CN104697132A - 一种冷凝风量调节控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷凝风量调节控制装置，包括至少两组冷凝风机、冷凝压力传感器和控制电路，控制电路根据冷凝压力传感器检测到的冷凝压力控制冷凝风机进行三角形运行或星形运行，通过多组冷凝风机运行形式的相互组合，实现多档冷凝风量调节。本发明还公开了一种采用冷凝风量调节控制装置实现冷凝风量调节的方法。本发明在解决了冷凝风量与冷凝压力相匹配的同时，又实现了整个项目的低成本。

Description

一种冷凝风量调节控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调制冷领域，尤其涉及一种冷凝风量调节控制装置及其控制方法。

背景技术

中央空调的冷凝压力应保持在一定的范围内，过高或过低会引起耗能的增大，甚至对零部件产生危害，冷凝压力可以通过冷凝风量来调节，目前冷凝风量的控制有如下几种方式，方式一：冷凝风机仅分成一组，通过冷凝压力开关控制冷凝风机的启动和停止实现冷凝风量的控制，该方案仅能实现冷凝风量0%和100%两级调节；方式二：两个以上的冷凝风机分成两组，通过每组冷凝风机加装冷凝压力开关，实现冷凝风量0%，50%，100%三级调节。但在过渡季节，由于白天与早晚的环境温差较大，导致白天与早晚的冷凝压力差别较大，因此在过渡季节，方式一和方式二容易引起冷凝风机频繁启停，影响冷凝风机的可靠性并缩短冷凝风机的寿命；方式三：通过加装风机变频器或风机调速器等装置，利用检测到的冷凝压力控制冷凝风机电机的转速，达到冷凝风量的无级调节目的。该方案可以实现冷凝风量的无级调节，可以确保冷凝压力在一定的安全范围内，但是该方案使用了变频器或风机调速器等部件，成本较高。如何既能解决冷凝风量与冷凝压力的匹配问题，又实现整个项目的低成本，成为业界主要解决的重点和难点。

专利号为201410230370.4的专利公开了一种宽温型风冷冷水机组及其冷凝压力控制方法，采用冷凝风量调节和冷凝器面积调节相结合调节冷凝压力，所述冷凝风量调节为调节冷凝风机的转速，所述冷凝器面积调节为选择多个冷凝器之间的开启或关闭。该发明中冷凝风机的转速调节需要通过变频器来达到，因此成本过高。

专利号为03116598.2的专利公开了一种风冷式冷水机组冷凝器风扇风量的控制方法，将温度传感器置于冷凝器的制冷剂出口管路壁面上，并用保温材料将温度传感器与冷凝器的制冷剂出口管路包扎在一起，以便传感器能准确测得冷凝器的制冷剂出液温度。控制器根据温度传感器采集的信号控制冷凝器变频风扇的输入频率，从而达到调节冷凝风量的目的。该发明中冷凝风量的调节需要通过冷凝器变频风扇来达到，成本过高。  

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种冷凝风量调节控制装置及其控制方法，本发明有效解决了冷凝风量与冷凝压力相匹配的问题，又实现整个项目的低成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下方案实现：

一种冷凝风量调节控制装置，包括至少两组冷凝风机，所述冷凝风机中至少一组采用星-三角接法，其余的每组冷凝风机采用星形或三角形接法，还包括冷凝压力传感器和控制每一组冷凝风机运行的控制电路，所述冷凝压力传感器与控制电路信号连接。

冷凝风机在电路上采用星-三角接法，通过控制电路控制冷凝风机绕组接法的切换可以实现同一冷凝风机既能星形运行也能三角形运行两种运行模式；冷凝风机在电路上接成星形或三角形运行，冷凝风机只能进行星形或三角形运行，不能通过冷凝风机绕组接法的切换达到运行另一种运行模式的目的；星形运行和三角形运行功率是不一样的，星形运行功率低，三角形运行功率高，因而风量也不同，所以冷凝风机不同运行模式的相互组合实现多种的冷凝风量，根据现场需求选择合适组数的冷凝风机以及冷凝风机的运行模式，通过控制电路控制每一组冷凝风机的运行模式的相互组合，实现多档的风量调节，避免使用变频器等价格高昂部件，实现了冷凝风量与冷凝压力相适应，降低了成本，避免了在过渡季节由于温差较大引起的频繁启停问题；至少一组冷凝风机采用星-三角接法，则可以在减少采用星形接法或三角形接法的冷凝风机组数情况下，同样实现多档风量的变换，降低了成本也减小了装置体积。

所述冷凝风机采用星-三角接法具体为：通过第一交流接触器、第二交流接触器、第三交流接触器和第一空气开关与主电源连接，第二交流接触器和第三交流接触器的辅助触点互锁；

所述冷凝风机采用三角形接法具体为：冷凝风机的绕组接成三角形，并通过第四交流接触器和第二空气开关与主电源连接；

所述冷凝风机采用星形接法具体为：冷凝风机的绕组接成星形，并通过第五交流接触器和第三空气开关与主电源连接；

所述控制电路包括控制器和继电器，所述控制器与继电器连接，所述控制器通过继电器与冷凝风机组成的电路连接，第一和第二继电器与星-三角接法的冷凝风机对应的交流接触器相连，第三继电器与三角形接法的冷凝风机对应的交流接触器相连，第四继电器与星形接法的冷凝风机对应的交流接触器相连。

第一交流接触器和第一空气开关控制冷凝风机得电，第二交流接触器将冷凝风机接成三角形运行，第三交流接触器将冷凝风机接成星形运行；

第四交流接触器和第二空气开关控制冷凝风机得电；

第五交流接触器和第三空气开关控制冷凝风机得电；

通过对控制器进行编程，控制器通过冷凝压力传感器实现了对冷凝压力的检测，根据检测到的冷凝压力实际值与设定的冷凝压力上限值和下限值比较，控制器通过程序控制端口的输出，从而控制继电器的输出，达到控制交流接触器接通和断开的目的。当第一交流接触器和第三交流接触器的主触点闭合时，对应的冷凝风机进行星形运行；当第一交流接触器和第二交流接触器的主触点闭合时，对应冷凝风机进行三角形运行；当第四交流接触器闭合时，对应的冷凝风机进行三角形运行；当第五交流接触器闭合时，对应的冷凝风机进行星形运行。根据需求设置有多组的冷凝风机的情况下，控制冷凝风机的交流接触器、继电器和空气开关都是单独的，例如：第一交流接触器、第二交流接触器和第一空气开关控制对应的冷凝风机进行三角形运行，但是不能控制另外一组同样采用星-三角接法的冷凝风机进行三角形运行，另外一组的星-三角接法的冷凝风机由其对应的第一交流接触器、第二交流接触器和第一空气开关控制。

所述第三继电器的常开触点与第四交流接触器的线圈相连；所述第四继电器的常开触点与第五交流接触器的线圈相连；所述第一继电器的常开触点与第一交流接触器的线圈相连，第二交流接触器和第三交流接触器的辅助触点形成的互锁电路与第一交流接触器的线圈并联，第二继电器的常闭触点与互锁电路中第二交流接触器的常闭触点连接，第二继电器的常开触点与互锁电路中第三交流接触器的常闭触点连接。

控制器单独控制第一继电器得电时，第一继电器的常开触点闭合，使得第一交流接触器的线圈得电，因此第一交流接触器的主触点闭合，由于互锁电路与第一交流接触器的线圈并联，因此互锁电路得电，互锁电路中的第三交流接触器的线圈得电并且其常闭触点断开，使得第三交流接触器的主触点闭合，此时对应的冷凝风机星形运行；控制器控制第一和第二继电器得电时，第一继电器的常开触点闭合，使得第一交流接触器的线圈得电，因此第一交流接触器的主触点闭合，第二继电器得电使得其常开触点闭合常闭触点断开，使得互锁电路中的第二交流接触器的线圈得电并且其常闭触点断开，继而第二交流接触器的主触点闭合，此时对应的冷凝风机三角形运行；控制器单独控制第三继电器得电时，第三继电器的常开触点闭合使得第四交流接触器的线圈得电，第四交流接触器的主触点闭合，此时对应的冷凝风机三角形运行；控制器单独控制第四继电器得电时，第四继电器的常开触点闭合使得第五交流接触器的线圈得电，第五交流接触器的主触点闭合，此时对应的冷凝风机星形运行。通过控制器即可达到控制每一组冷凝风机的运行模式，每组冷凝风机不同运行模式的组合即可达到多种的冷凝风量调节。

每组冷凝风机至少包含一台冷凝风机。可以根据能耗、需求等对每一组的机组选择合适数量的冷凝风机。

一种冷凝风量调节控制装置实现的冷凝风量调节方法，包括

设定冷凝压力的上限值与下限值，检测冷凝压力得到冷凝压力实际值；

控制电路根据冷凝压力实际值与冷凝压力上限值和下限值的比较结果，控制冷凝风机的运行形式。

星形运行功率较小，三角形运行功率较大，三角形运行带来的风量近似于星形运行的1.732倍，根据冷凝压力的实际值和设定值的对比，控制冷凝风机的运行形式，通过冷凝风机的星形运行和三角形运行的相互组合，能实现多种运行模式，从而实现多档冷凝风量的调节。

所述控制电路根据冷凝压力的实际值与冷凝压力上限值和下限值的比较结果，控制冷凝风机的运行，具体为：

当冷凝压力的实际值大于冷凝压力的上限值时，控制电路按照以下方向控制冷凝风机的运行：冷凝风机停止运行→星形接法的冷凝风机进行星形运行→三角形接法的冷凝风机进行三角形运行→星-三角接法和星形接法的冷凝风机进行星形运行→星-三角接法的冷凝风机转换为三角形运行，星形接法的冷凝风机保持运行→星-三角接法的冷凝风机三角形运行，三角形接法的冷凝风机进行三角形运行→星-三角接法和星形接法的冷凝风机进行星形运行，三角形接法的冷凝风机进行三角形运行→星-三角接法的冷凝风机转换为三角形运行，星形接法的冷凝风机保持运行，三角形接法的冷凝风机三角形运行。

当冷凝压力的实际值小于冷凝压力的下限值时，控制电路按照冷凝压力实际值大于冷凝压力上限值时相反的方向控制多组冷凝风机的运行。

根据冷凝压力实际值和设定值的比较，当实际值大于设定值上限，控制器通过程序控制端口的输出，从而控制继电器的输出，达到控制交流接触器接通和断开的目的。先控制星形运行的冷凝风机运行，再控制三角形运行的冷凝风机运行，最后将全部冷凝风机运行，由小及大，渐进式控制。多组冷凝风机的情况下，每一组冷凝风机均是顺次运行，例如：若干组采用星形接法的冷凝风机中，顺次启动即一台接着一台，依次启动。这样的运行模式使得风量实现了多级的调节，而且不会使得调节后的风量瞬间超过上限值或下限值，使得冷凝机组在温差较大的情况下也不会导致频繁启停。

在控制冷凝风机切换运行形式后，等待冷凝压力实际值重新稳定后再判定是否继续将冷凝风机运行形式进行切换，具体为：稳定后的冷凝压力实际值与冷凝压力上限值或下限值相比，若冷凝压力实际值还没达到要求，则切换冷凝风机的运行形式。

当风机的运行形式切换后，冷凝压力便发生了改变，因此需要确定冷凝压力此时是否满足切换冷凝风机运行形式的条件。通过在控制程序上，设置每档风量转换需要一定的时间间隔等待，时间间隔视乎安装的环境而定，若经历了这段时间的等待冷凝压力实际值还不满足要求，则进行冷凝风机的运行形式切换，直到冷凝压力实际值满足要求，即冷凝压力下限值<冷凝压力实际值<冷凝压力上限值。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明有效解决了冷凝风量与冷凝压力相匹配的问题，不需要变频器或风机调速器等高成本的部件，实现整个项目的低成本；采用至少两组冷凝电机分别进行星形运行或三角形运行，其中至少一组冷凝风机采用星-三角接法，在减少冷凝风机组数的情况下实现了多级风量调节，避免了冷凝压力差别大导致的冷凝风机频繁启停的问题。

附图说明

图1为实施例1的电路原理图；

图2为实施例2的电路原理图；

其中，5、主电源；6、冷凝压力传感器；7、控制器；8、第一组冷凝风机；9、第二组冷凝风机；10、第三组冷凝风机。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步阐述。

实施例1

如图1所示，一种冷凝风量调节控制装置，包括两组冷凝风机，第一组冷凝风机8在电路上采用星-三角接法，第二组冷凝风机9在电路上采用三角形接法，还包括冷凝压力传感器6和控制第一组冷凝风机和第二组冷凝风机均不运行、仅第一组冷凝风机星形运行、仅第一组冷凝风机三角形运行、第一组冷凝风机星形运行和第二组冷凝风机三角形运行、第一组冷凝风机和第二组冷凝风机均三角形运行的控制电路，所述冷凝压力传感器6与控制电路信号连接。

具体的，第一组冷凝风机8通过第一交流接触器KM1、第二交流接触器KM2、第三交流接触器KM3和第一空气开关QF1与主电源5连接，第一交流接触器KM1和第一空气开关QF1控制冷凝风机8得电，第二交流接触器KM2将冷凝风机8接成三角形运行，第三交流接触器KM3将冷凝风机8接成星形运行，所述第二交流接触器KM2和第三交流接触器KM3的辅助触点互锁；第二组冷凝风机9通过第四交流接触器KM4和第二空气开关QF2与主电源5连接，第四交流接触器KM4和第二空气开关QF2控制第二组冷凝风机9得电；所述控制电路包括第一继电器KA1、第二继电器KA2、第三继电器KA3和控制器7，所述控制器7与第一继电器KA1、第二继电器KA2、第三继电器KA3连接，所述控制器7通过第一继电器KA1、第二继电器KA2、第三继电器KA3与第一组冷凝风机8和第二组冷凝风机9组成的电路连接，具体为，所述第三继电器KA3的常开触点与第四交流接触器KM4的线圈相连，第三继电器KA3控制第四交流接触器KM4的线圈得电，所述第一继电器KA1的常开触点与第一交流接触器KM1的线圈相连，第一继电器KA1控制第一交流接触器KM1的线圈得电，第二交流接触器KM2和第三交流接触器KM3的辅助触点形成的互锁电路与第一交流接触器KM1的线圈并联，第二继电器KA2控制互锁电路得电，第二继电器KA2的常闭触点和常开触点与互锁电路连接，第二继电器KA2的常闭触点控制第三交流接触器KM3的线圈得电，第二继电器KA2的常开触点控制第二交流接触器KM2的线圈得电。

根据上述装置实现的冷凝风量调节方法，包括：

设定冷凝压力的上限值与下限值，检测冷凝压力得到冷凝压力实际值；

当冷凝压力的实际值大于冷凝压力的上限值时，控制器7按照以下方向控制两组冷凝风机的运行：两组冷凝风机停止运行→仅第一组冷凝风机8星形运行→仅第一组冷凝风机8三角形运行→第一组冷凝风机8星形运行和第二组冷凝风机9三角形运行→第一组冷凝风机8三角形运行和第二组冷凝风机9三角形运行，直到冷凝压力下限值<冷凝压力实际值<冷凝压力上限值。

将本发明应用在使用了多台风冷螺杆冷水机组的水电站中，全年不间断运行，实现冷凝风量的多档调节，有效避免了冷凝风机的频繁启停问题，确保了冷水机组的安全运行，降低了控制成本。

实施例2

如图2所示，一种冷凝风量调节控制装置，包括三组冷凝风机，第一组冷凝风机8在电路上采用星-三角接法，第二组冷凝风机9在电路上采用三角形接法，第三组冷凝风机10在电路上采用星形接法，还包括冷凝压力传感器6和控制每一组冷凝风机运行的控制电路，所述冷凝压力传感器6与控制电路信号连接。冷凝风机的运行形式包括：三组风机均不运行，仅第三组冷凝风机10星形运行，仅第二组冷凝风机9三角形运行，第一组冷凝风机8星形运行和第三组冷凝风机10星形运行，第一组冷凝风机8三角形运行和第三组冷凝风机10星形运行，第一组冷凝风机8三角形运行和第二组冷凝风机9三角形运行，第一组冷凝风机8星形运行、第二组冷凝风机9三角形运行、第三组冷凝风机10星形运行，第一组冷凝风机8三角形运行、第二组冷凝风机9三角形运行和第三组冷凝风机10星形运行，共八种组合模式。

具体的，第一组冷凝风机8通过第一交流接触器KM1、第二交流接触器KM2、第三交流接触器KM3和第一空气开关QF1与主电源5连接，第一交流接触器KM1和第一空气开关QF1控制冷凝风机8得电，第二交流接触器KM2将冷凝风机8接成三角形运行，第三交流接触器KM3将冷凝风机8接成星形运行，所述第二交流接触器KM2和第三交流接触器KM3的辅助触点互锁；第二组冷凝风机9通过第四交流接触器KM4和第二空气开关QF2与主电源5连接，第四交流接触器KM4和第二空气开关QF2控制第二组冷凝风机9得电；第三组冷凝风机 10通过第五交流接触器KM5和第三空气开关QF3与主电源5连接，第五交流接触器KM5和第三空气开关QF3控制第三组冷凝风机10得电。所述控制电路包括第一继电器KA1、第二继电器KA2、第三继电器 KA3、第四继电器KA4和控制器7，所述控制器7与第一继电器KA1、第二继电器KA2、第三继电器KA3、第四继电器KA4连接，所述控制器7通过第一继电器KA1、第二继电器KA2、第三继电器KA3和第四继电器KA 4与第一组冷凝风机8、第二组冷凝风机9和第三组冷凝风机10组成的电路连接，具体为：所述第四继电器KA4的常开触点与第五交流接触器KM5的线圈相连，第四继电器KA4控制第五交流接触器KM5的线圈得电；所述第三继电器KA3的常开触点与第四交流接触器KM4的线圈相连，第三继电器KA3控制第四交流接触器KM4的线圈得电；所述第一继电器KA1的常开触点与第一交流接触器KM1的线圈相连，第一继电器KA1控制第一交流接触器KM1的线圈得电，第二交流接触器KM2和第三交流接触器KM3的辅助触点形成的互锁电路与第一交流接触器KM1的线圈并联，并由第二继电器KA2控制互锁电路得电，具体为第二继电器KA2的常闭触点和常开触点与互锁电路连接，其常闭触点控制第三交流接触器KM3的线圈得电，常开触点控制第二交流接触器KM2的线圈得电。

根据上述装置实现的冷凝风量调节方法，包括：

设定冷凝压力的上限值与下限值，检测冷凝压力得到冷凝压力实际值；

当冷凝压力的实际值大于冷凝压力的上限值时，控制器7按照以下方向控制三组冷凝风机的运行：三组冷凝风机停止运行→仅第三组冷凝风机10星形运行→仅第二组冷凝风机9三角形运行→第一组冷凝风机8星形运行和第三组冷凝风机10星形运行→第一组冷凝风机8三角形运行和第三组冷凝风机10星形运行→第一组冷凝风机8三角形运行和第二组冷凝风机9三角形运行→第一组冷凝风机8星形运行、第二组冷凝风机9三角形运行和第三组冷凝风机10星形运行→第一组冷凝风机8三角形运行、第二组冷凝风机9三角形运行和第三组冷凝风机10星形运行，直到冷凝压力下限值<冷凝压力实际值<冷凝压力上限值。

上述实施例仅为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种冷凝风量调节控制装置，其特征在于，包括至少两组冷凝风机，所述冷凝风机中至少一组采用星-三角接法，其余的每组冷凝风机采用星形或三角形接法，还包括冷凝压力传感器和控制每一组冷凝风机运行的控制电路，所述冷凝压力传感器与控制电路信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种冷凝风量调节控制装置，其特征在于，

所述冷凝风机采用星-三角接法具体为：通过第一交流接触器、第二交流接触器、第三交流接触器和第一空气开关与主电源连接，第二交流接触器和第三交流接触器的辅助触点互锁；

所述冷凝风机采用三角形接法具体为：冷凝风机的绕组接成三角形，并通过第四交流接触器和第二空气开关与主电源连接；

所述冷凝风机采用星形接法具体为：冷凝风机的绕组接成星形，并通过第五交流接触器和第三空气开关与主电源连接；

所述控制电路包括控制器和继电器，所述控制器与继电器连接，所述控制器通过继电器与冷凝风机组成的电路连接，第一和第二继电器与星-三角接法的冷凝风机对应的交流接触器相连，第三继电器与三角形接法的冷凝风机对应的交流接触器相连，第四继电器与星形接法的冷凝风机对应的交流接触器相连。

3.根据权利要求2所述的一种冷凝风量调节控制装置，其特征在于，所述第三继电器的常开触点与第四交流接触器的线圈相连；所述第四继电器的常开触点与第五交流接触器的线圈相连；所述第一继电器的常开触点与第一交流接触器的线圈相连，第二交流接触器和第三交流接触器的辅助触点形成的互锁电路与第一交流接触器的线圈并联，第二继电器的常闭触点与互锁电路中第二交流接触器的常闭触点连接，第二继电器的常开触点与互锁电路中第三交流接触器的常闭触点连接。

4.根据权利要求1所述的一种冷凝风量调节控制装置，其特征在于，每组冷凝风机至少包含一台冷凝风机。

5.根据权利要求1~4任一项所述的一种冷凝风量调节控制装置实现的冷凝风量调节方法，其特征在于，包括：

设定冷凝压力的上限值与下限值，检测冷凝压力得到冷凝压力实际值；

控制电路根据冷凝压力实际值与冷凝压力上限值和下限值的比较结果，控制冷凝风机的运行形式。

6.根据权利要求5所述的一种冷凝风量调节方法，其特征在于，所述控制电路根据冷凝压力的实际值与冷凝压力上限值和下限值的比较结果，控制冷凝风机的运行，具体为：

当冷凝压力的实际值大于冷凝压力的上限值时，控制电路按照以下方向控制冷凝风机的运行：冷凝风机停止运行→星形接法的冷凝风机进行星形运行→三角形接法的冷凝风机进行三角形运行→星-三角接法和星形接法的冷凝风机进行星形运行→星-三角接法的冷凝风机转换为三角形运行，星形接法的冷凝风机保持运行→星-三角接法的冷凝风机三角形运行，三角形接法的冷凝风机进行三角形运行→星-三角接法和星形接法的冷凝风机进行星形运行，三角形接法的冷凝风机进行三角形运行→星-三角接法的冷凝风机转换为三角形运行，星形接法的冷凝风机保持运行，三角形接法的冷凝风机三角形运行；

当冷凝压力的实际值小于冷凝压力的下限值时，控制电路按照冷凝压力实际值大于冷凝压力上限值时相反的方向控制多组冷凝风机的运行。

7.根据权利要求6所述的一种冷凝风量调节方法，其特征在于，在控制冷凝风机切换运行形式后，等待冷凝压力实际值重新稳定后再判定是否继续将冷凝风机运行形式进行切换，具体为：稳定后的冷凝压力实际值与冷凝压力上限值或下限值相比，若冷凝压力实际值还没达到要求，则切换冷凝风机的运行形式。