本發(fā)明涉及溴化鋰吸收式制冷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及具有冷媒泵、發(fā)生泵和吸收泵都變頻控制冷媒和溶液循環(huán)量的溴化鋰吸收式機組。

背景技術(shù)：

溴化鋰吸收式機組將冷水在蒸發(fā)器內(nèi)被來自冷凝器減壓節(jié)流后的低溫冷劑水冷卻，冷媒水自身吸收冷水熱量后蒸發(fā)，成為冷劑蒸汽，進入吸收器，被濃溶液吸收，濃溶液變稀溶液。在冷卻水溫度低時，在冷媒水滴淋流量不變時，有可能造成冷劑蒸汽吸收量過大，蒸發(fā)器冷媒水空，冷媒泵氣蝕或損壞等故障。稀溶液在發(fā)生器加熱，然后產(chǎn)生冷劑蒸汽，發(fā)生濃縮作用。在發(fā)生器熱負荷一定時，稀溶液循環(huán)量過大，則損失部分增加，導(dǎo)致冷劑蒸汽發(fā)生量減少，制冷能力下降，同時單位耗汽量增加，熱力系數(shù)降低。反之，稀溶液量過小時，雖然預(yù)熱損失部分減少，但放汽范圍增大的同時濃溶液溫度升高所需的加熱量損失增多，亦導(dǎo)致冷劑蒸汽發(fā)生量減少，制冷量下降。所以，在一定的外界加熱條件下，稀溶液循環(huán)量有一最佳值。低溫發(fā)生器濃溶液出口濃度的增加，將會產(chǎn)生濃溶液結(jié)晶的危險。一旦發(fā)生結(jié)晶，吸收器吸收效果將惡化，蒸發(fā)器不能發(fā)揮其制冷效果，使制冷機處在局部負荷下運行，這是很不利的。

冷媒泵作用是將冷媒水從蒸發(fā)器輸送到蒸發(fā)器滴淋盤上，控制冷劑蒸汽的蒸發(fā)量。發(fā)生泵作用是將稀溶液從吸收器輸送到高溫發(fā)生器，控制稀溶液循環(huán)量。吸收泵是將濃溶液從低溫發(fā)生器輸送到吸收器內(nèi)的滴淋盤，控制濃溶液循環(huán)量。因此，無論從提高機組運行的經(jīng)濟性，還是獲得最佳的制冷效果，都必須對溶液循環(huán)量進行合理調(diào)節(jié)。

目前，市場上的溴化鋰吸收式機組冷媒水和濃溶液循環(huán)量控制方式為冷媒泵和吸收泵定頻，靠手動擋板閥調(diào)節(jié)流量。稀溶液循環(huán)量控制方式為兩種：一種是發(fā)生泵定頻，靠手動擋板閥調(diào)節(jié)流量。定頻方式優(yōu)點：成本低、初投資??；缺點：稀溶液循環(huán)量不穩(wěn)定。另一種是發(fā)生泵變頻，頻率僅與再生器溫度有關(guān)，無修正。優(yōu)點：控制方式相對簡單；缺點：溶液循環(huán)量因無修正容易造成吸收液泵頻繁啟停，循環(huán)量相對不穩(wěn)定。如何使溴化鋰機組的冷媒水和溶液循環(huán)量控制既能精準(zhǔn)穩(wěn)定，又具有明顯提升溴化鋰吸收式機組的經(jīng)濟運行效果，成為當(dāng)前亟需解決的問題。

本發(fā)明的內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述不足缺點，提供一種溴化鋰吸收式機組應(yīng)用的循環(huán)泵全變頻控制系統(tǒng)，可以使溴化鋰機組的冷媒水和溶液循環(huán)量控制既能精準(zhǔn)穩(wěn)定，又具有明顯提升溴化鋰吸收式機組穩(wěn)定、安全和節(jié)能的運行效果。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：提出了溴化鋰吸收式機組應(yīng)用的循環(huán)泵全變頻控制系統(tǒng)，涉及溴化鋰吸收式機組中的冷媒泵、發(fā)生泵及吸收泵，包括冷媒泵變頻單元、發(fā)生泵變頻單元、吸收泵變頻單元和主控制器，主控制器與冷媒泵變頻單元、發(fā)生泵變頻單元及吸收泵變頻單元電路連接，并分別對冷媒泵、發(fā)生泵及吸收泵的工作頻率及啟停進行單獨控制；

所述冷媒泵變頻單元由冷媒泵變頻器、冷水出口溫度傳感器和蒸發(fā)器液位電極組成，冷媒泵變頻器與冷媒泵連接，冷水出口溫度傳感器設(shè)置于機組的冷水出口管路上，蒸發(fā)器液位電極用于檢測蒸發(fā)器內(nèi)冷媒水的液位值；

所述發(fā)生泵變頻單元由發(fā)生泵變頻器、高溫發(fā)生器溫度傳感器、冷卻水入口溫度傳感器和高溫發(fā)生器液位電極組成，發(fā)生泵變頻器與發(fā)生泵連接，高溫發(fā)生器溫度傳感器用于檢測高溫發(fā)生器內(nèi)的溴化鋰溶液溫度值，冷卻水入口溫度傳感器用于檢測進入冷凝器的冷卻水溫度值，高溫發(fā)生器液位電極用于檢測高溫發(fā)生器內(nèi)溴化鋰溶液的液位值；

所述吸收泵變頻單元由吸收泵變頻器、低溫發(fā)生器溫度傳感器、低溫?zé)峤蝗肟跍囟葌鞲衅鳌⒌蜏責(zé)峤怀隹跍囟葌鞲衅骱臀掌魅肟跍囟葌鞲衅鹘M成，吸收泵變頻器與吸收泵連接，連接低溫發(fā)生器與低溫?zé)峤粨Q器的管路上靠近低溫發(fā)生器的位置處設(shè)置有低溫發(fā)生器溫度傳感器，且靠近低溫?zé)峤粨Q器位置處設(shè)置有低溫?zé)峤蝗肟跍囟葌鞲衅?；連接低溫?zé)峤粨Q器與吸收器的管路上靠近低溫?zé)峤粨Q器位置處設(shè)置有低溫?zé)峤怀隹跍囟葌鞲衅?，且靠近吸收器的位置處設(shè)置有吸收器入口溫度傳感器。

所述蒸發(fā)器液位電由4根電極組成，分別用來檢測高、中、低、e四個液位點。

所述高溫發(fā)生器液位電極由兩根電級組成，分別為控制電級和接地電級。

所述主控制器包括可編程控制器plc、信號采集器和控制單元；

信號采集器采集蒸發(fā)器液位電極及冷水出口溫度傳感器的輸出信號，并提供給可編程控制器plc，可編程控制器plc中的冷媒泵運算模塊根據(jù)蒸發(fā)器液位信號自動計算和修正冷媒泵變頻器的頻率值，同時結(jié)合冷水出口溫度，得出冷媒泵變頻和啟停控制信號，相應(yīng)的控制單元將可編程控制器plc的輸出傳送至冷媒泵變頻器中，對冷媒泵進行變頻和啟?？刂?；

信號采集器采集高溫發(fā)生器溫度傳感器、冷卻水入口溫度傳感器及高溫發(fā)生器液位電極的輸出信號，并提供給可編程控制器plc，可編程控制器plc中的發(fā)生泵運算模塊根據(jù)高溫發(fā)生器及冷卻水入口的溫度值自動計算發(fā)生泵變頻器的頻率值，同時結(jié)合高溫發(fā)生器液位電極的液位高度信號對發(fā)生泵變頻器頻的率值進行實時修正，相應(yīng)的控制單元將可編程控制器plc的輸出傳送至發(fā)生泵變頻器中，對發(fā)生泵進行變頻控制；

信號采集器采集低溫發(fā)生器溫度傳感器、低溫?zé)峤蝗肟跍囟葌鞲衅?、低溫?zé)峤怀隹跍囟葌鞲衅骱臀掌魅肟跍囟葌鞲衅鞯妮敵鲂盘?，并提供給可編程控制器plc，可編程控制器plc中的吸收泵運算模塊根據(jù)低溫發(fā)生器、低溫?zé)峤贿M、出口及吸收器入口溫度自動計算并實時修正吸收泵變頻器的頻率，控制單元將可編程控制器plc的輸出傳送至吸收泵變頻器中，對吸收泵進行變頻控制。

本發(fā)明采用智能可編程控制器plc主控單元分別對冷媒泵變頻單元、發(fā)生泵變頻單元和吸收泵變頻單元進行自校驗分析處理方式，替代了現(xiàn)有的人工檢查、判斷方式，能夠提供一個實時、準(zhǔn)確的計算分析結(jié)果，且不改變原溴化鋰吸收式機組的其它控制系統(tǒng)。本發(fā)明的控制系統(tǒng)在一次計算分析結(jié)果的基礎(chǔ)上進行二次分析修正，既可對滿足機組冷媒水和溶液精準(zhǔn)控制，又可對機組外部工況變化及時對應(yīng)，滿足機組各種工況條件的經(jīng)濟性運轉(zhuǎn)。在工作中若其中某個循環(huán)泵的循環(huán)量精準(zhǔn)控制出現(xiàn)特殊情況，可以快速變更設(shè)定參數(shù)值，無需進行任何硬件改動對應(yīng)，該帶循環(huán)泵全變頻控制系統(tǒng)能夠滿足不同用戶對溴化鋰吸收式機組冷媒水和溶液循環(huán)量精準(zhǔn)控制的需求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明溴化鋰吸收式機組應(yīng)用的循環(huán)泵全變頻控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明溴化鋰吸收式機組應(yīng)用的循環(huán)泵全變頻控制系統(tǒng)蒸發(fā)器液位電極圖。

圖3為本發(fā)明溴化鋰吸收式機組應(yīng)用的循環(huán)泵全變頻控制系統(tǒng)冷媒泵起停與冷水出口溫度的關(guān)系圖。

圖4為本發(fā)明溴化鋰吸收式機組應(yīng)用的循環(huán)泵全變頻控制系統(tǒng)冷媒泵起停邏輯流程圖。

圖5為本發(fā)明溴化鋰吸收式機組應(yīng)用的循環(huán)泵全變頻控制系統(tǒng)發(fā)生器液位電極圖。

圖6為本發(fā)明溴化鋰吸收式機組應(yīng)用的循環(huán)泵全變頻控制系統(tǒng)的發(fā)生泵頻率計算流程圖。

圖7為本發(fā)明溴化鋰吸收式機組應(yīng)用的循環(huán)泵全變頻控制系統(tǒng)的吸收泵頻率計算及修正流程圖。

圖中：1-冷媒泵，2-冷媒泵變頻器，3-冷水出口溫度傳感器，4-蒸發(fā)器液位電極，5-發(fā)生泵，6-發(fā)生泵變頻器，7-高溫發(fā)生器溫度傳感器，8-冷卻水入口溫度傳感器，9-發(fā)生器液位電極，10-吸收泵，11-吸收泵變頻器，12-低溫發(fā)生器溫度傳感器，13-低溫?zé)峤蝗肟跍囟葌鞲衅鳎?4-低溫?zé)峤怀隹跍囟葌鞲衅鳎?5-吸收器入口溫度傳感器，16-蒸發(fā)器，17-吸收器，18-冷凝器，19-低溫發(fā)生器，20-高溫發(fā)生器，21-高溫?zé)峤粨Q器，22-熱回收器，23-蒸汽疏水器，24-低溫?zé)峤粨Q器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

如圖1所示，溴化鋰吸收式機組主要包括蒸發(fā)器16、吸收器17、高溫發(fā)生器20、低溫發(fā)生器19、冷凝器18、冷媒泵1、冷媒泵變頻單元、發(fā)生泵5、發(fā)生泵變頻單元、吸收泵17及吸收泵變頻單元。主控制器與冷媒泵變頻單元、發(fā)生泵變頻單元及吸收泵變頻單元電路連接，并分別對冷媒泵、發(fā)生泵及吸收泵的工作頻率及啟停進行單獨控制。其中，主控制器包括可編程控制器plc、信號采集器和控制單元；信號采集器將各個循環(huán)泵的溫度、液位信號提供給可編程控制器plc，plc根據(jù)內(nèi)部編寫的對應(yīng)各個循環(huán)泵的頻率自動修正及泵起停程序進行自動運算，并輸出至對應(yīng)的變頻器，分別對各循環(huán)泵單元進行控制，從而達到調(diào)節(jié)冷媒水和溶液循環(huán)量的目的。

本發(fā)明冷媒泵變頻單元由冷媒泵變頻器2、冷水出口溫度傳感器3和蒸發(fā)器液位電極4組成，冷媒泵變頻器2與冷媒泵1連接，冷水出口溫度傳感器3設(shè)置于機組的冷水出口管路上，蒸發(fā)器液位電極4用于檢測蒸發(fā)器16內(nèi)冷媒水的液位值。

主控器對冷媒泵變頻單元的控制過程如下：可設(shè)定變頻參數(shù)有：最低頻率（默認24hz）、最高頻率（默認60hz）、中間頻率（可變）和頻率變化量（默認2hz）。如圖2所示，蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒水液位按變化曲線a趨勢變化時，當(dāng)液位上升未連續(xù)觸“低”電極10秒，即液位在b區(qū)以下時，冷媒泵停止；當(dāng)液位上升連續(xù)接觸到“低”電極10秒，即液位在b區(qū)與c區(qū)之間時，冷媒泵仍停止；當(dāng)液位上升連續(xù)接觸到“中”電極10秒，即液位在c區(qū)與d區(qū)之間時，冷媒泵啟動運行，其頻率從設(shè)定的最低頻率以每5秒增加頻率變化量2hz，一直到中間頻率；當(dāng)液位上升連續(xù)接觸到“高”電極10秒，在d區(qū)以上時，冷媒泵從中間頻率每5秒升2hz，一直升到滿頻。此時，中間頻率發(fā)生變化，在原值基礎(chǔ)上增加2hz。蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒水液位按變化曲線b趨勢變化時，當(dāng)液位下降連續(xù)未接觸“高”電極10秒，即液位在c區(qū)與d區(qū)之間時，冷媒泵頻率每5秒降2hz，一直降到中間頻率為止；當(dāng)液位下降連續(xù)未接觸“中”電極10秒，即液位在c區(qū)與b區(qū)之間時，冷媒泵頻率每5秒降2hz，一直降到最低頻率為止。此時，中間頻率發(fā)生變化，在原值基礎(chǔ)上減2hz。當(dāng)液位下降連續(xù)未接觸“低”電極10秒可，在b區(qū)以下時，冷媒泵停止。另外冷媒泵起停還受冷水出口溫度強制控制。如圖3所示，條件a為設(shè)定溫度-2℃；條件b為設(shè)定溫度-1.5℃。冷水出口溫度≥條件b，冷媒泵允許運轉(zhuǎn)；冷水出口溫度≤條件a，冷媒泵運轉(zhuǎn)強制停止。綜合液位控制與溫度控制，則冷媒泵最終起?？刂七壿嬋鐖D4流程圖所示。

本發(fā)明發(fā)生泵變頻單元計算出的發(fā)生泵頻率與高溫發(fā)生器溫度、冷卻水入口溫度及變頻控制參數(shù)（表1）有關(guān)。主控器的具體計算過程如圖6所示：機組運轉(zhuǎn)時，當(dāng)高溫發(fā)生器溫度小于a1，冷卻水入口溫度大于19℃小于32℃時，則將冷卻水入口溫度代入圖6的公式1中計算出頻率值hz1，再與a4×12計算值進行比較，如大于a4×12，則公式2重新計算出頻率值，再與a6×12的計算值進行比較，依次循環(huán)計算出最合適的頻率值。如果高在溫度大于a1值時，頻率值hz1為滿頻60hz。當(dāng)冷卻水入口溫度大于32℃時或小于19℃時，分別按ａ3=32或ａ3=19代入注1公式進行頻率計算，計算頻率不能超出最高或低于最低頻率。注：機組剛開機運行30分鐘內(nèi)和稀釋運轉(zhuǎn)兩種工作狀態(tài)時，ａ3=19。

表1發(fā)生泵變頻控制參數(shù)設(shè)定表

如圖5所示為高溫發(fā)生器液位電極圖。根據(jù)液位電極的控制電極e1及接地電極e2修正發(fā)生泵變頻器頻率值。液位控制電極e1導(dǎo)通on時，修正頻率值，每5秒鐘修正一次。修正方案如下：計算過程值：m1=(m1old×(n-1)+e1)/n（m1的初值為0.3）公式中：n：預(yù)測時間、e1：液面高電極（on=1〔液面高〕、off=0〔正?！常1o1d：上回m1值。當(dāng)m1＜0.3，則m1=0.3；當(dāng)m1＞0.75，則m1=0.75。

頻率修正值：當(dāng)m1≦0.4時：輸出頻率out1=計算頻率hz1；當(dāng)0.4＜m1≦0.6時：out1=hz1-(hz1-a6×12)×(m1-0.4)/0.2；當(dāng)0.6＜m1≦0.7時：out1=a6×12；當(dāng)0.7＜m1時：發(fā)生泵停止。

本發(fā)明吸收泵變頻單元根據(jù)檢測各溫度點溫度和設(shè)定參數(shù)計算出發(fā)生泵頻率值及最合適的濃溶液循環(huán)量。主控制器的具體計算過程如圖7所示，每30秒計算一次。其中流程圖中各參數(shù)意義如下表2：

表2流程圖參數(shù)標(biāo)記和意義

如流程圖7所示，第一次循環(huán)時頻率輸出值hz2out等于最低頻率a22，之后再每30秒執(zhí)行如下操作。當(dāng)機組稀釋運轉(zhuǎn)時，輸出頻率hz2out=60；機組非稀釋運轉(zhuǎn)按如下執(zhí)行，當(dāng)高溫發(fā)生器溫度tg＞a21時，輸出頻率hz2out=60；當(dāng)tg＜a21并且te5a-te7a＞a24時，計算出hz2a=hz2outa+a23×|te5a-te7a|，當(dāng)hz2a＞hz2outa+5時，hz2a=hz2outa+5，否則hz2a=hz2outa。而當(dāng)te5a-te7a≤a24，并且te4a-te6a＞a25時，hz2a=hz2outa-a23×|te4a-te6a|，當(dāng)hz2a＜hz2outa-5時，hz2a=hz2outa-5，否則hz2a=hz2outa。以上計算結(jié)果，如hz2＞60時，輸出hz2out=60；如hz2＜a22時，hz2out=a22。另外當(dāng)?shù)蜏責(zé)峤粨Q器入口溫度（te6a）、吸收器入口溫度（te5a）、低溫?zé)峤粨Q器出口溫度（te7a）任意一個溫度傳感器異常時，吸收泵按60hz運行。

注：｜te5a-te7a｜、｜te4a-te6a｜是絕對值。

本發(fā)明涉及溴化鋰吸收式機組應(yīng)用的循環(huán)泵全變頻控制系統(tǒng)的特點是：各循環(huán)泵頻率計算公式中參數(shù)是可更改的，根據(jù)機組實際運行工況條件進行優(yōu)化設(shè)定和自校驗設(shè)定，并且各循環(huán)泵的頻率計算結(jié)果具有自動修正及泵起停控制功能。本發(fā)明可以時時應(yīng)對溴化鋰吸收式機組多變的用戶工況，能夠穩(wěn)定、安全和節(jié)能運行，具有良好的適應(yīng)性。

以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對本發(fā)明所做的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施僅限于這些說明。對本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思的前提下，還可以做出簡單的推演及替換，都應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護范圍。