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龙图腾网恭喜北京工业大学申请的专利可调节的单螺杆压缩机回热式复叠低温制冷系统的监测及控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116202256B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-06发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310199385.8，技术领域涉及：F25B49/02；该发明授权可调节的单螺杆压缩机回热式复叠低温制冷系统的监测及控制方法是由吴玉庭;封旭;雷标;鹿院卫设计研发完成，并于2023-03-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本可调节的单螺杆压缩机回热式复叠低温制冷系统的监测及控制方法在说明书摘要公布了：可调节的单螺杆压缩机回热式复叠低温制冷系统的监测及控制方法，属于调节系统的监视或测试装置领域。系统包括制冷剂回路以及监测‑控制电路，制冷剂回路由冷凝蒸发器将高温级和低温级回路连接，控制器同时连接压缩机电机、压缩机滑阀动力装置、节流元件、旁通元件、喷液控制元件、压力传感器和温度传感器。在设置目标制冷温度、制冷量后，通过各传感器的监测数据，指导控制器对各级系统的压缩机电机、压缩机滑阀动力装置、节流元件、旁通元件、喷液控制元件进行调节，实现变制冷温度、变制冷量、变电机频率、变压缩机内容积比、变过热过冷温度、喷液、补气等功能，使得系统运行更加稳定，性能得到提升。

本发明授权可调节的单螺杆压缩机回热式复叠低温制冷系统的监测及控制方法在权利要求书中公布了：1.一种可调节的单螺杆压缩机回热式复叠低温制冷系统的监测及控制方法，用于在不同环境温度下，监测及控制系统达到设定制冷温度及制冷量，其特征在于，可调节的单螺杆压缩机回热式复叠低温制冷系统，由制冷剂回路以及监测-控制电路组成；制冷剂回路包括：由冷凝蒸发器13连接的高低温级制冷主回路，高温级一次节流支路，高温级回热器支路，高温级喷液支路，低温级一次节流支路，低温级回热支路，低温级喷液支路；高低温级制冷主回路：包括高温级二次流量计12、高温级压缩机1、冷凝器2、高温级制冷剂储液罐3、高温级过冷器5、高温级回热器8、高温级二次节流元件10、冷凝蒸发器13、低温级制冷剂储液罐14、低温级过冷器16、低温级回热器20、低温级二次节流元件22、蒸发器23、低温级二次流量计25、低温级压缩机18；所述高低温级制冷主回路运行逻辑为：高温级压缩机1根据环境温度及制冷温度对应的工况通过计算调节到相应内容积比档位开机，高温级制冷剂29由高温级压缩机1出口a流入冷凝器2中与环境换热，后流经高温级制冷剂储液罐3、高温级过冷器5入口a、高温级过冷器5出口c、高温级回热器8入口a、高温级回热器8出口b流入高温级二次节流元件10，由高温级二次节流元件10调节开度，控制流入冷凝蒸发器13入口a的高温级制冷剂压力，在冷凝蒸发器13中与低温级制冷剂换热后流出冷凝蒸发器13出口b，流经高温级回热器8入口c、高温级回热器8出口d、高温级二次流量计12流入高温级压缩机1入口d；低温级压缩机18根据环境温度及制冷温度对应的工况通过计算调节到相应内容积比档位开机，低温级制冷剂30由低温级压缩机18出口a流入冷凝蒸发器13入口c与高温级制冷剂换热，后由冷凝蒸发器13出口d流出，流经低温级制冷剂储液罐14、低温级过冷器16入口a、低温级过冷器16出口c、低温级回热器20入口a、低温级回热器20出口b流入低温级二次节流元件22，由低温级二次节流元件22调节开度，控制流出蒸发器23出口低温级制冷剂温度，在蒸发器23出口流出，流经低温级回热器20入口c、低温级回热器20出口d、低温级二次流量计25流入低温级压缩机18入口d；同时，高低温级制冷主回路可以通过调节高温级压缩机1电机转速、低温级压缩机18电机转速来调节制冷量；高温级一次节流支路在高温级制冷剂储液罐3出口后再分一个支路与高温级一次节流元件4入口连接，高温级一次节流元件4出口与高温级过冷器5入口b连接，流出高温级过冷器5出口d后经过高温级一次流量计6流入高温级压缩机1入口b；所述高温级一次节流支路运行逻辑：在高温级压缩机1出口a温度较高时，高温级一次节流元件4调节开度，使得在高温级制冷剂储液罐3出口的一部分高温级制冷剂流经高温级一次节流元件4，后流入高温级过冷器5入口b，在高温级过冷器5中与高低温级制冷主回路中高温级制冷剂换热，由高温级过冷器5出口d流出，流经高温级一次流量计6流入高温级压缩机1入口b；高温级回热器支路：高温级回热器液体旁通元件7的两端分别与高温级回热器8入口a、高温级回热器8出口b相连，使得高温级回热器液体旁通元件7与高温级回热器8的a入口a、高温级回热器8出口b之间形成并联；高温级回热器气体旁通元件11的两端分别与高温级回热器8入口c、高温级回热器8出口d相连，使得高温级回热器气体旁通元件11与高温级回热器8的入口c、高温级回热器8出口d形成并联；所述高温级回热器支路运行逻辑：在高温级回热器过冷温度不满足时，调节高温级回热器液体旁通元件7开度，使得在高温级过冷器5出口c的一部分高温级制冷剂流经高温级回热器液体旁通元件7，后与流经高温级回热器8入口a、高温级回热器8出口b的高温级制冷剂混合，后流入高温级二次节流元件10，调节高温级回热器过冷温度；在高温级回热器过热温度不满足时，调节高温级回热器气体旁通元件11开度，使得在冷凝蒸发器13出口b的一部分高温级制冷剂流经高温级回热器气体旁通元件11，后与流经高温级回热器8入口c、高温级回热器8出口d的高温级制冷剂混合，后流经高温级二次流量计12，流入高温级压缩机1入口d，调节高温级回热器过热温度；高温级喷液支路：由高温级二次节流元件10入口前分出一条支路与高温级喷液控制元件9入口连接，高温级喷液控制元件9出口与高温级压缩机1入口c连接；所述高温级喷液支路运行逻辑：在高温级压缩机1出口a温度较高时，高温级喷液控制元件9调节开度，使得在高温级二次节流元件10前的一部分高温级制冷剂流经高温级喷液控制元件9，后流入高温级压缩机1入口c；低温级一次节流支路：在低温级制冷剂储液罐14出口后再分一支路与低温级一次节流元件15入口连接，低温级一次节流元件15出口与低温级过冷器16入口b连接，流出低温级过冷器16出口d后经过低温级一次流量计17流入低温级压缩机18入口b；所述低温级一次节流支路运行逻辑：在低温级压缩机18出口a温度较高时，低温级一次节流元件15调节开度，使得在低温级制冷剂储液罐14出口的一部分低温级制冷剂流经低温级一次节流元件15，后流入低温级过冷器16入口b，在低温级过冷器16中与高低温级制冷主回路中低温级制冷剂换热，由低温级过冷器16出口d流出，流经低温级一次流量计17流入低温级压缩机18入口b；低温级回热器支路：低温级回热器液体旁通元件19的两端分别与低温级回热器20入口a、低温级回热器20出口b相连，使得低温级回热器液体旁通元件19与低温级回热器20的入口a、低温级回热器20出口b之间形成并联；低温级回热器气体旁通元件24的两端分别与低温级回热器20入口c、低温级回热器20出口d相连，使得低温级回热器气体旁通元件24与低温级回热器20的入口c、低温级回热器20出口d之间形成并联；所述低温级回热器支路运行逻辑：在低温级回热器过冷温度不满足时，调节低温级回热器液体旁通元件19开度，使得在低温级过冷器16出口c的一部分低温级制冷剂流经低温级回热器液体旁通元件19，后与流经低温级回热器20入口a、低温级回热器20出口b的低温级制冷剂混合，后流入低温级二次节流元件22，调节低温级回热器过冷温度；在低温级回热器过热温度不满足时，调节低温级回热器气体旁通元件24开度，使得在蒸发器23出口的一部分低温级制冷剂流经低温级回热器气体旁通元件24，后与流经低温级回热器20入口c、低温级回热器20出口d的低温级制冷剂混合，后流经低温级二次流量计25，流入低温级压缩机18入口d，调节低温级回热器过热温度；低温级喷液支路由低温级二次节流元件22入口前分出一条支路与低温级喷液控制元件21入口连接，低温级喷液控制元件21出口与低温级压缩机18入口c连接；所述低温级喷液支路运行逻辑：在低温级压缩机18出口a温度较高时，低温级喷液控制元件21调节开度，使得在低温级二次节流元件22前的一部分低温级制冷剂流经低温级喷液控制元件21，后流入低温级压缩机18入口c；监测-控制电路由控制器26与系统中高温级压缩机1入口e、低温级压缩机18入口e连接，用于对高温级压缩机1、低温级压缩机18内容积比档位调节进行控制，控制器26与系统中高温级压缩机1入口f、低温级压缩机18入口f连接，用于对高温级压缩机1、低温级压缩机18电机转速调节进行控制；控制器26与系统中高温级一次节流元件4、高温级二次节流元件10、高温级回热器液体旁通元件7、高温级回热器气体旁通元件11、高温级喷液控制元件9、低温级一次节流元件15、低温级二次节流元件22、低温级回热器液体旁通元件19、低温级回热器气体旁通元件24、低温级喷液控制元件21连接，用于对各个元件开度进行控制；控制器26与系统中高温级一次流量计6、高温级二次流量计12、低温级一次流量计17、低温级二次流量计25连接，用于对高温级一次节流支路、高低温级制冷剂回路、低温级一次流支路的流量进行监测；控制器26与系统中各个压力传感器、各个温度传感器连接，用于对系统进行监测；所述控制器26内置监测模块、计算模块以及控制模块，以实现监测和控制方法；监测模块通过与各个压力传感器、各个温度传感器、各级一次流量计、各级二次流量计连接，对系统内主要部件前后的压力、温度，环境温度，制冷温度，制冷剂的流量进行监测；计算模块通过设定特定温差，保护压力，保护温度值，制冷剂饱和温度-压力数据库，计算公式，经验公式，特性曲线等计算工具对数据进行处理，以及指导控制模块进行调节；控制模块通过连接各级压缩机滑阀装置、各级压缩机电机、各级一次节流元件、各级二次节流元件、各级回热器液体旁通元件、各级回热器气体旁通元件等对系统实现控制作用；所述控制器26计算模块内设定温差为ΔT1，用于根据实测环境温度计算目标冷凝温度，设定温差为ΔT2，用于根据目标制冷温度计算目标蒸发温度；设定保护冷凝压力Pcon,b、保护冷凝蒸发高温侧压力Pc-e,l,b、保护冷凝蒸发低温侧压力Pc-e,h,b、保护蒸发压力Peva,b；设定目标压缩机出口a温度Tpq,m、保护压缩机出口a温度Tpq,b；可调节的单螺杆压缩机回热式复叠低温制冷系统在开机前设定目标制冷温度Tc,m、目标制冷量Wc,m；根据目标制冷温度Tc,m、目标制冷量Wc,m，测定的环境温度T1，控制器26内置计算模块调用计算公式得到目标冷凝温度Tcon,mTcon,m＝T1-ΔT1、目标蒸发温度Teva,mTeva,m＝Tc,m-ΔT2，计算模块调用制冷剂饱和温度-压力数据库得到Tcon,m对应的目标冷凝压力Pcon,m、得到Teva,m对应的目标蒸发压力Peva,m；计算模块调用经验公式得到目标冷凝蒸发温度Tc-e,m，计算模块调用制冷剂饱和温度-压力数据库得到Tc-e,m对应的目标冷凝蒸发高温侧压力Pc-e,h,m、得到Tc-e,m对应的目标冷凝蒸发低温侧压力Pc-e,l,m；计算模块调用计算公式根据Pcon,mPc-e,h,m得到目标高温级压缩机容积比Vh,m、根据Pc-e,l,mPeva,m得到目标低温级压缩机容积比Vl,m；计算模块调用经验公式得到目标高温级过热温度Th,gr,m、目标高温级过冷温度Th,gl,m，目标低温级过热温度Tl,gr,m、目标高低温级过冷温度Tl,gl,m；目标高温级一次节流开启温度Tbq,h,m、目标高温级一次节流压力Pbq,h,m、目标低温级一次节流开启温度Tbq,l,m、目标低温级一次节流压力Pbq,l,m；以上各个目标值，作为控制器26控制模块的调节依据；控制器26监测模块对系统中各个温度、压力传感器进行监测，监测数值作为实测值；当对应测点目标值与实测值误差符合一定范围时，认为系统稳定运行，控制器26控制模块暂停对系统调节；当对应测点实测值超过保护值时，控制器26控制模块对系统执行立即停机，控制系统断电；监测模块监测数据包括：高温级压缩机1入口d压力传感器101实时压力值P101，高温级压缩机1入口d温度传感器102实时温度值T102，高温级压缩机1出口a温度传感器103实时温度值T103，高温级压缩机1出口a压力传感器104实时压力值P104，高温级压缩机1入口b温度传感器107实时温度值T107，高温级压缩机1入口b压力传感器108实时压力值P108；低温级压缩机18入口d压力传感器1801实时压力值P1801，低温级压缩机18入口d温度传感器1802实时温度值T1802，低温级压缩机18出口a温度传感器1803实时温度值T1803，低温级压缩机18出口a压力传感器1804实时压力值P1804，低温级压缩机18入口b温度传感器1807实时温度值T1807，低温级压缩机18入口b压力传感器1808实时压力值P1808；高温级一次节流元件4入口压力传感器401实时压力值P401，高温级一次节流元件4入口温度传感器402实时温度值T402，高温级一次节流元件4出口温度传感器403实时温度值T403，高温级一次节流元件4出口压力传感器404实时压力值P404；高温级过冷器5出口d温度传感器501实时温度值T501，高温级过冷器5出口d压力传感器502实时压力值P502；低温级一次节流元件15入口压力传感器1501实时压力值P1501，低温级一次节流元件15入口温度传感器1502实时温度值T1502，低温级一次节流元件15出口温度传感器1503实时温度值T1503，低温级一次节流元件15出口压力传感器1504实时压力值P1504；低温级过冷器16出口d温度传感器1601实时温度值T1601，低温级过冷器16出口d压力传感器1602实时压力值P1602；高温级回热器液体旁通元件7入口压力传感器701实时压力值P701，高温级回热器液体旁通元件7入口温度传感器702实时温度值T702，高温级回热器液体旁通元件7出口温度传感器703实时温度值T703，高温级回热器液体旁通元件7出口压力传感器704实时压力值P704；高温级回热器8入口a压力传感器801实时压力值P801，高温级回热器8入口a温度传感器802实时温度值T802，高温级回热器8出口b温度传感器803实时温度值T803，高温级回热器8出口压力传感器804实时压力值P804，高温级回热器8入口c压力传感器805实时压力值P805，高温级回热器8入口c温度传感器806实时温度值T806，高温级回热器8出口d温度传感器807实时温度值T807，高温级回热器8出口压力传感器808实时压力值P808；高温级回热器气体旁通元件11入口压力传感器1101实时压力值P1101，高温级回热器气体旁通元件11入口温度传感器1102实时温度值T1102，高温级回热器气体旁通元件11出口温度传感器1103实时温度值T1103，高温级回热器气体旁通元件11出口压力传感器1104实时压力值P1104；低温级回热器液体旁通元件19入口压力传感器1901实时压力值P1901，低温级回热器液体旁通元件19入口温度传感器1902实时温度值T1902，低温级回热器液体旁通元件19出口温度传感器1903实时温度值T1903，低温级回热器液体旁通元件19出口压力传感器1904实时压力值P1904；低温级回热器20入口a压力传感器2001实时压力值P2001，低温级回热器20入口a温度传感器2002实时温度值T2002，低温级回热器20出口b温度传感器2003实时温度值T2003，低温级回热器20出口压力传感器2004实时压力值P2004，低温级回热器20入口c压力传感器2005实时压力值P2005，低温级回热器20入口c温度传感器2006实时温度值T2006，低温级回热器20出口d温度传感器2007实时温度值T2007，低温级回热器20出口压力传感器2008实时压力值P2008；冷凝器2入口压力传感器201实时压力值P201，冷凝器2入口温度传感器202实时温度值T202，冷凝器2出口温度传感器203实时温度值T203，冷凝器2出口压力传感器204实时压力值P204；冷凝蒸发器13入口a压力传感器1301实时压力值P1301，冷凝蒸发器13入口a温度传感器1302实时温度值T1302，冷凝蒸发器13出口b温度传感器1303实时温度值T1303，冷凝蒸发器13出口b压力传感器1304实时压力值P1304，冷凝蒸发器13入口c压力传感器1305实时压力值P1305，冷凝蒸发器13入口c温度传感器1306实时温度值T1306，冷凝蒸发器13出口d温度传感器1307实时温度值T1307，冷凝蒸发器13出口d压力传感器1308实时压力值P1308；蒸发器23入口压力传感器2301实时压力值P2301，蒸发器23入口温度传感器2302实时温度值T2302，蒸发器23出口温度传感器2303实时温度值T2303，蒸发器23出口压力传感器2304实时压力值P2304；高温级一次流量计实时流量值V6，高温级二次流量计实时流量值V12，低温级一次流量计实时流量值V17，低温级二次流量计实时流量值V25；环境温度传感器27实时温度值T1，制冷温度传感器28实时温度值T2；可调节的单螺杆压缩机回热式复叠低温制冷系统在开机时，高低温级制冷主回路首先运行，由控制器26控制模块控制高温级压缩机1电机106转动，由控制器26控制模块调节高温级压缩机1滑阀动力装置105移动到最接近Vh,m的压缩机内容积比档位，同时，由控制器26控制模块控制高温级二次节流元件10开度；高温级二次节流元件10开度控制逻辑：监测模块监测P204数值，以Pcon,m作为目标，同时，监测模块监测P1304数值，以Pc-e,h,m作为目标，对高温级二次节流元件10开度进行调节；高温级压缩机运行一段时间后再由控制器26控制模块控制低温级压缩机18电机1806转动，由控制器26控制模块调节低温级压缩机18滑阀动力装置1805移动到最接近Vl,m的压缩机内容积比档位，同时，由控制器26控制模块控制低温级二次节流元件22开度；低温级二次节流元件22开度控制逻辑：监测模块监测P2304数值，以Peva,m作为目标，同时，监测模块监测P1308数值，以Pc-e,l,m作为目标，对低温级二次节流元件22开度进行调节；可调节的单螺杆压缩机回热式复叠低温制冷系统在开机后，监测系统监测T2，以Tc,m作为目标，进行持续运行；当监测模块监测到T2＝Tc,m时，计算实时制冷量WL，以Wc,m为目标，控制器调节高温级压缩机1、低温级压缩机18电机转速；控制器调节高温级压缩机1、低温级压缩机18电机转速的控制逻辑：监测模块监测P101、T102，计算模块调用制冷剂饱和温度-压力数据库得到P101、T102对应的密度ρ1,d；监测模块监测P1301、T1302，计算模块调用制冷剂饱和温度-压力数据库得到P1301、T1302对应的焓值h13,b；监测模块监测P1304、T1303，计算模块调用制冷剂饱和温度-压力数据库得到P1304、T1303对应的焓值h13,a，计算模块调用计算公式计算实时高温级制冷量WH；监测模块监测P1801、T1802，计算模块调用制冷剂饱和温度-压力数据库得到P1801、T1802对应的密度ρ18,d；监测模块监测P2301、T2302，计算模块调用制冷剂饱和温度-压力数据库得到P2301、T2302对应的焓值h23,in；监测模块监测P2304、T2303，计算模块调用制冷剂饱和温度-压力数据库得到P2304、T2303对应的焓值h23,out，计算模块调用计算公式计算实时制冷量WL；当WL小于Wc,m时，控制模块控制高温级压缩机1、低温级压缩机18电机转速适当增大；当WL大于Wc,m时，控制模块控制高温级压缩机1、低温级压缩机18电机转速适当减小；调整过程中始终保持WL小于WH；可调节的单螺杆压缩机回热式复叠低温制冷系统开机运行后，可根据需要运行高温级一次节流支路、高温级回热器支路、高温级喷液支路、低温级一次节流支路、低温级回热支路、低温级喷液支路；高温级一次节流支路用于降低高温级压缩机1出口a温度，监测系统监测T103，以Tbq,h,m为目标，当T103大于等于Tbq,h,m时，控制模块控制高温级一次节流元件4开启，监测模块监测P404，以Pbq,h,m为目标，对高温级一次节流元件4开度进行调节；监测系统监测P101、T102、T203、P204、T107、P108、P801、T802、V6、V12，通过计算校核高温级一次节流元件4的开度；高温级回热器支路用于调节高温级循环过热温度、高温级循环过冷温度，监测系统监测T702、T703、T802、T803、T806、T807、T1102、T1103，以Th,gl,m为目标，对高温级回热器液体旁通元件7、高温级回热器气体旁通元件11开度进行调节；当T802-T803大于Th,gl,m时，控制模块控制高温级回热器液体旁通元件7开启；当T802-T803小于Th,gl,m时，减小高温级回热器液体旁通元件7开度；当T702-T703等于Th,gl,m时，保持高温级回热器液体旁通元件7开度；以Th,gr,m为目标，当T807-T806大于Th,gr,m时，控制器控制高温级回热器气体旁通元件11开启；当T807-T806小于Th,gr,m时，减小高温级回热器气体旁通元件11开度；当T1103-T1102等于Th,gr,m时，保持高温级回热器气体旁通元件11开度；高温级喷液支路用于降低高温级压缩机出口a温度，监测系统监测T103，以Tpq,m为目标，当T103大于或等于Tpq,m时，控制模块控制高温级喷液控制元件9开启；低温级一次节流支路用于降低低温级压缩机出口a温度，监测系统监测T1803，以Tbq,l,m为目标，当T1803大于或等于Tbq,l,m时，控制模块控制低温级一次节流元件15开启，监测模块监测P1504，以Pbq,l,m为目标，对低温级一次节流元件15开度进行调节；监测系统监测P1801、T1802、T1307、P1308、T1807、P1808、P2001、T2002、V17、V25，通过计算校核低温级一次节流元件15的开度；低温级回热器支路用于调节低温级循环过热温度、低温级循环过冷温度，监测系统监测T1902、T1903、T2002、T2003、T2006、T2007、T2402、T2403，以Tl,gl,m为目标，对低温级回热器液体旁通元件19、低温级回热器气体旁通元件24开度进行调节；当T2002-T2003大于Tl,gl,m时，控制模块控制低温级回热器液体旁通元件19开启；当T2002-T2003小于Tl,gl,m时，减小低温级回热器液体旁通元件19开度；当T1902-T1903等于Tl,gl,m时，保持低温级回热器液体旁通元件19开度；以Tl,gr,m为目标，当T2007-T2006大于Tl,gr,m时，控制器控制低温级回热器气体旁通元件24开启；当T2007-T2006小于Tl,gr,m时，减小低温级回热器气体旁通元件24开度；当T2403-T2402等于Tl,gl,m时，保持低温级回热器气体旁通元件24开度；低温级喷液支路用于降低低温级压缩机出口a温度，监测系统监测T1803，以Tpq,m为目标，当T1803大于Tpq,m时，控制模块控制低温级喷液控制元件21开启；在系统运行过程中，监测系统监测T103、T1803，当T103大于等于Tpq,b或T1803大于等于Tpq,b或二者皆有时，控制模块立即控制系统停机断电；监测系统监测P204，当P204大于等于Pcon,b时控制模块立即控制系统停机断电；监测系统监测P1304，当P1304大于等于Pc-e,b时，控制模块立即控制系统停机断电；监测系统监测P2304，当P2304大于等于Peva,b时，控制模块立即控制系统停机断电，以保证安全。

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