[发明专利]一种制冰控制方法及制冰系统

说明书

技术领域

本发明属于制冰领域，具体涉及一种适应变功率输入的制冰控制方法及制冰系统。

背景技术

我国具有丰富的海洋能资源，通过海洋能发电装置可以将捕获的海洋能转化为电能输出。对于还没有布设电网的沿海岛屿来说，将海流能发电装置发出的电能输送到电网(即海流能发电装置并网运行)的成本太高，且难以实施；考虑到沿海岛屿的渔业用冰量比较大，需要消耗大量的能源，可以将海流能发电装置发出的电能就地利用，为当地的渔业提供能源，用于制冰。

由于海洋能具有间歇性特点，相应地，海洋能发电装置的输出功率呈现出间歇性波动的特性。附图1所示为现有的制冰系统，该制冰系统采用定频压缩机18，定频压缩机18在工作时需要有足够的功率输入。如果海洋能发电装置作为该制冰系统的功率提供装置，对于该制冰系统来说，间歇性的功率输入会造成如下几方面的缺陷：1、如果制冰系统的输入功率变化范围太大，当输入功率在短时间内从较大的值变化到非常小的值时，驱动定频压缩机的电机的输出力矩会非常小，以致于电机无法驱动定频压缩机，导致定频压缩机堵转烧毁。2、如果制冰系统的输入功率持续较低时，驱动定频压缩机的电机无法启动压缩机，使电机堵转，同样会引起定频压缩机的堵转。3、如果定频压缩机的速度降低，制冷剂的流量就会降低，流经蒸发器的制冷剂不足以使蒸发器的温度达到制冰温度点，从而制不出冰来。

如果使用上述制冰系统，与之匹配的海洋能发电装置就需要采用恒功率输出控制，输出恒定的功率供给制冰系统，这就造成海洋能利用率的降低，海洋能发电装置就不能捕获最大功率，从而不能实现“来多少能发多少电，发多少电制多少冰”的节能储能模式。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制冰控制方法及制冰系统，使得制冰系统不需要恒定的输入功率，从而可以适用于变功率输入的场合，实现制冰过程消耗功率与变化的输入功率的匹配。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种制冰控制方法，制冰系统使用制冷片对水箱中的水进行制冷，制冷剂在变频压缩机、冷凝器、蒸发器和储液罐中流动，使用N个蒸发器将水制成冰，N为大于等于2的自然数。使用电量采集模块检测制冰系统的输入功率，检测到的输入功率大小为功率值M，控制器根据该检测到的功率值M的大小启动功率分配程序。单个蒸发器的额定功率为P，控制器预先设定两个功率等级分别为P₁和P₂，且P₁＜P₂，P＜P₂-P₁。功率分配程序如下所述：

1)在制冰系统启动开始时，如果功率值M小于等于P₂，控制器启动制冷片，将输入制冰系统的全部能量供给制冷片，由制冷片预先将水箱中的水制冷。根据控制算法，通过对功率值M进行计算，控制器输出PWM波并经放大处理模块做放大处理，控制制冷片中电流的通断，使得制冷片消耗功率与功率值M相匹配，此时，制冷片处于制冷工作状态。

2)在制冰系统启动以后，如果功率值M大于P₂，控制器启动驱动变频压缩机的电机，电机启动后，蒸发器工作在额定功率状态，处于制冰工作状态的蒸发器的个数为W，W等于的整数部分。同时制冷片也处于制冷工作状态，控制器控制制冷片消耗功率与输入制冰系统的剩余功率(M-W×P)相匹配。

如果功率值M从P₂及P₂以上跌落至P₁，控制器输出方波脉冲控制驱动变频压缩机的电机转速逐渐减小到零，从而间接控制变频压缩机的转速，此时，处于制冰工作状态的蒸发器未工作在额定功率。同时，在电机转速逐渐减小到零的过程中，控制器控制制冷片将功率值M减去蒸发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统，包括水箱、储液罐和冷凝器，所述制冰系统还包括第二单向阀、两位三通电磁阀、第二电磁阀、电子膨胀阀、变频压缩机和N路蒸发支路，N为大于等于2的自然数。每路蒸发支路包括第一电磁阀、第一单向阀和一组蒸发器组，每组所述蒸发器组包括蒸发器和制冰盘。在每路所述蒸发支路，所述第一单向阀的进口通过管路连接所述蒸发器的出口，所述蒸发器的进口通过管路连接所述第一电磁阀的出口。所述储液罐的出口与所述变频压缩机的进口通过管路相连接，所述储液罐的进口通过管路与每路所述蒸发支路的第一单向阀的出口相连接，所述第二单向阀的出口通过管路与每路所述蒸发支路的第一电磁阀的进口相连接。