CN1187565C - 吸收式冷冻机的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的吸收式冷冻机的控制方法能够按优先顺序确实利用热源，同时即使负载急剧变化，蒸发器提供的冷水也不会超出规定的温度。当低温热源供给管18供给到低温水再生器6的废温水的流量被强制控制在最大值、温度传感器19测量的冷水温度T从7℃的主设定值下降时，要再次打开以比7℃的主设定值低的6℃为基准的PID控制，来控制低温热源供给管18提供到低温水再生器6的废温水的流量，当高温热源供给管16供给到高温再生器1的废气的流量被强制控制为零、温度传感器19测量的冷水温度T升到比7℃的主设定值高的8℃时，再次打开以7℃的主设定值为基准的PID控制，来控制高温热源供给管16提供到高温再生器1的废气流量。

Description

吸收式冷冻机的控制方法
技术领域
本发明涉及具有两种通过加热吸收液而生成冷冻剂蒸汽的热源的吸收式冷冻机(包括吸收式冷温水机)。
背景技术
众所周知，利用燃烧天然器、石油等产生的高温和发电及废热供暖系统等的废热来加热吸收液，并从吸收液中蒸发、分离冷冻剂而生成冷冻剂蒸汽和浓缩的吸收液的吸收式冷冻机。
还有，将由废温水和废气等供给的废热，及利用燃气发动机等的发电及废热供暖系统的废热用做热源的吸收式发动机亦是大家熟知的。
而且，因为无论何时，顾客利用热的方式都是优先利用其中的一种，所以，从有效利用热能的观点出发，能够确实充分利用优先使用的热源的热能是有必要的。
为此，本发明者们在特愿2000-074173号专利申请中提出了，设定二个不同的值作为在蒸发器中冷却并提供冷水的温度设定值，根据一个设定温度值通过一个热源控制加热量，并根据另一个设定温度值通过另一个热源控制加热量的控制方式。
根据特愿2000-074173号专利申请中提出的控制方式，能够按照优先顺序利用热源，但是，因为在PID(比例积分微分控制)控制吸收液的加热量的场合，设定较大的控制调节范围或者设定较长的积分时间时，当负载急剧变化、在关闭燃料供给泵的时间或确认全闭时间过程中，有时会发生冷水被过度冷却、装置发生异常而停止等故障，所以必须提供能避免这些故障产生的控制方式，这就是应该解决的课题。
发明内容
本发明通过提供以下的控制方法，来解决前述现有技术中存在的问题。
一种吸收式冷冻机的控制方法，所述控制方法是：通过将蒸发器提供的冷水的第一温度设定值T1作为基准值的控制来控制优先使用的热源A产生的吸收液加热量Q1，并且通过将比第一温度设定值T1低的第二温度设定值T2作为基准值的控制来控制剩下的热源B产生的吸收液加热量Q2，使通过加热吸收液而从吸收液中蒸发分离出来的冷冻剂蒸汽在冷凝器中散热凝结，再使所述冷冻剂凝结液在蒸发器中蒸发，并且通过蒸发器中冷冻剂的蒸发作用而将冷却后的冷水提供给负载，从而进行房间制冷等冷却作用，其特征在于，当吸收液加热量Q2以最小值持续规定时间时，将吸收液加热量Q2强制控制为零，同时，通过将第二温度设定值T2作为基准值的控制来控制吸收液加热量Q1，而当吸收液加热量Q1以最大值持续规定时间时，将吸收液加热量Q1强制控制在最大值，同时，通过将第一温度设定值T1作为基准值的控制来控制吸收液加热量Q2。
和第二结构控制方法，所述第二结构控制方法是涉及前述第一结构的控制方法，在将吸收液加热量Q1强制控制在最大值的场合，当蒸发器提供的冷水的温度T比第二温度设定值T2低时，再次启动以第一温度设定值T1作为基准值对吸收液加热量Q1的控制；
和第三结构控制方法，所述第三结构控制方法是涉及前述第一结构的控制方法，在将吸收液加热量Q2强制控制为零的场合，当蒸发器提供的冷水的温度T超过比第一温度设定值T1高的第三温度设定值T3时，再次启动以第二温度设定值T2作为基准值对吸收液加热量Q2的控制；
附图说明
图1是表示装置结构的说明图。
图2是表示废温水控制阀与和废气流量调节阀的控制实例的说明图。
图3是表示废温水控制阀与和废气流量调节阀的其他的控制实例的说明图。
图4是表示废温水控制阀与和废气流量调节阀的其他的控制实例的说明图。
具体实施方式
下面，根据图纸来详细介绍本发明的具体实施方式。
图1所示的吸收式冷冻机，其结构是：在吸收液与来自发电及废热供暖系统等的作为废热提供的高温(如650℃)废气进行热交换的同时，亦与中等温度(如88℃)的废温水进行热交换从而被加热。
图1中，1是高温再生器、2是低温再生器、3是冷凝器、4是蒸发器、5是吸收器、6是低温水再生器、7是低温水冷凝器、8是低温热交换器、9是高温热交换器、10 11是吸收液泵、12是制冷剂泵，他们分别如图所示与吸收液管和冷冻剂管进行管连接，构成吸收液和冷冻剂分别可以循环的结构。
给没有在图中表示的冷气设备等的冷却负载循环提供冷水的冷水管13通到蒸发器4上，冷却水管14与吸收器5、冷凝器3、低温水冷凝器7串联连接。
具有废气流量控制阀15的高温热源供给管16与高温再生器1连通，用高温废气将由吸收液泵11提供的来自低温水再生器6的高温再生器1内的吸收液加热，并将冷冻剂蒸汽从吸收液中分离蒸发，而使吸收液浓缩。
具有废温水控制阀17的低温热源供给管18与低温水再生器6连通，通过废温水控制阀17的开度调节可以控制提供到低温水再生器6的废温水的流量，在吸收器5中，吸收冷冻剂来降低浓度，对由吸收液泵10提供的吸收液加热，从而控制冷冻剂蒸汽的产生能力。
上述结构的吸收式冷冻机中，冷却水管14中流动着冷却水，高温热源供给管16和低温热源供给管18分别提供高温废气和废温水，同时，当吸收液10、11以及冷冻剂泵12运转时，高温再生器1中，吸收液通过由高温热源供给管16提供的高温废气而被加热，从而获得冷冻剂蒸汽以及浓缩的吸收液。
在高温再生器1中生成的高温冷冻剂蒸汽进入低温再生器2，将在高温再生器1中被浓缩、经高温热交换器9而进入低温再生器2的吸收液加热并散热凝结，进入冷凝器3。
在低温再生器2中被加热、从吸收液中蒸发分离出来的冷冻剂进入冷凝器3，与流动在冷却水管14内的水进行热交换而凝结液化，与由高温再生器1提供的并在低温再生器2中凝结的冷冻剂混在一起进入蒸发器4。
进入到蒸发器4并积存在底部的冷冻剂，通过冷冻剂泵12从上部被散布，与流动在冷水管13内的水进行热交换而蒸发，从而冷却流动在冷水管13内的水。
在蒸发器4中蒸发的冷冻剂进入吸收器5，被吸收在由低温再生器2加热、并蒸发分离冷冻剂而浓度变得更高的吸收液中，也就是经低温热交换器8提供的从上部被散布的吸收液中。
在吸收器5中吸收冷冻剂而浓度变得稀薄的吸收液，通过吸收液泵10的运转，经低温热交换器8进入低温水再生器6。
进入低温水再生器6的吸收液，通过低温热源供给管18提供的废温水被加热，分离冷冻剂蒸汽而被浓缩的吸收液，通过吸收液泵11经高温热交换器9返回到高温再生器1。
在低温水再生器6中生成的冷冻剂蒸汽进入低温水冷凝器7，在流动于冷却水管14内的冷却水中散热并凝结，与在冷凝器3中凝结而提供的冷凝液混在一起进入蒸发器4，通过冷冻剂泵12从上部被散布。
综上所述，当吸收式冷冻机进行运转时，在蒸发器4内部的冷水管13中由于利用冷冻剂的汽化热而被冷却的冷水，能够通过冷水管13循环提供给图中没有表示的冷却负载，所以可以进行冷气设备运转等的冷却运转。
20是具有上述动作机能的吸收式冷冻机的控制器，由个人电脑以及存储手段等构成，通过在冷水管13的蒸发器4出口侧设置的温度传感器19，来读取在蒸发器4中被冷却并从冷水管13流出的冷水的温度信息，该蒸发器出口侧的冷水温度T是规定的温度，例如：为了将主设定值(额定温度)维持在7℃，要控制废气流量调节阀15与废温水控制阀17的开度，具有调节从高温热源供给管16和低温热源供给管18传导的热量(相当于解决方法中所说的吸收液加热量Q1、Q2)的功能。
比如在构成为：在蒸发器4中，优先利用由废温水控制阀17提供的废温水将额定温度12℃的状态从冷却负载返回的冷水管13的冷水冷却到主设定值的7℃，并循环供给到冷却负载时，为了将温度传感器19测量出的冷水温度T维持在7℃的主设定值，控制器20要通过例如将比7℃的主设定值低1℃的6℃作为基准值的PID控制，来控制从高温热源供给管16提供给高温再生器1的废气的热量，具体讲就是控制废气流量调节阀15的开度，同时，要通过例如将7℃的主设定值作为基准值的PID控制，来控制从低温热源供给管18提供给低温水再生器6的废温水的热量，具体讲就是控制废温水控制阀17的开度。
控制器20，例如如图2所示的构造，废气流量调节阀15在规定的时间，如连续5分钟持续关闭时，强制关闭废气流量调节阀15，在该状态下，废温水控制阀17的开度要根据温度传感器19所测量出的冷水温度T和6℃的基准值进行PID控制。
废温水控制阀17在规定的时间，如连续5分钟持续打开时，强制使废温水控制阀17打开，在该状态下，废气流量调节阀15的开度要根据温度传感器19所测量出的冷水温度T和7℃的基准值进行PID控制。
控制为，在步骤S1被判定为NO时，移到步骤S5；在步骤S4被判定为NO时，返回到步骤S1。
控制器20，如图3、图4所示的控制方式那样，由废气流量调节阀15和废温水控制阀17构成。也就是，控制器20，在温度传感器19测量出的冷水温度T未达到比7℃的主设定值低1℃的6℃的基准值时，强制关闭废气流量调节阀15，反之，判定温度传感器19测量出的冷水温度T是否高于比7℃的主设定值高1℃的8℃，判定为YES时，将废气流量调节阀15的强制关闭解除，反之返回到步骤S11。
控制器20，在温度传感器19测量出的冷水温度T未达到比7℃的主设定值低1.5℃的5.5℃时，强制关闭废温水控制阀17，反之，判定温度传感器19测量出的冷水温度T是否高于比7℃的主设定值低1℃的6℃的基准值，判定为YES时，将废温水控制阀17的强制关闭解除，反之返回到步骤S21。
通过同时使用图3、图4所示的上述控制，低温热源供给管18提供给低温水再生器6的废温水，可以优先于高温热源供给管16提供给高温再生器1的废气进行利用，同时，即使冷却负载急剧减少，来自蒸发器3并通过冷水管13循环提供到冷却负载的冷水也不会发生过度冷却。另外，即使冷却负载骤然增加，从蒸发器3通过冷水管13循环提供到冷却负载的冷水的温度下降也不会发生不足。
本发明不只限于上述实施方式，在未超出专利要求范围中记载的目的的范围可以进行各种变型。
例如：作为提供给高温再生器1的热源，亦可利用在与高温再生器1并设的气体燃烧器喷嘴上燃烧天然气·油等产生的燃烧热。
通过应用上述介绍的本发明，可以优先使用决定要优先利用的热源。根据本发明第二技术方案，通过设定较大的调节范围、设定较长的积分时间等进行PID控制时，即使负载急剧减小，也不会使在蒸发器中冷却而提供到冷却负载的冷水被过度冷却。另外，根据本发明第三技术方案，在相同的控制中，即使冷却负载骤然增大，提供到冷却负载的冷水的温度下降也不会发生不足。

Claims (3)

1.一种吸收式冷冻机的控制方法，所述控制方法是：通过将蒸发器提供的冷水的第一温度设定值T1作为基准值的控制来控制优先使用的热源A产生的吸收液加热量Q1，并且通过将比第一温度设定值T1低的第二温度设定值T2作为基准值的控制来控制剩下的热源B产生的吸收液加热量Q2，使通过加热吸收液而从吸收液中蒸发分离出来的冷冻剂蒸汽在冷凝器中散热凝结，再使所述冷冻剂凝结液在蒸发器中蒸发，并且通过蒸发器中冷冻剂的蒸发作用而将冷却后的冷水提供给负载，从而进行房间制冷等冷却作用，其特征在于，当吸收液加热量Q2以最小值持续规定时间时，将吸收液加热量Q2强制控制为零，同时，通过将第二温度设定值T2作为基准值的控制来控制吸收液加热量Q1，而当吸收液加热量Q1以最大值持续规定时间时，将吸收液加热量Q1强制控制在最大值，同时，通过将第一温度设定值T1作为基准值的控制来控制吸收液加热量Q2。
2.如权利要求1所述的吸收式冷冻机的控制方法，其特征在于，在将吸收液加热量Q1强制控制在最大值的场合，当蒸发器提供的冷水的温度T比第二温度设定值T2低时，再次启动以第一温度设定值T1作为基准值对吸收液加热量Q1的控制。
3.如权利要求1所述的吸收式冷冻机的控制方法，其特征在于，在将吸收液加热量Q2强制控制为零的场合，当蒸发器提供的冷水的温度T超过比第一温度设定值T1高的第三温度设定值T3时，再次启动以第二温度设定值T2作为基准值对吸收液加热量Q2的控制。
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