用于泵桶供液制冷系统的制冷剂质量流量控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于泵桶供液制冷系统的制冷剂质量流量控制系统及方法，所述系统包括：压缩机、冷凝器、节流阀、制冷剂桶、泵、流量控制阀、蒸发器、气液分离器和压力传感器；压缩机、冷凝器、节流阀、制冷剂桶依次通过管路连通成闭合主回路；制冷剂桶、泵、流量控制阀、蒸发器、气液分离器依次通过管路连通成泵桶供液回路。本发明专利技术基于气液分离器第二出口压力与制冷剂桶第三进口压力，获得第一压力差值；基于气液分离器第三出口压力与制冷剂桶第四进口压力，获得第二压力差值；基于第一压力差值、第二压力差值确定制冷系统蒸发器内制冷剂供液量水平，通过流量控制阀实现控制调节，具有易操作、精度高、适用性广和经济性好的优点。

【技术实现步骤摘要】
用于泵桶供液制冷系统的制冷剂质量流量控制系统及方法
本专利技术属于制冷系统
，特别涉及一种用于泵桶供液制冷系统的制冷剂质量流量控制系统及方法。
技术介绍
大型冷库制冷系统多采用泵桶供液的形式给蒸发器供液，且蒸发器出口制冷剂多为两相流体，导致蒸发器进出口制冷剂的温度与压力几乎不变，无法通过蒸发器进出口制冷剂的温度差值确定蒸发器的供液量是否充足。此外，由于大型冷库制冷系统存在多个不同负荷的终端，每个终端对应不同的蒸发器且热负荷都不同，需要精准地控制每个蒸发器的供液量。目前，传统的控制方法是根据冷库终端的温度来调节流量控制阀，但是该方法具有一定的滞后性且精确度较低，无法达到精确控制与节能的目的；另外，由于冷库制冷系统制冷剂具有低温高压的特性，采用流量计对供液量进行控制的方法较难实现，且经济性较差，用户接受度较差。综上，如何精确、经济地控制泵桶供液制冷系统制冷剂质量流量，成为一个亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于泵桶供液制冷系统的制冷剂质量流量控制系统及方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术具有易操作、精度高、适用性广和经济性好的优点。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的一种用于泵桶供液制冷系统的制冷剂质量流量控制系统，包括：压缩机、冷凝器、节流阀、制冷剂桶、泵、流量控制阀、蒸发器、气液分离器和压力传感器；压缩机、冷凝器、节流阀、制冷剂桶依次通过管路连通成闭合主回路；制冷剂桶、泵、流量控制阀、蒸发器、气液分离器依次通过管路连通成泵桶供液回路；其中，所述制冷剂桶设置有制冷剂桶第一进口、制冷剂桶第一出口、制冷剂桶第二进口、制冷剂桶第三进口、制冷剂桶第四进口和制冷剂桶第二出口；其中，制冷剂桶第一进口通过节流阀与冷凝器相连通，制冷剂桶第一出口与压缩机相连通；制冷剂桶第二进口、制冷剂桶第三进口和制冷剂桶第四进口从高到低依次设置；制冷剂桶第二出口与泵相连通；所述气液分离器设置有气液分离器第一进口、气液分离器第一出口、气液分离器第二出口和气液分离器第三出口；其中，气液分离器第一进口与蒸发器相连通；气液分离器第一出口、气液分离器第二出口和气液分离器第三出口从高到低依次设置；气液分离器第一出口通过第一管路与制冷剂桶第二进口相连通，气液分离器第二出口通过第二管路与制冷剂桶第三进口相连通，气液分离器第三出口通过第三管路与制冷剂桶第四进口相连通；所述压力传感器用于获取气液分离器第二出口、气液分离器第三出口的压力，用于获取制冷剂桶第三进口、制冷剂桶第四进口的压力；运算处理模块，用于基于气液分离器第二出口压力与制冷剂桶第三进口压力，获得第一压力差值；基于气液分离器第三出口压力与制冷剂桶第四进口压力，获得第二压力差值；基于第一压力差值、第二压力差值确定制冷系统蒸发器内制冷剂供液量水平，通过流量控制阀实现控制调节。本专利技术的进一步改进在于，第一管路、第二管路和第三管路的直径依次减小。本专利技术的进一步改进在于，还包括：视镜，用于观测气液分离器第二出口、气液分离器第三出口处的含气、含液状况。本专利技术的进一步改进在于，运算处理模块包括：运算器，用于基于气液分离器第二出口压力与制冷剂桶第三进口压力，获得第一压力差值；基于气液分离器第三出口压力与制冷剂桶第四进口压力计算第二压力差值；比较器，用于将第一压力差值和第二压力值分别与预设阈值比较，得出控制信号；输出单元，用于根据控制信号输出控制指令调节流量控制阀。本专利技术的进一步改进在于，所述气液分离器为立式气液分离器。本专利技术的进一步改进在于，制冷剂桶第一出口设置于制冷剂桶的顶部；制冷剂桶第三出口设置于制冷剂桶的中部。本专利技术的进一步改进在于，气液分离器第一出口、气液分离器第二出口和气液分离器第三出口分别置于气液分离器的顶部、中部和下部。本专利技术的一种用于泵桶供液制冷系统的制冷剂质量流量控制方法，基于本专利技术上述的控制系统，包括以下步骤：获取气液分离器第二出口、气液分离器第二出口的压力；获取制冷剂桶第三进口、制冷剂桶第四进口的压力；基于气液分离器第二出口压力与制冷剂桶第三进口压力，获得第一压力差值；基于气液分离器第三出口压力与制冷剂桶第四进口压力，获得第二压力差值；若第一压力差值大于临界压力差值X，则确定气液分离器第二出口带液；若第一压力差值小于临界压力差值X，则确定气液分离第二出口不带液；若第二压力差值大于临界压力差值Y，则确定气液分离器第三出口不含气；若第二压力差值小于临界压力差值Y，则确定气液分离器第三出口含气；气液分离器第二出口带液，调节流量控制阀，减小供液量；气液分离器第三出口含气，则调节流量控制阀，增加供液量；气液分离第二出口不带液且第三出口不含气，不调节流量控制阀。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：传统的控制方法是根据冷库终端的温度来调节流量控制阀，但是该方法具有一定的滞后性且精确度较低，无法达到精确控制与节能的目的。本专利技术提供的制冷剂质量流量控制系统或方法是基于压力传感器在测点所测的压力值，获得临界压力差值，进而判断是否需要增加或减少供液量，无须等到终端温度变化后才进行调节，具有较高的精度与及时性。由于冷库制冷系统中的制冷剂具有低温高压的特性，采用流量计对供液量进行控制的方法较难实现，其适用范围具有一定的局限性，且经济性较差，因而用户接受度较差。本专利技术提供的制冷剂质量流量控制系统或方法主要使用压力传感器测量所需数据，压力传感器与流量计相比具有低成本、适用范围广、经济性好的优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例的一种用于泵桶供液制冷系统的制冷剂质量流量控制方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例中，泵桶供液制冷系统的原理示意图；图3是本专利技术实施例中，泵桶供液制冷系统中气液分离器的原理示意图；图4是本专利技术实施例中，泵桶供液制冷系统中制冷剂桶的原理示意图；图5是本专利技术实施例中，用视镜法观测气液分离器第二出口是否带液，第三出口是否含气的气液分离器原理示意图；图中，21-压缩机，22-冷凝器，23-节流阀，24-制冷剂桶，25-泵，26-流量控制阀，27-蒸发器，28-气液分离器；241-制冷剂桶第一进口，242-制冷剂桶第一出口，243-制冷剂桶第二进口，244-制冷剂桶第三进口，245-制冷剂桶第四进口，246-制冷剂桶第二出口，247-第三压力传感器，248-第四压力传感器；281-气液分离器第一进口，282-气液分离器第一出口，283-气液分离器第二出口，284-气液分离器第三出口，285-第一压力传感器，286-第二压力传感器。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于泵桶供液制冷系统的制冷剂质量流量控制系统，其特征在于，包括：压缩机(21)、冷凝器(22)、节流阀(23)、制冷剂桶(24)、泵(25)、流量控制阀(26)、蒸发器(27)、气液分离器(28)、压力传感器和运算处理模块；其中，压缩机(21)、冷凝器(22)、节流阀(23)、制冷剂桶(24)依次通过管路连通成闭合主回路；制冷剂桶(24)、泵(25)、流量控制阀(26)、蒸发器(27)、气液分离器(28)依次通过管路连通成泵桶供液回路；/n所述制冷剂桶(24)设置有制冷剂桶第一进口(241)、制冷剂桶第一出口(242)、制冷剂桶第二进口(243)、制冷剂桶第三进口(244)、制冷剂桶第四进口(245)和制冷剂桶第二出口(246)；其中，制冷剂桶第一进口(241)通过节流阀(23)与冷凝器(22)相连通，制冷剂桶第一出口(242)与压缩机(21)相连通；制冷剂桶第二进口(243)、制冷剂桶第三进口(244)和制冷剂桶第四进口(245)从高到低依次设置；制冷剂桶第二出口(246)与泵相连通；/n所述气液分离器(28)设置有气液分离器第一进口(281)、气液分离器第一出口(282)、气液分离器第二出口(283)和气液分离器第三出口(284)；其中，气液分离器第一进口(281)与蒸发器(27)相连通；气液分离器第一出口(282)、气液分离器第二出口(283)和气液分离器第三出口(284)从高到低依次设置；气液分离器第一出口(282)通过第一管路与制冷剂桶第二进口(243)相连通，气液分离器第二出口(283)通过第二管路与制冷剂桶第三进口(244)相连通，气液分离器第三出口(284)通过第三管路与制冷剂桶第四进口(245)相连通；/n所述压力传感器用于获取气液分离器第二出口(283)、气液分离器第三出口(284)的压力，用于获取制冷剂桶第三进口(244)、制冷剂桶第四进口(245)的压力；/n所述运算处理模块用于基于气液分离器第二出口(283)压力与制冷剂桶第三进口(244)压力，获得第一压力差值；基于气液分离器第三出口(284)压力与制冷剂桶第四进口(245)压力，获得第二压力差值；基于第一压力差值、第二压力差值确定制冷系统蒸发器内制冷剂供液量水平，通过流量控制阀(26)实现控制调节。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于泵桶供液制冷系统的制冷剂质量流量控制系统，其特征在于，包括：压缩机(21)、冷凝器(22)、节流阀(23)、制冷剂桶(24)、泵(25)、流量控制阀(26)、蒸发器(27)、气液分离器(28)、压力传感器和运算处理模块；其中，压缩机(21)、冷凝器(22)、节流阀(23)、制冷剂桶(24)依次通过管路连通成闭合主回路；制冷剂桶(24)、泵(25)、流量控制阀(26)、蒸发器(27)、气液分离器(28)依次通过管路连通成泵桶供液回路；
所述制冷剂桶(24)设置有制冷剂桶第一进口(241)、制冷剂桶第一出口(242)、制冷剂桶第二进口(243)、制冷剂桶第三进口(244)、制冷剂桶第四进口(245)和制冷剂桶第二出口(246)；其中，制冷剂桶第一进口(241)通过节流阀(23)与冷凝器(22)相连通，制冷剂桶第一出口(242)与压缩机(21)相连通；制冷剂桶第二进口(243)、制冷剂桶第三进口(244)和制冷剂桶第四进口(245)从高到低依次设置；制冷剂桶第二出口(246)与泵相连通；
所述气液分离器(28)设置有气液分离器第一进口(281)、气液分离器第一出口(282)、气液分离器第二出口(283)和气液分离器第三出口(284)；其中，气液分离器第一进口(281)与蒸发器(27)相连通；气液分离器第一出口(282)、气液分离器第二出口(283)和气液分离器第三出口(284)从高到低依次设置；气液分离器第一出口(282)通过第一管路与制冷剂桶第二进口(243)相连通，气液分离器第二出口(283)通过第二管路与制冷剂桶第三进口(244)相连通，气液分离器第三出口(284)通过第三管路与制冷剂桶第四进口(245)相连通；
所述压力传感器用于获取气液分离器第二出口(283)、气液分离器第三出口(284)的压力，用于获取制冷剂桶第三进口(244)、制冷剂桶第四进口(245)的压力；
所述运算处理模块用于基于气液分离器第二出口(283)压力与制冷剂桶第三进口(244)压力，获得第一压力差值；基于气液分离器第三出口(284)压力与制冷剂桶第四进口(245)压力，获得第二压力差值；基于第一压力差值、第二压力差值确定制冷系统蒸发器内制冷剂供液量水平，通过流量控制阀(26)实现控制调节。


2.根据权利要求1所述的一种用于泵桶供液制冷系统的制冷剂质量流量控制系统，其特征在于，第一管路、第二管路和第三管路的直径依次减小。


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【专利技术属性】
技术研发人员：潘曦，邢子文，王豪杰，李彦澎，张震，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61