CN115451626B - 双高温发生器吸收式制冷机高温发生器液位控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了双高温发生器吸收式制冷机高温发生器液位控制方法，制冷机包括一号高温发生器和二号高温发生器，先以一号高温发生器为调整对象，根据一号高温发生器液位开关的状态信号，通过调整变频溶液泵的工作频率，控制一号高温发生器液位至理想状态；再根据二号高温发生器液位开关的状态信号，在设定的频率调整范围内，调整变频溶液泵频率，将二号高温发生器液位向设定液位范围内调整；若在设定的频率调整范围内无法将二号高温发生器液位控制在设定液位范围内，通过调整二号燃烧器的燃烧功率，对二号高温发生器液位进行补偿调整。由此，本方法可以实现对两个高温发生器的液位控制。

Description

双高温发生器吸收式制冷机高温发生器液位控制方法

技术领域

本发明涉及制冷领域，尤其涉及双高温发生器吸收式制冷机高温发生器液位控制方法。

背景技术

在直燃型溴化锂制冷机中，包括冷凝器、发生器、吸收器、蒸发器等多个腔体，固定体积的溴化锂作为核心的媒介，不断地在各个腔体之间循环相变，并在循环过程中实现热能的转移，为了保证机组的制冷效率，需要保证机组中每个腔体内的溴化锂溶液体积维持在一个相对稳定的状态，以便达到相对的平衡，因为溴化锂溶液的总量是固定的，所以如果高温发生器中的液位过高，必然会导致吸收器中的溴化锂溶液过少，进而影响吸收器的吸收效果，从而影响了制冷机制冷效率；而高温发生器中的液位过低，又会导致高温发生器中不能产生更多的冷剂蒸汽和高浓度的溴化锂溶液，也会影响溴化锂机组的制冷效果。由上述可以看出，为了保证溴化锂机组的制冷效果，只要保证高温发生器的液位稳定在合理位置，就能保证溴化锂机组中其它腔体内部溴化锂溶液的量也维持在合理水平。

在双效单高温发生器溴化锂机组中，对于高温发生器液位控制，通常先根据高温发生器温度范围，确定一个变频溶液泵的初期运转频率，再根据高温发生器中的液位开关反馈情况，对变频泵的运转频率进行增加或者减小，从而控制高温发生器液位在合理范围波动。

在双高温发生器直燃型溴化锂机组拥有两个筒体大小相同且并联安装的两个高温发生器，两个高温发生器通过配管连通，通过一个变频溶液泵同时为两个高温发生器输送溶液，两个高温发生器分别对应一个大小相同的燃烧器，通过各自的燃烧器加热各自的高温发生器，为蒸发器输送冷剂，并为吸收器输送高浓度溴化锂溶液。如果单纯采用类似上述单高温发生器液位控制方法，通过变频溶液泵只控制其中一个高温发生器液位，另一个高温发生器并不参与变频溶液频率调节，这样很难将两个高温发生器液位均控制在合理想状态。因为虽然理论上通过上述控制方式，两个高温发生器的液位应该是一样的，然而由于变频溶液泵出口到两个高温发生器的配管长度存在差异，导致管子中的压力不一致，且两个高温发生器对应的燃烧器的实际燃烧量也存在一定差异，导致另一个高温发生器只依靠两个高温发生器之间的连通管进行液位平衡控制，这样使得不参与液位调节的高温发生器中的液位波动较大，影响了整个机组的溴化锂溶液循环量，降低了溴化锂的制冷效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何通过一个变频溶液泵将两个高温发生器液位均控制在合理范围。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

双高温发生器吸收式制冷机高温发生器液位控制方法，所述双高温发生器吸收式制冷机包括一号高温发生器和二号高温发生器，步骤如下：

第一步，以一号高温发生器为调整对象，根据一号高温发生器液位开关的状态信号，通过调整变频溶液泵的工作频率，控制一号高温发生器液位，使一号高温发生器液位维持在设定液位范围内并维持超过设定时间，即，使一号高温发生器的液位位于一号高温发生器低液位开关与高液位开关之间，表现在传感器信号上就是一号高温发生器高液位开关处于OFF状态，一号高温发生器低液位开关处于ON状态。

第二步，在一号高温发生器液位稳定在设定液位范围内并维持超过设定时间的基础上，根据二号高温发生器液位开关的状态信号，在设定的频率调整范围内，调整变频溶液泵频率，将二号高温发生器液位向设定液位范围内调整，即尝试将二号高温发生器的实际液位向位于低液位开关与高液位开关之间的状态调整，但不一定能调整到位。

第三步，若第二步中在设定的频率调整范围内无法将二号高温发生器液位控制在设定液位范围内，根据二号高温发生器液位开关反馈的信号，通过调整二号燃烧器的燃烧功率，对二号高温发生器液位进行补偿调整。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

实现了以一台变频溶液泵对两个高温发生器液位的稳定控制。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，第一步调整步骤包括液位突变调整和一号高温发生器液位状态调整：

所述液位突变调整具体为：

检测一号高温发生器低液位开关和高液位开关的状态变化时刻；若液位开关由断开状态变为接通状态，以第一步长调低变频溶液泵的工作频率；若液位开关由接通状态变为断开状态，以第一步长调高变频溶液泵的工作频率。

所述一号液位状态调整具体步骤为：

检测一号高温发生器高液位开关的状态，若是接通状态，意味着液位高于高液位开关所在位置，以第二步长调低变频溶液泵的工作频率，否则，检测一号高温发生器低液位开关的状态，若是断开状态，意味着液位低于低液位开关所在位置，以第三步长调高变频溶液泵的工作频率。

进一步地，第二步调整步骤包括二号高温发生器液位状态调整：

检测二号高温发生器高液位开关的状态，若是接通状态，意味着液位高于高液位开关所在位置，在设定的频率范围内，以第四步长调低变频溶液泵的工作频率，否则，检测二号高温发生器低液位开关的状态，若是断开状态，意味着液位低于低液位开关所在位置，在设定的频率范围内，以第五步长调高变频溶液泵的工作频率。二号高温发生器低液位开关处于接通状态，二号高温发生器高液位开关处于关闭状态是期望的理想状态。

进一步地，第三步调整步骤为，如果变频泵的工作频率已经达到步骤二中设定的频率调整范围的上限，提升二号燃烧器的功率；如果变频泵的工作频率已经达到步骤二中设定的频率调整范围的下限，降低二号燃烧器的功率。

进一步地，第一步长大于第二步长。

进一步地，第二步长大于等于第三步长。

进一步地，第三步长大于等于第四步长。

进一步地，第五步长等于第四步长。

进一步地，第一步调整步骤中还包括获取变频溶液泵的基础工作频率，后续步骤对工作频率的调整是在基础工作频率的基础上做调整。

进一步地，所述获取变频溶液泵的基础工作频率是通过测量高温发生器蒸汽输出管路上的温度，以设备的温度-频率对照图计算得到对应的工作频率。

通过蒸汽输出管路的温度反推得到变频溶液泵的基础工作频率，相比于直接取变频溶液泵的实际工作频率，在调整过程中效率更高，因为系统在调整状态的过程中，燃烧器在持续的燃烧加温过程，此时，变频溶液泵的实际工作频率与理论所需的最佳匹配工作频率会存在一定的差值，故，直接以蒸汽管路的温度反推得到变频溶液泵理论上的最佳工作频率作为后续频率调整的基础工作频率，会更快的逼近最终的调整目标。

附图说明

图1为本发明的双高温发生器吸收式制冷机局部结构简图；

图2为图1中所示双高温发生器吸收式制冷机对应的温度-频率对照图；

图3为双高温发生器吸收式制冷机高温发生器液位控制方法总流程图；

图4为第一步中液位突变调整具体流程图；

图5为第一步中一号高温发生器液位状态调整具体流程图；

图6为二号高温发生器液位状态调整和燃烧器调整流程图。

在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：

1、一号高温发生器； 2、二号高温发生器；3、一号高温发生器低液位开关； 4、一号高温发生器高液位开关； 5、二号高温发生器低液位开关； 6、二号高温发生器高液位开关；7、一号燃烧器；8、二号燃烧器；9、露点温度传感器；10、变频溶液泵。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

请参照图1至图6所示，其为本发明的双高温发生器吸收式制冷机部分结构简图，双高温发生器直燃型溴化锂机组拥有两个筒体大小相同且并联安装的两个高温发生器，一号高温发生器1和二号高温发生器2；两个高温发生器通过配管连通，通过一个变频溶液泵10同时为两个高温发生器输送溶液，两个高温发生器分别对应一个大小相同的燃烧器（即一号燃烧器7和二号燃烧器8），通过各自的燃烧器加热各自的高温发生器，为蒸发器输送冷剂，并为吸收器输送高浓度溴化锂溶液。每台套设备在投运前会经过精密的调试，并绘制如图2所示的温度-频率对照图，以便未来操作人员根据此对照图来对设备进行工况调节，图2所示的温度-频率对照图，横坐标为图1中高温发生器蒸汽输出管路上的露点温度传感器9测得的温度（注意，由于高温发生器输出管路中的蒸汽都是饱和态，所以测得的温度就是露点温度，无需计算切换），纵坐标为变频溶液泵10的工作频率，温度与频率大致呈线性关系，但并非绝对的线性关系，为了更精准的计算调节，此图在绘制时将线分割为若干段，每一段就简化处理为直线，以减少绘制工作量，其与实际曲线差异不大，足以用来调整设备。

所述双高温发生器吸收式制冷机高温发生器液位控制方法，参考图3所示，先根据图2所示的温度-频率对照图，基于测量得到的高温发生器蒸汽输出管路上的温度，计算得到变频溶液泵10理论上的基础运转频率f。

以一号高温发生器1为调整对象（注意，在图中将“高温发生器”简称为“发生器”，如图3中“一号发生器”即为“一号高温发生器”，“二号发生器”即为“二号高温发生器”），根据一号高温发生器1液位开关的状态信号，通过调整变频溶液泵10的工作频率，控制一号高温发生器1液位，使一号高温发生器1液位维持在设定液位范围内并维持超过设定时间，即，使一号高温发生器1的液位位于一号高温发生器低液位开关3与一号高温发生器高液位开关4之间，表现在传感器信号上就是：代表一号高温发生器高液位开关4状态的状态变量-“一号发生器高液位”处于OFF状态，代表一号高温发生器低液位开关3状态的状态变量-“一号发生器低液位”处于ON状态。

具体包括液位突变调整、延时等待和一号液位状态调整三个小步骤：

所述液位突变调整如图4所示：

检测一号高温发生器低液位开关3和一号高温发生器高液位开关4的状态变化时刻；若液位开关由断开状态变为接通状态，则调低变频溶液泵10的工作频率3Hz；若液位开关由接通状态变为断开状态，调高变频溶液泵10的工作频率3Hz。附图4中的公式“频率修正量=频率修正量-3Hz”或“频率修正量=频率修正量+3Hz”中，“=”左边的“频率修正量”意为调整后程序中变量“频率修正量”的值，“=”右边的“频率修正量”意为调整前程序中“频率修正量”这一变量的当前值，这是计算机程序中对变量赋值的惯用表达方式。附图5、附图6中涉及频率修正量的公式也是这种情况，不再赘述。

上述调整步骤结束后，延时等待20秒后继续下一步；

所述一号高温发生器液位状态调整如图5所示：

检测一号高温发生器高液位开关4的状态，若是接通状态，意味着液位高于高液位开关所在位置，调低变频溶液泵10的工作频率2Hz，否则，检测一号高温发生器低液位开关3的状态，若是断开状态，意味着液位低于低液位开关所在位置，调高变频溶液泵10的工作频率1Hz。

当检测到一号高温发生器1高液位开关处于断开状态（即OFF），且一号高温发生器1低液位开关处于闭合状态（即ON状态），而且维持这一状态时长超过5分钟后，执行下一步调整，对二号高温发生器2的液位进行调整。

即，在一号高温发生器1液位稳定在设定液位范围内并维持超过设定的5分钟时长的基础上，根据二号高温发生器2液位开关的状态信号，在设定的频率调整范围内，调整变频溶液泵10的频率，将二号高温发生器2液位向设定液位范围内调整，即尝试将二号高温发生器2的实际液位向位于低液位开关与高液位开关之间的状态调整，但不一定能调整到位。

具体地，如图6所示，检测二号高温发生器高液位开关6的状态，若是接通状态，意味着液位高于高液位开关所在位置，在设定的频率范围内，调低变频溶液泵10的工作频率1Hz，否则，检测二号高温发生器低液位开关5的状态，若是断开状态，意味着液位低于低液位开关所在位置，在设定的频率范围内，调高变频溶液泵10的工作频率1Hz。

若前述步骤中在设定的频率调整范围内无法将二号高温发生器2液位控制在设定液位范围内，根据二号高温发生器2液位开关反馈的信号，通过调整二号燃烧器8的燃烧功率，对二号高温发生器2液位进行补偿调整。

具体地，如图6所示，如果变频溶液泵10的工作频率已经达到步骤二中设定的频率调整范围的下限，即，频率修正量向下超过了设定值的最低值X1，则转而提升二号燃烧器8的功率，每次提升量为A，加大二号高温发生器内液体的蒸发量，进而使液位下降；如果变频溶液泵10的工作频率已经达到步骤二中设定的频率调整范围的上限，即频率修正量向上超过了设定值的最高值X2，则转而降低二号燃烧器8的功率，每次下调量为A，减少二号高温发生器内液体的蒸发量，进而使液位上升。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.双高温发生器吸收式制冷机高温发生器液位控制方法，所述双高温发生器吸收式制冷机包括一号高温发生器和二号高温发生器，其特征在于，控制步骤如下：

第一步，以一号高温发生器为调整对象，根据一号高温发生器液位开关的状态信号，通过调整变频溶液泵的工作频率，控制一号高温发生器液位，使一号高温发生器液位维持在设定液位范围内并维持超过设定时间；

第二步，在一号高温发生器液位稳定在设定液位范围内并维持超过设定时间的基础上，根据二号高温发生器液位开关的状态信号，在设定的频率调整范围内，调整变频溶液泵频率，将二号高温发生器液位向设定液位范围内调整；

第三步，若第二步中在设定的频率调整范围内无法将二号高温发生器液位控制在设定液位范围内，根据二号高温发生器液位开关反馈的信号，通过调整二号燃烧器的燃烧功率，对二号高温发生器液位进行补偿调整。

2.根据权利要求1所述的双高温发生器吸收式制冷机高温发生器液位控制方法，其特征在于，第一步调整步骤包括液位突变调整和一号高温发生器液位状态调整：

所述液位突变调整具体为：

检测一号高温发生器低液位开关和高液位开关的状态变化时刻；若液位开关由断开状态变为接通状态，以第一步长调低变频溶液泵的工作频率；若液位开关由接通状态变为断开状态，以第一步长调高变频溶液泵的工作频率；

所述一号高温发生器液位状态调整具体步骤为：

检测一号高温发生器高液位开关的状态，若是接通状态，意味着液位高于高液位开关所在位置，以第二步长调低变频溶液泵的工作频率，否则，检测一号高温发生器低液位开关的状态，若是断开状态，意味着液位低于低液位开关所在位置，以第三步长调高变频溶液泵的工作频率。

3.根据权利要求2所述的双高温发生器吸收式制冷机高温发生器液位控制方法，其特征在于，第二步调整步骤包括二号高温发生器液位状态调整：

检测二号高温发生器高液位开关的状态，若是接通状态，意味着液位高于高液位开关所在位置，在设定的频率范围内，以第四步长调低变频溶液泵的工作频率；否则，检测二号高温发生器低液位开关的状态，若是断开状态，意味着液位低于低液位开关所在位置，在设定的频率范围内，以第五步长调高变频溶液泵的工作频率。

4.根据权利要求1所述的双高温发生器吸收式制冷机高温发生器液位控制方法，其特征在于，第三步调整步骤为，如果变频溶液泵的工作频率已经达到步骤二中设定的频率调整范围的上限，提升二号燃烧器的功率；如果变频泵的工作频率已经达到步骤二中设定的频率调整范围的下限，降低二号燃烧器的功率。

5.根据权利要求2所述的双高温发生器吸收式制冷机高温发生器液位控制方法，其特征在于，第一步长大于第二步长。

6.根据权利要求2所述的双高温发生器吸收式制冷机高温发生器液位控制方法，其特征在于，第二步长大于等于第三步长。

7.根据权利要求3所述的双高温发生器吸收式制冷机高温发生器液位控制方法，其特征在于，第三步长大于等于第四步长。

8.根据权利要求3所述的双高温发生器吸收式制冷机高温发生器液位控制方法，其特征在于，第五步长等于第四步长。

9.根据权利要求1所述的双高温发生器吸收式制冷机高温发生器液位控制方法，其特征在于，第一步调整步骤中还包括获取变频溶液泵的基础工作频率。

10.根据权利要求9所述的双高温发生器吸收式制冷机高温发生器液位控制方法，其特征在于，所述获取变频溶液泵的基础工作频率是通过测量高温发生器蒸汽输出管路上的温度，以设备的温度-频率对照图计算得到对应的工作频率。

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