一種制冷系統(tǒng)中兩相射流泵供液的控制方法和控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及制冷系統(tǒng)中兩相射流泵供液的控制方法，包括通過液位傳感器檢測供液桶中的液位高度；將檢測到的液位高度與設定值做比較；根據(jù)比較結果，通過控制器綜合調整對應的調節(jié)閥直至液位的高度符合設定范圍；通過壓力傳感器檢測射流泵出口、吸入口和噴嘴入口的制冷劑壓力值；對檢測到的壓力值進行壓差比值計算；將計算結果與設定的壓差比值做比較；根據(jù)比較結果通過控制器綜合調整對應的調節(jié)閥直至射流泵出口、吸入口和噴嘴入口的制冷劑壓力的壓差比值符合設定的壓差比值范圍。本發(fā)明還提供了兩相射流泵供液的控制系統(tǒng)。本發(fā)明適用于各種形式的空調、制冷和低溫系統(tǒng)，提高帶有兩相射流泵制冷系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、可靠性和效率，延長設備使用壽命。
【專利說明】
一種制冷系統(tǒng)中兩相射流泵供液的控制方法和控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制冷系統(tǒng)的控制方法和控制系統(tǒng)，具體地說，是可用于空調、制冷和低溫等技術領域的一種制冷系統(tǒng)中兩相射流栗供液的控制方法和控制系統(tǒng)。
【【背景技術】】
[0002]兩相射流栗代替制冷系統(tǒng)中的膨脹閥，將制冷劑的膨脹功回收利用，能夠達到制冷系統(tǒng)的節(jié)能目的。射流栗(又稱噴射器)的設計通常針對某一額定工況，如果實際工況偏離額定工況，射流栗的性能急劇下降，甚至不能工作，繼而影響整個制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。目前采取的主要技術措施是，改變射流栗的噴嘴流通截面積，調節(jié)噴嘴軸向與混合室入口的距離；中國專利CN104075509A公開了一種噴嘴可調式蒸汽噴射器，通過調節(jié)噴嘴中的調節(jié)錐位置，從而改變工作流體噴嘴的流通面積，提高噴射器的工作效率，中國專利CN2856530Y公開了一種同時調節(jié)噴嘴流通面積和噴嘴軸向位置的射流栗裝置，使射流栗能夠保持較高的工作效率，上述這些做法用于兩相射流栗制冷系統(tǒng)中，將存在調節(jié)范圍窄，制冷劑容易泄露，運行維護復雜的不足。
[0003]中國專利CN102878715B公開了一種射流栗節(jié)流供液制冷系統(tǒng)，其優(yōu)點是，在避免蒸發(fā)器兩相流供液的同時，實現(xiàn)蒸發(fā)器的倍量供液，提高了制冷系統(tǒng)的運行效率，但是，該專利并未涉及制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定運行問題。
[0004]綜上所述，亟需一種提高帶有兩相射流栗制冷系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、可靠性和效率，適用于各種形式的空調、制冷和低溫系統(tǒng)中的兩相射流栗供液的控制方法和控制系統(tǒng)，但是目前關于此類技術還未見報道。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術中的不足，提供一種制冷系統(tǒng)中兩相射流栗供液的控制方法。
[0006]本發(fā)明的再一的目的是，提供一種制冷系統(tǒng)中兩相射流栗供液的控制系統(tǒng)。
[0007]為實現(xiàn)上述第一個目的，本發(fā)明采取的技術方案是:
[0008]所述的控制方法，包括如下步驟:步驟一:通過供液桶中的液位傳感器，實時監(jiān)測供液桶中制冷劑液位高度h;步驟二:將h與設定值^和^進行比較，其中In>h2，若，或者h<h2，則控制器向第一調節(jié)閥、第二調節(jié)閥和第三調節(jié)閥輸出信號，綜合調整第一調節(jié)閥、第二調節(jié)閥和第三調節(jié)閥的開度;步驟三:在Ii2ShSh1條件下，實時監(jiān)測射流栗的進出口制冷劑壓力Pp，Ph，Pc，并計算壓差比ξ，其中:I=(Pc-Ph)/(PP-Ph)，PP為第三壓力傳感器，即射流栗的噴嘴入口處制冷劑壓力，Ph為第二壓力傳感器，即射流栗的吸入口處制冷劑壓力，Pc為第一壓力傳感器，即射流栗的擴散器出口處制冷劑壓力;步驟四:將ξ與設定值|1和|2進行比較，其中若€>1:，或者ξ<ξ2，則控制器向第一調節(jié)閥、第二調節(jié)閥和第三調節(jié)閥輸出信號，綜合調整第一調節(jié)閥、第二調節(jié)閥和第三調節(jié)閥的開度;步驟五:在條件下，維持第一調節(jié)閥、第二調節(jié)閥和第三調節(jié)閥的開度不變，返回步驟一。
[0009]所述的控制器優(yōu)先對供液桶中的液位高度進行調整，調整后的液位高度滿足設定的液位高度范圍要求后，控制器再對射流栗的進出口的壓差比值進行調整，調整后的壓差比值滿足設定的壓差比值范圍要求。
[0010]為實現(xiàn)上述第二個目的，本發(fā)明采取的技術方案是:
[0011]所述的控制系統(tǒng)，包括壓縮機、冷凝器、射流栗、蒸發(fā)器、分離桶和供液桶，還包括控制器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、液位傳感器和第一調節(jié)閥、第二調節(jié)閥、第三調節(jié)閥；所述壓縮機出口與冷凝器入口相連，冷凝器出口與第三調節(jié)閥相連，第三調節(jié)閥與射流栗的噴嘴入口相連，射流栗的噴嘴入口處安裝第三壓力傳感器，射流栗的吸入口與第二調節(jié)閥連接，射流栗的吸入口處安裝第二壓力傳感器，第二調節(jié)閥與分離桶的排液口連接，射流栗的擴散器出口與供液桶入口相連，射流栗的擴散器出口處安裝第一壓力傳感器，供液桶的排汽口與第一調節(jié)閥相連，第一調節(jié)閥與壓縮機吸入口相連，供液桶中裝有液位傳感器，供液桶的排液口與蒸發(fā)器入口相連，蒸發(fā)器的出口與分離桶的入口相連，分離桶的排汽口與壓縮機吸入口相連;所述控制器分別與第一調節(jié)閥、第二調節(jié)閥和第三調節(jié)閥相連，與第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器相連，與液位傳感器相連。
[0012]所述的控制系統(tǒng)，其工作原理:將來自供液桶分離出的制冷劑蒸汽經(jīng)第一調節(jié)閥降壓處理，與來自分離桶分離出的低溫低壓制冷劑汽體混合，由壓縮機吸入并壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽，進入冷凝器冷凝，高壓冷凝液再經(jīng)第三調節(jié)閥的流量調節(jié)后，在射流栗的噴嘴中膨脹加速并伴隨著降壓，在噴嘴出口形成的低壓，將來自分離桶并經(jīng)第二調節(jié)閥流量調節(jié)后的液體制冷劑吸入，該吸入液體與噴嘴出口的高速汽液兩相流混合，混合流體在射流栗的擴壓段升壓，動能轉化為壓力能，汽液兩相流進入供液桶并進行汽液分離，經(jīng)汽液分離的制冷劑蒸汽經(jīng)過第一調節(jié)閥降壓處理，經(jīng)汽液分離的液體進入蒸發(fā)器部分蒸發(fā)，蒸發(fā)器出來的汽液兩相流進入分離桶并進行汽液分離，經(jīng)汽液分離的液體通過第二調節(jié)閥的流量調節(jié)后被吸入射流栗，經(jīng)汽液分離的汽體與經(jīng)過第一調節(jié)閥的制冷劑蒸汽混合后進入壓縮機吸入口。
[0013]本發(fā)明優(yōu)點在于:
[0014]本發(fā)明適用于各種形式的空調、制冷和低溫系統(tǒng)，不僅有效提高帶有兩相射流栗制冷系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、可靠性和效率。而且能節(jié)約能源，延長設備使用壽命。
【【附圖說明】】
[0015]附圖1是一種制冷系統(tǒng)中兩相射流栗供液的控制系統(tǒng)原理圖。
[0016]附圖2是一種制冷系統(tǒng)中兩相射流栗供液的控制方法流程圖。
【【具體實施方式】】
[0017]下面結合附圖對本發(fā)明提供的【具體實施方式】作詳細說明。
[0018]附圖中涉及的附圖標記和組成部分如下所示:
[0019]1.壓縮機2.控制器
[0020]3.分離桶4.蒸發(fā)器
[0021]5.第一調節(jié)閥6.液位傳感器
[0022]7.供液桶8.第一壓力傳感器
[0023]9.第二調節(jié)閥10.第二壓力傳感器
[0024]11.射流栗12.第三壓力傳感器
[0025]13.第三調節(jié)閥14.冷凝器
[0026]實施例1
[0027]請參看圖1，圖1是一種制冷系統(tǒng)中兩相射流栗供液的控制系統(tǒng)原理圖。所述的一種兩相射流栗供液的制冷及其控制系統(tǒng)，包括壓縮機1、冷凝器14、射流栗11、蒸發(fā)器4、分離桶3和供液桶7，還包括控制器2、第一壓力傳感器8、第二壓力傳感器10、第三壓力傳感器12、液位傳感器6和第一調節(jié)閥5、第二調節(jié)閥9、第三調節(jié)閥13;所述壓縮機I出口與冷凝器14入口相連，冷凝器14出口與第三調節(jié)閥13相連，第三調節(jié)閥13與射流栗11的噴嘴入口相連，射流栗11的噴嘴入口處安裝第三壓力傳感器12，射流栗11的吸入口與第二調節(jié)閥9連接，射流栗11的吸入口處安裝第二壓力傳感器10，第二調節(jié)閥9與分離桶3的排液口連接，射流栗11的擴散器出口與供液桶7入口相連，射流栗11的擴散器出口處安裝第一壓力傳感器8，供液桶7的排汽口與第一調節(jié)閥5相連，第一調節(jié)閥5與壓縮機I吸入口相連，供液桶7中裝有液位傳感器6，供液桶7的排液口與蒸發(fā)器4入口相連，蒸發(fā)器4的出口與分離桶3的入口相連，分離桶3的排汽口與壓縮機I吸入口相連。所述控制器2分別與第一調節(jié)閥5、第二調節(jié)閥9和第三調節(jié)閥13相連，與第一壓力傳感器8、第二壓力傳感器10、第三壓力傳感器12相連，與液位傳感器6相連。
[0028]所述的一種制冷系統(tǒng)中兩相射流栗供液的控制系統(tǒng)原理為:
[0029]來自供液桶7分離出的制冷劑蒸汽經(jīng)第一調節(jié)閥5降壓處理，與來自分離桶3分離出的低溫低壓制冷劑汽體混合，由壓縮機I吸入并壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽，進入冷凝器11冷凝，高壓冷凝液再經(jīng)第三調節(jié)閥13的流量調節(jié)后，在射流栗11的噴嘴中膨脹加速并伴隨著降壓，在噴嘴出口形成的低壓，將來自分離桶3并經(jīng)第二調節(jié)閥9流量調節(jié)后的液體制冷劑吸入，該吸入液體與噴嘴出口的高速汽液兩相流混合，混合流體在射流栗11的擴壓段升壓，動能轉化為壓力能，汽液兩相流進入供液桶7并進行汽液分離，經(jīng)汽液分離的制冷劑蒸汽經(jīng)過第一調節(jié)閥5降壓處理，經(jīng)汽液分離的液體進入蒸發(fā)器4部分蒸發(fā)，蒸發(fā)器4出來的汽液兩相流進入分離桶3并進行汽液分離，經(jīng)汽液分離的液體通過第二調節(jié)閥9的流量調節(jié)后被吸入射流栗11，經(jīng)汽液分離的汽體與經(jīng)過第一調節(jié)閥5的制冷劑蒸汽混合后進入壓縮機I吸入口。
[0030]請參看圖2，圖2是一種制冷系統(tǒng)中兩相射流栗供液的控制方法流程圖。一種制冷系統(tǒng)中兩相射流栗供液的控制方法，包括如下步驟:
[0031 ]步驟一:通過供液桶7中的液位傳感器6，實時監(jiān)測供液桶7中制冷劑液位高度h;
[0032]步驟二:將h與設定值hi和h2進行比較，其中hi>h2，若h>hi，或者h<h2，則控制器2向第一調節(jié)閥5、第二調節(jié)閥9和第三調節(jié)閥13輸出信號，綜合調整第一調節(jié)閥5、第二調節(jié)閥9和第三調節(jié)閥13的開度；
[0033]步驟三:在h2彡h彡In條件下，實時監(jiān)測射流栗11的進出口制冷劑壓力Pp，Ph，Pc，并計算壓差比ξ，其中:ξ = ( Pc-Ph) / ( Pp-Ph )，Pp為第三壓力傳感器12，即射流栗11的噴嘴入口處制冷劑壓力，Ph為第二壓力傳感器10，即射流栗11的吸入口處制冷劑壓力，Pc為第一壓力傳感器8，即射流栗11的擴散器出口處制冷劑壓力；
[0034]步驟四:將ξ與設定值ξ^Ρξ^行比較，其中IAI2,若€>1!，或者ξ<ξ2，則控制器向第一調節(jié)閥5、第二調節(jié)閥9和第三調節(jié)閥13輸出信號，綜合調整第一調節(jié)閥5、第二調節(jié)閥9和第三調節(jié)閥13的開度；
[0035]步驟五:在條件下，維持第一調節(jié)閥、第二調節(jié)閥和第三調節(jié)閥的開度不變，返回步驟一。
[0036]例1:低溫制冷系統(tǒng)如附圖1所示，制冷劑采用R507A，設計工況:冷凝溫度30°C，蒸發(fā)溫度-400C，壓力比設定值ξι = 0.05，ξ2 = 0.02，供液桶液位hi = 0.8m,h2 = 0.2m；
[0037]具體執(zhí)行的控制方法如下:
[0038]步驟一:制冷系統(tǒng)開機運行；
[0039]步驟二:控制器2通過液位傳感器6檢測供液桶中的液位h;
[0040]步驟三:將h與設定值In和h2進行比較，若h>0.8m，或者h<0.2m，則控制器2向第一調節(jié)閥5、第二調節(jié)閥9和第三調節(jié)閥13輸出信號，綜合調整第一調節(jié)閥5、第二調節(jié)閥9和第三調節(jié)閥13的開度；
[0041 ]步驟四:間隔2s，控制器2通過液位傳感器6檢測供液桶7中的液位h;
[0042]步驟五:將h與設定值hi和h2進行比較，若h> 0.8m，或者h< 0.2m，繼續(xù)執(zhí)行步驟三到步驟四，直至0.2m彡h彡0.8m;
[0043]步驟六:控制器2分別通過壓力傳感器8、10和12，分別檢測射流栗出口、吸入口和噴嘴入口的制冷劑壓力，控制器2計算壓差比ξ;
[0044]步驟七:將ξ與設定值行比較，若ξ >0.05，或者ξ <0.02，則控制器2向第一調節(jié)閥5、第二調節(jié)閥9和第三調節(jié)閥13輸出信號，綜合調整第一調節(jié)閥5、第二調節(jié)閥9和第三調節(jié)閥13的開度；
[0045]步驟八:間隔2s，執(zhí)行步驟六到步驟七，直至0.02^ξ^0.05,維持第一調節(jié)閥5、第二調節(jié)閥9和第三調節(jié)閥13的開度不變，返回步驟二。
[0046]實施例2
[0047]請參看圖1和圖2，圖1是一種制冷系統(tǒng)中兩相射流栗供液的控制系統(tǒng)原理圖。圖2是一種制冷系統(tǒng)中兩相射流栗供液的控制方法流程圖。所述的兩相射流栗供液的控制系統(tǒng)以及所述的一種制冷系統(tǒng)中兩相射流栗供液的控制方法，如實施例1所述一致，本實施例不再贅述。
[0048]例2:空調制冷系統(tǒng)如附圖1所示，制冷劑采用R134a，設計工況:冷凝溫度40°C，蒸發(fā)溫度2°C，壓力比設定值ξι = 0.I，ξ2 = 0.04，供液桶液位hi = 1.6m,h2 = 0.3m；
[0049]具體執(zhí)行的控制方法如下:
[0050]步驟一:制冷系統(tǒng)開機運行；
[0051 ]步驟二:控制器2通過液位傳感器6檢測供液桶中的液位h;
[0052]步驟三:將h與設定值hi和h2進行比較，若h> 1.6m，或者h<0.3m，則控制器2向第一調節(jié)閥5、第二調節(jié)閥9和第三調節(jié)閥13輸出信號，綜合調整第一調節(jié)閥5、第二調節(jié)閥9和第三調節(jié)閥13的開度；
[0053]步驟四:間隔2s，控制器2通過液位傳感器6檢測供液桶7中的液位h;
[0054]步驟五:將h與設定值hi和h2進行比較，若h> 1.6m，或者h<0.3m，繼續(xù)執(zhí)行步驟三到步驟四，直至0.3mOi<l.6m;
[0055]步驟六:控制器2分別通過壓力傳感器8、10和12，分別檢測射流栗出口、吸入口和噴嘴入口的制冷劑壓力，控制器2計算壓差比ξ;
[0056]步驟七:將ξ與設定值行比較，若ξ>0.1，或者ξ<0.04，則控制器2向第一調節(jié)閥5、第二調節(jié)閥9和第三調節(jié)閥13輸出信號，綜合調整第一調節(jié)閥5、第二調節(jié)閥9和第三調節(jié)閥13的開度；
[0057]步驟八:間隔2s，執(zhí)行步驟六到步驟七，直至0.04彡ξ彡0.1，維持第一調節(jié)閥5、第二調節(jié)閥9和第三調節(jié)閥13的開度不變，返回步驟二。
[0058]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明方法的前提下，還可以做出若干改進和補充，這些改進和補充也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種制冷系統(tǒng)中兩相射流栗供液的控制方法，其特征在于，所述的控制方法，包括如下步驟:步驟一:通過供液桶中的液位傳感器，實時監(jiān)測供液桶中制冷劑液位高度h;步驟二:將h與設定值hi和h2進行比較，其中hi >h2，若h>hi，或者h<h2，則控制器向第一調節(jié)閥、第二調節(jié)閥和第三調節(jié)閥輸出信號，綜合調整第一調節(jié)閥、第二調節(jié)閥和第三調節(jié)閥的開度;步驟三:在Ii2ShSh1條件下，實時監(jiān)測射流栗的進出口制冷劑壓力Pp，Ph，Pc，并計算壓差比ξ，其中:ξ = (Ρ「ΡΗ)/(Ρρ-ΡΗ)，Ρρ為第三壓力傳感器，即射流栗的噴嘴入口處制冷劑壓力，Ph為第二壓力傳感器，即射流栗的吸入口處制冷劑壓力，Pc為第一壓力傳感器，即射流栗的擴散器出口處制冷劑壓力;步驟四:將ξ與設定值1和|2進行比較，其中若，或者ξ<ξ2，則控制器向第一調節(jié)閥、第二調節(jié)閥和第三調節(jié)閥輸出信號，綜合調整第一調節(jié)閥、第二調節(jié)閥和第三調節(jié)閥的開度;步驟五:在條件下，維持第一調節(jié)閥、第二調節(jié)閥和第三調節(jié)閥的開度不變，返回步驟一。2.根據(jù)權利要求1所述的一種制冷系統(tǒng)中兩相射流栗供液的控制方法，其特征在于，所述的控制器優(yōu)先對供液桶中的液位高度進行調整，調整后的液位高度滿足設定的液位高度范圍要求后，控制器再對射流栗的進出口的壓差比值進行調整，調整后的壓差比值滿足設定的壓差比值范圍要求。3.所述的一種制冷系統(tǒng)中兩相射流栗供液的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制系統(tǒng)，包括壓縮機、冷凝器、射流栗、蒸發(fā)器、分離桶和供液桶，還包括控制器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、液位傳感器和第一調節(jié)閥、第二調節(jié)閥、第三調節(jié)閥；所述壓縮機出口與冷凝器入口相連，冷凝器出口與第三調節(jié)閥相連，第三調節(jié)閥與射流栗的噴嘴入口相連，射流栗的噴嘴入口處安裝第三壓力傳感器，射流栗的吸入口與第二調節(jié)閥連接，射流栗的吸入口處安裝第二壓力傳感器，第二調節(jié)閥與分離桶的排液口連接，射流栗的擴散器出口與供液桶入口相連，射流栗的擴散器出口處安裝第一壓力傳感器，供液桶的排汽口與第一調節(jié)閥相連，第一調節(jié)閥與壓縮機吸入口相連，供液桶中裝有液位傳感器，供液桶的排液口與蒸發(fā)器入口相連，蒸發(fā)器的出口與分離桶的入口相連，分離桶的排汽口與壓縮機吸入口相連;所述控制器分別與第一調節(jié)閥、第二調節(jié)閥和第三調節(jié)閥相連，與第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器相連，與液位傳感器相連。4.根據(jù)權利要求3所述的一種制冷系統(tǒng)中兩相射流栗供液的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制系統(tǒng)，其工作原理:將來自供液桶分離出的制冷劑蒸汽經(jīng)第一調節(jié)閥降壓處理，與來自分離桶分離出的低溫低壓制冷劑汽體混合，由壓縮機吸入并壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽，進入冷凝器冷凝，高壓冷凝液再經(jīng)第三調節(jié)閥的流量調節(jié)后，在射流栗的噴嘴中膨脹加速并伴隨著降壓，在噴嘴出口形成的低壓，將來自分離桶并經(jīng)第二調節(jié)閥流量調節(jié)后的液體制冷劑吸入，該吸入液體與噴嘴出口的高速汽液兩相流混合，混合流體在射流栗的擴壓段升壓，動能轉化為壓力能，汽液兩相流進入供液桶并進行汽液分離，經(jīng)汽液分離的制冷劑蒸汽經(jīng)過第一調節(jié)閥降壓處理，經(jīng)汽液分離的液體進入蒸發(fā)器部分蒸發(fā)，蒸發(fā)器出來的汽液兩相流進入分離桶并進行汽液分離，經(jīng)汽液分離的液體通過第二調節(jié)閥的流量調節(jié)后被吸入射流栗，經(jīng)汽液分離的汽體與經(jīng)過第一調節(jié)閥的制冷劑蒸汽混合后進入壓縮機吸入□ O
【文檔編號】F25B41/06GK105928268SQ201610550469
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月13日
【發(fā)明人】萬金慶, 岳占凱, 賀衛(wèi)東, 梁丁方, 張楠, 陶磊, 黃明磊, 蔡廣來
【申請人】上海海洋大學