专利名称：一种溴化锂吸收式第二类热泵机组装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及中央空调设备控制技术领域，尤其涉及一种溴化锂吸收式第二类热泵 机组。
背景技术：
溴化锂吸收式第二类热泵机组主要由再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换器、 冷剂循环泵、冷剂送液泵、溶液泵组成。该机组的工作原理如下蒸发器、再生器引入高温 驱动热源，通过吸收器制取更高温度的热水。蒸发器内冷剂水滴淋在蒸发器传热管上，与吸 收驱动热源的热量，在较高压力下蒸发，产生的冷剂蒸汽在吸收器内被浓溶液吸收，溶液变 稀，由于溶液的饱和温度远高于蒸发温度，吸收热量可以加热更高温度的热水。稀溶液通过 重力流经热交换器与浓溶液换热，温度降低后进入再生器。在压力较低的再生器中被驱动 热源加热再生后变成浓溶液，由溶液泵送入热交换器与稀溶液换热，温度升高后进入压力 较高的吸收器。再生器出来的冷剂蒸汽进入冷凝器被冷却水冷却，以便维持再生器低压。如 此往复循环。现有的溴化锂吸收式第二类热泵机组，根据再生器、蒸发器和冷凝器的液位信号， 控制溶液泵、冷剂循环泵和冷剂送液泵的起停，调整溶液和冷剂循环量，液位高于液位控制 状态时，溶液泵、冷剂循环泵和冷剂送液泵停止，但是，此种液位调节方法在部分负荷时，再 生器和蒸发器液位波动幅度较大，将导致溶液泵、冷剂循环泵和冷剂送液泵频繁起停，进而 导致机组运行不稳定以及负荷控制精度下降。现有的溴化锂吸收式第二类热泵机组，正常稀释运转停机后，溶液浓度大约在 55%左右，并且蒸发器中留存大量冷剂水。冬季低温环境下长时间停机，可能引起溶液结 晶、冷剂冻结。
发明内容
本发明的目的是提供一种溴化锂吸收式第二类热泵机组装置及其控制方法，解决 机组运转过程中再生器、蒸发器和冷凝器液位波动幅度大、溶液结晶和冷剂冻结问题，实现 机组运转过程中再生器和蒸发器液位的平稳控制和逆放热控制，防止溶液结晶和冷剂冻结。本发明为实现上述目的所采用的技术方案是一种溴化锂吸收式第二类热泵机组 的液位综合控制方法，其特征在于首先通过液位电极采集液位控制状态；计算液位状态 当前值；根据液位状态当前值所属范围计算出计算控制输出值和控制泵的运转、停止；根 据计算控制输出值，通过变频器、循环旁通管和旁通调节阀调整液体循环量，调整液位。所述的一种溴化锂吸收式第二类热泵机组的液位综合控制方法，其特征在于液 位状态当前值是根据液位状态前一周期值、预测时间、液位控制状态和预测修正系数计算 得出。所述的一种溴化锂吸收式第二类热泵机组的液位综合控制方法，其特征在于计算控制输出值是根据计算控制输出值的初始值、计算控制输出值的最低值和液位状态当前 值计算得出。所述的液位综合控制方法所用的一种溴化锂吸收式第二类热泵机组装置，包括再 生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换器、溶液泵、冷剂循环泵、冷剂送液泵、液位电极、稀溶 液溢流配管及各连接部件的管路，其特征在于安装有溶液泵变频器、冷剂循环泵变频器和 冷剂送液泵变频器；设有再生器溶液旁通管，再生器溶液旁通管上设有再生器溶液旁通调 节阀；设有冷凝器冷剂旁通管，冷凝器冷剂旁通管上设有冷凝器冷剂旁通调节阀；设有蒸 发器冷剂旁通管，蒸发器冷剂旁通管上设有蒸发器冷剂旁通调节阀。 所述的一种溴化锂吸收式第一类热泵机组装置，其特征在于在蒸发器和吸收器 之间设置用于快速稀释溶液的冷剂排放管，冷剂排放管上设有冷剂排放电磁阀。本发明的液位综合控制方法，实现了机组运转过程中再生器和蒸发器液位的平稳 控制，以及机组负荷输出的稳定控制；逆放热控制和报警使机组运实现节能运转；对溶液 进行稀释，防止溶液结晶和冷剂冻结，使机组适应低温环境下长时间停机。
图1是液位综合控制方法流程图；图2是溴化锂吸收式第二类热泵机组再生器、蒸发器液位电极示意图；图3是溴化锂吸收式第二类热泵机组装置示意图。
具体实施例方式如图3所示的一种溴化锂吸收式第二类热泵机组装置，包括再生器3、冷凝器4、 蒸发器1、吸收器2、热交换器5、溶液泵11、冷剂泵10、再生器液位电极7，蒸发器液位电极 6、冷凝器液位电极8、稀溶液溢流配管13及各连接部件的管路，在溶液泵10、冷剂循环泵9 和冷剂送液泵11处分别安装溶液泵变频器17、冷剂循环泵变频器16和冷剂送液泵变频器 18，安装再生器溶液旁通管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上设有再生器溶液旁通调节阀20 ；安装冷凝器冷剂旁通管22和冷凝器冷剂旁通 管24，冷凝器冷剂旁通管22和冷凝器冷剂旁通管24上设有冷凝器冷剂旁通调节阀23 ；安 装蒸发器冷剂旁通管25和蒸发器冷剂旁通管27，蒸发器冷剂旁通管25和蒸发器冷剂旁通 管27上设有蒸发器冷剂旁通调节阀26。在蒸发器1和吸收器2之间设置用于快速稀释溶 液的冷剂排放管14和冷剂排放管15，冷剂排放管14和冷剂排放管15上设有冷剂排放电磁 阀13。通过再生器液位电极6、蒸发器液位电极6和冷凝器液位电极8采集再生器3、蒸 发器1和冷凝器4液位状态，如图2所示1为设计液位，2为控制电极，3为状态电极，4为 接地电极。其中控制电极2安装在设计液位1处，根据溶液液位、冷剂液位与控制电极的接 触时间和次数，采用液位综合控制算法算出溶液循环量的计算控制输出值，通过溶液泵变 频器17、溶液循环旁通管19、溶液循环旁通管21和溶液旁通调节阀20调整溶液循环量， 通过冷剂循环泵变频器16、蒸发器冷剂循环旁通管25、蒸发器冷剂循环旁通管27及蒸发器 冷剂旁通调节阀26调整蒸发器冷剂循环量，通过冷剂送液泵变频器18、冷凝器冷剂旁通管 22、冷凝器冷剂旁通管24和冷凝器冷剂旁通调节阀23调整冷剂循环量，从而连续调整溶液液位和冷剂液位，减少溶液泵、冷剂循环泵和冷剂送液泵起停。液位综合控制方法流程如图 1所示图中，Mv为计算控制输出值，Hz为Mv的初始值(根据试验情况确定)，a6为Mv最 低值(根据试验情况确定)，ml为液位状态当前值(布尔量)，E1为液位控制状态(布尔 量)，mlold为液位状态前一周期值(布尔量)，N为预测时间(根据试验情况确定)，K为 预测修正系数(根据试验情况确定)。该流程始于步骤101。在步骤102，判断是否开始第一次计算。在步骤102中如果判断为否，则执行步骤103，确定液位状态前一周期值mlold等 于ml。在步骤102中如果判断为是，则执行步骤104，确定液位状态前一周期值mlold等于0。在步骤105中，根据ml = (ml oldX (N_l)+E1 XK)/N关系式计算液位状态当前值 ml。在步骤106中，判断液位状态当前值ml是否小于0. 1。在步骤106中如果判断为是，则执行步骤109，液位状态当前值ml等于0. 1，然后 执行步骤110。在步骤106中如果判断为否，则执行步骤107，判断液位状态当前值ml是否大于 1。在步骤107中，判断液位状态当前值ml是否大于1。在步骤107中如果判断为是，则执行步骤108，液位状态当前值ml等于1，然后执 行步骤110。在步骤107中如果判断为否，则执行步骤110。在步骤110中，判断液位状态当前值ml是否小于等于0. 6。在步骤110中如果判断为是，则执行步骤111，根据Mv = Hz-(Hz-a6X12) X (ml-0. 4)/0. 2关系式计算出此范围内的计算控制输出值，然后执行步骤 115。在步骤110中如果判断否，则执行步骤112。在步骤112中，判断液位状态当前值ml是否小于等于0. 8。在步骤112中，如果判断为是，则根据Mv = a6X12关系式计算出计算控制输出 量，然后执行步骤115。在步骤112中，如果判断为否，则执行步骤114。在步骤114中，溶液泵或冷剂泵停止。在步骤115中，溶液泵或冷剂泵运转。流程结束于步骤116。对于低温环境下长时间停机问题，如图3，在蒸发器1与吸收器2之间设置冷剂排 放管14、冷剂排放管15及冷剂排放电磁阀12，当机组稀释运转时，打开冷剂排放电磁阀12， 将蒸发器1内的冷剂水排放到吸收器2，并通过重力作用由稀溶液溢流配管13溢流到再生 器3，使冷剂水与溶液充分混合，从而加快稀释运转速度，缩短稀释运转时间；同时，冷剂水 与溶液混合后浓度大约在48%左右，结晶温度及结冰温度大幅度降低，在低温环境下有效防止冷剂水冻结及溶液结晶
权利要求
一种溴化锂吸收式第二类热泵机组的液位综合控制方法，其特征在于首先通过液位电极采集液位控制状态；计算液位状态当前值；根据液位状态当前值所属范围计算出计算控制输出值和控制泵的运转、停止；根据计算控制输出值，通过变频器、循环旁通管和旁通调节阀调整液体循环量，调整液位。
2.根据权利要求1所述的一种溴化锂吸收式第二类热泵机组的液位综合控制方法，其 特征在于液位状态当前值是根据液位状态前一周期值、预测时间、液位控制状态和预测修 正系数计算得出。
3.根据权利要求1所述的一种溴化锂吸收式第二类热泵机组的液位综合控制方法，其 特征在于计算控制输出值是根据计算控制输出值的初始值、计算控制输出值的最低值和 液位状态当前值计算得出。
4 权利要求1的液位综合控制方法所用的一种溴化锂吸收式第二类热泵机组装置，包 括再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换器、溶液泵、冷剂循环泵、冷剂送液泵、液位电极、 稀溶液溢流配管及各连接部件的管路，其特征在于安装有溶液泵变频器、冷剂循环泵变频 器和冷剂送液泵变频器；设有再生器溶液旁通管，再生器溶液旁通管上设有再生器溶液旁 通调节阀；设有冷凝器冷剂旁通管，冷凝器冷剂旁通管上设有冷凝器冷剂旁通调节阀；设 有蒸发器冷剂旁通管，蒸发器冷剂旁通管上设有蒸发器冷剂旁通调节阀。
5.根据权利要求4所述的一种溴化锂吸收式第一类热泵机组装置，其特征在于在蒸 发器和吸收器之间设置用于快速稀释溶液的冷剂排放管，冷剂排放管上设有冷剂排放电磁 阀。
全文摘要
本发明公开了一种溴化锂吸收式第二类热泵机组装置及其控制方法，包括通过液位综合控制方法调节溶液和冷剂循环量，实现再生器(3)、蒸发器(1)和冷凝器(4)的液位平稳控制和机组负荷稳定控制；通过蒸发器(1)与吸收器(2)之间的冷剂排放电磁阀(12)实现快速稀释运转、在低温环境下有效防止冷剂水冻结及溶液结晶。
文档编号F25B49/04GK101846415SQ20101019280
公开日2010年9月29日 申请日期2010年6月2日 优先权日2010年6月2日
发明者乔广福, 吴永东, 康相玖, 栾慎勇, 王立群, 糜华, 葛惠晨, 董礼军, 迟振斌, 陈淑红 申请人:大连三洋制冷有限公司