專利名稱：吸收冷凍機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過基于比例項(xiàng)、積分項(xiàng)以及微分項(xiàng)之和的控制即PID控制對吸收冷凍機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行控制的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在將高溫再生器的燃燒器的燃料閥開度作為操作量M而將吸收冷凍機(jī)的輸出即冷水溫度控制到設(shè)定水溫的運(yùn)轉(zhuǎn)控制中，與設(shè)定水溫相比，在目前水溫相當(dāng)高的范圍內(nèi)，設(shè)操作量M為100％；在目前水溫相當(dāng)?shù)偷姆秶鷥?nèi)，設(shè)操作量為0％，在上述兩者之間的范圍使操作量M與目前水溫成比例而進(jìn)行控制時(shí)，具有在產(chǎn)生有某種外界干擾的情況下響應(yīng)延遲的問題，為了解決該問題，公知有采用PID控制(例如專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1特開平10-170088號公報(bào)在PID控制中，設(shè)定在以操作量M大致為100％的狀態(tài)(額定輸出大致為100％的狀態(tài))下得到設(shè)定水溫的冷水的情況下，目前水溫在設(shè)定水溫附近時(shí)，具有操作量M沒有余量、控制性變差的問題，因此為了解決該問題，專利文獻(xiàn)1中對比例項(xiàng)、積分項(xiàng)以及微分分別乘以由目前水溫和設(shè)定水溫的關(guān)系確定的校正系數(shù)A、B、C。
這樣，在為了將吸收冷凍機(jī)的輸出即冷水溫度控制到設(shè)定溫度，將高溫再生器的燃燒器的燃料閥開度作為操作量M，通過基于比例項(xiàng)、積分項(xiàng)以及微分項(xiàng)之和的控制即PID控制對該操作量M進(jìn)行控制時(shí)，作為輸出的冷水溫度的變化速度根據(jù)吸收冷凍機(jī)的設(shè)置狀況等而不相同。在該變化速度快的情況下，輸入熱量的控制(燃燒器的燃料閥的開度控制)也快速進(jìn)行，能夠較快地追隨負(fù)荷變動，但具有如下的問題即使額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)冷水溫度微小變化，也要進(jìn)行輸入熱量的控制(燃燒器的燃料閥的開度控制)，冷水溫度上下變動，不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題點(diǎn)而研發(fā)的，通過在額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的控制量(100％)的正方向上設(shè)置不靈敏區(qū)，能夠吸收冷水溫度在100％附近的微小變化，使冷水溫度穩(wěn)定而進(jìn)行控制。此時(shí)，不靈敏區(qū)的寬度根據(jù)控制速度的設(shè)定值而可以改變，由此在冷水溫度的變化速度快、慢的情況下都能夠應(yīng)對。
本發(fā)明第一方面吸收冷凍機(jī)的控制方法，為了將吸收冷凍機(jī)的輸出即冷水溫度控制到設(shè)定溫度，將高溫再生器的燃燒器的燃料閥開度作為操作量M，通過基于比例項(xiàng)、積分項(xiàng)以及微分項(xiàng)之和的控制即PID控制對該操作量M進(jìn)行控制，其特征在于，在額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的操作量M(100％)的正方向上設(shè)定不靈敏區(qū)，根據(jù)所述比例項(xiàng)P來改變所述不靈敏區(qū)的寬度，以在冷水溫度的變化速度快的情況下使所述不靈敏區(qū)的寬度變大，在冷水溫度的變化速度慢的情況下使所述不靈敏區(qū)的寬度變小。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，即使作為輸出的冷水溫度根據(jù)吸收冷凍機(jī)的設(shè)置狀況等而不相同的情況下，通過在冷水溫度的變化速度快的情況下使不靈敏區(qū)的寬度大，在冷水溫度的變化速度慢的情況下使不靈敏區(qū)的寬度小，從而在冷水溫度的變化速度快、慢的情況下都能夠應(yīng)對，使吸收冷凍機(jī)的額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的冷水溫度穩(wěn)定。


圖1是本發(fā)明的吸收式冷凍機(jī)的概略結(jié)構(gòu)圖(實(shí)施例1)；圖2是本發(fā)明的不靈敏區(qū)寬度可變時(shí)的控制流程圖(實(shí)施例1)；圖3是本發(fā)明的不靈敏區(qū)寬度固定時(shí)的控制流程圖(實(shí)施例1)。
符號說明1高溫再生器2燃燒器3低溫再生器4冷凝器5蒸發(fā)器6吸收器7低溫?zé)峤粨Q器8高溫?zé)峤粨Q器
9～11 吸收液管12 吸收液泵13～15 制冷劑管16 制冷劑泵17 冷水管19 與燃?xì)馊紵?連通的燃?xì)夤┙o管20 燃燒泵21 溫度檢測部22 控制部具體實(shí)施方式
本發(fā)明的吸收冷凍機(jī)的控制方法，為了將吸收冷凍機(jī)的輸出即冷水溫度控制到設(shè)定溫度，將高溫再生器的燃燒器的燃料閥開度作為操作量M，通過基于比例項(xiàng)、積分項(xiàng)以及微分項(xiàng)之和的控制即PID控制對該操作量M進(jìn)行控制，其中，在額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的操作量M(100％)的正方向上設(shè)定不靈敏區(qū)，可對應(yīng)所述比例項(xiàng)P來改變所述不靈敏區(qū)的寬度，以在冷水溫度的變化速度快的情況下使所述不靈敏區(qū)的寬度大，在冷水溫度的變化速度慢的情況下使所述不靈敏區(qū)的寬度小。
實(shí)施例1以下說明本發(fā)明的吸收式冷凍機(jī)的實(shí)施例。圖1是表示本發(fā)明的吸收式冷凍機(jī)的概略結(jié)構(gòu)圖，圖2是本發(fā)明的不靈敏區(qū)寬度可變時(shí)的控制流程圖，圖3是本發(fā)明的不靈敏區(qū)寬度固定時(shí)的控制流程圖。
接下來說明本發(fā)明的實(shí)施例。圖1表示制冷劑使用水、吸收液使用溴化鋰(LiBr)的吸收式冷凍機(jī)的概略結(jié)構(gòu)圖。高溫再生器1利用以市政燃?xì)獾茸鳛槿剂系娜細(xì)饧訜崞?的火力加熱混入有吸收液和制冷劑的稀釋溶液，使制冷劑蒸發(fā)，將吸收液與制冷劑分離。符號3是低溫再生器、4是冷凝器、5是蒸發(fā)器、6是吸收器、7是低溫?zé)峤粨Q器、8是高溫?zé)峤粨Q器、9～11是吸收液管、12是吸收液泵、13～15是制冷劑管、16是制冷劑泵、17是冷水管、18是冷卻水管、19是與燃?xì)馊紵?連通的燃?xì)夤┙o管、20是控制向燃?xì)馊紵?供給的燃?xì)夤┙o量的燃燒閥、21是檢測冷水管17的出口溫度的溫度檢測部、22是基于溫度檢測部21檢測到的溫度控制燃料閥20的開度的控制部?？刂撇?2通過將存儲于數(shù)據(jù)存儲部的設(shè)定數(shù)據(jù)與基于溫度檢測部21檢測到的溫度的數(shù)據(jù)比較控制來控制燃料閥20的開度。
本發(fā)明的用于將作為吸收冷凍機(jī)的輸出的冷水管17的出口溫度(以下稱為冷水溫度)控制到設(shè)定水溫的控制方法，將高溫再生器1的燃?xì)馊紵?的燃料閥20的開度作為操作量M，通過基于比例項(xiàng)、積分項(xiàng)以及微分項(xiàng)之和的控制即PID控制對該操作量M進(jìn)行控制，如上述專利文獻(xiàn)1(特開平10-170088號公報(bào))所記載地，操作量M由式1或式2表示?？刂撇?2除上述功能之外，還具有存儲器，其存儲微機(jī)控制所必須的程序或設(shè)定溫度數(shù)據(jù)、基于溫度檢測部21檢測到的溫度算出的操作量M以及進(jìn)行控制動作所必須的各種數(shù)據(jù)。
式1M=[100P{en+ΣτTien+Tdτ(en-en-1)}]+50]]>M操作量(％)P比例帶(℃)Ti積分時(shí)間(秒)Td微分時(shí)間(秒)τ采樣時(shí)間(秒)en第n個(gè)目標(biāo)水溫與目前水溫的偏差en-1第n-1個(gè)目標(biāo)水溫與目前水溫的偏差式2M=[100P{A·en+B·ΣτTien+C·Tdτ(en-en-1)}]+50]]>A，B，C校正系數(shù)M操作量(％)P比例帶(℃)Ti積分時(shí)間(秒)Td微分時(shí)間(秒)τ采樣時(shí)間(秒)en第n個(gè)目標(biāo)水溫與目前水溫的偏差
en-1第n-1個(gè)目標(biāo)水溫與目前水溫的偏差這樣，通過基于比例項(xiàng)、積分項(xiàng)以及微分項(xiàng)之和的控制即PID控制對操作量M進(jìn)行控制時(shí)，作為輸出的冷水溫度的變化速度由于吸收冷凍機(jī)的設(shè)置狀況等的不同而各不相同。在該變化速度快的情況下，輸入熱量的控制(燃燒器2的燃料閥20的開度控制)也快速進(jìn)行，能夠較快地追隨負(fù)荷變動，但具有如下的問題即使額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)冷水溫度微小變化，也要進(jìn)行輸入熱量的控制(燃燒器的燃料閥的開度控制)，冷水溫度上下變動，不穩(wěn)定。
通常，設(shè)定在以操作量M為100％的狀態(tài)(額定輸出為100％的狀態(tài))下從冷水管17的出口得到設(shè)定水溫的冷水，但在額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)(額定輸出100％時(shí))的控制量(操作量M為100％)的狀態(tài)下，即使冷水溫度微小變化，燃燒器2的燃料閥20也追隨該微小變化而進(jìn)行開度控制，以100％的額定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為界而出現(xiàn)波動狀態(tài)，成為不能夠控制額定運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定(控制操作量M為100％)的狀態(tài)。
為了消除該波動現(xiàn)象，具有如下的控制方法，即，在額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的控制量(100％)的正方向上設(shè)置不靈敏區(qū)，由此，吸收冷水溫度在100％附近的微小變化，能夠使冷水溫度穩(wěn)定。如圖3所示，該方法由溫度檢測部21檢測目前的水溫(步驟S1)，從存儲器中讀取目前的操作量M的值Mc(步驟S2)，算出由預(yù)先設(shè)定的冷水管17的出口水溫(稱為設(shè)定水溫)和PID設(shè)定值(比例項(xiàng)、積分項(xiàng)以及微分項(xiàng))算出的操作量M與基于溫度檢測部21檢測到的水溫算出的操作量M之差ΔM(步驟S3)，在目前的操作量M的值Mc上加上該差值ΔM而算出新的操作量M的值Mc(步驟S4)。
作為實(shí)施例，設(shè)不靈敏區(qū)的寬度為20。由此，進(jìn)行如下的判斷控制，在該新的操作量Mc的值為0以下時(shí)將其設(shè)為0(步驟S5)，該新的操作量Mc的值為120以上時(shí)將其設(shè)為120(步驟S6)，將該新的操作量Mc的值保存到存儲器中(步驟S7)。并且，由該新的操作量Mc算出作為燃料閥20的目標(biāo)開度的操作量Mt(步驟S8)，判斷Mc為100以下還是100以上，若Mc為100以下則設(shè)Mt＝Mc，若Mc為100以上則設(shè)Mt＝100，將其保存到存儲器(步驟S9)中，控制部22向燃料閥20傳送輸出信號，使燃料閥20的開度為Mt(步驟S10)。
這樣，通過反復(fù)進(jìn)行上述運(yùn)算，在目前的操作量Mc為100時(shí)，Mt為100，此時(shí)的燃料泵20的開度Mt為Mt＝100、即100％輸出狀態(tài)，燃燒器2的燃燒狀態(tài)為100％的狀態(tài)。并且，在上述算出的ΔM例如為+5時(shí)，新的操作量Mc為105，然后保持燃料閥20的開度Mt為100的狀態(tài)，直至算出Mc為120，因此，維持100％的輸出狀態(tài)，即使冷水管17的出口水溫變動，燃料閥20的開度也保持100％，在燃燒器2的燃燒狀態(tài)為100％的額定輸出狀態(tài)下，即使冷水管17的出口溫度微小變動，燃料閥20也不追隨該微小變動發(fā)生開度變動，燃料閥20變得不靈敏，成為穩(wěn)定狀態(tài)。
即，可改變?nèi)剂祥y20的開度的輸出值為0～100％，但例如設(shè)定不靈敏區(qū)的寬度為20時(shí)，在操作量M的計(jì)算值為100以上(100～120的范圍)時(shí)，使可改變?nèi)剂祥y20開度的輸出值為100％。因此，即使冷水管17的出口水溫多少上升，也能夠避免在大致100％的額定輸出附近的波動現(xiàn)象，能夠吸收冷水管17在100％附近的出口水溫的微小變化，使冷水管17的出口水溫穩(wěn)定。如上所述將不靈敏區(qū)的寬度固定在20，但不靈敏區(qū)的寬度也可以是10或15，只要通過事先的實(shí)驗(yàn)而確定為適當(dāng)?shù)膶挾燃纯伞?br> 在此，目前的操作量Mc以100為基準(zhǔn)進(jìn)行判定，但也可以以Mc＝98為基準(zhǔn)，判斷Mc為98以下還是98以上，Mc＝98以上時(shí)燃料泵20的開度也能夠?yàn)?00％。此時(shí)，Mc＝98以上，成為額定輸出100％的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，即使冷水管17的出口水溫多少下降，或多少上升，也能夠避免大致100％的額定輸出附近的波動現(xiàn)象，能夠吸收冷水管17在100％附近的出口水溫的微小變化，使冷水管17的出口水溫穩(wěn)定。
在上述說明中，不靈敏區(qū)的寬度采用例如固定為20的值，但在本發(fā)明中，特別是通過根據(jù)控制速度的設(shè)定值來改變該寬度值，能夠?qū)?yīng)冷水管17的出口水溫變化速度快的情況或慢的情況。
即，在以相對于PID控制的比例帶寬度設(shè)定值即P設(shè)定值(比例項(xiàng))可變和如上所述的方式將固定的不靈敏區(qū)寬度設(shè)定為定值20的狀態(tài)下，在P設(shè)定值從1變化到20時(shí)，以20/P(20除以P)來計(jì)算不靈敏區(qū)的寬度。P設(shè)定值是可通過吸收式冷凍機(jī)的操作管理者等操作遠(yuǎn)程控制式操作部來改變的值。因此，操作管理者等觀察基于溫度檢測部21檢測到的溫度并通過控制部22的動作而顯示的溫度顯示部的溫度變化，在冷水管17的出口水溫變化慢的情況下，相應(yīng)地增大P，由此，不靈敏區(qū)的寬度減小。另外，在冷水管17的出口水溫變化快的情況下，相應(yīng)地減小P，由此，不靈敏區(qū)的寬度增大。通過上述操作，能夠進(jìn)行對應(yīng)于冷水管17的出口水溫變化速度的控制，在冷水管17的出口水溫變化快或慢的情況下都能夠應(yīng)對，能夠使吸收冷凍機(jī)的額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的冷水溫度穩(wěn)定。此時(shí)也是20/P中的分子即定值20作為不靈敏區(qū)的固定寬度20的情況下，與上述同樣地，只要通過事先的實(shí)驗(yàn)而確定為適當(dāng)?shù)闹导纯伞?br> 圖2表示與其相關(guān)的控制流程。在圖2中，從步驟S 1到步驟S4是與圖3的情況一樣的。在步驟S5中，由PID控制的P設(shè)定值(比例項(xiàng))算出Mc的最大寬度Mm(例如Mm＝20/P)。并且，進(jìn)行如下的判定控制，在步驟S4算出的Mc為0以下時(shí)將其設(shè)為0(步驟S6)，在該新的操作量Mc的值為100+Mm以上時(shí)將其設(shè)為100+Mm(步驟S7)，將該新的操作量Mc的值保存在存儲器中(步驟S8)。并且，由該新的操作量Mc算出燃料閥20的目標(biāo)開度即操作量Mt(步驟S9)，判斷Mc為100以下還是100以上，若Mc為100以下則設(shè)Mt＝Mc，若Mc為100以上則設(shè)Mt＝100，并將其保存到存儲器中(步驟S10)，控制部22向燃料閥20傳輸輸出信號，以使燃料閥20的開度為Mt(步驟S10)。
這樣，通過反復(fù)進(jìn)行上述運(yùn)算，在目前的操作量Mc為100時(shí)，Mt為100，此時(shí)的燃料閥20的開度Mt為Mt＝100即100％輸出狀態(tài)，燃料器2的燃料狀態(tài)為100％的狀態(tài)。由于進(jìn)行如下的控制，即，使在步驟4算出的Mc為0以下時(shí)將其設(shè)為0，在新的操作量Mc的值為100+Mm以上時(shí)將其設(shè)為100+Mm，故能夠?qū)?yīng)于冷水管17的出口水溫變化速度進(jìn)行控制，在冷水管17的出口水溫變化快或慢的情況下都能夠應(yīng)對。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，吸收式冷凍機(jī)的配管圖也可適用現(xiàn)有技術(shù)中記載的專利文獻(xiàn)1中各圖的形態(tài)，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變形。
權(quán)利要求
1.一種吸收冷凍機(jī)的控制方法，為了將吸收冷凍機(jī)的輸出即冷水溫度控制為設(shè)定溫度，將高溫再生器的燃燒器的燃料閥開度作為操作量M，通過基于比例項(xiàng)、積分項(xiàng)以及微分項(xiàng)之和的控制即PID控制對該操作量M進(jìn)行控制，其特征在于，在額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的操作量M(100％)的正方向上設(shè)定不靈敏區(qū)，可根據(jù)所述比例項(xiàng)P來改變所述不靈敏區(qū)的寬度，以在冷水溫度的變化速度快的情況下使所述不靈敏區(qū)的寬度變大，在冷水溫度的變化速度慢的情況下使所述不靈敏區(qū)的寬度變小。
全文摘要
一種吸收冷凍機(jī)的控制方法。現(xiàn)有技術(shù)中為了將冷水溫度控制到設(shè)定溫度，將高溫再生器燃燒器的燃料閥開度作為操作量M，通過PID控制對該操作量M進(jìn)行控制時(shí)，冷水溫度的變化速度根據(jù)吸收冷凍機(jī)的設(shè)置狀況等而不相同。在該變化速度快的情況下，燃燒器的燃料閥的開度控制也快速進(jìn)行，能夠較快地追隨負(fù)荷變動，但即使額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)冷水溫度微小變化，也進(jìn)行燃燒器的燃料閥的開度控制，冷水溫度上下變動，不穩(wěn)定。本發(fā)明在額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的操作量M(100％)的正方向上設(shè)定不靈敏區(qū)，根據(jù)比例項(xiàng)P來改變不靈敏區(qū)的寬度，以在冷水溫度的變化速度快的情況下使所述不靈敏區(qū)的寬度變大，在冷水溫度的變化速度慢的情況下使所述不靈敏區(qū)的寬度變小，從而吸收冷水溫度在100％附近的微小變化，使冷水溫度穩(wěn)定。
文檔編號G05D23/185GK101046693SQ20061016677
公開日2007年10月3日 申請日期2006年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月28日
發(fā)明者畑山朗 申請人:三洋電機(jī)株式會社