本發(fā)明更具體地涉及一種用于調(diào)整低溫制冷設(shè)備的方法，該設(shè)備包括若干并聯(lián)安排以便冷卻同一種應(yīng)用的制冷器/液化器，每個(gè)制冷器/液化器包括用于工作氣體的工作回路，該工作回路配備有至少一個(gè)用于控制工作氣體流的閥，這些并聯(lián)的制冷器/液化器使用相同種類的工作氣體，例如純氣態(tài)氦，每個(gè)制冷器/液化器包括工作氣體壓縮站、冷箱，該冷箱旨在將離開該壓縮站的工作氣體流冷卻到至少接近其液化溫度的低溫溫度，將由這些制冷器/液化器的每一個(gè)對(duì)應(yīng)冷箱冷卻的所述工作氣體流混合并且然后置于與該應(yīng)用熱交換的關(guān)系以便給予其制冷量，然后將已經(jīng)與該應(yīng)用交換熱的冷工作氣體分成若干返回流，將這些返回流分別分配通過這些對(duì)應(yīng)的壓縮站。

本發(fā)明涉及所謂的“大型”制冷設(shè)備，這些制冷設(shè)備采用若干并聯(lián)的制冷器/液化器以便冷卻同一用戶應(yīng)用。

“制冷器/液化器”表示一種裝置，該裝置使工作氣體(例如氦氣)經(jīng)受功的熱力學(xué)循環(huán)(壓縮/膨脹)，該熱力學(xué)循環(huán)使該工作流體達(dá)到低溫溫度(例如，在氦氣的情況下幾度K)，并且在適當(dāng)時(shí)液化這種工作氣體。

此類設(shè)備的一個(gè)非限制性實(shí)例描述于申請(qǐng)?zhí)朏R 2980564 A1中。

據(jù)說這些制冷循環(huán)(其產(chǎn)生冷量)在每個(gè)制冷器的位置處“閉合”。這意味著進(jìn)入制冷器/液化器的冷箱的工作氣體流大部分從這個(gè)相同的冷箱中重現(xiàn)。相比之下，據(jù)說該工作氣體流在有待被冷卻的應(yīng)用的位置處“打開”，這意味著來自這些不同的制冷器/液化器的氣體在其中混合。由這些制冷器/液化器供應(yīng)的工作氣體流因此被合并用于冷卻該應(yīng)用、然后通過分配系統(tǒng)分別地返回到每個(gè)制冷器。

此類設(shè)備的制冷器的調(diào)整總體上涉及手動(dòng)地定位該工作回路(來自并且到有待冷卻的應(yīng)用)的控制閥。

當(dāng)該設(shè)備包括非常多的接口時(shí)并且當(dāng)需要被冷卻的熱負(fù)荷隨時(shí)間的推移改變時(shí)，合適的調(diào)整變得更困難。這是因?yàn)檫@些閥的靜態(tài)調(diào)整可能是不適合的，如果該系統(tǒng)的流速和/或壓力改變。

該應(yīng)用的波動(dòng)的熱負(fù)荷確實(shí)產(chǎn)生通過這些壓縮機(jī)的流速的波動(dòng)。

如果這不進(jìn)行校正，某些制冷器/液化器將比其他的制冷器/液化器收復(fù)更多的工作氣體和冷量。因此，某些制冷器/液化器可能偏離其正常運(yùn)行點(diǎn)。這些制冷器/液化器的某些部件可能因此在其極限下使用(壓縮機(jī)、渦輪機(jī)等)，而其他制冷器/液化器將未被充分使用。該設(shè)備的總的冷功率和其效率將因此降低。

對(duì)每個(gè)制冷器/液化器提供用于控制和調(diào)整獨(dú)立的流的系統(tǒng)可能導(dǎo)致總體不穩(wěn)定的系統(tǒng)，其中這些負(fù)荷和流速將在這些制冷器/液化器之間不一致地分布。此外，氦氣的特定特征(作為溫度的函數(shù)極大地改變的密度)導(dǎo)致其中這些制冷器之間的不平衡被放大的現(xiàn)象。

在這些制冷器之間的氦氣流速的分布總體上經(jīng)由常見的氦氣進(jìn)料壓力以及返回到壓力源(壓縮機(jī))的回路的阻力(壓降)進(jìn)行。

當(dāng)一個(gè)制冷器/液化器接收相對(duì)而言更多的來自該應(yīng)用的冷氣體時(shí)，返回回路的平均溫度下降并且該回路的壓降因此降低。確切地，該氣體的密度可能比該氣體通過該回路的速度更迅速地改變。這種回路中壓降的下降導(dǎo)致接受到關(guān)注的回路中的冷氣體的流速的相對(duì)增加并且因此導(dǎo)致在該設(shè)備內(nèi)的發(fā)散。

本發(fā)明的目的是減輕現(xiàn)有技術(shù)的在此以上提及的缺點(diǎn)的全部或一些。

為此，根據(jù)本發(fā)明、在其他方面根據(jù)以上前序部分中其給出的同屬定義的方法基本上特征在于該方法包括以下步驟：對(duì)于每個(gè)制冷器/液化器，同時(shí)測量來自以下項(xiàng)的至少同一個(gè)運(yùn)行參數(shù)的瞬時(shí)值：返回到壓縮站的被稱為工作氣體的“返回”流的流速，已經(jīng)離開該壓縮站、循環(huán)通過冷箱的被稱為工作氣體的“向外”流的流速，一方面該工作氣體的向外流與另一方面該工作氣體的返回流之間的工作氣體的溫度差異，兩個(gè)流都位于該冷箱中在同一個(gè)溫度范圍內(nèi)，該方法包括實(shí)時(shí)計(jì)算對(duì)于所有制冷器/液化器的該至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)平均值的步驟，該設(shè)備作為在相對(duì)于所述動(dòng)態(tài)平均值該參數(shù)的瞬時(shí)值之間的差異的函數(shù)進(jìn)行至少一個(gè)制冷器/液化器的該至少一個(gè)工作氣體流量控制閥的實(shí)時(shí)控制，以便引起這些不同的制冷器/液化器的所述運(yùn)行參數(shù)的所述瞬時(shí)值朝向此動(dòng)態(tài)平均值收斂。

此具體特征允許動(dòng)態(tài)地調(diào)整該設(shè)備以便自動(dòng)地對(duì)制冷器參數(shù)(溫度，壓力，流速，水平等)的變化做出反應(yīng)。

此調(diào)整使得有可能盡可能接近地到達(dá)預(yù)定的最佳運(yùn)行(預(yù)先計(jì)算的)，其中這些不同的制冷器/液化器相同地運(yùn)行(回路中的工作氣體的相同流速/壓力/溫度)。

為了滿足此要求，該方法比較了指示制冷器的運(yùn)行的動(dòng)態(tài)參數(shù)之一并且將其與這同一個(gè)參數(shù)跨越所有其他制冷器的平均值進(jìn)行比較。該方法的控制作用利用該參數(shù)的值的這種差異以便修改在每個(gè)制冷器上存在的對(duì)該參數(shù)具有影響的調(diào)節(jié)器的設(shè)定值。這然后還修改這些參數(shù)的平均值并且因此該設(shè)定值也是更新的。這是一種控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)可以被看作是與“動(dòng)態(tài)”的設(shè)定值“級(jí)聯(lián)”，這引起每個(gè)參數(shù)跨越不同的制冷器朝向此參數(shù)的平均值收斂。

此外，本發(fā)明的實(shí)施例可以包括以下特征中的一項(xiàng)或若干項(xiàng)：

-這些制冷器/液化器是相同的，該設(shè)備作為相對(duì)于所述動(dòng)態(tài)平均值該參數(shù)的瞬時(shí)值之間的差異的函數(shù)進(jìn)行該至少一個(gè)制冷器/液化器的該至少一個(gè)工作氣體流量控制閥的實(shí)時(shí)控制，以便引起這些不同的制冷器/液化器的所述運(yùn)行參數(shù)的所述瞬時(shí)值朝向確定的相同值收斂，

-這些制冷器/液化器是相同的，該設(shè)備作為相對(duì)于所述動(dòng)態(tài)平均值該參數(shù)的瞬時(shí)值之間的差異的函數(shù)進(jìn)行至少一個(gè)制冷器/液化器的該至少一個(gè)工作氣體流量控制閥的實(shí)時(shí)控制，以便立刻引起朝向壓縮站返回的工作氣體的返回流的流速的所述瞬時(shí)值朝向確定的相同流量值收斂，以便引起在冷箱中的工作氣體的向外流與朝向壓縮站返回的工作氣體的返回流之間的工作氣體的溫度差異朝向確定的相同溫度差值收斂并且以便引起在每個(gè)冷箱的出口處的冷卻的工作氣體流的流速朝向確定的相同流速值收斂，

-每個(gè)制冷器/液化器的壓縮站包括串聯(lián)安排在工作回路上并且分別命名為“低壓壓縮器”和“中壓壓縮器”的兩個(gè)壓縮器，用于選擇性地繞過該低壓壓縮器、包括至少一個(gè)可變開口的受控的旁通閥的旁通回路，該方法包括對(duì)于每個(gè)制冷器/液化器，同時(shí)測量以下運(yùn)行參數(shù)，該運(yùn)行參數(shù)由朝向壓縮站返回的工作氣體的返回流的流速的瞬時(shí)值組成，該方法包括實(shí)時(shí)計(jì)算對(duì)于所有制冷器/液化器的該運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)平均值的步驟，該設(shè)備作為在關(guān)注的制冷器/液化器的該運(yùn)行參數(shù)的瞬時(shí)值之間的差異的函數(shù)進(jìn)行每個(gè)旁通閥的打開/關(guān)閉的實(shí)時(shí)控制，以便引起這些不同的制冷器/液化器的所述運(yùn)行參數(shù)的所述瞬時(shí)值朝向此動(dòng)態(tài)平均值收斂，

-該方法包括對(duì)于每個(gè)制冷器/液化器，同時(shí)測量在冷箱中在相同溫度水平下的一方面該返回流與另一方面該向外流之間的工作氣體的溫度差，每個(gè)旁通閥的控制作為在對(duì)于關(guān)注的制冷器/液化器的所述溫度差與對(duì)于所有制冷器/液化器計(jì)算的所述溫度差的平均值之間的偏差的函數(shù)進(jìn)行校正，當(dāng)對(duì)于關(guān)注的制冷器/液化器的溫度差相對(duì)于所述溫度差的平均值就絕對(duì)值而言增加時(shí)，減小每個(gè)旁通閥的打開/關(guān)閉，

-在壓縮站的出口，每個(gè)制冷器/液化器包括可變開口的受控的出口閥，該方法包括對(duì)于每個(gè)制冷器/液化器，同時(shí)測量以下運(yùn)行參數(shù)，該運(yùn)行參數(shù)由工作氣體的出口流的流速的瞬時(shí)值組成，該方法包括實(shí)時(shí)計(jì)算對(duì)于所有制冷器/液化器的該運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)平均值的步驟，該設(shè)備作為關(guān)注的制冷器/液化器的該運(yùn)行參數(shù)的瞬時(shí)值之間的差異的函數(shù)進(jìn)行每個(gè)出口閥的打開/關(guān)閉的實(shí)時(shí)控制，以便引起這些不同的制冷器/液化器的所述運(yùn)行參數(shù)的所述瞬時(shí)值朝向此動(dòng)態(tài)平均值收斂，

-每個(gè)出口閥根據(jù)在所述閥的出口處測量的壓力設(shè)定值進(jìn)行控制，該設(shè)備進(jìn)行每個(gè)出口閥的打開/關(guān)閉的實(shí)時(shí)控制以便當(dāng)在關(guān)注的制冷器/液化器的壓縮站的出口處的氣體流的流速的瞬時(shí)值大于所述動(dòng)態(tài)平均值時(shí)，降低該壓力設(shè)定值，反之亦然，

-該工作回路包括，在每個(gè)制冷器/液化器的冷箱中，主管道和次級(jí)管道，該主管道包括浸入液化工作氣體的低溫貯槽中的工作氣體冷卻交換器，該次級(jí)管道形成在該低溫貯槽上游的該主管道的旁路并且通入到該低溫貯槽中以便能夠?qū)⒂衫湎洚a(chǎn)生的液化工作氣體遞送到該貯槽中，該主管道包括可變開口的受控的下游閥，該下游閥位于該冷卻交換器的下游，該方法包括對(duì)于每個(gè)制冷器/液化器，同時(shí)測量以下運(yùn)行參數(shù)，該運(yùn)行參數(shù)由在所述主管道內(nèi)在該冷卻交換器下游的工作氣體的出口流的流速的瞬時(shí)值組成，該方法包括實(shí)時(shí)計(jì)算對(duì)于所有制冷器/液化器的此運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)平均值的步驟，該設(shè)備作為在關(guān)注的制冷器/液化器的此運(yùn)行參數(shù)的瞬時(shí)值之間的差異的函數(shù)進(jìn)行每個(gè)下游閥的打開/關(guān)閉的實(shí)時(shí)控制，以便使這些不同的制冷器/液化器的所述運(yùn)行參數(shù)的所述瞬時(shí)值朝向此動(dòng)態(tài)平均值收斂，

-該次級(jí)管道配備有可變開口的分配閥，如果在該冷箱中的液化工作氣體的產(chǎn)生增加，該分配閥的開口增大，因?yàn)槊總€(gè)下游閥的控制作為該分配閥的開口狀態(tài)的函數(shù)進(jìn)行校正以便當(dāng)該分配閥的開口增大時(shí)，減小該下游閥的開口，反之亦然，

-每個(gè)制冷器/液化器的冷箱包括用于冷卻該工作流體的多個(gè)熱交換器和用于繞過所述交換器中的至少一些、在該冷箱的出口處供應(yīng)工作氣體的旁通管道，所述旁通管道經(jīng)由可變開口的對(duì)應(yīng)的受控的旁通閥連接到與這些交換器呈熱交換關(guān)系的該工作回路的其余部分上，該方法包括對(duì)于每個(gè)制冷器/液化器，同時(shí)測量以下運(yùn)行參數(shù)，該運(yùn)行參數(shù)由在所述旁通管道中的氣體流的流速的瞬時(shí)值組成，該方法包括實(shí)時(shí)計(jì)算對(duì)于所有制冷器/液化器的此運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)平均值的步驟，該設(shè)備作為在關(guān)注的制冷器/液化器的此運(yùn)行參數(shù)的瞬時(shí)值與該動(dòng)態(tài)平均值之間的差異的函數(shù)進(jìn)行這些旁通閥中的至少一個(gè)的打開/關(guān)閉的實(shí)時(shí)控制，以便引起這些不同的制冷器/液化器的所述運(yùn)行參數(shù)的所述瞬時(shí)值朝向此動(dòng)態(tài)平均值收斂，

-該工作回路包括，在每個(gè)制冷器/液化器的冷箱的內(nèi)部，多個(gè)交換器，這些交換器用于加熱已經(jīng)與該應(yīng)用交換熱的冷工作流體，該工作回路包括用于使返回的工作氣體的返回流返回到該壓縮站的管道，該返回管道包括被再分成分別稱為“熱”分支和“冷”分支的兩個(gè)并聯(lián)分支的一部分，該熱分支繞過這些加熱交換器中的至少一些，將該冷分支熱聯(lián)接到這些加熱交換器上，將已經(jīng)與該應(yīng)用交換熱的返回到該壓縮站的該工作流體當(dāng)其溫度高于確定的閾值時(shí)分配通過該熱分支，或當(dāng)其溫度低于該確定的閾值時(shí)，分配通過該冷分支，每個(gè)熱分支包括可變開口的受控的調(diào)節(jié)閥，該方法包括對(duì)于每個(gè)制冷器/液化器，同時(shí)測量以下運(yùn)行參數(shù)，該運(yùn)行參數(shù)由在所述熱分支中的氣體流的流速的瞬時(shí)值組成，該方法包括實(shí)時(shí)計(jì)算對(duì)于所有制冷器/液化器的此運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)平均值的步驟，該設(shè)備作為在關(guān)注的制冷器/液化器的此運(yùn)行參數(shù)的瞬時(shí)值與該動(dòng)態(tài)平均值之間的差異的函數(shù)進(jìn)行該熱分支的閥的打開/關(guān)閉的實(shí)時(shí)控制，以便引起這些不同的制冷器/液化器的所述運(yùn)行參數(shù)的所述瞬時(shí)值朝向此動(dòng)態(tài)平均值收斂，

-每個(gè)冷分支包括可變開口的受控的調(diào)節(jié)閥，該方法包括對(duì)于每個(gè)制冷器/液化器，同時(shí)測量以下運(yùn)行參數(shù)，該運(yùn)行參數(shù)由在所述冷分支中的氣體流的流速的瞬時(shí)值組成，該方法包括實(shí)時(shí)計(jì)算對(duì)于所有制冷器/液化器的此運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)平均值的步驟，該設(shè)備作為在關(guān)注的制冷器/液化器的此運(yùn)行參數(shù)的瞬時(shí)值與該動(dòng)態(tài)平均值之間的差異的函數(shù)進(jìn)行該冷分支的閥的打開/關(guān)閉的實(shí)時(shí)控制，以便引起這些不同的制冷器/液化器的所述運(yùn)行參數(shù)的所述瞬時(shí)值朝向此動(dòng)態(tài)平均值收斂。

本發(fā)明還可以涉及包括以上或以下特征的任何組合的任何替代裝置或方法。

本發(fā)明還可以涉及一種低溫制冷設(shè)備，該設(shè)備包括若干并聯(lián)安排以便冷卻同一種應(yīng)用的制冷器/液化器，每個(gè)制冷器/液化器包括用于工作氣體的工作回路，該工作回路配備有至少一個(gè)用于控制工作氣體流的閥，這些并聯(lián)的制冷器/液化器使用相同種類的工作氣體，例如純氣態(tài)氦，每個(gè)制冷器/液化器包括工作氣體壓縮站、冷箱，該冷箱旨在將離開該壓縮站的工作氣體流冷卻到至少接近其液化溫度的低溫溫度，將由這些制冷器/液化器的每一個(gè)對(duì)應(yīng)冷箱冷卻的所述工作氣體流混合并且然后置于與該應(yīng)用熱交換的關(guān)系以便給予其制冷量，然后將已經(jīng)與該應(yīng)用交換熱的冷工作氣體分成若干返回流，將這些返回流分別分配通過這些對(duì)應(yīng)的壓縮站，該設(shè)備包括電子控制邏輯，將該電子控制邏輯連接到同時(shí)測量器件上，這些同時(shí)測量器件用于對(duì)于每個(gè)制冷器/液化器，測量來自以下項(xiàng)的至少同一個(gè)運(yùn)行參數(shù)的瞬時(shí)值：返回到壓縮站的被稱為工作氣體的“返回”流的流速，在已經(jīng)離開該冷箱后循環(huán)通過該冷箱的被稱為工作氣體的“向外”流的流速，在一方面該冷箱內(nèi)的工作氣體的向外流與另一方面該冷箱中的工作氣體的返回流之間的工作氣體溫度差，該電子邏輯被配置成用于實(shí)時(shí)計(jì)算所有制冷器/液化器的該至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)平均值，并且配置成根據(jù)與所述動(dòng)態(tài)平均值相比該參數(shù)的瞬時(shí)值之間的差異進(jìn)行控制來自至少一個(gè)制冷器/液化器的工作氣體流的該至少一個(gè)控制閥的實(shí)時(shí)控制，以便引起這些不同的制冷器/液化器的所述運(yùn)行參數(shù)的所述瞬時(shí)值朝向此動(dòng)態(tài)平均值收斂。

本發(fā)明還涉及包括以上或以下特征的任何組合的任何替代裝置或方法。

通過閱讀以下參照附圖給出的說明，進(jìn)一步的特性和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚，在這些附圖中：

-圖1描繪了說明能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的設(shè)備的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行的一個(gè)實(shí)例的示意性局部視圖，

-圖2描繪了圖1的設(shè)備的細(xì)節(jié)的示意性局部視圖，該視圖說明了該設(shè)備的制冷器/液化器的壓縮站和冷箱的一部分的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行的實(shí)例，

-圖3描繪了圖1的設(shè)備的細(xì)節(jié)的示意性局部視圖，該視圖說明了壓縮站的出口處的工作回路的一部分的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行的一個(gè)實(shí)例，

-圖4描繪了圖1的設(shè)備的細(xì)節(jié)的示意性局部視圖，該視圖說明了在液化的工作氣體儲(chǔ)存器的水平處的工作回路的一部分的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行的一個(gè)實(shí)例，

-圖5描繪了圖1的設(shè)備的細(xì)節(jié)的示意性局部視圖，該視圖說明了繞過冷箱的冷卻交換器的旁通管道處的工作回路的一部分的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行的一個(gè)實(shí)例，

-圖6描繪了圖1的設(shè)備的細(xì)節(jié)的局部示意性視圖，該視圖說明了在將工作氣體返回到壓縮站的返回管道處的工作回路的一部分的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行的一個(gè)實(shí)例.

圖1示意性地說明了低溫制冷設(shè)備，該設(shè)備包括并聯(lián)安排的三個(gè)制冷器/液化器(L/R)以便冷卻同一個(gè)應(yīng)用1。照慣例，每個(gè)制冷器/液化器L/R包括用于工作氣體的工作回路，該工作回路配備有至少一個(gè)工作氣體流量控制閥。

每個(gè)制冷器/液化器包括其自己的用于壓縮該工作氣體的站2以及其自己的冷箱3，該冷箱旨在將離開壓縮站2的工作氣體流30冷卻到至少接近其液化溫度的低溫溫度。

將由這些制冷器/液化器L，R的每一個(gè)對(duì)應(yīng)冷箱3冷卻的工作氣體流30混合并且然后置于與應(yīng)用1熱交換的關(guān)系以便給予其制冷量。已經(jīng)與該應(yīng)用1交換熱的冷工作氣體然后分成若干對(duì)應(yīng)地跨越壓縮站2分布的返回流31。

這些并聯(lián)的制冷器/液化器L/R使用相同性質(zhì)的工作氣體，例如純氣態(tài)氦。

設(shè)備100優(yōu)選地包括電子控制邏50，該電子控制邏輯包括例如微處理器(計(jì)算機(jī)和/或控制器)。電子邏輯50連接到測量構(gòu)件上，這些測量構(gòu)件用于同時(shí)測量，對(duì)于每個(gè)制冷器/液化器L/R，關(guān)于每個(gè)制冷器/液化器L/R的工作循環(huán)中的工作氣體的至少同一個(gè)運(yùn)行參數(shù)的瞬時(shí)值。為了簡潔起見，圖1沒有描繪這些測量構(gòu)件(其實(shí)例將在圖2至6中說明)。

對(duì)于每個(gè)制冷器/液化器L/R測量的該至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)選包括以下項(xiàng)中的至少一項(xiàng)：返回到壓縮站的工作氣體的返回流的流速(在與該應(yīng)用交換熱后或直接返回到壓縮站而沒有穿過應(yīng)用1或冷箱3的某些部分的工作氣體的返回流)，在冷箱的出口處的冷卻的工作氣體流的流速(在已經(jīng)離開壓縮站后)，在一方面冷箱中的工作氣體流(朝向該應(yīng)用行進(jìn))與另一方面返回該壓縮站的工作氣體的返回流(來自該應(yīng)用)之間的工作氣體溫度差。

電子邏輯50被配置(例如編程)成進(jìn)行對(duì)于所有制冷器/液化器L/R的該至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)平均值的實(shí)時(shí)計(jì)算并且用于作為相對(duì)于所述動(dòng)態(tài)平均值該參數(shù)的瞬時(shí)值之間的差異的函數(shù)進(jìn)行至少一個(gè)制冷器/液化器L/R的該至少一個(gè)工作氣體流量控制閥的實(shí)時(shí)控制。更確切地說，該電子邏輯被配置成引起這些不同的制冷器/液化器R/L的所述運(yùn)行參數(shù)的所述瞬時(shí)值朝向此動(dòng)態(tài)平均值收斂。

這意味著每個(gè)制冷器/液化器L/R在其工作循環(huán)中作為整組制冷器/液化器L/R的運(yùn)行平均值的函數(shù)被控制，以便引起所有制冷器/液化器L/R朝向此平均值收斂。

這種調(diào)整可以經(jīng)由用于控制工作氣體回路的“比例積分”(PI)型的控制器實(shí)施。

優(yōu)選地，該設(shè)備作為相對(duì)于所述動(dòng)態(tài)平均值該參數(shù)的瞬時(shí)值之間的差異的函數(shù)進(jìn)行至少一個(gè)制冷器/液化器(L/R)的該至少一個(gè)工作氣體流量控制閥的實(shí)時(shí)控制，以便引起這些不同的制冷器/液化器R/L的所述運(yùn)行參數(shù)的所述瞬時(shí)值朝向此動(dòng)態(tài)平均值收斂。

控制該設(shè)備的多個(gè)實(shí)例將分別參考圖2至6進(jìn)行描述。這些不同實(shí)例的全部或一些可以累積地或可替代地實(shí)施以便調(diào)整此類設(shè)備100的運(yùn)行。

如圖2中部分地說明的，每個(gè)制冷器/液化器的壓縮站2可以包括串聯(lián)安排在工作回路上并且分別稱為“低壓壓縮器”12和“中壓壓縮器”12的兩個(gè)壓縮器12、22。低壓壓縮器12接收已經(jīng)經(jīng)過或沒有經(jīng)過冷箱3的以低壓返回的相對(duì)熱的工作氣體(返回流31)。

每個(gè)壓縮站2包括旁通回路14，該旁通回路用于選擇性地繞過低壓壓縮器12并且配備有可變開口的受控的旁通閥4。

該設(shè)備包括，對(duì)于每個(gè)制冷器/液化器L/R，用于測量運(yùn)行參數(shù)的傳感器13，該運(yùn)行參數(shù)由返回到壓縮站2的工作氣體的返回流31的流速Q(mào)的瞬時(shí)值組成。此測量傳感器13是例如位于冷箱3內(nèi)，在一個(gè)或多個(gè)交換器26的上游，這些交換器既冷卻朝向朝向應(yīng)用的工作氣體，又加熱朝向壓縮站2返回的工作氣體。

電子邏輯50可以進(jìn)行對(duì)于所有制冷器/液化器L/R的此運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)平均值的實(shí)時(shí)計(jì)算。電子邏輯50作為關(guān)注的制冷器/液化器的該運(yùn)行參數(shù)的瞬時(shí)值之間的差異的函數(shù)進(jìn)行每個(gè)旁通閥14的打開/關(guān)閉的實(shí)時(shí)控制，以便引起這些不同的制冷器/液化器R/L的所述運(yùn)行參數(shù)的所述瞬時(shí)值朝向此動(dòng)態(tài)平均值收斂。

例如，每個(gè)旁通閥14的打開/關(guān)閉根據(jù)依據(jù)以下類型的式的壓力設(shè)定值CP進(jìn)行控制：CP＝A-B.ΔQ，其中A是預(yù)定的壓力值，B是預(yù)定的系數(shù)(大?。綁毫?流速)并且ΔQ是在一方面這三個(gè)冷卻器的流速的動(dòng)態(tài)平均值與另一方面關(guān)注的制冷器/液化器的瞬時(shí)流速之間的差別(大小＝流速)。

此外，每個(gè)制冷器/液化器L/R可以包括傳感器15，該傳感器用于測量在返回流31(返回到壓縮站)與“向外”流32(朝向應(yīng)用1)之間的工作氣體的溫度差DT＝T31-T32，這些流位于冷箱(3)內(nèi)在回路的一部分中，該部分具有同一個(gè)確定的溫度范圍。

表述“冷箱中的同一個(gè)溫度范圍”是指工作回路上的點(diǎn)，在這些點(diǎn)向外流32(朝向待冷卻的應(yīng)用1)與返回流31(朝向壓縮站2)位于相對(duì)于冷箱3的冷卻交換器的相同水平處(例如，這兩個(gè)測量點(diǎn)位于回路的分支中，這些分支位于兩個(gè)相同的冷卻交換器之間)。這意味著在該回路上的這兩個(gè)點(diǎn)具有相對(duì)類似的溫度，例如相差僅幾度K(典型地在0.1與4°K之間的差別)。

向外流32是例如離開冷箱的冷卻交換器的工作氣體流(例如在冷卻該工作氣體(在它已經(jīng)經(jīng)過壓縮站2之后)的第一熱交換器的出口處)。在同一溫度范圍內(nèi)的返回流31是該工作回路的以下部分，在該部分中該工作氣體在進(jìn)入該同一個(gè)熱交換器之前朝向壓縮站2返回。根據(jù)一個(gè)有利的特征，每個(gè)旁通閥14的控制可以作為對(duì)于關(guān)注的制冷器/液化器L/R的所述溫度差DT＝T31-T32相對(duì)于對(duì)于所有制冷器/液化器L/R計(jì)算的所述溫度差DT＝T31-T32的平均值之間的偏差的函數(shù)進(jìn)行校正。此溫度差DT＝T31-T32指示在返回流31(朝向壓縮站)與向外流32(朝向應(yīng)用1)之間的工作氣體的流速的不平衡。

例如，當(dāng)關(guān)注的制冷器/液化器L/R的溫度差DT＝T31-T32相對(duì)于所述溫度差的平均值增加時(shí)(就絕對(duì)值而言)，每個(gè)旁通閥14的開口可以增加。此控制將具有降低在返回流31(朝向壓縮站)與向外流32(朝向應(yīng)用1)之間的工作氣體的流速的不平衡的作用。

如圖3中示意性地說明的，在壓縮站2的出口處，每個(gè)制冷器/液化器L/R可以在出口管30上包括可變開口的受控的出口閥11。

此外，每個(gè)制冷器/液化器L/R可以包括測量傳感器16，該傳感器用于測量運(yùn)行參數(shù)，該運(yùn)行參數(shù)由在壓縮站2的出口處的氣體流30的流速的瞬時(shí)值組成。

如前所述，電子邏輯50可以被配置成進(jìn)行對(duì)于所有制冷器/液化器L/R的此運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)平均值的實(shí)時(shí)計(jì)算。電子邏輯50可以根據(jù)關(guān)注的制冷器/液化器的該運(yùn)行參數(shù)的瞬時(shí)值之間的差異進(jìn)行每個(gè)出口閥11的打開/關(guān)閉的實(shí)時(shí)控制，以便引起這些不同的制冷器/液化器R/L的所述運(yùn)行參數(shù)的所述瞬時(shí)值朝向此動(dòng)態(tài)平均值收斂。

例如，每個(gè)出口閥11的打開/關(guān)閉根據(jù)依據(jù)以下類型的式的壓力設(shè)定值CP進(jìn)行控制：CP＝C+D.ΔQ，其中B是預(yù)定的壓力值，C是預(yù)定的系數(shù)(大?。綁毫?流速)并且ΔQ是在一方面這三個(gè)冷卻器的此流速的動(dòng)態(tài)平均值與另一方面關(guān)注的制冷器/液化器的此瞬時(shí)流速之間的差別(大?。搅魉?。

如圖4中說明的，每個(gè)制冷器/液化器的工作回路可以，在冷箱3中，包括主管道19和次級(jí)管道23，該主管道包括浸入液化的工作氣體的低溫貯槽21內(nèi)的用于冷卻工作氣體的交換器20，該次級(jí)管道形成在低溫貯槽21上游的主管道的旁路。次級(jí)管道23通入到此貯槽21中，該次級(jí)管道將由冷箱3產(chǎn)生的液化的工作氣體遞送到該貯槽中。

每個(gè)主管道19包括位于冷卻交換器20下游的可變開口的受控的下游閥5。每個(gè)設(shè)備包括以下運(yùn)行參數(shù)的傳感器24，該運(yùn)行參數(shù)由在所述主管道23內(nèi)在流冷卻交換器20下游的工作氣體流的流速的瞬時(shí)值組成。

電子邏輯50可以被配置成進(jìn)行所有制冷器/液化器L/R的此運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)平均值的實(shí)時(shí)計(jì)算并且配置成作為關(guān)注的制冷器/液化器的此運(yùn)行參數(shù)的瞬時(shí)值之間的差異的函數(shù)進(jìn)行每個(gè)下游閥5的打開/關(guān)閉的實(shí)時(shí)控制，以便引起這些不同的制冷器/液化器R/L的所述運(yùn)行參數(shù)的所述瞬時(shí)值朝向此動(dòng)態(tài)平均值收斂。

例如，次級(jí)管道23配備有可變開口的分配閥25，如果在冷箱3中的液化工作氣體的產(chǎn)生增加，該分配閥的開口增大。此外，每個(gè)下游閥5的控制可以根據(jù)分配閥25的開口程度進(jìn)行校正，以便當(dāng)分配閥25的開口增大時(shí)，減小下游閥5的開口，反之亦然。

如在圖5中說明的，每個(gè)制冷器/液化器L/R的冷箱3可以包括多個(gè)用于冷卻該工作流體的熱交換器26和旁通管道27，該旁通管道繞過所述交換器26中的至少一些。繞過這些交換器26的此旁通管道27提供了離開冷箱3的下游工作氣體。

如所描繪的，旁通管道27經(jīng)由對(duì)應(yīng)的受控旁通閥6、7、8(具有可變開口的閥)連接到與這些交換器26呈熱交換關(guān)系的工作回路的若干部分上。

每個(gè)制冷器/液化器可以包括測量傳感器28，該測量傳感器用于測量運(yùn)行參數(shù)，該運(yùn)行參數(shù)由在所述旁通管道27中的氣體流的流速的瞬時(shí)值組成。電子邏輯50可以包括以下步驟：實(shí)時(shí)計(jì)算所有制冷器/液化器L/R的此運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)平均值并且用于作為關(guān)注的制冷器/液化器的此運(yùn)行參數(shù)的瞬時(shí)值與動(dòng)態(tài)平均值之間的差異的函數(shù)實(shí)時(shí)控制旁通閥6、7、8中的至少一個(gè)的打開/關(guān)閉，以便引起這些不同的制冷器/液化器R/L的所述運(yùn)行參數(shù)的所述瞬時(shí)值朝向此動(dòng)態(tài)平均值收斂。

例如，旁通閥7的打開/關(guān)閉根據(jù)依據(jù)以下類型的式的壓力設(shè)定值CP進(jìn)行控制：CP＝G+H.ΔQ，其中G是預(yù)定的壓力值，G是預(yù)定的系數(shù)(大小＝壓力/流速)并且ΔQ是在一方面這三個(gè)冷卻器的此流速的動(dòng)態(tài)平均值與另一方面關(guān)注的制冷器/液化器的此瞬時(shí)流速之間的差別(大?。搅魉?。其他的旁通閥6、8允許調(diào)整關(guān)注的制冷器/液化器的回路的溫度。如圖6中說明的，該工作回路可以，在每個(gè)制冷器/液化器L/R的冷箱3中，包括多個(gè)交換器26，這些交換器用于加熱已經(jīng)與應(yīng)用1交換熱的冷工作流體。該工作回路附加地包括返回管道29，該返回管道用于返回到壓縮站2的工作氣體流30，返回管道29包括被再分成分別稱為“熱”和“冷”分支的兩個(gè)并聯(lián)分支129、229的一部分。熱分支129不與加熱熱交換器26的至少一部分交換熱。冷分支229本身與若干加熱交換器交換熱。已經(jīng)與應(yīng)用交換熱的工作流體返回到壓縮站2中并且當(dāng)其溫度高于確定的閾值時(shí)，被分配到熱分支129中，或當(dāng)其溫度低于該確定的閾值時(shí)，被分配到冷分支229中。每個(gè)熱分支129包括可變開口的受控的調(diào)節(jié)閥9。

每個(gè)冷箱3包括測量傳感器130，該測量傳感器用于測量運(yùn)行參數(shù)，該運(yùn)行參數(shù)由在所述熱分支129中的氣體流的流速的瞬時(shí)值組成。

電子邏輯50可以被配置成進(jìn)行所有制冷器/液化器的此運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)平均值的實(shí)時(shí)計(jì)算并且配置成作為關(guān)注的制冷器/液化器的此運(yùn)行參數(shù)的瞬時(shí)值與該動(dòng)態(tài)平均值之間的差異的函數(shù)進(jìn)行熱分支129的閥9的打開/關(guān)閉的實(shí)時(shí)控制，以便引起這些不同的制冷器/液化器的所述運(yùn)行參數(shù)的所述瞬時(shí)值朝向此動(dòng)態(tài)平均值收斂。

例如，該熱分支的每個(gè)閥9的打開/關(guān)閉根據(jù)依據(jù)以下類型的式的壓力設(shè)定值CP進(jìn)行控制：CP＝I+J.ΔQ，其中I是預(yù)定的壓力值，J是預(yù)定的系數(shù)(大小＝壓力/流速)并且ΔQ是在一方面這三個(gè)冷卻器的此流速的動(dòng)態(tài)平均值與另一方面關(guān)注的制冷器/液化器的此瞬時(shí)流速之間的差別(大?。搅魉?。

類似地，每個(gè)冷分支229包括可變開口的受控的調(diào)節(jié)閥10和測量傳感器131，該測量傳感器用于測量運(yùn)行參數(shù)，該運(yùn)行參數(shù)由在所述分支229中的氣體流的流速的瞬時(shí)值組成。電子邏輯50可以被配置成進(jìn)行所有制冷器/液化器的此運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)平均值的實(shí)時(shí)計(jì)算并且配置成作為關(guān)注的制冷器/液化器的此運(yùn)行參數(shù)的瞬時(shí)值與該動(dòng)態(tài)平均值之間的差異的函數(shù)進(jìn)行冷分支229的閥10的打開/關(guān)閉的實(shí)時(shí)控制，以便引起這些不同的制冷器/液化器R/L的所述運(yùn)行參數(shù)的所述瞬時(shí)值朝向此動(dòng)態(tài)平均值收斂。

如前所述，該冷分支的每個(gè)閥10的打開/關(guān)閉可以根據(jù)依據(jù)以下類型的式的壓力設(shè)定值CP進(jìn)行控制：CP＝K+L.ΔQ，其中K是預(yù)定的壓力值，L是預(yù)定的系數(shù)(大小＝壓力/流速)并且ΔQ是在一方面這三個(gè)冷卻器的此流速的動(dòng)態(tài)平均值與另一方面關(guān)注的制冷器/液化器的此瞬時(shí)流速之間的差別(大?。搅魉?。