CN108759212A - 冷水机组的停机控制方法、系统及冷水机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷水机组的停机控制方法、系统及冷水机组。其中，冷水机组的停机控制方法，包括：接收停机信号；获取冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数；根据冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数分别得到压缩机的惯性运转能力和反转能力；比较惯性运转能力和反转能力；根据惯性运转能力和反转能力之间的比较结果调节导叶开度和/或压缩机的运转频率，以平衡惯性运转能力和反转能力。本发明的冷水机组的停机控制方法可以防止压缩机停机过程发生反转，引起机械部件受力异常，又可以防止停机过程压缩机的堕转时间过程引起机械部件无油润滑或者异常发热等情况，提升冷水机组的使用寿命。

Description

冷水机组的停机控制方法、系统及冷水机组
技术领域
本发明涉及制冷设备领域，尤其涉及一种冷水机组的停机控制方法、系统及冷水机组。
背景技术
冷水机组在停机时，叶轮会由于惯性的作用持续运转一段时间然后才会停止。存在以下问题：
停机后堕转时间过长，由于堕转时冷媒循环系统已经停止运行，堕转产生的热量会使得油温持续升高，如果堕转时间过长，会使得油温持续升高润滑效果变差，造成机械部件的额外磨损；高低压气体会产生反冲作用，如初始堕转动能不足，则会出现叶轮反向运转的情况。反向运转过程会使得一些机械力的方向与设计方向背离，经常性的反转势必会影响主要机械部件的固定与密封情况，最终对压缩机的效率与可靠性造成不可逆的影响。
相关技术中，通常为在停机前降低机组的运转动能(如降频或关小导叶)后停机，这种方式不能很好的适应变负载输出、变工况运行条件下机组停机状态下不同的高低压反冲力，进而可能出现停机堕转时间过长或者停机时叶轮反转的情况，影响冷水机组的使用寿命。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种冷水机组的停机控制方法。该方法可以防止压缩机停机过程发生反转，引起机械部件受力异常，又可以防止停机过程压缩机的堕转时间过程引起机械部件无油润滑或者异常发热等情况，提升冷水机组的使用寿命。
本发明的另一个目的在于提出一种冷水机组的停机控制系统。
本发明的再一个目的在于提出一种冷水机组。
为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种冷水机组的停机控制方法，所述冷水机组包括压缩机，所述方法包括：接收停机信号；获取冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数；根据所述冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数分别得到所述压缩机的惯性运转能力和反转能力；比较所述惯性运转能力和反转能力；根据所述惯性运转能力和所述反转能力之间的比较结果调节导叶开度和/或压缩机的运转频率，以平衡所述惯性运转能力和所述反转能力。
根据本发明实施例的冷水机组的停机控制方法，可以防止压缩机停机过程发生反转，引起机械部件受力异常，又可以防止停机过程压缩机的堕转时间过程引起机械部件无油润滑或者异常发热等情况，提升冷水机组的使用寿命。
在一些示例中，所述冷水机组的运行参数包括压缩机的排/回气压力和排/回气温度，所述压缩机的运转状态参数包括压缩机的运转频率/转速和导叶开度。
在一些示例中，所述根据冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数分别得到所述压缩机的惯性运转能力和反转能力，包括：根据压缩机的转速n和叶轮半径R得到压缩机叶轮边缘的线速度Vin；将所述压缩机叶轮边缘的线速度Vin作为所述惯性运转能力，其中，所述Vin＝f(n，R)。
在一些示例中，所述根据冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数分别得到所述压缩机的惯性运转能力和反转能力，还包括：根据压缩机的排气压力Pout、回气压力Pin、转速n、导叶开度Op以及压缩机的特性曲线，得到压缩机吸气体积流量；根据所述压缩机吸气体积流量、进气温度Tin和出气温度Tout，得到密度及压缩机排气处体积流量；根据叶轮尺寸获得叶轮出口处排气流速Vre，将所述叶轮出口处排气流速Vre作为所述反转能力，其中，所述Vre＝f(Pr，n，Op，Tin，Tout)。
在一些示例中，所述根据所述惯性运转能力和所述反转能力之间的比较结果调节导叶开度和/或压缩机的运转频率，以平衡所述惯性运转能力和所述反转能力，包括：如果所述惯性运转能力小于所述反转能力与第一预定修正值之和，则关小所述导叶开度和/或升高压缩机的运转频率；如果所述惯性运转能力大于所述反转能力与第二预定修正值之和，则开大所述导叶开度和/或降低压缩机的运转频率。
本发明的第二方面的实施例公开了一种冷水机组的停机控制系统，所述冷水机组包括压缩机，所述系统包括：接收模块，用于接收停机信号；获取模块，用于获取冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数；控制模块，用于根据所述冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数分别得到所述压缩机的惯性运转能力和反转能力，并比较所述惯性运转能力和反转能力，以及根据所述惯性运转能力和所述反转能力之间的比较结果调节导叶开度和/或压缩机的运转频率，以平衡所述惯性运转能力和所述反转能力。
根据本发明实施例的冷水机组的停机控制系统，可以防止压缩机停机过程发生反转，引起机械部件受力异常，又可以防止停机过程压缩机的堕转时间过程引起机械部件无油润滑或者异常发热等情况，提升冷水机组的使用寿命。
在一些示例中，所述冷水机组的运行参数包括压缩机的排/回气压力和排/回气温度，所述压缩机的运转状态参数包括压缩机的运转频率/转速和导叶开度。
在一些示例中，所述控制模块用于：根据压缩机的转速n和叶轮半径R得到压缩机叶轮边缘的线速度Vin；将所述压缩机叶轮边缘的线速度Vin作为所述惯性运转能力，其中，所述Vin＝f(n，R)。
在一些示例中，所述控制模块还用于：根据压缩机的排气压力Pout、回气压力Pin、转速n、导叶开度Op以及压缩机的特性曲线，得到压缩机吸气体积流量；根据所述压缩机吸气体积流量、进气温度Tin和出气温度Tout，得到密度及压缩机排气处体积流量；根据叶轮尺寸获得叶轮出口处排气流速Vre，将所述叶轮出口处排气流速Vre作为所述反转能力，其中，所述Vre＝f(Pr，n，Op，Tin，Tout)。
在一些示例中，所述控制模块用于在所述惯性运转能力小于所述反转能力与第一预定修正值之和时，关小所述导叶开度和/或升高压缩机的运转频率，并在所述惯性运转能力大于所述反转能力与第二预定修正值之和时，开大所述导叶开度和/或降低压缩机的运转频率。
本发明的第三方面的实施例公开了一种冷水机组，包括：根据上述的第二方面的实施例所述的冷水机组的停机控制系统。该冷水机组可以防止压缩机停机过程发生反转，引起机械部件受力异常，又可以防止停机过程压缩机的堕转时间过程引起机械部件无油润滑或者异常发热等情况，提升冷水机组的使用寿命。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述的和/或附加的方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的冷水机组的停机控制方法的流程图。
图2是根据本发明另一个实施例的冷水机组的停机控制方法的流程图。
图3是根据本发明一个实施例的冷水机组的停机控制系统的结构框图。
附图标记：
冷水机组的停机控制系统300、接收模块310、获取模块320、控制模块330。
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，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图描述根据本发明实施例的冷水机组的停机控制方法、系统及冷水机组。
图1是根据本发明一个实施例的冷水机组的停机控制方法的流程图。如图1所示，并结合图2，根据本发明一个实施例的冷水机组的停机控制方法，其中，冷水机组包括压缩机，该方法包括如下步骤：
S101：接收停机信号。即：冷水机组接收停机信号。
S102：获取冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数。
在具体示例中，冷水机组的运行参数包括但不限于：压缩机的排/回气压力和排/回气温度，压缩机的运转状态参数包括但不限于：压缩机的运转频率/转速和导叶开度。
S103：根据冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数分别得到压缩机的惯性运转能力和反转能力。
例如：根据压缩机的转速n和叶轮半径R得到压缩机叶轮边缘的线速度Vin，并将压缩机叶轮边缘的线速度Vin作为惯性运转能力，其中，Vin＝f(n，R)。具体地说，由压缩机转速n和叶轮半径R可以计算获得压缩机叶轮边缘的线速度V，由于叶轮半径为定值，即可得惯性速度Vin＝f(n，R)，将此速度作为压缩机的惯性运转能力的一个评判水平指标。
根据压缩机的排气压力Pout、回气压力Pin、转速n、导叶开度Op以及压缩机的特性曲线，得到压缩机吸气体积流量，然后根据压缩机吸气体积流量、进气温度Tin和出气温度Tout，得到密度及压缩机排气处体积流量，最终，根据叶轮尺寸获得叶轮出口处排气流速Vre，将叶轮出口处排气流速Vre作为反转能力，其中，Vre＝f(Pr，n，Op，Tin，Tout)。具体地说，由压缩机的运行参数(排气压力Pout、回气压力Pin、转速n、导叶开度Op)结合离心压缩机的特性曲线，可以获得压缩机吸气体积流量，结合进、出口温度参数(Tin，Tout)，可以获得密度及压缩机排气处体积流量，进一步根据叶轮尺寸可以获得叶轮出口处排气流速Vre，当压缩机停机时，反冲力即为该速度的反向作用产生。
S104：比较惯性运转能力和反转能力。
S105：根据惯性运转能力和反转能力之间的比较结果调节导叶开度和/或压缩机的运转频率，以平衡惯性运转能力和反转能力。
例如：当惯性运转能力小于反转能力加上第一预定修正a时，则表明压缩机当前运转状态不足以抵抗停机后产生的反转能力，会导致压缩机停机过程发生反转，因此需要减小停机时产生的反转能力(即优先关小导叶)，当导叶关闭到最小开度或者可能会引发压缩机喘振时，再通过升高压缩机的运转频率以期提升机组停机时的惯性运转能力。
当惯性运转能力大于反转能力加上第二预定修正值bb时，则表明压缩机当前停机所产生的惯性运转能力过大，会导致压缩机停机堕转时间过长。因此需要提升停机时产生的反转能力(即优先开大导叶)，当导叶开大到最大开度时，再通过降低压缩机的运转频率以期降低机组停机时的惯性运转能力。
也就是说，如果惯性运转能力小于反转能力与第一预定修正a值之和，则关小导叶开度和/或升高压缩机的运转频率；如果惯性运转能力大于反转能力与第二预定修正值b之和，则开大导叶开度和/或降低压缩机的运转频率。
具体而言，判断依据则为Vin与Vre+a、Vre+b的比较，其中a、b为结合冷水机组自身需求达到的运转情况设置的同量纲参数值。通常b值的设置为了保证机组停机的堕转时间在1min左右，a值的设置为了保证压缩机最小的惯性力不发生反转。而通过调节整机的转速、导叶的开度可以影响Vin与Vre，且导叶的开度对Vre的影响更大，转速对Vin的影响更大。
以实际运转为例：
当运转频率为100Hz，导叶开度为40％(全开)，冷水机组的排气为950kPa(表压)，回气压力为250kPa，冷媒为R134a，排气温度为51℃，回气温度为5.5℃时发送停机信号。计算获得的此刻Vin＜Vre+a表明冷水机组停机后会发生反转，因此优先开大导叶开度，计算获得当导叶开度降到80％时，即满足Vin≥Vre+a，即以当前转速和导叶开度停机。
当运转频率为70Hz，导叶开度为50％(全开)，冷水机组的排气为500kPa，回气压力为280kPa，冷媒为R134a，排气温度为30℃，回气温度为10℃时发送停机信号。计算获得的此刻Vin＞Vre+b表明机组停机后会发生堕转时间过长，当前的导叶开度需优先关小，计算获得降低冷水机组运行频率到60Hz，导叶开度为30％(最小开度)时，即满足Vin≤Vre+b，即以当前转速和导叶开度停机。
根据本发明实施例的冷水机组的停机控制方法，可以防止压缩机停机过程发生反转，引起机械部件受力异常，又可以防止停机过程压缩机的堕转时间过程引起机械部件无油润滑或者异常发热等情况，提升冷水机组的使用寿命。
图3是根据本发明一个实施例的冷水机组的停机控制系统的结构框图。如图3所示，根据本发明一个实施例的冷水机组的停机控制系统300，包括：接收模块310、获取模块320和控制模块330。
其中，接收模块310用于接收停机信号。获取模块320用于获取冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数。控制模块330用于根据所述冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数分别得到所述压缩机的惯性运转能力和反转能力，并比较所述惯性运转能力和反转能力，以及根据所述惯性运转能力和所述反转能力之间的比较结果调节导叶开度和/或压缩机的运转频率，以平衡所述惯性运转能力和所述反转能力。
在本发明的一个实施例中，所述冷水机组的运行参数包括压缩机的排/回气压力和排/回气温度，所述压缩机的运转状态参数包括压缩机的运转频率/转速和导叶开度。
在本发明的一个实施例中，所述控制模块330用于：根据压缩机的转速n和叶轮半径R得到压缩机叶轮边缘的线速度Vin；将所述压缩机叶轮边缘的线速度Vin作为所述惯性运转能力，其中，所述Vin＝f(n，R)。
进一步地，所述控制模块330还用于：根据压缩机的排气压力Pout、回气压力Pin、转速n、导叶开度Op以及压缩机的特性曲线，得到压缩机吸气体积流量；根据所述压缩机吸气体积流量、进气温度Tin和出气温度Tout，得到密度及压缩机排气处体积流量；根据叶轮尺寸获得叶轮出口处排气流速Vre，将所述叶轮出口处排气流速Vre作为所述反转能力，其中，所述Vre＝f(Pr，n，Op，Tin，Tout)。
在本发明的一个实施例中，所述控制模块330用于在所述惯性运转能力小于所述反转能力与第一预定修正值之和时，关小所述导叶开度和/或升高压缩机的运转频率，并在所述惯性运转能力大于所述反转能力与第二预定修正值之和时，开大所述导叶开度和/或降低压缩机的运转频率。
根据本发明实施例的冷水机组的停机控制系统，可以防止压缩机停机过程发生反转，引起机械部件受力异常，又可以防止停机过程压缩机的堕转时间过程引起机械部件无油润滑或者异常发热等情况，提升冷水机组的使用寿命。
需要说明的是，本发明实施例的冷水机组的停机控制系统的具体实现方式与本发明实施例的冷水机组的停机控制方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述。
进一步地，本发明的实施例公开了一种冷水机组，包括：根据上述任意一个实施例所述的冷水机组的停机控制系统。该冷水机组可以防止压缩机停机过程发生反转，引起机械部件受力异常，又可以防止停机过程压缩机的堕转时间过程引起机械部件无油润滑或者异常发热等情况，提升冷水机组的使用寿命。
另外，根据本发明实施例的冷水机组的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，此处不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种冷水机组的停机控制方法，其特征在于，所述冷水机组包括压缩机，所述方法包括：
接收停机信号；
获取冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数；
根据所述冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数分别得到所述压缩机的惯性运转能力和反转能力；
比较所述惯性运转能力和反转能力；
根据所述惯性运转能力和所述反转能力之间的比较结果调节导叶开度和/或压缩机的运转频率，以平衡所述惯性运转能力和所述反转能力。
2.根据权利要求1所述的冷水机组的停机控制方法，其特征在于，所述冷水机组的运行参数包括压缩机的排/回气压力和排/回气温度，所述压缩机的运转状态参数包括压缩机的运转频率/转速和导叶开度。
3.根据权利要求2所述的冷水机组的停机控制方法，其特征在于，所述根据冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数分别得到所述压缩机的惯性运转能力和反转能力，包括：
根据压缩机的转速n和叶轮半径R得到压缩机叶轮边缘的线速度Vin；
将所述压缩机叶轮边缘的线速度Vin作为所述惯性运转能力，其中，所述Vin＝f(n，R)。
4.根据权利要求2所述的冷水机组的停机控制方法，其特征在于，所述根据冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数分别得到所述压缩机的惯性运转能力和反转能力，还包括：
根据压缩机的排气压力Pout、回气压力Pin、转速n、导叶开度Op以及压缩机的特性曲线，得到压缩机吸气体积流量；
根据所述压缩机吸气体积流量、进气温度Tin和出气温度Tout，得到密度及压缩机排气处体积流量；
根据叶轮尺寸获得叶轮出口处排气流速Vre，将所述叶轮出口处排气流速Vre作为所述反转能力，其中，所述Vre＝f(Pr，n，Op，Tin，Tout)。
5.根据权利要求1所述的冷水机组的停机控制方法，其特征在于，所述根据所述惯性运转能力和所述反转能力之间的比较结果调节导叶开度和/或压缩机的运转频率，以平衡所述惯性运转能力和所述反转能力，包括：
如果所述惯性运转能力小于所述反转能力与第一预定修正值之和，则关小所述导叶开度和/或升高压缩机的运转频率；
如果所述惯性运转能力大于所述反转能力与第二预定修正值之和，则开大所述导叶开度和/或降低压缩机的运转频率。
6.一种冷水机组的停机控制系统，其特征在于，所述冷水机组包括压缩机，所述系统包括：
接收模块，用于接收停机信号；
获取模块，用于获取冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数；
控制模块，用于根据所述冷水机组的运行参数和压缩机的运转状态参数分别得到所述压缩机的惯性运转能力和反转能力，并比较所述惯性运转能力和反转能力，以及根据所述惯性运转能力和所述反转能力之间的比较结果调节导叶开度和/或压缩机的运转频率，以平衡所述惯性运转能力和所述反转能力。
7.根据权利要求6所述的冷水机组的停机控制系统，其特征在于，所述冷水机组的运行参数包括压缩机的排/回气压力和排/回气温度，所述压缩机的运转状态参数包括压缩机的运转频率/转速和导叶开度。
8.根据权利要求7所述的冷水机组的停机控制系统，其特征在于，所述控制模块用于：
根据压缩机的转速n和叶轮半径R得到压缩机叶轮边缘的线速度Vin；
将所述压缩机叶轮边缘的线速度Vin作为所述惯性运转能力，其中，所述Vin＝f(n，R)。
9.根据权利要求7所述的冷水机组的停机控制系统，其特征在于，所述控制模块还用于：
根据压缩机的排气压力Pout、回气压力Pin、转速n、导叶开度Op以及压缩机的特性曲线，得到压缩机吸气体积流量；
根据所述压缩机吸气体积流量、进气温度Tin和出气温度Tout，得到密度及压缩机排气处体积流量；
根据叶轮尺寸获得叶轮出口处排气流速Vre，将所述叶轮出口处排气流速Vre作为所述反转能力，其中，所述Vre＝f(Pr，n，Op，Tin，Tout)。
10.根据权利要求6所述的冷水机组的停机控制系统，其特征在于，所述控制模块用于在所述惯性运转能力小于所述反转能力与第一预定修正值之和时，关小所述导叶开度和/或升高压缩机的运转频率，并在所述惯性运转能力大于所述反转能力与第二预定修正值之和时，开大所述导叶开度和/或降低压缩机的运转频率。
11.一种冷水机组，其特征在于，包括：根据权利要求6-10任一项所述的冷水机组的停机控制系统。
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