專利名稱：一種含冰率的測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蓄冰空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，特別是測量外融冰蓄冰槽內(nèi)含冰率的方法。
背景技術(shù)：
由于我國經(jīng)濟的高速增長，用電量也隨之高速增長，尤其是用電量在高峰時段非常集中， 電力供應(yīng)高峰不足而低谷過剩的矛盾越來越突出，供電部門采用分時電價政策以期實現(xiàn)移峰 填谷。空調(diào)用電量約占電網(wǎng)總用電量的30% ，是造成電網(wǎng)負荷峰谷差的一個重要原因。采用 蓄冰空調(diào)系統(tǒng)在夜間將價格低廉的低谷電用以蓄冰儲存冷量，在電價較為昂貴的用電高峰期 少使用或不用主機制冷，只要將儲存的冷量釋放出來達到電力移峰填谷的目的。經(jīng)實踐證明 冷量的儲存非常方便、環(huán)保、經(jīng)濟、安全，蓄冰空調(diào)是也成為空調(diào)行業(yè)發(fā)展的一個重要的發(fā) 展方向。
在冰蓄冷的空調(diào)系統(tǒng)中，蓄冰槽的含冰率(IPF， Ice Packing Factor,是指冰在冰槽中 內(nèi)冰水混合物中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù))標(biāo)志著蓄冰槽單位體積內(nèi)所儲存的冷量多少。對于靜態(tài)制冰 系統(tǒng)，制冰時制冷機的控制以及融冰時蓄冰槽內(nèi)剩余冰量預(yù)測都與含冰率的測試密切相關(guān)。 如果每次融冰時都有一部分冰沒有融化，而系統(tǒng)沒有進行預(yù)測，在這種情況下下一次蓄冰時 主機的運行時間的控制將是一個問題。如果運行時間太短，蓄冰槽中所蓄之冰不能滿足第二 日的供冷需要，如果運行時間太長導(dǎo)致蓄冰量增多，這樣可能導(dǎo)致蓄冰槽受到破壞。所以， 系統(tǒng)的含冰率對蓄冰空調(diào)系統(tǒng)的可靠和穩(wěn)定運行有關(guān)鍵性作用。
現(xiàn)有技術(shù)的IPF測量方法主要有根據(jù)體積膨脹的水位測量法和根據(jù)蓄冰槽內(nèi)水溫與管 內(nèi)載冷劑溫度變化的凝固點測量法。這些貫用的測量方法適用于開式外融冰蓄冰系統(tǒng)，但對 閉環(huán)式外融冰蓄冷系統(tǒng)，由于冰槽的水與空調(diào)系統(tǒng)中的水是連通的，空調(diào)系統(tǒng)難免出現(xiàn)泄漏 現(xiàn)象，而且在因為泄漏現(xiàn)象進行的補水量也是無法預(yù)測的。為了改進閉式外融冰空調(diào)系統(tǒng)的 IPF測量，國家知識產(chǎn)權(quán)周公開的申請?zhí)枮?3275614. 3的專利在一定程度上克服了上述缺點。 它利用測量電極和變送器來測量冰層厚度以計算出含冰率，但是冰層的厚度在整個蓄冰槽中 分布并不均勻，因此此種方法測出的含冰率的誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的是提供一種含冰率的測試方法，利用膨脹 水箱液位測量法和進出蓄冰槽液體溫差測量法相結(jié)合準(zhǔn)確檢測出含冰率。該方案特別適合閉 式外融冰系統(tǒng)，具有通用性好，測量準(zhǔn)確，性能可靠的優(yōu)點。
為了達到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種含冰率的測試方法，主要涉及測量蓄冰槽含冰率，尤其是外融冰蓄冰槽內(nèi)含冰率的 方法，其主要技術(shù)特點是將膨脹水箱液位測量法和進出蓄冰槽液體溫差測量法相結(jié)合，通過 編程控制器的算法控制程序統(tǒng)計蓄冰系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，得出相應(yīng)蓄冰融冰工況的水位變化規(guī) 律，在此規(guī)律的基礎(chǔ)上判斷運行時水位變化是否正常，不正常時利用溫差測量法進行修正， 再通過相應(yīng)算法計算出含冰率。
按照上述方案，前述的蓄冰系統(tǒng)的管路系統(tǒng)的補水采用定額補水的方法，并且在補水管 路上裝有補水監(jiān)測裝置判斷管路是否補水。
按照上述方案，前述的進出蓄冰槽的液體流量是恒定的或在管路上加有流量計的變流量 中的一種。
按照上述方案，前述的基于運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計規(guī)律是通過以下步驟實現(xiàn)的 1 )將該含冰率測試方法的算法程序存入所測量的蓄冰系統(tǒng)的控制單元的存儲器之中。
2) 開啟蓄冰系統(tǒng)的同時開啟算法程序，該程序記錄系統(tǒng)運行的工況，再從系統(tǒng)開啟的每
一個采樣周期T的內(nèi)的膨脹水箱的水位變化AH，和每一個采樣周期內(nèi)T內(nèi)某一個特征時刻， 蓄冰時記錄載冷劑進口溫度和出口溫度之差A(yù)T1，融冰時的冷凍水進口溫度和出口溫度的溫 度之差變化AT2。
3) 再經(jīng)記錄存儲多次系統(tǒng)正常運行的數(shù)據(jù)后，就形成在相應(yīng)工況下系統(tǒng)運行的規(guī)律，包 括AH、 AT1、 AT2的變化規(guī)律。
按照上述方案，前述測試含冰率的方法是通過以下步驟實現(xiàn)
l)蓄冰系統(tǒng)運行時，開啟算法程序，監(jiān)測出在一個采樣周期T內(nèi)的膨脹水箱水位變化A H，比較水位變化AH與統(tǒng)計規(guī)律中的AH的差值，如果AH變化正常，則系統(tǒng)正常。
2) 如果上述某一采樣時刻的AH變化不正常，通過補水管道的監(jiān)測器査看是否有補水 情況出現(xiàn)，如果有補水現(xiàn)象，根據(jù)監(jiān)測信號確定補水次數(shù)，再乘以定額補水量；通過運算判 斷是否是因為補水導(dǎo)致液位AH變化。
3) 如果是因為補水導(dǎo)致液位變化，確定補水量；如果不是，通過進出蓄冰槽空調(diào)冷凍 水的溫差變化計算蓄冰槽的熱量變化情況進行修正，重新確定系統(tǒng)水量的增加或損失。
4) 確定引起AH變化的水量，計入此次運行數(shù)據(jù)庫，進入下一采樣周期。
5) 在整個蓄冰或融冰過程結(jié)束時計算系統(tǒng)的含冰率。
本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)，將現(xiàn)有技術(shù)的含冰率測試方法改進，將膨脹水箱液位測量法和進 出蓄冰槽液體溫差測量法相結(jié)合。因此利用本發(fā)明的含冰率測試技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如 下特點
(1)本發(fā)明將膨脹水箱液位測量法和進出蓄冰槽液體溫差測量法相結(jié)合，以膨脹水箱液位測量法為主，在系統(tǒng)出現(xiàn)補水或者泄露等現(xiàn)象時用蓄冰槽進出液體的溫差測量法 來修正，這保證了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。 (2) 該測量方法可靠程度高。相對于前述專利——阻容式含冰率傳感器，測試系統(tǒng)避免 了冰層厚度不均導(dǎo)致的結(jié)果不準(zhǔn)確。該測量方法是對蓄冰槽整體含冰率的測試，避 免了局部溫度不均勻所帶來的影響。


圖1是本發(fā)明的實施的流程原理圖； 下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的描述。
具體實施例方式
圖l是本發(fā)明實施的流程原理圖，如圖所示，首先將該含冰率測試方法的算法程序存入 所測量的蓄冰系統(tǒng)的控制單元的存儲器之中。在系統(tǒng)開啟蓄冰系統(tǒng)的同時開啟算法程序，該 程序記錄系統(tǒng)運行的工況，再從系統(tǒng)開啟的每一個采樣周期T的內(nèi)的膨脹水箱的水位變化厶 H，和每一個采樣周期內(nèi)T內(nèi)某一個特征時刻，蓄冰時記錄載冷劑進口溫度和出口溫度之差 △Tl，融冰時的冷凍水進口溫度和出口溫度的溫度之差變化厶T2。再經(jīng)記錄存儲多次系統(tǒng)正 常運行的數(shù)據(jù)后，就形成在相應(yīng)工況下系統(tǒng)運行的規(guī)律，包括AH、 AT1、 AT2的變化規(guī)律。 在蓄冰系統(tǒng)運行時，開啟算法程序，監(jiān)測出在一個采樣周期T內(nèi)的膨脹水箱水位變化AH， 比較水位變化AH與統(tǒng)計規(guī)律中的AH的差值，如果AH變化正常，則系統(tǒng)正常。如果上述 某一采樣時刻的AH變化不正常，通過補水管道的監(jiān)測器査看是否有補水情況出現(xiàn)，如果有 補水現(xiàn)象，根據(jù)監(jiān)測信號確定補水次數(shù)，再乘以定額補水量；通過運算判斷是否是因為補水 導(dǎo)致液位AH變化。如果是因為補水導(dǎo)致液位變化，確定補水量；如果不是，通過進出蓄冰 槽液體的溫差變化計算出蓄冰槽的熱量變化，進而重新確定系統(tǒng)水量的增加或損失。確定引 起AH變化的水量，計入此次運行數(shù)據(jù)庫，進入下一采樣周期。在整個蓄冰或融冰過程結(jié)束 時計算系統(tǒng)的含冰率。
該含冰率測量方法是將膨脹水箱液位測量法和進出蓄冰槽液體溫差測量法相結(jié)合，通過 編程控制器的算法控制程序統(tǒng)計蓄冰系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，得出相應(yīng)蓄冰融冰工況的水位變化規(guī) 律，在此規(guī)律的基礎(chǔ)上判斷運行時水位變化是否正常，不正常時利用溫差測量法進行修正， 再通過相應(yīng)算法計算出含冰率。蓄冰系統(tǒng)的管路系統(tǒng)的補水采用定額補水的方法，并且在補 水管路上裝有補水監(jiān)測裝置判斷管路是否補水。進出蓄冰槽的液體流量是恒定的或在管路上 加有流量計的變流量中的一種。
基于運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計規(guī)律是通過以下步驟實現(xiàn)的
1)將該含冰率測試方法的算法程序存入所測量的蓄冰系統(tǒng)的控制單元的存儲器之中。2) 開啟蓄冰系統(tǒng)的同時開啟算法程序，該程序記錄系統(tǒng)運行的工況，再從系統(tǒng)開啟的每 一個采樣周期T的內(nèi)的膨脹水箱的水位變化AH，和每一個采樣周期內(nèi)T內(nèi)某一個特征時刻， 蓄冰時記錄載冷劑進口溫度和出口溫度之差A(yù)T1，融冰時的冷凍水進口溫度和出口溫度的溫 度之差變化AT2。
3) 再經(jīng)記錄存儲多次系統(tǒng)正常運行的數(shù)據(jù)后，就形成在相應(yīng)工況下系統(tǒng)運行的規(guī)律，包 括AH、 AT1、 AT2的變化規(guī)律。
測試含冰率的方法是通過以下步驟實現(xiàn)
l)蓄冰系統(tǒng)運行時，開啟算法程序，監(jiān)測出在一個采樣周期T內(nèi)的膨脹水箱水位變化A H，比較水位變化厶H與統(tǒng)計規(guī)律中的AH的差值，如果AH變化正常，則系統(tǒng)正常。
2) 如果上述某一采樣時刻的AH變化不正常，通過補水管道的監(jiān)測器查看是否有補水 情況出現(xiàn)，如果有補水現(xiàn)象，根據(jù)監(jiān)測信號確定補水次數(shù)，再乘以定額補水量；通過運算判 斷是否是因為補水導(dǎo)致液位AH變化。
3) 如果是因為補水導(dǎo)致液位變化，確定補水量；如果不是，通過進出蓄冰槽液體的溫 差變化計算蓄冰槽的熱量變化情況進行修正，重新確定系統(tǒng)水量的增加或損失。
4) 確定引起AH變化的水量，計入此次運行數(shù)據(jù)庫，進入下一采樣周期。
5) 在整個蓄冰或融冰過程結(jié)束時計算系統(tǒng)的含冰率。 本發(fā)明還有其他一些形式的改進。如果本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員受此發(fā)明的啟發(fā)做出的顯
而易見的非實質(zhì)性的改進或改變，也在本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種含冰率的測試方法，主要涉及測量蓄冰槽含冰率，尤其是外融冰蓄冰槽內(nèi)含冰率的方法，其特征在于將膨脹水箱液位測量法和進出蓄冰槽液體溫差測量法相結(jié)合，通過編程控制器的算法控制程序統(tǒng)計蓄冰系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，得出相應(yīng)蓄冰融冰工況的水位變化規(guī)律，在此規(guī)律的基礎(chǔ)上判斷運行時水位變化是否正常，不正常時利用溫差測量法進行修正，再通過相應(yīng)算法計算出含冰率。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含冰率的測試方法，其特征在于前述的蓄冰系統(tǒng)的管路系 統(tǒng)的補水采用定量補水的方法，并且在補水管路上裝有補水監(jiān)測裝置判斷管路是否補水。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含冰率的測試方法，其特征在于前述的進出蓄冰槽的液體 流量是恒定的或在管路上加有流量計的變流量中的一種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含冰率的測試方法，其特征在于前述的基于運行數(shù)據(jù)的統(tǒng) 計規(guī)律是通過以下步驟實現(xiàn)的-1) 將該含冰率測試方法的算法程序存入所測量的蓄冰系統(tǒng)的控制單元的存儲器之中。2) 開啟蓄冰系統(tǒng)的同時開啟算法程序，該程序記錄系統(tǒng)運行的工況，再從系統(tǒng)開啟的每 一個采樣周期T的內(nèi)的膨脹水箱的水位變化AH，和每一個采樣周期內(nèi)T內(nèi)某一個特征時 亥ij，蓄冰時記錄載冷劑進口溫度和出口溫度之差A(yù)T1，融冰時的冷凍水進口溫度和出口溫 度的溫度之差變化厶T2。3) 再經(jīng)記錄存儲多次系統(tǒng)正常運行的數(shù)據(jù)后，就形成在相應(yīng)工況下系統(tǒng)運行的規(guī)律，包 括AH、 AT1、 ZVT2的變化規(guī)律。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含冰率的測試方法，其特征在于前述測試含冰率的方法是 通過以下步驟實現(xiàn)1)蓄冰系統(tǒng)運行時，開啟算法程序，監(jiān)測出在一個采樣周期T內(nèi)的膨脹水箱水位變化 △H，比較水位變化AH與統(tǒng)計規(guī)律中的AH的差值，如果AH變化正常，則系統(tǒng)正常。2) 如果上述某一采樣時刻的AH變化不正常，通過補水管道的監(jiān)測器查看是否有補水情 況出現(xiàn)，如果有補水現(xiàn)象，根據(jù)監(jiān)測信號確定補水次數(shù)，再乘以定額補水量；通過運算 判斷是否是因為補水導(dǎo)致液位AH變化。3) 如果是因為補水導(dǎo)致液位變化，確定補水量；如果不是，通過進出蓄冰槽液體的溫差 變化計算蓄冰槽的熱量變化情況進行修正，重新確定系統(tǒng)水量的增加或損失。4) 確定引起AH變化的水量，計入此次運行數(shù)據(jù)庫，進入下一采樣周期。5) 在整個蓄冰或融冰過程結(jié)束時計算系統(tǒng)的含冰率。
全文摘要
一種含冰率的測試方法，主要涉及測量蓄冰槽含冰率，尤其是外融冰蓄冰槽內(nèi)含冰率的方法，其主要的技術(shù)特點是將膨脹水箱液位測量法和進出蓄冰槽液體溫差測量法相結(jié)合，通過編程控制器的算法控制程序統(tǒng)計蓄冰系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，得出相應(yīng)蓄冰融冰工況的水位變化規(guī)律，在此規(guī)律的基礎(chǔ)上判斷運行時水位變化是否正常，不正常時利用溫差測量法進行修正，再通過相應(yīng)算法計算出含冰率。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通用性好，工作性能穩(wěn)定可靠，有助于推動外融冰空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。
文檔編號F24F5/00GK101556268SQ20091005071
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者張小力 申請人:上海本家空調(diào)系統(tǒng)有限公司