專利名稱：一種溴化鋰吸收式第二類熱泵機(jī)組裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及中央空調(diào)設(shè)備控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種溴化鋰吸收式第二類熱泵 機(jī)組。
背景技術(shù)：
溴化鋰吸收式第二類熱泵機(jī)組主要由再生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、熱交換器、 冷劑循環(huán)泵、冷劑送液泵、溶液泵組成。該機(jī)組的工作原理如下蒸發(fā)器、再生器引入高溫 驅(qū)動熱源，通過吸收器制取更高溫度的熱水。蒸發(fā)器內(nèi)冷劑水滴淋在蒸發(fā)器傳熱管上，與吸 收驅(qū)動熱源的熱量，在較高壓力下蒸發(fā)，產(chǎn)生的冷劑蒸汽在吸收器內(nèi)被濃溶液吸收，溶液變 稀，由于溶液的飽和溫度遠(yuǎn)高于蒸發(fā)溫度，吸收熱量可以加熱更高溫度的熱水。稀溶液通過 重力流經(jīng)熱交換器與濃溶液換熱，溫度降低后進(jìn)入再生器。在壓力較低的再生器中被驅(qū)動 熱源加熱再生后變成濃溶液，由溶液泵送入熱交換器與稀溶液換熱，溫度升高后進(jìn)入壓力 較高的吸收器。再生器出來的冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器被冷卻水冷卻，以便維持再生器低壓。如 此往復(fù)循環(huán)。現(xiàn)有的溴化鋰吸收式第二類熱泵機(jī)組，根據(jù)再生器、蒸發(fā)器和冷凝器的液位信號， 控制溶液泵、冷劑循環(huán)泵和冷劑送液泵的起停，調(diào)整溶液和冷劑循環(huán)量，液位高于液位控制 狀態(tài)時，溶液泵、冷劑循環(huán)泵和冷劑送液泵停止，但是，此種液位調(diào)節(jié)方法在部分負(fù)荷時，再 生器和蒸發(fā)器液位波動幅度較大，將導(dǎo)致溶液泵、冷劑循環(huán)泵和冷劑送液泵頻繁起停，進(jìn)而 導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定以及負(fù)荷控制精度下降。現(xiàn)有的溴化鋰吸收式第二類熱泵機(jī)組，正常稀釋運(yùn)轉(zhuǎn)停機(jī)后，溶液濃度大約在 55%左右，并且蒸發(fā)器中留存大量冷劑水。冬季低溫環(huán)境下長時間停機(jī)，可能引起溶液結(jié) 晶、冷劑凍結(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種溴化鋰吸收式第二類熱泵機(jī)組裝置及其控制方法，解決 機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)過程中再生器、蒸發(fā)器和冷凝器液位波動幅度大、溶液結(jié)晶和冷劑凍結(jié)問題，實(shí)現(xiàn) 機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)過程中再生器和蒸發(fā)器液位的平穩(wěn)控制和逆放熱控制，防止溶液結(jié)晶和冷劑凍結(jié)。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是一種溴化鋰吸收式第二類熱泵機(jī)組 的液位綜合控制方法，其特征在于首先通過液位電極采集液位控制狀態(tài)；計算液位狀態(tài) 當(dāng)前值；根據(jù)液位狀態(tài)當(dāng)前值所屬范圍計算出計算控制輸出值和控制泵的運(yùn)轉(zhuǎn)、停止；根 據(jù)計算控制輸出值，通過變頻器、循環(huán)旁通管和旁通調(diào)節(jié)閥調(diào)整液體循環(huán)量，調(diào)整液位。所述的一種溴化鋰吸收式第二類熱泵機(jī)組的液位綜合控制方法，其特征在于液 位狀態(tài)當(dāng)前值是根據(jù)液位狀態(tài)前一周期值、預(yù)測時間、液位控制狀態(tài)和預(yù)測修正系數(shù)計算 得出。所述的一種溴化鋰吸收式第二類熱泵機(jī)組的液位綜合控制方法，其特征在于計算控制輸出值是根據(jù)計算控制輸出值的初始值、計算控制輸出值的最低值和液位狀態(tài)當(dāng)前 值計算得出。所述的液位綜合控制方法所用的一種溴化鋰吸收式第二類熱泵機(jī)組裝置，包括再 生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、熱交換器、溶液泵、冷劑循環(huán)泵、冷劑送液泵、液位電極、稀溶 液溢流配管及各連接部件的管路，其特征在于安裝有溶液泵變頻器、冷劑循環(huán)泵變頻器和 冷劑送液泵變頻器；設(shè)有再生器溶液旁通管，再生器溶液旁通管上設(shè)有再生器溶液旁通調(diào) 節(jié)閥；設(shè)有冷凝器冷劑旁通管，冷凝器冷劑旁通管上設(shè)有冷凝器冷劑旁通調(diào)節(jié)閥；設(shè)有蒸 發(fā)器冷劑旁通管，蒸發(fā)器冷劑旁通管上設(shè)有蒸發(fā)器冷劑旁通調(diào)節(jié)閥。 所述的一種溴化鋰吸收式第一類熱泵機(jī)組裝置，其特征在于在蒸發(fā)器和吸收器 之間設(shè)置用于快速稀釋溶液的冷劑排放管，冷劑排放管上設(shè)有冷劑排放電磁閥。本發(fā)明的液位綜合控制方法，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)過程中再生器和蒸發(fā)器液位的平穩(wěn) 控制，以及機(jī)組負(fù)荷輸出的穩(wěn)定控制；逆放熱控制和報警使機(jī)組運(yùn)實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)；對溶液 進(jìn)行稀釋，防止溶液結(jié)晶和冷劑凍結(jié)，使機(jī)組適應(yīng)低溫環(huán)境下長時間停機(jī)。


圖1是液位綜合控制方法流程圖；圖2是溴化鋰吸收式第二類熱泵機(jī)組再生器、蒸發(fā)器液位電極示意圖；圖3是溴化鋰吸收式第二類熱泵機(jī)組裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖3所示的一種溴化鋰吸收式第二類熱泵機(jī)組裝置，包括再生器3、冷凝器4、 蒸發(fā)器1、吸收器2、熱交換器5、溶液泵11、冷劑泵10、再生器液位電極7，蒸發(fā)器液位電極 6、冷凝器液位電極8、稀溶液溢流配管13及各連接部件的管路，在溶液泵10、冷劑循環(huán)泵9 和冷劑送液泵11處分別安裝溶液泵變頻器17、冷劑循環(huán)泵變頻器16和冷劑送液泵變頻器 18，安裝再生器溶液旁通管19和再生器溶液旁通管21，再生器溶液旁通管19和再生器溶液 旁通管21上設(shè)有再生器溶液旁通調(diào)節(jié)閥20 ；安裝冷凝器冷劑旁通管22和冷凝器冷劑旁通 管24，冷凝器冷劑旁通管22和冷凝器冷劑旁通管24上設(shè)有冷凝器冷劑旁通調(diào)節(jié)閥23 ；安 裝蒸發(fā)器冷劑旁通管25和蒸發(fā)器冷劑旁通管27，蒸發(fā)器冷劑旁通管25和蒸發(fā)器冷劑旁通 管27上設(shè)有蒸發(fā)器冷劑旁通調(diào)節(jié)閥26。在蒸發(fā)器1和吸收器2之間設(shè)置用于快速稀釋溶 液的冷劑排放管14和冷劑排放管15，冷劑排放管14和冷劑排放管15上設(shè)有冷劑排放電磁 閥13。通過再生器液位電極6、蒸發(fā)器液位電極6和冷凝器液位電極8采集再生器3、蒸 發(fā)器1和冷凝器4液位狀態(tài)，如圖2所示1為設(shè)計液位，2為控制電極，3為狀態(tài)電極，4為 接地電極。其中控制電極2安裝在設(shè)計液位1處，根據(jù)溶液液位、冷劑液位與控制電極的接 觸時間和次數(shù)，采用液位綜合控制算法算出溶液循環(huán)量的計算控制輸出值，通過溶液泵變 頻器17、溶液循環(huán)旁通管19、溶液循環(huán)旁通管21和溶液旁通調(diào)節(jié)閥20調(diào)整溶液循環(huán)量， 通過冷劑循環(huán)泵變頻器16、蒸發(fā)器冷劑循環(huán)旁通管25、蒸發(fā)器冷劑循環(huán)旁通管27及蒸發(fā)器 冷劑旁通調(diào)節(jié)閥26調(diào)整蒸發(fā)器冷劑循環(huán)量，通過冷劑送液泵變頻器18、冷凝器冷劑旁通管 22、冷凝器冷劑旁通管24和冷凝器冷劑旁通調(diào)節(jié)閥23調(diào)整冷劑循環(huán)量，從而連續(xù)調(diào)整溶液液位和冷劑液位，減少溶液泵、冷劑循環(huán)泵和冷劑送液泵起停。液位綜合控制方法流程如圖 1所示圖中，Mv為計算控制輸出值，Hz為Mv的初始值(根據(jù)試驗(yàn)情況確定)，a6為Mv最 低值(根據(jù)試驗(yàn)情況確定)，ml為液位狀態(tài)當(dāng)前值(布爾量)，E1為液位控制狀態(tài)(布爾 量)，mlold為液位狀態(tài)前一周期值(布爾量)，N為預(yù)測時間(根據(jù)試驗(yàn)情況確定)，K為 預(yù)測修正系數(shù)(根據(jù)試驗(yàn)情況確定)。該流程始于步驟101。在步驟102，判斷是否開始第一次計算。在步驟102中如果判斷為否，則執(zhí)行步驟103，確定液位狀態(tài)前一周期值mlold等 于ml。在步驟102中如果判斷為是，則執(zhí)行步驟104，確定液位狀態(tài)前一周期值mlold等于0。在步驟105中，根據(jù)ml = (ml oldX (N_l)+E1 XK)/N關(guān)系式計算液位狀態(tài)當(dāng)前值 ml。在步驟106中，判斷液位狀態(tài)當(dāng)前值ml是否小于0. 1。在步驟106中如果判斷為是，則執(zhí)行步驟109，液位狀態(tài)當(dāng)前值ml等于0. 1，然后 執(zhí)行步驟110。在步驟106中如果判斷為否，則執(zhí)行步驟107，判斷液位狀態(tài)當(dāng)前值ml是否大于 1。在步驟107中，判斷液位狀態(tài)當(dāng)前值ml是否大于1。在步驟107中如果判斷為是，則執(zhí)行步驟108，液位狀態(tài)當(dāng)前值ml等于1，然后執(zhí) 行步驟110。在步驟107中如果判斷為否，則執(zhí)行步驟110。在步驟110中，判斷液位狀態(tài)當(dāng)前值ml是否小于等于0. 6。在步驟110中如果判斷為是，則執(zhí)行步驟111，根據(jù)Mv = Hz-(Hz-a6X12) X (ml-0. 4)/0. 2關(guān)系式計算出此范圍內(nèi)的計算控制輸出值，然后執(zhí)行步驟 115。在步驟110中如果判斷否，則執(zhí)行步驟112。在步驟112中，判斷液位狀態(tài)當(dāng)前值ml是否小于等于0. 8。在步驟112中，如果判斷為是，則根據(jù)Mv = a6X12關(guān)系式計算出計算控制輸出 量，然后執(zhí)行步驟115。在步驟112中，如果判斷為否，則執(zhí)行步驟114。在步驟114中，溶液泵或冷劑泵停止。在步驟115中，溶液泵或冷劑泵運(yùn)轉(zhuǎn)。流程結(jié)束于步驟116。對于低溫環(huán)境下長時間停機(jī)問題，如圖3，在蒸發(fā)器1與吸收器2之間設(shè)置冷劑排 放管14、冷劑排放管15及冷劑排放電磁閥12，當(dāng)機(jī)組稀釋運(yùn)轉(zhuǎn)時，打開冷劑排放電磁閥12， 將蒸發(fā)器1內(nèi)的冷劑水排放到吸收器2，并通過重力作用由稀溶液溢流配管13溢流到再生 器3，使冷劑水與溶液充分混合，從而加快稀釋運(yùn)轉(zhuǎn)速度，縮短稀釋運(yùn)轉(zhuǎn)時間；同時，冷劑水 與溶液混合后濃度大約在48%左右，結(jié)晶溫度及結(jié)冰溫度大幅度降低，在低溫環(huán)境下有效防止冷劑水凍結(jié)及溶液結(jié)晶
權(quán)利要求
一種溴化鋰吸收式第二類熱泵機(jī)組的液位綜合控制方法，其特征在于首先通過液位電極采集液位控制狀態(tài)；計算液位狀態(tài)當(dāng)前值；根據(jù)液位狀態(tài)當(dāng)前值所屬范圍計算出計算控制輸出值和控制泵的運(yùn)轉(zhuǎn)、停止；根據(jù)計算控制輸出值，通過變頻器、循環(huán)旁通管和旁通調(diào)節(jié)閥調(diào)整液體循環(huán)量，調(diào)整液位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溴化鋰吸收式第二類熱泵機(jī)組的液位綜合控制方法，其 特征在于液位狀態(tài)當(dāng)前值是根據(jù)液位狀態(tài)前一周期值、預(yù)測時間、液位控制狀態(tài)和預(yù)測修 正系數(shù)計算得出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溴化鋰吸收式第二類熱泵機(jī)組的液位綜合控制方法，其 特征在于計算控制輸出值是根據(jù)計算控制輸出值的初始值、計算控制輸出值的最低值和 液位狀態(tài)當(dāng)前值計算得出。
4 權(quán)利要求1的液位綜合控制方法所用的一種溴化鋰吸收式第二類熱泵機(jī)組裝置，包 括再生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、熱交換器、溶液泵、冷劑循環(huán)泵、冷劑送液泵、液位電極、 稀溶液溢流配管及各連接部件的管路，其特征在于安裝有溶液泵變頻器、冷劑循環(huán)泵變頻 器和冷劑送液泵變頻器；設(shè)有再生器溶液旁通管，再生器溶液旁通管上設(shè)有再生器溶液旁 通調(diào)節(jié)閥；設(shè)有冷凝器冷劑旁通管，冷凝器冷劑旁通管上設(shè)有冷凝器冷劑旁通調(diào)節(jié)閥；設(shè) 有蒸發(fā)器冷劑旁通管，蒸發(fā)器冷劑旁通管上設(shè)有蒸發(fā)器冷劑旁通調(diào)節(jié)閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種溴化鋰吸收式第一類熱泵機(jī)組裝置，其特征在于在蒸 發(fā)器和吸收器之間設(shè)置用于快速稀釋溶液的冷劑排放管，冷劑排放管上設(shè)有冷劑排放電磁 閥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溴化鋰吸收式第二類熱泵機(jī)組裝置及其控制方法，包括通過液位綜合控制方法調(diào)節(jié)溶液和冷劑循環(huán)量，實(shí)現(xiàn)再生器(3)、蒸發(fā)器(1)和冷凝器(4)的液位平穩(wěn)控制和機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定控制；通過蒸發(fā)器(1)與吸收器(2)之間的冷劑排放電磁閥(12)實(shí)現(xiàn)快速稀釋運(yùn)轉(zhuǎn)、在低溫環(huán)境下有效防止冷劑水凍結(jié)及溶液結(jié)晶。
文檔編號F25B49/04GK101846415SQ20101019280
公開日2010年9月29日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者喬廣福, 吳永東, 康相玖, 欒慎勇, 王立群, 糜華, 葛惠晨, 董禮軍, 遲振斌, 陳淑紅 申請人:大連三洋制冷有限公司