用于冷凝器的脏堵状态判定装置及判定方法与流程

1.本发明涉及一种用于冷凝器的脏堵状态判定装置以及用于对冷凝器的脏堵状态进行判定的方法。


背景技术：

2.本部分的内容仅提供了与本公开相关的背景信息，其可能并不构成现有技术。
3.冷凝器通常利用例如冷却水等液态冷却介质来使气态的工作流体冷凝成液态的工作流体。由于冷却介质流经金属表面时容易形成碳酸，并且液态冷却介质中的溶解氧会导致金属腐蚀和生锈，因此液态冷却介质中携带有大量生锈的杂质以及灰尘，这些杂质和灰尘沉积在冷凝器中，沉积物的增加会增加能耗，从而降低冷凝器的冷凝效率。并且当沉积物过多时，可能完全阻塞冷凝器，使得冷凝器无法正常工作。
4.因此，在冷凝器中设置对脏堵状态进行判定的脏堵状态判定装置是非常重要的。


技术实现要素：

5.本公开的一个或多个实施方式的一个目的是提供一种能够以不同方式可靠地及有效地对冷凝器中的脏堵状态进行判定的脏堵状态判定装置以及判定方法。
6.本公开的一个或多个实施方式的另一个目的是提供一种能够灵敏、准确地对冷凝器中的脏堵状态进行判定的脏堵状态判定装置以及判定方法。
7.根据本公开的一个方面，提供了一种用于冷凝器的脏堵状态判定装置，所述冷凝器采用液态冷却介质进行换热并且包括用于液态冷却介质的第一流入管路和第一排出管路以及用于工作流体的第二流入管路和第二排出管路，其特征在于，所述脏堵状态判定装置包括：第一检测部，所述第一检测部设置在所述第一排出管路处以获取液态冷却介质的温度值t1；第二检测部，所述第二检测部设置在所述第二排出管路处，对工作流体的参数进行测量；以及控制部，所述控制部与所述第一检测部和所述第二检测部连接，所述控制部根据测得的所述工作流体的参数获取与所述工作流体相关联的温度值t2，所述控制部计算所述温度值t2和所述温度值t1的温度差，将所述温度差与预设的温度差阈值进行比较，如果所述温度差大于所述温度差阈值则判定所述冷凝器出现脏堵。
8.根据本公开的一个方面，所述第二检测部为压力传感器，所述工作流体的参数为所述工作流体的冷凝压力；所述控制部根据所述工作流体的冷凝压力获取所述温度值t2；或者所述第二检测部为温度传感器，所述工作流体的参数为所述工作流体的排出温度；所述控制部直接将所述工作流体的排出温度获取为所述温度值t2。
9.根据本公开的一个方面，所述脏堵状态判定装置还包括报警模块，所述报警模块与所述控制部连接，所述报警模块在所述控制部判定出现脏堵时发出警报。
10.根据本公开的一个方面，所述报警模块包括所述控制部的显示屏，所述显示屏在所述控制部判定出现脏堵时显示状态异常信息。
11.根据本公开的一个方面，所述液态冷却介质为水、盐水、或水和乙二醇的混合物。
12.根据本公开的一个方面，所述温度差阈值处于12℃到15℃的范围内。
13.根据本公开的一个方面，所述第一检测部为温度传感器。
14.根据本公开的另一个方面，提供了一种用于对冷凝器的脏堵状态进行判定的方法，所述冷凝器采用液态冷却介质进行换热并且包括用于液态冷却介质的第一流入管路和第一排出管路以及用于工作流体的第二流入管路和第二排出管路，其特征在于，所述方法包括：在所述第一排出管路处对液态冷却介质的温度进行测量以获取液态冷却介质的温度值t1的第一测量步骤；在所述第二排出管路处对工作流体的参数进行测量的第二测量步骤；根据测得的所述工作流体的参数获取与所述工作流体相关联的温度值t2的温度获取步骤；计算与所述温度值t2与所述温度值t1的温度差的计算步骤；将计算所得的所述温度差与预设的温度差阈值进行比较的对比步骤；以及如果所述温度差大于所述温度差阈值，则判定所述冷凝器出现脏堵的判定步骤。
15.根据本公开的另一个方面，在所述第二测量步骤中，所述工作流体的参数为所述工作流体的冷凝压力，并且，在所述温度获取步骤中，根据测得的所述工作流体的冷凝压力获取所述温度值t2；或者在所述第二测量步骤中，所述工作流体的参数为所述工作流体的排出温度，并且，在所述温度获取步骤中，将测得的所述工作流体的排出温度直接获取为所述温度值t2。
16.根据本公开的另一个方面，所述方法还包括报警步骤，所述报警步骤在所述判定步骤判定出现脏堵时发出警报。
17.根据本公开的另一个方面，所述警报为显示屏所显示的异常状态信息。
18.根据本公开的用于冷凝器的脏堵状态判定装置以及判定方法能够可靠有效地对冷凝器中的脏堵状态进行判定。
附图说明
19.通过以下参照附图的描述，本发明的一个或多个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解。这里所描述的附图仅是出于说明目的而并非意图以任何方式限制本发明的范围。附图并非按比例绘制，而是可以放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。在附图中：
20.图1为示意性地示出了根据本公开的第一实施方式的用于冷凝器的脏堵状态判定装置的示意图；
21.图2为示意性地示出了使用根据本公开的第一实施方式的用于冷凝器的脏堵状态判定装置进行脏堵状态判定的方法的流程图；
22.图3为冷却介质以及工作流体随热阻变化的温度曲线图；
23.图4为示意性地示出了根据本公开的第二实施方式的用于冷凝器的脏堵状态判定装置的示意图；以及
24.图5为示意性地示出了使用根据本公开的第二实施方式的用于冷凝器的脏堵状态判定装置进行脏堵状态判定的方法的流程图。
具体实施方式
25.下面将参照附图对本公开进行描述，该描述仅仅是示例性的，而不构成对本公开
及其应用的限制。
26.如图1所示，冷凝器1采用液态冷却介质进行换热，并且其包括用于液态冷却介质的第一流入管路10和第一排出管路20以及用于工作流体的第二流入管路(图中未示出)和第二排出管路30。在冷凝器的运行过程中，气态工作流体从第二流入管路进入冷凝器1，气态工作流体在流动穿过冷凝器1的过程中与低温的液态冷却介质发生热交换，以将热量传递至冷却介质从而冷凝成液态工作流体，此后，液态工作流体经由第二排出管路30排出冷凝器1。同时，低温的冷却介质从第一流入管路10进入冷凝器1并在冷凝器1中吸收工作流体的热量因此温度升高，高温的冷却介质经由第一排出管路20排出冷凝器1。
27.液态冷却介质例如可以包括水、盐水、水和乙二醇的混合物等。优选地，可以使用水作为冷却介质由于其具有较高的比热容和较低廉的使用成本。
28.为了对冷凝器的脏堵状态进行判定，冷凝器1还设置有冷凝器脏堵判定装置。如图1所示，根据本公开第一实施方式的用于冷凝器的脏堵状态判定装置包括第一检测部410、第二检测部420以及控制部430。在图1中，第一检测部410示例性地示出为设置在第一排出管路20处并将冷却介质的排出温度作为冷却介质的温度值t1。第二检测部420为设置在第二排出管路30处的压力传感器，该压力传感器用于对第二排出管路30中的排出冷凝器的工作流体的冷凝压力进行测量。
29.控制部430与第一检测部410和第二检测部420相连接。控制部430根据工作流体的冷凝压力获取工作流体相关的温度值t2，例如，将测得的工作流体的冷凝压力转换成工作流体的冷凝温度，并将该冷凝温度获取为与工作流体相关的温度值t2。控制部430计算与工作流体相关的温度值t2和液态冷却介质的温度值t1的温度差，并将该温度差与存储在控制部中的预设的温度差阈值进行比较，如果温度差大于预设的温度差阈值，则控制部430判定冷凝器1出现脏堵。在本技术中，预设的温度差阈值可以处于12℃至15℃的范围内，在上述范围内，一方面可以确保脏堵状态判定装置的灵敏度，另一方面还可以避免由于阈值过低导致需要频繁地清理冷凝器的沉积物。
30.根据本公开的第一实施方式的用于冷凝器的脏堵状态判定装置还可以包括报警模块50，报警模块50与控制部430相连接并且在控制部430判定冷凝器1出现脏堵时发出例如声和/或光的警报信息。在图1所示的实施方式中，报警模块50示出为与控制部430分离的单独的报警装置，替代性地，报警模块50也可以包括控制部430的显示屏，该显示屏输出异常状态信息以提示脏堵。以此方式，能够避免使用额外的报警装置，节省成本。
31.下面，将参照图2来详细描述使用根据本公开的第一实施方式的用于冷凝器的脏堵状态判定装置进行脏堵状态判定的方法。首先，在第一测量步骤s100中，第一检测部410对液态冷却介质的温度进行测量以获取液态冷却介质的温度值t1；并且在第二测量步骤s200中，第二检测部420对第二排出管路30中的工作流体的冷凝压力进行测量。然后，在温度获取步骤s300中，控制部430根据工作流体的冷凝压力获取温度值t2，例如，将工作流体的冷凝压力转换成工作流体的冷凝温度，并将该冷凝温度获取为与温度值t2。接着，在计算步骤s400中，控制部430计算与工作流体相关的温度值t2和液态冷却介质的温度值t1的温度差。随后，在比较步骤s500中，控制部430对计算所得的温度差与预设的温度差阈值进行对比。最后在判定步骤s600中，如果温度差大于预设的温度差阈值，控制部430判定冷凝器1出现脏堵。该方法还可以包括报警步骤s700,当判定步骤s600判定出现脏堵时,该报警步骤
s700发出警报，警报可以为由控制部430的显示屏所显示的异常状态信息。
32.与使用设置在第一流入管路10和第一排出管路20上的两个温度传感器测量冷却介质的流入温度和排出温度，并且利用流入温度和排出温度的温度差来判定脏堵状态的脏堵状态判定装置相比，根据本公开的第一实施方式的脏堵状态判定装置能够有效地提高判定装置的灵敏度，从而提高冷凝器的冷凝性能并且降低系统的能耗。具体而言，在使用冷却介质的流入温度和排出温度的温度差作为判定基准的脏堵状态判定装置中，只有冷凝器被沉积物完全阻塞时脏堵状态判定装置才能判定出脏堵现象。一方面，这使得冷凝器性能降低并且能耗增大，另一方面，冷凝器被沉积物完全阻塞时进出水压力差变大，因此容易导致系统出现高压报警，这对与冷凝器结合使用的压缩机的安全运行造成潜在危害。本技术的发明人经过反复研究发现，采用工作流体的冷凝温度与冷却介质的相关温度的差值进行判定能够更灵敏、准确地对冷凝器中的脏堵现象进行判定，从而改善判定装置的灵敏度，提高冷凝器的冷凝性能。
33.根据本公开的第一实施方式的脏堵状态判定装置在水冷式冷凝器中的沉积物较少未完全阻塞冷凝器的情况下，即可判定出脏堵状态并且自动触发报警信息或显示状态异常信息。因此，根据本公开的第一实施方式的脏堵状态判定装置可以避免高压报警，提高机组的可靠性和能效，并且还能够避免需要人员定期清理过滤器的人工成本。
34.图3为冷却介质以及工作流体随热阻变化的温度曲线图，其中，曲线a为示出了工作流体的冷凝温度随热阻变化的曲线，曲线b为示出了冷却介质的排出温度随热阻变化的曲线，以及曲线c为示出了冷却介质的流入温度随热阻变化的曲线。在冷凝器1中，随着沉积物积累地越多，冷凝器1的热阻也相应地逐渐增大。如图3所示，随着热阻增大，工作流体的冷凝温度相应升高，而冷却介质的排出温度和流入温度却基本保持不变。因此，利用冷却介质的排出温度与流入温度的温度差进行判定的脏堵状态判定装置不能灵敏、精确地判定脏堵现象。而根据本公开的第一实施方式的脏堵状态判定装置利用工作流体的冷凝温度与冷却介质的排出或流入温度的温度差进行判定，该温度差能够灵敏、准确地反应冷凝器中的脏堵现象，因此可以有效提高脏堵状态判定装置的灵敏度。
35.下面将参照图4，对根据本公开的第二实施方式的用于冷凝器的脏堵状态判定装置进行具体描述。根据本公开的第二实施方式的用于冷凝器的脏堵状态判定装置与根据本公开的第一实施方式的用于冷凝器的脏堵状态判定装置的主要结构和功能基本一致，其区别仅在于使用第二检测部使用温度传感器代替压力传感器。
36.如图4所示，根据本公开的第二实施方式的用于冷凝器的脏堵状态判定装置包括第二检测部420a，该第二检测部420a为对工作流体的排出温度进行测量的温度传感器，因此与第二检测部420a相连接的控制部430能够直接将工作流体的排出温度获取为与工作流体相关的温度值t2。
37.图5为示出了使用根据本公开的第二实施方式的用于冷凝器的脏堵状态判定装置进行判定的方法的流程图。使用根据本公开的第二实施方式的脏堵状态判定装置进行判定的方法的步骤与使用根据本公开的第一实施方式的脏堵状态判定装置进行判定的方法的步骤基本相同，其区别仅在于，在第二测量步骤s200’中，第二检测部420a对工作流体的排出温度进行测量。然后，在冷凝温度获取步骤s300’中，控制部430直接将工作流体排出温获取为与工作流体相关的温度值t2。
38.与根据本公开的第一实施方式的用于冷凝器的脏堵状态判定装置及方法相比，根据本公开的第二实施方式的用于冷凝器的脏堵状态判定装置及方法可以利用价格较低的温度传感器代替压力传感器，从而节省生产成本。
39.尽管在此已详细描述本发明的各种实施方式，但是应该理解本发明并不局限于这里详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。所有这些变型和变体都落入本发明的范围内。而且，所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。