[发明专利]一种含冰率的测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及蓄冰空调技术领域，特别是测量外融冰蓄冰槽内含冰率的方法。

背景技术

由于我国经济的高速增长，用电量也随之高速增长，尤其是用电量在高峰时段非常集中，电力供应高峰不足而低谷过剩的矛盾越来越突出，供电部门采用分时电价政策以期实现移峰填谷。空调用电量约占电网总用电量的30％，是造成电网负荷峰谷差的一个重要原因。采用蓄冰空调系统在夜间将价格低廉的低谷电用以蓄冰储存冷量，在电价较为昂贵的用电高峰期少使用或不用主机制冷，只要将储存的冷量释放出来达到电力移峰填谷的目的。经实践证明冷量的储存非常方便、环保、经济、安全，蓄冰空调是也成为空调行业发展的一个重要的发展方向。

在冰蓄冷的空调系统中，蓄冰槽的含冰率(IPF，Ice Packing Factor，是指冰在冰槽中内冰水混合物中的质量百分数)标志着蓄冰槽单位体积内所储存的冷量多少。对于静态制冰系统，制冰时制冷机的控制以及融冰时蓄冰槽内剩余冰量预测都与含冰率的测试密切相关。如果每次融冰时都有一部分冰没有融化，而系统没有进行预测，在这种情况下下一次蓄冰时主机的运行时间的控制将是一个问题。如果运行时间太短，蓄冰槽中所蓄之冰不能满足第二日的供冷需要，如果运行时间太长导致蓄冰量增多，这样可能导致蓄冰槽受到破坏。所以，系统的含冰率对蓄冰空调系统的可靠和稳定运行有关键性作用。

现有技术的IPF测量方法主要有根据体积膨胀的水位测量法和根据蓄冰槽内水温与管内载冷剂温度变化的凝固点测量法。这些贯用的测量方法适用于开式外融冰蓄冰系统，但对闭环式外融冰蓄冷系统，由于冰槽的水与空调系统中的水是连通的，空调系统难免出现泄漏现象，而且在因为泄漏现象进行的补水量也是无法预测的。为了改进闭式外融冰空调系统的IPF测量，国家知识产权局公开的申请号为03275614.3的专利在一定程度上克服了上述缺点。它利用测量电极和变送器来测量冰层厚度以计算出含冰率，但是冰层的厚度在整个蓄冰槽中分布并不均匀，因此此种方法测出的含冰率的误差较大。

发明内容

针对上述现有技术的不足之处，本发明的目的是提供一种含冰率的测试方法，利用膨胀水箱液位测量法和进出蓄冰槽液体温差测量法相结合准确检测出含冰率。该方案特别适合闭式外融冰系统，具有通用性好，测量准确，性能可靠的优点。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种含冰率的测试方法，主要涉及测量蓄冰槽含冰率，尤其是外融冰蓄冰槽内含冰率的方法，其主要技术特点是将膨胀水箱液位测量法和进出蓄冰槽液体温差测量法相结合，通过编程控制器的算法控制程序统计蓄冰系统的运行数据，得出相应蓄冰融冰工况的水位变化规律，在此规律的基础上判断运行时水位变化是否正常，不正常时利用温差测量法进行修正，再通过相应算法计算出含冰率。

按照上述方案，前述的蓄冰系统的管路系统的补水采用定额补水的方法，并且在补水管路上装有补水监测装置判断管路是否补水。

按照上述方案，前述的进出蓄冰槽的液体流量是恒定的或在管路上加有流量计的变流量中的一种。

按照上述方案，前述的基于运行数据的统计规律是通过以下步骤实现的：

1)将该含冰率测试方法的算法程序存入所测量的蓄冰系统的控制单元的存储器之中。

2)开启蓄冰系统的同时开启算法程序，该程序记录系统运行的工况，再从系统开启的每一个采样周期T的内的膨胀水箱的水位变化ΔH，和每一个采样周期内T内某一个特征时刻，蓄冰时记录载冷剂进口温度和出口温度之差ΔT1，融冰时的冷冻水进口温度和出口温度的温度之差变化ΔT2。

3)再经记录存储多次系统正常运行的数据后，就形成在相应工况下系统运行的规律，包括ΔH、ΔT1、ΔT2的变化规律。

按照上述方案，前述测试含冰率的方法是通过以下步骤实现：

1)蓄冰系统运行时，开启算法程序，监测出在一个采样周期T内的膨胀水箱水位变化ΔH，比较水位变化ΔH与统计规律中的ΔH的差值，如果ΔH变化正常，则系统正常。

2)如果上述某一采样时刻的ΔH变化不正常，通过补水管道的监测器查看是否有补水情况出现，如果有补水现象，根据监测信号确定补水次数，再乘以定额补水量；通过运算判断是否是因为补水导致液位ΔH变化。

3)如果是因为补水导致液位变化，确定补水量；如果不是，通过进出蓄冰槽空调冷冻水的温差变化计算蓄冰槽的热量变化情况进行修正，重新确定系统水量的增加或损失。

4)确定引起ΔH变化的水量，计入此次运行数据库，进入下一采样周期。

5)在整个蓄冰或融冰过程结束时计算系统的含冰率。