一种冷库群节能系统及其控制方法.pdf

本发明要解决的技术问题是现有冷库群机组频繁启动，导致大量无功功率的损耗，为解决上述问题，提供一种冷库群节能系统及其控制方法，包括制冷机组和温控器，制冷机组依次与冷凝器、电磁阀、节流阀、蒸发器相连，蒸发器通过吸气管路与制冷机组相连，吸气管路上设置压力传感器，制冷机组和压力传感器均与PLC相连，PLC上连接有触摸屏，所述电磁阀和温控器均与PLC相连。本发明将每个冷库中的温控器和电磁阀均与PLC相连，能够随时检测每个冷库的温度变化趋势，并根据冷库温度变化的趋势来判断是否需要开启和停止压缩机。

权利要求书
1.  一种冷库群节能系统，包括制冷机组和温控器，制冷机组依次与冷凝器、电磁阀、节流阀、蒸发器相连，蒸发器通过吸气管路与制冷机组相连，吸气管路上设置压力传感器，制冷机组和压力传感器均与PLC相连，PLC上连接有触摸屏，其特征在于：所述电磁阀和温控器均与PLC相连。

2.  根据权利要求1所述的冷库群节能系统，其特征在于：所述冷凝器分别与并联在一起的多路冷库相连，每路冷库中均设置温控器和蒸发器，每路冷库均与电磁阀、节流阀相连。

3.  一种冷库群节能系统的控制方法，其特征在于：它包括如下步骤：
根据需要开启相应的冷库群机组；
检测冷库群机组的吸气压力，根据吸气压力与设定值之间的关系，按照如下步骤进行：
如果吸气压力大于设定值上限，检测冷库群每个冷库的温度，当有冷库的温度低于冷库群设定的温度时，且该冷库的温度有下降的趋势，则关闭该冷库；当没有冷库的温度低于冷库群设定的温度时，将冷库群机组中运行时间最短的压缩机启动；
如果吸气压力小于设定值下限，检测冷库群每个冷库的温度，当有冷库的温度低于冷库群设定的温度时，且该冷库的温度有上升的趋势，则停开启该冷库；当没有冷库的温度低于冷库群设定的温度时，将冷库群机组中运行时间最长的压缩机停止。

4.  根据权利要求3所述的冷库群节能控制方法，其特征在于：所述步骤（一）为：根据冷库温控器的温度设定，如果冷库温度高于设定温度，开启冷库供液电磁阀，实现冷库供液。

5.  根据权利要求3所述的冷库群节能控制方法，其特征在于：所述步骤（二）为：
（1）根据吸气压力传感器的检测，将吸气压力的模拟量数据通过电缆传送到PLC中进行处理，变成吸气压力值；
（2）如果吸气压力值大于设定值上限，检测每个冷库温度，通过温控器，将冷库温度数据传送到PLC进行处理，当有冷库的温度低于冷库群设定的温度时，且该冷库的温度有下降的趋势，则关闭该冷库；当没有冷库的温度低于冷库群设定的温度时，将冷库群机组中运行时间最短的压缩机启动；
（3）如果吸气压力小于设定值下限，检测每个冷库温度，通过温控器，将冷库温度数据传送到PLC进行处理，当有冷库的温度低于冷库群设定的温度时，且该冷库的温度有上升的趋势，则停开启该冷库；当没有冷库的温度低于冷库群设定的温度时，将冷库群机组中运行时间最长的压缩机停止。

说明书一种冷库群节能系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种制冷控制方法，具体涉及一种冷库群节能系统及其控制方法。 
背景技术
冷藏企业耗电考核标准规定：冻结物冷藏单位产品耗电量为0.3Kw·h/t；冷却物冷藏单位产品耗电量为0.9Kw·h/t；冷冻产品加工单位产品耗电量为120Kw·h/t。但实际运行过程中有的企业冻结物冷藏冷藏单位产品耗电量多达1.4Kw·h/t；冷却物冷藏单位产品耗电量多达为1.0Kw·h/t；冷冻产品加工单位产品耗电量多达180Kw·h/t。由此可以看出个企业实际运行中的耗能差别较大，也说明存在着相当大的节能潜力。
对于负荷有变化的制冷系统，尤其是目前兴起的冷库群，现有的做法是根据负荷变化的特点，选用多台压缩机进行并联，保证压缩机在效率高的全负荷或全负荷区域工作；在不同负荷的情况下，通过改变压缩机的开启台数，来使压缩机的效率尽可能高。
如图1所示，其制冷部分配置如下描述：
制冷机组101通过管道和冷凝器102连接，冷凝器102通过管道和电磁阀103连接，电磁阀103通过管道和节流阀104连接，节流阀104通过管道和冷库里面的蒸发器106进行连接，蒸发器106通过管道和制冷机组101连接。其中电磁阀103、节流阀104和蒸发器106，分成3路，其中第一路是，由电磁阀103.1，通过管道经过电磁阀104.1和蒸发器106.1连接；第二路是，由电磁阀103.2，通过管道经过电磁阀104.2和蒸发器106.2连接；第三路是，由电磁阀103.3，通过管道经过电磁阀104.3和蒸发器106.3连接。制冷剂被制冷机组101中的压缩机压缩之后，变成高温高压的过热蒸汽，进入冷凝器102中冷凝后，变成低温高压的液体，通过电磁阀103进入节流阀104后，变成低温低压的汽液混合物，在蒸发器106中蒸发成过热气体后，被制冷机组101中的压缩机吸入，完成整个制冷循环。
如图1中，其控制部分配置如下描述：
温控器105通过电缆和电磁阀103进行连接，PLC107通过电缆和触摸屏109进行连接，吸气管路上面的吸气压力传感器108通过电缆和PLC107进行连接。供液电磁阀103的开启和关闭，通过温控器105进行控制。制冷机组301中开启压缩机运行的数量有PLC307进行控制。
其控制逻辑如图2所示。
步骤S201，选择需要的冷库开启。根据冷库温控器105的温度设定，如果冷库温度高于设定温度，开启冷库供液电磁阀103，实现冷库供液。
步骤S203，检测吸气压力。根据吸气压力传感器108，将吸气压力的模拟量数据通过电缆传送到PLC107中进行处理，变成吸气压力值。
步骤S205，吸气压力大于上限。如果条件成立，就执行步骤S206；如果条件不成立，则执行步骤S207。
步骤S209，吸气压力小于下限。如果条件成立，就执行步骤S210；如果条件不成立，则执行步骤S211。
目前冷库群制冷系统的设计是采用并联机组作为冷源（图1中的制冷机组，可以是两台或者多台压缩机并联在整个机架上面，组成并联机组），每个冷库采用独立供液，当其中某个冷库的温度达到设定温度的上限时，开启供液电磁阀，对该冷库供液，制冷；当其中某个冷库的温度达到设定温度的下限时，关闭供液电磁阀，对该冷库停止供液，制冷。并联机组则根据吸气压力的变化，调节压缩机运行的台数来适应负荷的变化（即末端冷库开启数量的多少及负荷变化的多少）
但是不管如何选择压缩机并联的台数，并通过调节启动压缩机的台数来适应负荷的变化，都会导致压缩机的频繁启动。压缩机频繁启动就会导致大量无功功率的损耗，并且压缩机的频繁启动对压缩机的寿命是有影响的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有冷库群机组频繁启动，导致大量无功功率的损耗，为解决上述问题，提供一种冷库群节能系统及其控制方法。
本发明的目的是以下述方式实现的：
    一种冷库群节能系统，包括制冷机组和温控器，制冷机组依次与冷凝器、电磁阀、节流阀、蒸发器相连，蒸发器通过吸气管路与制冷机组相连，吸气管路上设置压力传感器，制冷机组和压力传感器均与PLC相连，PLC上连接有触摸屏，所述电磁阀和温控器均与PLC相连。
    所述冷凝器分别与并联在一起的多路冷库相连，每路冷库中均设置温控器和蒸发器，每路冷库均与电磁阀、节流阀相连。
    一种冷库群节能系统的控制方法，它包括如下步骤：
（一）根据需要开启相应的冷库群机组；
（二）检测冷库群机组的吸气压力，根据吸气压力与设定值之间的关系，按照如下步骤进行：
（1）如果吸气压力大于设定值上限，检测冷库群每个冷库的温度，当有冷库的温度低于冷库群设定的温度时，且该冷库的温度有下降的趋势，则关闭该冷库；当没有冷库的温度低于冷库群设定的温度时，将冷库群机组中运行时间最短的压缩机启动；
（2）如果吸气压力小于设定值下限，检测冷库群每个冷库的温度，当有冷库的温度低于冷库群设定的温度时，且该冷库的温度有上升的趋势，则停开启该冷库；当没有冷库的温度低于冷库群设定的温度时，将冷库群机组中运行时间最长的压缩机停止。
    所述步骤（一）为：根据冷库温控器的温度设定，如果冷库温度高于设定温度，开启冷库供液电磁阀，实现冷库供液。
    所述步骤（二）为：
（1）根据吸气压力传感器的检测，将吸气压力的模拟量数据通过电缆传送到PLC中进行处理，变成吸气压力值；
（2）如果吸气压力值大于设定值上限，检测每个冷库温度，通过温控器，将冷库温度数据传送到PLC进行处理，当有冷库的温度低于冷库群设定的温度时，且该冷库的温度有下降的趋势，则关闭该冷库；当没有冷库的温度低于冷库群设定的温度时，将冷库群机组中运行时间最短的压缩机启动；
（3）如果吸气压力小于设定值下限，检测每个冷库温度，通过温控器，将冷库温度数据传送到PLC进行处理，当有冷库的温度低于冷库群设定的温度时，且该冷库的温度有上升的趋势，则停开启该冷库；当没有冷库的温度低于冷库群设定的温度时，将冷库群机组中运行时间最长的压缩机停止。
相对于现有技术，本发明将每个冷库中的温控器和电磁阀均与PLC相连，能够随时检测每个冷库的温度变化趋势，并根据冷库温度变化的趋势来判断是否需要开启和停止压缩机。这样做可以避免压缩机频繁的启动和停止，导致用电无功功率的损耗，同时可以提高压缩机的使用寿命，达到提高系统节能性和可靠性的目的。
附图说明
    图1是现有冷库群实现制冷和控制的示意图。
图2是现有技术的程序控制逻辑框图。
图3是本发明实现制冷和控制的示意图。
图4是本发明的程序控制逻辑框图。
具体实施方式
如图3所示，制冷部分配置为：制冷机组301通过管道和冷凝器302连接，冷凝器302通过管道和电磁阀303连接，电磁阀303通过管道和节流阀304连接，节流阀304通过管道和冷库里面的蒸发器306进行连接，蒸发器306通过管道和制冷机组301连接。其中电磁阀303、节流阀304和蒸发器306，分成3路，其中第一路是，由电磁阀303.1，通过管道经过节流阀304.1和蒸发器306.1连接；第二路是，由电磁阀303.2，通过管道经过节流阀304.2和蒸发器306.2连接；第三路是，由电磁阀303.3，通过管道经过节流阀304.3和蒸发器306.3连接。制冷剂被制冷机组301中的压缩机压缩之后，变成高温高压的过热蒸汽，进入冷凝器302中冷凝后，变成低温高压的液体，通过电磁阀303进入节流阀304后，变成低温低压的汽液混合物，在蒸发器306中蒸发成过热气体后，被制冷机组301中的压缩机吸入，完成整个制冷循环。上述制冷部分的配置是以并联在一起的三路冷库为例做出的说明，根据实际需要，制冷部分配置还可以设置并联在一起的多路冷库，可以设置四路冷库、五路冷库。
如图3所示，控制部分配置为：
温控器305通过电缆和PLC307进行连接，电磁阀303通过电缆和PLC307进行连接，PLC307通过电缆和触摸屏309进行连接，吸气管路上面的吸气压力传感器308通过电缆和PLC307进行连接。供液电磁阀303的开启和关闭，通过PLC307进行控制。制冷机组301中开启压缩机运行的数量有PLC307进行控制。
其控制逻辑如图4所示。
步骤S401，选择需要的冷库开启。根据冷库温控器305的温度设定，如果冷库温度高于设定温度，开启冷库供液电磁阀303，实现冷库供液。
步骤S403，检测吸气压力。根据吸气压力传感器308，将吸气压力的模拟量数据通过电缆传送到PLC307中进行处理，变成吸气压力值。
步骤S405，吸气压力大于上限。如果条件成立，就执行步骤S406.1；如果条件不成立，则执行步骤S407。
步骤S406.1，检测每个冷库温度。通过温控器305，将冷库温度数据传送到PLC307。
步骤406.2，是否有低于温度设定值上限，且有下降趋势的冷库。将温控器305的温度数据传送到PLC307中的数据进行处理，判断该冷库是否有下降趋势。如果条件成立，执行步骤S406.3，如果条件不成立，则执行步骤S406.4。
步骤S409，吸气压力小于下限。如果条件成立，就执行步骤S410。1；如果条件不成立，则执行步骤S411。
步骤S410.1，检测每个冷库温度。通过温控器305，将冷库温度数据传送到PLC307。
步骤410.2，是否有低于温度设定值上限，且有上升趋势的冷库。将温控器305的温度数据传送到PLC307中的数据进行处理，判断该冷库是否有上升趋势。如果条件成立，执行步骤S410.3，如果条件不成立，则执行步骤S410.4。