一种新型溴化锂吸收式制冷机组及其制冷量调节方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械制造及控制技术领域，尤其涉及一种新型溴化锂吸收式制冷机组及其制冷量调节方法。
【背景技术】
[0002]溴化锂吸收式制冷机运行费用低，无运动部件，寿命长，无噪声，符合节能和环保的要求，有着广泛的应用前景。但是目前溴化锂吸收式制冷机由于技术能力发展水平限制，对于驱动热源的温度要求比较高，而目前的一般太阳能集热器只能提供低品质热源，无法达到其所需温度，效率相对较低，导致难以在市场上推广。机组控制系统的核心为能量调节系统，其主要目标是使外界所需要的热负荷同该溴化锂制冷机组的制冷量时刻匹配，体现在机组的冷媒水出口温度上，由于外界所需热负荷是存在波动的，所以对机组的制冷量要求也相应有所变化，能量调节系统需要根据驱动热源、溶液循环量的监测和调节，来经济稳定的满足系统的运行要求。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种新型溴化锂吸收式制冷机组及其制冷量调节方法，用以有效地提高低温热源驱动下的溴化锂吸收式制冷机的制冷效率，降低制冷系统所需最低驱动热源温度，促进其市场推广化。
[0004]本发明提供的新型溴化锂吸收式制冷机组是通过如下技术方案实现的:
[0005]一种新型溴化锂吸收式制冷机组，包括设置在高压腔体内的发生器和冷凝器、设置在低压腔体内的蒸发器和吸收器、为发生器提供热水的太阳能集热器循环供热系统、溶液热交换器、PLC控制系统、连接PLC控制系统的触摸屏显示器，所述蒸发器用于与目标冷媒水换热，所述太阳能集热器循环供热系统包括通过管路依次连接形成热水循环回路的太阳能集热器、热水电控调节阀、热水栗、发生器进口温度变送器、流量变送器、发生器出口温度变送器，所述热水电控调节阀、发生器进口温度变送器、流量变送器、发生器出口温度变送器均与PLC控制系统电路连接；
[0006]所述溶液热交换器与吸收器之间通过管道设置有将溴化锂稀溶液经溶液热交换器栗送至发生器的溶液栗，所述溶液栗通过变频器与PLC控制系统电路连接；
[0007]所述蒸发器的目标冷媒水入口管道上设置有蒸发器进口温度变送器，所述蒸发器的目标冷媒水出口管道上设置有蒸发器出口温度变送器。
[0008]进一步地，还包括超声强化装置，所述超声强化装置的换能器直接安装于所在高压腔体底部，超声波强化装置用超声空化效应，强化发生器内溴化锂-水溶液的传质传热过程；
[0009]进一步地，所述超声强化装置产生频率为20kHz以上，工作功率为10w以上。
[0010]进一步地，所述换能器的数量多I个，当数量超过I个时，相邻换能器之间的安装位置间隔相等且不小于100mm，具体可根据机组规模和高压腔体结构及其底部面积而适当调整，安装方式可以为高强度胶水，机械安装，磁性吸附。
[0011]进一步地，所述热水电控调节阀与PLC控制系统之间采用闭环控制系统，以提高对热水电控调节阀的调节精度。
[0012]本发明提供的新型溴化锂吸收式制冷机组的制冷量调节方法通过如下方案实现的:
[0013]一种如所述新型溴化锂吸收式制冷机组的制冷量调节方法，包括步骤:
[0014]DPLC控制系统将蒸发器出口温度变送器实时获取的所述蒸发器的目标冷媒水出口的实际温度Tr与通过触摸屏显示器设定的设定温度Ts进行比较；
[0015]2)若1°C彡Tr-Ts < 5°C时，PLC控制系统首先采用循环液变频调速模式，即调用PID算法调整变频器频率，使变频器作用于与其连接的溶液栗，通过溶液栗控制机组溴化锂稀溶液的循环流速，进而调节制冷量，直到I Tr-Ts I < 1°C。
[0016]进一步地，若|Tr-Ts|彡5 °C时，还包括步骤:
[0017]3)检查热水电控调节阀(6)和变频器的工作状态，判断机组工作状态和热水电控调节阀(6)静止时间，以保证不会调节过度和避免频繁操作热水电控调节阀；
[0018]4)若机组未处于全负荷工作状态且热水电控调节阀(6)静止已达3分钟，则同时启动调节热水供给量模式，即PLC控制系统产生信号，所述信号使得热水电控调节阀(6)开度增加或减少5%，通过对制冷量调节方法进行优化，即采用循环液变频调速技术与热水供给量调节模式智能结合的方式，综合调节目标冷媒水出口温度，提高调解效率和精度；
[0019]5)热水电控调节阀(6)开度到位后静止3分钟，接着PLC控制系统将蒸发器出口温度变送器(I)实时获取的所述蒸发器(13)的目标冷媒水出口的实际温度Tr与通过触摸屏显示器设定的设定温度Ts进行比较，若ITr-TsI < 1°C时，则完成制冷量调节，否则，则返回步骤3)。
[0020]进一步地，当实际温度Tr高于设定温度Ts时，如果变频器频率跟热水电控调节阀开度已达上限，则机组维持当前工作状态；当实际温度Tr低于设定温度Ts时，如果变频器频率跟热水电控调节阀开度已达下限，则PLC控制系统启动黄色报警信号，同时机组停机，停止制冷进行稀释，起到保护系统以免发生结晶及其他故障的作用。
[0021]进一步地，所述PLC控制系统产生信号控制热水电控调节阀开度时，热水电控调节阀通过闭环控制系统及时将当前开度反馈回PLC控制系统，所述PLC根据反馈数据判断并确保热水电控调节阀到达目标开度时停止，形成闭环控制，以提高对热水电控调节阀的调节精度。
[0022]相比现有技术，本发明具如下有益效果:
[0023]本发明提出的新型溴化锂吸收式制冷机组及其制冷量调节方法，组成结构上，溴化锂机组在一般基础上，加装了超声波强化装置，利用超声空化效应，强化发生器内溴化锂-水溶液的传质传热过程；制冷量调节方法上，通过对制冷量调节方式进行优化，采用循环液变频调速技术与热水供给量调节模式智能结合，综合调节目标冷媒水出口温度。这种新型溴化锂吸收式制冷机组，有效地提高低温热源驱动下的溴化锂吸收式制冷机的制冷效率，降低制冷机组所需的最低驱动热源温度，更有效经济的实现制冷量调节目标，且不会破坏系统稳定运行特性。该调节方法适用于低温热水驱动的太阳能吸收式制冷系统，从而增强太阳能空调的制冷效果，促进其市场推广。【附图说明】:
[0024]图1是本发明实施例的新型溴化锂制冷机组的结构示意图。
[0025]图2是本发明实施例的新型溴化锂制冷机组超声波强化装置的换能器安装侧视示意图。
[0026]图3是本发明实施例的新型溴化锂制冷机组超声波强化装置的换能器安装立体示意图。
[0027]图4是本发明实施例的新型溴化锂吸收式制冷机组制冷量调节方法总体方案图。
[0028]图5是本本发明实施例的新型溴化锂吸收式制冷机组制冷量调节方法的详细流程图。
[0029]附图标记包括:1_蒸发器出口温度变送器；2_蒸发器进口温度变送器；3-超声强化装置；4_发生器出口温度变送器；5_太阳能集热器；6_热水电控调节阀；7_热水栗；8-发生器进口温度变送器；9_流量变送器；10_发生器；11_高压腔体；12_冷凝器；13_蒸发器；14_吸收器；15_低压腔体；16_溶液栗；17_溶液热交换器；18_换能器。
【具体实施方式】
[0030]为了更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方法作进一步的说明，但本发明要求保护的范围不局限于此。
[0031]实施例一
[0032]如图1所示，本实施例在一台以85°C热水驱动的设计制冷量为1KW的小型太阳能溴化锂吸收式制冷机的一般结构基础上，加装了超声波强化装置，利用超声空化效应，强化发生器内溴化锂-水溶液的传质传热过程，具体如下:
[0033]一种新型溴化锂吸收式制冷机组，包括设置在高压腔体11内的发生器10和冷凝器12、设置在低压腔体15内的蒸发器13和吸收器14、为发生器10提供热水的太阳能集热器循环供热系统、溶液热交换器17、PLC控制系统、连接PLC控制系统的触摸屏显示器，所述蒸发器13用于与目标冷媒水换热，所述太阳能集热器循环供热系统包括通过管路依次连接形成热水循环回路的太阳能集热器5、热水电控调节阀6、热水栗7、发生器进口温度变送器8、流量变送器9、发生器出口温度变送器4，所述热水电控调节阀6、发生器进口温度变送器8、流量变送器9、发生器出口温度变送器4均与PLC控制系统电路连接，同时所述热水电控调节阀6与PLC控制系统之间采用闭环控制系统，以提高对热水电控调节阀的调节精度；
[0034]所述溶液热交换器16与吸收器13之间通过管道设置有将溴化锂稀溶液经溶液热交换器17栗送至发生器10的溶液栗16，所述溶液栗16通过变频器与PLC控制系统电路连接;
[0035]所述蒸发器13的目标冷媒水入口管道上设置有蒸发器进口温度变送器2，所述蒸发器13的目标冷媒水出口管道上设置有蒸发器出口温度变送器I。
[0036]具体来说，本实施例还包括超声强化装置3，所述超声强化装置3的换能器18直接安装于所在高压腔体11底部，超声波强化装置用超声空化效应，强化发生器内溴化锂-水溶液的传质传热过程；所示超声强化装置产生频率采用25kHz，工作功率采用500w，采用5个换能器18，直接安装于发生器10所在高压腔体底部，不同换能器18之间安装位置间隔为250mm，安装方式采用磁性吸附(见如2和图3)。该超声强化装置的工作方式为随机组启停，机组制冷期间持续运行。
[0037]本实施例提供的制冷机组利用太阳能集热器5将太阳能转化为热能进行水的加热，为机组的发生器10提供热水。当溴化锂制冷机工作时，工质吸收来自热水的热量，并产生制冷剂蒸汽，制冷剂蒸汽流动到冷凝器12中被冷却水吸收热量，凝结成液体，然后经过节流阀降压进入低压腔体15内被蒸发器13吸热蒸发，带走了外界冷媒水的热量，使其降温，降温后的外界冷媒水进入室内机中产生制冷效应。而蒸发产生的冷剂水蒸汽流动进入吸收器14