CN104764146A - 实现水侧换热器防冻保护的控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种实现水侧换热器防冻保护的控制方法、装置及系统，该方法包括：获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值，所述温度值包括：至少一个水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值；将水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值分别与各位置对应的预设温度保护值进行比较；当水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值中存在某一温度值小于或等于该位置对应的预设温度保护值时，发出用于提示故障的停机指令。本发明能够提前防护水侧换热器出现冻结现象，达到自动预警防冻的保护作用，保证空调系统中机组安全稳定运行。

Description

实现水侧换热器防冻保护的控制方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及空调系统防冻保护技术领域，尤其涉及一种实现水侧换热器防冻保护的控制方法、装置及系统。

背景技术

在水资源丰富的地域，现在越来越多客户选择以水和制冷剂为换热介质的空调系统来满足对制冷和制热的需要，这样的空调系统即取水方便又节约运行成本。在机空调机组中水侧换热器为重要制冷配件，但是，有时由于机组设计保护措施不良以及工程安装时水系统设计不规范等原因，经常出现水侧换热器壳管及换热管内由于水温过低或者水流量偏小使得系统蒸发压力过低而发生的结冰冻结，导致冷媒介质换热管被冻结的冰受压而挤爆，最终会使制冷系统内漏而烧损压缩机造成损失，因此，水侧换热器防冻保护非常重要。

现有技术中常用的水侧换热器防冻方法通常是通过在冬季来临前提前将水系统中的水排放干净，但是，由于放水的步骤是人工操作的，放水时间很难精确控制，放水不及时则难以预防水侧换热器的冻裂。可见，提供一种实现水侧换热器防冻保护的控制方法，以实现水侧换热器及时的防冻报警保护具有重要意义。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决或者减缓上述问题的实现水侧换热器防冻保护的控制方法、装置及系统，保证空调系统中机组安全稳定运行。

根据本发明的一个方面，提供了一种实现水侧换热器防冻保护的控制方法，该方法包括：

获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值，所述温度值包括：至少一个水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值；

将所述水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值分别与各位置对应的预设温度保护值进行比较；

当所述水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值中存在某一温度值小于或等于该位置对应的预设温度保护值时，发出用于提示故障的停机指令。

可选的，所述水侧换热器不同位置的多个温度值包括：水侧换热器内部的温度值和水侧换热器出口的温度值。

可选的，所述获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值，具体为：

获取至少一个水侧换热器的水侧换热器内部的温度值、水侧换热器出口的温度值以及主水管出口的温度值。

可选的，所述获取至少一个水侧换热器的水侧换热器内部的温度值，具体包括：

针对每一个水侧换热器，分别获取水侧换热器内多个预设位置的温度采集器采集的温度值；

比较各温度采集器采集的温度值，将其中的最低温度值作为该水侧换热器内部的温度值。

可选的，所述方法还包括：

若所述水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值均大于该位置对应的预设温度保护值，则重新获取空调系统的多个温度采集器采集的当前的温度值。

可选的，所述方法还包括：

检测所述空调系统的当前工作模式，当系统的工作模式为制冷模式和/或冬季待机模式时，执行所述获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值的步骤。

根据本发明的另一个方面，提供了一种实现水侧换热器防冻保护的控制装置，该装置包括：

温度值获取模块，用于获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值，所述温度值包括：至少一个水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值；

温度值比较模块，用于将所述温度值获取模块获取的水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值分别与各位置对应的预设温度保护值进行比较；

主控模块，用于当所述温度值比较模块的比较结果为水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值中存在某一温度值小于或等于该位置对应的预设温度保护值时，发出用于提示故障的停机指令。

可选的，所述装置还包括：

工作模式检测模块，用于检测所述空调系统的当前工作模式，当系统的工作模式为制冷模式和/或冬季待机模式时，所述温度值获取模块执行所述获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值的操作。

根据本发明的又一个方面，提供了一种控制系统，该系统包括：布置在空调系统中至少一个水侧换热器不同位置以及主水管出口的温度采集器，以及如上述任一所述的控制装置，所述温度采集器与所述控制装置连接。

本发明的有益效果为：

本发明提供的实现水侧换热器防冻保护的控制方法、装置及系统，通过监测空调机组的水侧换热器内不同防冻温度点中最低点的温度值、空调机组的水侧换热器出口的温度值以及主水管的出水温度值，并将监测到的各温度值反馈给主机的主控模块，将其与预设的温度保护值进行比较，若任何一处监测的温度值小于或等于预设的温度保护值则报警停机，达到预警防冻的保护作用，保证空调系统中机组安全稳定运行。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提出的一种实现水侧换热器防冻保护的控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提出的一种实现水侧换热器防冻保护的控制方法的应用原理图；

图3为本发明实施例提出的一种实现水侧换热器防冻保护的控制装置的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

图1为本发明实施例提出的一种实现水侧换热器防冻保护的控制方法的流程图。

参照图1，本发明实施例提出的实现水侧换热器防冻保护的控制方法包括：

S11、获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值，所述温度值包括：至少一个水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值；其中，水侧换热器可以是壳管换热器、套管换热器及板式换热器等水和制冷剂为介质换热形式的换热器，所述水侧换热器不同位置的多个温度值包括：水侧换热器内部的温度值、水侧换热器出口的温度值；

本发明实施例中，步骤S11获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值，具体为：获取至少一个水侧换热器的水侧换热器内部的温度值、水侧换热器出口的温度值以及主水管出口的温度值。

S12、将所述水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值分别与各位置对应的预设温度保护值进行比较；

本发明实施例中，步骤S12具体为：将空调系统中水侧换热器内部的温度值、水侧换热器出口的温度值以及主水管出口的温度值分别与各位置对应的预设温度保护值进行比较。

S13、当所述水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值中存在某一温度值小于或等于该位置对应的预设温度保护值时，发出用于提示故障的停机指令。

本发明实施例中的实现水侧换热器防冻保护的控制方法的应用原理，如图2所示，通过获取采集到的空调机组的水侧换热器的不同位置(T1/T2/T3)水的温度值及单元机组的水侧换热器的出口温度值T_单出，同时监测水系统主水管出水的温度值T_总出，并将上述多个不同采集位置的温度值与该位置对应的预设温度保护值的进行比较。如果上述温度值中任何一处的温度值小于或等于该位置对应的预设温度保护值，则主控模块发出停机指令并进行故障报警，进行停机保护，达到提前防护水侧换热器出现冻结现象，为以水和冷媒为介质的空调系统稳定运行提供安全可靠的保障措施。避免水侧换热器因冬季待机、制冷运行时水流偏小及机组使用过程中出现的异常现象而导致空调机组重要配件的损坏而造成损失。

本发明实施例中，所述获取至少一个水侧换热器的水侧换热器内部的温度值，具体包括：针对每一个水侧换热器，分别获取水侧换热器内多个预设位置的温度采集器采集的温度值；比较各温度采集器采集的温度值，将其中的最低温度值作为该水侧换热器内部的温度值。其中，所述多个预设位置均匀布置在所述水侧换热器内部。

本发明在水侧换热器内部均匀布置多个最不利的采集温度点(T1/T2/T3)作为预设的温度值采集位置，如果有必要还可以增加采集温度点，以达到准确监测水侧换热器的最低温度点的目的，以实现水侧换热器内部换热铜管防冻保护作用。

可理解的是，在工程安装时多台机组的水系统设计同程或异程安装的情况下，则有必要监测每台单元机组的水侧换热器出口的温度值即T_单出，并将T_单出与水侧换热器出口对应的预设温度保护值比较，进行核算，最终把比较结果反馈给主控模块，由主控模块进行相应的操作控制。

可理解的是，空调系统的主水管由于保温效果不良，在冬季空调机组待机情况下，很容易导致水管内水冻结，最终会影响水侧换热器的防冻效果，因此，有必要监测工程水系统的主水管出口的温度值即T_总出，并将采集T_总出与主水管出口对应的预设温度保护值比较，进行核算，最终把比较结果反馈给主控模块，由主控模块进行相应的操作控制。

本发明实施例中，不同位置温度值的采集可通过对相应位置是水温进行采集而实现，也可通过其他方式实现，本发明对此不作具体限定。

本发明实施例中，在所述发出停机指令并进行故障报警后，现场依次进行空调系统中各部件的故障排查。

本发明实施例提出的实现水侧换热器防冻保护的控制方法还包括：若所述水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值均大于该位置对应的预设温度保护值，则重新获取空调系统的多个温度采集器采集的当前的温度值，并根据重新获取的空调系统的多个温度采集器采集的当前的温度值再次进行。

本发明实施例提出的实现水侧换热器防冻保护的控制方法还包括：检测所述空调系统的当前工作模式，当系统的工作模式为制冷模式和/或冬季待机模式时，执行所述获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值的步骤。本发明仅在空调系统的机组运行模式处于制冷模式和/或冬季待机模式下才监测采集各温度值，核算最低温度点而报警停机保护。

下面通过具体实施例对本发明技术方案进行详细清楚的说明。

实施例1

机组运行模式为开机运行制冷模式：

机组运行模式为开机运行制冷模式过程中实时获取采集得到的水侧换热器的均匀布置的预设位置的温度值，T1、T2、T3，并比较其中最低点的温度值，同时还要采集每个单元机组的水侧换热器出口温度值T_单出以及主水管出口的温度值即T_总出，并相应设定各位置对应的预设温度保护值T。在开机至稳定运行过程中，当出现任何一处采集的温度值(T1、T2、T3、T_单出和T_总出)低于该位置对应的预设温度保护值T，则发出停机指令并进行故障报警，机组启动防冻保护程序，依次查找故障并排除，所述查找故障并排除的步骤具体包括：

首先水泵选型设计，确定整个水系统需要的流量和扬程而去设计选型水泵，若水泵设计型号偏小，则会导致水流量偏小，水侧换热器容易冻结；

再次水流量偏小，要求水系统配置水流开关，水流开关起到因水流量偏小或水系统出现脏堵现象而报警停机保护，避免机组在无水或少水流量的情况下运行制冷，很快会冻结水侧换热器；

其次检测各处温度传感器的温度值是否存在温度偏移，温度传感器插入感温套筒并充填导热效果好的硅胶，并密封温度传感器和套筒，做好防水措施，否则会造成温度偏移而错误报警保护；

水路和换热器内部脏堵会导致水侧换热器降低换热效果，制冷时蒸发压力过低，冷媒介质温度和水温过低会冻结水侧换热器，所以机组稳定运行一段时间后要及时清洗水系统的管路及水侧换热器，并定期更换系统内的循环水；

系统冷媒泄漏也可能导致水侧换热器出水温度及各防冻温度点低于预设温度保护值T而报警保护，因为冷媒介质循环量减少，会使系统蒸发压力过低，低压侧结霜，换热能力不足；

内机故障因素如内机换热器脏堵、出风口是否有堵塞、内机电机的故障而导致制冷效果不好和水系统内水循环量少，而导致水侧换热器内循环水温度过低而报警保护，避免冻坏水侧换热器；

其他因素有外机和内机PCB控制板故障，内机和外机的负荷配比、水系统配管及阀件选型，水系统的排空等因素都会导致水侧换热器出现冻结而报警停机保护；

实施例2

机组运行模式为冬季待机模式：

机组运行模式为冬季待机模式过程中实时获取采集得到的水侧换热器的均匀布置的预设位置的温度值，T1、T2、T3，并比较其中最低点的温度值，同时还要采集每个单元机组的水侧换热器出口温度值T_单出以及主水管出口的温度值即T_总出，并相应设定各位置对应的预设温度保护值T。在待机过程中当出现任何一处采集的温度值(T1、T2、T3、T_单出和T_总出)低于该位置对应的预设温度保护值T，则发出停机指令并进行故障报警，机组启动防冻保护程序，依次查找故障并排除，所述查找故障并排除的步骤具体包括：

首先启动循环泵，让系统内室外水和室内水循环起来，因室内的水温要高于室外，这样可以达到中和系统内水温。由于冬季待机时，水系统内水没有循环且冬季外部环境温度低，会导致监测各温度点(T1、T2、T3、T_单出和T_总出)温度值降低，因此，当出现任何一处采集的温度值(T1、T2、T3、T_单出和T_总出)低于该位置对应的预设温度保护值T，首先启动循环泵。

其次如果循环水泵运行一段时间(程序设定时间)后，监测各处最低水温还是小于或等于预设温度保护值T，则开机运行制热模式或者启动辅助电加热器，开机运行制热到各监测点水温高于预设温度保护值T且继续保持运行一段时间(程序设定时间)后停机，使机组继续处于停机模式，如此往复循环。

本发明提供的实现水侧换热器防冻保护的控制方法，通过监测空调机组的水侧换热器内不同防冻温度点中最低点的温度值、空调机组的水侧换热器出口的温度值以及主水管的出水温度值，并将监测到的各温度值反馈给主机的主控模块，将其与预设的温度保护值进行比较，若任何一处监测的温度值小于或等于预设的温度保护值则报警停机，达到预警防冻的保护作用，保证空调系统中机组安全稳定运行。

图3为本发明实施例提出的一种实现水侧换热器防冻保护的控制装置的结构框图。

参见图3，本发明实施例提出的实现水侧换热器防冻保护的控制装置具体包括：温度值获取模块101、温度值比较模块102以及主控模块103；

所述的温度值获取模块101，用于获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值，所述温度值包括：至少一个水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值；其中，水侧换热器可以是壳管换热器、套管换热器及板式换热器等水和制冷剂为介质换热形式的换热器，所述水侧换热器不同位置的多个温度值包括：水侧换热器内部的温度值、水侧换热器出口的温度值；

所述的温度值比较模块102，用于将所述温度值获取模块获取的水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值分别与各位置对应的预设温度保护值进行比较；

所述的主控模块103，主控模块，用于当所述温度值比较模块的比较结果为水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值中存在某一温度值小于或等于该位置对应的预设温度保护值时，发出用于提示故障的停机指令。

本发明在水侧换热器内部均匀布置多个最不利的采集温度点(T1/T2/T3)作为预设的温度值采集位置，如果有必要还可以增加采集温度点，以达到准确监测水侧换热器的最低温度点的目的，以实现水侧换热器内部换热铜管防冻保护作用。

本发明实施例中，若所述温度值比较模块102的比较结果为水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值均大于该位置对应的预设温度保护值，则所述的温度值获取模块101重新获取空调系统的多个温度采集器采集的当前的温度值，并根据重新获取的空调系统的多个温度采集器采集的当前的温度值再次进行。

进一步地，本发明实施例提出的实现水侧换热器防冻保护的控制装置还包括工作模式检测模块；所述的工作模式检测模块，用于检测所述空调系统的当前工作模式，当系统的工作模式为制冷模式和/或冬季待机模式时，所述温度值获取模块执行所述获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值的操作。本发明仅在空调系统的机组运行模式处于制冷模式和/或冬季待机模式下才监测采集各温度值，核算最低温度点而报警停机保护。

本发明还提供了一种控制系统，该系统包括布置在空调系统中至少一个水侧换热器不同位置以及主水管出口的温度采集器，以及如上述任一所述的控制装置，所述温度采集器与所述控制装置连接。其中，布置在空调系统中至少一个水侧换热器不同位置以及主水管出口的温度采集器，可以采用温度传感器实现，实现水侧换热器防冻保护的控制装置包括温度值获取模块101、温度值比较模块102以及主控模块103；所述的温度值获取模块101，用于获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值，所述温度值包括：至少一个水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值；所述的温度值比较模块102，用于将所述温度值获取模块获取的水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值分别与各位置对应的预设温度保护值进行比较；所述的主控模块103，主控模块，用于当所述温度值比较模块的比较结果为水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值中存在某一温度值小于或等于该位置对应的预设温度保护值时，发出用于提示故障的停机指令。进一步地，实现水侧换热器防冻保护的控制装置还包括故障排查模块和工作模式检测模块：所述的故障排查模块，用于检测所述空调系统的当前工作模式，当系统的工作模式为制冷模式和/或冬季待机模式时，所述温度值获取模块执行所述获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值的操作。

综上所述，本发明实施例提供的应用在以水和制冷剂为换热介质的空调系统中实现水侧换热器防冻保护的控制方法、装置及系统，不仅可以实现水侧换热器精准自动的防冻保护控制，而且没有增加配件成本，具有成本优势，利用主芯片控制防冻保护更加安全可靠，保证机组安全稳定运行且能及时报警保护，具有更高的性价比。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的系统中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的系统中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个系统中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种实现水侧换热器防冻保护的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值，所述温度值包括：至少一个水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值；

将所述水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值分别与各位置对应的预设温度保护值进行比较；

当所述水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值中存在某一温度值小于或等于该位置对应的预设温度保护值时，发出用于提示故障的停机指令。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水侧换热器不同位置的多个温度值包括：水侧换热器内部的温度值和水侧换热器出口的温度值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值，具体为：

获取至少一个水侧换热器的水侧换热器内部的温度值、水侧换热器出口的温度值以及主水管出口的温度值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取至少一个水侧换热器的水侧换热器内部的温度值，具体包括：

针对每一个水侧换热器，分别获取水侧换热器内多个预设位置的温度采集器采集的温度值；

比较各温度采集器采集的温度值，将其中的最低温度值作为该水侧换热器内部的温度值。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值均大于该位置对应的预设温度保护值，则重新获取空调系统的多个温度采集器采集的当前的温度值。

6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

检测所述空调系统的当前工作模式，当系统的工作模式为制冷模式和/或冬季待机模式时，执行所述获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值的步骤。

7.一种实现水侧换热器防冻保护的控制装置，所述装置包括：

温度值获取模块，用于获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值，所述温度值包括：至少一个水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值；

温度值比较模块，用于将所述温度值获取模块获取的水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值分别与各位置对应的预设温度保护值进行比较；

主控模块，用于当所述温度值比较模块的比较结果为水侧换热器不同位置的多个温度值以及主水管出口的温度值中存在某一温度值小于或等于该位置对应的预设温度保护值时，发出用于提示故障的停机指令。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

工作模式检测模块，用于检测所述空调系统的当前工作模式，当系统的工作模式为制冷模式和/或冬季待机模式时，所述温度值获取模块执行所述获取空调系统的多个温度采集器采集的当前温度值的操作。

9.一种控制系统，其特征在于，所述系统包括：布置在空调系统中至少一个水侧换热器不同位置以及主水管出口的温度采集器，以及如权利要求7或8所述的控制装置，所述温度采集器与所述控制装置连接。