CN102345951A - 制冷***能效评估在线监测*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制冷***能效评估在线监测***，对制冷***中的温度、压力、功耗进行在线监测。该监测***包括数据采集装置、室温-功耗修正显示装置、制冷系数修正显示装置和监测中心。监测中心通过互联网或GPRS与数据采集装置连接。数据采集装置采集室温和制冷***的温度、压力、功耗参数，室温-功耗修正显示装置对数据采集装置采集到的制冷***功耗进行修正后输出，制冷系数修正显示装置对制冷系数进行修正后输出。监测中心完成对制冷***中的温度、压力、实际能效系数、功耗的分析、预警、显示、查询等工作，实现在线监测和故障诊断；维护整个制冷***的高效运行，方便对制冷***节能改造项目进行能效评估。
Description
技术领域
本发明涉及一种能效评估在线监测***，更具体地说，涉及一种制冷***能效评估在线监测***。
背景技术
近年来，随着国际社会对节能减排的日益重视，对于高耗电的制冷***的节能改造项目纷纷上马。对于此类技术改造项目，其中一个重要的课题就是对于改造前后节能效果的验证。目前，普遍的方法是在制冷***中安装独立电表，通过技改前后耗电量对比来监测***节能情况。此方法主要问题在于，通过电表直接读取能耗资料，并没有考虑到外界环境变化对制冷***的影响。室温的变化是影响制冷***能耗变化的一个最主要因素。现有的监测***不能把室温变化对***功耗影响考虑进去，而只能选取在室温比较稳定的时间段，或通过忽略室温变化带来的影响进行耗电量对比，既降低工作效率，又影响节能改造效果验证的准确性。此外，单纯依靠耗电量对比不能监测到制冷***的改造前后运行状态变化，难以发现和排除***可能存在和出现的故障，故难以更有效地指导***优化。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种制冷***能效评估在线监测***。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种制冷***能效评估在线监测***，其包括：
数据采集装置(102)，用于采集室温和制冷***(101)的温度、压力、功耗参数；
室温-功耗修正显示装置(103)，接收数据采集装置(102)采集的功耗，且根据室温修正所述功耗，并将已修正的功耗输出显示；
制冷系数修正显示装置(104)，接收数据采集装置(102)采集的数据，且根据卡诺系数和制冷***的压缩机效率修正理论制冷系数，并将已修正的制冷系数输出显示。
在本发明的制冷***能效评估在线监测***中，所述室温-功耗修正显示装置(103)包括室温-功耗修正单元、实际功耗显示单元，所述室温-功耗修正单元预先存储各个室温对应的功耗修正值，所述实际功耗显示单元用于显示实际功耗。
在本发明的制冷***能效评估在线监测***中，所述制冷系数修正显示装置(104)包括制冷系数修正单元、实际制冷系数显示单元，所述制冷系数修正单元用于根据卡诺系数和制冷***的压缩机效率修正理论制冷系数，所述实际制冷系数显示单元用于显示已修正的制冷系数。
在本发明的制冷***能效评估在线监测***中，所述数据采集装置(102)包括温度采集单元、压力采集单元、功耗采集单元。
在本发明的制冷***能效评估在线监测***中，所述数据采集装置(102)通过互联网或GPRS与远程监测中心(105)连接，所述室温-功耗修正显示装置(103)、制冷系数修正显示装置(104)均设于所述监测中心(105)。
在本发明的制冷***能效评估在线监测***中，所述室温-功耗修正显示装置(103)、制冷系数修正显示装置(104)由同一服务器实现。
在本发明的制冷***能效评估在线监测***中，所述监测中心(105)还包括：
监测***平台(202)，是在计算机操作***的平台上建立的实时操作***、数据库***和用户应用***，用于用户权限管理、用户基本信息维护、监测数据的统计与计算、预警处理等；
网络通信模块(201)，与所述监测***平台(202)连接，用于接收由所述数据采集装置(102)通过互联网或GPRS发出的信息并进行处理；
服务管理工具(203)，与所述监测***平台(202)连接，是在所述监测***平台(202)上建立的数据库管理模块及***管理工具，用于对***装置的管理、诊断、分析等；
网站发布单元(204)，与所述监测***平台(202)连接，用于发布监测结果。
在本发明的制冷***能效评估在线监测***中，所述监测***平台(202)包括报警单元(2024)、与所述报警单元(2024)分别连接的压缩比单元(2021)、过冷度单元(2022)、过热度单元(2023)。
在本发明的制冷***能效评估在线监测***中，所述室温-功耗修正显示装置(103)、制冷系数修正显示装置(104)均设于所述制冷***现场。
实施本发明的制冷***能效评估在线监测***，具有以下有益效果：制冷***通过数据采集器采集制冷***的温度、压力、功耗参数，通过室温-功耗修正显示装置修正室温对于制冷***耗电量的影响和通过制冷系数修正显示装置修正制冷系数并实时展示制冷***实行节能技改后的实际能效变化，并通过一个网站为用户展示分析结果，使用户可以在线、直观、实时、准确地检测整个制冷***的运行情况，因此，本发明制冷***能效评估在线监测***不仅对制冷***改造前后节能效果的验证具有非常重要的作用，还能发现和排除***可能存在和出现的故障，更有效的指导制冷***优化。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明制冷***能效评估在线监测***的结构图；
图2是本发明制冷***能效评估在线监测***中监测中心的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，在本发明的一种制冷***能效评估在线监测***中，其包括数据采集装置102、室温-功耗修正显示装置103、制冷系数修正显示装置104和监测中心105。数据采集装置102，用于采集室温和制冷***101的温度、压力、功耗参数；采集压缩机的吸气温度TS、压缩机排气温度TD、冷凝器冷媒液体管线温度TL、被冷却空间温度TB、室温TA、压缩机吸气压力PS、压缩机排气压力PD、压缩机能耗WC、***总功耗W、蒸发器蒸发温度TE。室温-功耗修正显示装置103，接收数据采集装置102采集的功耗，且根据室温修正所述功耗，并将已修正的功耗输出显示；制冷系数修正显示装置104，接收数据采集装置102采集的数据，且根据卡诺系数和制冷***的压缩机效率修正理论制冷系数，并将已修正的制冷系数输出显示。数据采集装置102按照设计要求对制冷***的待监测数据进行监测，并按设定的时间周期发送给监测中心105，由监测中心105完成信息的接收、处理和发布到网站。网站查询信息包括：蒸发温度TE、冷凝温度TC、压缩机压缩比R、过冷度、过热度、实际制冷系数COP、制冷***总能耗W、压缩机吸气压力Ps、压缩机排气压力PD、耗电量变化等。监测中心105完成制冷***在线监测的预警、显示、***诊断、维护、查询、信息发布、数据转发、打印等用户所需要的一系列数据。
图2是本发明监测中心105的具体结构。所说的监测中心105包括：监测***平台202，是在计算机操作***的平台上建立的实时操作***、数据库***和用户应用***，用于用户权限管理、用户基本信息维护、监测数据的统计与计算、预警处理等；网络通信模块201，与监测***平台202连接，用于接收由数据采集装置通过互联网发出的信息并进行处理；服务管理工具203，与监测***平台202连接，是在监测***平台202上建立的数据库管理模块及***管理工具，用于对***装置的管理、诊断、分析等；网站发布单元204，与监测***平台202连接，用于发布监测结果。监测***平台202包括报警单元2024、与报警单元2024分别连接的压缩比单元2021、过冷度单元2022、过热度单元2023。
本发明的数据库***可以查询制冷***的压缩机的吸气温度TS、压缩机排气温度TD、冷凝器冷媒液体管线温度TL、被冷却空间温度TB、压缩机吸气压力PS、压缩机排气压力PD、压缩机能耗WC、***总能耗W等，为制冷***的能效评估提供了分析数据。
监测数据的统计与计算包括制冷***的蒸发温度TE、冷凝温度TC、压缩机压缩比R、过冷度、过热度、实际制冷系数COP、制冷***总能耗W。
蒸发温度TE和冷凝温度TC通过以下方式获得，每种制冷剂的压力-温度数据存储在监测***平台202的数据库模块中，通过压力采集单元测量到的压缩机吸气压力PS找到对应的制冷剂温度就是***的蒸发温度TE；类似的，压缩机排气压力PD对应的制冷剂温度就是冷凝温度TC。
压缩比单元2021用于计算压缩机压缩比R，压缩比R是描述压缩机气缸中压缩循环，是压缩机排气绝对压力和吸气绝对压力的比值。高压缩比意味着压缩机运行所耗功率高，过高的压缩比还影响压缩机的寿命。通过压力传感器读取到的是吸气表压力PS和排气表压力PD，绝对压力定义为高于完全真空以上的存在压力，即(表压力-0.1MPa)，所以压缩比R＝(PD-0.1MPa)/(PS-0.1MPa)，监测***参考压缩机制造商给出的安全压缩比范围，在压缩比接近警戒线时监测***中的报警单元2024发出报警信号。
过冷度单元2022用于计算过冷度，过冷度定义为冷凝器冷凝压力对应的饱和液体温度(冷凝温度TD)和冷凝器出口液体实际温度TL的差值。制冷***正常循环时，冷凝器的出口一般都会有一定的过冷度。根据采集到的TD和TL，实时计算出过冷度＝TD-TL，当过冷度较低时，监测***中的报警单元2024发出报警信号。
过热度单元2023用于计算过热度，过热度是指制冷装置的吸气温度TS高于相对应蒸发压力下的蒸发器的蒸发温度TE差值。为了保证压缩机的安全运转，防止产生液击现象，要求吸气温度比蒸发温度高一点，即应具有一定的过热度。根据采集到的TS和TE，实时计算出过冷度＝TS-TE，当过热度较低时，监测***中的报警单元2024发出报警信号。
制冷系数修正显示装置104获取实际制冷系数COP的过程如下：
a)通过监测***实时收集到的制冷***温度和压力参数，通过监测***平台的数据库软件在对应制冷剂的压力热焓图上绘制出制冷循环图，可以准确计算出***的理论制冷量和理论压缩机功耗，从而得出理论制冷性能系数。
COP(理论)＝理论制冷量/理论压缩机功耗
b)通过卡诺系数计算出真实的制冷性能系数：
COP(卡诺)＝COP(理论)*卡诺系数
c)通过应用压缩机效率计算出实际能效系数，进一步提高制冷性能系数的准确度：
COP(实际)＝COP(卡诺)*压缩机效率
＝(理论制冷量/理论压缩机功耗)*卡诺系数*压缩机效率
d)还可以进一步计算出
实际制冷量＝压缩机实际功耗*COP(实际)
＝压缩机实际功耗*(计算制冷量/计算压缩机功耗)*卡诺系数*压缩机效率
通过展示制冷系数COP的改进，让用户直观、科学的看到技改带来的节能效果。
室温-功耗修正显示装置103运用基线修正法计算，修正室温变化对功耗的影响。修正的运算法则是通过修正期内的数据采集，计算出每1℃室温的变化对***功耗影响的平均值。将采集到的数据平分成若干组，把温度的变化值和相应的功耗变化值加以对比，从中得出***功耗对应于单位温度变化的变化值，即kWh/℃值。这些数据能用来推算出在测定温度范围内温变化对***功耗的成比例-非线性关系。修正期采集的数据越多，计算出的修正系数就越准确。通过修正，在进行技术改造后，可以模拟出不同室温条件下制冷***在没有改造前的耗电量，从而和技改后的耗电量进行比较，得到实际的节能量。对于制冷***而言，在冷却区域情况相同时，室温越低，制冷***的功耗就越小。
室温-功耗修正显示装置103和制冷系数修正显示装置104也可设置于监测中心105，由同一服务器实现。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种制冷***能效评估在线监测***，其特征在于，包括：
数据采集装置(102)，用于采集室温和制冷***(101)的温度、压力、功耗参数；
室温-功耗修正显示装置(103)，接收数据采集装置(102)采集的功耗，且根据室温修正所述功耗，并将已修正的功耗输出显示；
制冷系数修正显示装置(104)，接收数据采集装置(102)采集的数据，且根据卡诺系数和制冷***的压缩机效率修正理论制冷系数，并将已修正的制冷系数输出显示。
2.根据权利要求1所述的制冷***能效评估在线监测***，其特征在于，所述室温-功耗修正显示装置(103)包括室温-功耗修正单元、实际功耗显示单元，所述室温-功耗修正单元预先存储各个室温对应的功耗修正值，所述实际功耗显示单元用于显示实际功耗。
3.根据权利要求1所述的制冷***能效评估在线监测***，其特征在于，所述制冷系数修正显示装置(104)包括制冷系数修正单元、实际制冷系数显示单元，所述制冷系数修正单元用于根据卡诺系数和制冷***的压缩机效率修正理论制冷系数，所述实际制冷系数显示单元用于显示已修正的制冷系数。
4.根据权利要求1所述的制冷***能效评估在线监测***，其特征在于，所述数据采集装置(102)包括温度采集单元、压力采集单元、功耗采集单元。
5.根据权利要求1所述的制冷***能效评估在线监测***，其特征在于，所述数据采集装置(102)通过互联网或GPRS与远程监测中心(105)连接，所述室温-功耗修正显示装置(103)、制冷系数修正显示装置(104)均设于所述监测中心(105)。
6.根据权利要求5所述的制冷***能效评估在线监测***，其特征在于，所述室温-功耗修正显示装置(103)、制冷系数修正显示装置(104)由同一服务器实现。
7.根据权利要求5或6所述的制冷***能效评估在线监测***，其特征在于，所述监测中心(105)还包括：
监测***平台(202)，是在计算机操作***的平台上建立的实时操作***、数据库***和用户应用***，用于用户权限管理、用户基本信息维护、监测数据的统计与计算、预警处理等；
网络通信模块(201)，与所述监测***平台(202)连接，用于接收由所述数据采集装置(102)通过互联网或GPRS发出的信息并进行处理；
服务管理工具(203)，与所述监测***平台(202)连接，是在所述监测***平台(202)上建立的数据库管理模块及***管理工具，用于对***装置的管理、诊断、分析等；
网站发布单元(204)，与所述监测***平台(202)连接，用于发布监测结果。
8.根据权利要求7所述的制冷***能效评估在线监测***，其特征在于，所述监测***平台(202)包括报警单元(2024)、与所述报警单元(2024)分别连接的压缩比单元(2021)、过冷度单元(2022)、过热度单元(2023)。
9.根据权利要求8所述的制冷***能效评估在线监测***，其特征在于，所述室温-功耗修正显示装置(103)、制冷系数修正显示装置(104)均设于所述制冷***现场。
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