CN104457069B

CN104457069B - 制冷系统的能量调节方法

Info

Publication number: CN104457069B
Application number: CN201310438266.XA
Authority: CN
Inventors: 刘远辉
Original assignee: HUBEI FULL-ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd; Johnson Controls Technology Co
Current assignee: HUBEI FULL-ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd; Johnson Controls Technology Co
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2033-09-24
Also published as: CN104457069A

Abstract

本发明提供一种制冷系统的能量调节方法。所述能量调节方法包括以下步骤：a)在运行的制冷系统中根据出水/回水温度测量值确定已启动的压缩机的能量调节区；b)根据所述出水/回水温度测量值以及实时水温变化率确定所述已启动的压缩机的调度方式和运行时间段；c)以所述调度方式、所述运行时间段调度所述已启动的压缩机。本发明提供的制冷系统的能量调节方法能够根据出水/回水温度测量值与实时水温变化率来决定是否调度已启动的压缩机，因此能够精确地控制制冷系统的出水/回水温度。

Description

制冷系统的能量调节方法

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种制冷系统的能量调节方法。

背景技术

制冷系统中多采用螺杆式压缩机，大多采用滑阀式能量调节，现以双螺杆式压缩机为例进行说明。具体地，在两转子的高压侧装设一个可以轴向移动的滑阀活塞，滑阀活塞的移动能够改变转子的有效工作长度以此达到排气量的调节，从而调节制冷系统的出水/回水温度。

用于容纳螺杆转子的圆柱腔体的上部开有吸气口，此吸气口与吸气侧连通，吸气口的大小可以通过滑阀来控制。当滑阀完全将此吸气口关闭时，压缩机转子的有效工作长度最大，即为转子的整个长度；但是当滑阀向排气侧移动，吸气口便在纵向上不断地扩大，转子的实际有效工作长度缩短，吸气量同样减小。因此，通过调节转子的排气量，可以调节被压缩制冷剂的质量流量及调节压缩机的制冷量。

图1所示的是现有技术中常用的螺杆式压缩机的滑阀调节的示意图。容纳螺杆式转子4的圆柱腔体的上部开有吸气口，其中，通过调节施加在滑阀1上的压力，来控制滑阀活塞的位置。作为示例，通过电磁阀6来调节施加在滑阀1上的压力。如图所示，第四电磁阀64打开，第一电磁阀61、第二电磁阀62和第三电磁阀63关闭，高压油3进入油腔5，滑阀1在高压油3的作用下向吸气侧(图中滑阀1背离油腔5的移动方向)移动，制冷量增加，压缩机逐渐加载。如果第一电磁阀61、第二电磁阀62和第三电磁阀63中的一个打开，作用在滑阀1上的压力下降，滑阀1在排气压力的作用下被推到排气侧(图中滑阀1指向油腔5的移动方向)，制冷量减少。并且需要说明的是，压缩机启动前第三电磁阀63需要打开，弹簧2将滑阀1推至吸气侧，也就是压缩机要在卸载状态下启动。

目前市场上的包括多机头压缩机的制冷系统，大多采用顺序控制器对多机头压缩机组进行起停控制，存在的问题是各个压缩机之间并不能实现快速的联动反应，甚至有时会出现各个压缩机之间不能实现有效的能量分配和调节，不利于制冷系统的出水/回水温度的精确控制。

因此，需要一种制冷系统的能量调节方法，以解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种制冷系统的能量调节方法，所述能量调节方法包括以下步骤：a)在运行的制冷系统中根据出水/回水温度测量值确定已启动的压缩机的能量调节区；b)根据所述出水/回水温度测量值以及实时水温变化率确定所述已启动的压缩机的调度方式和运行时间段；c)以所述调度方式、所述运行时间段调度所述已启动的压缩机。

优选地，步骤a)中，所述出水/回水温度测量值处于第一温度范围时，对应的能量调节区为标准控制区；所述出水/回水温度测量值处于第二温度范围时，对应的能量调节区为模糊控制区；所述出水/回水温度测量值处于第三温度范围时，对应的能量调节区为卸载区；所述出水/回水温度测量值处于第四温度范围时，对应的能量调节区为循环停机区。

优选地，所述运行时间段与所述出水/回水温度测量值之间的对应关系满足以下公式：公式①：当E＜(SP-CR)时，T1＝0；公式②：当(SP-CR)≤E＜(SP+CR)时，T2＝T_p；公式③：当(SP+CR)≤E＜(SP+CR+b)时，T3＝c*ΔE+T_p；公式④：当E≥(SP+CR+b)时，T4＝0；其中，E为出水/回水温度测量值，SP为出水/回水温度设定值，CR为控制回差，T1-T4为运行时间段，ΔE为E-(SP+CR)，b为第一温度控制参数，c为时间片斜率控制参数，T_p为时间片控制参数，其中SP、CR、b、c和T_p均为设定值。

优选地，其中b＝9℃，c＝-25，T_p＝200s。

优选地，在所述卸载区以所述公式①调度所述已启动的压缩机。

优选地，在所述模糊控制区以所述公式②调度所述已启动的压缩机。

优选地，所述标准控制区进一步分为低升温区间、中升温区间和高升温区间，在所述低升温区间和所述中升温区间内，以所述公式③调度所述已启动的压缩机，在所述高升温区间内，以所述公式④调度所述已启动的压缩机。

优选地，所述已启动的压缩机为多个压缩机，所述调度方式包括调节所述多个压缩机中的一个压缩机的滑阀，而使所述多个压缩机中的其它压缩机处于保持状态。

优选地，采用依次轮流的方式调节所述多个压缩机中的一个压缩机的滑阀。

优选地，根据压缩机组中的每个压缩机累计运行的时间形成压缩机启动的优先级队列。

优选地，在所述制冷系统的运行状态下，当未启动的压缩机中的一个待启动压缩机满足以下条件1)至7)时，启动该待启动压缩机：

1)所述出水/回水温度测量值不小于第一阈值；

2)所述实时水温变化率不小于预定水温变化率的第一设定值；

3)所述待启动压缩机没有未被复位的故障；

4)所述待启动压缩机在所述优先级队列中优先级最高；

5)所述待启动压缩机从本次启动至上次启动的时间大于两次启动之间的时间间隔设定值T5，并且所述待启动压缩机的停机时间满足最短停机时间设定值T6；

6)所述已启动的压缩机在所述标准控制区累计被调度的时间大于额定调度时间设定值T7；

7)所述已启动的压缩机中的至少一个压缩机进行卸载，并且卸载至压缩机的马达电流值小于I₀*CC25，其中I₀为预定电流系数，CC25为所述已启动的压缩机中的所述至少一个压缩机25％负荷时的电流值。

通过以上技术方案的分析可以看出，本发明提供的制冷系统的能量调节方法能够根据出水/回水温度测量值与实时水温变化率来决定是否调度已启动的压缩机，因此能够精确的控制制冷系统的出水温度。

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，

图1为现有技术的压缩机的能量调节的示意图；

图2为根据本发明的一个优选实施例的制冷系统的能量调节方法的流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

如图2所示，本发明提供的制冷系统的能量调节方法根据出水/回水温度测量值以及实时水温变化率来调度已启动的压缩机。下面将对该能量调节方法进行详细描述。

需要说明的是，在本发明中，所谓的“调度”是指对已启动的压缩机进行加载、卸载或者使其处于保持状态。另外，为了便于说明，出水/回水温度测量值用E表示，水温变化率用EC表示，出水/回水温度设定值用SP表示，控制回差用CR表示，预定水温变化率设定值用ECS表示，控制回差缓冲用CS表示。并且在制冷技术领域，通常SP+CR为理想的出水/回水温度控制值的上限值，而SP-CR为理想的出水/回水温度控制值的下限值。其中出水/回水温度测量值E以及水温变化率EC可以采用本领域已知的方法实时地测量和/或计算得到；出水/回水温度设定值SP、控制回差CR、预定水温变化率设定值ECS以及控制回差缓冲CS可以在制冷系统出厂前烧写在制冷系统的控制器中，也可以是用户在使用制冷系统之前由客户根据需要适时设置在制冷系统的控制器中。

如无其它说明，本发明中有关温度的物理量和参数的单位均为℃，有关时间的物理量和参数的单位均为s。

作为本发明的一个优选实施例，制冷系统的能量调节方法包括以下步骤：a)在运行的制冷系统中根据出水/回水温度测量值E确定已启动的压缩机的能量调节区。由于制冷系统处于运行状态时，出水/回水温度测量值是最直观的反映制冷系统情况的一个重要参数，因此根据出水/回水温度测量值所处的温度范围，对已启动的压缩机进行相应的调度。

b)根据出水/回水温度测量值E以及实时水温变化率EC确定已启动的压缩机的调度方式和运行时间段。在相应的能量调节区可以根据需要进一步细分出水/回水温度测量值所处的温度范围，以使对已启动的压缩机的调度更加精确。另外，反映制冷系统的情况的另一个重要参数为实时水温变化率EC，实时水温变化率的大小直接关乎已启动的压缩机的调度。因此，进一步地判断实时水温变化率EC，预定水温变化率用ECS表示。需要说明的是，实时水温变化率EC与预定水温变化率ECS是向量，正向量的实时水温变化率说明出水/回水温度测量值E相对前一出水/回水温度测量值是上升的，而负向量的实时水温变化率说明出水/回水温度测量值E相对前一出水/回水温度测量值是降低的。因此将制冷系统的两个重要参数结合起来确定调度已启动的压缩机的调度方式和运行时间段。从而对制冷系统的出水/回水温度能够更加精确的控制。

c)以所述调度方式、所述运行时间段调度已启动的压缩机。通过步骤c)实现对制冷系统的能量调节，使得制冷系统的出水/回水温度更接近出水/回水温度设定值。

通过以上步骤可以看出，通过对已运行的制冷系统的压缩机组的实时检测，根据出水/回水温度测量值以及实时水温变化率对压缩机组进行及时的能量调节与能量分配，从而实现对制冷系统出水/回水温度的精确控制，提高了制冷系统的使用性能，特别是目前使用的无滑阀位置指示器的压缩机组。

可以理解的是，根据出水/回水温度测量值E所处的温度范围来划分已启动的压缩机的能量调节区。作为优选的实施例，步骤a)中，出水/回水温度测量值E处于第一温度范围时，对应的能量调节区为标准控制区；出水/回水温度测量值E处于第二温度范围时，对应的能量调节区为模糊控制区；出水/回水温度测量值E处于第三温度范围时，对应的能量调节区为卸载区；出水/回水温度测量值E处于第四温度范围时，对应的能量调节区为循环停机区。从而在不同的能量调节区对已启动的压缩机进行相应的调度。关于不同能量调节区的能量调节方法，下文将进行详细说明。

作为根据出水/回水温度测量值所处的温度范围划分能量调节区的一个优选实施例。当E≥(SP+CR)时，能量调节区为标准控制区；当(SP-CR)≤E＜(SP+CR)时，能量调节区为模糊控制区；当(SP-CR-a*CS)≤E＜(SP-CR)时，能量调节区为卸载区；当E＜(SP-CR-a*CS)时，能量调节区为循环停机区；其中a为回差缓冲控制参数。上述能量调节区的划分，可以在不同的能量调节区调度已启动的压缩机，由此可以精确控制制冷系统的出水/回水温度。需要说明的是SP、CR、CS以及a可以根据制冷系统的实际工作状况进行设定。优选地，SP的取值范围具体为：采用出水温度时，出水温度设定值的取值范围为5-15℃，优选值为7℃；而采用回水温度时，回水温度设定值的取值范围为10-20℃，优选值为12℃。而CR的取值范围具体为0.5-2℃，优选值为1℃。CS的取值范围具体为0.5-2℃，优选值为1℃。以及回差缓冲控制参数a的取值范围为1-3，优选值为2。作为示例，选取出水温度作为测量值并且SP、CR、CS以及a均取优选值，即，SP为7℃，CR为1℃，CS为1℃，a为2时，出水温度测量值E≥8℃时能量调节区为标准控制区；6℃≤E＜8℃时，能量调节区为模糊控制区；4℃≤E＜6℃时，能量调节区为卸载区；E＜4℃时，能量调节区为循环停机区。在不同的能量调节区对已启动的压缩机进行相应的能量调度。

作为确定运行时间段的一个优选实施例，可以通过出水/回水温度测量值E所处的温度区间来确定。具体如下列公式所示：

公式①：当E＜(SP-CR)时，T1＝0；

公式②：当(SP-CR)≤E＜(SP+CR)时，T2＝T_p；

公式③：当(SP+CR)≤E＜(SP+CR+b)时，T3＝c*ΔE+T_p；

公式④：当E≥(SP+CR+b)时，T4＝0。

其中，E、SP、CR的定义同上，并且，T1是第一运行时间段，T2为第二运行时间段，T3为第三运行时间段，T4为第四运行时间段，ΔE为E-(SP+CR)，b为第一温度控制参数，c为时间片斜率控制参数，T_p为时间片控制参数，其中SP、CR、b、c和T_p均为设定值。需要说明的是，SP和CR的取值可以参考以上，而第一温度控制参数b的取值范围为8℃-12℃，优选值为9℃；时间片斜率控制参数c的取值范围为-10s/℃--30s/℃，优选值为-25s/℃；而时间片控制参数T_p的取值范围为100s-300s，优选值为200s。上述参数的取值范围的选取是经过反复试验得出来的，可以更准确地控制已启动的压缩机的运行时间，从而使得制冷系统的能量调节更加精确。

作为示例，选取出水温度作为测量值并且SP、CR、b、c和T_p均选取优选值，因此，E＜6℃时，第一运行时间段T1＝0；6℃≤E＜8℃时，第二运行时间段T2＝200s；8≤E＜15℃时，T3＝-25*ΔE+200s；E≥15℃时，T4＝0。而ΔE为E-(SP+CR)，其对应的部分运行时间段T3的具体值可以从下表查询。

表1

ΔE(单位：℃)	0	1	2	3	4	5	6	7	8
										T(单位：秒)	200	175	150	125	100	75	50	25	0

以下，将具体说明各个能量控制区的控制逻辑。

首先对循环停机区进行说明。

优选地，在循环停机区，所有已启动的压缩机均以高速方式卸载。如果实时水温变化率EC≥2d*ECS(其中d为水温变化率控制参数)，则停止卸载。如果实时水温变化率EC＜2d*ECS，则在已启动的压缩机中在压缩机优先级队列中找到压缩机电流小于I₀*CC25的压缩机，使其停机。一台压缩机停机后，至少间隔异机停机间隔设定值T_m后，才可以关闭另一台压缩机。

ECS、d、I₀、T_m、CC25可以是根据制冷系统的工作状态设定，其中，I₀为预定电流系数，CC25为所述已启动的压缩机中的所述至少一个压缩机25％负荷时的电流值。作为优选的实施例，ECS的取值范围为0.1℃-0.5℃，优选为0.1℃；水温变化率控制参数d的取值范围为0.5-3，优选为1；I₀的取值范围为1.2-2，优选为1.5；T_m的取值范围为30s-90s，优选为30s。CC25的获取方式为压缩机启动运行30秒后，将第二电磁阀62和第四电磁阀64同时打开(参见图1)，继续运行120秒后，将此时的电流作为25％负荷的电流值，记为CC25。在压缩机的运行过程中，如果压缩机的当前电流小于CC25的电流值时，用当前的电流值更新CC25的值。上述参数是根据经验所得，以此方式使已启动的压缩机循环停机，可以使系统运行更为平稳，不易发生故障。作为示例，ECS、d、I₀、CC25选取优选值时，EC≥0.2时，停止对所有已启动的压缩机的卸载；EC＜0.2时在已启动的压缩机中的优先级队列中找到压缩机电流小于1.5*CC25的压缩机，将其停机。并且至少间隔30s后才可以关闭另一台压缩机。

然后对卸载区进行说明。

优选地，在卸载区以公式①调度已启动的压缩机。

表2

如表2所示，在卸载区所有已启动的压缩机的调度方式为所有已启动的压缩机同时卸载，并且始终执行卸载。具体地，根据实时水温变化率EC确定低速卸载、中速卸载还是高速卸载。如表所示，当EC≥d*ECS时，调度方式为低速卸载，运行时间段为T1。当EC≥-d*ECS时，调度方式为中速卸载，运行时间段为T1。当EC＜-d*ECS时，调度方式为高速卸载，运行时间段为T1。其中，如上文所述，d为水温变化率控制参数。作为优选的实施例，d＝1时，当EC≥0.1时，调度方式为低速卸载，运行时间段T1为0；当EC≥-0.1时，调度方式为中速卸载，运行时间段T1为0。当EC＜-0.1时，调度方式为高速卸载，运行时间段T1为0。由此可以将压缩机组尽快卸载，避免制冷系统的出水温度过低。

下面介绍模糊控制区的控制逻辑。

在模糊控制区中确定调度方式的一个优选实施例如表3和表4所示。并且在模糊控制区以公式②所确定的时间T2调度已启动的压缩机，并且T2＝T_P，其中T_P的优选值为200s。

表3

通过表3可以看出，通过出水/回水温度测量值E所在的不同温度区间来确定出水/回水温度测量值E的模糊子集；根据实时水温变化率EC所在的不同变化率区间来确定实时水温变化率EC的模糊子集。然后根据表4中的出水/回水温度测量值E的模糊子集和实时水温变化率EC的模糊子集确定滑阀调节U的模糊子集，最后对应表3中的滑阀调节U的模糊子集确定对应的调度方式。

其中，出水/回水温度测量值E的模糊子集的确定为：当(SP-CR)≤E＜(SP-e*CR)时，E的模糊子集为-3。当(SP-e*CR)≤E＜(SP-f*CR)时，E的模糊子集为-2。当(SP-f*CR)≤E＜(SP-g*CR)时E的模糊子集为-1。当(SP-g*CR)＜E＜(SP+g*CR)时，E的模糊子集为0。当(SP+g*CR)≤E＜(SP+f*CR)时，E的模糊子集为1。当(SP+f*CR)≤E＜(SP+e*CR)时，E的模糊子集为2。当(SP+e*CR)≤E＜(SP+CR)时，E的模糊子集为3。其中e为第一回差比例控制参数，f为第二回差比例控制参数，g为第三回差比例控制参数。e、f以及g的取值范围可以是在0-1的区间内从大到小依次选取，例如e/f/g依次为0.75/0.5/0.25或者为0.9/0.6/0.3，优选地，e为0.8，f为0.5，g为0.2。

而实时水温变化率EC的模糊子集的确定，通过以下确定，当EC＜-2d*ECS时，实时水温变化率EC的模糊子集为-3。当-2d*ECS≤EC＜-d*ECS时，实时水温变化率EC的模糊子集为-2。当-d*ECS≤EC＜0时，实时水温变化率EC的模糊子集为-1。当EC＝0时，实时水温变化率EC的模糊子集为0。当0＜EC≤d*ECS时，实时水温变化率EC的模糊子集为1。当d*ECS＜EC≤2d*ECS时，实时水温变化率EC的模糊子集为2。当2d*ECS＜EC时，实时水温变化率EC的模糊子集为3。其中参数d为水温变化率控制参数，其取值范围以及优选值同上。作为示例，当d取值为1时，当EC＜-0.2时，实时水温变化率EC的模糊子集为-3。当-0.2≤EC＜-0.1时，实时水温变化率EC的模糊子集为-2。当-0.1≤EC＜0时，实时水温变化率EC的模糊子集为-1。当EC＝0时，实时水温变化率EC的模糊子集为0。当0＜EC≤0.1时，实时水温变化率EC的模糊子集为1。当0.1＜EC≤0.2时，实时水温变化率EC的模糊子集为2。当EC≥0.2时，实时水温变化率EC的模糊子集为3。

从表3中可以看出，滑阀调节U的模糊子集所对应的调度方式为：当U的模糊子集为-3时，调度方式为高速卸载；当U的模糊子集为-2时，调度方式为中速卸载；当U的模糊子集为-1时，调度方式为低速卸载；当U的模糊子集为0时，调度方式为保持状态；当U的模糊子集为1时，调度方式为低速加载；当U的模糊子集为2时，调度方式为中速加载；当U的模糊子集为3时，调度方式为高速加载。

如表4所示，根据出水/回水温度测量值E的模糊子集和实时水温变化率EC的模糊子集确定滑阀调节U的模糊子集。举例说明，出水/回水温度测量值E的模糊子集为-3，实时水温变化率EC的模糊子集为-1时，对应的滑阀调节U的模糊子集为-2。在表3中，根据滑阀调节U的模糊子集为-2找到对应的调度方式为中速卸载。那么对已启动的压缩机进行调度的调度方式为中速卸载。

表4

最后对标准控制区进行说明。

在标准控制区，为了能够更精确调度已启动的压缩机，优选地，将标准控制区进一步分为低升温区间、中升温区间和高升温区间，在低升温区间和中升温区间内，以公式③调度已启动的压缩机，在高升温区间内，以公式④调度已启动的压缩机。

作为优选的实施例，根据表5来确定被调度的压缩机是加载还是卸载。具体地，将标准控制区分为：当(SP+CR)≤E＜(SP+CR+k)时，为低升温区间；当(SP+CR+k)≤E＜(SP+CR+h)时，为中升温区间；当E≥(SP+CR+h)时，为高升温区间。其中h为第二温度控制参数，k为第三温度控制参数。h和k可以是任意取值，作为优选地，h的取值范围为5-7，优选值为6；而k的取值范围为1-4，优选值为3。作为示例，选取出水温度作为测量值并且h和k分别为优选值，当8℃≤E＜11℃时，为低升温区间；当11℃≤E＜14℃时，为中升温区间；当E≥14℃时，为高升温区间。

进一步地，在低升温区间，根据实时水温变化率EC的变化区间确定调度方式。当实时水温变化率EC≥2d*ECS时，调度方式为低速加载。当0≤EC＜2d*ECS时，调度方式为中速加载。当-d*ECS≤EC＜0，调度方式为低速加载。当-2d*ECS≤EC＜-d*ECS，调度方式为保持。当EC＜-2d*ECS，调度方式为低速卸载。

在中升温区间，当E≥2d*ECS时，调度方式为中速加载。当0≤EC＜2d*ECS时，调度方式为高速加载。当-d*ECS≤EC＜0时，调度方式为中速加载。当-2d*ECS≤EC＜-d*ECS时，调度方式为低速加载。当EC＜-2d*ECS时，调度方式为保持。

在高升温区间，当E≥2d*ECS时，调度方式为高速加载。当0≤EC＜2d*ECS，调度方式为高速加载。当-d*ECS≤EC＜0时，调度方式为高速加载。当-2d*ECS≤EC＜-d*ECS时，调度方式为中速加载。当EC＜-2d*ECS时，调度方式为低速加载。其中d为水温变化率控制参数，其取值范围以及优选值参照如上所述。作为示例，当d为1并且ECS为0.1℃的情况中，EC≥0.2时，调度方式为低速加载。当0≤EC＜0.2时，调度方式为中速加载。当-0.1≤EC＜0，调度方式为低速加载。当-0.2≤EC＜-0.1，调度方式为保持。当EC＜-0.2，调度方式为低速卸载。

在中升温区间，当EC≥0.2时，调度方式为中速加载。当0≤EC＜0.2时，调度方式为高速加载。当-0.1≤EC＜0时，调度方式为中速加载。当-0.2d≤EC＜-0.1时，调度方式为低速加载。当EC＜-0.2时，调度方式为保持。

在高升温区间，当EC≥0.2时，调度方式为高速加载。当0≤EC＜0.2，调度方式为高速加载。当-0.1≤EC＜0时，调度方式为高速加载。当-0.2≤EC＜-0.1时，调度方式为中速加载。当EC＜-0.2时，调度方式为低速加载。

其中当EC≥2d*ECS时，优选地，当EC≥0.2时，所有已启动的压缩机同时加载，而在其它的变化区间内每次调度时仅对已启动的压缩机中的一个压缩机的滑阀进行调节。

表5

作为一个优选的实施例，例如，采用出水温度作为测量值，并且出水温度设定值设定为7℃，控制回差CR为1℃，控制回差缓冲CS为1℃，预定水温变化率ECS为0.1℃。当测得的出水温度测量值E为9℃时，能量调节区为标准控制区。由于标准控制区进一步分为低升温区间、中升温区间和高升温区间，作为示例，h和k分别为优选值，由于9℃处于8℃-11℃之间，所以能量调节区具体为低升温区间。接下来结合实时水温变化率所处的变化区间来确定调度方式。优选d为1，假定所获取的实时水温变化率E为-0.05，那么所获取的实时水温变化率-0.05落入的变化区间为-0.1-0之间，由此根据上述可以得出调度方式为低速加载，并且运行时间段为T3。而公式③中T3＝c*ΔE+T_p，选取c的优选值为-25s/℃；而时间片控制参数T_p的优选值为200s，则根据ΔE＝E-(SP+CR)并且结合表1得出T3＝175s。从而确定调度所述已启动的压缩机的调度方式和运行时间段。

上文中多次提及高速加载、中速加载等具体的调度动作，其对应的电磁阀的动作说明参见表6。

表6

能调动作	电磁阀动作说明
		高速卸载	第四电磁阀关闭，第二电磁阀脉冲得电，开T_d秒，关(T_s-3)秒
中速卸载	第四电磁阀关闭，第二电磁阀脉冲得电，开T_d秒，关(T_s-2)秒
		低速卸载	第四电磁阀关闭，第二电磁阀脉冲得电，开T_d秒，关(T_s-1)秒
保持	第二电磁阀关闭，第四电磁阀关闭
		低速加载	第二电磁阀关闭，第四电磁阀脉冲得电，开T_d秒，关(T_s-1)秒
中速加载	第二电磁阀关闭，第四电磁阀脉冲得电，开T_d秒，关(T_s-2)秒
		高速加载	第二电磁阀关闭，第四电磁阀脉冲得电，开T_d秒，关(T_s-3)秒

其中，Td为电磁阀得电时间，Ts为电磁阀失电时间，Td和Ts可以根据人工设置。作为优选的实施例，Td的取值范围为1s-5s，优选值为1s，而Ts的取值范围为8s-15s，优选值为12s。

可以了解的是，已启动的压缩机可以为多个压缩机，而已启动的压缩机的调度方式可以是调节多个压缩机的滑阀。作为优选的实施例，调度方式包括调节多个压缩机中的一个压缩机的滑阀，而使多个压缩机中的其它压缩机处于保持状态。由此便于制冷系统的能量调节，从而能够精确控制制冷系统的出水温度。进一步地，采用依次轮流的方式调节多个压缩机中的一个压缩机的滑阀。每次调度仅调节多个压缩机中的一个压缩机的滑阀，而多个压缩机中的其它压缩机处于保持状态，即，不加载也不卸载。当调度所对应的运行时间段结束后再调度另一台压缩机，没有被调度的压缩机处于保持状态。避免了压缩机组进行能量分配时出现混乱或者造成单台压缩机频繁启动而影响其使用寿命。

优选地，根据压缩机组中的每个压缩机累计运行的时间形成压缩机启动的优先级队列。具体地，可以根据压缩机累计运行时间的长短，对压缩机的启动顺序进行排序，运行时间短的压缩机可以优先启动。

可以了解的是，在制冷系统的运行状态下可以根据其它条件选择启动一个待启动的压缩机。作为优选的实施例，当未启动的压缩机中的一个待启动压缩机满足以下条件1)至7)时，启动该待启动压缩机：

1)出水/回水温度测量值不小于理想的出水/回水温度控制值的上限值SP+CR。优选地，如上所述，SP+CR的优选值为8℃。

2)实时水温变化率不小于预定水温变化率的第一设定值。预定水温变化率ECS的第一设定值可以是表示实时水温变化率的临界值，本发明中优选地采用-d*ECS作为预定水温变化率EC的第一设定值，其中d为水温变化率控制参数。优选地，d＝1。因为实时水温变化率EC＜-1*ECS时，说明当前已启动的压缩机使得出水/回水温度测量值E正在下降，当前已启动的压缩机能够使得出水/回水温度测量值E接近出水/回水温度设定值SP。所以当出现EC≥-1*ECS时，出水/回水温度测量值E正在上升或水温维持不变，所以需要调度压缩机进行加载。

3)待启动压缩机没有未被复位的故障。即待启动的压缩机处于能够启动的状态，排除了其因故障而不能够被启动的情况。

4)待启动压缩机在优先级队列中优先级最高。优先级队列可以是控制器根据压缩机的运行参数确定的优先级队列，例如优先级最高的可以是压缩机组中运行时间最短的，当判断需要加载或者卸载被调动的压缩机时，控制器向具有最短运行时间的压缩机发送加载或者卸载运行时间段的信号后，该压缩机进行加载或者卸载。从而使得压缩机组中的各个压缩机能够均衡运行。

5)待启动压缩机从本次启动至上次启动的时间大于两次启动之间的时间间隔设定值T5，并且待启动压缩机的停机时间满足最短停机时间设定值T6。两次启动之间的时间间隔设定值T5和最短停机时间设定值T6可以根据压缩机以及制冷系统的性能来设置。时间间隔值设定值T5和最短停机时间设定值T6的设置目的是保护压缩机，防止压缩机的频繁启停。优选地，T5的取值范围为300s-900s，优选值为200s，而T6的取值范围为120s-600s，优选值为360s。

6)已启动的压缩机在标准控制区累计被调度的时间大于额定调度时间设定值T7。优选地，T7的取值范围为120s-600s，优选值为360s。

7)已启动的压缩机中的至少一个压缩机进行卸载，并且卸载至压缩机的马达电流值小于I₀*CC25，其中I₀为预定电流系数，CC25为所述已启动的压缩机中的所述至少一个压缩机25％负荷时的电流值。

通过以上调节，能够实现压缩机之间的均衡启动，避免出现频繁启动某些压缩机而影响压缩机的使用性能和使用寿命。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims

1.一种制冷系统的能量调节方法，其特征在于，所述能量调节方法包括以下步骤：

a)在运行的制冷系统中根据出水/回水温度测量值确定已启动的压缩机的能量调节区；

b)根据所述出水/回水温度测量值以及实时水温变化率确定所述已启动的压缩机的调度方式和运行时间段；

c)以所述调度方式、所述运行时间段调度所述已启动的压缩机。

2.根据权利要求1所述的制冷系统的能量调节方法，其特征在于，步骤a)中，所述出水/回水温度测量值处于第一温度范围时，对应的能量调节区为标准控制区；所述出水/回水温度测量值处于第二温度范围时，对应的能量调节区为模糊控制区；所述出水/回水温度测量值处于第三温度范围时，对应的能量调节区为卸载区；所述出水/回水温度测量值处于第四温度范围时，对应的能量调节区为循环停机区。

3.根据权利要求2所述的制冷系统的能量调节方法，其特征在于，所述运行时间段与所述出水/回水温度测量值之间的对应关系满足以下公式：

公式①：当E＜(SP-CR)时T1＝0；

公式②：当(SP-CR)≤E＜(SP+CR)时T2＝T_p；

公式③：当(SP+CR)≤E＜(SP+CR+b)时T3＝c*ΔE+T_p；

公式④：当E≥(SP+CR+b)时T4＝0；

其中，E为出水/回水温度测量值，SP为出水/回水温度设定值，CR为控制回差，T1-T4为运行时间段，ΔE为E-(SP+CR)，b为第一温度控制参数，c为时间片斜率控制参数，T_p为时间片控制参数，其中SP、CR、b、c和T_p均为设定值。

4.根据权利要求3所述的制冷系统的能量调节方法，其特征在于，其中b＝9℃，c＝-25，T_p＝200s。

5.根据权利要求3或4所述的制冷系统的能量调节方法，其特征在于，在所述卸载区以所述公式①调度所述已启动的压缩机。

6.根据权利要求3或4所述的制冷系统的能量调节方法，其特征在于，在所述模糊控制区以所述公式②调度所述已启动的压缩机。

7.根据权利要求3或4所述的制冷系统的能量调节方法，其特征在于，所述标准控制区进一步分为低升温区间、中升温区间和高升温区间，在所述低升温区间和所述中升温区间内，以所述公式③调度所述已启动的压缩机，在所述高升温区间内，以所述公式④调度所述已启动的压缩机。

8.根据权利要求1所述的制冷系统的能量调节方法，其特征在于，所述已启动的压缩机为多个压缩机，所述调度方式包括调节所述多个压缩机中的一个压缩机的滑阀，而使所述多个压缩机中的其它压缩机处于保持状态。

9.根据权利要求8所述的制冷系统的能量调节方法，其特征在于，采用依次轮流的方式调节所述多个压缩机中的一个压缩机的滑阀。

10.根据权利要求2所述的制冷系统的能量调节方法，其特征在于，根据压缩机组中的每个压缩机累计运行的时间形成压缩机启动的优先级队列。

11.根据权利要求10所述的制冷系统的能量调节方法，其特征在于，在所述制冷系统的运行状态下，当未启动的压缩机中的一个待启动压缩机满足以下条件1)至7)时，启动该待启动压缩机：

1)所述出水/回水温度测量值不小于第一阈值；

3)所述待启动压缩机没有未被复位的故障；

4)所述待启动压缩机在所述优先级队列中优先级最高；