CN105222442A - 可提高工作效率的制冷系统控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可提高工作效率的制冷系统控制方法，当吸气压力和吸气过热度均未达到设定值时，吸气过热度控制电子膨胀阀开度，吸气压力控制可变内容积比螺杆压缩机的能级；当吸气压力和吸气过热度均达到设定值时，吸气过热度控制电子膨胀阀开度，所述可变内容积比螺杆压缩机的能级由电子膨胀阀开度直接控制，其关系式如下：C=（K1*Open+b1-b2）/K2；式中：C：可变内容积比螺杆压缩机的能级；Open：电子膨胀阀开度；K1、b1分别是电子膨胀阀开度与质量流量关系曲线线性化的斜率和截矩；K2、b2分别是可调内容积比螺杆压缩机与质量流量关系曲线线性化的斜率和截矩。

Description

可提高工作效率的制冷系统控制方法

技术领域

本发明涉及一种制冷系统控制方法，尤其是一种可提高工作效率的制冷系统控制方法。

背景技术

蒸汽压缩制冷系统基本由压缩机、冷凝器、电子膨胀阀及蒸发器构成，工作时，低压蒸汽制冷剂经压缩机压缩为高压蒸汽，经冷凝器凝结为高压液体，经电子膨胀阀后形成低压低温的气液混合制冷剂，进入蒸发器后吸收通过蒸发器的载冷剂热量而沸腾蒸发为低压蒸汽，再进入压缩机压缩……循环往复。为了提高制冷设备的工作效率，目前制冷系统压缩机已普遍采用可调内容积比螺杆压缩机，以期通过控制可调内容积比螺杆压缩机的能级（输出功率）和电子膨胀阀的开度（系统的供液量），使系统运行于最佳状态。现有的控制方法是无论系统的吸气压力和吸气过热度是否达到设定值，可调内容积比螺杆压缩机的能级均由吸气压力进行控制，而对电子膨胀阀均采用过热度（吸气温度与蒸发温度之差）控制法。存在的问题是当制冷系统的吸气压力和吸气过热度已达到设定值（即制冷系统已经达到温度设定值）时，还需经过5~7次波动后才能达到稳定状态，不仅控制时间长（耗时5~6分钟），而且降低了制冷系统的能效比（COP），影响了制冷系统的工作效率。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种可提高工作效率的制冷系统控制方法。

本发明的技术解决方案是：一种可提高工作效率的制冷系统控制方法，所述制冷系统中有可调内容积比螺杆压缩机、冷凝器、电子膨胀阀及蒸发器，其特征在于：当吸气压力和吸气过热度均未达到设定值时，吸气过热度控制电子膨胀阀开度，吸气压力控制可变内容积比螺杆压缩机的能级；当吸气压力和吸气过热度均达到设定值时，吸气过热度控制电子膨胀阀开度，所述可变内容积比螺杆压缩机的能级由电子膨胀阀开度直接控制，其关系式如下：C=（K1*Open+b1-b2）/K2；式中：

C：可变内容积比螺杆压缩机的能级；

Open：电子膨胀阀开度；

K1、b1分别是电子膨胀阀开度与质量流量关系曲线线性化的斜率和截矩。

K2、b2分别是可调内容积比螺杆压缩机与质量流量关系曲线线性化的斜率和截矩。

本发明在制冷系统已经达到温度设定值时，成功地实现电子膨胀阀与可调内容积比螺杆压缩机能级的直接联动。同现有技术相比，减少了系统震荡次数，提高了响应速度，缩短了达到稳定运行状态的时间，降低了因系统震荡而造成的能量损失，单位时间COP可增加5~8%，使制冷系统的工作效率得以提高。

附图说明

图1是本发明实施例电子膨胀阀开度与质量流量关系曲线线性化示意图。

图2是本发明实施例可调内容积比螺杆压缩机与质量流量关系曲线线性化示意图。

具体实施方式

本发明实施例的压缩机、冷凝器、电子膨胀阀及蒸发器均为现有技术，其中的电子膨胀阀选用丹佛斯ETS100，压缩机选用大连冰山集团有限公司生产的型号为JZVLGF193D可调内容积比螺杆压缩机。

丹佛斯ETS100电子膨胀阀的开度（Open）与质量流量（Q）关系如表1：

表1

实际变化曲线如图1所示。

对图1所示曲线线性化，则Q=K1*Open+b1；

K1、b1分别是电子膨胀阀开度与质量流量关系曲线线性化的斜率和截矩，各分段线性化的K1、b1不同。

通过对JZVLGF193D可调内容积比螺杆压缩机进行实验：工质R22，冷凝温度35度，蒸发温度-35度。可得JZVLGF193D可调内容积比螺杆压缩机的能级（C）与质量流量（Q）关系如表2：

表2

实际变化曲线如图2所示。

对图2所示曲线线性化，得K2=1350，b2=139，则Q=1350C+139，

C=（K1*Open+b1-139）/1350。

如本发明实施例设定制冷温度为5℃，精度为±2℃，则死区范围为3~7℃，与3℃和7℃对应的吸气压力及吸气过热度就是吸气压力和吸气过热度设定值。

当吸气压力和吸气过热度均未达到设定值时，制冷系统仍按照现有的控制方法进行控制，即吸气过热度控制电子膨胀阀开度，吸气压力控制可变内容积比螺杆压缩机的能级；而当吸气压力和吸气过热度均达到设定值时，吸气过热度控制电子膨胀阀开度，可变内容积比螺杆压缩机的能级由电子膨胀阀开度直接控制，其关系式如下：C=（K1*Open+b1-139）/1350。

（1）当吸气压力和吸气过热度由上逼近且均达到设定值上限（7℃）时，电子膨胀阀开度为70%，而此时由吸气压力所控制的可变内容积比螺杆压缩机的能级90%。但根据图1电子膨胀阀开度为70%的分段线性化的K1=3797，b1=-1216，根据公式C=（K1*Open+b1-139）/1350，则可变内容积比螺杆压缩机的能级应为C=（3797*70%-1216-139）/1350=0.965=96.5%。即应该通过调节装置调节可变内容积比螺杆压缩机的内容积比，使其能级为96.5%。

将本发明实施例上述（1）的控制方法与现有技术（吸气过热度控制电子膨胀阀开度，吸气压力控制可变内容积比螺杆压缩机的能级）的控制方法进行对比，结果如下：现有技术震荡波动6次，达到稳定时间5.1分钟，COP1.642%；本发明实施例震荡波动2次，达到稳定时间3.2分钟，COP1.755%。

（2）当吸气压力和吸气过热度由下逼近且均达到设定值下限（3℃）时，电子膨胀阀开度为62%，而此时由吸气压力所控制的可变内容积比螺杆压缩机的能级76%。但根据图1电子膨胀阀开度为62%的分段线性化的K1=4750，b1=-1835.5，根据公式C=（K1*Open+b1-139）/1350，则可变内容积比螺杆压缩机的能级应为C=（4750*62%-1835.5-139）/1350=0.718=71.8%。即应该通过调节装置调节可变内容积比螺杆压缩机的内容积比，使其能级为71.8%。

将本发明实施例上述（2）的控制方法与现有技术（吸气过热度控制电子膨胀阀开度，吸气压力控制可变内容积比螺杆压缩机的能级）的控制方法进行对比，结果如下：现有技术震荡波动5次，达到稳定时间5.7分钟，COP1.639%；本发明实施例震荡波动3次，达到稳定时间3.5分钟，COP1.734%。

Claims (1)

1.一种可提高工作效率的制冷系统控制方法，所述制冷系统中有可调内容积比螺杆压缩机、冷凝器、电子膨胀阀及蒸发器，其特征在于：当吸气压力和吸气过热度均未达到设定值时，吸气过热度控制电子膨胀阀开度，吸气压力控制可变内容积比螺杆压缩机的能级；当吸气压力和吸气过热度均达到设定值时，吸气过热度控制电子膨胀阀开度，所述可变内容积比螺杆压缩机的能级由电子膨胀阀开度直接控制，其关系式如下：

C=（K1*Open+b1-b2）/K2；

式中：

C：可变内容积比螺杆压缩机的能级；

Open：电子膨胀阀开度；

K1、b1分别是电子膨胀阀开度与质量流量关系曲线线性化的斜率和截矩；

K2、b2分别是可调内容积比螺杆压缩机与质量流量关系曲线线性化的斜率和截矩。