一種混合工質(zhì)節(jié)流制冷機工況濃度控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種混合工質(zhì)節(jié)流制冷機工況濃度控制系統(tǒng)，包括壓縮機單元、冷凝冷卻器單元、回?zé)釗Q熱器單元、節(jié)流單元、蒸發(fā)器單元、可控通路工質(zhì)循環(huán)濃度和流量調(diào)節(jié)單元、控制單元。其輸入?yún)?shù)為制冷機系統(tǒng)壓縮機吸氣壓力、和/或排氣壓力值、回?zé)釗Q熱器入口溫度值、回?zé)釗Q熱器出口溫度值、節(jié)流單元入口溫度值、節(jié)流單元出口溫度值、蒸發(fā)器出口溫度值，輸出參數(shù)為控制執(zhí)行單元發(fā)生相應(yīng)動作的指令。對應(yīng)于混合工質(zhì)節(jié)流制冷機系統(tǒng)不同運行工況和能力調(diào)節(jié)的要求，根據(jù)預(yù)先設(shè)定值與輸入?yún)?shù)比較，通過可控通路工質(zhì)循環(huán)濃度和流量調(diào)節(jié)單元對制冷機系統(tǒng)工質(zhì)循環(huán)濃度進行控制和調(diào)節(jié)，使其能適應(yīng)不同工況的運行要求且保持較高運行效率。
【專利說明】一種混合工質(zhì)節(jié)流制冷機工況濃度控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及工程熱物理與能源利用學(xué)科領(lǐng)域，尤其涉及一種混合工質(zhì)節(jié)流制冷機工況濃度控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]利用傳統(tǒng)的蒸汽壓縮制冷技術(shù)，單級的循環(huán)可以達到的最低有效制冷溫度在-40°C左右，如果要實現(xiàn)更低的制冷溫度則需采用多級壓縮或多級復(fù)疊循環(huán)?，F(xiàn)有的技術(shù)中，采用兩級壓縮可以達到_60°C左右的制冷溫度，采用兩級復(fù)疊循環(huán)可以實現(xiàn)-80°C左右的制冷溫度，但是要實現(xiàn)-100°C甚至更低的制冷溫度就要采取三級以上復(fù)疊循環(huán)。因此，隨著需求溫度的降低，蒸汽壓縮制冷技術(shù)的制冷系統(tǒng)變得更復(fù)雜，可靠性降低，調(diào)節(jié)難度變大。20世紀80年代后，多元混合工質(zhì)節(jié)流制冷技術(shù)取得重要的進展，該技術(shù)使得只要能夠找到合適的混合工質(zhì)和工質(zhì)濃度，即可通過單級壓縮節(jié)流制冷達到-100°C?_200°C的低溫，因此，該技術(shù)可在-100°C溫區(qū)以下替代復(fù)疊循環(huán)，其具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]但是，由于混合工質(zhì)節(jié)流制冷技術(shù)所采用的混合工質(zhì)的特性，如果不采用相應(yīng)的技術(shù)手段加以控制的話，會存在以下一些缺陷:(I)多元混合工質(zhì)深冷制冷系統(tǒng)，由于采用強非共沸工質(zhì)，工質(zhì)在冷凝器內(nèi)基本為氣相放熱，冷凝器出口具有一定干度，不會過冷。系統(tǒng)運行的高壓基本不受環(huán)境溫度控制，而由工質(zhì)充注量和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)決定。在制冷系統(tǒng)啟動過程初期，整個系統(tǒng)基本均處于較高的溫度，大部分的充灌工質(zhì)還處于氣相狀態(tài)，因此會出現(xiàn)排氣壓力過高的現(xiàn)象；(2)當(dāng)混合工質(zhì)制冷系統(tǒng)進入正常制冷工況后，由于大部分的沸點較高的工質(zhì)已經(jīng)液化，此時便會出現(xiàn)系統(tǒng)壓力急劇下降，制冷量急劇減少的嚴重現(xiàn)象；(3)混合工質(zhì)在實際循環(huán)過程中存在濃度滑移現(xiàn)象。多元混合工質(zhì)制冷系統(tǒng)由啟動工況降溫到最低溫度的過程中，由于系統(tǒng)溫度的不斷下降，工質(zhì)不斷液化，工質(zhì)液化的特點是由高溫到低溫的過程中高沸點的工質(zhì)比低沸點的工質(zhì)更先液化下來，而氣液兩相流速又存在速度滑移的特點，即液相工質(zhì)流動速度要低于氣相工質(zhì)流動速度，此時會出現(xiàn)工質(zhì)液相積存。對于多元混合工質(zhì)制冷系統(tǒng)由于液相積存現(xiàn)象的存在，制冷系統(tǒng)的工質(zhì)實際循環(huán)濃度就會偏離實際的充灌濃度，即工質(zhì)濃度滑移。由于此缺點，一方面，混合工質(zhì)實際循環(huán)濃度受實際運行工況、系統(tǒng)大小等因素的影響，實際運行的工質(zhì)循環(huán)濃度難以根據(jù)一定的混合工質(zhì)充灌量和充灌濃度預(yù)測，也就是說混合工質(zhì)的最佳充灌量和濃度難以確定，對于使用三元或三元以上混合工質(zhì)的制冷系統(tǒng)更難確定其最佳充灌量和充灌濃度，不同型號的系統(tǒng)均需要通過大量的試驗充灌才能得出最終的充灌量和濃度，生產(chǎn)成本高。另一方面，即使相同系統(tǒng)，在不同的溫區(qū)工況下，制冷系統(tǒng)需要不同的濃度才能達到該溫區(qū)的最佳效率，工質(zhì)循環(huán)濃度偏離該溫區(qū)工況最優(yōu)濃度，就會使得系統(tǒng)效率急劇下降，甚至溫度降不下去。
[0004]針對前兩個缺陷，中國發(fā)明專利ZL200510042730.9報道了一種具有可切換氣庫的混合工質(zhì)低溫節(jié)流制冷系統(tǒng)，其核心思想是通過電磁閥的通斷以控制與高低壓管路相連的氣庫來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參與循環(huán)工質(zhì)量來控制高低壓和系統(tǒng)的工況。該方法雖然可以控制高低壓在合理的范圍內(nèi)，但是由于氣庫的氣體的進出造成實際參與制冷循環(huán)的工質(zhì)濃度發(fā)生不可控的變化，會造成制冷系統(tǒng)制冷性能嚴重下降；
[0005]中國發(fā)明專利ZL201110061458.4報道了一種深冷混合工質(zhì)節(jié)流制冷系統(tǒng)能力、工況調(diào)節(jié)及控制方法。其核心思想是通過控制高壓氣體進入一個可控通路穩(wěn)定罐來防止開機工況的壓縮機排氣壓力過高，并通過控制可控通路穩(wěn)定罐的氣體進出調(diào)節(jié)低壓，使得低壓在低溫工況下不至于過低；此外該可控通路穩(wěn)定罐在啟動工況及快速降溫工況時，通過管路旁通以減少制冷系統(tǒng)的制冷劑循環(huán)量，在正常制冷工況時可控通路穩(wěn)定罐的制冷劑參與制冷循環(huán)以加大制冷系統(tǒng)的流量，使得功率維持在較高水平，即通過控制該可控通路穩(wěn)定罐制冷劑的進出可實現(xiàn)制冷系統(tǒng)能力和工況的調(diào)節(jié)。缺點是切換儲氣罐氣體是否參與循環(huán)和調(diào)節(jié)高低壓的情況下制冷系統(tǒng)的工質(zhì)循環(huán)濃度都會發(fā)生一定的變化，這會讓系統(tǒng)在特定的工況下由于工質(zhì)循環(huán)濃度偏離最優(yōu)循環(huán)濃度，導(dǎo)致效率下降，尤其是在快速降溫過程，在這個過程剛開始的時候蒸發(fā)溫度較高，在高溫工況下系統(tǒng)的工質(zhì)循環(huán)濃度要求重組分的比例較大才能達到較優(yōu)的循環(huán)濃度。
[0006]對于第三個缺點，還沒有報道相關(guān)的方法或手段去控制或者利用其向有益的方向發(fā)展。
[0007]實際上，根據(jù)不同溫區(qū)工況制冷系統(tǒng)對于最優(yōu)工質(zhì)循環(huán)濃度的要求，如果能通過控制手段來調(diào)節(jié)高溫工況的工質(zhì)循環(huán)濃度偏重一些，這樣會讓工質(zhì)循環(huán)濃度更接近最優(yōu)濃度，提高效率，增加制冷量，使得高溫區(qū)的降溫時間進一步縮短；同樣道理，在快速降溫的過程中，溫度降到中溫區(qū)工況的時候，系統(tǒng)的最優(yōu)工質(zhì)循環(huán)濃度已不再是高溫區(qū)工況的濃度，它要求此時的工質(zhì)循環(huán)濃度中重組分比例下降才可以使得回?zé)崞鲹Q熱曲線匹配得更好，因此，此時也需要根據(jù)工況通過控制手段調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)的工質(zhì)循環(huán)濃度，使得工質(zhì)循環(huán)濃度更適合這一溫區(qū)的工況。這樣通過調(diào)節(jié)合適的濃度確保系統(tǒng)的效率較高，一般來說，調(diào)節(jié)濃度后系統(tǒng)的功率變化不大，但是效率可以提高；而不做濃度調(diào)整，只是增加流量去增加功率可能因為濃度發(fā)生了變化，制冷效率無法提高，顯然，這種做法與調(diào)整濃度相比效果不好而且不具有節(jié)能性。因此，在快速降溫階段，就可以通過調(diào)整工質(zhì)循環(huán)濃度更接近最優(yōu)的濃度以大大加快不同溫區(qū)的降溫速度，整個降溫時間就會大大縮短。
[0008]所以，無論是為了使得制冷系統(tǒng)降溫下去，還是使得制冷系統(tǒng)能夠在每一個溫區(qū)都運行在較優(yōu)的工質(zhì)濃度下，對系統(tǒng)的工質(zhì)循環(huán)濃度采取一定的技術(shù)手段進行控制很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種混合工質(zhì)節(jié)流制冷機工況濃度控制系統(tǒng)，實現(xiàn)制冷系統(tǒng)快速降溫，并保持高效率穩(wěn)定運行。
[0010]本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0011]一種混合工質(zhì)節(jié)流制冷機工況濃度控制系統(tǒng)，包括壓縮機單元1、冷凝冷卻器單元
2、回?zé)釗Q熱器單元3、節(jié)流單元4、蒸發(fā)器單元5、可控通路工質(zhì)循環(huán)濃度和流量調(diào)節(jié)單元6、控制單兀7 ;
[0012]所述可控通路工質(zhì)循環(huán)濃度和流量調(diào)節(jié)單元(6)包括:可控主回路閥V1、可控旁通進罐閥V2、可控工質(zhì)出罐閥V3、出罐單向閥V4和可控低壓出罐閥V5 ;
[0013]其間由管路進行連接，連接方式為:所述可控主回路閥Vl進口端連接三通管件A的第一個出口，該三通管件A的第二個出口連接可控旁通進罐閥V2的進口端；
[0014]所述可控旁通進罐閥V2的出口端與氣液分離罐S的高壓進口端相通；
[0015]所述可控主回路閥Vl的出口端連接三通管件B的第一個進口，該三通管件B的第二個進口與出罐單向閥V4的出口端相連；
[0016]所述出罐單向閥V4的進口端連接三通管件C的第一個出口，該三通管件C的進口與氣液分離罐S的頂部氣相出口端相通；
[0017]所述可控工質(zhì)出罐閥V3的進口端與儲液罐S底部出口端連接；
[0018]所述可控工質(zhì)出罐閥V3的出口端與回?zé)釗Q熱器單元3的低壓管路進口連通；
[0019]所述可控低壓出罐閥V5的進口端連接三通管件C的第二個出口，可控低壓出罐閥V5的出口端與制冷機低壓回路管路連通；
[0020]所述的三通管件A的進口端與冷凝冷卻器單元2的高壓制冷劑側(cè)出口端相連；
[0021]所述的三通管件B的出口端與回?zé)釗Q熱器單元(3)高壓制冷劑側(cè)進口端相連；
[0022]所述回?zé)釗Q熱器單元3的低壓制冷劑側(cè)進口端與蒸發(fā)器單元5的出口端相連；所述蒸發(fā)器單元5進口端與節(jié)流單元4出口端相連；
[0023]所述節(jié)流單元4進口端與回?zé)釗Q熱器單元3高壓制冷劑側(cè)出口端相連。
[0024]所述可控主回路閥V1、可控旁通進罐閥V2、可控低壓出罐閥V5均為通斷電磁閥。
[0025]所述可控工質(zhì)出罐閥V3為電動或手動無級調(diào)節(jié)開度的閥門。
[0026]上述混合工質(zhì)節(jié)流制冷機工況濃度控制系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟:
[0027]所述控制單元7接收所述壓縮機單元I的吸氣壓力值、壓縮機單元I排氣壓力值、節(jié)流單元4的進口溫度值、節(jié)流單元4的出口溫度值、節(jié)流單元4進出口溫度值之差、蒸發(fā)器單元5的出口溫度值、回?zé)崞鲹Q熱器單元3進口溫度值、回?zé)釗Q熱器單元3出口溫度值、回?zé)釗Q熱器單元3進出口溫度值之差或上述任意參數(shù)的組合；控制單元7輸出控制參數(shù)以指令可控通路工質(zhì)循環(huán)濃度和流量調(diào)節(jié)單元6的各個閥門部件的開啟/關(guān)閉或開度調(diào)節(jié):
[0028](I)啟動工況過程:
[0029]可控主回路閥Vl處于開啟狀態(tài)，可控旁通進罐閥V2、可控工質(zhì)出罐閥V3和可控低壓出罐閥V5均處于關(guān)閉狀態(tài)；控制單元7根據(jù)蒸發(fā)器出口溫度或者壓縮機排氣壓力參數(shù)是否達到設(shè)定值，判斷是否轉(zhuǎn)向受控降溫工況過程；
[0030](2)受控降溫工況過程:
[0031]2-1)控制單元7根據(jù)輸入蒸發(fā)器出口溫度或者壓縮機排氣壓力的參數(shù)與設(shè)定值對比進行判斷，如果控制系統(tǒng)處于受控降溫工況的高溫工況，調(diào)節(jié)方法如下:可控主回路閥Vl處于開啟狀態(tài)、可控旁通進罐閥V2和可控低壓出罐閥V5處于關(guān)閉狀態(tài)、可控工質(zhì)出罐閥V3的開度狀態(tài)由控制單元7根據(jù)蒸發(fā)器出口溫度或者壓縮機排氣壓力的參數(shù)決定，具體為:
[0032]a)回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差小于該進出口溫差的設(shè)定值，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)大；回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差大于該進出口溫差的設(shè)定值，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)小；
[0033]b)節(jié)流單元4進出口溫差大于該進出口溫差的設(shè)定值，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)大；節(jié)流單元4進出口溫差小于該進出口溫差的設(shè)定值，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)小。
[0034]2-2)控制單元7根據(jù)輸入蒸發(fā)器出口溫度或者壓縮機排氣壓力的參數(shù)對比進行判斷，如果控制系統(tǒng)處于受控降溫工況的中溫工況，調(diào)節(jié)方法如下:可控旁通進罐閥V2處于開啟狀態(tài)，可控主回路閥Vl和可控低壓出罐閥V5處于關(guān)閉狀態(tài)，可控工質(zhì)出罐閥V3的開度狀態(tài)由控制單元7根據(jù)輸入?yún)?shù)定，具體為:
[0035]a)回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差小于該進出口溫差的設(shè)定值，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)大；回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差大于該進出口溫差的設(shè)定值，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)小；
[0036]b)節(jié)流單元4進出口溫差大于該進出口溫差的設(shè)定值，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)大；節(jié)流單元4進出口溫差小于該進出口溫差的設(shè)定值，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)小。
[0037]2-3)控制單元7根據(jù)輸入蒸發(fā)器出口溫度或者壓縮機排氣壓力參數(shù)對比進行判斷，如果系統(tǒng)處于受控降溫工況的低溫工況，調(diào)節(jié)方法如下:可控主回路閥Vl處于開啟狀態(tài)，可控旁通進罐閥V2處于關(guān)閉狀態(tài)；可控工質(zhì)出罐閥V3和可控低壓出罐閥V5的開度狀態(tài)，由控制單元7根據(jù)蒸發(fā)器出口溫度或者壓縮機排氣壓力參數(shù)決定，具體為:
[0038]a)回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差小于該進出口溫差的設(shè)定值，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)大；回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差大于該進出口溫差的設(shè)定值，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)?。?br> [0039]b)節(jié)流單元4進出口溫差大于該進出口溫差的設(shè)定值，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)大；節(jié)流單元4進出口溫差小于該進出口溫差的設(shè)定值，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)??；
[0040]c)壓縮機吸氣壓力降至壓縮機吸氣壓力的設(shè)定值，可控低壓出罐閥V5開啟；壓縮機吸氣壓力高于壓縮機吸氣壓力的設(shè)定值，可控低壓出罐閥V5關(guān)閉；
[0041](3)制冷系統(tǒng)制冷過程:
[0042]可控主回路閥Vl處于開啟狀態(tài)，可控旁通進罐閥V2處于關(guān)閉狀態(tài)，可控工質(zhì)出罐閥V3和可控低壓出罐閥V5均處于關(guān)閉狀態(tài)；
[0043](4)制冷系統(tǒng)受控升溫或恒溫工況:
[0044]可控主回路閥Vl處于開啟狀態(tài)，可控工質(zhì)出罐閥V3處于關(guān)閉狀態(tài)，可控旁通進罐閥V2和可控低壓出罐閥V5的開啟/關(guān)閉狀態(tài)由控制單元7根據(jù)所需制冷狀態(tài)確定開啟/關(guān)閉狀態(tài)；
[0045]壓縮機吸氣壓力降至壓縮機吸氣壓力的設(shè)定值，可控旁通進罐閥V2和可控低壓出罐閥V5同時開啟；直至壓縮機吸氣壓力高于壓縮機吸氣壓力的設(shè)定值，可控旁通進罐閥V2和可控低壓出罐閥V5同時關(guān)閉；
[0046](5)制冷系統(tǒng)非受控升溫工況:
[0047]可控旁通進罐閥V2和可控低壓出罐閥V5處于開啟狀態(tài)；可控主回路閥Vl和可控工質(zhì)出罐閥V3處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0048]本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點及效果:
[0049]對于混合工質(zhì)節(jié)流制冷系統(tǒng)，其在剛啟動階段，由于系統(tǒng)的各部件溫度較高，系統(tǒng)內(nèi)充灌的工質(zhì)基本為氣相，而且由于節(jié)流元件的通流面積較小，氣相工質(zhì)的通過能力差，因此系統(tǒng)剛開機時，往往會出現(xiàn)高壓很高，低壓很低，壓縮壓比過大的情況，高壓超出系統(tǒng)硬件的耐壓極限，壓縮機電機過載和過熱，導(dǎo)致無法正常開機，甚至?xí)饓嚎s燒毀。因此，本發(fā)明不但能夠根據(jù)不同工況，調(diào)節(jié)系統(tǒng)工質(zhì)的循環(huán)濃度以使得系統(tǒng)在不同的溫區(qū)都能夠運行在較優(yōu)工質(zhì)濃度下，而且能夠克服開機高壓過高、壓縮機壓比過大的的情況。同時，在低 溫工況下，能自動調(diào)節(jié)低壓不至于過低，實現(xiàn)制冷系統(tǒng)快速降溫，并保持高效率穩(wěn)定運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0050]圖1為本實用新型控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框示意圖；
[0051]圖中:301表示壓縮機進氣壓力傳感器；302表示回?zé)釗Q熱器進口溫度傳感器；303表示回?zé)釗Q熱器出口溫度傳感器；304表示蒸發(fā)器出口溫度傳感器；
[0052]圖2是可控通路工質(zhì)循環(huán)濃度和流量調(diào)節(jié)單元(帶可控閥門開度控制液位功能氣液分離罐)結(jié)構(gòu)示意；
[0053]圖3某三元混合工質(zhì)單級壓縮回?zé)崾街评湎到y(tǒng)不同溫區(qū)工況下較優(yōu)工質(zhì)循環(huán)濃度情況。
【具體實施方式】
[0054]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步具體詳細描述。
[0055]實施例
[0056]如圖所示。本實用新型一種混合工質(zhì)節(jié)流制冷機工況濃度控制系統(tǒng)，包括壓縮機單元1、冷凝冷卻器單元2、回?zé)釗Q熱器單元3、節(jié)流單元4、蒸發(fā)器單元5、可控通路工質(zhì)循環(huán)濃度和流量調(diào)節(jié)單元6、控制單元7 ；
[0057]所述可控通路工質(zhì)循環(huán)濃度和流量調(diào)節(jié)單元6包括:可控主回路閥V1、可控旁通進罐閥V2、可控工質(zhì)出罐閥V3、出罐單向閥V4和可控低壓出罐閥V5 ；
[0058]其間由管路進行連接，連接方式為:所述可控主回路閥Vl進口端連接三通管件A的第一個出口，該三通管件A的第二個出口連接可控旁通進罐閥V2的進口端；
[0059]所述可控旁通進罐閥V2的出口端與氣液分離罐S (帶可控閥門開度大小控制液位功能)的聞壓進口端相通；
[0060]所述可控主回路閥Vl的出口端連接三通管件B的第一個進口，該三通管件B的第二個進口與出罐單向閥V4的出口端相連；
[0061]所述出罐單向閥V4的進口端連接三通管件C的第一個出口，該三通管件C的進口與氣液分離罐S的頂部氣相出口端相通；
[0062]所述可控工質(zhì)出罐閥V3的進口端與儲液罐S底部出口端連接；
[0063]所述可控工質(zhì)出罐閥V3的出口端與回?zé)釗Q熱器單元3的低壓管路進口連通；
[0064]所述可控低壓出罐閥V5的進口端連接三通管件C的第二個出口，可控低壓出罐閥V5的出口端與制冷機低壓回路管路連通；
[0065]所述的三通管件A的進口端與冷凝冷卻器單元2的高壓制冷劑側(cè)出口端(或者與回?zé)釗Q熱器單元3高壓制冷劑側(cè)出口端)相連；
[0066]所述的三通管件B的出口端與回?zé)釗Q熱器單元(3)高壓制冷劑側(cè)進口端相連；
[0067]所述回?zé)釗Q熱器單元3的低壓制冷劑側(cè)進口端與蒸發(fā)器單元5的出口端相連；所述蒸發(fā)器單元5進口端與節(jié)流單元4出口端相連；
[0068]所述節(jié)流單元4進口端與回?zé)釗Q熱器單元3高壓制冷劑側(cè)出口端相連。
[0069]所述可控主回路閥V1、可控旁通進罐閥V2、可控低壓出罐閥V5均為通斷電磁閥。
[0070]所述可控工質(zhì)出罐閥V3為電動或手動無級調(diào)節(jié)開度的閥門。[0071]上述混合工質(zhì)節(jié)流制冷機工況濃度控制系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟:
[0072]所述控制單元7接收所述壓縮機單元I的吸氣壓力值、壓縮機單元I排氣壓力值、節(jié)流單元4的進口溫度值、節(jié)流單元4的出口溫度值、節(jié)流單元4進出口溫度值之差、蒸發(fā)器單元5的出口溫度值、回?zé)崞鲹Q熱器單元3進口溫度值、回?zé)釗Q熱器單元3出口溫度值、回?zé)釗Q熱器單元3進出口溫度值之差或上述任意參數(shù)的組合；控制單元7輸出控制參數(shù)以指令可控通路工質(zhì)循環(huán)濃度和流量調(diào)節(jié)單元6的各個閥門部件的開啟/關(guān)閉或開度調(diào)節(jié)如下:
[0073](I)啟動工況過程:
[0074]可控主回路閥Vl處于開啟狀態(tài)，可控旁通進罐閥V2、可控工質(zhì)出罐閥V3和可控低壓出罐閥V5均處于關(guān)閉狀態(tài)；控制單元7根據(jù)蒸發(fā)器出口溫度或者壓縮機排氣壓力參數(shù)(或者蒸發(fā)器出口溫度、壓縮機排氣壓力參數(shù)的組合)是否達到設(shè)定值，判斷是否轉(zhuǎn)向受控降溫工況過程；
[0075](2)受控降溫工況過程:
[0076]2-1)控制單元7根據(jù)輸入蒸發(fā)器出口溫度或者壓縮機排氣壓力的參數(shù)(或者蒸發(fā)器出口溫度和壓縮機排氣壓力參數(shù)的組合)與設(shè)定值對比進行判斷，如果控制系統(tǒng)處于受控降溫工況的高溫工況，調(diào)節(jié)方法如下:可控主回路閥Vl處于開啟狀態(tài)、可控旁通進罐閥V2和可控低壓出罐閥V5處于關(guān)閉狀態(tài)、可控工質(zhì)出罐閥V3的開度狀態(tài)由控制單元7根據(jù)蒸發(fā)器出口溫度或者壓縮機排氣壓力的參數(shù)決定，具體為:
[0077]a)回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差小于該進出口溫差的設(shè)定值(或該進出口溫差設(shè)定值加上回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差控制回差)，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)大；回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差大于該進出口溫差的設(shè)定值(或該進出口溫差設(shè)定值加上回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差控制回差)，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)??；
[0078]b)節(jié)流單元4進出口溫差大于該進出口溫差的設(shè)定值(或該進出口溫差設(shè)定值加上節(jié)流閥單元進出口溫差控制回差)，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)大；節(jié)流單元4進出口溫差小于該進出口溫差的設(shè)定值(或該進出口溫差設(shè)定值加上節(jié)流閥單元進出口溫差控制回差)，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)小。
[0079]2-2)控制單元7根據(jù)輸入蒸發(fā)器出口溫度或者壓縮機排氣壓力的參數(shù)(或者蒸發(fā)器出口溫度和壓縮機排氣壓力的參數(shù))對比進行判斷，如果控制系統(tǒng)處于受控降溫工況的中溫工況，調(diào)節(jié)方法如下:可控旁通進罐閥V2處于開啟狀態(tài)，可控主回路閥Vl和可控低壓出罐閥V5處于關(guān)閉狀態(tài)，可控工質(zhì)出罐閥V3的開度狀態(tài)由控制單元7根據(jù)輸入?yún)?shù)定，具體為:
[0080]a)回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差小于該進出口溫差的設(shè)定值(或該進出口溫差設(shè)定值加上回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差控制回差)，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)大；回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差大于該進出口溫差的設(shè)定值(或該進出口溫差設(shè)定值加上回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差控制回差)，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)小；
[0081]b)節(jié)流單元4進出口溫差大于該進出口溫差的設(shè)定值(或該進出口溫差設(shè)定值加上節(jié)流閥單元進出口溫差控制回差)，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)大；節(jié)流單元4進出口溫差小于該進出口溫差的設(shè)定值(或該進出口溫差設(shè)定值加上節(jié)流閥單元進出口溫差控制回差)，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)小。[0082]2-3)控制單元7根據(jù)輸入蒸發(fā)器出口溫度或者壓縮機排氣壓力參數(shù)(或者輸入蒸發(fā)器出口溫度和壓縮機排氣壓力參數(shù))對比進行判斷，如果系統(tǒng)處于受控降溫工況的低溫工況，調(diào)節(jié)方法如下:可控主回路閥Vl處于開啟狀態(tài)，可控旁通進罐閥V2處于關(guān)閉狀態(tài)；可控工質(zhì)出罐閥V3和可控低壓出罐閥V5的開度狀態(tài)，由控制單元7根據(jù)蒸發(fā)器出口溫度或者壓縮機排氣壓力參數(shù)決定，具體為:
[0083]a)回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差小于該進出口溫差的設(shè)定值(或該進出口溫差設(shè)定值加上回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差控制回差)，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)大；回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差大于該進出口溫差的設(shè)定值(或該進出口溫差設(shè)定值加上回?zé)釗Q熱器單元進出口溫差控制回差)，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)小；
[0084]b)節(jié)流單元4進出口溫差大于該進出口溫差的設(shè)定值(或該進出口溫差設(shè)定值加上節(jié)流閥單元進出口溫差控制回差)，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)大；節(jié)流單元4進出口溫差小于該進出口溫差的設(shè)定值(或該進出口溫差設(shè)定值加上節(jié)流閥單元進出口溫差控制回差)，可控工質(zhì)出罐閥V3開度調(diào)??；
[0085]c)壓縮機吸氣壓力降至壓縮機吸氣壓力的設(shè)定值(或者該設(shè)定值加上吸氣壓力控制回差)，可控低壓出罐閥V5開啟；壓縮機吸氣壓力高于壓縮機吸氣壓力的設(shè)定值(或者該設(shè)定值加上吸氣壓力控制回差)，可控低壓出罐閥V5關(guān)閉；
[0086](3)制冷系統(tǒng)制冷過程:
[0087]可控主回路閥Vl處于開啟狀態(tài)，可控旁通進罐閥V2處于關(guān)閉狀態(tài)，可控工質(zhì)出罐閥V3和可控低壓出罐閥V5均處于關(guān)閉狀態(tài)；
[0088](4)制冷系統(tǒng)受控升溫或恒溫工況:
[0089]可控主回路閥Vl處于開啟狀態(tài)，可控工質(zhì)出罐閥V3處于關(guān)閉狀態(tài)，可控旁通進罐閥V2和可控低壓出罐閥V5的開啟/關(guān)閉狀態(tài)由控制單元(7)根據(jù)所需制冷狀態(tài)確定開啟/關(guān)閉狀態(tài)；
[0090]壓縮機吸氣壓力降至壓縮機吸氣壓力的設(shè)定值(或者該設(shè)定值加上吸氣壓力控制回差)，可控旁通進罐閥V2和可控低壓出罐閥V5同時開啟；直至壓縮機吸氣壓力高于壓縮機吸氣壓力的設(shè)定值(或者該設(shè)定值加上吸氣壓力控制回差)，可控旁通進罐閥V2和可控低壓出罐閥V5同時關(guān)閉；
[0091](5)制冷系統(tǒng)非受控升溫工況:
[0092]可控旁通進罐閥V2和可控低壓出罐閥V5處于開啟狀態(tài)；可控主回路閥Vl和可控工質(zhì)出罐閥V3處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0093]如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型。
[0094]本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種混合工質(zhì)節(jié)流制冷機工況濃度控制系統(tǒng)，其特征在于:包括壓縮機單元(I)、冷凝冷卻器單元(2)、回?zé)釗Q熱器單元(3)、節(jié)流單元(4)、蒸發(fā)器單元(5)、可控通路工質(zhì)循環(huán)濃度和流量調(diào)節(jié)單元(6)、控制單元(7)； 所述可控通路工質(zhì)循環(huán)濃度和流量調(diào)節(jié)單元(6)包括:可控主回路閥(VI)、可控旁通進罐閥(V2)、可控工質(zhì)出罐閥(V3)、出罐單向閥(V4)和可控低壓出罐閥(V5)； 其間由管路進行連接，連接方式為:所述可控主回路閥(Vl)進口端連接三通管件A的第一個出口，該三通管件A的第二個出口連接可控旁通進罐閥(V2)的進口端； 所述可控旁通進罐閥(V2)的出口端與氣液分離罐S的高壓進口端相通； 所述可控主回路閥(Vl)的出口端連接三通管件B的第一個進口，該三通管件B的第二個進口與出罐單向閥(V4)的出口端相連； 所述出罐單向閥(V4)的進口端連接三通管件C的第一個出口，該三通管件C的進口與氣液分離罐S的頂部氣相出口端相通； 所述可控工質(zhì)出罐閥(V3)的進口端與儲液罐S底部出口端連接； 所述可控工質(zhì)出罐閥(V3)的出口端與回?zé)釗Q熱器單元(3)的低壓管路進口連通；所述可控低壓出罐閥(V5)的進口端連接三通管件C的第二個出口，可控低壓出罐閥(V5)的出口端與制冷機低壓回路管路連通； 所述的三通管件A的進口端與冷凝冷卻器單元(2)的高壓制冷劑側(cè)出口端相連； 所述的三通管件B的出口端與回?zé)釗Q熱器單元(3)高壓制冷劑側(cè)進口端相連； 所述回?zé)釗Q熱器單元⑶的低壓制冷劑側(cè)進口端與蒸發(fā)器單元(5)的出口端相連；所述蒸發(fā)器單元(5)進口端與節(jié)流單元(4)出口端相連； 所述節(jié)流單元(4)進口端與回?zé)釗Q熱器單元(3)高壓制冷劑側(cè)出口端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合工質(zhì)節(jié)流制冷機工況濃度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述可控主回路閥(VI)、可控旁通進罐閥(V2)、可控低壓出罐閥(V5)均為通斷電磁閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合工質(zhì)節(jié)流制冷機工況濃度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述可控工質(zhì)出罐閥(V3)為電動或手動無級調(diào)節(jié)開度的閥門。
【文檔編號】F25B41/04GK203824143SQ201420205059
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】許雄文, 李日新, 劉金平 申請人:華南理工大學(xué)