专利名称：：一种致冷系统的制作方法
技术领域：
：本发明是涉及一种致冷系统，特别是涉及高效节能改进的系统，同时，该系统可使冷藏或冷冻室对其中所需保存的特殊类型或性能的货物稳定地保持最佳温度。通常的致冷系统运行是驱动发动机驱动压缩机使其压缩通过空吸管吸入的气体冷冻剂。然后，这一被压缩的气体冷冻剂被冷凝器液化。然后，液化的冷冻剂通过膨胀阀门传送到位于上述的冷藏或冷冻室内的蒸发器口。液化的冷冻剂由蒸发器气化，并通过空吸管再次进入压缩机。这种循环重复不断冷却上述冷藏空间。常规致冷系统通常有冷冻容量受空吸管和蒸发器间的压力传感器控制。更具体地说，当气体冷冻剂的空吸压达到了由上述两个压力传感器其中一个确定的压力上线时，驱动发动机开始工作，当气体冷冻剂的空吸压达到另一压力传感器确定的压力下线时，驱动发动机停止工作，这种两步运行用于控制冷藏容量。通常地，由电站提供电力的电源直接被用作此致冷系统驱动发动机的电源。已知的是在由电站供电的电源和驱动发动机间有一倒相器便于节能和冷藏系统的稳定操作。同样也已知的是其操作许多互相并联的冷藏分支系统来达到节能效果。然而，在有倒相器的冷藏系统中和操作许多并联有不同冷冻容量的冷藏分支系统的冷藏系统中，上述两步操作方式用来控制冷冻容量。如上述，冷藏系统的冷冻容量控制通常依靠先前描述的两步操作，它是根据气体冷冻剂的空吸压是基于两个压力传感器分别确定的上线和下线而被控制的。然而，在冷藏系统运行中气体冷冻剂和液化的冷冻剂都有残留，因此相对于冷藏系统中的循环中的驱动发动机启动，冷却处理和驱动发动机的停止来说，冷冻剂的液化和气化在时间上有所延误。结果，甚至在气体冷冻剂的空吸压降到上述压力下线和发动机停止工作后，继续降到比上述压力下线暂时还低的空吸压力的冷冻剂，从蒸发器中继续释放出来造成超冷却。这种超冷却的形成主要是驱动发动机的等转速不可避免地释放出过多的气体冷冻剂。当气体冷冻剂空吸压的下线为避免超冷确定到相对高的值上时，上述两步操作将经常重复并减短了冷藏系统的使用寿命。此外，因上述时间的延误，对冷冻承载波动的跟踪是困难的，从而控制冷却容量也是困难的。当气体冷冻剂的空吸压又升高到上述的压力上线且驱动发动机开始工作时，驱动发动机又等速旋转。然而，气体冷冻剂的空吸压相对来说要低，因此，由于上述的超冷冻效果，产生一相对较低的表现比重。所以，压气机的承载量暂时的要小，几乎是空载状态。结果，冷冻容量降低，驱动发动机的效率也降低导致多耗电，此外导致系统部件如压缩机服务寿命的缩短气体冷冻剂的空吸压在操作中与两步操作方式的控制相联系而不断脉动，且相应地在致冷系统运行中冷冻容量周期性地波动，对在所述空间内的温度产生不利影响，使其波动。常规致冷系统有另一不利地方，其蒸发器的表面易于霜冻，相应地需要经常的进行除霜，即，此系统的维修保养需更多人力和时间。气体冷冻剂的超冷产生热能散失。具体地说，在致冷系统的冷冻剂循环当中，形成冷冻的液化冷冻剂的比热与蒸发器气化的冷冻剂的比重有差异。压缩仅是形成冷冻剂的循环和压缩所需的能量，即，驱动发动机所耗电力可直接参与冷却，因而由于超冷冻而引起的气体冷冻剂空吸压力的降低也造成热能散失。鉴于此，气体冷冻剂的空吸压保持在指标值上是最令人满意的。在这已知的电源和驱动发动机间有一倒相器的致冷系统中，通过控制驱动发动机的旋转速度，上述问题可在某些程度上得到解决。然而，在那上面节约能可足以抵消倒相器所耗的能。同样在这已知的致冷系统中，此系统含有许多具有不同冷冻容量适宜在操作中并联的冷藏子系统，当冷冻承载相对低时，具有相应低冷冻容量的子系统被选出操作，在那上面所获得的节能效果可足以抵消空间所需耗的能量。本发明的主要目的是提供一种具有控制装置的致冷系统，它不仅可使气体冷冻剂的空吸压保持在指标水平上，而且随冷冻承载变化而控制冷冻容量。根据本发明，通过致冷系统可实现上述目的。此系统具有一个压缩机压缩气体冷冻剂，一个驱动发动机驱动所述压缩机，一个冷凝器，一个膨胀阀门和一蒸发器，而在其中所述蒸发器通过导管与所述压缩机的空吸管相连，一控制装置为主要特征的上述致冷系统在其所述压缩机和上述蒸发器间有一个压力传感器适宜在预定时间实时探测所述气体冷冻剂的空吸压，一个有指标压力设置装置的控制装置以及接收测出的所述空吸压值。所述控制装置内有一设计的程序根据负反馈实时处理所述冷冻容量控制信号，而分段校正冷冻容量控制信号。负反馈是随上述指标压力设置装置确定的指标压和上述气体冷冻剂的空吸压之间的差异而是的。倒相器一方面输出电流信号到上述控制装置且接收上述冷冻容量控制信号，另一方面，输出电流信号到所述驱动发动机的输入。更好的是上述驱动发动机有一感应发动机。更好的是上述冷冻容量控制信号是一含有频率控制信号和电压控制信号的混合信号。更好的是校正上述冷冻容量控制信号的所述程序是一混合程序，它具有一个子程序设计为根据负反馈实时处理上述频率而分段校正上述频率控制信号的频率。负反馈是随上述指标压和气体冷冻剂的所述空吸压间的差异而定的，以及还具有一个子程序设计为与实时处理频率同步进行的分段校正所述电压控制信号的电压。更好的是，校正电压控制信号的所述子程序是一混合子程序，它有一个子程序设计学与所述实时处理频率同步进行计算与所述驱动发动机相连的等效电路的阻抗以及一个子程序设计为通过来自所述倒相器的所述输出电流信号的电流乘以所述阻抗。冷冻容量与热值成比例的，其相应于压缩机空吸口处确定的气体冷冻剂比重和单位时间压缩机释放的气体冷冻剂体积的积分，并乘以冷凝器液化的冷冻剂和蒸发器气化的冷冻剂间每单位体积的微分焓。这里应搞清楚的是气体冷冻剂的比重与它的空吸压成比例的。相应地，只要压缩机的转速不变，气体冷冻剂的空吸压越高，冷却效果则越高。另一方面气体冷冻剂空吸压不变，压气机转速高，则冷冻容量高。然而，多使承载转矩作用于驱动发动机，驱动发动机必须供给最佳电力，这样可以使压缩机的转速保持最佳值而形成令人满意的冷冻容量。在如冷藏或冷冻室的空间的温度，原则上随气体冷冻剂的空吸压而定，只要在冷冻容量控制中，提供由所述空间引起的干拢因素就可以了。根据本发明的致冷系统，在固定的时间间隔实时测量气体冷冻到的空吸压以便使空吸压保持在指标压上。然后，根据负反馈实时处理信号分段校正冷冻容量控制信号。负馈随指标压和测出的空吸压之间的差异而定的。以此方法，当冷藏系统中冷冻到循环不可避免地引起时间延误时，控制冷冻容量。同时，用最佳电力供应驱动发动机补偿作用于其上的承载转矩。当致冷系统的冷冻容量被控制时，由如冷藏或冷冻室的空间引起的干拢因素可以跟踪。通过维持气体冷冻到空吸压在指标值可改进由致冷系统的冷冻到循环而实现的热动效率，也可改进包括超冷却，冷冻容量降低和驱动发动机效率降低等问题。图1是根据本发明说明致冷系统构造的立体图。图2为本发明的致冷系统在24小时内30分间隔耗电与实际经过时间的关系曲线图。根据参考附图而做的实施例的下列详细描述，将使我们更加明白本发明致冷系统的构造、操作和效果。图1中的标号1表示的是本发明致冷系统的具体实施例。它具有一个控制装置2，此装置是构成本发明的最重要部分之一。控制装置2大体上有一个压力传感器3，一个具有指标压力设置装置8的控制设备7以及一个倒相器9。指标压力设置装置8同样有操作器，由操作器把压力调整到指标值。压力传感器3与导管6分支的短导管10相接。而导管6一端与压缩机4的空吸口相连，另一端与蒸发器5的出口管相接。也就是，它位于压缩机4和蒸发器5之间。然后，压力传感器3和控制装置7相连。根据本具体的实施例，一个三相感应电动机作多驱动发动机11且由电力事业供电的三相交流电源12与倒相器9相连，倒相器的出口与驱动发动机11的入口相连。倒相器9为一电压和频率时常变化的三相交流倒相器。由控制装置7提供的冷藏控制信号包括一个频率控制信号13和电压控制信号14并且这一混合信号传到倒相器9上。倒相器9的输出信号21和控制装置7耦合。驱动发动机11被用于起动压缩机4。压缩机4出口的导管15和具有冷冻机17的冷凝器16相连。冷凝器16出口的导管19通过一膨胀阀18和蒸发器5的入口相连并且蒸发器被放于冷藏或冷冻室20中。控制装置2的控制器7存有一程序。这一程序被设计用作根据负反馈实时处理冷冻容量控制信号而分段校正冷冻容量控制信号。负反馈是随着由指标压力设置装置8的操作器确定的指标压和由压力传感器3测出的气体冷冻到的空吸压之间的差异而定的。校正冷冻容量控制信号的这种程序包括一校正频率控制信号13频率的子程序和一校正电压控制信号14电压的子程序校正频率控制信号13频率的子程序根据负反馈实时处理这一频率而分段校正频率控制信号13的频率。负反馈随上述差异而定。校正电压控制信号14电压的子程序包括一个与分段实时校正频率控制信号13频率同步来计算与驱动发动机11相连的等效电路的阻抗的子程序和一个通过倒相器9中输出电流信号21的电流乘以阻抗的子程序。这样，这一复合程序分段实时校正电压控制信号14的电压。此致冷系统的操作起始于通过指标压力设置装置的操作器确定指标压力。指标压力的确定是基于多种因素的如冷藏或冷冻室内的温度且这一指标压力立即被传送到控制器7。应搞清楚的是这指标压力仅为控制指标。由压力传感器3测出的气体冷冻到的空吸压力也立即被传送到控制器7。这种指标压力及空吸压力对控制器7的传送使控制器7所提供的冷冻容量控制信号在系统运行中在所述校正程序控制下被分段实时校正。冷冻容量的控制大体是依靠根据负反馈实时处理而分段校正频率。负反馈随所确定指标压力和由压力传感器3测出的气体冷冻到的空吸压力之间的差异而定。并且电压校正使驱动发动机11上的承载转矩中的任何波动都被精确地校正。以此方式，通过保持在确定的指标值上的气体冷冻到的空吸压力，致冷系统1有显著的节能效果并精确校正承载转矩上的波动以控制冷冻容量。本发明的致冷系统的操作及效果也可由下述现场试验而得到证实。这些现场进行的试验是分别在六个商店秘密地观察正在工作中的冷藏或冷冻室。这些冷冻室是用于陈列，存放和保存各种各样货品的如海鲜、肉类、蔬菜和奶制品。在这六个商店的冻藏系统完全是常规型，在其中电站供电的三相AC电源直接与冷藏系统的三相感应发动机相连且以上述的两步操作控制冷冻的容量。每一持续工作24小时的系统都早些和晚些的试验中进行两次试验。在作为对比试验的早些试验中，使用了采用旧工艺的原有致冷系统。在作为发明的致冷系统现场试验的晚些试验中，两步操作型的控制设备从原有致冷系统中移走，代之以具有倒相器9的上述控制装置2，倒相器9是本发明的最主要特征。对这种重建系统的现场试验可当作对本发明致冷系统的现场试验。相应地，在下述的现场试验中，这种重建的系统可当作发明的致冷系统来描述。表1显示了对六个商店本发明的致冷系统和常规致冷系统的对比试验结果(现场试验)。具体地说，表1就是把在一天对持续工作了24小时的发明的致冷系统所做的现场试验结果和在另一天对也同样持续工作了24小时的常规致冷系统所做的现场试验结果进行了对比。表1本发明致冷系统与常规致冷系统的比较(现场试验结果摘要)对发明的致冷系统现场试验所评估的结果是基于它的电耗相对于做为对比试验的常规致冷系统的电耗差异而得出的。持续工作24小时所省的电显示在表1的电力消费量一栏中。从此栏中明显可知，本发明的致冷系统比常规致冷系统的省电量大体需要18％到39％。此结果很好地说明了本发明的致冷系统明显的节电效果。在A商店所进行的现场试验结果将参考表2和图2详加介绍。表2在A商店进行的现场试验详细结果(可比较电耗)商店A冷冻容量10.8千瓦×2系统试验项目1993年10月13日(星期三)-16日(星期六)时期从17点(或者16点30分)到第二天同一时间单位千瓦</tables>注标记*表示除霜冻值表2所示(详细地)是在A商店进行的现场试验结果，特别在持续工作24小时中每30分钟记录一次电耗。因冷藏或冷冻室的原因，A商店在无任何干扰因素情况下于午间关闭。在这一时间里，致冷系统继续进行以平衡正常的热量。很显然，致冷系统的运行是考虑到了只要商店开门产生的干扰因素。因干扰因素引起的波动在表2中表示的很清楚。图2是图示了这种波动。在图2中，在从中午到晚上这段时间内，商店吸收许多顾客，相应地对致冷系统的干扰因素就增加了。结果，电耗很快增加。甚至在这一时间里本发明的致冷系统较之常规的致冷系统有非常明显的节电效果。由A商店中现场试验所得到的本发明的致冷系统及常规的致冷系统的操作资料图示在表3中。根据常规致冷系统的操作资料，气体冷冻剂的空吸压重复地在最低值0.7公斤/厘米2和最高值2.3公斤/厘米2间波动。根据本发明的致冷系统的操作资料，致冷系统的空吸压大体保持在3公斤/厘米2指标压力值上。这些资料证明作为本发明最主要特征的控制装置取得了充分的控制效果。这些资料也证明了通过保持气体冷冻到的空吸压达到指标值的方式控制致冷系统运行的目的。在B到F这五个商店所进行的现场试验结果与上述在A商店所做的现场试验结果相似。从A到F六个商店中得到的现场试验结果也表明本发明的系统比常规系统在低得多的等级上可保持系统正常运行的霜冻量和次数。相应地，本发明的致冷系统的评估就比常规致冷系统的容易，这也同样适用维修的方便方面。对本发明的冷藏系统来说操作相互并联而有不同冷冻容量的大部分子程序来达到冷却冷藏或冷冻室或仓库的目的是相对容易的。这种并联的操作提高节能效果。三相感应发动机可由一相位的感应发动机替代。对本发明的致冷系统来说，用直流发动机为驱动发动机是容易的。本文所介绍的本发明的独特构造有下述效果。本发明的致冷系统中的控制装置使气体冷冻到的空吸压保持在指标值上，这样致冷系统有很显著的节能效果并使冷藏或冷冻室或仓库里的温度保持在对冷藏或冷冻室或仓库里所要保存的货物最适宜的水平上。由于本发明的致冷系统，霜冻的量和次数变化不大、因此使维修保养相应的变得方便了。冷冻容量控制信号被实时校正，因此冷冻的承载变化可准确得到。附图标号识别1发明致冷系统2控制机构3压力传感器4压缩机7控制单元8目标压力设置装置9倒相器11驱动发动机13频率控制信号14电压控制信号21输出电流信号权利要求1.一种致冷系统具有一个压缩气体冷冻剂的压缩机，驱动所述压缩机的驱动发动机，一个致冷装置，一个膨胀阀门和一个蒸发器，其中蒸发器通过导管和所述压气机的空吸口相连，其特征是有一个控制装置，在所述压缩机和蒸发器间有一个压力传感器适宜在预定时间间隔上实时探测所述气体冷冻剂的空吸压，一个具有指标压力设置装置的控制设备并且接收测出的所述空吸压值；所述控制设备有一个程序设计为根据负反馈实时处理所述冷冻容量控制信号而分段校正冷冻容量控制信号，负反馈随所述指标压设置装置设置的指标压和所述气体冷冻剂的空吸压间的差异而定，倒相器一方面向所述控制设备输出信号且接收所述冷冻容量控制信号，另一方面向所述驱动发动机输入信号。2.根据权利要求1所述的致冷系统，其特征是所述驱动发动机装有一个感应发动机。3.根据权利要求1或2所述的致冷系统，其特征是所述冷冻容量控制信号是一个具有频率控制信号和电压控制信号的混合信号。4.根据权利要求1至3中任一项所述的致冷系统，其特征是校正所述冷冻容量控制信号的所述程序为一个混合程序，具有一子程序，根据负反馈实时处理所述频率而分段校正所述频率控制信号的频率，负反馈随所述指标压和气体冷冻剂所述空吸压间的差异而定，还有一子程序与所述实时处理频率同步而分段校正所述电压控制信号的电压。5.根据权利要求1至4的任一项所述的致冷系统，其特征是校正电压控制信号电压的所述子程序为一混合程序，含有一个子程序与实时处理频率同步，来计算与所述驱动发动机相连的等效电路的阻抗，以及一个子程序用于将所述倒相器中出来的所述输出电流信号的电流乘以所述阻抗。全文摘要本发明的目的是提供一种改进的致冷系统可实现显著节能效果；同时，使冷藏或冷冻室内的温度对冷藏或冷冻室这样空间中需保存的特别类型或性能的货物来说保持在最低的水平上。冷藏系统中的控制装置根据先前所定指标压和本系统操作中气体冷冻剂的实际空吸压间的差异来控制冷冻容量，使气体冷冻剂的空吸压可保持在令人满意可变的水平上并且可显著提高本系统的能量效率。文档编号F25B1/00GK1153276SQ9512048公开日1997年7月2日申请日期1995年12月25日优先权日1995年12月25日发明者山川胜己,仲喜久雄申请人:田岛工程株式会社