CN109269217A - 一种高低温多库变频冷藏系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高低温多库变频冷藏系统的控制方法，包含步骤：S1、一台压缩机控制n个冷库，n个冷库的设定库温为T_设1，T_设2，T_设3，……，T_设n，实时库温为T_实1，T_实2，T_实3，……，T_实n；S2、当实时库温T_实n＜T_设n时，压缩机按照最低频运行，当实时库温T_实n＞T_设n+W℃时，压缩机按照最高频运行，当实时库温T_设n≤T_实n≤T_设n+W℃时，压缩机按照调频运行，其中W℃为进入调频冷库温度差值，且压缩机的运行频率对照K₀的数值通过查表求得。本发明实现舰船冷藏装置的能量调节，特别适合舰船系统上使用。

Description

一种高低温多库变频冷藏系统的控制方法

技术领域

本发明涉及一种工具，更确切地说，是一种高低温多库变频冷藏的控制方法。

背景技术

随着现代制冷技术的迅速发展，世界各国在对船舶冷藏制冷系统工作特性进行综合分析的基础上，制冷系统的设计不断迭新，与之相应的制冷控制方法亦不断进步，其中，针对机组所采取的能量调节方法已成为制冷系统控制研究的主要内容之一。采用变频调速对制冷设备进行能量调节，是国际上80年代出现的新技术，而如今该项技术在工业化国家已经开始了规模化的应用，变频技术以其优异的调速和启制动性能，以及高效率和显著的节能效果而被国内外公认为是最理想的最有发展前途的调速方法。在我国，自本世纪始，变频技术在船舶冷藏系统领域的研究也逐渐受到一些研究人员和学者的关注和实施，然而由于受到各种条件的限制，进展较慢。而传统的船舶冷藏系统的弊端尽管不断凸显，但能够落实改进的也仅仅局限于冷库结构、制冷工艺、机械设备等方面。

当前，随着国外许多先进可靠的变频调速系统和设备不断进入中国市场，带动国内企业投入生产多种变频器系列产品，而变频技术也在冷藏领域得到越来越大的重视和应用。譬如，欧洲某跨国工业制造企业，截止2003年就已经在我国上海、广州、武汉、大连和天津等地大超市的食品冷藏系统安装了该公司的各类系列变频控制器及电子膨胀阀等配套组件。

目前，新的控制技术和控制方法正在不断地运用于制冷控制系统，实现舰船冷藏装置的能量调节，提高冷藏装置的智能控制，从冷藏系统出发，逐步应用机械、电子和计算机等有关技术，实现系统的优化是舰船冷藏系统发展的必然趋势。

变频压缩机分两种：直流变频压缩机和交流变频压缩机。这两种压缩机均可以应用在变频制冷系统中，根据设定的控制方式对制冷系统进行变频调节控制。

通常采用的控制方式均是根据压缩机的工作状态进行调节，比如检测压缩机的吸气(温度、压力)，压缩机的排气(温度、压力)然后进行频率调节，这就要求对制冷系统的全工况数据进行大量的系统数据采集计算，归纳，然后从中找出规律制定出压缩机进行变频规则。

而通过这样的方法制定变频的方法，其缺点就是不具备推广性，不同的系统配置必须进行重复的摸底，另外，压缩机的实际工作状态受很多因素的影响，如环境温度、冷却水进水温度、供电电压、冷库的漏冷量等。且众多影响因素之间的变化关系较为复杂并非都是按一定的线性直线关系变化的，这就对变频控制带来了很复杂的难度。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种高低温多库变频冷藏的控制方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明公开了一种高低温多库变频冷藏系统的控制方法，包含步骤：

S1、一台压缩机控制n个冷库，n个冷库的设定库温为T_设1，T_设2，T_设3，……，T_设n，实时库温为T_实1，T_实2，T_实3，……，T_实n；

S2、当实时库温T_实n＜T_设n时，压缩机按照最低频运行，

当实时库温T_实n＞T_设n+W℃时，压缩机按照最高频运行，

当实时库温T_设n≤T_实n≤T_设n+W℃时，压缩机按照调频运行，其中W℃为进入调频冷库温度差值，且压缩机的运行频率对照K₀的数值通过查表求得，

且K₀＝(K₁+K₂+K₃+……+K_n)/(n×W/10)，其中，K₁＝T_实1﹣T_设1，K₂＝T_实2﹣T_设2，K₃＝T_实3﹣T_设3，……，K_n＝T_实n﹣T_设n。

本发明的高低温多库变频冷藏的控制方法具有以下优点：本发明实现舰船冷藏装置的能量调节，提高了冷藏装置的智能控制，特别适合舰船冷藏系统上使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的高低温多库变频冷藏系统的连接结构示意图；

图2为本发明的硬件框架示意图；

图3为本发明的高低温多库变频冷藏系统的控制逻辑流程图；

图4为本发明的高低温多库变频冷藏系统的电子膨胀阀的控制逻辑示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，该高低温多库变频冷藏系统包含压缩机1、油分离器2、冷凝器3、贮液器4、过滤器5、多个独立的冷库6、变频控制器7和气液分离器8。在冷库6内分别设有冷风机61、电子膨胀阀62和库温传感器63。

如图2所示，该高低温多库变频冷藏系统通过PLC(可编程逻辑控制器)来控制步进电机驱动器和对应的冷库供液电子膨胀阀62，该PLC控制变频控制器7和压缩机1的运行。另外，该PLC的外围还设有触摸屏和开关电源。

如图3所示，为该高低温多库变频冷藏系统的控制方法的逻辑框图，其中，该高低温多库变频冷藏系统包含n个独立的冷库，多库设定库温为T_设1，T_设2，T_设3，……，T_设n；实时库温为T_实1，T_实2，T_实3，……，T_实n，其中，一台压缩机控制多库，这些库可以是高温库或低温库或高温低温库的组成，每个库有一个控制阀板，阀板上有电子膨胀阀和其它需要的阀件，各个库温分别由各库配置的电子膨胀阀控制调节。

下面介绍该高低温多库变频冷藏系统的变频控制模式。

模式1：当实时库温T_实n＜T_设n时，压缩机按最低频运行；

模式2：当实时库温T_实n＞T_设n+W℃时，压缩机按最高频运行；

模式3：当实时库温T_设n≤T_实n≤T_设n+W℃时，压缩机进行调频运行，其中W℃为进入调频冷库温度差值，一般推荐值为2～4；

K₁＝T_实1﹣T_设1，K₂＝T_实2﹣T_设2，K₃＝T_实3﹣T_设3，……，K_n＝T_实n﹣T_设n，

K₀＝(K₁+K₂+K₃+……+K_n)/(n×W/10)

根据K₀值查表求得压缩机运行频率，如下表1所示，表中的H为频率调节差，一般推荐值为3～5。

表1-K0值与压缩机实时运行频率P_运对应关系表

下面进一步对该高低温多库变频冷藏系统的控制方法进行实施例说明。

实施方式1

例如：应某海洋极地考察船的需求，设计一种可以变库温的冷藏库，

技术要求：双库设计，高温库、低温库各一，高温库库温为0℃～4℃，任意设定。低温库库温为0℃～-20℃，任意设定。

以下就两个极端工况进行说明：

1、设定条件：高温库4℃，低温库-20℃，环境温度25℃，当温度进入2℃温差时开始进入调节，此工况为常规设定状态。

2、接通电源开机，将机组处于待机状态，PLC工作，设定冷库温度，高温库4℃，低温库-20℃，温差在2℃范围时进行变频调节，最高频率设定P_max＝60Hz，最低频率设定P_mix＝30Hz，T_设1＝4℃，T_设2＝-20℃，进入调频冷库温度差值W＝2℃，频率调节差H＝3Hz,此时n＝2。

3、常温下开机初始状态：

3a、电子膨胀阀按软件逻辑框图PID控制方式进行，膨胀阀为初始开启度；

3b、压缩机控制，

K0＝(K1+K2+K3+……+Kn)/(n×W/10)

＝[(T_实1-T_设1)+(T_实2-T_设2)]/(n×W/10)

＝[(25-4)+(25-(-20))]/(2×2/10)＝165,其中T_实1＝T_实2＝25℃，

由于K0>10，此时压缩机低频启动后查表按最高频率P_max＝60Hz运行；

3c、当温度差进入2℃范围时，高温库6℃，低温库-18℃时，

K0＝(K1+K2+K3+……+Kn)/(n×W/10)

＝[(T_实1-T_设1)+(T_实2-T_设2)]/(n×W/10)

＝[(6-4)+(-18-(-20))]/(2×2/10)＝10,

由于K₀＝10，此时压缩机调整频率查表按频率P_运＝P_max-1H＝60-1×3＝57Hz运行，此时取H＝3；

3d、当高温库4℃，低温库-20℃时，

K₀＝(K₁+K₂+K₃+……+K_n))/(n×W/10)

＝[(T_实1-T_设1)+(T_实2-T_设2)]/(n×W/10)

＝[(4-4)+(-20-(-20))]/(2×2/10)＝0,K₀＝0，此时压缩机调整频率查表最低评率P_mix＝30Hz运行；

3e、当高温库＜4℃，低温库＜-20℃时，K₀＜0此时压缩机按最低频率P_mix＝30Hz运行。

实施方式2

1、设定条件：高温库为最低0℃设定，低温库为最低-20℃设定。

2、接通电源开机，将机组处于待机状态，PLC工作，设定冷库温度，高温库0℃，低温库-20℃，温差在2℃范围时进行变频调节，最高频率设定P_max＝60Hz，最低频率设定P_mix＝30Hz，T_设1＝0℃，T_设2＝-20℃，进入调频冷库温度差值W＝2℃，频率调节差H＝3Hz。此时n＝2。

3、常温下开机初始状态：

3a、电子膨胀阀按软件逻辑框图PID控制方式进行，膨胀阀为初始开启度；3b、压缩机控制，

K₀＝(K₁+K₂+K₃+……+K_n)/(n×W/10)

＝[(T_实1-T_设1)+(T_实2-T_设2)]/(n×W/10)

＝[(25-0)+(25-(-20))]/(2×2/10)＝175,其中T_实1＝T_实2＝25℃，

由于K₀>10，此时压缩机低频启动后查表按最高频率P_max＝60Hz运行；

3c、当温度差进入2℃范围时，高温库2℃，低温库-18℃时，

K₀＝(K₁+K₂+K₃+……+K_n)/(n×W/10)

＝[(T_实1-T_设1)+(T_实2-T_设2)]/(n×W/10)

＝[(2-0)+(-18-(-20))]/(2×2/10)＝10,

由于K₀＝10，此时压缩机调整频率查表按频率P_运＝P_max-1H＝60-3＝57Hz运行，

此时取H＝3Hz；

3d、当高温库0℃，低温库-20℃时，

K₀＝(K₁+K₂+K₃+……+K_n)/(n×W/10)

＝[(T_实1-T_设1)+(T_实2-T_设2)]/(n×W/10)

＝[(0-0)+(-20-(-20))]/(2×2/10)＝0,

由于K₀＝0，此时压缩机调整频率查表按频率P_mix＝30Hz运行；

3e、当高温库＜0℃，低温库＜-20℃时，K₀＜0此时压缩机按最低频率P_mix＝30Hz运行。

实施例3

假设当前的技术要求：双库设计，高温库、低温库各一，高温库库温为0℃～4℃，任意设定，低温库库温为0℃～-20℃，任意设定。

1、设定条件：高温库为最高4℃设定：低温库为最高0℃设定。

2、接通电源开机，将机组处于待机状态，PLC工作，设定冷库温度，高温库4℃，低温库0℃，温差在2℃范围时进行变频调节，最高频率设定P_max＝60Hz，最高频率设定P_mix＝30Hz，T_设1＝0℃，T_设2＝-20℃，进入调频冷库温度差值W＝2℃，频率调节差H＝3Hz。

3、常温下开机初始状态：

3a、电子膨胀阀按软件逻辑框图PID控制方式进行，膨胀阀为初始开启度；

3b、压缩机控制，

K₀＝(K₁+K₂+K₃+……+K_n)/(n×W/10)

＝[(T_实1-T_设1)+(T_实2-T_设2)]/(n×W/10)

＝[(25-4)+(25-0)]/(2×2/10)＝115,

由于K₀>10，此时压缩机低频启动后查表按最高频率60Hz运行；

3c、当温度差进入2℃范围时，高温库6℃，低温库2℃时，

K₀＝(K₁+K₂+K₃+……+K_n)/(n×W/10)

＝[(T_实1-T_设1)+(T_实2-T_设2)]/(n×W/10)

＝[(6-4)+(2-0)]/(2×2)/10)＝10,

由于K₀＝10，此时压缩机调整频率查表按频率P_运＝P_max-1H＝60-3＝57Hz运行，此时取H＝3Hz；

3d、当高温库4℃，低温库0℃时，

K₀＝(K₁+K₂+K₃+……+K_n)/(n×W/10)

＝[(T_实1-T_设1)+(T_实2-T_设2)]/(n×W/10)

＝[(4-4)+(0-0)]/(2×2/10)＝0,K₀＝0，此时压缩机调整频率查表按频率30Hz运行；

3e、当高温库＜4℃，低温库＜0℃时，K₀＜0此时压缩机按最低频率P_mix＝30Hz运行。

本发明实现舰船冷藏装置的能量调节，提高了冷藏装置的智能控制，特别适合舰船冷藏系统上使用。

不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种高低温多库变频冷藏系统的控制方法，包含步骤：

S1、一台压缩机控制n个冷库，n个冷库的设定库温为T_设1，T_设2，T_设3，……，T_设n，实时库温为T_实1，T_实2，T_实3，……，T_实n；

S2、当实时库温T_实n＜T_设n时，压缩机按照最低频运行，

当实时库温T_实n＞T_设n+W℃时，压缩机按照最高频运行，

当实时库温T_设n≤T_实n≤T_设n+W℃时，压缩机按照调频运行，其中W℃为进入调频冷库温度差值，且压缩机的运行频率对照K₀的数值通过查表求得，

且K₀＝(K₁+K₂+K₃+……+K_n)/(n×W/10)，其中，K₁＝T_实1﹣T_设1，K₂＝T_实2﹣T_设2，K₃＝T_实3﹣T_设3，……，K_n＝T_实n﹣T_设n。