[發明專利]一種制冰控制方法及制冰系統

有效

• 申請號: 201210100014.1
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN102620495A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 王賢成;李偉;林勇剛;劉宏偉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F25C1/00
• 分類號: F25C1/00
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟

技術領域

本發明屬于制冰領域，具體涉及一種適應變功率輸入的制冰控制方法及制冰系統。

背景技術

我國具有豐富的海洋能資源，通過海洋能發電裝置可以將捕獲的海洋能轉化為電能輸出。對于還沒有布設電網的沿海島嶼來說，將海流能發電裝置發出的電能輸送到電網(即海流能發電裝置并網運行)的成本太高，且難以實施；考慮到沿海島嶼的漁業用冰量比較大，需要消耗大量的能源，可以將海流能發電裝置發出的電能就地利用，為當地的漁業提供能源，用于制冰。

由于海洋能具有間歇性特點，相應地，海洋能發電裝置的輸出功率呈現出間歇性波動的特性。附圖1所示為現有的制冰系統，該制冰系統采用定頻壓縮機18，定頻壓縮機18在工作時需要有足夠的功率輸入。如果海洋能發電裝置作為該制冰系統的功率提供裝置，對于該制冰系統來說，間歇性的功率輸入會造成如下幾方面的缺陷：1、如果制冰系統的輸入功率變化范圍太大，當輸入功率在短時間內從較大的值變化到非常小的值時，驅動定頻壓縮機的電機的輸出力矩會非常小，以致于電機無法驅動定頻壓縮機，導致定頻壓縮機堵轉燒毀。2、如果制冰系統的輸入功率持續較低時，驅動定頻壓縮機的電機無法啟動壓縮機，使電機堵轉，同樣會引起定頻壓縮機的堵轉。3、如果定頻壓縮機的速度降低，制冷劑的流量就會降低，流經蒸發器的制冷劑不足以使蒸發器的溫度達到制冰溫度點，從而制不出冰來。

如果使用上述制冰系統，與之匹配的海洋能發電裝置就需要采用恒功率輸出控制，輸出恒定的功率供給制冰系統，這就造成海洋能利用率的降低，海洋能發電裝置就不能捕獲最大功率，從而不能實現“來多少能發多少電，發多少電制多少冰”的節能儲能模式。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種制冰控制方法及制冰系統，使得制冰系統不需要恒定的輸入功率，從而可以適用于變功率輸入的場合，實現制冰過程消耗功率與變化的輸入功率的匹配。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種制冰控制方法，制冰系統使用制冷片對水箱中的水進行制冷，制冷劑在變頻壓縮機、冷凝器、蒸發器和儲液罐中流動，使用N個蒸發器將水制成冰，N為大于等于2的自然數。使用電量采集模塊檢測制冰系統的輸入功率，檢測到的輸入功率大小為功率值M，控制器根據該檢測到的功率值M的大小啟動功率分配程序。單個蒸發器的額定功率為P，控制器預先設定兩個功率等級分別為P₁和P₂，且P₁＜P₂，P＜P₂-P₁。功率分配程序如下所述：

1)在制冰系統啟動開始時，如果功率值M小于等于P₂，控制器啟動制冷片，將輸入制冰系統的全部能量供給制冷片，由制冷片預先將水箱中的水制冷。根據控制算法，通過對功率值M進行計算，控制器輸出PWM波并經放大處理模塊做放大處理，控制制冷片中電流的通斷，使得制冷片消耗功率與功率值M相匹配，此時，制冷片處于制冷工作狀態。

2)在制冰系統啟動以后，如果功率值M大于P₂，控制器啟動驅動變頻壓縮機的電機，電機啟動后，蒸發器工作在額定功率狀態，處于制冰工作狀態的蒸發器的個數為W，W等于的整數部分。同時制冷片也處于制冷工作狀態，控制器控制制冷片消耗功率與輸入制冰系統的剩余功率(M-W×P)相匹配。

如果功率值M從P₂及P₂以上跌落至P₁，控制器輸出方波脈沖控制驅動變頻壓縮機的電機轉速逐漸減小到零，從而間接控制變頻壓縮機的轉速，此時，處于制冰工作狀態的蒸發器未工作在額定功率。同時，在電機轉速逐漸減小到零的過程中，控制器控制制冷片將功率值M減去蒸發器消耗功率后剩余的功率消耗掉。

采用上述的制冰控制方法的制冰系統，包括水箱、儲液罐和冷凝器，所述制冰系統還包括第二單向閥、兩位三通電磁閥、第二電磁閥、電子膨脹閥、變頻壓縮機和N路蒸發支路，N為大于等于2的自然數。每路蒸發支路包括第一電磁閥、第一單向閥和一組蒸發器組，每組所述蒸發器組包括蒸發器和制冰盤。在每路所述蒸發支路，所述第一單向閥的進口通過管路連接所述蒸發器的出口，所述蒸發器的進口通過管路連接所述第一電磁閥的出口。所述儲液罐的出口與所述變頻壓縮機的進口通過管路相連接，所述儲液罐的進口通過管路與每路所述蒸發支路的第一單向閥的出口相連接，所述第二單向閥的出口通過管路與每路所述蒸發支路的第一電磁閥的進口相連接。