能源塔熱泵機組載冷劑凝固點監測控制方法及其裝置的製作方法

2023-09-17 07:18:30

專利名稱：能源塔熱泵機組載冷劑凝固點監測控制方法及其裝置的製作方法
能源塔熱泵機組載冷劑凝固點監測控制方法及其裝置 技術領域-
本發明涉及一種空調自控技術領域，具體地講是能源塔熱泵機組載冷 劑凝固點監測控制方法及其裝置。
背景技術：
目前，對建築物進行供熱的熱泵空調系統主要採用風冷熱泵和地源熱 泵。風冷熱泵，是通過製冷劑與環境空氣進行熱交換，其在陰雨連綿，空 氣溼度大，潮溼陰冷地區冬季供熱時易結霜，效率低，不穩定。地源熱泵 是通過製冷劑與載冷劑進行熱交換，載冷劑又與土壤進行熱交換，但是受 地質條件的制約，地下水不足或土地緊張的場合地源熱泵的使用受限。為
了克服上述已有技術的不足，中國專利ZL200720025071.2 —種新型能 源塔提供了一種空氣和載冷劑進行熱交換，載冷劑又和製冷劑進行熱交換 的方法，換熱效率高，性能穩定，節能環保，機組荷載低，能耗小，不受 區域限制。但該能源塔系統屬於開式塔，在運行過程中，載冷劑溶液和空 氣接觸，容易吸收高溼空氣中的水分而稀釋，溶液濃度變化大，冰點上升， 導致熱泵系統不能穩定工作。同時開式系統同空氣大量接觸，容易融入二 氧化碳氣體，同載冷劑溶液發生反應，生成沉澱，降低溶液濃度，使溶液 呈酸性，載冷劑的腐蝕性增加，同時載冷劑溶液的含氧量增加，也加大了 載冷劑的腐蝕性。當載冷劑溶液的溫度接近凝固點的溫度時，如果不做出 及時處理，添加溶質，提高濃度，降低凝固點，熱泵機組很容易出現冰堵， 出現嚴重故障造成損失。當載冷劑濃度高時，會增加循環泵功率損耗，並 容易出現結晶阻塞循環管路。當環境溫度發生變化時，載冷劑溶液也希望 跟著產生適應性調整，此時通常的做法是定期手動添加載冷劑溶質、鹼性 溶劑和緩釋劑等，調整載冷劑濃度和PH值，以達到系統運行的目的，由 於手動調整隨意性較大，精度差，效率低，載冷劑濃度不能隨外界環境溫 度的變化而作出快速響應，往往造成整個系統不能穩定運行，增加了人工
3維護的成本。

發明內容
本發明的目的是克服上述已有技術的不足，而提供一種能源塔熱泵機 組載冷劑凝固點監測控制方法。
本發明的另一 目的是提供一種能源塔熱泵機組載冷劑凝固點監測控制 方法的專用裝置。
本發明主要解決現有的能源塔熱泵機組無法在線檢測和監控載冷劑凝 固點,易出現冰堵，且不能自動調整需人工幹預所帶來的使用不變和維護工 作量大等問題。
為了達到上述目的，本發明是這樣實現的能源塔熱泵機組載冷劑凝 固點監測控制方法，其特殊之處在於它包括如下步驟
a載冷劑溶液濃度及PH值檢測裝置在熱泵機組運行時，在線檢測載冷 劑溶液濃度、溫度、PH值各項指標，向熱泵機組控制器傳送各種檢測信號；
b控制器根據接收到的載冷劑溶液濃度、溫度、PH值檢測信號，進行 判斷分析，將濃度信號查表得出載冷劑的凝固點溫度，與測量溫度信號進 行比對。如果凝固點溫度與測量溫度差值小於設定值則向能源塔的載冷劑 調節裝置發出加載冷劑溶劑信號，提高載冷劑的濃度，降低凝固點溫度； 如果凝固點溫度與測量溫度差值大於設定值則向能源塔的載冷劑調節裝置 發出補水信號，降低載冷劑的濃度。同理如果測得的PH小於設定值，則
控制器向能源塔的載冷劑調節裝置發出添加NaOH溶液的信號，提高載冷
劑的PH值，使其保持在鹼性範圍；
c當檢測到得載冷劑溶液濃度及PH值達到規定的運行範圍時，控制
器發出信號，系統恢復到正常的運行狀態；
d當檢測到得載冷劑溶液濃度對應的凝固點溫度與實測的溫度小於允
許的範圍時，向能源塔熱泵機組發出超低溫報警信號，熱泵機組及時停機， 避免出現蒸發器載冷劑發生凝固故障造成損失。
本發明的能源塔熱泵機組載冷劑凝固點監測控制裝置，它包括壓縮機，壓縮機與冷凝器連接，冷凝器通過電子膨脹閥與能源塔熱泵機組蒸發器連 接，能源塔熱泵機組蒸發器與壓縮機連接形成一個閉合迴路，其特殊之處
在於在能源塔熱泵機組蒸發器進出水兩側連接載冷劑溶液濃度及PH值檢 測裝置，載冷劑溶液濃度及PH值檢測裝置包括密閉的檢測桶，在檢測桶 上設密度計、PH值計和溫度傳感器，在檢測桶的進口上設閥門，密度計、 PH值計和溫度傳感器均與控制器電氣連接，同時在控制器內預置一定的檢 測和控制程序。
本發明的裝置，其所述的密閉的檢測桶的進口一分為二，上下部分各 一個入口，中部和上部各一個出口，合二為一，這種結構是為了流經檢測 裝置的載冷劑溶液的流動儘可能平穩，其流速不對密度等指標的測量產生 影響；所述的密度計是差壓式密度傳感器。
本發明的能源塔熱泵機組載冷劑凝固點監測控制方法及其裝置與已有 技術相比具有突出的實質性特點和顯著進步1、能使能源塔熱泵機組實現 載冷劑凝固點的自動檢測與控制，隨時根據載冷劑的水質情況，將載冷劑 濃度調整到最佳狀態，避免因載冷劑濃度低，凝固點高而造成蒸發器出現 冰堵，因載冷劑濃度高造成循環泵功率損耗或出現結晶，大大提高了能源 塔熱泵機組的穩定性和可靠性，可以降低運行成本和維護成本，提高產品 競爭力；2、本發明的方法、裝置簡單可靠，製造、安裝、調試均十分方便。


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圖1為本發明應用流程示意圖2為本發明的監測控制部分的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
實施例1，採用能源塔熱泵機組載冷劑凝固點監測控制裝置，載冷劑 溶液濃度及PH值檢測裝置5在熱泵機組運行時在線檢測載冷劑溶液濃度、 溫度、PH值各項指標，向熱泵機組控制器6傳送各種檢測信號；控制器6 根據接收到的載冷劑溶液濃度、溫度、PH值檢測信號，進行判斷分析，將
5濃度信號査表得出載冷劑的凝固點溫度，與測量溫度信號進行比對。如果 凝固點溫度與測量溫度差值小於設定值則向能源塔的載冷劑調節裝置發出 加藥信號，提高載冷劑的濃度，降低凝固點溫度；如果凝固點溫度與測量 溫度差值大於設定值則向能源塔的載冷劑調節裝置發出補水信號，降低載 冷劑的濃度。同理如果測得的PH小於設定值，則控制器向能源塔的載冷
劑調節裝置發出添加NaOH溶液的信號，提高載冷劑的PH值，使其保持 在鹼性範圍；當檢測到得載冷劑溶液濃度及PH值達到規定的運行範圍時，
控制器發出信號，系統恢復到正常的運行狀態；當檢測到得載冷劑溶液濃
度對應的凝固點溫度與實測的溫度接近或小於允許的範圍時，向能源塔熱 泵機組發出超低溫報警信號，熱泵機組及時停機，避免出現蒸發器載冷劑 發生凝固故障造成損失。
實施例2,參見圖1， 2，實現實施例1的能源塔熱泵機組載冷劑凝固 點監測控制裝置，將能源塔熱泵機組的壓縮機1、冷凝器2、電子膨脹閥4 和能源塔熱泵機組蒸發器3連接形成一個閉合迴路，在能源塔熱泵機組蒸 發器3進出水兩側連接載冷劑溶液濃度及PH值檢測裝置5，即在能源塔 熱泵機組蒸發器3進出水口上並聯載冷劑溶液濃度及PH值檢測裝置5， 載冷劑溶液濃度及PH值檢測裝置5包括密閉的檢測桶10，在檢測桶10 的任一位置安裝密度計11、 PH值計7和溫度傳感器8，密度計11是差 壓式密度傳感器，它即可有線傳輸信號，也可採用無線傳輸信號，檢測桶 IO的進口一分為二，上下部分各一個入口，中部和上部各一個出口，合二 為一，在檢測桶10的進口上安裝閥門9，將密度計ll、 PH值計7和溫 度傳感器8都與控制器6電氣連接，有線或無線均可，控制器6可採用現 有的熱泵機組控制器加上相應的控制軟體實現，也可以單獨與熱泵機組控 制器通訊實現數據交換，同時在控制器6內預置檢測和控制程序，即形成 能源塔熱泵機組載冷劑凝固點監測控制裝置。
本發明的工作原理為在能源塔熱泵機組冬季制熱運行時，因在能源 塔熱泵機組蒸發器進出水口上並聯載冷劑溶液濃度及PH值檢測裝置，載冷劑溶液濃度及PH值檢測裝置內會有載冷劑溶液流動，可在線檢測載冷 劑溶液濃度、溫度、PH值等各項指標。在控制器內增加一定的檢測和控制 程序，控制器內的控制程序可以將測量到的溶液密度信號轉換成溶液濃度 信號，在轉換成溶液的凝固點值。如果凝固點溫度與測量溶液的溫度差值 小於設定值則向能源塔的載冷劑調節裝置發出加藥信號，提高載冷劑的濃 度，降低凝固點溫度；如果凝固點溫度與測量溫度差值大於設定值則向能 源塔的載冷劑調節裝置發出補水信號，降低載冷劑的濃度。同理如果測得 的PH小於設定值，則控制器發出添加NaOH溶液的信號，提高載冷劑的 PH值，使其保持在鹼性範圍。當檢測到得載冷劑溶液濃度及PH值達到規 定的運行範圍時，控制器發出信號，系統恢復到正常的運行狀態。當檢測 到得載冷劑溶液濃度對應的凝固點溫度與實測的溫度接近或小於允許的範 圍時，向能源塔熱泵機組發出超低溫報警信號，熱泵機組及時停機，避免 出現蒸發器載冷劑發生凝固故障造成損失。如果檢測到的各項指標符合預 先設定的要求，能源塔熱泵機組則可以自動運行。
本發明的能源塔熱泵機組載冷劑凝固點監測控制方法及其裝置，可以在 環境條件或能源塔溶液濃度等指標發生變化時，自動對溶液進行調整，使系 統能夠在最佳的狀態下運行，當凝固點與出水溫度接近時，熱泵機組可以及 時採取措施，最大程度避免蒸發器結冰等故障的發生，降低運行費用，節省 人工維護成本。
以實現。
權利要求
1、能源塔熱泵機組載冷劑凝固點監測控制方法，其特徵在於它包括如下步驟a載冷劑溶液濃度及PH值檢測裝置在熱泵機組運行時，在線檢測載冷劑溶液濃度、溫度、PH值各項指標，向熱泵機組控制器傳送各種檢測信號；b控制器根據接收到的載冷劑溶液濃度、溫度、PH值檢測信號，進行判斷分析，將濃度信號查表得出載冷劑的凝固點溫度，與測量溫度信號進行比對。如果凝固點溫度與測量溫度差值小於設定值則向能源塔的載冷劑調節裝置發出加載冷劑溶劑信號，提高載冷劑的濃度，降低凝固點溫度；如果凝固點溫度與測量溫度差值大於設定值則向能源塔的載冷劑調節裝置發出補水信號，降低載冷劑的濃度。同理如果測得的PH小於設定值，則控制器向能源塔的載冷劑調節裝置發出添加NaOH溶液的信號，提高載冷劑的PH值，使其保持在鹼性範圍；c當檢測到得載冷劑溶液濃度及PH值達到規定的運行範圍時，控制器發出信號，系統恢復到正常的運行狀態；d當檢測到得載冷劑溶液濃度對應的凝固點溫度與實測的溫度小於允許的範圍時，向能源塔熱泵機組發出超低溫報警信號，熱泵機組及時停機，避免出現蒸發器載冷劑發生凝固故障造成損失。
2、 權利要求1的能源塔熱泵機組載冷劑凝固點監測控制方法的專用 裝置，它包括壓縮機(1)，壓縮機(1)與冷凝器(2)連接，冷凝器(2) 通過膨脹閥(4)與能源塔熱泵機組蒸發器(3)連接，能源塔熱泵機組蒸 發器(3)與壓縮機(1)連接形成一個閉合迴路，其特徵在於在能源塔熱 泵機組蒸發器(3)進出水兩側連接載冷劑溶液濃度及PH值檢測裝置(5)， 載冷劑溶液濃度及PH值檢測裝置(5)包括密閉的檢測桶(10)，在檢 測桶(10)上設密度計(11)、 PH值計(7)和溫度傳感器(8)，在檢測 桶(10)的進口上設閥門(9)，密度計(n)、 PH值計(7)和溫度傳感 器(8)均與控制器(6)電氣連接。
3、 根據權利要求2所述的裝置，其特徵在於所述的密閉的檢測桶(IO) 的進口一分為二，上下部分各一個入口，中部和上部各一個出口，合二為
4、 根據權利要求2所述的裝置，其特徵在於所述的密度計(11)是 差壓式密度傳感器。
全文摘要
本發明公開了一種能源塔熱泵機組載冷劑凝固點監測控制方法及其裝置，其特點是監測控制方法包括載冷劑溶液濃度及pH值檢測裝置向熱泵機組控制器傳送各種檢測信號，由控制器發出加載冷劑溶劑、正常運行及停機等信號；裝置包括壓縮機(1)、冷凝器(2)、電子膨脹閥(4)和能源塔熱泵機組蒸發器(3)，並連接形成一個閉合迴路，其特點是在能源塔熱泵機組蒸發器(3)進出水兩側連接載冷劑溶液濃度及pH值檢測裝置(5)，它包括密閉的檢測桶(10)、密度計(11)、pH值計(7)、溫度傳感器(8)和閥門(9)，密度計(11)、pH值計(7)和溫度傳感器(8)均與控制器(6)電氣連接；可以在環境條件或能源塔溶液濃度等指標發生變化時，自動對溶液進行調整，避免故障發生，降低運行費用。
文檔編號F25B49/02GK101561207SQ20091001558
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月22日 優先權日2009年5月22日
發明者孟慶山, 戰 張, 王小鵬, 陳金花 申請人:煙臺藍德空調工業有限責任公司