可提高工作效率的制冷系統控制方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種制冷系統控制方法，尤其是一種可提高工作效率的制冷系統控制 方法。
【背景技術】
[0002] 蒸汽壓縮制冷系統基本由壓縮機、冷凝器、電子膨脹閥及蒸發器構成，工作時，低 壓蒸汽制冷劑經壓縮機壓縮為高壓蒸汽，經冷凝器凝結為高壓液體，經電子膨脹閥后形成 低壓低溫的氣液混合制冷劑，進入蒸發器后吸收通過蒸發器的載冷劑熱量而沸騰蒸發為低 壓蒸汽，再進入壓縮機壓縮……循環往復。為了提高制冷設備的工作效率，目前制冷系統 壓縮機已普遍采用可調內容積比螺桿壓縮機，以期通過控制可調內容積比螺桿壓縮機的能 級(輸出功率）和電子膨脹閥的開度(系統的供液量)，使系統運行于最佳狀態。現有的控制 方法是無論系統的吸氣壓力和吸氣過熱度是否達到設定值，可調內容積比螺桿壓縮機的能 級均由吸氣壓力進行控制，而對電子膨脹閥均采用過熱度(吸氣溫度與蒸發溫度之差）控制 法。存在的問題是當制冷系統的吸氣壓力和吸氣過熱度已達到設定值（即制冷系統已經達 到溫度設定值)時，還需經過5~7次波動后才能達到穩定狀態，不僅控制時間長(耗時5~6分 鐘)，而且降低了制冷系統的能效比（C0P)，影響了制冷系統的工作效率。
【發明內容】
[0003]本發明是為了解決現有技術所存在的上述技術問題，提供一種可提高工作效率的 制冷系統控制方法。
[0004]本發明的技術解決方案是：一種可提高工作效率的制冷系統控制方法，所述制冷 系統中有可調內容積比螺桿壓縮機、冷凝器、電子膨脹閥及蒸發器，其特征在于：當吸氣壓 力和吸氣過熱度均未達到設定值時，吸氣過熱度控制電子膨脹閥開度，吸氣壓力控制可變 內容積比螺桿壓縮機的能級；當吸氣壓力和吸氣過熱度均達到設定值時，吸氣過熱度控制 電子膨脹閥開度，所述可變內容積比螺桿壓縮機的能級由電子膨脹閥開度直接控制，其關 系式如下：C=(Kl*0pen+bl-b2)/K2;式中： C:可變內容積比螺桿壓縮機的能級； Open:電子膨脹閥開度； Kl、bl分別是電子膨脹閥開度與質量流量關系曲線線性化的斜率和截矩。
[0005] K2、b2分別是可調內容積比螺桿壓縮機與質量流量關系曲線線性化的斜率和截 矩。
[0006]本發明在制冷系統已經達到溫度設定值時，成功地實現電子膨脹閥與可調內容積 比螺桿壓縮機能級的直接聯動。同現有技術相比，減少了系統震蕩次數，提高了響應速度， 縮短了達到穩定運行狀態的時間，降低了因系統震蕩而造成的能量損失，單位時間C0P可 增加5~8%，使制冷系統的工作效率得以提高。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明實施例電子膨脹閥開度與質量流量關系曲線線性化示意圖。
[0008]圖2是本發明實施例可調內容積比螺桿壓縮機與質量流量關系曲線線性化示意 圖。
【具體實施方式】
[0009] 本發明實施例的壓縮機、冷凝器、電子膨脹閥及蒸發器均為現有技術，其中的電子 膨脹閥選用丹佛斯ETS100，壓縮機選用大連冰山集團有限公司生產的型號為JZVLGF193D 可調內容積比螺桿壓縮機。
[0010] 丹佛斯ETS100電子膨脹閥的開度（Open)與質量流量（Q)關系如表1 : 表1
實際變化曲線如圖1所示。
[0011] 對圖1所示曲線線性化，則Q=Kl*0pen+bl; Kl、bl分別是電子膨脹閥開度與質量流量關系曲線線性化的斜率和截矩，各分段線性 化的Kl、bl不同。
[0012] 通過對JZVLGF193D可調內容積比螺桿壓縮機進行實驗：工質R22,冷凝溫度35 度，蒸發溫度-35度。可得JZVLGF193D可調內容積比螺桿壓縮機的能級（C)與質量流量（Q) 關系如表2 : 表2 實際變化曲線如圖2所示。
[0013]對圖 2 所示曲線線性化，得K2= 1350,b2=139,則Q= 1350C+ 139， C= (Kl*0pen+bl-139)/1350〇
[0014] 如本發明實施例設定制冷溫度為5°C，精度為±2°C，則死區范圍為3~7°C，與3°C 和7°C對應的吸氣壓力及吸氣過熱度就是吸氣壓力和吸氣過熱度設定值。
[0015] 當吸氣壓力和吸氣過熱度均未達到設定值時，制冷系統仍按照現有的控制方法進 行控制，即吸氣過熱度控制電子膨脹閥開度，吸氣壓力控制可變內容積比螺桿壓縮機的能 級；而當吸氣壓力和吸氣過熱度均達到設定值時，吸氣過熱度控制電子膨脹閥開度，可變 內容積比螺桿壓縮機的能級由電子膨脹閥開度直接控制，其關系式如下：C=(Kl*0pen+ bl-139) /1350。
[0016] (1)當吸氣壓力和吸氣過熱度由上逼近且均達到設定值上限（7°C)時，電子膨脹 閥開度為70%，而此時由吸氣壓力所控制的可變內容積比螺桿壓縮機的能級90%。但根據圖 1電子膨脹閥開度為70%的分段線性化的Kl=3797,bl= -1216,根據公式C= (Kl*0pen+ bl-139) /1350,則可變內容積比螺桿壓縮機的能級應為C= (3797*70%-1216-139) /1350= 0. 965=96. 5%。即應該通過調節裝置調節可變內容積比螺桿壓縮機的內容積比，使其能級為 96. 5%〇
[0017] 將本發明實施例上述（1)的控制方法與現有技術(吸氣過熱度控制電子膨脹閥開 度，吸氣壓力控制可變內容積比螺桿壓縮機的能級）的控制方法進行對比，結果如下：現有 技術震蕩波動6次，達到穩定時間5. 1分鐘，C0P1. 642% ;本發明實施例震蕩波動2次，達到 穩定時間3. 2分鐘，C0P1. 755%。
[0018] (2)當吸氣壓力和吸氣過熱度由下逼近且均達到設定值下限（3°C)時，電子膨脹閥 開度為62%，而此時由吸氣壓力所控制的可變內容積比螺桿壓縮機的能級76%。但根據圖1 電子膨脹閥開度為62%的分段線性化的Kl=4750，bl= -1835. 5,根據公式C=(Kl*0pen + b 1-139)/1350,則可變內容積比螺桿壓縮機的能級應為C= (4750*62%-1835. 5-139)/1350= 0. 718=71. 8%。即應該通過調節裝置調節可變內容積比螺桿壓縮機的內容積比，使其能級為 71. 8%〇
[0019] 將本發明實施例上述（2)的控制方法與現有技術(吸氣過熱度控制電子膨脹閥開 度，吸氣壓力控制可變內容積比螺桿壓縮機的能級）的控制方法進行對比，結果如下：現有 技術震蕩波動5次，達到穩定時間5. 7分鐘，C0P1. 639% ;本發明實施例震蕩波動3次，達到 穩定時間3. 5分鐘，C0P1. 734%。
【主權項】
1. 一種可提高工作效率的制冷系統控制方法，所述制冷系統中有可調內容積比螺桿壓 縮機、冷凝器、電子膨脹閥及蒸發器，其特征在于：當吸氣壓力和吸氣過熱度均未達到設定 值時，吸氣過熱度控制電子膨脹閥開度，吸氣壓力控制可變內容積比螺桿壓縮機的能級；當 吸氣壓力和吸氣過熱度均達到設定值時，吸氣過熱度控制電子膨脹閥開度，所述可變內容 積比螺桿壓縮機的能級由電子膨脹閥開度直接控制，其關系式如下： C= (Kl*Open+bl-b2) /K2 ; 式中： C:可變內容積比螺桿壓縮機的能級； Open:電子膨脹閥開度； KUbl分別是電子膨脹閥開度與質量流量關系曲線線性化的斜率和截矩； K2、b2分別是可調內容積比螺桿壓縮機與質量流量關系曲線線性化的斜率和截矩。
【專利摘要】本發明公開一種可提高工作效率的制冷系統控制方法，當吸氣壓力和吸氣過熱度均未達到設定值時，吸氣過熱度控制電子膨脹閥開度，吸氣壓力控制可變內容積比螺桿壓縮機的能級；當吸氣壓力和吸氣過熱度均達到設定值時，吸氣過熱度控制電子膨脹閥開度，所述可變內容積比螺桿壓縮機的能級由電子膨脹閥開度直接控制，其關系式如下：C=（K1*Open+b1-b2）/K2；式中：C：可變內容積比螺桿壓縮機的能級；Open：電子膨脹閥開度；K1、b1分別是電子膨脹閥開度與質量流量關系曲線線性化的斜率和截矩；K2、b2分別是可調內容積比螺桿壓縮機與質量流量關系曲線線性化的斜率和截矩。
【IPC分類】F25B49/02
【公開號】CN105222442
【申請號】CN201510592207
【發明人】周海龍, 鄭玉勇, 韓松, 劉柱, 王彥威, 馬明, 李季, 伊斌
【申請人】大連冰山嘉德自動化有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月17日