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一种机组运行控制方法、装置、双级机组及制冷设备与流程

时间:2022-02-03 阅读: 作者:专利查询

一种机组运行控制方法、装置、双级机组及制冷设备与流程

1.本发明涉及机组技术领域,具体而言,涉及一种机组运行控制方法、装置、双级机组及制冷设备。


背景技术:

2.随着生活水平的提高,对速冻食品需求量日益增加。制冷设备中存储的食品,其冻结过程包括相变阶段、冷却阶段和冷冻阶段。相变阶段是食品形成冰晶的主要发生阶段,即最大冰晶生成阶段,相变阶段的持续时间过长会影响食品冻结质量,因此,为了缩短相变阶段的持续时间,需要通过低温急速冻结(简称速冻),实现快速通过相变阶段,以便更好的保持食品品质。一般速冻采用的机组采用双级机组,目前双级压缩机容量调节及内容积比调节范围有限,无法针对存储食品的冻结特性调节双级机组的容量,从而导致食品相变阶段的持续时间较长,能效较低。
3.针对现有技术中双级机组无法针对存储食品的冻结特性调节双级压缩机的容量,从而导致食品相变阶段的持续时间较长,能效较低的问题,目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素:

4.本发明实施例中提供一种机组运行控制方法、装置、双级机组及制冷设备,以解决现有技术中双级机组并未针对存储食品的冻结特性调节双级压缩机的容量,从而导致食品相变阶段的持续时间较长,能效较低的问题。
5.为解决上述技术问题,本发明提供了一种机组运行控制方法,应用于具有双级机组的制冷设备,所述双级机组包括依次连通的冷凝器、膨胀阀和冷风机组,所述双级机组还包括:串联设置的一级压缩机组和二级压缩机组,所述一级压缩机组,其吸气端与所述冷风机组的出口端连通,其排气端与所述二级压缩机机组的吸气端连通,所述二级压缩机机组的吸气端还与所述冷风机组的出口端连通,所述方法包括:
6.获取所述双级机组的蒸发温度;
7.根据所述蒸发温度和制冷设备内的存储物的凝固点温度控制所述一级压缩机组和所述二级压缩机组的运行状态以及运行容量。
8.进一步地,获取所述双级机组的蒸发温度,包括:
9.获取所述双级机组的蒸发压力;
10.根据所述蒸发压力确定对应的蒸发温度;其中,所述蒸发温度与所述蒸发压力满足预设对应关系。
11.进一步地,根据所述蒸发温度和制冷设备内的存储物的凝固点温度控制所述一级压缩机组和所述二级压缩机组的运行状态以及运行容量,包括:
12.如果所述蒸发温度大于或等于所述存储物的凝固点温度,则控制所述一级压缩机组中的全部压缩机停止运行,同时控制所述二级压缩机组中的全部压缩机开始运行并加载至最大容量;
13.如果所述蒸发温度小于所述存储物的凝固点温度,且大于或等于预设温度值,则仅控制所述二级压缩机组中的一台压缩机按照第一预设容量运行,同时根据所述蒸发温度与目标蒸发温度调节所述一级压缩机组的运行容量;
14.如果所述蒸发温度小于所述预设温度值,则根据所述蒸发温度与目标蒸发温度调节所述一级压缩机组的运行容量以及所述第二压缩机组的运行容量;
15.其中,所述预设温度值小于所述存储物的凝固点温度。
16.进一步地,根据所述蒸发温度与目标蒸发温度调节所述一级压缩机组的运行容量,包括:
17.获取所述蒸发温度与目标蒸发温度的差值;
18.根据所述蒸发温度与目标蒸发温度的差值调节所述一级压缩机组的运行容量;其中,所述一级压缩机组的运行容量与所述差值正相关。
19.进一步地,根据所述蒸发温度与目标蒸发温度调节所述一级压缩机组的运行容量以及所述第二压缩机组的运行容量,包括:
20.根据所述蒸发温度与目标蒸发温度调节所述一级压缩机组的运行容量;
21.根据所述双级机组的压比和所述一级压缩机组的运行容量确定所述二级压缩机组的运行容量。
22.进一步地,根据所述一级压缩机组的运行容量和所述双级机组的压比确定所述二级压缩机组的运行容量,包括:
23.根据所述双级机组的压比确定二级压缩机组与一级压缩机组的最优容量比;
24.根据所述一级压缩机组的运行容量和所述最优容量比确定所述二级压缩机组的运行容量。
25.本发明还提供一种机组运行控制装置,应用于具有双级机组的制冷设备,所述双级机组包括依次连通的冷凝器、膨胀阀和冷风机组,所述双级机组还包括:串联设置的一级压缩机组和二级压缩机组,所述一级压缩机组,其吸气端与所述冷风机组的出口端连通,其排气端与所述二级压缩机机组的吸气端连通,所述二级压缩机机组的吸气端还与所述冷风机组的出口端连通,所述机组运行控制装置包括:
26.获取模块,用于获取所述双级机组的蒸发温度;
27.控制模块,用于根据所述蒸发温度控制所述一级压缩机组和所述二级压缩机组的运行状态以及运行容量。
28.本发明还提供一种双级机组,包括依次连通的冷凝器、膨胀阀和冷风机组,还包括:
29.串联设置的一级压缩机组和二级压缩机组;
30.所述一级压缩机组的吸气端与所述冷风机组的出口端连通,所述一级压缩机组的排气端与所述二级压缩机机组的吸气端连通,所述二级压缩机机组的吸气端还与所述冷风机组的出口端连通,所述二级压缩机机组的排气端与所述冷凝器连通。
31.进一步地,所述双级机组还包括上述机组运行控制装置。
32.进一步地,所述双级机组还包括:经济器,设置在双级机组的冷凝器和所述冷风机组之间,所述经济器还与所述二级压缩机机组的吸气端连通。
33.进一步地,所述一级压缩机组包括至少一个压缩机,所述二级压缩机组包括至少
一个压缩机,所述一级压缩机组的压缩机数量为两个以上时,不同压缩机之间并联设置;所述二级压缩机机组中的压缩机数量为两个以上时,不同压缩机之间并联设置。
34.进一步地,所述双级机组还包括:高压级电磁阀,设置在所述冷风机组的出口端与所述二级压缩机机组的吸气端之间。
35.本发明还提供一种制冷设备,包括上述双级机组。
36.本发明还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现上述机组运行控制方法。
37.应用本发明的技术方案,根据双级机组的蒸发温度和存储物的凝固点温度控制一级压缩机组和二级压缩机组的运行状态以及运行容量,能够实现根据存储食品的冻结特性,调整双级机组中的一级压缩机组和二级压缩机组的容量,实现快速通过相变阶段,并且使双级机组始终保持最高能效。
附图说明
38.图1为根据本发明实施例的双级机组的结构图;
39.图2为根据本发明实施例的机组运行控制方法的流程图;
40.图3为根据本发明实施例的机组运行控制装置的结构图;
41.图4为根据本发明实施例的控制模块的结构图。
具体实施方式
42.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
43.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义,“多种”一般包含至少两种。
44.应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
45.取决于语境,如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地,取决于语境,短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
46.还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。
47.下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。
48.实施例1
49.本实施例提供一种机组运行控制方法,应用于具有双级机组的制冷设备,图1为根据本发明实施例的双级机组的结构图,如图1所示,所述双级机组包括串联设置的一级压缩机组1和二级压缩机组2,在本实施例中,一级压缩机组1为低压级压缩机组,其中包括n个低压压缩机11~1n,二级压缩机机组2为高压级压缩机组,其中包括m个高压压缩机21~2m,上述双级机组中还包括依次连通的冷凝器3、膨胀阀v1和冷风机组4,膨胀阀v1还可以串联主电磁阀v2,一级压缩机组1的吸气端与冷风机组4的出口端连通,一级压缩机组1的排气端与二级压缩机机组2的吸气端连通,二级压缩机机组2的吸气端还与冷风机组4的出口端连通,连通的管路上还设置有高压级电磁阀v6。冷风机组4的出口端设置吸气压力传感器pt1、第一温度传感器tt1;一级压缩机组1的排气端设置中间压力传感器pt2、第二温度传感器tt2;二级压缩机机组2的排气端设置排气压力传感器pt3、第三温度传感器tt3。
50.一级压缩机组的压缩机数量为两个以上时,不同压缩机之间并联设置;二级压缩机机组中的压缩机数量为两个以上时,不同压缩机之间并联设置。
51.上述机组还包括经济器5,设置在双级机组的冷凝器3和冷风机组4之间,经济器5还与二级压缩机机组2的吸气端连通,经济器5所在支路与旁通支路并联设置在双级机组的冷凝器3和所述冷风机组4之间,经济器5所在的支路上设置有经济器节流阀v3和经济器电磁阀v4,旁通支路上设置有旁通电磁阀v5。
52.图2为根据本发明实施例的机组运行控制方法的流程图,如图2所示,该方法包括:
53.s101,获取双级机组的蒸发温度。
54.由于同一种冷媒的蒸发温度和蒸发压力具有对应关系,上述对应关系可以以表格的形式记录,在具体实施时,可以通过设置在冷风机组4的出口端的吸气压力传感器pt1检测蒸发压力p,获取双级机组的蒸发压力p后,根据蒸发压力p在上述表格中找到对应的蒸发温度t。
55.s102,根据蒸发温度和制冷设备内的存储物的凝固点温度控制一级压缩机组和二级压缩机组的运行状态以及运行容量。
56.本实施例的机组运行控制方法,根据双级机组的蒸发温度和存储物的凝固点温度控制一级压缩机组和二级压缩机组的运行状态以及运行容量,能够实现根据存储食品的冻结特性,调整双级机组中的一级压缩机组和二级压缩机组的容量,实现快速通过相变阶段,并且使双级机组始终保持最高能效。
57.实施例2
58.本实施例提供另一种机组运行控制方法,为了实现针对存储食品的冻结特性调节双级机组的容量,上述步骤s102,具体包括:如果蒸发温度大于或等于存储物的凝固点温度,表明即将进入相变阶段,当前的制冷需求很大,需要压缩机的容量较大且效率较高,因此,此时控制一级压缩机组中的全部压缩机停止运行,同时控制二级压缩机组中的全部压缩机开始运行并加载至最大容量;如果蒸发温度小于存储物的凝固点温度,且大于或等于预设温度值,则表明当前已经进入相变阶段,但制冷需求较小,此时仅控制二级压缩机组中的一台压缩机按照第一预设容量运行(上述第一预设容量可以是该压缩机的最大容量,也可以是50%等值),同时根据蒸发温度与目标蒸发温度调节一级压缩机组的运行容量即可;如果蒸发温度小于所述预设温度值,则表明相变阶段已经完成,当前的制冷需求特别小,则
主电磁阀v2√ 65.当蒸发温度t<存储物的凝固点温度t1时,卸载高级压缩机的容量,关闭高压级电磁阀v6,但保证1台高压级压缩机开启,同时启动一台低压级压缩机,并根据蒸发温度t与目标蒸发温度te的差值对低压级压缩机进行加载、增开控制。制冷循环过程为:来自冷风机组4的低压蒸汽经过低压级压缩机压缩,与经济器5排出的闪发气体一同进入高压级压缩机进行压缩,压缩后的高压气体经过冷凝器3冷凝,经过经济器节流阀v3进入经济器,节流闪发气体与低压级排气一同进入高压级压缩机进行压缩。液体进入冷凝器3冷凝。下表2为t<t1时各电磁阀门的开闭情况统计表。
66.表2t<t1时各阀门的开闭情况统计表
67.阀门名称开关高压级电磁阀v6 √旁通电磁阀v5 √经济器电磁阀v4√ 主电磁阀v2√ 68.当蒸发温度t(蒸发温度)<-30℃时,根据上述双级机组的压比(排气压力/吸气压力)确定一级压缩机组和二级压缩机组的最优容量比,一级压缩机组根据蒸发温度t与目标蒸发温度te对其中的低压级压缩机进行加载、增开控制。根据一级压缩机组和二级压缩机组的最优容量比以及一级压缩机组的运行容量确定二级压缩机组的运行容量,根据二级压缩机组的运行容量对二级压缩机组中的单个高压级压缩机进行容量调节,此时制冷循环过程与阀门开启与当蒸发温度t<存储物的凝固点温度时一致。
69.一级压缩机组中开启的低压级压缩机的数量为n,运行容量分别为a%、b%、100%。其中,运行容量为a%压缩机个数为na,运行容量为b%的压缩机个数为nb,运行容量为100%的压缩机个数为nc。一级压缩机组的运行容量=(na*a%+nb*b%+nc)/n。
70.二级压缩机组中开启的高压压缩机的数量为m,运行容量分别为c%、d%、100%。其中,运行容量为c%的压缩机个数为mc,运行容量为d%的压缩机个数为md,运行容量为100%的压缩机个数为me。二级压缩机组的运行容量=(mc*c%+md*d%+me)/m。
71.在具体控制时,控制整个一级压缩机组的总运行容量或者二级压缩机组的总运行容量满足预定的值即可,具体可以通过调整任意在运行的压缩机的容量来实现整个压缩机组的容量调整。
72.实施例3
73.本实施例提供一种机组运行控制装置,应用于具有双级机组的制冷设备,所述双级机组如上文中提及的图1中所示,包括依次连通的冷凝器3、膨胀阀v1和冷风机组4,该双级机组还包括:串联设置的一级压缩机组1和二级压缩机组2,一级压缩机组1的吸气端与冷风机组4的出口端连通,一级压缩机组1的排气端与二级压缩机机组2的吸气端连通,二级压缩机机组2的吸气端还与冷风机组4的出口端连通,图3为根据本发明实施例的机组运行控制装置的结构图,如图3所示,该控制装置包括:获取模块10,用于获取双级机组的蒸发温度;控制模块20,用于根据蒸发温度控制一级压缩机组和二级压缩机组的运行状态以及运行容量。
74.本实施例的机组运行控制装置,通过控制模块20,根据双级机组的蒸发温度和存
储物的凝固点温度控制一级压缩机组和二级压缩机组的运行状态以及运行容量,能够实现根据存储食品的冻结特性,调整双级机组中的一级压缩机组和二级压缩机组的容量,实现快速通过相变阶段,并且使双级机组始终保持最高能效。
75.实施例4
76.本实施例提供另一种机组运行控制装置,图4为根据本发明实施例的控制模块的结构图,为了实现针对存储食品的冻结特性调节双级机组的容量,如图4所示,上述控制模块20包括:
77.第一控制单元201,用于在蒸发温度大于或等于存储物的凝固点温度时,控制一级压缩机组中的全部压缩机停止运行,同时控制二级压缩机组中的全部压缩机开始运行并加载至最大容量。蒸发温度大于或等于存储物的凝固点温度,表明即将进入相变阶段,当前的制冷需求很大,需要压缩机的容量较大且效率较高,因此,此时控制一级压缩机组中的全部压缩机停止运行,同时控制二级压缩机组中的全部压缩机开始运行并加载至最大容量。
78.第二控制单元202,用于在蒸发温度小于存储物的凝固点温度,且大于或等于预设温度值时,仅控制二级压缩机组中的一台压缩机按照第一预设容量运行,同时根据蒸发温度与目标蒸发温度调节一级压缩机组的运行容量。蒸发温度小于存储物的凝固点温度,且大于或等于预设温度值,则表明当前已经进入相变阶段,但制冷需求较小,此时仅控制二级压缩机组中的一台压缩机按照第一预设容量运行(上述第一预设容量可以是该压缩机的最大容量,也可以是50%等值),同时根据蒸发温度与目标蒸发温度调节一级压缩机组的运行容量即可。
79.第三控制单元203,用于在蒸发温度小于预设温度值时,根据蒸发温度与目标蒸发温度调节一级压缩机组的运行容量以及第二压缩机组的运行容量。蒸发温度小于预设温度值,则表明相变阶段已经完成,当前的制冷需求特别小,则根据蒸发温度与目标蒸发温度调节一级压缩机组的运行容量以及第二压缩机组的运行容量,即可满足制冷需求,上述操作可以避免压缩机的容量不必要地增加,以实现最高能效;上述预设温度值小于上述存储物的凝固点温度。
80.为了实现根据当前制冷量的需求,精确控制一级压缩机组的容量,第二控制单元202具体用于:获取蒸发温度与目标蒸发温度的差值;根据蒸发温度与目标蒸发温度的差值调节一级压缩机组的运行容量;其中,一级压缩机组的运行容量与上述差值正相关。例如,在具体实施时,可以先控制一级压缩机组中的一台压缩机启动,并按照第二预设容量运行,此时的蒸发温度是高于目标蒸发温度的,由于蒸发温度和目标蒸发温度都是负值,因此,蒸发温度与目标蒸发温度的差值为正值,且该值越大,表明当前的蒸发温度与目标蒸发温度的差值越大,则一级压缩机组的运行容量增加的幅度就需要越大,如果当前运行的压缩机的容量已经达到最大容量,则需要控制更多的压缩机开始运行,以进一步提高整个一级压缩机组的运行容量。
81.如果蒸发温度小于预设温度值,则表明相变阶段已经完成,当前的制冷需求特别小,为了实现最高能效,需要根据实际制冷需求,进一步地控制一级压缩机组的运行容量以及第二压缩机组的运行容量,第三控制单元203具体用于:根据蒸发温度与目标蒸发温度调节一级压缩机组的运行容量,其中,具体的调节方法与蒸发温度小于存储物的凝固点温度,且大于或等于预设温度值时,第二控制单元202调节一级压缩机组的运行容量的方法相同,
即一级压缩机组的运行容量与上述差值正相关,上述差值越大,一级压缩机组的运行容量越大;然后根据双级机组的压比和一级压缩机组的运行容量确定二级压缩机组的运行容量。具体包括:根据双级机组的压比(即双级机组的排气压力与吸气压力的比值)确定二级压缩机组与一级压缩机组的最优容量比;根据一级压缩机组的运行容量和最优容量比确定二级压缩机组的运行容量。
82.实施例5
83.本实施例提供一种双级机组,如上文中提及的图1中所示,该双级机组包括依次连通的冷凝器3、膨胀阀v1和冷风机组4,还包括:串联设置的一级压缩机组1和二级压缩机组2;一级压缩机组1的吸气端与冷风机组4的出口端连通,一级压缩机组1的排气端与二级压缩机机组2的吸气端连通,二级压缩机机组2的吸气端还与冷风机组4的出口端连通,二级压缩机机组2的排气端与冷凝器3连通。
84.在本实施例中,一级压缩机组1为低压级压缩机组,其中包括n个低压压缩机11~1n,二级压缩机机组2为高压级压缩机组,包括m个高压压缩机21~2m,上述双级机组中还包括依次连通的冷凝器3、膨胀阀v1和冷风机组4,膨胀阀v1还可以串联主电磁阀v2,一级压缩机组1的吸气端与冷风机组4的出口端连通,一级压缩机组1的排气端与二级压缩机机组2的吸气端连通,二级压缩机机组2的吸气端还与冷风机组4的出口端连通,连通的管路上还设置有高压级电磁阀v6。冷风机组4的出口端设置吸气压力传感器pt1、第一温度传感器tt1;一级压缩机组1的排气端设置中间压力传感器pt2、第二温度传感器tt2;二级压缩机机组2的排气端设置排气压力传感器pt3、第三温度传感器tt3。
85.一级压缩机组的压缩机数量为两个以上时,不同压缩机之间并联设置;二级压缩机机组中的压缩机数量为两个以上时,不同压缩机之间并联设置。
86.上述机组还包括经济器5,设置在双级机组的冷凝器3和冷风机组4之间,经济器5还与二级压缩机机组2的吸气端连通,经济器5所在支路与旁通支路并联设置在双级机组的冷凝器3和冷风机组4之间,经济器5所在的支路上设置有经济器节流阀v3和经济器电磁阀v4,旁通支路上设置有旁通电磁阀v5。
87.本实施例的双级机组中还可以包括上述实施例中的机组运行控制装置。
88.实施例6
89.本实施例提供一种制冷设备,包括上述实施例中的双级机组,能够实现快速通过相变阶段,并且始终保持最高能效。在具体实施时,上述制冷设备可以为冰箱或者速冻冷库。
90.实施例7
91.本实施例提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现上述机组运行控制方法。
92.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
93.通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上
述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如rom/ram、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
94.最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。