WO2017107111A1 - 基于开度的满液式螺杆机组供液量控制方法及装置 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
Abstract
一种制冷技术领域内的基于开度的满液式螺杆机组供液量控制方法及装置，其通过拟合方程一和拟合方程二根据实际检测的工况，计算得到电子膨胀阀的开度，并根据实际工况通过PLC进行控制，最后经修正，使得给出的电子膨胀阀开启步数能很快达到与实际工况相匹配的稳定状态。与现有技术相比，该方法控制准确，能根据工况很快达到控制稳态，提高了制冷系统控制的准确性。
Description
本发明涉及一种制冷行业内的螺杆压缩机组，特别涉及一种螺杆机组供液量的控制方法及装置。
现有的制冷行业中，广泛使用满液式螺杆压缩机组，该装置主要包括有螺杆压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器、控制系统等组成，螺杆压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和蒸发器经由管路依次串接成封闭系统，封闭系统内充注有制冷剂。控制系统以PLC或单片机为主要部件，结合相应的接口电路和执行电路，对封闭系统内的温度、压力及电子膨胀阀的开度等进行调整，控制系统包括电源部分和自动控制部分，电源部分是通过接触器，对压缩机、风扇、水泵等供应电源。自动控制部分包括温控传感器、压力传感器、各种继电器、过载保护等，自动控制部分根椐温度自动启停，同时可对各种非正常工况进行断电保护。现有技术的缺点在于：控制系统根据测定的温度的差近似地代替系统过热度，并用此过热度作为参数进行电子膨胀阀的控制，这一控制不够准确，控制的波动性大，达到稳态的时间长。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种基于开度的满液式螺杆机组供液量控制方法，使其能根据工况准确控制电子膨胀阀的开度。
本发明的目的是这样实现的：一种基于开度的满液式螺杆机组供液量控制方法，包括如下步骤：
1)由PLC根据由压力传感器测量到的电子膨胀阀前后的压差，根据拟合成方程一，计算电子膨胀阀100％开度时，流过单位截面的电子膨胀阀的制冷剂质量流量，所述电子膨胀阀的最大通流面积为S1；
所述拟合方程一为：
Y1＝0.432X3-4.135X2+21.15X+266.31
Y1为电子膨胀阀的全开时的制冷剂质量流量，单位为kg/h；X为电子膨胀阀两端的压差测量值，单位为kgf/cm2；
2)由PLC以压力传感器测量到的压缩机吸、排气压力为变量，根据拟合方程二计算相应工况条件下压缩机单位截面吸气质量流量，压缩机吸气阀开启时的通流截面积为S2；
所述拟合方程二为：
Y2＝64987+3718.11Pe-388.47Pc+18.079Pe2-12.567PePc-3.975Pc2+1.589Pe3-1.444PcPe2-0.75PePc2-0.168Pc3
其中，Y2为压缩机单位截面的吸气质量流量，单位为kg/h；Pe为压缩机吸气压力，单位为kgf/cm2；Pc为压缩机排气压力，单位为kgf/cm2；
3)由PLC根据上述结果，设定流过电子膨胀阀的制冷剂质量流量与压缩机的吸气质量流量相等时，电子膨胀阀所需开度；PLC根据如下公式计算：
开度K＝Y2S2/Y1S1；
4)根据实时测量的吸气过热度情况，对电子膨胀阀的开度计算结果进行实时修正；t1为人为设定的最佳过热度所对应的温度值，t2为实际测量值，计算△T＝t1-t2；
5)比较△T与设定的动作区间值±t0，在动作区间值内的不作修正，超出动作区间值外的，则根据设定的动作幅度和频率，PLC改变电子膨胀阀开度信号；并根据修正后的开度信号发出步数信号，控制电子膨胀阀打开到相应步数；
6)根据设定的频率，重复步骤2)-步骤5)。
本发明中，拟合方程一和拟合方程二是申请人根据实际检测的工况，根据特定口径的电子膨胀阀和特定的压缩机，绘制出相应的曲线，再转换成与该曲线相近似的方程，再验证范围的不同的电子膨胀阀和螺杆压缩机，证明该拟合方程具有正确性。将该拟合方程用于计算中工况，再通过PLC进行控制，最后经修正，使得给出的电子膨胀阀开启步数能很快达到与实际工况相匹配的稳定状态。与现有技术相比，该方法控制准确，能根据工况很快达到控制稳态，提高了控制的准确性。
作为本发明的进一步改进，在步骤5)中，△T在+0.2～-0.2℃区间中不做修正；△T大于0.2℃时，电子膨胀阀开度每5S增加1％，最大增加5％；△T小于-0.2℃，电子膨胀阀开度每5S减小1％；最大减小5％。在步骤3)中，开度计算结果取值到小数点后第三位，四舍五入。上述控制精度可达0.1％，其精度较高。
本发明目的二是是提供一种基于计算开度法的满液式螺杆机组供液量控制装置，该装置具有包含实现权利要求1中步骤1)～6)的装置。
一种基于开度的满液式螺杆机组供液量控制，其压缩机、冷凝器、电子膨胀阀及蒸发器构成闭式循环系统，各设备上分别设有温度传感器和压力传感器，这些传感器均接入PLC，其工作时，按如下步骤进行：
1)由PLC根据由压力传感器测量到的电子膨胀阀前后的压差，根据拟合成方程一，计算电子膨胀阀100％开度时，流过单位截面的电子膨胀阀的制冷剂质量流量，所述电子膨胀阀的
最大通流面积为S1；电子膨胀阀的最大通流面积为2.8～3.0cm2
所述拟合方程一为：
Y1＝0.432X3-4.135X2+21.15X+266.31
Y1为电子膨胀阀的全开时的制冷剂质量流量，单位为kg/h；X为电子膨胀阀两端的压差测量值，单位为kgf/cm2；
2)由PLC以压力传感器测量到的压缩机吸、排气压力为变量，根据拟合方程二计算相应工况条件下压缩机单位截面吸气质量流量，压缩机吸气阀开启时的通流截面积为S2；优选为15.7～25.2cm2
所述拟合方程二为：
Y2＝64987+3718.11Pe-388.47Pc+18.079Pe2-12.567PePc-3.975Pc2+1.589Pe3-1.444PcPe2-0.75PePc2-0.168Pc3
其中，Y2为压缩机单位截面的吸气质量流量，单位为kg/h；Pe为压缩机吸气压力，单位为kgf/cm2；Pc为压缩机排气压力，单位为kgf/cm2；
3)由PLC根据上述结果，设定流过电子膨胀阀的制冷剂质量流量与压缩机的吸气质量流量相等时，电子膨胀阀所需开度；PLC根据如下公式计算：
开度K＝Y2S2/Y1S1；开度计算结果取值到小数点后第三位，四舍五入；
4)根据实时测量的吸气过热度情况，对电子膨胀阀的开度计算结果进行实时修正；t1为人为设定的最佳过热度所对应的温度值，t2为实际测量值，计算△T＝t1-t2；
5)比较△T与设定的动作区间值±t0，在动作区间值内的不作修正，超出动作区间值外的，则根据设定的动作幅度和频率，PLC改变电子膨胀阀开度信号；并根据修正后的开度信号发出步数信号，控制电子膨胀阀打开到相应步数；△T在+0.2～-0.2℃区间中不做修正；△T大于0.2℃时，电子膨胀阀开度每5S增加1％，最大增加5％；△T小于-0.2℃，电子膨胀阀开度每5S减小1％；最大减小5％；
6)根据设定的频率，重复步骤2)-步骤5)。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (4)
- 一种基于开度的满液式螺杆机组供液量控制方法，其特征在于包括如下步骤：1)由PLC根据由压力传感器测量到的电子膨胀阀前后的压差，根据拟合成方程一，计算电子膨胀阀100％开度时，流过单位截面的电子膨胀阀的制冷剂质量流量，所述电子膨胀阀的最大通流面积为S1；所述拟合方程一为：Y1＝0.432X3-4.135X2+21.15X+266.31Y1为电子膨胀阀的全开时的制冷剂质量流量，单位为kg/h；X为电子膨胀阀两端的压差测量值，单位为kgf/cm2；2)由PLC以压力传感器测量到的压缩机吸、排气压力为变量，根据拟合方程二计算相应工况条件下压缩机单位截面吸气质量流量，压缩机吸气阀开启时的通流截面积为S2；所述拟合方程二为：Y2＝64987+3718.11Pe-388.47Pc+18.079Pe2-12.567PePc-3.975Pc2+1.589Pe3-1.444PcPe2-0.75PePc2-0.168Pc3其中，Y2为压缩机单位截面的吸气质量流量，单位为kg/h；Pe为压缩机吸气压力，单位为kgf/cm2；Pc为压缩机排气压力，单位为kgf/cm2；3)由PLC根据上述结果，设定流过电子膨胀阀的制冷剂质量流量与压缩机的吸气质量流量相等时，电子膨胀阀所需开度；PLC根据如下公式计算：开度K＝Y2S2/Y1S1；4)根据实时测量的吸气过热度情况，对电子膨胀阀的开度计算结果进行实时修正；t1为人为设定的最佳过热度所对应的温度值，t2为实际测量值，计算△T＝t1-t2；5)比较△T与设定的动作区间值±t0，在动作区间值内的不作修正，超出动作区间值外的，则根据设定的动作幅度和频率，PLC改变电子膨胀阀开度信号；并根据修正后的开度信号发出步数信号，控制电子膨胀阀打开到相应步数；6)根据设定的频率，重复步骤2)-步骤5)。
- 根据权利要求1所述的基于开度的满液式螺杆机组供液量控制方法，其特征在于：步骤5)中，△T在+0.2～-0.2℃区间中不做修正；△T大于0.2℃时，电子膨胀阀开度每5S增加1％，最大增加5％；△T小于-0.2℃，电子膨胀阀开度每5S减小1％；最大减小5％。
- 根据权利要求2所述的基于开度的满液式螺杆机组供液量控制方法，其特征在于：开度计算结果取值到小数点后第三位，四舍五入。
- 一种基于开度的满液式螺杆机组供液量控制装置，其特征在于：其具有包含实现权利要求1中步骤1)～6)的装置。
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| KR20070062343A (ko) * | 2005-12-12 | 2007-06-15 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 기포 발생기를 구비한 열교환장치 및 그 제어방법 |
| CN102466376A (zh) * | 2010-11-18 | 2012-05-23 | 海尔集团公司 | 螺杆式制冷系统及其控制方法 |
| CN104345743A (zh) * | 2013-07-23 | 2015-02-11 | 丹佛斯公司 | 满液式空调系统的冷媒液位控制方法 |
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| CN104913459A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-09-16 | 山东格瑞德集团有限公司 | 制冷空调冷媒流量实时控制方法及装置 |
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