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多容調(diào)離心式壓縮機(jī)及其控制方法

文檔序號:5502029閱讀:236來源:國知局
專利名稱:多容調(diào)離心式壓縮機(jī)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明有關(guān)于離心式壓縮機(jī),尤指一種關(guān)于應(yīng)用于冰水主機(jī)(Chiller)的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)及其控制方法。
背景技術(shù)
現(xiàn)今中央空調(diào)系統(tǒng)中常見的制冷設(shè)備為冰水主機(jī),其利用由冰水主機(jī)所制造的冰水經(jīng)由管路的傳輸,以熱交換的方式,達(dá)到顯著降低室內(nèi)溫度的效果。近年來,冰水主機(jī)的使用已越來越普遍,其中一種常見類型為離心式冰水主機(jī),其運(yùn)轉(zhuǎn)核心在離心式壓縮機(jī)部分。為了達(dá)到節(jié)能的目的,目前多級設(shè)計(jì)的離心式壓縮機(jī)已成為趨勢,但多級設(shè)計(jì)的壓縮機(jī),可能會衍生出負(fù)載控制上的非比例性,使得整機(jī)的容調(diào)效果不彰,進(jìn)而影響的調(diào)控效果O請參照圖1,顯示現(xiàn)有單容調(diào)離心式壓縮機(jī)的容調(diào)效果。如圖所示,單容調(diào)離心式壓縮機(jī)自整機(jī)流量30%至整機(jī)流量100%相對于系統(tǒng)阻抗線的容調(diào)效果無法使得系統(tǒng)達(dá)到較寬的操作區(qū)間,因此單一容調(diào)離心式壓縮機(jī)實(shí)難達(dá)到廣域操作的效果。為了達(dá)到可廣域操控的目的,現(xiàn)今已有許多的多容調(diào)控制方法被提出。然而,現(xiàn)有的多容調(diào)控制方法多是對單一進(jìn)氣導(dǎo)葉(IGV)與單一擴(kuò)壓器(Diffuser)進(jìn)行調(diào)控的技術(shù)與方法。以同動(dòng)的手法而言,僅提供固定增減量。以輪動(dòng)的手法而言,通過先調(diào)控一組容調(diào)機(jī)構(gòu)并固定其它容調(diào)機(jī)構(gòu),待該組調(diào)控到達(dá)極限后,再對其他組容調(diào)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控。然而,上述控制手段可采用的控制策略較少且調(diào)控優(yōu)先權(quán)較貧乏,使得COP受限在5.5至6.0之間,因此僅可滿足全載效率,卻無法滿足部分負(fù)載的需求,因而造成系統(tǒng)效率及能力的降低。而美國專利US 6,129,511所揭露的技術(shù)僅容調(diào)一組進(jìn)氣導(dǎo)葉及擴(kuò)壓器,采用實(shí)際測量所得的特性曲線,得知進(jìn)氣導(dǎo)葉與擴(kuò)壓器之間的關(guān)系,進(jìn)而建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫,借此調(diào)控進(jìn)氣導(dǎo)葉配合內(nèi)外環(huán)的擴(kuò)壓器,并借由測量壓力,以無段控制與內(nèi)插計(jì)算的方式來進(jìn)行調(diào)控,使得壓縮機(jī)達(dá)到高壓比性能。然而,此類控制方式的可用變量較少且靈活性較低,造成整體控制策略相當(dāng)有限,進(jìn)而局限COP的表現(xiàn)。又美國專利US 4,616,483同樣僅調(diào)控一組進(jìn)氣導(dǎo)葉及擴(kuò)壓器,借由所測量的電流,采用增量或減量的輪動(dòng)手段,將油壓系統(tǒng)的壓力值調(diào)控在所欲的范圍內(nèi)。然而,此類控制方式雖單純易用,但無法提供廣域操作及滿足部分負(fù)載操作。此外,美國專利US 5,807,071也僅調(diào)控一組進(jìn)氣導(dǎo)葉及擴(kuò)壓器,以可調(diào)式進(jìn)氣導(dǎo)葉配合內(nèi)環(huán)與外環(huán)的擴(kuò)壓器裝置沿周側(cè)旋轉(zhuǎn)流道的開啟與關(guān)閉,進(jìn)而控制冷媒流量的改變,將壓縮機(jī)維持在峰值效率(peak efficiency),同時(shí)抑制突波(Surge),并采用特性曲線的輪動(dòng)手段來調(diào)控。然而,此類控制手段可采用的變量較少,因此控制策略過于貧乏,進(jìn)而局限COP的表現(xiàn),無法提供廣域操作及滿足部分負(fù)載操作。由此可知,以現(xiàn)有技術(shù)而言,在調(diào)控一組進(jìn)氣導(dǎo)葉及擴(kuò)壓器的情況下,實(shí)難以實(shí)現(xiàn)廣域操作及滿足部分負(fù)載操作,且現(xiàn)有多容調(diào)技術(shù)也難以設(shè)計(jì)可提升整機(jī)組效率并抑制突波的離心式壓縮機(jī)。因此,如何提出一種多容調(diào)離心式壓縮機(jī)及相關(guān)控制方法,能夠在多級設(shè)計(jì)的離心式壓縮機(jī)中達(dá)到負(fù)載控制上的比例性,且確保整機(jī)可廣域操控,同時(shí)提升整機(jī)組效率并抑制突波以確保安全性、可靠度及機(jī)組效能,實(shí)為目前各界亟欲解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),本發(fā)明的主要目的在于提供一種多容調(diào)離心式壓縮機(jī)及其控制方法,使各個(gè)容調(diào)機(jī)構(gòu)都可維持在較佳的開度值,提升系統(tǒng)效率、能力、及等比例性,達(dá)到廣域操作的效果。該多容調(diào)離心式壓縮機(jī)包括:多組容調(diào)機(jī)構(gòu),該容調(diào)機(jī)構(gòu)具有一入口進(jìn)氣導(dǎo)葉與一出口擴(kuò)壓器;以及控制機(jī)構(gòu),用以調(diào)控該多組容調(diào)機(jī)構(gòu),其中,該控制機(jī)構(gòu)根據(jù)各該入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的壓力及各該出口擴(kuò)壓器的壓力與溫度計(jì)算得到各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的出口擴(kuò)壓器與入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的壓力比值,接著比較各該容調(diào)機(jī)構(gòu)的壓力比值的變化量,以決定各該容調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)控優(yōu)先權(quán),且根據(jù)所決定的優(yōu)先權(quán),對各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的入口進(jìn)氣導(dǎo)葉與出口擴(kuò)壓器進(jìn)行調(diào)控。本發(fā)明還提供一種多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法,該多容調(diào)離心式壓縮機(jī)具有至少兩組以上的容調(diào)機(jī)構(gòu),各組容調(diào)機(jī)構(gòu)具有一入口進(jìn)氣導(dǎo)葉與一出口擴(kuò)壓器,該控制方法包括:1,感測各該入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的壓力及各該出口擴(kuò)壓器的壓力與溫度;2,計(jì)算各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的出口擴(kuò)壓器與入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的壓力比值;3,比較各該容調(diào)機(jī)構(gòu)的壓力比值的變化量,以決定各該容調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)控優(yōu)先權(quán);4,根據(jù)所決定的調(diào)控優(yōu)先權(quán),對各該容調(diào)機(jī)構(gòu)的入口進(jìn)氣導(dǎo)葉進(jìn)行調(diào)控;以及5,根據(jù)所決定的調(diào)控優(yōu)先權(quán),對各該容調(diào)機(jī)構(gòu)的出口擴(kuò)壓器進(jìn)行調(diào)控。此外,在本發(fā)明的又一實(shí)施例中,是以預(yù)先設(shè)置的溫度傳感器與壓力傳感器持續(xù)對各該入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的壓力及各該出口擴(kuò)壓器的壓力與溫度進(jìn)行感測。在本發(fā)明的再一實(shí)施例中,決定各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)控優(yōu)先權(quán)是指決定各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)控順序及調(diào)控量。此外,在本發(fā)明的又再一實(shí)施例中,對各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的出口擴(kuò)壓器進(jìn)行調(diào)控的動(dòng)作還包括:讀取各該出口擴(kuò)壓器的目前位置值與目前溫度;判斷各該出口擴(kuò)壓器的位置值是否已達(dá)上限,若是,則負(fù)向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn),若否,則正向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn);以及根據(jù)該所得到的溫度反趨點(diǎn),對各該出口擴(kuò)壓器的位置值進(jìn)行調(diào)控。相比于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明不但能夠達(dá)到較佳的機(jī)組效率,也能夠克服現(xiàn)有技術(shù)調(diào)控策略貧乏且難以達(dá)到廣域操作的問題,進(jìn)一步提高整機(jī)組效率、抑制突波,同時(shí)改善冰水主機(jī)的操作范圍。


圖1用于顯示現(xiàn)有單容調(diào)離心式壓縮機(jī)的容調(diào)效果;圖2用于顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的示意剖面圖;圖3A用于顯示圖1所示的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)所使用的入口進(jìn)氣導(dǎo)葉在100%開啟時(shí)的示意圖;圖3B用于顯示圖1所示的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)所使用的入口進(jìn)氣導(dǎo)葉在0%開啟時(shí)的不意圖4A用于顯示圖1所示的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)所使用的擴(kuò)壓器的位置值在0%時(shí)的不意圖;圖4B用于顯示圖1所示的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)所使用的擴(kuò)壓器的位置值在100%時(shí)的不意圖;圖5A用于顯示圖1所示的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)所使用的另一形式擴(kuò)壓器的位置值在0%時(shí)的示意圖;圖5B用于顯示圖1所示的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)所使用的另一形式擴(kuò)壓器的位置值在100%時(shí)的示意圖;圖6用于顯示本發(fā)明的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的容調(diào)效果;圖7用于顯示本發(fā)明的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法的流程圖;圖8用于顯示本發(fā)明的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法的流程圖;以及圖9用于顯示本發(fā)明的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法中尋找溫度反趨點(diǎn)的方法的流程圖。主要組件符號說明1 位置;2 位置;200多容調(diào)離心式壓縮機(jī);3 位置;300入口進(jìn)氣導(dǎo)葉;32 葉片;4 位置;400 擴(kuò)壓器;42 導(dǎo)葉;52 擴(kuò)壓器;54 流道;700控制方法;702、704、706、708、710 步驟;800控制方法;802、804、806 步驟;900方法;902、904A、904B、906A、906B、906C、906D 步驟。
具體實(shí)施例方式以下借由特定的具體實(shí)施形態(tài)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容,本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明也可借由其它不同的具體實(shí)施形態(tài)加以施行或應(yīng)用,本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用,在未悖離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。須知,本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等,均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容,以供本領(lǐng)域技術(shù)人員的了解與閱讀,并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件,因此不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義,任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整,在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下,均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí),本說明書中所引用的如“第一”、“第二”、“至少”、及“多個(gè)”等用語,也僅為便于敘述的明了,而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍,其相對關(guān)系的改變或調(diào)整,在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下,當(dāng)也視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。本發(fā)明所提出多容調(diào)離心式壓縮機(jī)及其控制方法能夠在多級設(shè)計(jì)的離心式壓縮機(jī)中借由靈活且多變化性的容調(diào)控制策略,克服現(xiàn)有技術(shù)因負(fù)載控制上的比例性不佳而導(dǎo)致整機(jī)組效率不足的缺點(diǎn),進(jìn)而使容調(diào)機(jī)構(gòu)與負(fù)載變化之間具有等比例性,使各個(gè)容調(diào)機(jī)構(gòu)都可維持在較佳的開度值,提升系統(tǒng)效率及能力,以實(shí)現(xiàn)廣域操作的目的。請參照圖2,示意地描繪本發(fā)明實(shí)施例的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)200的剖面圖,其中,該多容調(diào)離心式壓縮機(jī)200具有第一級入口 IN1、第一級出口 OUT1、第二級入口 IN2、及第二級出口 0UT2。如圖所示,該多容調(diào)離心式壓縮機(jī)200具有分別設(shè)置于位置1、2、3、及4的第一入口進(jìn)氣導(dǎo)葉(如圖3A、圖3B所示具有葉片32的入口進(jìn)氣導(dǎo)葉300)、第二入口進(jìn)氣導(dǎo)葉(如圖3A、圖3B所示具有葉片32的入口進(jìn)氣導(dǎo)葉300)、第一出口擴(kuò)壓器400 (如圖4A、圖4B所示者)、及第二出口擴(kuò)壓器52 (如圖5A、圖5B所示者)。然而,在其它實(shí)施例中,該第一出口擴(kuò)壓器可以如圖5A、圖5B所示的出口擴(kuò)壓器52取代,該第二出口擴(kuò)壓器也可以如圖4A、圖4B所示的出口擴(kuò)壓器400取代。該第一入口進(jìn)氣導(dǎo)葉設(shè)置于位置1,為該多容調(diào)離心式壓縮機(jī)200的第一級入口,且該第一入口進(jìn)氣導(dǎo)葉(位置I)的壓力為Pm。該第二入口進(jìn)氣導(dǎo)葉設(shè)置于位置3,為該多容調(diào)離心式壓縮機(jī)200的第二級入口,且該第二入口進(jìn)氣導(dǎo)葉(位置3)的壓力為匕+該第一出口擴(kuò)壓器設(shè)置于位置2,為該多容調(diào)離心式壓縮機(jī)200的第一級出口,且該第一出口擴(kuò)壓器(位置2)的溫度為IV2,壓力SP"。該第二出口擴(kuò)壓器設(shè)置于位置4,為該多容調(diào)離心式壓縮機(jī)200的第二級出口,且該第二出口擴(kuò)壓器(位置4)的溫度為T2_2,壓力SP2_2。該多容調(diào)離心式壓縮機(jī)200可設(shè)置有壓力與溫度傳感器(未顯示),用以感測位置
1、2、3、及4的溫度與壓力數(shù)值。根據(jù)所感測得到的數(shù)值,可計(jì)算得到第一級的壓力比值Prt與第二級的壓力比值Pr2,其中,Prl = P1VPh且Pr2 = P2VP2T該多容調(diào)離心式壓縮機(jī)200可進(jìn)一步包含一控制機(jī)構(gòu)(未顯示),用以調(diào)控該多組容調(diào)機(jī)構(gòu)(也就是說,該第一、第二入口進(jìn)氣導(dǎo)葉、該第一、第二出口擴(kuò)壓器)。該控制機(jī)構(gòu)可根據(jù)各該入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的壓力(Ph與P2J及各該出口擴(kuò)壓器的壓力與溫度(P1-UlV2與P2_2,T2_2),計(jì)算得到兩組容調(diào)機(jī)構(gòu)的出口擴(kuò)壓器與入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的壓力比值(Prt與PJ。該控制機(jī)構(gòu)可接著比較兩組容調(diào)機(jī)構(gòu)的壓力比值(Pri與PJ的變化量,以決定各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)控優(yōu)先權(quán),且根據(jù)所決定的調(diào)控優(yōu)先權(quán),對各組入口進(jìn)氣導(dǎo)葉進(jìn)行調(diào)控,也就是說,調(diào)控各該入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的開度值(可調(diào)控范圍為0%至100%之間)。在完成對各組入口進(jìn)氣導(dǎo)葉之后,該控制機(jī)構(gòu)可進(jìn)一步對各組擴(kuò)壓器進(jìn)行調(diào)控,以將其調(diào)控至較佳位置。具體而言,該控制機(jī)構(gòu)首先讀取各該出口擴(kuò)壓器的目前位置值(目前的開度值)與目前溫度,接著,判斷各該出口擴(kuò)壓器的開度值是否已達(dá)上限。倘若該出口擴(kuò)壓器的開度值已達(dá)上限,則負(fù)向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)(將于稍后詳述)。倘若該出口擴(kuò)壓器的開度值未達(dá)上限,則正向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)(將于稍后詳述)。隨后,根據(jù)該所得到的溫度反趨點(diǎn),對各該出口擴(kuò)壓器的位置值進(jìn)行調(diào)控。
由此可知,該控制機(jī)構(gòu)可根據(jù)各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的壓力比值的變化量決定調(diào)控優(yōu)先權(quán),也就是決定各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)控先后順序及調(diào)控量。具體來說,首先根據(jù)該調(diào)控優(yōu)先權(quán)對各組入口進(jìn)氣導(dǎo)葉進(jìn)行調(diào)控,接著,再根據(jù)所得到的溫度反趨點(diǎn),對各該出口擴(kuò)壓器的位置值進(jìn)行調(diào)控。換句話說,該控制機(jī)構(gòu)先針對進(jìn)行各組入口進(jìn)氣導(dǎo)葉粗調(diào),再針對各該出口擴(kuò)壓器進(jìn)行細(xì)調(diào)。上述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)200具有二級的多級設(shè)計(jì)壓縮機(jī),但其僅為例示,且不因此限制本發(fā)明的范疇。舉例而言,該多容調(diào)離心式壓縮機(jī)200也可為具有更多級設(shè)計(jì)的壓縮機(jī),具有更多組容調(diào)機(jī)構(gòu),或者利用其它調(diào)控機(jī)制(例如:冰水流量、功率消耗等)進(jìn)行容調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)控。舉例而言,在本發(fā)明的其它實(shí)施例中,該多容調(diào)離心式壓縮機(jī)200可設(shè)置有流量傳感器(未顯示),用以感測流過位置1、2及流過位置3、4的冰水流量。由于位置1、2分別為第一級的入口與出口,且位置3、4分別為第二級的入口與出口,因此流過位置1、2的冰水流量應(yīng)相同,且流過位置3、4的冰水流量應(yīng)相同。該多容調(diào)離心式壓縮機(jī)200可包含一控制機(jī)構(gòu),用以調(diào)控該多組容調(diào)機(jī)構(gòu)(也就是說,該第一、第二入口進(jìn)氣導(dǎo)葉、該第一、第二出口擴(kuò)壓器)。該控制機(jī)構(gòu)可根據(jù)例如流過第一級(位置1、2)與第二級(位置3、4)的冰水流量,比較兩級的冰水流量的變化量,以決定兩級(各組容調(diào)機(jī)構(gòu))的調(diào)控優(yōu)先權(quán),且根據(jù)所決定的調(diào)控優(yōu)先權(quán),對各組入口進(jìn)氣導(dǎo)葉進(jìn)行調(diào)控,也就是說,調(diào)控各該入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的開度值(可調(diào)控范圍為0%至100%之間)。在完成對各組入口進(jìn)氣導(dǎo)葉之后,該控制機(jī)構(gòu)可進(jìn)一步對各組擴(kuò)壓器進(jìn)行調(diào)控,以將其調(diào)控至較佳位置。具體而言,該控制機(jī)構(gòu)首先讀取各該出口擴(kuò)壓器的目前位置值(目前的開度值)與目前冰水流量,接著,判斷各該出口擴(kuò)壓器的開度值是否已達(dá)上限。倘若該出口擴(kuò)壓器的開度值已達(dá)上限,則負(fù)向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)(將于稍后詳述)。倘若該出口擴(kuò)壓器的開度值未達(dá)上限,則正向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)(將于稍后詳述)。隨后,根據(jù)該所得到的溫度反趨點(diǎn),對各該出口擴(kuò)壓器的位置值進(jìn)行調(diào)控。由此可知,該控制機(jī)構(gòu)可根據(jù)各組容調(diào)機(jī)構(gòu)(或位置1、2及位置3、4)的冰水流量的變化量決定調(diào)控優(yōu)先權(quán)。同樣地,首先根據(jù)該調(diào)控優(yōu)先權(quán)對各組入口進(jìn)氣導(dǎo)葉進(jìn)行調(diào)控,接著,再根據(jù)所得到的溫度反趨點(diǎn),對各該出口擴(kuò)壓器的位置值進(jìn)行調(diào)控。此外,在先前所述的實(shí)施例中,該多容調(diào)離心式壓縮機(jī)200可設(shè)置有功率傳感器(未顯示),用以分別感測第一級(位置1、2)所消耗的功率及第二級(位置3、4)所消耗的功率。接著,如先前實(shí)施例所述,該控制機(jī)構(gòu)可根據(jù)例如第一級所消耗的功率與第二級所消耗的功率,比較兩級所消耗的功率的變化量,以決定兩級(各組容調(diào)機(jī)構(gòu))的調(diào)控優(yōu)先權(quán)。請參照圖3A及圖3B,顯示圖2的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)200所使用的入口進(jìn)氣導(dǎo)葉300在不同的開度值下的示意圖。如圖所示,該入口進(jìn)氣導(dǎo)葉300借由葉片32的開閉來控制開度值,范圍由0%至100%。請參照圖4A及圖4B,顯示圖2的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)200所使用的出口擴(kuò)壓器400在不同的開度值下的示意圖。如圖所示,該出口擴(kuò)壓器400借由調(diào)整導(dǎo)葉42的角度來控制開度值,范圍由0%至100%。請參照圖5A及圖5B,顯示圖2的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)200所使用的擴(kuò)壓器52 (擴(kuò)壓滑塊)在不同的開度值下的示意圖。如圖所示,該擴(kuò)壓器52借由本身的位移來控制該流道54的開啟程度(開度值),范圍由0%至100%。請參照圖6,顯示本發(fā)明的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的容調(diào)效果。本發(fā)明結(jié)合該第一入口進(jìn)氣導(dǎo)葉(IGVl)、第二入口進(jìn)氣導(dǎo)葉(IGV2)達(dá)到整機(jī)流量30%至整機(jī)流量100%相對于系統(tǒng)阻抗線的容調(diào)效果,使得本發(fā)明的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)能夠達(dá)到較具彈性的調(diào)控策略。如圖所示,本發(fā)明的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)能夠有效地使系統(tǒng)達(dá)到較寬的操作區(qū)間,因此對比于現(xiàn)有的容調(diào)技術(shù),本發(fā)明的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)明顯達(dá)到較廣域的操作效果,使各個(gè)容調(diào)機(jī)構(gòu)都可維持在較佳的開度值,提升系統(tǒng)效率及能力,提升等比例性。請參照圖7,顯示本發(fā)明的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法700的流程圖。應(yīng)體認(rèn)至|J,圖7所示流程圖為基于各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的出口擴(kuò)壓器與入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的壓力比值作為調(diào)控機(jī)制,但是本發(fā)明所采用的調(diào)控機(jī)制并不限于此,也可利用其它調(diào)控機(jī)制(例如:冰水流量、功率消耗等)進(jìn)行容調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)控。首先,在步驟702,感測各該入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的壓力及各該出口擴(kuò)壓器的壓力與溫度,接著進(jìn)至步驟704。在步驟704,計(jì)算各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的出口擴(kuò)壓器與入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的壓力比值,接著進(jìn)至步驟706。在步驟706,比較各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的壓力比值的變化量,以決定各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)控優(yōu)先權(quán),接著進(jìn)至步驟708。在步驟708,根據(jù)所決定的調(diào)控優(yōu)先權(quán),對各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的入口進(jìn)氣導(dǎo)葉進(jìn)行調(diào)控,接著進(jìn)至步驟710。在步驟710,根據(jù)所決定的優(yōu)先權(quán),對各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的出口擴(kuò)壓器進(jìn)行調(diào)控。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中,根據(jù)所決定的調(diào)控優(yōu)先權(quán),對各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的出口擴(kuò)壓器進(jìn)行調(diào)控用于對各入口進(jìn)氣導(dǎo)葉進(jìn)行初步的調(diào)控。接著,可進(jìn)一步根據(jù)該調(diào)控優(yōu)先權(quán),對出口擴(kuò)壓器進(jìn)行調(diào)控,如圖8所示。請參照圖8,其用于顯示本發(fā)明的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法800的流程圖。首先,在步驟802,讀取各該出口擴(kuò)壓器的目前位置值與目前溫度,接著進(jìn)至步驟804。在步驟804,判斷各該出口擴(kuò)壓器的位置值(開度值)是否已達(dá)上限,若是,則負(fù)向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn);若否,則正向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn),接著進(jìn)至步驟806。在步驟806,根據(jù)該所得到的溫度反趨點(diǎn),對各該出口擴(kuò)壓器的位置值進(jìn)行調(diào)控。在本發(fā)明的實(shí)施例中,上述負(fù)向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)用于在出口擴(kuò)壓器的溫度上升的情況下,降低該出口擴(kuò)壓器的開度值。類似地,在該出口擴(kuò)壓器的溫度下降的情況下,增加該出口擴(kuò)壓器的開度值。同樣地,在本發(fā)明的實(shí)施例中,上述正向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)用于在該出口擴(kuò)壓器的溫度上升的情況下,增加該出口擴(kuò)壓器的開度值。類似地,在該出口擴(kuò)壓器的溫度下降的情況下,降低該出口擴(kuò)壓器的開度值。此外,在步驟804所述的正向及負(fù)向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)的詳細(xì)流程如圖9所示。請參照圖9,顯示尋找溫度反趨點(diǎn)的方法900的流程圖。在步驟902中,判斷出口擴(kuò)壓器的位置值(開度值)是否已達(dá)上限,若是,則進(jìn)入步驟904A;若否,則進(jìn)入步驟904B。在步驟904A中,降低該出口擴(kuò)壓器的開度值達(dá)K1度(K1值可視系統(tǒng)需求而定),且判斷該出口擴(kuò)壓器的溫度是否繼續(xù)上升,若是,則進(jìn)入步驟906A ;若否,則進(jìn)入步驟906B。在步驟904B中,增加該出口擴(kuò)壓器的開度值達(dá)&度(K1值可視系統(tǒng)需求而定),且判斷該出口擴(kuò)壓器的溫度是否繼續(xù)上升,若是,則進(jìn)入步驟906C ;若否,則進(jìn)入步驟906D。
在步驟906A中,降低該出口擴(kuò)壓器的開度值達(dá)1(2度(K2值可視系統(tǒng)需求而定),且判斷該出口擴(kuò)壓器的開度值是否已達(dá)下限或者該出口擴(kuò)壓器的溫度是否由升反降,若是,則此時(shí)該出口擴(kuò)壓器的開度值即判斷為溫度反趨點(diǎn);若否,則重復(fù)步驟906A。也就是說,倘若該出口擴(kuò)壓器的開度值未達(dá)下限或該出口擴(kuò)壓器的溫度持續(xù)上升,則持續(xù)降低該出口擴(kuò)壓器的開度值;直到該出口擴(kuò)壓器的開度值已達(dá)下限或該出口擴(kuò)壓器的溫度出現(xiàn)下降,則此時(shí)該出口擴(kuò)壓器的開度值即判斷為溫度反趨點(diǎn)。在步驟906B中,增加該出口擴(kuò)壓器的開度值達(dá)1(2度(K2值可視系統(tǒng)需求而定),且判斷該出口擴(kuò)壓器的開度值是否已達(dá)上限或者該出口擴(kuò)壓器的溫度是否由降反升,若是,則此時(shí)該出口擴(kuò)壓器的開度值即判斷為溫度反趨點(diǎn);若否,則重復(fù)步驟906B。也就是說,倘若該出口擴(kuò)壓器的開度值未達(dá)上限或該出口擴(kuò)壓器的溫度持續(xù)下降,則持續(xù)增加該出口擴(kuò)壓器的開度值;直到該出口擴(kuò)壓器的開度值已達(dá)上限或出口擴(kuò)壓器的溫度出現(xiàn)上升,則此時(shí)該出口擴(kuò)壓器的開度值即判斷為溫度反趨點(diǎn)。在步驟906C中,增加該出口擴(kuò)壓器的開度值達(dá)1(2度(K2值可視系統(tǒng)需求而定),且判斷該出口擴(kuò)壓器的開度值是否已達(dá)上限或者該出口擴(kuò)壓器的溫度是否由升反降,若是,則此時(shí)該出口擴(kuò)壓器的開度值即判斷為溫度反趨點(diǎn);若否,則重復(fù)步驟906C。也就是說,倘若該出口擴(kuò)壓器的開度值未達(dá)上限或該出口擴(kuò)壓器的溫度持續(xù)上升,則續(xù)增加該出口擴(kuò)壓器的開度值;倘若該出口擴(kuò)壓器的開度值已達(dá)上限或該出口擴(kuò)壓器的溫度出現(xiàn)下降,則此時(shí)該出口擴(kuò)壓器的開度值即判斷為溫度反趨點(diǎn)。在步驟906D中,降低該出口擴(kuò)壓器的開度值達(dá)1(2度(K2值可視系統(tǒng)需求而定),且判斷該出口擴(kuò)壓器的開度值是否已達(dá)下限或者該出口擴(kuò)壓器的溫度是否由降反升,若是,則此時(shí)該出口擴(kuò)壓器的開度值即判斷為溫度反趨點(diǎn);若否,則重復(fù)步驟906D。也就是說,倘若該出口擴(kuò)壓器的開度值未達(dá)下限或該出口擴(kuò)壓器的溫度持續(xù)下降,則續(xù)降低該出口擴(kuò)壓器的開度值;直到該出口擴(kuò)壓器的開度值已達(dá)下限或出口擴(kuò)壓器的溫度出現(xiàn)上升,則此時(shí)該出口擴(kuò)壓器的開度值即判斷為溫度反趨點(diǎn)。在得到溫度反趨點(diǎn)之后,本發(fā)明可針對各該出口擴(kuò)壓器的位置值進(jìn)行調(diào)控。此外,在本發(fā)明的其它實(shí)施例中,可在完成步驟906A、906B、906C、或906D之后,可視系統(tǒng)需求對該出口擴(kuò)壓器的位置值(開度值)進(jìn)行加/減O度至10度的微調(diào)。經(jīng)上述說明,應(yīng)了解到,本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù),更能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)載控制上的等比例性,且借由調(diào)控?cái)U(kuò)壓器來抑制突波以確保安全性,同時(shí)提升整機(jī)效率,達(dá)到可廣域操控的目標(biāo),使得本發(fā)明無論在運(yùn)作效率或者節(jié)能效率上都較現(xiàn)有技術(shù)有著顯著的改善與提升。上述實(shí)施形態(tài)僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效,而非用于限制本發(fā)明。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下,對上述實(shí)施形態(tài)進(jìn)行修飾與改變。因此,本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍,應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求
1.一種多容調(diào)離心式壓縮機(jī),其特征在于,包括: 多組容調(diào)機(jī)構(gòu),該容調(diào)機(jī)構(gòu)具有一入口進(jìn)氣導(dǎo)葉與一出口擴(kuò)壓器;以及 控制機(jī)構(gòu),用以調(diào)控該多組容調(diào)機(jī)構(gòu),其中,該控制機(jī)構(gòu)根據(jù)各該入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的壓力及各該出口擴(kuò)壓器的壓力與溫度計(jì)算得到各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的出口擴(kuò)壓器與入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的壓力比值,接著比較各該容調(diào)機(jī)構(gòu)的壓力比值的變化量,以決定各該容調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)控優(yōu)先權(quán),且根據(jù)所決定的優(yōu)先權(quán),對各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的入口進(jìn)氣導(dǎo)葉與出口擴(kuò)壓器進(jìn)行調(diào)控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī),其特征在于,該容調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)控優(yōu)先權(quán)是指各該容調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)控順序及調(diào)控量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī),其特征在于,該控制機(jī)構(gòu)對各該容調(diào)機(jī)構(gòu)的入口進(jìn)氣導(dǎo)葉進(jìn)行調(diào)控是指調(diào)控各該入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的開度值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī),其特征在于,該控制機(jī)構(gòu)對各該容調(diào)機(jī)構(gòu)的出口擴(kuò)壓器進(jìn)行調(diào)控是指該控制機(jī)構(gòu)先讀取各該出口擴(kuò)壓器的目前位置值與目前溫度,再判斷各該出口擴(kuò)壓器的位置值是否已達(dá)上限且尋找溫度反趨點(diǎn),最后,根據(jù)所得到的該溫度反趨點(diǎn),對各該出口擴(kuò)壓器的位置值進(jìn)行調(diào)控。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī),其特征在于,該尋找溫度反趨點(diǎn)包含正向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)以及負(fù)向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī),其特征在于,該負(fù)向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)用于在該出口擴(kuò)壓器的溫度上升的情況下,降低該出口擴(kuò)壓器的開度值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī),其特征在于,該負(fù)向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)用于在該出口擴(kuò)壓器的溫度下降的情況下,增加該出口擴(kuò)壓器的開度值。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的 多容調(diào)離心式壓縮機(jī),其特征在于,該正向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)用于在該出口擴(kuò)壓器的溫度上升的情況下,增加該出口擴(kuò)壓器的開度值。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī),其特征在于,該正向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)用于在該出口擴(kuò)壓器的溫度下降的情況下,降低該出口擴(kuò)壓器的開度值。
10.一種多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法,其特征在于,該多容調(diào)離心式壓縮機(jī)具有至少兩組以上的容調(diào)機(jī)構(gòu),各該容調(diào)機(jī)構(gòu)具有一入口進(jìn)氣導(dǎo)葉與一出口擴(kuò)壓器,該控制方法包括: 1)感測各該入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的壓力及各該出口擴(kuò)壓器的壓力與溫度; 2)計(jì)算各組容調(diào)機(jī)構(gòu)的出口擴(kuò)壓器與入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的壓力比值; 3)比較各該容調(diào)機(jī)構(gòu)的壓力比值的變化量,以決定各該容調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)控優(yōu)先權(quán); 4)根據(jù)所決定的調(diào)控優(yōu)先權(quán),對各該容調(diào)機(jī)構(gòu)的入口進(jìn)氣導(dǎo)葉進(jìn)行調(diào)控;以及 5)根據(jù)所決定的調(diào)控優(yōu)先權(quán),對各該容調(diào)機(jī)構(gòu)的出口擴(kuò)壓器進(jìn)行調(diào)控。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法,其特征在于,步驟I還包括以預(yù)先設(shè)置的溫度傳感器與壓力傳感器持續(xù)對各該入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的壓力及各該出口擴(kuò)壓器的壓力與溫度進(jìn)行感測。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法,其特征在于,步驟3還包括決定各該容調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)控順序及調(diào)控量。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法,其特征在于,步驟4還包括調(diào)控各該入口進(jìn)氣導(dǎo)葉的開度值。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法,其特征在于,步驟5還包括: 5-1)讀取各該出口擴(kuò)壓器的目前位置值與目前溫度; 5-2)判斷各該出口擴(kuò)壓器的位置值是否已達(dá)上限,若是,則負(fù)向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn),若否,則正向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn);以及 5-3)根據(jù)所得到的該溫度反趨點(diǎn),對各該出口擴(kuò)壓器的位置值進(jìn)行調(diào)控。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法,其特征在于,該負(fù)向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)的步驟還包括降低該出口擴(kuò)壓器的開度值達(dá)1度,該K1值為依據(jù)系統(tǒng)需求而定。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法,其特征在于,該負(fù)向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)的步驟還包括: 在該出口擴(kuò)壓器的溫 度上升或持續(xù)上升的情況下,降低或持續(xù)降低該出口擴(kuò)壓器的開度值,若該出口擴(kuò)壓器的開度值未達(dá)下限或該出口擴(kuò)壓器的溫度持續(xù)上升,則持續(xù)降低該出口擴(kuò)壓器的開度值,直到該出口擴(kuò)壓器的開度值已達(dá)下限或該出口擴(kuò)壓器的溫度出現(xiàn)下降,則判斷該出口擴(kuò)壓器的開度值即為溫度反趨點(diǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法,其特征在于,該負(fù)向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)的步驟還包括: 在該出口擴(kuò)壓器的溫度下降的情況下,增加該出口擴(kuò)壓器的開度值或持續(xù)增加該出口擴(kuò)壓器的開度值,若該出口擴(kuò)壓器的開度值未達(dá)上限或該出口擴(kuò)壓器的溫度持續(xù)下降,則持續(xù)增加該出口擴(kuò)壓器的開度值,直到該出口擴(kuò)壓器的開度值已達(dá)上限或出口擴(kuò)壓器的溫度出現(xiàn)上升,則判斷該出口擴(kuò)壓器的開度值即為溫度反趨點(diǎn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法,其特征在于,該負(fù)向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)的步驟還包括增加該出口擴(kuò)壓器的開度值達(dá)1度,該K1值為依據(jù)系統(tǒng)需求而定。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法,其特征在于,該正向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)的步驟還包括: 在該出口擴(kuò)壓器的溫度上升或持續(xù)上升的情況下,增加或持續(xù)增加該出口擴(kuò)壓器的開度值,若該出口擴(kuò)壓器的開度值未達(dá)上限或該出口擴(kuò)壓器的溫度持續(xù)上升,則持續(xù)增加該出口擴(kuò)壓器的開度值,直到該出口擴(kuò)壓器的開度值已達(dá)上限或該出口擴(kuò)壓器的溫度出現(xiàn)下降,則判斷該出口擴(kuò)壓器的開度值即為溫度反趨點(diǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法,其特征在于,該正向?qū)ふ覝囟确蹿咟c(diǎn)的步驟還包括: 在該出口擴(kuò)壓器的溫度下降的情況下,降低該出口擴(kuò)壓器的開度值或持續(xù)降低該出口擴(kuò)壓器的開度值,若該出口擴(kuò)壓器的開度值未達(dá)下限或該出口擴(kuò)壓器的溫度持續(xù)下降,則持續(xù)降低該出口擴(kuò)壓器的開度值,直到該出口擴(kuò)壓器的開度值已達(dá)下限或出口擴(kuò)壓器的溫度出現(xiàn)上升,則判斷該出口擴(kuò)壓器的開度值即為溫度反趨點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種多容調(diào)離心式壓縮機(jī)及其控制方法,該多容調(diào)離心式壓縮機(jī)具有多組容調(diào)機(jī)構(gòu),各組容調(diào)機(jī)構(gòu)都可具有一入口進(jìn)氣導(dǎo)葉與一出口擴(kuò)壓器,使得本發(fā)明的多容調(diào)離心式壓縮機(jī)具有彈性的調(diào)控策略。該多容調(diào)離心式壓縮機(jī)的控制方法,能夠有效調(diào)控各組容調(diào)機(jī)構(gòu),先對各入口進(jìn)氣導(dǎo)葉進(jìn)行初步調(diào)整,接著配合對各出口擴(kuò)壓器的后續(xù)調(diào)整,使各個(gè)容調(diào)機(jī)構(gòu)都可維持在較佳的開度值,提升系統(tǒng)效率、能力、及等比例性,達(dá)到廣域操作的效果。
文檔編號F04D27/00GK103216454SQ201310005569
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者陳俊漢, 吳登淵 申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
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