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      制冷機組的能量調(diào)節(jié)方法及裝置、制冷系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:4796915閱讀:328來源:國知局
      專利名稱:制冷機組的能量調(diào)節(jié)方法及裝置、制冷系統(tǒng)的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及空調(diào)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種制冷機組的能量調(diào)節(jié)方法及裝置、制冷系統(tǒng)。
      背景技術(shù)
      在集裝箱空調(diào)的開發(fā)中,為了保證箱內(nèi)運輸貨物的質(zhì)量,通常要求實現(xiàn)機組出風(fēng)溫度的精確控制,精度要求可以達到士0.2°C,而制冷系統(tǒng)采用的是定頻渦旋壓縮機,用傳統(tǒng)的開停機控制方式無法滿足精度要求。針對相關(guān)技術(shù)中制冷系統(tǒng)的溫度控制精確度比較低的問題,目前尚未提出有效的解決方案。

      發(fā)明內(nèi)容
      針對相關(guān)技術(shù)中制冷系統(tǒng)的溫度控制精確度比較低的問題而提出本發(fā)明,為此, 本發(fā)明的主要目的在于提供一種制冷機組的能量調(diào)節(jié)方法及裝置、制冷系統(tǒng),以解決上述問題。為了實現(xiàn)上述目的,根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種制冷機組的能量調(diào)節(jié)裝置。該制冷機組的能量調(diào)節(jié)裝置包括吸氣調(diào)節(jié)裝置,該吸氣調(diào)節(jié)裝置設(shè)置于制冷機組的吸氣側(cè),用于控制制冷機組的吸氣量。進一步地,吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度范圍為0^,100% ]。進一步地,該制冷機組的能量調(diào)節(jié)裝置還包括控制器,與吸氣調(diào)節(jié)裝置,用于控制吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度。進一步地,控制器還用于獲取制冷機組的負荷值,以及通過控制吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度來控制制冷機組的能力輸出以使制冷機組的能力輸出與負荷值一致,其中,制冷機組的能力輸出與吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度值相對應(yīng)。進一步地,制冷機組的能力輸出范圍為(20^,100% ]。進一步地,控制器還用于通過PID算法將負荷值轉(zhuǎn)化為吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度值。為了實現(xiàn)上述目的,根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種制冷系統(tǒng)。該制冷系統(tǒng)包括上述的任意一種制冷機組的能量調(diào)節(jié)裝置。為了實現(xiàn)上述目的,根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種制冷機組的能量調(diào)節(jié)方法。在該冷機組的能量調(diào)節(jié)方法中,通過控制制冷機組的吸氣量來控制制冷機組的能力輸
      出ο進一步地,通過控制制冷機組的吸氣量來控制制冷機組的能力輸出包括獲取制冷機組的負荷值;以及,通過控制制冷機組的吸氣量來控制制冷機組的能力輸出以使制冷機組的能力輸出與負荷值一致。進一步地,獲取制冷機組的負荷值包括根據(jù)制冷機組的控制溫度和目標(biāo)溫度獲取制冷機組的負荷值,其中,目標(biāo)溫度的取值范圍為(-10°C,+25°C )。
      進一步地,通過設(shè)置于制冷機組的吸氣側(cè)的吸氣調(diào)節(jié)裝置控制制冷機組的吸氣, 其中,在獲取制冷機組的負荷值之后,制冷機組的能量調(diào)節(jié)方法還包括根據(jù)負荷值得到吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度值。進一步地,通過以下方式來根據(jù)負荷值得到吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度值Kn = Mp* (Δ !^-▲!^-。+! ^▲!^+! (!(八!^力八!^-丄+八!^-幻+!^-丄,其中,]^、]^、]^ 為常數(shù),Δ Tn 為第 η次計算的溫度偏差。通過本發(fā)明,采用上述的任意一種制冷機組的能量調(diào)節(jié)方法及裝置,或者制冷系統(tǒng),解決了相關(guān)技術(shù)中制冷系統(tǒng)的溫度控制精確度比較低的問題,進而達到了對制冷系統(tǒng)的溫度實現(xiàn)精確控制的效果。


      此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解,構(gòu)成本申請的一部分,本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的制冷系統(tǒng)的示意圖;圖2是根據(jù)本發(fā)明的確定吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度的計算系數(shù)的第一實施例的示意圖;圖3是根據(jù)本發(fā)明的確定吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度的計算系數(shù)的第二實施例的示意圖;圖4是根據(jù)本發(fā)明的確定吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度的計算系數(shù)的第三實施例的示意圖;圖5是根據(jù)本發(fā)明的確定吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度的計算系數(shù)的第四實施例的示意圖;圖6是根據(jù)本發(fā)明的確定吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度的計算系數(shù)的第五實施例的示意圖;圖7是根據(jù)本發(fā)明的確定吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度的計算系數(shù)的第六實施例的示意圖;圖8是根據(jù)本發(fā)明的確定吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度的計算系數(shù)的第七實施例的示意圖;以及圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的溫度控制的效果的示意圖。
      具體實施例方式需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的制冷系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示,該制冷系統(tǒng)包括一個吸氣調(diào)節(jié)裝置10,該吸氣調(diào)節(jié)裝置10用于控制制冷機組的吸氣量。如圖1所示,該制冷系統(tǒng)還可以包括蒸發(fā)器12、節(jié)流裝置14、冷凝器16和壓縮機 18。根據(jù)本發(fā)明實施例,還提供了一種制冷機組的能量調(diào)節(jié)裝置,該制冷機組的能量調(diào)節(jié)裝置包括吸氣調(diào)節(jié)裝置,該吸氣調(diào)節(jié)裝置設(shè)置于制冷機組的吸氣側(cè),用于控制制冷機
      4組的吸氣。其中,該吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度是可調(diào)的,并且調(diào)節(jié)精度可以為0. 1%。該吸氣調(diào)節(jié)裝置有一個最小調(diào)節(jié)開度Kmin,在此開度值以上,需要保證機組正常運行。吸氣調(diào)節(jié)裝置開度全開時,該裝置不應(yīng)對機組吸氣側(cè)的氣體流動產(chǎn)生較大的阻力。 例如,[Kmin,100%]為吸氣調(diào)節(jié)裝置的工作開度范圍,優(yōu)選地,Kmin的取值范圍為0%, 100% ]。吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度值與制冷機組的能力輸出一一對應(yīng),最小開度K對應(yīng)機組最小能力輸出Q0,機組可控制的能力輸出范圍為[Q0,100% ],優(yōu)選地,QO的取值范圍為 (20%, 100% ]。在本發(fā)明實施例中,提供利用吸氣調(diào)節(jié)裝置對制冷機組的吸氣量進行精確控制, 從而精確控制機組的能力輸出,使之與負荷較好的匹配,起到精確控制溫度的目的。優(yōu)選地,該制冷機組的能量調(diào)節(jié)裝置還包括控制器,與吸氣調(diào)節(jié)裝置,用于控制吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度。優(yōu)選地,控制器還用于獲取制冷機組的負荷值,以及通過控制吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度來控制制冷機組的能力輸出以使制冷機組的能力輸出與負荷值一致,其中,制冷機組的能力輸出與吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度值相對應(yīng)。其中,制冷機組的能力輸出范圍可以為(20%, 100% ]。優(yōu)選地,控制器還用于通過PID算法將負荷值轉(zhuǎn)化為吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度值。例如,通過以下方式來根據(jù)負荷值得到吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度值Kn = Mp* (Δ Tn-Δ Tn-1)+Mi* Δ Tn+Md( Δ Tn-2 Δ Tn-I+Δ Τη-2) +Κη_1,其中,Mp、Mi、Md 為常數(shù),Δ Tn 為第 η 次計算的溫度偏差。根據(jù)本發(fā)明實施例,還提供了一種制冷機組的能量調(diào)節(jié)方法,在該冷機組的能量調(diào)節(jié)方法中,通過控制制冷機組的吸氣量來控制制冷機組的能力輸出。優(yōu)選地,通過控制制冷機組的吸氣量來控制制冷機組的能力輸出包括以下步驟步驟Si,獲取制冷機組的負荷值。例如,根據(jù)制冷機組的控制溫度和目標(biāo)溫度獲取制冷機組的負荷值,其中,目標(biāo)溫度的取值范圍為(-10°C,+25°C )。優(yōu)選地,可以通過設(shè)置于制冷機組的吸氣側(cè)的吸氣調(diào)節(jié)裝置控制制冷機組的吸氣,其中,在獲取制冷機組的負荷值之后,制冷機組的能量調(diào)節(jié)方法還包括根據(jù)負荷值得到吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度值。通過以下方式來根據(jù)負荷值得到吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度值Kn = Mp* (Δ Tn-Δ Tn-I )+Mi* Δ Tn+Md (Δ Τη-2 Δ Tn-I+Δ Tn-2)+Kn-I,其中,Μρ、Mi、Md 為常數(shù),Δ Tn 為第 η 次計算
      的溫度偏差。獲取制冷機組的負荷值可以包括制冷機組的控制溫度為Τ,目標(biāo)溫度為Τ0,Δ T = T-TO反映了機組的負荷大小。T表示集裝箱內(nèi)的貨物溫度,通過機組的回風(fēng)溫度探頭測量,冷藏工況,T的取值范圍為(-IO0C, +250C ) OTO表示集裝箱內(nèi)期望達到的目標(biāo)溫度,箱內(nèi)溫度平衡后的溫度,TO的取值范圍為 (-IO0C, +250C )。
      Δ T = T-TO反映了機組的負荷大小,Δ T越大,表示目前箱內(nèi)的溫度偏離目標(biāo)溫度較遠,需要較大的制冷量,ΔΤ較小時,表示箱內(nèi)溫度已經(jīng)接近目標(biāo)溫度,只需較小的負荷就能滿足制冷效果。步驟S2,通過控制制冷機組的吸氣量來控制制冷機組的能力輸出以使制冷機組的能力輸出與負荷值一致。下面對通過PID算法將負荷大小轉(zhuǎn)化為吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度值Kn進行具體說明該PID算法為Kn = Mp* ( Δ Tn- Δ Tn-1) +Mi* Δ Tn+Md ( Δ Τη_2 Δ Tn-I+Δ Τη_2) +Kn-1其中,Mp、Mi、Md為系數(shù),取值范圍無特殊要求,可以根據(jù)需要進行確定。Δ Tn為第η次計算的溫度偏差,Δ Tn-I為第η_1次計算的溫度偏差,Δ Τη-2為第 η-2次計算的溫度偏差。當(dāng)η = 1時,不存在Δ Tn-I和Δ Τη_2 ;當(dāng)η = 2時,不存在ΔΤη_2,上述公式無法計算,需對吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度Kl和Κ2賦初始值,開度值Kl對應(yīng)機組輸出能力為75%,開度值Κ2對應(yīng)機組輸出能力為50 %。Mp, Mi和Md三個參數(shù)需通過實驗確定,一般可遵循以下步驟(a)、假定Mi = 0,Md = 0,并假定一個Mp初始值,根據(jù)機組實際調(diào)節(jié)情況,Mp初始值< 5,此時算法簡化為一個簡單的P調(diào)節(jié)。測試控制溫度T隨時間t變化的數(shù)據(jù),時間t 的選取應(yīng)至少為采樣時間的2倍以上。根據(jù)測試數(shù)據(jù)繪制出T-t曲線,根據(jù)T-t曲線中控制溫度T與目標(biāo)溫度TO的關(guān)系來判斷選取合適的Mp值。圖2是根據(jù)本發(fā)明的確定吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度的計算系數(shù)的第一實施例的示意圖。當(dāng)Mp較小時,控制溫度隨時間變化的T-t曲線與目標(biāo)溫度TO之間存在較大的靜態(tài)偏差,當(dāng)靜態(tài)偏差數(shù)值超過1. 5時,認(rèn)為Mp值偏小。圖3是根據(jù)本發(fā)明的確定吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度的計算系數(shù)的第二實施例的示意圖。當(dāng)Mp較大時,控制溫度隨時間變化的T-t曲線會與目標(biāo)溫度TO直線迅速相交,并逐漸遠離目標(biāo)溫度TO直線。圖4是根據(jù)本發(fā)明的確定吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度的計算系數(shù)的第三實施例的示意圖。當(dāng)Mp合適時,控制溫度隨時間變化的T-t曲線會趨近目標(biāo)溫度TO直線,并保持一定的靜態(tài)偏差,對于P調(diào)節(jié)來說,靜態(tài)偏差是不可消除的。靜態(tài)偏差數(shù)值在0. 3——0. 7之間,可認(rèn)為Mp合適。圖5是根據(jù)本發(fā)明的確定吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度的計算系數(shù)的第四實施例的示意圖。(b)、根據(jù)(a)中確定的合適Mp值,并假定Md = 0,假定一個初始Mi值,根據(jù)機組實際調(diào)節(jié)情況,Mi初始值可在Mp值的20% -50%之間選取,此時算法簡化為PI調(diào)節(jié)。測試控制溫度T隨時間t變化的數(shù)據(jù),時間t的選取應(yīng)至少為采樣時間的2倍以上。根據(jù)測試數(shù)據(jù)繪制出T-t曲線,根據(jù)T-t曲線中控制溫度T與目標(biāo)溫度TO的關(guān)系來判斷選取合適的Mi 值。此時,溫度在目標(biāo)值附近震蕩。圖6是根據(jù)本發(fā)明的確定吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度的計算系數(shù)的第五實施例的示意圖。此時,當(dāng)Mi偏小時,積分效果不明顯,仍會存在較大的靜態(tài)偏差,當(dāng)靜態(tài)偏差數(shù)值大于 0. 3,認(rèn)為Mi值偏小。
      圖7是根據(jù)本發(fā)明的確定吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度的計算系數(shù)的第六實施例的示意圖。此時,當(dāng)Mi偏大時,積分效果會使調(diào)節(jié)穩(wěn)定性變差,調(diào)節(jié)時間變長,當(dāng)T-t曲線在目標(biāo)溫度TO附近振蕩時,認(rèn)為Mi值偏大。圖8是根據(jù)本發(fā)明的確定吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度的計算系數(shù)的第七實施例的示意圖。此時,當(dāng)Mi合適時,T-t曲線會逐漸趨近目標(biāo)溫度TO。(c)、根據(jù)(a)和(b)中確定Mp和Mi值,假定初始Md值,Md初始值可在Mp值的 50% -70%之間選取,此時算法為PID調(diào)節(jié)。測試控制溫度T隨時間t變化的數(shù)據(jù),時間t 的選取應(yīng)至少為采樣時間的2倍以上。根據(jù)測試數(shù)據(jù)繪制出T-t曲線,根據(jù)T-t曲線中控制溫度T與目標(biāo)溫度TO的關(guān)系來判斷選取合適的Md值。當(dāng)Md偏小時,微分效果不明顯,調(diào)節(jié)進程不會明顯加快。若T-t曲線調(diào)節(jié)穩(wěn)定的時間與PI算法相比無明顯改善,則認(rèn)為Md偏小。當(dāng)Md偏大時,微分效果會導(dǎo)致控制溫度波動頻繁。若T-t曲線調(diào)節(jié)頻繁振蕩,則認(rèn)為Md偏大。當(dāng)Md合適時,應(yīng)能快速的調(diào)節(jié)穩(wěn)定,并有效的減小靜差,使調(diào)節(jié)精度滿足士0. 25°C的要求。如果需要實現(xiàn)較寬范圍內(nèi)的溫度調(diào)節(jié),可以根據(jù)實際情況對Mp、Mi和Md進行分段處理,即在不同的區(qū)間采用不同的調(diào)節(jié)系數(shù)值,以確保調(diào)節(jié)效果的快速準(zhǔn)確性。通過吸氣調(diào)節(jié)裝置對制冷機組的吸氣量進行精確控制,從而控制機組能力的精確輸出,最終實現(xiàn)溫度控制精度為士0.2°C。以下為一組測試數(shù)據(jù)
      權(quán)利要求
      1.一種制冷機組的能量調(diào)節(jié)裝置,其特征在于,包括吸氣調(diào)節(jié)裝置,該吸氣調(diào)節(jié)裝置設(shè)置于所述制冷機組的吸氣側(cè),用于控制所述制冷機組的吸氣量。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷機組的能量調(diào)節(jié)裝置,其特征在于,所述吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度范圍為O%,100% ]。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷機組的能量調(diào)節(jié)裝置,其特征在于,還包括控制器,與所述吸氣調(diào)節(jié)裝置,用于控制所述吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制冷機組的能量調(diào)節(jié)裝置,其特征在于,所述控制器還用于獲取所述制冷機組的負荷值,以及通過控制所述吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度來控制所述制冷機組的能力輸出以使所述制冷機組的能力輸出與所述負荷值一致,其中,所述制冷機組的能力輸出與所述吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度值相對應(yīng)。
      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制冷機組的能量調(diào)節(jié)裝置,其特征在于,所述制冷機組的能力輸出范圍為(20%,100% ]。
      6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制冷機組的能量調(diào)節(jié)裝置,其特征在于,所述控制器還用于通過PID算法將所述負荷值轉(zhuǎn)化為所述吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度值。
      7.一種制冷系統(tǒng),其特征在于,包括權(quán)利要求1至6中任一項所述的制冷機組的能量調(diào)節(jié)裝置。
      8.一種制冷機組的能量調(diào)節(jié)方法,其特征在于,通過控制所述制冷機組的吸氣量來控制所述制冷機組的能力輸出。
      9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制冷機組的能量調(diào)節(jié)方法,其特征在于,通過控制所述制冷機組的吸氣量來控制所述制冷機組的能力輸出包括獲取所述制冷機組的負荷值;以及通過控制所述制冷機組的吸氣量來控制所述制冷機組的能力輸出以使所述制冷機組的能力輸出與所述負荷值一致。
      10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制冷機組的能量調(diào)節(jié)方法,其特征在于,獲取所述制冷機組的負荷值包括根據(jù)所述制冷機組的控制溫度和目標(biāo)溫度獲取所述制冷機組的負荷值,其中,所述目標(biāo)溫度的取值范圍為(-10C,+25 0C )。
      11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制冷機組的能量調(diào)節(jié)方法,其特征在于,通過設(shè)置于所述制冷機組的吸氣側(cè)的吸氣調(diào)節(jié)裝置控制所述制冷機組的吸氣,其中,在獲取所述制冷機組的負荷值之后,所述制冷機組的能量調(diào)節(jié)方法還包括根據(jù)所述負荷值得到所述吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度值。
      12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制冷機組的能量調(diào)節(jié)方法,其特征在于,通過以下方式來根據(jù)所述負荷值得到所述吸氣調(diào)節(jié)裝置的開度值Kn = Mp*(Δ Tn- Δ Tn—1)+Mi* ΔTn+Md(ΔΤη_2 Δ Tn-I+ΔΤη_2)+Kn-1,其中,Μρ、Mi、Md為常數(shù),Δ Tn為第η次計算的溫度偏差。
      全文摘要
      本發(fā)明公開了一種制冷機組的能量調(diào)節(jié)方法及裝置、制冷系統(tǒng)。其中,該制冷機組的能量調(diào)節(jié)裝置包括吸氣調(diào)節(jié)裝置,該吸氣調(diào)節(jié)裝置設(shè)置于制冷機組的吸氣側(cè),用于控制制冷機組的吸氣。通過本發(fā)明,解決了相關(guān)技術(shù)中制冷系統(tǒng)的溫度控制精確度比較低的問題。
      文檔編號F25B49/00GK102478334SQ201010559229
      公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
      發(fā)明者何海波 申請人:珠海格力電器股份有限公司
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