储程序指令或数字信息的任何其他计算机可读存储介质。存储装置244使用的介质也可以是可移动的。示例包括但不局限于可以插入到驱动器中以便转移到也可以是存储设备的一部分的另一计算机可读存储介质上智能卡、可移动硬盘驱动器、光盘和磁盘、拇指驱动器和智能卡，可移动硬盘驱动器、光盘和磁盘、拇指驱动器。

[0059] 存储设备244可以存储与蒸汽压缩系统200的操作包络线和/或压头控制程序或与其相关的任何程序指令相关的数字信息。数字信息可以包括将低压侧操作状态与理论高压侧操作状态相关联的一个或更多个查找表，或者可以包括用于根据低压侧操作状态计算理论高压侧操作状态的一个或更多个公式或算法。查找表中的数字信息可以与压缩机的操作包络线的底部分布线大致相同。

[0060] 如图5中的示例性实施方式所描绘的，高压侧状态传感器230、低压侧状态传感器232、控制器240、存储设备244和控制设备248可以连接至网络242。网络242可以是局域网(LAN)、广域网(WAN)比如因特网或其组合，并且网络242可以包括有线连接、无线连接或光纤连接。通常，网络242可以是将支持压头控制系统200的部件之间通信的连接和协议的任何组合。

[0061] 图6至图11示出了表示存储在存储设备中的查找表中的数字信息的若干个实施方式的操作包络线270和底部分布线272。在类似于图6中的示例性实施方式的一些实施方式中，存储设备可以包括单个查找表，该单个查找表可以包含关于针对特定工作流体的操作包络线270的底部分布线272的数字信息。在类似于图7中的示例性实施方式的另一些实施方式中，存储设备可以包括单个查找表，该单个查找表可以包含关于可以适于一些工作流体的通用底部分布线274的数字信息。在类似于图8中的示例性实施方式的另一些实施方式中，存储设备可以包括一个或更多个查找表，所述一个或更多个查找表可以包含关于一个或更多个通用底部分布线274的数字信息，使得每个通用底部分布线274可以适于一种或更多种特定工作流体。在类似于图9中的示例性实施方式的另一些实施方式中，存储设备可以包括多个查找表，其中，每个查找表包括关于针对特定工作流体的操作包络线270的底部分布线272的数字信息。在这些实施方式中，针对特定工作流体的底部分布线272可以在安装时被选择、并且可以在工作流体类型改变的情况下改变。在类似于图10中的示例性实施方式的另一些实施方式中，存储设备可以包括一个或更多个查找表以及一个或更多个最小冷凝条件276，其中，所述一个或更多个查找表可以包含用于特定工作流体的底部分布线272的数字信息并且最小冷凝条件276可以是恒定值。在类似于图11中的示例性实施方式的另一些实施方式中，存储设备可以包括一个或更多个查找表，其中，所述一个或更多个查找表中的一些查找表包含关于特定工作流体的底部分布线272的数字信息并且另一些查找表包含表示最小微分函数278的数字信息，最小微分函数278可以将一种或更多种工作流体的底部分布线272建模为单个函数。在一些实施方式中，最小微分函数278可以与高压侧操作状态对低压侧操作状态的线性函数大致相同。上述查找表中的任一者可以作为能够由压头控制程序300和/或压头控制程序400使用的一个或更多个公式、函数、算法和/或任何其他形式的电子信息存储在存储设备中。

[0062] 如图5中所示出的，压头控制系统200可以包括可以用于影响高压侧操作状态的一个或更多个控制设备248。控制设备248可以连接至网络242且可以配置成经由网络242接收来自控制器240的控制输出并基于所述控制输出来调节控制设备操作状态。在一些实施方式中，控制设备248可以经由网络242将控制设备操作状态传送回控制器240。控制设备248可以是冷凝器风扇、设置在高压侧的电子阀或机械阀、压缩机控制电子装置、冷凝器旁路系统、其他控制设备和/或上述设备的任意组合。在类似于图5中的示例性实施方式的一些实施方式中，控制设备248可以是一个或更多个冷凝器风扇222，所述一个或更多个冷凝器风扇222配置成经由网络242接收来自控制器240的控制输出并且基于该控制输出调节控制设备操作状态，其中，所述控制设备操作状态为风扇速度。在这些实施方式中，太低的高压侧操作状态可能导致冷凝器风扇222的速度降低以减少冷凝器220的热传递。同样地，对于太高的高压侧操作状态而言，冷凝器风扇222的速度可以增大以增大从工作流体传递出的热。

[0063] 在类似于图12中的示例性实施方式的另一些实施方式中，控制设备248可以是控制阀260，控制阀260设置在蒸汽压缩系统202的高压侧204中。控制阀260可以连接至网络242并且可以经由网络242接收来自控制器240的控制输出。控制阀260可以是能够沿着最小打开位置与最大打开位置之间的连续的位置进行可变的定位。控制设备操作状态可以是阀位置。在这些实施方式的一些实施方式中，控制阀260设置在压缩机排出配件212与冷凝器入口224之间并且可以限制汽相工作流体到冷凝器220中的流动，由此产生横跨阀的减小压头及相应的高压侧操作状态的压力降。在这些实施方式中的一些实施方式中，控制阀260可以定位在冷凝器出口225与膨胀阀入口207之间并且可以限制离开冷凝器220的液相工作流体的流动。该限制可以使得液相工作流体返回到冷凝器热交换器226中，这可以增加冷凝器
220中的压力。在另一些实施方式中，控制阀260可以与反馈回路相关联，所述反馈回路将液相工作流体从冷凝器出口225与膨胀阀入口207之间的流动路径除去并将液相工作流体输送至冷凝器入口224。这些实施方式还可以使液相工作流体返回到冷凝器220中并增加冷凝器220中的压力。

[0064] 在类似于图12中的第二示例性实施方式的另一些实施方式中，控制设备248可以是压缩机控制电子装置216，压缩机控制电子装置216可以控制压缩机210的操作。压缩机控制电子装置216可以连接至网络242并且可以经由网络242接收来自控制器240的控制输出。在一些实施方式中，压缩机控制电子装置216可以配置成在高设定点处启动压缩机210并在低设定点处停止压缩机210，使得压缩机210响应于需求而循环打开和关闭。通过网络242接收的控制输出可以改变高设定点，从而使蒸汽压缩系统202的高压侧操作状态发生改变。压缩机电子装置216还可以配置成定时操作，其中，压缩机210运行一特定的运行时间然后关闭一特定的关闭时间。通过网络242接收的控制输出可以改变压缩机210的运行时间及关闭时间，由此产生高压侧操作状态中相应的改变。在另一些实施方式中，压缩机210可以是变速压缩机并且可以具有能够使压缩机210的速度沿着从最小速度到最大速度的连续体变化的压缩机控制电子装置216。在这些实施方式中，通过网络接收到的控制输出可以改变压缩机210的速度，由此改变蒸汽压缩系统202的高压侧操作状态。在另一些示例性实施方式中，可以使用其他设备和方案来影响蒸汽压缩系统202的高压侧操作状态。控制设备的上述实施方式仅提供本公开的说明性实施方式并且不意在暗示对可以用来影响蒸汽压缩系统202的高压侧操作状态的控制设备248的类型或性质的任何限制。

[0065] 如图12中的示例性实施方式所描绘的，高压侧状态传感器230、低压侧状态传感器232、控制器240、存储设备244和控制设备可以连接到网络242。网络242可以是局域网(LAN)、广域网(WAN)比如因特网、或其组合，并且网络242可以包括有线连接、无线连接或光纤连接。通常，网络242可以是将支持压头控制系统200的部件之间通信的连接和协议的任意组合。

[0066] 图13是描述了根据本公开的实施方式的用于对蒸汽压缩系统的高压侧操作状态进行控制的压头控制程序300的操作步骤的流程图。在步骤310中，压头控制程序300接收与蒸汽压缩系统200的操作状态有关的数据。在一些示例性实施方式中，压头控制程序从低压侧状态传感器接收低压侧操作状态并从高压侧状态传感器接收高压侧操作状态。在一些实施方式中，压头控制程序300还可以经由网络接收来自控制设备的控制设备操作状态。在步骤320中，压头控制程序300确定与低压侧操作状态对应的理论高压侧操作状态。在一些实施方式中，压头控制程序300可以通过访问和利用存储在存储设备244中的查找表来确定理论高压侧操作状态，该查找表与对应于低压侧操作状态的理论高压侧操作状态关联。在另一些实施方式中，压头控制程序300通过使用相关公式根据低压侧操作状态计算理论高压侧操作状态来确定理论高压侧操作状态。在一些实施方式中，压头控制程序300可以确定所计算的理论高压侧操作状态低于阈值。因此，压头操作控制程序300可以确定理论高压侧操作状态可能不低于该预定阈值。

[0067] 在步骤330中，压头控制程序300通过将理论高压侧操作状态与高压侧操作状态进行比较来确定高压侧差。可以由压头控制程序300进行比较的操作状态的一些示例包括但不局限于：风扇速度、风扇是否正在运行、阀设定调节等。在一些实施方式中，压头控制程序300可以执行操作以尽力使高压侧操作状态更接近于理论高压侧状态。在步骤340中，压头控制程序300使用控制算法确定控制输出。通过使用控制算法，压头控制程序根据高压侧差计算控制输出。在可以由压头控制程序300进行比较的操作状态的一些示例中，包括但不限于：风扇速度、风扇是否正在运行、阀设定调节等。在一些实施方式中，压头控制程序300可以执行操作以尽力使高压侧操作状态更接近于理论高压侧状态。在一示例中，如果高压侧操作状态高于理论高压侧操作状态，则压头控制程序300可以执行使操作状态朝着理论高压侧操作状态降低的操作。在一示例中，如果高压侧操作状态低于理论高压侧操作状态，则压头控制程序300可以执行使操作状态朝着理论高压侧操作状态升高的操作。在步骤350中，压头控制程序300经由网络将控制输出传送到一个或更多个控制设备。在示例性实施方式中，一旦压头控制程序300传送控制输出，则压头控制程序返回到步骤310并且在蒸汽压缩系统的操作期间重复上述步骤。

[0068] 本公开还可以表示为用于对蒸汽压缩系统的压头进行控制的方法。图14描绘了压头控制程序400的示例性实施方式用以对蒸汽压缩系统的压头进行控制。在步骤410中，压头控制程序接收低压侧操作状态。在示例性实施方式中，低压侧操作状态在蒸汽压缩系统的低压侧中通过低压侧状态传感器232进行测量。在示例性实施方式中，步骤410可以通过先前所述的设备中的任一者并且在以上提到的蒸汽压缩系统的低压侧中的位置中的任一位置处实现。在一示例中，与蒸汽压缩系统的低压侧相关联的低压侧状态传感器232测量低压侧操作状态并通过网络242将低压侧操作状态传送至控制器240。在步骤420中，压头控制程序接收高压侧操作状态。在示例性实施方式中，高压侧操作状态在蒸汽压缩系统的高压侧中通过高压侧状态传感器230进行测量。在示例性实施方式中，步骤420可以通过先前所述的设备中的任一者以及在以上提到的蒸汽压缩系统的高压侧中的位置中的任一位置处实现。在一示例中，与蒸汽压缩系统的高压侧相关联的高压侧状态传感器230测量高压侧操作状态并通过网络242将高压侧操作状态传送至控制器240。

[0069] 在步骤430中，压头控制程序400确定理论高压侧操作状态。在示例性实施方式中，理论高压侧操作状态可以通过在包含将理论高压侧操作状态与测量步骤410中测量的低压侧操作状态相关联的信息的查找表中查找来确定。在一些实施方式中，查找表可以包含与用于特定工作流体的压缩机操作包络线的底部分布线大致相同的信息。在另一些实施方式中，查找表可以包含与可以适于多种特定工作流体的通用底部分布线大致相同的信息。在另一些实施方式中，查找表可以包含恒定的最小冷凝条件。在另一些实施方式中，查找表可以包含最小操作状态差，该最小操作状态差可以是针对一种或更多种特定工作流体的操作包络线的底部分布线的线性相关关系。高压侧操作状态还可以使用一个或更多个公式、函数或算法来进行计算。在一些实施方式中，压头控制程序400可以确定计算出的理论高压侧操作状态低于阈值。因此，压头操作控制程序400可以确定理论高压侧操作状态可能不低于该预定阈值。

[0070] 在步骤440中，压头控制程序400对理论高压侧操作状态与在步骤420中测量的高压侧操作状态之间的差进行比较。理论高压侧操作状态与在步骤420中测量的高压侧操作状态的比较结果可以是理论高压侧操作状态与高压侧操作状态之间的差。在步骤450中，压头控制程序400通过比较理论高压侧操作状态与步骤440所得到的高压侧操作状态之间的差来确定可以对蒸汽压缩系统进行调节以使高压侧操作状态更接近于理论高压侧操作位置。在一些实施方式中，由步骤440所得到的调节可以是控制输出的形式，该控制输出可以被传送到配置成影响蒸汽压缩系统的高压侧状态的控制设备。在一示例中，压头控制程序400可以通过网络242对控制设备248发送通信，该通信包括配置成影响蒸汽压缩系统的高压侧状态的控制输出的形式，例如但不局限于影响与高压侧有关的性能因素。

[0071] 在步骤460中，由步骤450所得到的调节可以在蒸汽压缩系统中实施以使高压侧操作状态更接近于理论高压侧操作状态。步骤460中的调节可以通过设置在蒸汽压缩系统的高压侧中的一个或更多个控制设备来实现，使得控制设备可以影响高压侧操作状态。控制设备可以是先前所述设备中的任一者或任何其他合适的控制设备。

[0072] 在示例性实施方式中，压头控制程序400的步骤可以以预定间隔重复，以对蒸汽压缩系统进行持续控制。在另一些示例性实施方式中，压头控制程序400的步骤可以在蒸汽压缩系统的操作期间不断进行。

[0073] 图15描绘了根据本公开的说明性实施方式的用于压头控制系统的控制器500的部件的框图。应当理解的是，图15仅提供了一个实施例的说明并且不意在对可以实现不同实施方式的环境进行任何限制。可以对所描绘的环境进行许多修改。

[0074] 控制器500包括通信结构(communication fabric)502，通信结构502提供控制器处理器(多个控制器处理器)504、存储器506、持久存储器508、通信单元510以及输入/输出(I/O)接口(多个接口)512之间的通信。通信结构502可以通过设计成用于在处理器(微处理器、通信和网络处理器等)、系统存储器、外围设备以及系统内的任何其他硬件部件之间传递数据和/或控制信息的任何架构来实现。例如，通信结构502可以通过一个或更多个总线来实现。

[0075] 存储器506和持久存储器508是计算机可读存储介质。在该实施方式中，存储器506包括随机存取存储器(RAM)514和高速缓冲存储器516。通常，存储器506可以包括任何合适的易失性或非易失性计算机可读存储介质。

[0076] 压头控制程序300和/或压头控制程序400经由存储器506的一个或更多个模块存储在持久存储器508中，以由相应的计算机处理器504中的一者或更多者来执行。在该实施方式中，持久存储器508包括磁性硬盘驱动器。替代性地或除了磁性硬盘驱动器之外，持久存储器508可以包括固态硬盘驱动器、半导体存储设备、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪存或能够存储程序指令或数字信息的任何其他的计算机可读存储介质。

[0077] 由持久存储器508使用的介质也可以是可移动的。例如，可移动硬盘驱动器可以用于持久存储器508。其他示例包括可以插入到驱动器中以便转移到也是持久存储器508的一部分的另一计算机可读存储介质上的智能卡、光盘和磁盘以及拇指驱动器。

[0078] 在这些示例中，通信单元510提供与包括高压侧状态传感器、低压侧状态传感器和控制设备的其他数据处理系统或设备的通信。在这些示例中，通信单元510包括一个或更多个网络接口卡。通信单元510可以通过使用物理通信链路和无线通信链路中的一者或两者提供通信。压头控制程序300可以通过通信单元510下载到持久存储器508。

[0079] I/O接口(多个I/O接口)512允许通过可以连接至控制器502的其他设备进行数据的输入及输出。例如，I/O接口512可以提供至比如键盘、小型键盘、触摸屏的外部设备518和/或一些其他的合适的输入设备的连接。外部设备518还可以包括便携式计算机可读存储介质，如例如拇指驱动器、便携式光盘或磁盘、以及存储卡。用于实践本公开的实施方式的软件和数据例如压头控制程序300可以存储在这种便携式计算机可读存储介质上并且可以经由I/O接口(多个I/O接口)512加载到持久存储器508上。I/O接口(多个I/O接口)512还连接至显示器520。

[0080] 显示器520提供了向用户显示数据的机器并且可以是例如计算机显示器。

[0081] 本文描述的程序基于在本公开的具体实施方式中实现的应用来识别。然而，应当理解的是，本文中的任何特定程序命名仅是为了方便而使用，因而，本公开不应当局限于仅在由这些命名来识别和/或暗示的任何特定应用中使用。

[0082] 附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各个实施方式的系统、方法和计算机程序产品的可能的实施方式的架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个框可以表示代码的部分、模块或区段，所述代码的部分、模块或区段包括用于实现指定的逻辑功能(多个功能)的一个或更多个可执行指令。还应当注意的是，在一些替代性实施方案中，框中指出的功能可能不按附图中指出的顺序出现。例如，依次示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者所述框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还将注意到，框图和/或流程图说明的每个框和框图和/或流程图说明中的框的组合可以由执行指定功能或动作的特殊用途的基于硬件的系统、或特殊用途的硬件和计算机指令的组合实现。

[0083] 在本申请中，术语“控制器”可以用术语“电路”替代。术语模块可以指下述部件、作为下述部件的一部分或包括下述部件：特定应用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享的、专用的或群组的)；存储由处理器执行的代码的存储电路(共享的、专用的或群组的)；提供所述功能的其他合适的硬件部件；或例如在片上系统中的上述的一些或全部的组合。

[0084] 如上文所使用的术语代码可以包括软件、固件和/或微代码并且可以指代程序、例程、功能、类、数据结构和/或对象。术语共享的处理器电路包括执行来自多个模块的一些代码或所有代码的单个处理器电路。术语群组的处理器电路包括与附加的处理器电路结合来执行来自一个或更多个模块的一些代码或全部代码的处理器电路。术语共享的存储器电路包括存储来自多个模块的一些代码或所有代码的单个存储器电路。术语群组的存储器电路包括与附加的存储器结合存储来自一个或更多个模块的一些代码或所有代码的存储器电路。

[0085] 术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文所使用的术语计算机可读介质不包括通过介质(比如在载波上)传播的暂时的电信号或电磁信号；术语计算机可读介质可以因此被认为是有形的和非暂时的。非暂时的、有形的计算机可读介质的非限制性示例为非易失性存储器电路(比如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只读存储器电路)、易失性存储器电路(比如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(比如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)和光学存储介质(比如CD、DVD或蓝光光盘)。

[0086] 本申请中描述的装置及方法可以由通过将通用计算机配置成执行包含在计算机程序中的一个或更多个特定功能而形成的专用计算机来部分地实现或完全实现。以上的功能框、流程图元素和描述作为软件说明能够通过熟练的技术人员或程序员的常规作业转换成计算机程序。

[0087] 示例及实施方式的前述描述旨在说明和描述本公开的主题、并且不意在是穷举的论述或旨在限制本公开。具体实施方式的元件和特征可以不局限于该实施方式而是可以互换、并且可以在另一些实施方式中使用，即使在那些实施方式中没有具体说明也是如此。具体实施方式也可以通过包含来自其他实施方式的元件及特征来改变而非意在局限于具体说明的元件。这种变型旨在被包括在本公开的范围内并且不被认为是背离本公开的主题。