CN106015000B - 螺杆压缩机系统及其控制方法和控制系统以及制冷设备 - Google Patents

螺杆压缩机系统及其控制方法和控制系统以及制冷设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了螺杆压缩机系统及其控制方法和控制系统以及制冷设备。该螺杆压缩机系统中，将压力维持阀的平衡管接口分为三路分支，三路分支分别通过平衡管与螺杆压缩机的低压端、中压端和高压端相连，并在平衡管中设置电磁阀，在低压端和高压端分别设置压力传感器检测低压端和高压端的气压，控制器根据低压端和高压端的气压检测结果控制电磁阀的通断，根据压差选择压力维持阀接入的平衡管，实现螺杆压缩机快速建立压差，保证系统回油正常，利用高低压差的调节切换，降低螺杆压缩机的压损。

Description

螺杆压缩机系统及其控制方法和控制系统以及制冷设备
技术领域
本发明涉及制冷设备领域，尤其涉及螺杆压缩机系统及其控制方法和控制系统以 及制冷设备。
背景技术
现有的螺杆压缩机，如图1所示，其压力维持阀30通过一根平衡管20与螺杆压缩机10的低压端11(吸气端)连通，平衡管20的通断通过电磁阀201控制，平衡管20接通时，压力维持阀30顶端压力等于螺杆压缩机10的低压端11压力，基于此来建立一定的压差，使螺杆压缩机10加载。
现有的螺杆压缩机的加载效果较差，原因如下：第一，压力维持阀作用是建立一定的压差，使机组正常回油，而螺杆压缩机的低压端的压力并不能完全满足这一建立压差的要求；第二，压力维持阀为了保障正常加载，必然在螺杆压缩机低压基础上，使用弹力较大的弹簧，来加大压力，建立压差，但这使得机组正常运行时，压损增大，使机组能耗增加，效率降低。
发明内容
本发明提供了一种螺杆压缩机系统及其控制方法和控制系统以及制冷设备，以解决现有技术中螺杆压缩机回油异常和压损过高。
为实现上述设计，本发明采用以下技术方案：
第一方面采用一种螺杆压缩机系统，包括螺杆压缩机、压力维持阀和控制器；
所述压力维持阀的平衡管接口分为三路分支，三路分支分别通过第一平衡管、第二平衡管和第三平衡管与所述螺杆压缩机的低压端、中压端和高压端相连；所述第一平衡管、第二平衡管和第三平衡管分别通过第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀切换通断状态；
所述低压端和高压端分别设置有第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和第二压力传感器分别用于检测所述低压端和高压端的气压；
所述控制器与所述第一压力传感器、第二压力传感器、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀相连，用于根据所述螺杆压缩机系统的工作状态以及所述第一压力传感器和第二压力传感器的检测结果控制所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀切换通断状态。
第二方面采用一种螺杆压缩机系统的控制方法，用于前述的螺杆压缩机系统，包括：
控制所述第一压力传感器和第二压力传感器周期检测所述低压端和高压端的气压；
根据所述螺杆压缩机的工作状态以及所述低压端和高压端的气压切换所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的通断状态。
第三方面采用一种螺杆压缩机系统的控制系统，用于前述的螺杆压缩机系统，所述控制器，包括：
检测控制单元，用于控制所述第一压力传感器和第二压力传感器周期检测所述低压端和高压端的气压；
通断控制单元，用于根据所述螺杆压缩机的工作状态以及所述低压端和高压端的气压切换所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的通断状态。
第四方面采用一种制冷设备，包括前述的螺杆压缩机系统。
第五方面采用一种制冷设备，包括前述的螺杆压缩机系统的控制系统。
本发明的有益效果为：将压力维持阀的平衡管接口分为三路分支，三路分支分别通过平衡管与螺杆压缩机的低压端、中压端和高压端相连，并在平衡管中设置电磁阀，在低压端和高压端分别设置压力传感器检测低压端和高压端的气压，控制器根据低压端和高压端的气压检测结果控制电磁阀的通断，根据压差选择压力维持阀接入的平衡管，实现螺杆压缩机快速建立压差，保证系统回油正常，利用高低压差的调节切换，降低螺杆压缩机的压损。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其它的附图。
图1是现有技术的螺杆压缩机系统的结构示意图。
图2是本发明具体实施方式中提供的一种螺杆压缩机系统的结构示意图。
图3至图5是本发明具体实施方式中提供的一种螺杆压缩机系统的状态变化示意图。
图6是本发明具体实施方式中提供的一种螺杆压缩机系统的控制方法的方法流程图。
图7是本发明具体实施方式中提供的一种螺杆压缩机系统的控制系统的结构方框图。
其中：10-螺杆压缩机；11-低压端；111-第一压力传感器；12-中压端；13-高压端；131-第二压力传感器；20-平衡管；201-电磁阀；21-第一平衡管；211-第一电磁阀；22-第二平衡管；221-第二电磁阀；23-第三平衡管；231-第三电磁阀；30-压力维持阀；40-控制器；41-检测控制单元；42-通断控制单元。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图2，其本发明具体实施方式中提供的一种螺杆压缩机系统的结构示意图，如图所示，该螺杆压缩机系统，包括螺杆压缩机10、压力维持阀30和控制器；
压力维持阀30的平衡管接口分为三路分支，三路分支分别通过第一平衡管21、第二平衡管22和第三平衡管23与螺杆压缩机10的低压端11、中压端12和高压端13相连；第一平衡管21、第二平衡管22和第三平衡管23分别通过第一电磁阀211、第二电磁阀221和第三电磁阀231切换通断状态；
低压端11和高压端13分别设置有第一压力传感器和第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器分别用于检测低压端11和高压端13的气压；
控制器与第一压力传感器、第二压力传感器、第一电磁阀211、第二电磁阀221和第三电磁阀231相连，用于根据螺杆压缩机10系统的工作状态以及第一压力传感器和第二压力传感器的检测结果控制第一电磁阀211、第二电磁阀221和第三电磁阀231切换通断状态。
结构上，压力维持阀30上端的平衡管，分为三路，分别连接三根平衡管，即第一平衡管21、第二平衡管22和第三平衡管23；在螺杆压缩机10的低压端11(吸气端)、中压端12、高压端13(排气端)分别设置注氟嘴，与三根平衡管相连通。为实现对机组的控制，对应三档压差(低压、中压和高压)分别设置三个电磁阀(第一电磁阀211、第二电磁阀221和第三电磁阀231)。为确认螺杆压缩机10的工作状态，在低压端11和高压端13分别设置第一压力传感器和第二压力传感器进行压力检测，根据压力检测的结果通过孔电磁阀的通断对每一路平衡管进行控制。
开机时，为了使螺杆压缩机系统快速建立压差，如图5所示，第一电磁阀211打开，压力维持阀30与螺杆压缩机10的低压端11的连接，也就是第三平衡管23被开通，其它两路关闭，这时螺杆压缩机10能够迅速加载，系统压差迅速建立，保证回油；同时保证了压力维持阀30的压损很小，减少能耗，提升效率。机组正常运行以后，如图4所示，将第二电磁阀221打开，压力维持阀30与螺杆压缩机10的中压端12之间的第二平衡管22的连接开通，其它两路关闭；为实现进一步调节，如图5所示，将第一电磁阀211打开，压力维持阀30与螺杆压缩机10的低压端11之间的第一平衡管21的连接开通，其它两路关闭；通过低压端11、中压端12的切换，对系统进行一定的调节。机组停机时，如图3所示，切换至高压差，压力维持阀30与螺杆压缩机10的高压端13的连接被开通，压力维持阀30顶端压力值很高，能够将压力维持阀30关死，保证气体不会倒流，螺杆压缩机10不会倒转，有效保护螺杆压缩机10。
其中，压力维持阀30内设置有弹簧。
弹簧的设置能够进一步提高建立压差的速度，需要说明的是，为降低损耗，弹簧的弹性较小。
综上所述，将压力维持阀的平衡管接口分为三路分支，三路分支分别通过平衡管与螺杆压缩机的低压端、中压端和高压端相连，并在平衡管中设置电磁阀，在低压端和高压端分别设置压力传感器检测低压端和高压端的气压，控制器根据低压端和高压端的气压检测结果控制电磁阀的通断，根据压差选择压力维持阀接入的平衡管，实现螺杆压缩机快速建立压差，保证系统回油正常，利用高低压差的调节切换，降低螺杆压缩机的压损。
请参考图6，其是本发明具体实施方式中提供的一种螺杆压缩机系统的控制方法的方法流程图，该控制方法用于前述的螺杆压缩机系统，如图所示，该控制方法包括：
步骤S10：控制第一压力传感器和第二压力传感器周期检测低压端和高压端的气压。
在螺杆压缩机的工作过程中，需要对压力状态不断进行检测，根据检测结果不断做出对应的调整变化。压力传感器属于常用的工业配件，本方案中用于气压检测。
步骤S20：根据螺杆压缩机的工作状态以及低压端和高压端的气压切换第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的通断状态。
第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀中始终只有一个保持连通状态，具体的连通状态的切换过程由控制器根据第一压力传感器和第二压力传感器的检测结果控制，最终实现压力维持阀的压差，避免气体倒流。
其中，根据螺杆压缩机的工作状态以及低压端和高压端的气压切换第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的通断状态，包括：
螺杆压缩机系统开机时，第一电磁阀打开，第三电磁阀和第二电磁阀关闭。螺杆压缩机的低压端第一电磁阀，与压力维持阀顶端连接。此时，压力维持阀顶端压力与压缩机低压端压力值相等，阀门压力较小，压缩机排气能够正常流通，使得系统能够快速建立压差，保证机组的顺利回油。
螺杆压缩机系统停机时，第三电磁阀打开，第一电磁阀和第二电磁阀关闭。螺杆压缩机的高压端通过第三电磁阀与压力维持阀连接。此时，压力维持阀顶端压力与螺杆压缩机的高压端的压力值相等，阀门在高压下快速关闭。避免了气体回流，螺杆压缩机倒转的发生，有效保护螺杆压缩机，延长螺杆压缩机寿命。
在本方案中，可以利用第电磁阀和第二电磁阀开启关闭，来切换压力维持阀顶端的低压和中压，对系统进行一定的调节。具体根据两个压力传感器的检测结果进行控制。
当低压端和高压端的气压差大于第一门限值时，打开第二电磁阀，关闭第一电磁阀和第三电磁阀；
当螺杆压缩机系统运行一段时间，达到运行负荷之后，开通第二电磁阀，同时关闭第一电磁阀和第三电磁阀。此时，螺杆压缩机的中压端通过第二电磁阀与压力维持阀连接。压力维持阀顶端压力与螺杆压缩机的中压端压力值相等，但小于螺杆压缩机的高压端的压力值。此时，压力维持阀的阀门处于打开状态。
当低压端和高压端的气压差大于第二门限值时，打开第一电磁阀，关闭第二电磁阀和第三电磁阀。
当第一电磁阀打开时，压力维持阀顶端压力与螺杆压缩机的低压端压力值相等，但小于螺杆压缩机的高压端的压力值。此时，压力维持阀的阀门的开度进一步变大。
还包括：
当低压端和高压端的气压差小于或等于第一门限值时，打开第一电磁阀，关闭第二电磁阀和第三电磁阀；
当低压端和高压端的气压差小于或等于第二门限值时，打开第二电磁阀，关闭第一电磁阀和第三电磁阀。
打开第一电磁阀和打开第二电磁阀的过程相当于前述打开第二电磁阀和打开第一电磁阀的逆操作，用于为螺杆压缩机重新建立压差。
以下是本发明具体实施方式中提供的一种螺杆压缩机系统的控制系统的实施例，控制系统的实施例基于前述的控制方法的实施例实现，在控制系统中未尽的描述，请参考前述的控制方法。请参考图7，其是本发明具体实施方式中提供的一种螺杆压缩机系统的控制系统的结构方框图，该控制系统用于前述的螺杆压缩机系统，在该控制系统中，控制器40，包括：
检测控制单元41，用于控制第一压力传感器111和第二压力传感器131周期检测低压端和高压端的气压；
通断控制单元42，用于根据螺杆压缩机10的工作状态以及低压端和高压端的气压切换第一电磁阀211、第二电磁阀221和第三电磁阀231的通断状态。
其中，通断控制单元，包括：
第一控制模块，用于螺杆压缩机10系统开机或停机时，打开第三电磁阀231，关闭第一电磁阀211和第二电磁阀221；
第二控制模块，用于当低压端和高压端的气压差大于第一门限值时，打开第二电磁阀221，关闭第一电磁阀211和第三电磁阀231；
第三控制模块，用于当低压端和高压端的气压差大于第二门限值时，打开第一电磁阀211，关闭第二电磁阀221和第三电磁阀231。
其中，通断控制单元，还包括：
第四控制模块，用于当低压端和高压端的气压差小于或等于第一门限值时，打开第一电磁阀211，关闭第二电磁阀221和第三电磁阀231；
第五控制模块，用于当低压端和高压端的气压差小于或等于第二门限值时，打开第二电磁阀221，关闭第一电磁阀211和第三电磁阀231。
综上所述，控制器根据低压端和高压端的气压检测结果控制电磁阀的通断，根据压差选择压力维持阀接入的平衡管，实现螺杆压缩机快速建立压差，保证系统回油正常，利用高低压差的调节切换，降低螺杆压缩机的压损。
本发明具体实施方式中还提供了一种制冷设备，包括前述的螺杆压缩机系统。
本发明具体实施方式中最后还提供了一种制冷设备，包括前述的螺杆压缩机系统的控制系统。
制冷设备的实施例在前述螺杆压缩机系统或螺杆压缩机系统的控制系统的实施例的基础上实现，对应具备相同的有益效果，具体不做赘述。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种螺杆压缩机系统，其特征在于，包括螺杆压缩机、压力维持阀和控制器；
所述压力维持阀的平衡管接口分为三路分支，三路分支分别通过第一平衡管、第二平衡管和第三平衡管与所述螺杆压缩机的低压端、中压端和高压端相连；所述第一平衡管、第二平衡管和第三平衡管分别通过第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀切换通断状态；
所述低压端和高压端分别设置有第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和第二压力传感器分别用于检测所述低压端和高压端的气压；
所述控制器与所述第一压力传感器、第二压力传感器、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀相连，用于根据所述螺杆压缩机系统的工作状态以及所述第一压力传感器和第二压力传感器的检测结果控制所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀切换通断状态；
所述控制器具体用于控制：
所述第一电磁阀，在机组开机时打开，所述第二电磁阀和所述第三电磁阀在机组开机时关闭；
当所述低压端和高压端的气压差大于第一门限值时，打开所述第二电磁阀，关闭所述第一电磁阀和第三电磁阀；
当所述低压端和高压端的气压差大于第二门限值时，打开所述第一电磁阀，关闭所述第二电磁阀和第三电磁阀；
所述第三电磁阀在机组停机时打开，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀在机组停机时关闭。
2.根据权利要求1所述的螺杆压缩机系统，其特征在于，所述压力维持阀内设置有弹簧。
3.一种螺杆压缩机系统的控制方法，用于权利要求1或2所述的螺杆压缩机系统，其特征在于，包括：
控制所述第一压力传感器和第二压力传感器周期检测所述低压端和高压端的气压；
根据所述螺杆压缩机的工作状态以及所述低压端和高压端的气压切换所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的通断状态；
其中，所述根据所述螺杆压缩机的工作状态以及所述低压端和高压端的气压切换所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的通断状态，包括：
所述螺杆压缩机系统开机时，打开所述第一电磁阀，关闭所述第三电磁阀和第二电磁阀；
所述螺杆压缩机系统停机时，打开所述第三电磁阀，关闭所述第一电磁阀和所述第二电磁阀；
当所述低压端和高压端的气压差大于第一门限值时，打开所述第二电磁阀，关闭所述第一电磁阀和第三电磁阀；
当所述低压端和高压端的气压差大于第二门限值时，打开所述第一电磁阀，关闭所述第二电磁阀和第三电磁阀。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述螺杆压缩机的工作状态以及所述低压端和高压端的气压切换所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的通断状态，还包括：
当所述低压端和高压端的气压差小于或等于第一门限值时，打开所述第一电磁阀，关闭所述第二电磁阀和第三电磁阀；
当所述低压端和高压端的气压差小于或等于第二门限值时，打开所述第二电磁阀，关闭所述第一电磁阀和第三电磁阀。
5.一种螺杆压缩机系统的控制系统，用于权利要求1或2所述的螺杆压缩机系统，其特征在于，所述控制器，包括：
检测控制单元，用于控制所述第一压力传感器和第二压力传感器周期检测所述低压端和高压端的气压；
通断控制单元，用于根据所述螺杆压缩机的工作状态以及所述低压端和高压端的气压切换所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的通断状态；
其中，所述通断控制单元，包括：
第一控制模块，用于：
所述螺杆压缩机系统开机时，打开所述第一电磁阀，关闭所述第三电磁阀和第二电磁阀；
所述螺杆压缩机系统停机时，打开所述第三电磁阀，关闭所述第一电磁阀和所述第二电磁阀；
第二控制模块，用于当所述低压端和高压端的气压差大于第一门限值时，打开所述第二电磁阀，关闭所述第一电磁阀和第三电磁阀；
第三控制模块，用于当所述低压端和高压端的气压差大于第二门限值时，打开所述第一电磁阀，关闭所述第二电磁阀和第三电磁阀。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述通断控制单元，还包括：
第四控制模块，用于当所述低压端和高压端的气压差小于或等于第一门限值时，打开所述第一电磁阀，关闭所述第二电磁阀和第三电磁阀；
第五控制模块，用于当所述低压端和高压端的气压差小于或等于第二门限值时，打开所述第二电磁阀，关闭所述第一电磁阀和第三电磁阀。
7.一种制冷设备，其特征在于，包括权利要求1或2所述的螺杆压缩机系统。
8.一种制冷设备，其特征在于，包括权利要求5所述的螺杆压缩机系统的控制系统。
9.一种制冷设备，其特征在于，包括权利要求6所述的螺杆压缩机系统的控制系统。
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