多级冷冻装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种多级冷冻装置及其控制方法，所述多级冷冻装置包括依次级联的n级压缩机，n个压缩功效检测单元，n+1个压力检测单元，以及控制单元，n≥2；每个压缩功效检测单元与一级压缩机对应，用于检测该压缩机每次压缩过程中有效做功的比例；n+1个压力检测单元分别设置在n级压缩机的前端、后端，以及每两级压缩机之间，用于检测每级压缩机的进气压力和排气压力；控制单元根据n个压缩功效检测单元和n+1个压力检测单元的检测结果调节n级压缩机的负荷。上述多级冷冻装置可以调节n级压缩机的负荷，使每级压缩机的负荷处于合适的范围之内，避免压缩机的负荷过高，造成压缩机的损坏，以及避免压缩机的负荷过低，造成电能的浪费。

Multi stage freezing device and control method thereof

The invention provides a multistage refrigeration device and control method thereof, wherein the multistage refrigeration device including n compressor in cascade, n compression effect detection unit, a n+1 pressure detection unit and a control unit, n = 2; each compression effect detection unit and a corresponding compression machine, for efficient work compression process the proportion of n+1 in each compressor; a pressure detecting unit are respectively arranged in the front and back of the N compressor, and each of the two stage compressor, for the detection of each stage compressor inlet pressure and exhaust pressure; control unit according to the regulation of N compressor test results of N compression effect detection unit and n+1 pressure detection unit the load. The multi-stage refrigerating device can adjust the N level load of the compressor, the compressor load per level is in the appropriate range, to avoid the damage caused by high load compressor, the compressor, and avoid the load of the compressor is too low, resulting in a waste of electricity.

【技术实现步骤摘要】
多级冷冻装置及其控制方法
本专利技术涉及制冷
，具体地，涉及一种多级冷冻装置及其控制方法。
技术介绍
双级冷冻装置具有两级压缩机，因而其可靠性高、适应性强，能够适应不同工况的需求，因而在化工生产过程中大量应用。公开号为CN102435018A公开了一种冷冻装置，如图1所示，冷冻装置1包括级联的第一级压缩机2和第二级压缩机3，冷凝器4、膨胀阀5和蒸发器6，以及将上述各部件串联在一起的冷媒循环流路7；冷媒循环流路7中的冷媒在第一级压缩机2和第二级压缩机3中被压缩，进入到冷凝器4中冷凝，之后又分别进入到膨胀阀5和蒸发器6中，最终变为低温低压气体，再次进入到第一级压缩机2中，从而形成一个完整的制冷循环过程。上述冷冻装置1中，第一级压缩机2前端设置有吸入压力检测器12，用于检测吸入压力Ps(第一级压缩机2的吸入压力)；在第一级压缩机2和第二级压缩机3之间设置有中间压力检测器13，用于检测中间压力Pm(即第一级压缩机2的吐出压力、第二级压缩机3的吸入压力)；在第二级压缩机3后端设置有吐出压力检测器14，用于检测吐出压力Pd(第二级压缩机3的吐出压力)。在蒸发器6中设置有用于检测冷媒的蒸发温度Te的蒸发温度检测器15。第一级控制装置16根据蒸发温度检测器15检测到的蒸发温度Te，控制第一级压缩机2的转速。第二级控制装置17基于检测得到的吸入压力Ps和吐出压力Pd计算出中间压力的目标值Pms，而后，通过PID控制等方式控制第二级压缩机3的转速，使中间压力Pm与目标值Pms一致。但在上述冷冻装置1中，第一级控制装置16调节第一级压缩机2的转速，第二级控制装置17调节第二级压缩机3的转速，均未考虑第一级压缩机2、第二级压缩机3本身的负荷，在实际中，当压缩机的负荷过大时，会导致压缩机做功过度，驱动压缩机运转的电机过载而损坏，当压缩机的负荷过小时，会导致压缩机做功不足，驱动压缩机运转的电机做功效率低，浪费电能。另外，由于双级冷冻装置的干扰变量多、非线性强、回路间存在负荷的耦合性特点，第二级控制装置17通过的PID控制方式的滞后性大，无法达到较好的控制精度。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种多级冷冻装置及其控制方法，其可以使多级压缩机的负荷处于合适的范围之内，既避免压缩机做功过度，又避免做功不足，使驱动压缩机运转的电机既保持较高的效率，又不会因过载而损坏。为实现本专利技术的目的而提供一种多级冷冻装置，其包括依次级联的n级压缩机，所述n≥2，所述多级冷冻装置还包括n个压缩功效检测单元，n+1个压力检测单元，以及控制单元；每个压缩功效检测单元与一级压缩机对应，用于检测该压缩机每次压缩过程中有效做功的比例；所述n+1个压力检测单元分别设置在所述n级压缩机的前端、后端，以及每两级压缩机之间，用于检测每级压缩机的进气压力和排气压力；所述控制单元根据n个压缩功效检测单元和n+1个压力检测单元的检测结果调节n级压缩机的负荷。其中，所述控制单元在每级压缩机的负荷超出高限设定值，且其与高限设定值之间的差值大于预设阈值范围时，控制所述压缩机的负荷减小。其中，所述控制单元在每级压缩机的负荷小于低限设定值，且其与低限设定值之间的差值大于预设阈值范围时，控制所述压缩机的负荷增大。其中，所述每级压缩机包括第一电磁阀，所述控制单元通过控制第一电磁阀通电，使所述压缩机的负荷减小。其中，所述每级压缩机包括第二电磁阀；所述控制单元通过控制第二电磁阀通电，使所述压缩机的负荷增大。其中，所述n＝2。其中，每级压缩机对应的所述压缩功效检测单元为设置在该压缩机上的能量滑块位移传感器。其中，所述压力检测单元为压力传感器。其中，所述多级压缩机的前端设置有温度检测单元，所述温度检测单元用于检测进入第一级压缩机的气体的温度。其中，所述多级冷冻装置还包括n+1个温度检测单元，所述n+1个温度检测单元分别设置在所述n级压缩机的前端、后端，以及每两级压缩机之间，用于检测每级压缩机的进气温度和排气温度。其中，所述温度检测单元为温度传感器。作为另一个技术方案，本专利技术还提供一种多级冷冻装置的控制方法，其用于调节上述多级冷冻装置中的多级压缩机的负荷，所述多级冷冻装置的控制方法包括：分别检测n级压缩机压缩过程中有效做功的比例的步骤；分别检测n级压缩机的进气压力和排气压力的步骤；根据每级压缩机压缩过程中有效做功的比例，以及其进气压力和排气压力，增加或减小其负荷。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的多级冷冻装置，其根据与n级压缩机分别对应的n个压缩功效检测单元检测n级压缩机每次压缩过程中有效做功的比例，并参照n+1个压力检测单元所检测到的每级压缩机的进气压力和排气压力，调节n级压缩机的负荷，使每级压缩机的负荷处于合适的范围之内，避免压缩机做工过度，导致驱动压缩机运转的电机因过载而损坏，以及避免压缩机的负荷过低，造成驱动压缩机运转的电机做功效率低，导致浪费电能。本专利技术提供的多级冷冻装置的控制方法，其根据检测得到的n级压缩机每次压缩过程中有效做功的比例，并参照检测到的每级压缩机的进气压力和排气压力，调节n级压缩机的负荷，使每级压缩机的负荷处于合适的范围之内，避免压缩机做工过度，导致驱动压缩机运转的电机因过载而损坏，以及避免压缩机的负荷过低，造成驱动压缩机运转的电机做功效率低，导致浪费电能。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为一种现有冷冻装置的结构示意图；图2为本专利技术提供的多级冷冻装置在其实施方式中的示意图。1：冷冻装置；2：第一级压缩机；3：第二级压缩机；4：冷凝器；5：膨胀阀；6：蒸发器；7：冷媒循环流路；12：吸入压力检测器；13：中间压力检测器；14：吐出压力检测器；15：蒸发温度检测器；16：第一级控制装置；17：第二级控制装置；8：控制单元；9、10：能量滑块位移传感器；11：储液器；18：油泵；19：油分离器；20、30：电机；21、22、23：压力传感器；24：温度检测单元。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供一种多级冷冻装置。图2为本专利技术提供的多级冷冻装置在其实施方式中的示意图。如图2所示，在本实施方式中，所述多级冷冻装置1为两级冷冻装置，其包括依次级联的两级压缩机，分别为第一级压缩机2和第二级压缩机3，第一级压缩机2由电机20驱动，第二级压缩机3由电机30驱动。除第一级压缩机2和第二级压缩机3外，所述两级冷冻装置还包括冷凝器4、储液器11、蒸发器6，以及将上述各部件与第一级压缩机2和第二级压缩机3串联在一起的冷媒循环流路7。在实际中，冷媒循环流路7中的冷媒在第一级压缩机2和第二级压缩机3中被压缩，进入到冷凝器4中冷凝，之后又分别进入到储液器11和蒸发器6中，最终变为低温低压气体，再次进入到第一级压缩机2中，从而形成一个完整的制冷循环过程。此外，所述两级冷冻装置还包括润滑油循环流路，其包括与第一级压缩机2和第二级压缩机3连接的油泵18，以及位于冷媒循环流路7上的油分离器19。具体地，在冷媒进入到第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级冷冻装置，包括依次级联的n级压缩机，所述n≥2，其特征在于，所述多级冷冻装置还包括n个压缩功效检测单元，n+1个压力检测单元，以及控制单元；每个压缩功效检测单元与一级压缩机对应，用于检测该压缩机每次压缩过程中有效做功的比例；所述n+1个压力检测单元分别设置在所述n级压缩机的前端、后端，以及每两级压缩机之间，用于检测每级压缩机的进气压力和排气压力；所述控制单元根据n个压缩功效检测单元和n+1个压力检测单元的检测结果调节n级压缩机的负荷。

【技术特征摘要】
1.一种多级冷冻装置，包括依次级联的n级压缩机，所述n≥2，其特征在于，所述多级冷冻装置还包括n个压缩功效检测单元，n+1个压力检测单元，以及控制单元；每个压缩功效检测单元与一级压缩机对应，用于检测该压缩机每次压缩过程中有效做功的比例；所述n+1个压力检测单元分别设置在所述n级压缩机的前端、后端，以及每两级压缩机之间，用于检测每级压缩机的进气压力和排气压力；所述控制单元根据n个压缩功效检测单元和n+1个压力检测单元的检测结果调节n级压缩机的负荷。2.根据权利要求1所述的多级冷冻装置，其特征在于，所述控制单元在每级压缩机的负荷超出高限设定值，且其与高限设定值之间的差值大于预设阈值范围时，控制所述压缩机的负荷减小。3.根据权利要求1所述的多级冷冻装置，其特征在于，所述控制单元在每级压缩机的负荷小于低限设定值，且其与低限设定值之间的差值大于预设阈值范围时，控制所述压缩机的负荷增大。4.根据权利要求1或2所述的多级冷冻装置，其特征在于，所述每级压缩机包括第一电磁阀，所述控制单元通过控制第一电磁阀通电，使所述压缩机的负荷减小。5.根据权利要求1或3所述的多级冷冻装置，其特征在于，所述每级压缩机包括第二电磁阀；所述控制单元通过控制第二电磁阀通电，使所述压缩机...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋永刚，何永健，俞清华，陈鹏，戚海龙，
申请(专利权)人：新特能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65