桶泵机组及具有其的空调系统、桶泵机组控制方法与流程

文档序号:15176445发布日期:2018-08-14 18:28阅读:1740来源:国知局

本发明涉及空气调节设备领域,具体而言,涉及一种桶泵机组及具有其的空调系统、桶泵机组控制方法。



背景技术:

氟桶泵机组作为一种空气调节设备,因节能性优越被广泛应用于化工、化肥、食品、医药等行业。但现有的氟桶泵机组存在一些不足,例如,氟桶泵机组的供液量固定或手动控制,制冷量与实际负荷不匹配,造成库内温度波动大;可靠性不高,一旦故障需停产检修;搬运困难等。

如现有的一种单桶单泵桶泵机组,因只有一台屏蔽泵,使得该单桶单泵桶泵机组在运行时一旦出现故障,就需要使整个机组停止运行,以对机组进行检修。而整个机组停运造成生产效率下降的问题。

此外,由于屏蔽泵需要依靠静压差吸液,使得机组整体的重心较高,存在机组可靠性差,容易倾覆的问题;而且在进行机组移动和搬运过程中,由于机组容易倾覆而使得无法进行吊装,只能将机组拆分后搬运。这种搬运方式一方面是搬运费时费力,另一方面是再次组装的过程可能会影响机组质量和运行可靠性。



技术实现要素:

本发明旨在提供一种桶泵机组及具有其的空调系统、桶泵机组控制方法,以解决现有技术中的桶泵机组的制冷量适应性不好的问题。

本发明提供了一种桶泵机组,其包括:安装框架;屏蔽泵组,屏蔽泵组设置在安装框架上,屏蔽泵组包括控制器和至少两台并联设置的屏蔽泵,至少一个屏蔽泵为变频屏蔽泵,控制器与变频屏蔽泵连接,并可根据获取的温度信号控制变频屏蔽泵的工作频率。

可选地,屏蔽泵组的所有屏蔽泵均为变频屏蔽泵,控制器分别与各变频屏蔽泵连接,并根据获取的温度信号控制连接的各变频屏蔽泵启动或者停止,和/或控制连接的各变频屏蔽泵的工作频率变化或维持。

可选地,当温度信号指示当前制冷量小于设定制冷量时,若处于工作状态的各变频屏蔽泵的工作频率为最大工作频率,则控制器控制处于停止状态的变频屏蔽泵中的一个变频屏蔽泵启动,并调节启动的变频屏蔽泵的工作频率,直至温度信号指示当前制冷量等于设定制冷量,或者控制所有变频屏蔽泵均处于工作状态,且工作频率为最大工作频率。

可选地,当温度信号指示当前制冷量大于设定制冷量时,若处于工作状态的各变频屏蔽泵的工作频率为最大工作频率,则控制器控制处于工作状态的变频屏蔽泵中的一个变频屏蔽泵停止,并调节处于工作状态的变频屏蔽泵中的另一个变频屏蔽泵的工作频率,直至温度信号指示当前制冷量等于设定制冷量,或者所有变频屏蔽泵均处于停止状态。

可选地,安装框架包括上部承载架、下部承载架和连接立柱,上部承载架和下部承载架通过连接立柱连接,且相互间隔设置,屏蔽泵组的各屏蔽泵均设置在下部承载架上。

可选地,上部承载架上设置有至少两个供叉车搬运的叉运孔。

可选地,桶泵机组还包括低压循环贮液桶,低压循环贮液桶连接在上部承载架上,各屏蔽泵位于低压循环贮液桶的下方,且与低压循环贮液桶连接。

可选地,桶泵机组还包括隔热垫板,低压循环贮液桶通过隔热垫板连接在上部承载架上。

可选地,上部承载架上设置有至少两组吊装用主吊耳组,低压循环贮液桶的上部设置有至少一个吊装用辅助吊耳。

可选地,桶泵机组还包括电控箱,电控箱固定连接在安装框架的外壁上,且位于低压循环贮液桶的下方。

根据本发明的另一方面,提供一种空调系统,其包括上述的桶泵机组。

根据本发明的另一方面,提供一种桶泵机组控制方法,其特征在于,方法用于控制上述的桶泵机组,方法包括:控制器根据获取的温度信号控制各屏蔽泵启动或者停止,和/或控制连接的各屏蔽泵中的变频屏蔽泵的工作频率变化或维持。

可选地,当温度信号指示当前制冷量小于设定制冷量时,若处于工作状态的各变频屏蔽泵的工作频率为最大工作频率,则控制器控制处于停止状态的屏蔽泵中的一个屏蔽泵启动;若启动的屏蔽泵为变频屏蔽泵,则调节启动的变频屏蔽泵的工作频率,直至温度信号指示当前制冷量等于设定制冷量,或者所有屏蔽泵均处于工作状态,且所有变频屏蔽泵的工作频率为最大工作频率。

可选地,当温度信号指示当前制冷量大于设定制冷量时,若处于工作状态的各变频屏蔽泵的工作频率为最大工作频率,则控制器控制处于工作状态的屏蔽泵中的一个停止,并调节处于工作状态的变频屏蔽泵中的另一个变频屏蔽泵的工作频率,直至温度信号指示当前制冷量等于设定制冷量,或者所有屏蔽泵均处于停止状态。

根据本发明的桶泵机组及具有其的空调系统、桶泵机组控制方法,该桶泵机组采用至少两台屏蔽泵进行多倍强制供液(冷媒),可以加大管(蒸发器换热管)内侧放热系数,充分湿润管(蒸发器换热管)子的内表面,增加有效制冷面积,并让过热面积也成为有效制冷面积,大大提高了配合使用的蒸发器制冷能力,从而提升了桶泵机组的制冷能力。此外,屏蔽泵组中的至少一台屏蔽泵为变频屏蔽泵,控制器能够根据获取的温度信号控制变频屏蔽泵的工作频率,从而调节供液量,进而调节制冷量,节省能源且保证满足使用需求。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1是根据本发明的桶泵机组的立体结构示意图;

图2是根据本发明的桶泵机组的安装框架处的局部放大立体结构示意图;

图3是根据本发明的桶泵机组的安装框架的立体结构示意图;

图4是根据本发明的桶泵机组吊装状态示意图;

图5是根据本发明的桶泵机组系统冷媒流路示意图;

图6是根据本发明的桶泵机组自适应供液控制逻辑示意图。

附图标记说明:

1、安装框架;2、变频屏蔽泵;3、低压循环贮液泵;31、;32、液位传感器;33、压缩机吸气接口;34、辅助吊耳;35、冲霜回液接口;36、蒸发器接口;37、回液管组件;4、垫板;5、吊耳;6、电控箱;7、供液总管;8、冷媒提纯装置;11、上部承载架;111、安装梁;112、加强条;113、叉运孔;12、下部承载架;122、加强筋;13、立柱;15、电控箱安装梁;16、屏蔽泵安装梁。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图6所示,根据本发明的实施例,桶泵机组包括安装框架1和屏蔽泵组,屏蔽泵组设置在安装框架1上,屏蔽泵组包括控制器和至少两台并联设置的屏蔽泵,至少一个屏蔽泵为变频屏蔽泵2,控制器与变频屏蔽泵2连接,并可根据获取的温度信号控制变频屏蔽泵2的工作频率。

该桶泵机组采用至少两台屏蔽泵进行多倍强制供液(冷媒),可以加大管(蒸发器换热管)内侧放热系数,充分湿润管(蒸发器换热管)子的内表面,增加有效制冷面积,并让过热面积也成为有效制冷面积,大大提高了配合使用的蒸发器制冷能力,从而提升了桶泵机组的制冷能力。此外,屏蔽泵组中的至少一台屏蔽泵为变频屏蔽泵2,控制器能够根据获取的温度信号控制变频屏蔽泵2的工作频率,从而调节供液量,进而调节制冷量,节省能源且保证满足使用需求。

在本实施例中,该桶泵机组为氟桶泵机组。当然,在其他实施例中,该桶泵机组可以是其他合适的桶泵机组,该桶泵机组可以采用其他适当的冷媒。

下面以氟桶泵机组为例进行说明:

可选地,在本实施例中,屏蔽泵组的所有屏蔽泵均为变频屏蔽泵2,控制器分别与各变频屏蔽泵2连接,并根据获取的温度信号控制连接的各变频屏蔽泵2启动或者停止,和/或控制连接的各变频屏蔽泵2的工作频率变化或维持。这样控制器能够根据获取的温度信号实现自适应供液,更加灵活地控制各个变频屏蔽泵2,使其工作或者停止,并可以调节各个变频屏蔽泵2的工作频率,满足不同的制冷量需求,且适应性更好。

其中,如图6所示,自适应供液原理为:通过检测库房温度,生成温度信号,控制器获取该温度信号后,根据温度信号指示的库温所处范围,决定变频屏蔽泵2的工作频率是否变化(例如,升高工作频率、降低工作频率或者维持工作频率),从而控制变频屏蔽泵2的供液量的多少,达到精准供液、精确控温的目的。

具体地,可以根据下述公式控制变频屏蔽泵2的工作频率:

δfk=fk-fk-1=kp(δtk-δtk-1)+kiδtk+kd(δtk-2δtk-1+tk-2)

其中,δfk用于指示频率变化量;k用于指示周期;kp用于指示比例系数;ki用于指示积分系数;kd用于指示微分系数;δtk用于指示温度变化量;fk用于指示当前周期工作频率;fk-1用于指示前一周期工作频率。

如图6所示,控制器获取温度信号后,若温度信号指示的库温t小于库房设定温度ts与控温精度δt的差,则控制变频屏蔽泵2的工作频率降低,减少供液,并返回获取温度信号的步骤。若温度信号指示的库温t大于库房设定温度ts与控温精度δt的差且小于库房设定温度ts与控温精度δt的和,则维持变频屏蔽泵2的工作频率不变,保持供液量不变,并返回获取温度信号的步骤。若温度信号指示的库温t大于库房设定温度ts与控温精度δt的和,则增加变频屏蔽泵2的工作频率,增大供液量,并返回获取温度信号的步骤。

此外,由于采用变频屏蔽泵2强制供液,加大了管内侧放热系数,充分湿润管子的内表面,增加有效制冷面积,并让过热面积也成为有效制冷面积,大大提高了蒸发器制冷能力,同时避免了由于供液过度或供液不足带来的能效损耗,因而制冷能力大,节能性优越,相比现有的机组可以节能20%-30%。

可选地,由于变频屏蔽泵多台并联,每台可单独运行,也可协同运行,因此可以根据负荷大小,决定变频屏蔽泵2运行台数,从而适应负荷,且延长各个变频屏蔽泵的使用寿命。

例如,若变频屏蔽泵2的台数为ni(i为自然数),库温为t,库房设定温度为ts,控温精度为δt。

则进行适应性控制时,当温度信号指示当前制冷量小于设定制冷量(即库温t>ts+δt)时,若处于工作状态的各变频屏蔽泵2的工作频率为最大工作频率,则控制器控制处于停止状态的变频屏蔽泵2中的一个变频屏蔽泵2启动,并调节启动的变频屏蔽泵2的工作频率,直至温度信号指示当前制冷量等于设定制冷量,或者所有变频屏蔽泵2均处于工作状态,且工作频率为最大工作频率。

换而言之,当有nj台变频屏蔽泵2同时全频运行,若还不能满足制冷负荷需求,即库温t>ts+δt,则控制器控制第nj+1台变频屏蔽泵2启动运行,并调整第nj+1台变频屏蔽泵2的工作频率,若第nj+1台变频屏蔽泵2全频运行仍不满足制冷负荷需求,即库温t>ts+δt,则控制器控制第nj+2台变频屏蔽泵启动运行,并调整第nj+2台变频屏蔽泵2的工作频率,以此类推,直至满足库温需求,或所有变频屏蔽泵2都全频工作。

相反地,当温度信号指示当前制冷量大于设定制冷量时,若处于工作状态的各变频屏蔽泵2的工作频率为最大工作频率,则控制器控制处于工作状态的变频屏蔽泵2中的一个变频屏蔽泵2停止,并调节处于工作状态的变频屏蔽泵2中的另一个变频屏蔽泵2的工作频率,直至温度信号指示当前制冷量充足,或者所有变频屏蔽泵2均处于停止状态。

例如,当有nj台变频屏蔽泵2同时全频运行时,若库温t<ts+δt时,则控制器控制第nj台变频屏蔽泵2停止运行,并调整第nj-1台变频屏蔽泵2的工作频率,若仍大于实际制冷负荷需求,则控制第nj-1台变频屏蔽泵2停止运行,并控制调整第nj-2台变频屏蔽泵2的工作频率,以此类推,直至满足库温要求或所有变频屏蔽泵2停止工作。

可选地,为均衡各变频屏蔽泵2的工作时间,各变频屏蔽泵2按设定规则启动或停止,例如,各个变频屏蔽泵2轮值值守。

如图1-3所示,在本实施例中,桶泵机组除变频屏蔽泵2外,还包括安装框架1、冷媒提纯装置8、吊耳5、隔热垫板4、低压循环贮液桶3、回液管组件37、电控箱6、供液总管7及其他管路件、阀件、控制元件等。

下面对各部件详细说明如下:

安装框架1作为桶泵机组的骨架,起安装承载作用。桶泵机组的构件可以安装在其上,同时安装框架1还可以供叉车叉装、吊车吊装使用,方便安装框架1整体运输。

例如,如图3所示,安装框架1包括上部承载架11、下部承载架12和连接立柱13,上部承载架11和下部承载架12通过连接立柱13连接,且相互间隔设置,屏蔽泵组的各屏蔽泵均设置在下部承载架12上。

在本实施例中,安装框架1采用槽钢或方钢合围形成。上部承载架11为矩形框架,由4个横梁依次首尾相接构成。该横梁可以有方钢或槽钢形成

为了便于安装和承载其他构件,在上部承载架11上设置有至少一个安装梁111。为了提升上部承载架11的结构强度,上部承载架11的各个横梁上设置有加强板112。

可选地,上部承载架11上设置有至少两个供叉车搬运的叉运孔113。例如,在上部承载架11的至少两个相互平行的横梁上设置叉运孔113,以方便叉车搬运,防止桶泵机组倾倒,解决现有的桶泵机组只能进行分拆搬运、不能整机搬运的问题。

可选地,为了便于吊装搬运桶泵机组,上部承载架11上设置有至少两组吊装用主吊耳组。各主吊耳组包括两个间隔设置的主吊耳5。主吊耳5可供吊装机组使用;

下部承载架12的结构与上部承载架11的结构类似,在此不再赘述。需要说明的是,为了提升下部承载架12的结构强度,且适应构件安装需求,下部承载架12内还设置有屏蔽泵安装梁16,其可以供安装变频屏蔽泵使用,其位于安装框架1底部,便于屏蔽泵安装,有利于降低机组重心,同时有利于提高低压屏蔽泵内的冷媒液静压差,克服管路流程阻力,避免低压屏蔽泵吸液不足或吸空。

可选地,为了提升安装框架1整体的结构可靠性,下部承载架12与立柱13之间设置有加强筋122。

可选地,为了便于承载电控箱6,安装框架1还包括电控箱安装梁15。电控箱安装梁15固定连接在立柱13的外侧。

在本实施例中,由于将变频屏蔽泵2设置在下部承载架12上,因此可以降低桶泵机组整体的重心高度,从而使桶泵机组的稳定性更好,有效避免搬运过程中造成机组倾倒。如图1和2所示,多个变频屏蔽泵2并联安装在安装框架1的下部承载架12上。变频屏蔽泵2作为系统供液的动力源,与供液总管7连接,为系统供液,且可起多倍强制供液作用。

冷媒提纯装置8安装在安装框架1的上部承载架11的前右位置,主要起油、汽分离,提纯冷媒的作用。

在本实施例中,桶泵机组的低压循环贮液桶3连接在上部承载架11上,各屏蔽泵位于低压循环贮液桶3的下方,且与低压循环贮液桶3连接。

可选地,如图2所示,低压循环贮液桶3通过隔热垫板4连接在上部承载架11上。隔热垫板4设置在低压循环贮液桶3之下,起支撑、隔热作用,可防止冷桥形成。利用经特殊处理(如防腐浸泡处理)的低导热系数硬木作为隔热垫板,起支撑、隔热作用,阻断低压循环贮液桶3冷量经垫板流向安装框架1的路径,防止产生冷桥效应,利于节能。

具体地,在本实施例中,隔热垫板4为二块,位于低压循环贮液桶3与安装框架1之间,三者用螺栓组联接。隔热垫板4可以由硬木制成,并经过浸渍沥青等防腐处理。硬木有很好的强度、刚度,可以起支撑作用;硬木导热系数极低,可以阻断低压循环贮液桶3冷量经垫板流向安装框架,防止产生冷桥效应,利于节能。

低压循环贮液桶3通过隔热垫板4安装在安装框架1上,低压循环贮液桶3起汽液分离、冷媒贮存作用。在低压循环贮液桶3上设置有低位液位开关、中位液位开关、高位液位开关分别起控制低、中、高液位作用,最高液位时报警提示。其上还设置有液位计31供观察液位用。液位传感器32起液位检测作用。低压循环贮液桶3上的压缩机吸气接口33、冲霜回液接口35、蒸发器接口36和回液管组件37等的作用与常规作用类似在此不再赘述。

可选地,低压循环贮液桶3的上部设置有至少一个吊装用辅助吊耳34。辅助吊耳34焊接于低压循环贮液桶3上,作用有二:一是吊装低压循环贮液桶3时单独作用,二是在桶泵机组吊装时起辅助吊装用,防止吊装时机组倾倒。

桶泵机组的电控箱6固定连接在安装框架1的外壁上,且位于低压循环贮液桶3的下方。例如,电控箱6安装于安装框架左上方、低压循环贮液桶3之下,它是机组的控制中枢用于进行自动化控制。

如图5所示,该桶泵机组的冷媒在机组的流程为:来自蒸发器的冷媒汽液混合物在低压循环贮液桶3内进行汽液分离,汽态冷媒流向压缩机吸气口33,液态冷媒与来自冲霜回液接口35回流的冷媒液贮存在低压循环贮液桶3内,在静压差作用下充满变频屏蔽泵2的吸液口,在屏蔽泵离心力驱动下,冷媒液沿管路流向冷库的各蒸发器,实现制冷、控温。

在本实施例中,主吊耳5供吊装使用,与低压循环贮液桶3上的辅助吊耳34共同作用,可以防止机组因重心过高造成机组吊装倾倒。上述的叉运、吊装结构可以改变现有的机组难以搬运的现状。如图4所示,一种桶泵机组吊装方案,图中虚线所示为吊绳。氟桶泵机组因需要较大静压差,以便屏蔽泵吸液,使得机组高度尺寸大,重心高,机组吊装极易倾倒。为了避免这种现现象发生,通常采取低压循环贮液桶3、框架部件等拆分装运,现场组装,这样不仅增加工程作业量,产品质量也难以确保。通过采用垂直向双层吊耳结构:上层的辅助吊耳34进行辅助吊装,可以防止倾倒,下层4个主吊耳5起主要吊装作用,承载受力。这种吊装结构方便生产、运输、安装、维修过程搬运作业,确保产品质量同时,避免安全事故发生。

根据本发明的另一方面,提供一种空调系统,其包括上述的桶泵机组。该空调机组的桶泵机组不仅可以实现精确供液,还可以进行多倍强制供液,加大了管内侧放热系数,充分湿润管子的内表面,增加有效制冷面积,并让过热面积也成为有效制冷面积,大大提高了蒸发器制冷能力,同时避免了由于供液过度或供液不足带来的能效损耗,因而制冷能力大,节能性优越,相比现有的机组可以节能20%-30%。

根据本发明的另一方面,提供一种桶泵机组控制方法,方法用于控制上述的桶泵机组,方法包括:

控制器根据获取的温度信号控制各屏蔽泵启动或者停止,和/或控制连接的各屏蔽泵中的变频屏蔽泵2的工作频率变化或维持。

该控制方法通过控制各屏蔽泵的启动或停止,和/或控制变频屏蔽泵2的工作频率变化或维持可以调节整个桶泵机组的制冷量,从而匹配负荷,既满足冷量需求,又避免能源浪费。

由于桶泵机组可以包括多个屏蔽泵,且所有屏蔽泵中至少包括一个变频屏蔽泵2,故而为了保证控制效率和准确性,当温度信号指示当前制冷量小于设定制冷量时,控制器可以先提高处于工作状态的变频屏蔽泵2的工作频率,直至温度信号指示当前制冷量满足设定制冷量。

若处于工作状态的各变频屏蔽泵2的工作频率为最大工作频率,而温度信号仍指示当前制冷量小于设定制冷量,则控制器控制处于停止状态的屏蔽泵中的一个屏蔽泵(可以是定频屏蔽泵也可以是变频屏蔽泵)启动。

若启动的屏蔽泵为变频屏蔽泵2,则调节启动的变频屏蔽泵2的工作频率,直至温度信号指示当前制冷量等于设定制冷量,或者所有屏蔽泵均处于工作状态,且所有变频屏蔽泵2的工作频率为最大工作频率。

当温度信号指示当前制冷量大于设定制冷量时,若处于工作状态的各变频屏蔽泵2的工作频率为最大工作频率,则控制器控制处于工作状态的屏蔽泵中的一个(可以是定频屏蔽泵,也可以是变频屏蔽泵)停止,并调节(如降低)处于工作状态的变频屏蔽泵2中的一个变频屏蔽泵2的工作频率,直至温度信号指示当前制冷量等于设定制冷量,或者所有屏蔽泵均处于停止状态。

该控制方法可以自适应供液,通过检测库房温度,按照库温所处范围,决定变频屏蔽泵频率升降或维持,从而控制供液量的多少,达到精准供液、精确控温的目的。

根据本发明的桶泵机组及具有其的空调系统、桶泵机组控制方法具有如下技术效果:

利用变频屏蔽泵,解决了不能精准供液,造成过度供液或供液不足,库温波动大的问题,使制冷能力与实际负荷匹配,精确控制库房温度。

采用二台以上变频屏蔽泵并联供液,每台可以单独运行,也可以协同运行,某台泵发生故障,不影响整机运行,确保机组运行可靠,且节能性好。

采用垂直向双层吊耳结构形式,防止吊装搬运时因机组重心过高发生倾倒,解决了分拆吊装、不能整机吊装的难题。还可通过叉车叉运使搬运更加方便。

采用电控箱置于低压循环贮液桶之下,框架部件左上的布置形式,方便屏蔽泵装拆检修,利于走管布线。

将屏蔽泵布置在安装框架底部,有利于冷媒液形成静压差,克服部分管程阻力,防止屏蔽泵吸液不足或吸空,提高供液效率,防止泵过热,保护屏蔽泵。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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