CN103968629A - 降膜式冷水机组及其调节方法 - Google Patents

降膜式冷水机组及其调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种降膜式冷水机组的调节方法，包括步骤：1）降膜式冷水机组开机，压缩机启动，检测当前工况下蒸发温度To、冷凝温度Tc、排气温度Ta和压缩机负荷Q；2）由T1=Ta-Tc计算排气过热度T1，由T2=（d+a1×To+b1×Tc+a2×To 2+b2×Tc 2+c2×Tc×To+a3×To 3+b3×Tc 3）×Q计算最佳排气过热度T2，且15℃≤T2≤25℃；3）由ΔT=T1-T2计算排气过热度偏差ΔT，当ΔT>0时，增大电子膨胀阀开度，当ΔT=0时，维持电子膨胀阀开度不变，当ΔT<0时，减小电子膨胀阀开度。本发明提供的调节方法，提高对降膜式蒸发器的调节，使其工作效果提高，有效避免了换热管干蒸或带液运行的情况，进而提高了降膜式冷水机组的运行可靠性。本发明还提供了一种降膜式冷水机组。

Description

降膜式冷水机组及其调节方法
技术领域
本发明涉及降膜式冷水机组技术领域，更具体地说，涉及一种降膜式冷水机组的调节方法及降膜式冷水机组。
背景技术
为了响应国家节能减排政策的号召，提高冷水机组的能效比已成为冷水机组的发展趋势。目前，大部分冷水机组采用降膜式蒸发器以提高机组的能效比。
市场上常见的冷水机组中，对降膜式蒸发器采用固定排气过热度和固定液位的控制方法。但是，冷水机组在不同的工况或者负荷下，机组的最佳排气过热度和最佳液位不同。而降膜式蒸发器采用固定排气过热度固定液位的控制方法不利于在不同的工况或者负荷下发挥其最佳效果，使得降膜式蒸发器采的换热效果较低，甚至出现换热管干蒸或者机组带液运行的情况，严重影响机组的可靠性。
综上所述，如何提高降膜式蒸发器采的换热效果，以提高冷水机组运行的可靠性，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种降膜式冷水机组的调节方法，提高降膜式蒸发器采的换热效果，以提高冷水机组运行的可靠性。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种降膜式冷水机组的调节方法，包括步骤：
1）在所述降膜式冷水机组开机运行时，所述降膜式冷水机组的压缩机启动，检测当前工况下的蒸发温度To、冷凝温度Tc、排气温度Ta和所述压缩机的压缩机负荷Q；
2）由公式T1=Ta-Tc计算所述降膜式冷水机组的排气过热度T1，
由公式T2=（d+a1×To+b1×Tc+a2×To 2+b2×Tc 2+c2×Tc×To+a3×To 3+b3×Tc 3）×Q计算所述降膜式冷水机组的最佳排气过热度T2，且15℃≤T2≤25℃，d、a1、b1、a2、b2、c2、a3和b3为系数；
3）由公式ΔT=T1-T2计算排气过热度偏差ΔT，
当ΔT>0时，增大所述电子膨胀阀的开度，
当ΔT=0时，维持所述电子膨胀阀的开度不变，
当ΔT<0时，减小所述电子膨胀阀的开度。
优选地，所述步骤1）具体为，在所述降膜式冷水机组开机运行时，所述压缩机启动运行预设时间t1后，检测当前工况下的蒸发温度To、冷凝温度Tc、排气温度Ta和所述压缩机的压缩机负荷Q。
优选地，所述步骤2）中，当计算所得的T2小于15℃时，则取T2为15℃，当计算所得的T2满足15℃≤T2≤25℃时，则取T2为计算值，当计算所得的T2大于25℃时，则取T2为25℃。
优选地，所述步骤3）中当ΔT>0时，增大所述电子膨胀阀的开度后，还包括步骤4）：检测所述降膜式蒸发器的壳管内的液位，
当液位处于高位时开启引射电磁阀；
当液位处于低位时关闭引射电磁阀。
优选地，所述步骤1）之后还包括步骤4）：检测所述降膜式蒸发器的壳管内的液位，
当液位处于高位时开启引射电磁阀；
当液位处于低位时关闭引射电磁阀。
优选地，所述步骤3）中，减小所述电子膨胀阀的开度，具体为将所述电子膨胀阀的开度减小其电子膨胀阀总步数的20%~100%；增大所述电子膨胀阀的开度，具体为将所述电子膨胀阀的开度增大其电子膨胀阀总步数的20%~100%。
本发明还提供了一种降膜式冷水机组，包括压缩机、电子膨胀阀和降膜式蒸发器，还包括：
第一检测单元，用于检测所述降膜式冷水机组开机运行时的蒸发温度To、冷凝温度Tc、排气温度Ta和所述压缩机的压缩机负荷Q；
第一处理单元，用于由公式T1=Ta-Tc计算所述降膜式冷水机组的排气过热度T1；
第二处理单元，用于由公式T2=（d+a1×To+b1×Tc+a2×To 2+b2×Tc 2+c2×Tc×To+a3×To 3+b3×Tc 3）×Q计算所述降膜式冷水机组的最佳排气过热度T2，且15℃≤T2≤25℃，d、a1、b1、a2、b2、c2、a3和b3为系数；
第三处理单元，由ΔT=T1-T2计算排气过热度偏差ΔT；
第一控制单元，用于当ΔT>0时，增大所述电子膨胀阀的开度，当ΔT=0时，维持所述电子膨胀阀的开度不变，当ΔT<0时，减小所述电子膨胀阀的开度。
优选地，所述第二处理单元计算所得的所述最佳排气过热度T2小于15℃时，则取T2为15℃，当计算所得的T2满足15℃≤T2≤25℃时，则取T2为计算值，当计算所得的T2大于25℃时，则取T2为25℃。
优选地，还包括：
第二检测单元，用于检测所述降膜式蒸发器的壳管内的液位；
第二控制单元，用于在所述壳管内的液位处于高位时，开启所述降膜式冷水机组的所述引射电磁阀，在所述壳管内的液位处于低位时，关闭所述降膜式冷水机组的所述引射电磁阀。
优选地，所述第一控制单元在减小所述电子膨胀阀的开度时，控制所述电子膨胀阀的开度减小其电子膨胀阀总步数的20%~100%；在增大所述电子膨胀阀的开度时，控制所述电子膨胀阀的开度增大其电子膨胀阀总步数的20%~100%。
本发明提供的降膜式冷水机组的调节方法，根据降膜式冷水机组开机运行时检测当前工况下的蒸发温度To、冷凝温度Tc、排气温度Ta和压缩机负荷Q，获得排气过热度T1及最佳排气过热度T2，并根据由排气过热度T1减去最佳排气过热度T2得出的排气过热度偏差ΔT控制电子膨胀阀的开度以适应不同工况及压缩机负荷Q时对电子膨胀阀的开度的调节，以提高对降膜式蒸发器的调节，使其工作效果提高，有效避免了降膜式蒸发器的换热管干蒸或降膜式冷水机组带液运行的情况，进而提高了降膜式冷水机组的运行可靠性。
由于本发明提供的降膜式冷水机组，是基于上述提供的降膜式冷水机组的调节方法提供的，因此本发明提供的降膜式冷水机组具有上述降膜式冷水机组的调节方法的全部技术效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的降膜式冷水机组的调节方法的第一种流程示意图；
图2为本发明实施例提供的降膜式冷水机组的调节方法的第二种流程示意图；
图3为本发明实施例提供的降膜式冷水机组的结构示意图。
上图3中：
压缩机1、电子膨胀阀2、降膜式蒸发器3、引射电磁阀4、回油电磁阀5、储液器6、翅片7、油分离器8、气液分离器9和干燥过滤器10。
具体实施方式
本发明提供了一种降膜式冷水机组的调节方法，提高降膜式蒸发器采的换热效果，以提高冷水机组运行的可靠性。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考附图1和图2，图1为本发明第一实施例提供的降膜式冷水机组的调节方法的流程示意图；图2为本发明第二实施例提供的降膜式冷水机组的调节方法的流程示意图。
本发明实施例提供的降膜式冷水机组的调节方法，包括：
一种降膜式冷水机组的调节方法，其特征在于，包括步骤：
步骤S1：在降膜式冷水机组开机运行时，降膜式冷水机组的压缩机启动，检测当前工况下的蒸发温度To、冷凝温度Tc、排气温度Ta和压缩机的压缩机负荷Q；
检测当前工况下的蒸发温度To、冷凝温度Tc、排气温度Ta和压缩机的压缩机负荷Q，其中，通过测得的压缩机电流值计算得出压缩机负荷Q。
步骤S2：由公式T1=Ta-Tc计算降膜式冷水机组的排气过热度T1；由公式T2=（d+a1×To+b1×Tc+a2×To 2+b2×Tc 2+c2×Tc×To+a3×To 3+b3×Tc 3）×Q计算降膜式冷水机组的最佳排气过热度T2，且15℃≤T2≤25℃，d、a1、b1、a2、b2、c2、a3和b3为系数，；
由步骤S1中检测得出的冷凝温度Tc和排气温度Ta得出排气过热度T1并由T2=（d+a1×To+b1×Tc+a2×To 2+b2×Tc 2+c2×Tc×To+a3×To 3+b3×Tc 3）×Q及步骤S1中检测得出的蒸发温度To、冷凝温度Tc和压缩机负荷Q得出最佳排气过热度T2。d、a1、b1、a2、b2、c2、a3和b3为系数，由不同工况的试验确定，并使最佳排气过热度T2满足15℃≤T2≤25℃；
可根据不同工况在15℃~25℃内选取最佳排气过热度T2，检测测试用降膜式冷水机组的蒸发温度To、冷凝温度Tc、排气温度Ta和压缩机负荷Q，并根据公式T2=d+a1×To+b1×Tc+a2×To 2+b2×Tc 2+c2×Tc×To+a3×To 3+b3×Tc 3×Q得出d、a1、b1、a2、b2、c2、a3和b3的值，以应用到降膜式冷水机组内。
优选地，d的取值范围是0.5~6，a1的取值范围是-5~1，b1的取值范围是0.01~3，a2的取值范围是-1~2，b2的取值范围是-3~2，c2的取值范围是-1~2.5，a3的取值范围是-1~1，b3的取值范围是-1~1。
步骤S3：由公式ΔT=T1-T2计算排气过热度偏差ΔT，当ΔT>0时，增大电子膨胀阀的开度，当ΔT=0时，维持电子膨胀阀的开度不变，当ΔT<0时，减小电子膨胀阀的开度，上述3种情况的电子膨胀阀每10秒改变一次开度。
本发明实施例提供的降膜式冷水机组的调节方法，根据降膜式冷水机组开机运行时检测当前工况下的蒸发温度To、冷凝温度Tc、排气温度Ta和压缩机负荷Q，获得排气过热度T1及最佳排气过热度T2，并根据由排气过热度T1减去最佳排气过热度T2得出的排气过热度偏差ΔT控制电子膨胀阀的开度以适应不同工况及压缩机负荷Q时对电子膨胀阀的开度的调节，以提高对降膜式蒸发器的调节，使其工作效果提高，有效避免了降膜式蒸发器的换热管干蒸或降膜式冷水机组带液运行的情况，进而提高了降膜式冷水机组的运行可靠性。
进一步的，在降膜式冷水机组开机运行时，压缩机启动运行预设时间t1后，检测当前工况下的蒸发温度To、冷凝温度Tc、排气温度Ta和压缩机的压缩机负荷Q。预设时间t1的具体值为本领域技术人员根据降膜式冷水机组的工况及工作环境而定，以保证降膜式冷水机组运行预设时间t1后机组运行稳定，在此不做具体限制。
受工作环境及降膜式冷水机组自身因素的影响，步骤S02中存在计算所得的最佳排气过热度T2小于15℃或大于25℃的情况。当计算所得的T2小于15℃时，则取T2为15℃，当计算所得的T2满足15℃≤T2≤25℃时，则取T2为计算值，当计算所得的T2大于25℃时，则取T2为25℃。
如图1所示，为了有效地控制降膜式蒸发器的壳管内的液位处于最佳液位，步骤S03中当ΔT>0时，增大电子膨胀阀的开度后，还包括步骤S04：检测降膜式蒸发器的壳管内的液位，当液位处于高位时开启引射电磁阀；当液位处于低位时关闭引射电磁阀。
也可以对降膜式蒸发器的壳管内的液位进行实时检测并实时控制，如图2所示，步骤S1之后还包括步骤S4：检测降膜式蒸发器的壳管内的液位，当液位处于高位时开启引射电磁阀；当液位处于低位时关闭引射电磁阀。
为了有效调节电子膨胀阀的开度，上述实施例提供的降膜式冷水机组的调节方法，步骤S3中，减小电子膨胀阀的开度，具体为将电子膨胀阀的开度减小其电子膨胀阀总步数的20%~100%；增大电子膨胀阀的开度，具体为将电子膨胀阀的开度增大其电子膨胀阀总步数的20%~100%。
基于上述实施例提供的降膜式冷水机组的调节方法，本发明实施例还提供了一种降膜式冷水机组。
请参考附图3，图3为本发明实施例提供的降膜式冷水机组的结构示意图。
本发明实施例提供的降膜式冷水机组，包括压缩机1和电子膨胀阀2，还包括：第一检测单元，用于检测降膜式冷水机组开机运行时的蒸发温度To、冷凝温度Tc、排气温度Ta和压缩机负荷Q；第一处理单元，用于由公式T1=Ta-Tc计算降膜式冷水机组的排气过热度T1；第二处理单元，用于由公式T2=d+a1×To+b1×Tc+a2×To 2+b2×Tc 2+c2×Tc×To+a3×To 3+b3×Tc 3×Q计算降膜式冷水机组的最佳排气过热度T2，且15℃≤T2≤25℃，d、a1、b1、a2、b2、c2、a3和b3为系数；第三处理单元，由ΔT=T1-T2计算排气过热度偏差ΔT；第一控制单元，用于当ΔT>0时，增大电子膨胀阀的开度，当ΔT=0时，维持电子膨胀阀的开度不变，当ΔT<0时，减小电子膨胀阀的开度。
可根据不同工况在15℃~25℃内选取最佳排气过热度T2，检测测试用降膜式冷水机组的蒸发温度To、冷凝温度Tc、排气温度Ta和压缩机负荷Q，并根据公式T2=d+a1×To+b1×Tc+a2×To 2+b2×Tc 2+c2×Tc×To+a3×To 3+b3×Tc 3×Q得出d、a1、b1、a2、b2、c2、a3和b3的值，以应用到降膜式冷水机组内。
优选地，d的取值范围是0.5~6，a1的取值范围是-5~1，b1的取值范围是0.01~3，a2的取值范围是-1~2，b2的取值范围是-3~2，c2的取值范围是-1~2.5，a3的取值范围是-1~1，b3的取值范围是-1~1。
优选地，第一检测单元、第一处理单元、第二处理单元、第三处理单元及第一控制单元可以集成在一块电路板上，也可以为分别设置于降膜式冷水机组的各个部位。
通过控制电子膨胀阀2的开度，控制流入降膜式蒸发器3内的液体量，有效避免降膜式蒸发器3内的换热管干蒸或液体量过多而流入压缩机1，使压缩机1带液运行的情况。
进一步的，在降膜式冷水机组开机运行时，压缩机启动运行预设时间t1后，检测当前工况下的蒸发温度To、冷凝温度Tc、排气温度Ta和压缩机的压缩机负荷Q。预设时间t1的具体值为本领域技术人员根据降膜式冷水机组的工况及工作环境而定，以保证降膜式冷水机组运行预设时间t1后机组运行稳定，在此不做具体限制。
上述降膜式冷水机组中，第二处理单元计算所得的最佳排气过热度T2小于15℃时，则取T2为15℃，当计算所得的T2满足15℃≤T2≤25℃时，则取T2为计算值，当计算所得的T2大于25℃时，则取T2为25℃。
如图3所示，本发明实施例提供的降膜式冷水机组中具有连接降膜式蒸发器3及翅片7的引射电磁阀4，引射电磁阀4通过三通阀分别与降膜式蒸发器3的引射口及压缩机1的吸气口相连通。
为了有效地控制降膜式蒸发器3的壳管内的液位处于最佳液位，还包括：第二检测单元，用于检测降膜式蒸发器的壳管内的液位；第二控制单元，用于在壳管内的液位处于高位时，开启降膜式冷水机组的引射电磁阀4，在壳管内的液位处于低位时，关闭降膜式冷水机组的引射电磁阀4。
在开启降膜式冷水机组的引射电磁阀4后，降膜式蒸发器3的壳管内的液体由引射口向三通阀流动，经三通阀流到压缩机的吸气口。通过减少降膜式蒸发器的壳管内的液体，有效降低了降膜式蒸发器3的壳管内的液体量，进而降低了降膜式蒸发器3的壳管内的液位。
优选地，第二检测单元与第二控制单元和第一检测单元、第一处理单元、第二处理单元、第三处理单元及第一控制单元可以集成在一块电路板上，也可以为分别设置于降膜式冷水机组的各个部位。
为了有效调节电子膨胀阀的开度，第一控制单元在减小电子膨胀阀的开度时，控制电子膨胀阀的开度减小其电子膨胀阀总步数的20%~100%；在增大电子膨胀阀的开度时，控制电子膨胀阀的开度增大其电子膨胀阀总步数的20%~100%。在实际调节过程中，第一控制单元可根据电子膨胀阀的具体开度及降膜式冷水机组坐在工况来调节电子膨胀阀，在此不对第一控制单元减小或者增大的开度值不做具体地限定。
其中，降膜式蒸发器3的出口连接有气液分离器9，翅片7与压缩机1的出气口之间连接有油分离器8，油分离器8的出油口与压缩机1的进气口连通，油分离器8的出油口与压缩机1的进气口之间串联有回油电磁阀5和干燥过滤器10，电子膨胀阀2的一端与翅片7之间连接有储液器6，电子膨胀阀2的另一端与降膜式蒸发器3的进口连通。引射电磁阀4的一端连接于降膜式蒸发器3的引射口，另一端连接于回油电磁阀5与干燥过滤器10之间。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种降膜式冷水机组的调节方法，其特征在于，包括步骤：
1）在所述降膜式冷水机组开机运行时，所述降膜式冷水机组的压缩机启动，检测当前工况下的蒸发温度To、冷凝温度Tc、排气温度Ta和所述压缩机的压缩机负荷Q；
2）由公式T1=Ta-Tc计算所述降膜式冷水机组的排气过热度T1，
由公式T2=（d+a1×To+b1×Tc+a2×To 2+b2×Tc 2+c2×Tc×To+a3×To 3+b3×Tc 3）×Q计算所述降膜式冷水机组的最佳排气过热度T2，d、a1、b1、a2、b2、c2、a3和b3为系数，其中，d的取值范围是0.5~6，a1的取值范围是-5~1，b1的取值范围是0.01~3，a2的取值范围是-1~2，b2的取值范围是-3~2，c2的取值范围是-1~2.5，a3的取值范围是-1~1，b3的取值范围是-1~1；
3）由公式ΔT=T1-T2计算排气过热度偏差ΔT，
当ΔT>0时，增大所述电子膨胀阀的开度，
当ΔT=0时，维持所述电子膨胀阀的开度不变，
当ΔT<0时，减小所述电子膨胀阀的开度。
2.根据权利要求1所述的降膜式冷水机组的调节方法，其特征在于，所述步骤1）具体为，在所述降膜式冷水机组开机运行时，所述压缩机启动运行预设时间t1后，检测当前工况下的蒸发温度To、冷凝温度Tc、排气温度Ta和所述压缩机的压缩机负荷Q。
3.根据权利要求1所述的降膜式冷水机组的调节方法，其特征在于，所述步骤2）中，15℃≤T2≤25℃，当计算所得的T2小于15℃时，则取T2为15℃，当计算所得的T2满足15℃≤T2≤25℃时，则取T2为计算值，当计算所得的T2大于25℃时，则取T2为25℃。
4.根据权利要求1-3任一项所述的降膜式冷水机组的调节方法，其特征在于，所述步骤3）中当ΔT>0时，增大所述电子膨胀阀的开度后，还包括步骤4）：检测所述降膜式蒸发器的壳管内的液位，
当液位处于高位时开启引射电磁阀；
当液位处于低位时关闭引射电磁阀。
5.根据权利要求1-3任一项所述的降膜式冷水机组的调节方法，其特征在于，所述步骤1）之后还包括步骤4）：检测所述降膜式蒸发器的壳管内的液位，
当液位处于高位时开启引射电磁阀；
当液位处于低位时关闭引射电磁阀。
6.根据权利要求1所述的降膜式冷水机组的调节方法，其特征在于，所述步骤3）中，减小所述电子膨胀阀的开度，具体为将所述电子膨胀阀的开度减小其电子膨胀阀总步数的20%~100%；增大所述电子膨胀阀的开度，具体为将所述电子膨胀阀的开度增大其电子膨胀阀总步数的20%~100%。
7.一种降膜式冷水机组，包括压缩机（1）、电子膨胀阀（2）和降膜式蒸发器（3），其特征在于，还包括：
第一检测单元，用于检测所述降膜式冷水机组开机运行时的蒸发温度To、冷凝温度Tc、排气温度Ta和所述压缩机（1）的压缩机负荷Q；
第一处理单元，用于由公式T1=Ta-Tc计算所述降膜式冷水机组的排气过热度T1；
第二处理单元，用于由公式T2=（d+a1×To+b1×Tc+a2×To 2+b2×Tc 2+c2×Tc×To+a3×To 3+b3×Tc 3）×Q计算所述降膜式冷水机组的最佳排气过热度T2，且15℃≤T2≤25℃，d、a1、b1、a2、b2、c2、a3和b3为系数；
第三处理单元，由ΔT=T1-T2计算排气过热度偏差ΔT；
第一控制单元，用于当ΔT>0时，增大所述电子膨胀阀（2）的开度，当ΔT=0时，维持所述电子膨胀阀（2）的开度不变，当ΔT<0时，减小所述电子膨胀阀（2）的开度。
8.根据权利要求7所述的降膜式冷水机组，其特征在于，所述第二处理单元计算所得的所述最佳排气过热度T2小于15℃时，则取T2为15℃，当计算所得的T2满足15℃≤T2≤25℃时，则取T2为计算值，当计算所得的T2大于25℃时，则取T2为25℃。
9.根据权利要求7所述的降膜式冷水机组，其特征在于，还包括：
第二检测单元，用于检测所述降膜式蒸发器（3）的壳管内的液位；
第二控制单元，用于在所述壳管内的液位处于高位时，开启所述降膜式冷水机组的所述引射电磁阀（4），在所述壳管内的液位处于低位时，关闭所述降膜式冷水机组的所述引射电磁阀（4）。
10.根据权利要求7-9任一项所述的降膜式冷水机组，其特征在于，所述第一控制单元在减小所述电子膨胀阀（2）的开度时，控制所述电子膨胀阀（2）的开度减小其电子膨胀阀（2）总步数的20%~100%；在增大所述电子膨胀阀（2）的开度时，控制所述电子膨胀阀的开度增大其电子膨胀阀（2）总步数的20%~100%。
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