多級冷凍裝置及其控制方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種多級冷凍裝置及其控制方法，所述多級冷凍裝置包括依次級聯(lián)的n級壓縮機，n個壓縮功效檢測單元，n+1個壓力檢測單元，以及控制單元，n≥2；每個壓縮功效檢測單元與一級壓縮機對應(yīng)，用于檢測該壓縮機每次壓縮過程中有效做功的比例；n+1個壓力檢測單元分別設(shè)置在n級壓縮機的前端、后端，以及每兩級壓縮機之間，用于檢測每級壓縮機的進氣壓力和排氣壓力；控制單元根據(jù)n個壓縮功效檢測單元和n+1個壓力檢測單元的檢測結(jié)果調(diào)節(jié)n級壓縮機的負荷。上述多級冷凍裝置可以調(diào)節(jié)n級壓縮機的負荷，使每級壓縮機的負荷處于合適的范圍之內(nèi)，避免壓縮機的負荷過高，造成壓縮機的損壞，以及避免壓縮機的負荷過低，造成電能的浪費。

Multi stage freezing device and control method thereof

The invention provides a multistage refrigeration device and control method thereof, wherein the multistage refrigeration device including n compressor in cascade, n compression effect detection unit, a n+1 pressure detection unit and a control unit, n = 2; each compression effect detection unit and a corresponding compression machine, for efficient work compression process the proportion of n+1 in each compressor; a pressure detecting unit are respectively arranged in the front and back of the N compressor, and each of the two stage compressor, for the detection of each stage compressor inlet pressure and exhaust pressure; control unit according to the regulation of N compressor test results of N compression effect detection unit and n+1 pressure detection unit the load. The multi-stage refrigerating device can adjust the N level load of the compressor, the compressor load per level is in the appropriate range, to avoid the damage caused by high load compressor, the compressor, and avoid the load of the compressor is too low, resulting in a waste of electricity.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
多級冷凍裝置及其控制方法
本專利技術(shù)涉及制冷
，具體地，涉及一種多級冷凍裝置及其控制方法。
技術(shù)介紹
雙級冷凍裝置具有兩級壓縮機，因而其可靠性高、適應(yīng)性強，能夠適應(yīng)不同工況的需求，因而在化工生產(chǎn)過程中大量應(yīng)用。公開號為CN102435018A公開了一種冷凍裝置，如圖1所示，冷凍裝置1包括級聯(lián)的第一級壓縮機2和第二級壓縮機3，冷凝器4、膨脹閥5和蒸發(fā)器6，以及將上述各部件串聯(lián)在一起的冷媒循環(huán)流路7；冷媒循環(huán)流路7中的冷媒在第一級壓縮機2和第二級壓縮機3中被壓縮，進入到冷凝器4中冷凝，之后又分別進入到膨脹閥5和蒸發(fā)器6中，最終變?yōu)榈蜏氐蛪簹怏w，再次進入到第一級壓縮機2中，從而形成一個完整的制冷循環(huán)過程。上述冷凍裝置1中，第一級壓縮機2前端設(shè)置有吸入壓力檢測器12，用于檢測吸入壓力Ps(第一級壓縮機2的吸入壓力)；在第一級壓縮機2和第二級壓縮機3之間設(shè)置有中間壓力檢測器13，用于檢測中間壓力Pm(即第一級壓縮機2的吐出壓力、第二級壓縮機3的吸入壓力)；在第二級壓縮機3后端設(shè)置有吐出壓力檢測器14，用于檢測吐出壓力Pd(第二級壓縮機3的吐出壓力)。在蒸發(fā)器6中設(shè)置有用于檢測冷媒的蒸發(fā)溫度Te的蒸發(fā)溫度檢測器15。第一級控制裝置16根據(jù)蒸發(fā)溫度檢測器15檢測到的蒸發(fā)溫度Te，控制第一級壓縮機2的轉(zhuǎn)速。第二級控制裝置17基于檢測得到的吸入壓力Ps和吐出壓力Pd計算出中間壓力的目標值Pms，而后，通過PID控制等方式控制第二級壓縮機3的轉(zhuǎn)速，使中間壓力Pm與目標值Pms一致。但在上述冷凍裝置1中，第一級控制裝置16調(diào)節(jié)第一級壓縮機2的轉(zhuǎn)速，第二級控制裝置17調(diào)節(jié)第二級壓縮機3的轉(zhuǎn)速，均未考慮第一級壓縮機2、第二級壓縮機3本身的負荷，在實際中，當(dāng)壓縮機的負荷過大時，會導(dǎo)致壓縮機做功過度，驅(qū)動壓縮機運轉(zhuǎn)的電機過載而損壞，當(dāng)壓縮機的負荷過小時，會導(dǎo)致壓縮機做功不足，驅(qū)動壓縮機運轉(zhuǎn)的電機做功效率低，浪費電能。另外，由于雙級冷凍裝置的干擾變量多、非線性強、回路間存在負荷的耦合性特點，第二級控制裝置17通過的PID控制方式的滯后性大，無法達到較好的控制精度。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種多級冷凍裝置及其控制方法，其可以使多級壓縮機的負荷處于合適的范圍之內(nèi)，既避免壓縮機做功過度，又避免做功不足，使驅(qū)動壓縮機運轉(zhuǎn)的電機既保持較高的效率，又不會因過載而損壞。為實現(xiàn)本專利技術(shù)的目的而提供一種多級冷凍裝置，其包括依次級聯(lián)的n級壓縮機，所述n≥2，所述多級冷凍裝置還包括n個壓縮功效檢測單元，n+1個壓力檢測單元，以及控制單元；每個壓縮功效檢測單元與一級壓縮機對應(yīng)，用于檢測該壓縮機每次壓縮過程中有效做功的比例；所述n+1個壓力檢測單元分別設(shè)置在所述n級壓縮機的前端、后端，以及每兩級壓縮機之間，用于檢測每級壓縮機的進氣壓力和排氣壓力；所述控制單元根據(jù)n個壓縮功效檢測單元和n+1個壓力檢測單元的檢測結(jié)果調(diào)節(jié)n級壓縮機的負荷。其中，所述控制單元在每級壓縮機的負荷超出高限設(shè)定值，且其與高限設(shè)定值之間的差值大于預(yù)設(shè)閾值范圍時，控制所述壓縮機的負荷減小。其中，所述控制單元在每級壓縮機的負荷小于低限設(shè)定值，且其與低限設(shè)定值之間的差值大于預(yù)設(shè)閾值范圍時，控制所述壓縮機的負荷增大。其中，所述每級壓縮機包括第一電磁閥，所述控制單元通過控制第一電磁閥通電，使所述壓縮機的負荷減小。其中，所述每級壓縮機包括第二電磁閥；所述控制單元通過控制第二電磁閥通電，使所述壓縮機的負荷增大。其中，所述n＝2。其中，每級壓縮機對應(yīng)的所述壓縮功效檢測單元為設(shè)置在該壓縮機上的能量滑塊位移傳感器。其中，所述壓力檢測單元為壓力傳感器。其中，所述多級壓縮機的前端設(shè)置有溫度檢測單元，所述溫度檢測單元用于檢測進入第一級壓縮機的氣體的溫度。其中，所述多級冷凍裝置還包括n+1個溫度檢測單元，所述n+1個溫度檢測單元分別設(shè)置在所述n級壓縮機的前端、后端，以及每兩級壓縮機之間，用于檢測每級壓縮機的進氣溫度和排氣溫度。其中，所述溫度檢測單元為溫度傳感器。作為另一個技術(shù)方案，本專利技術(shù)還提供一種多級冷凍裝置的控制方法，其用于調(diào)節(jié)上述多級冷凍裝置中的多級壓縮機的負荷，所述多級冷凍裝置的控制方法包括：分別檢測n級壓縮機壓縮過程中有效做功的比例的步驟；分別檢測n級壓縮機的進氣壓力和排氣壓力的步驟；根據(jù)每級壓縮機壓縮過程中有效做功的比例，以及其進氣壓力和排氣壓力，增加或減小其負荷。本專利技術(shù)具有以下有益效果：本專利技術(shù)提供的多級冷凍裝置，其根據(jù)與n級壓縮機分別對應(yīng)的n個壓縮功效檢測單元檢測n級壓縮機每次壓縮過程中有效做功的比例，并參照n+1個壓力檢測單元所檢測到的每級壓縮機的進氣壓力和排氣壓力，調(diào)節(jié)n級壓縮機的負荷，使每級壓縮機的負荷處于合適的范圍之內(nèi)，避免壓縮機做工過度，導(dǎo)致驅(qū)動壓縮機運轉(zhuǎn)的電機因過載而損壞，以及避免壓縮機的負荷過低，造成驅(qū)動壓縮機運轉(zhuǎn)的電機做功效率低，導(dǎo)致浪費電能。本專利技術(shù)提供的多級冷凍裝置的控制方法，其根據(jù)檢測得到的n級壓縮機每次壓縮過程中有效做功的比例，并參照檢測到的每級壓縮機的進氣壓力和排氣壓力，調(diào)節(jié)n級壓縮機的負荷，使每級壓縮機的負荷處于合適的范圍之內(nèi)，避免壓縮機做工過度，導(dǎo)致驅(qū)動壓縮機運轉(zhuǎn)的電機因過載而損壞，以及避免壓縮機的負荷過低，造成驅(qū)動壓縮機運轉(zhuǎn)的電機做功效率低，導(dǎo)致浪費電能。附圖說明附圖是用來提供對本專利技術(shù)的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本專利技術(shù)，但并不構(gòu)成對本專利技術(shù)的限制。在附圖中：圖1為一種現(xiàn)有冷凍裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專利技術(shù)提供的多級冷凍裝置在其實施方式中的示意圖。1：冷凍裝置；2：第一級壓縮機；3：第二級壓縮機；4：冷凝器；5：膨脹閥；6：蒸發(fā)器；7：冷媒循環(huán)流路；12：吸入壓力檢測器；13：中間壓力檢測器；14：吐出壓力檢測器；15：蒸發(fā)溫度檢測器；16：第一級控制裝置；17：第二級控制裝置；8：控制單元；9、10：能量滑塊位移傳感器；11：儲液器；18：油泵；19：油分離器；20、30：電機；21、22、23：壓力傳感器；24：溫度檢測單元。具體實施方式以下結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本專利技術(shù)，并不用于限制本專利技術(shù)。本專利技術(shù)提供一種多級冷凍裝置。圖2為本專利技術(shù)提供的多級冷凍裝置在其實施方式中的示意圖。如圖2所示，在本實施方式中，所述多級冷凍裝置1為兩級冷凍裝置，其包括依次級聯(lián)的兩級壓縮機，分別為第一級壓縮機2和第二級壓縮機3，第一級壓縮機2由電機20驅(qū)動，第二級壓縮機3由電機30驅(qū)動。除第一級壓縮機2和第二級壓縮機3外，所述兩級冷凍裝置還包括冷凝器4、儲液器11、蒸發(fā)器6，以及將上述各部件與第一級壓縮機2和第二級壓縮機3串聯(lián)在一起的冷媒循環(huán)流路7。在實際中，冷媒循環(huán)流路7中的冷媒在第一級壓縮機2和第二級壓縮機3中被壓縮，進入到冷凝器4中冷凝，之后又分別進入到儲液器11和蒸發(fā)器6中，最終變?yōu)榈蜏氐蛪簹怏w，再次進入到第一級壓縮機2中，從而形成一個完整的制冷循環(huán)過程。此外，所述兩級冷凍裝置還包括潤滑油循環(huán)流路，其包括與第一級壓縮機2和第二級壓縮機3連接的油泵18，以及位于冷媒循環(huán)流路7上的油分離器19。具體地，在冷媒進入到第本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種多級冷凍裝置，包括依次級聯(lián)的n級壓縮機，所述n≥2，其特征在于，所述多級冷凍裝置還包括n個壓縮功效檢測單元，n+1個壓力檢測單元，以及控制單元；每個壓縮功效檢測單元與一級壓縮機對應(yīng)，用于檢測該壓縮機每次壓縮過程中有效做功的比例；所述n+1個壓力檢測單元分別設(shè)置在所述n級壓縮機的前端、后端，以及每兩級壓縮機之間，用于檢測每級壓縮機的進氣壓力和排氣壓力；所述控制單元根據(jù)n個壓縮功效檢測單元和n+1個壓力檢測單元的檢測結(jié)果調(diào)節(jié)n級壓縮機的負荷。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種多級冷凍裝置，包括依次級聯(lián)的n級壓縮機，所述n≥2，其特征在于，所述多級冷凍裝置還包括n個壓縮功效檢測單元，n+1個壓力檢測單元，以及控制單元；每個壓縮功效檢測單元與一級壓縮機對應(yīng)，用于檢測該壓縮機每次壓縮過程中有效做功的比例；所述n+1個壓力檢測單元分別設(shè)置在所述n級壓縮機的前端、后端，以及每兩級壓縮機之間，用于檢測每級壓縮機的進氣壓力和排氣壓力；所述控制單元根據(jù)n個壓縮功效檢測單元和n+1個壓力檢測單元的檢測結(jié)果調(diào)節(jié)n級壓縮機的負荷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級冷凍裝置，其特征在于，所述控制單元在每級壓縮機的負荷超出高限設(shè)定值，且其與高限設(shè)定值之間的差值大于預(yù)設(shè)閾值范圍時，控制所述壓縮機的負荷減小。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級冷凍裝置，其特征在于，所述控制單元在每級壓縮機的負荷小于低限設(shè)定值，且其與低限設(shè)定值之間的差值大于預(yù)設(shè)閾值范圍時，控制所述壓縮機的負荷增大。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多級冷凍裝置，其特征在于，所述每級壓縮機包括第一電磁閥，所述控制單元通過控制第一電磁閥通電，使所述壓縮機的負荷減小。5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的多級冷凍裝置，其特征在于，所述每級壓縮機包括第二電磁閥；所述控制單元通過控制第二電磁閥通電，使所述壓縮機...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宋永剛，何永健，俞清華，陳鵬，戚海龍，
申請(專利權(quán))人：新特能源股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：新疆,65