[发明专利]节能的制冷控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及制冷领域，尤其涉及一种节能的制冷控制方法。 

背景技术

制冷系统如今广泛应用于各个领域，如冷库、冰箱等，现有的制冷系统主要包括冷凝器、储液罐、电子膨胀阀、冷风机和压缩机等几个部分，但是现有的制冷系统在实际使用中存在着诸多缺陷，现论述如下： 

假设某冷库系统配置的冷风机最大制冷量为40kw，风扇额定功率为2kw，最大空气流通量23立方米/每小时，电子膨胀阀最大制冷量50kw，目标过热度控制在5K。在该系统实际运行中，随着工况和系统达到了设定温度后，系统需要的制冷量将逐渐下降，假设此时系统的热负荷为10kw，也就是说只要10kw的制冷量即可以保持冷库温度的稳定，如果按照传统的系统控制模式，风扇运行在额定工况下，如果达到最佳过热度控制的话，那么系统的制冷量输出可能达到30kw，也就是说超过了系统当前的热负荷，意味着库温将逐渐下降。当库温达到允许的下限后，系统将关闭电子膨胀阀，关闭压缩机，停止制冷，但由于系统热负荷的存在，库温将逐渐上升，当库温达到允许的上限后，系统将重新开启电子膨胀阀并开启压缩机开始制冷，然后温度逐渐下降，这就导致该制冷系统存在着下述缺陷： 

第一、由于热负荷较小，将不断往复上述过程，从而导致库温变化较大以及压缩机开启频繁，增加了压缩机的能耗； 

第二、由于最大空气流通时可以对应最大的制冷量，而实际运行中系统的制冷量大部分都是比额定制冷量小，也就意味着不需要相对应的最大风力来达到相应的制冷量，而冷风机还以额定功率进行运行就造成了能量的浪费。 

第三、传统制冷系统增加了因风扇转动带入的热负荷，因而需要通过制冷过程来将相应的能量带走，从而也造成了能量的浪费。 

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种节能的制冷控制方法以解决传统制冷系统过于耗能的问题。 

本发明提出一种节能的制冷控制方法，其结合了电子膨胀阀和变频器对冷风机的制冷量进行控制，使制冷系统达到最佳效果，包括如下步骤： 

(1)通过温度传感器采集当前制冷系统的库温，设制冷系统的库温设定值为T，允许温差为Δt； 

(2)根据当前库温情况，分别采用下述操作： 

(21)库温高于允许范围上限T+Δt时：调节风扇转速到额定频率，使冷风机在当前工况下具备最大制冷能力，然后调节电子膨胀阀的开启度，使其过热度控制在设定目标范围内； 

(22)库温在允许范围T-Δt～T+Δt内时： 

如果库温高于设定值T且下降速度过快，那么主动减小电子膨胀阀开启度，并通过变频器降低风扇工作频率，使过热度稳定在设定值附近；如果库温高于设定值T且有上升到趋势，那么增加风扇的转速，然后调节电子膨胀阀使其供液量与系统所需制冷量匹配； 

如果库温等于或低于设定值且库温下降，那么减小电子膨胀阀开启度，然后测试库温是否继续下降，若是则继续减小开启度，直到库温停止下降的趋势； 

(23)库温低于允许范围下限T-Δt时：关闭电子膨胀阀，调节冷风机 

在设定运行状态，确保空气流通。 

依照本发明较佳实施例所述的节能的制冷控制方法，步骤(21)将过热度控制在设定范围内后，进一步分析当前的电子膨胀阀开启度： 

如果开启度较小，那么测试降低风扇转速；如果调节后对于电子膨胀阀开启度和过热度没有明显的下降，那么说明调节后的风扇转速和当前系统能提供的最大制冷量匹配，否则将返回到上一满足系统最大制冷量的风扇转速。依照本发明较佳实施例所述的节能的制冷控制方法，步骤(22)中库温等于或低于设定值且库温下降的调节过程进一步包括：如果该调节过程中开启度调到某个位置，库温相对稳定保持，那么调节冷风机的转速直到与当前开启度的冷量匹配的风量，即过热度达到设定值，然后再检查当前库温的趋势，如果是在10％的开启度情况下继续下降，那么关闭电子膨胀阀，让冷风机切换到空闲状态。依照本发明较佳实施例所述的节能的制冷控制方法，步骤(23)中冷风机的设定运行模式由用户根据需要通过软件进行配置。 

依照本发明较佳实施例所述的节能的制冷控制方法，其电子膨胀阀和所述冷风机的变频器调节都是通过控制器进行的，所述控制器连接至所述电子膨胀阀和所述冷风机。 

本发明结合了电子膨胀阀和变频器对冷风机的制冷量进行控制，使制冷系统的库温更平稳，压缩机、冷凝器的工作状况更好，冷风机的电机工作更有效，从而达到整个系统更节能。 

上述所需的优点并不局限于在一个实施方案实施。