CN109269134B - 换热系统控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种换热系统控制方法，换热系统包括换热管路及控制装置，控制装置与换热管路通信连接，换热管路设有压缩机及蒸发器，蒸发器包括蒸发器机身及连通蒸发器机身的进液口与出液口；控制装置用于获取压缩机的工作状态和/或换热管路的冷媒流量值，并根据压缩机的工作状态和/或换热管路的冷媒流量值分别控制进液口与出液口的冷媒流量值。上述换热系统控制方法，在处于长时间关机或待机过程中，可将冷媒集中限制于蒸发器机身内，避免冷媒随着外界环境温度的变化而进行迁移，进而避免换热系统在重新启动的时候由于冷媒迁移导致冷媒不足而发生压缩机低压保护等故障。

Description

换热系统控制方法
技术领域
本发明涉及换热装置领域，特别是涉及一种换热系统控制方法。
背景技术
风冷螺杆机组由于其具有制冷量较大、能效比较高的特点，在各行各业具有广泛的应用。
而目前的风冷螺杆机组，当处于长时间关机或者待机状态时，机组里冷媒容易随着外界环境温度的变化而进行迁移，特别是在昼夜温差明显或者环境变化较大的地区，冷媒极易随着温度的变化进行迁移，因此很难保证冷媒集中在同一位置，从而使得机组在再次启动的时候由于冷媒迁移导致冷媒不足导致机组发生压缩机低压保护等故障。
发明内容
基于此，有必要针对在关机状态下的风冷螺杆机组的冷媒容易迁移的问题，提供一种可防止冷媒在风冷螺杆机组关机状态下迁移的换热系统控制方法。
一种换热系统，所述换热系统包括换热管路及控制装置，所述控制装置与所述换热管路通信连接，所述换热管路设有压缩机及蒸发器，所述蒸发器包括蒸发器机身及连通所述蒸发器机身的进液口与出液口；
所述控制装置用于获取所述压缩机的工作状态和/或所述换热管路的冷媒流量值，并根据所述压缩机的工作状态和/或所述换热管路的冷媒流量值分别控制所述进液口与所述出液口的冷媒流量值。
上述换热系统，在处于长时间关机或待机过程中，可将冷媒集中限制于蒸发器机身内，避免冷媒随着外界环境温度的变化而进行迁移，进而避免换热系统在重新启动的时候由于冷媒迁移导致冷媒不足而发生压缩机低压保护等故障。
在其中一个实施例中，所述换热管路还包括与所述控制装置通信连接的第一阀门与第二阀门，所述第一阀门通过管道连接于所述进液口，所述第二阀门通过管道连接于所述出液口；
所述控制装置可控制所述第一阀门及所述第二阀门开闭以分别控制所述进液口及所述出液口的冷媒流量值。
在其中一个实施例中，所述第一阀门可选择地处于全开放、半开放或全关闭状态，以调节所述进液口的冷媒流量值；
所述第二阀门可选择地处于全开放、半开放或全关闭状态，以调节所述出液口的冷媒流量值。
在其中一个实施例中，所述第一阀门与所述第二阀门均为电动球阀。
一种换热系统控制方法，包括以下步骤：
获取压缩机的工作状态；
获取换热管路的冷媒流量值；
根据所述压缩机的工作状态和/或所述换热管路的冷媒流量值控制蒸发器的进液口与出液口的冷媒流量值。
在其中一个实施例中，所述进液口通过管道连接有第一阀门，所述出液口通过管道连接有第二阀门，根据所述压缩机的工作状态和/或所述换热管路的冷媒流量值控制蒸发器的进液口与出液口的冷媒流量值的步骤具体包括以下步骤：
根据所述压缩机的工作状态和/或所述换热管路的冷媒流量值，调节所述第一阀门及所述第二阀门的开闭状态，以控制所述进液口与所述出液口的冷媒流量值。
在其中一个实施例中，当所述压缩机处于关机状态，且所述换热管路的冷媒流量值大于或等于第一预设值并小于第二预设值时，依序控制所述第二阀门与所述第一阀门分别处于半开放状态，直至所述换热管路的冷媒流量值下降至小于所述第一预设值；
当所述压缩机处于关机状态，且所述换热管路的冷媒流量值小于所述第一预设值时，依序控制所述第二阀门与所述第一阀门分别处于全关闭状态。
在其中一个实施例中，依序控制所述第二阀门与所述第一阀门分别处于半开放状态的步骤具体包括以下步骤：
控制所述第二阀门处于半开放状态；
所述第二阀门处于半开放状态预设时间间隔后，控制所述第一阀门处于半开放状态；
依序控制所述第二阀门与所述第一阀门分别处于全关闭状态的步骤具体包括以下步骤：
控制所述第二阀门处于全关闭状态；
所述第二阀门处于全关闭状态预设时间间隔后，控制所述第一阀门处于全关闭状态。
在其中一个实施例中，当所述压缩机处于开机状态，且所述换热管路的冷媒流量值小于第三预设值时，依序控制第一阀门与所述第二阀门分别处于半开放状态；
当所述压缩机处于开机状态，且所述换热管路的冷媒流量值大于或等于所述第三预设值时，依序控制第一阀门与所述第二阀门分别处于全开放状态。
在其中一个实施例中，依序控制第一阀门与所述第二阀门分别处于半开放状态的步骤具体包括以下步骤：
控制所述第一阀门处于半开放状态；
所述第一阀门处于半开放状态预设时间间隔后，控制所述第二阀门处于半开放状态；
依序控制第一阀门与所述第二阀门分别处于全开放状态的步骤具体包括以下步骤：
控制所述第一阀门处于全开放状态；
所述第一阀门处于全开放状态预设时间后，控制所述第二阀门处于全开放状态。
附图说明
图1为本发明的一实施例的换热系统的原理图；
图2为图1所示的换热系统的控制逻辑图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1及图2所示，本发明的实施例的换热系统100，具体为一种风冷螺杆机组，包括换热管路及控制装置，控制装置与换热管路通信连接以控制换热管路中的各个装置工作，从而实现热量交换。
换热管路设有通过管道连接的压缩机10、油分离器20、蒸发冷凝器30、膨胀阀40、蒸发器50等结构。其中，压缩机10具有吸入、压缩、输送冷媒的作用；油分离器20用于分离冷媒中的润滑油；蒸发冷凝器30用于将蒸发器50中吸收的热量传递给冷媒；膨胀阀40起到流量调节及降压的作用；蒸发器50在本发明中为满液式蒸发器，冷媒可在蒸发器50中吸收被冷却物体的热量实现热量交换。可以理解，换热管路设有的装置不限于此，还可根据需要设置其它装置。
上述换热系统100的工作过程大致如下：
压缩机10排出含有润滑油的高温高压的气态冷媒，含有润滑油的高温高压的气态冷媒进入油分离器20中，其中的大部分润滑油被油分离器20分离，分离后的气态冷媒则进入蒸发冷凝器30中，高温高压的气态冷媒在蒸发冷凝器30中冷凝成液态冷媒，液态冷媒经膨胀阀40节流降压变成低温低压的液态冷媒，低温低压的液态冷媒进入蒸发器50内，低温低压的液态冷媒在蒸发器50中与冷媒进行热交换，最终变成低温低压的气态冷媒，气态冷媒沿管道通过压缩机10的吸气口回流至压缩机10内，从而完成一次循环。如此，经以上各个装置周而复始的循环工作，实现换热系统100的制冷或制热工作。
由上述工作流程可知，在换热系统100的工作过程中，冷媒在换热管路中循环流动，并在不同状态之间不断转换以实现热量交换。而当换热系统100处于长时间关机或待机过程中时，换热管路中的冷媒容易随着外界环境温度的变化而在换热管路中迁移，因此难以保证冷媒集中在同一个位置，从而导致换热系统100在重新启动时，由于冷媒迁移导致冷媒不足而引发压缩机10低压保护等故障。
因此，本发明的实施例提供的换热系统100中，蒸发器50包括蒸发器机身51及连通蒸发器机身51的进液口52与出液口54，控制装置可获取压缩机10的工作状态和/或换热管路的冷媒流量值，并根据压缩机10的工作状态和/或换热管路的冷媒流量值分别控制进液口52与出液口54的冷媒流量值，从而在换热系统100处于长时间关机或待机过程中，将冷媒集中限制于蒸发器机身51内，避免冷媒随着外界环境温度的变化而进行迁移。
在一些实施例中，换热管路还包括与控制装置通信连接的第一阀门60与第二阀门70，第一阀门60通过管道连接于蒸发器50的进液口52并位于蒸发器50与膨胀阀40之间，第二阀门70通过管道连接于蒸发器50的出液口54并位于蒸发器50与压缩机10之间。控制装置可控制第一阀门60及第二阀门70开闭以分别控制进液口52及出液口54的冷媒流量值，从而控制冷媒的流动。
在控制装置的控制下，第一阀门60可选择地处于全开放、半开放或全关闭状态，以调节蒸发器50的进液口52的冷媒流量值，第二阀门70可选择地处于全开放、半开放或全关闭状态，以调节蒸发器50的出液口54的冷媒流量值。
具体在一些实施例中，当第一阀门60处于全开放状态时，第一阀门60的开口达到最大，此时管道内的冷媒可以最大流量经过第一阀门60与进液口52以到达蒸发器机身51内。当第一阀门60处于半开放状态时，第一阀门60的开口部分开放(即开口大小大致为最大开口大小的一半)，冷媒经过第一阀门60的流量小于最大流量(大致为最大流量的一半)。当第一阀门60处于全关闭状态时，第一阀门60的开口完全封闭，管道内的冷媒无法流过第一阀门60，从而将第一阀门60外的冷媒阻挡于蒸发器机身51外。
具体在一些实施例中，当第二阀门70处于全开放状态时，第二阀门70的开口达到最大，从出液口54流出的冷媒可以最大的流量经过第二阀门70流向换热管路的其它装置。当第二阀门70处于半开放状态时，第二阀门70的开口部分开放(即开口大小大致为最大开口大小的一半)，冷媒经过第二阀门70的流量小于最大流量(大致为最大流量的一半)。当第二阀门70处于全关闭状态时，第二阀门70的开口完全封闭，管道内的冷媒无法流过第二阀门70，从而将冷媒限制于蒸发器机身51内。
如此，控制装置可通过调整第一阀门60与第二阀门70的开闭状态控制冷媒的流量大小，并使冷媒可集中位于蒸发器机身51内，从而避免冷媒迁移导致换热系统100故障。具体在一实施例中，第一阀门60与第二阀门70均为电动球阀，从而实现有效的闭合关紧，避免出现泄露现象。可以理解，第一阀门60与第二阀门70的具体结构不限于此，可为其它类型的流量控制阀。
上述换热系统100的控制方法，包括以下步骤：
S110：获取压缩机10的工作状态。
具体地，压缩机10的工作状态包括关机状态与开机状态，控制装置与压缩机10通信连接以获得压缩机10的工作状态。其中，关机状态具体包括获得关机信号而即将关机状态与已关机状态，开机状态包括获得开机信号即将开机状态或已开机状态。
S120：获取换热管路的冷媒流量值。
具体地，控制装置与换热管路通信连接以检测换热管路，从而获得换热管路中的冷媒流量值。当压缩机10处于关机状态时，换热管路中的冷媒流量逐渐减小；当压缩机10处于开机状态时，换热管路中的冷媒流量值逐渐增大。
S130：根据压缩机10的工作状态和/或换热管路的冷媒流量值控制蒸发器50的进液口52与出液口54的冷媒流量值。
具体在一些实施例中，步骤S130具体包括以下步骤：
根据压缩机10的工作状态和/或换热管路的冷媒流量值，调节第一阀门60及第二阀门70的开闭状态，以控制进液口52与出液口54的冷媒流量值。
具体地，控制装置可获取换热管路的冷媒流量值Q，然后将冷媒流量值Q与第一预设值A及第二流量值B对比，最后根据对比结果调节第一阀门60与第二阀门70的开闭状态。
当控制装置获得压缩机10处于关机状态，且换热管路中的冷媒流量值Q大于或等于第一预设值A并小于第二预设值B(即A≤Q＜B)时，控制装置调节第二阀门70至半开放状态，使通过出液口54流出的冷媒经过第二阀门70缓慢流出。而在第二阀门70被调整至半开放状态的同时，第二阀门70返回反馈信号至控制装置，控制装置继而在接收到第二阀门70的反馈信号后的预设时间间隔T1后，调节第一阀门60至半开放状态，冷媒经过第一阀门60缓慢通过进液口52流入蒸发器机身51中。
如此，由于第一阀门60与第二阀门70的限流，且流出蒸发器机身51的冷媒少于进而蒸发器机身51的冷媒，因此换热管路的管道中的冷媒流量值Q逐渐下降，而蒸发器机身51内的冷媒的逐渐增多。
当控制装置获得压缩机10处于关机状态，且换热管路中的冷媒流量值Q小于第一预设值A(即Q＜A)时，控制装置调节第二阀门70至全关闭状态，从而阻止蒸发器机身51中的冷媒流出。而在第二阀门70被调整至全关闭状态的同时，第二阀门70返回反馈信号至控制装置，控制装置在接收到第二阀门70的反馈信号后的预设时间间隔T2后调节第一阀门60至全关闭状态，此时冷媒无法进经过第一阀门60流入蒸发器机身51内。
如此，在第一阀门60处于全关闭状态后，蒸发器机身51中的冷媒无法通过第一阀门60流出，但在第一阀门60关闭后的T2时间间隔内，管道中的冷媒依然可通过呈半开放状态的第一阀门60流入蒸发器机身51中，因此换热管路中的冷媒被逐渐集中收容于蒸发器机身51中。最后，控制装置控制第一阀门60关闭，从而将蒸发器机身51中的冷媒限制于蒸发器机身51中，无法从进液口52或者出液口54流出而迁移至其它位置。
具体在一个实施例中，第一预设值A为额定流量的30％，第二预设值B为二定流量的70％。可以理解，第一预设值A与第二预设值B的具体数值不限于此，可根据实际需要设置。在一实施例中，T1＜T2，因此使冷媒尽量地的留在蒸发器机身51中。
综上所述，当控制装置获得压缩机10处于关机状态时，控制装置依序控制第二阀门70与第一阀门60的开闭状态，最后使第一阀门70与第一阀门60分别呈全关闭状态，从而使换热管路中的冷媒的流量逐渐减小，最后将冷媒限制于蒸发器机身51内，避免冷媒迁移。
当控制装置获取压缩机10获得开机信号处于即将开机状态时，控制装置调节第一阀门60处于半开放状态，冷媒可通过第一阀门60与进液口52缓慢流入换热器机身内。而在第一阀门60被调整至半开放状态的同时，第一阀门60返回反馈信号至控制装置，控制装置继而在接收到第二阀门70的反馈信号后的预设时间间隔T4后调节第二阀门70至半开放状态，使通过出液口54流出的冷媒经过第二阀门70缓慢流出。如此，可防止换热系统100开始工作时第一阀门60与第二阀门70处于全关闭状态而导致没有冷媒流动，导致换热系统100出现低压保护。而且，由于第一阀门60与第二阀门70被调节至半开放状态而并非全开放状态，因此限制了冷媒的流量及流速，从而防止换热系统100开始工作后大量的在蒸发器机身51中的冷媒在未完全换热的情况下进入压缩机内而造成液击损坏压缩机，并对换热系统100的性能造成影响。
当控制装置获取压缩机10处于开机状态，且在连续的时间T内，换热管路的冷媒流量值Q大于第二预设值B(即B＜Q)时，此时换热系统100已经在第一阀门60与第二阀门70为半开放状态的情况下运行了一段时间，冷媒已经在换热管路内进行了一定时间循环而蒸发器机身51内不再集中有大量冷媒。控制装置调节第一阀门60至全开放状态，蒸发器机身51外的冷媒可通过第一阀门60与进液口52快速流入蒸发器机身51内。在第一阀门60被调整至全开放状态的同时，第一阀门60返回反馈信号至控制装置，控制装置继而在接收到第一阀门60的反馈信号后的预设时间间隔T4后调节第二阀门70至全开放状态，冷媒快速经过第二阀门70流出。
当控制装置获取压缩机10处于开机状态，且在连续的时间T内，换热管路的冷媒流量值Q小于或等于第二预设值B(即Q≤B)时，控制装置调节第一阀门60处于半开放状态，冷媒可通过第一阀门60与进液口52缓慢流入换热器机身内。而在第一阀门60被调整至半开放状态的同时，第一阀门60返回反馈信号至控制装置，控制装置继而在接收到第二阀门70的反馈信号后的预设时间间隔T3后调节第二阀门70至半开放状态，使通过出液口54流出的冷媒经过第二阀门70缓慢流出。如此，控制装置调整第一阀门60与第二阀门70依序分别处于半开放状态，为第一阀门60与第二阀门70接下来的动作起到缓冲作用。
如此，第一阀门60与第二阀门70可控制压缩机10启动后换热管路内的冷媒的流速流量，起到了平稳的过渡作用，避免压缩机10启动后，大量在蒸发器机身51内的冷媒在未完全换热的情况下进入压缩机10而造成液击损坏压缩机10并对换热系统100的性能造成影响。
综上所述，当压缩机10处于开机状态时，控制装置依序控制第一阀门60与第二阀门70逐渐从全封闭状态经过半开放状态，最后过渡至全开放状态，从而保证了换热系统100的平稳运行，避免换热管路中的冷媒的流量突然增大而损坏压缩机10及其它装置。
由于控制装置不断调节第一阀门60与第二阀门70的开闭状态，而且并非同步调节，因此容易导致的换热管路中存在冷媒回流(倒流)现象，从而导致换热系统100损坏。因此在一些实施例中，冷凝器的进液口52与出液口54处还设有单向阀80，从而避免冷媒倒流，使整个换热系统100的冷媒具有统一的流动趋势。可以理解，单向阀80的位置不限于此，看根据需要设置于换热系统100中极易受到损伤的装置处。
上述换热系统100及该换热系统100控制方法，控制装置可根据压缩机10的工作状态、换热管路的冷媒流量以及第一阀门60与第二阀门70的工作状态自动调节冷媒的流量并可将冷媒集中于蒸发器50中，从而避免换热系统100在关机状态中冷媒因外界温度等因素发生迁移，降低了蒸发器50冻裂的风险，保证了换热系统100可再次正常启动，增强了换热系统100的与逆行寿命。此外，该换热系统100符合人工智能化的发展趋势要求，无需人工开启或关闭蝶阀等其它装置，降低了该换热系统100的维护成本。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对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，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种换热系统(100)控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取压缩机(10)的工作状态；
获取换热管路的冷媒流量值；
根据所述压缩机(10)的工作状态和/或所述换热管路的冷媒流量值控制蒸发器(50)的进液口(52)与出液口(54)的冷媒流量值；
其中，所述进液口(52)通过管道连接有第一阀门(60)，所述出液口(54)通过管道连接有第二阀门(70)，根据所述压缩机(10)的工作状态和/或所述换热管路的冷媒流量值控制蒸发器(50)的进液口(52)与出液口(54)的冷媒流量值的步骤具体包括以下步骤：
当所述压缩机(10)处于关机状态，且所述换热管路的冷媒流量值大于或等于第一预设值并小于第二预设值时，依序控制所述第二阀门(70)与所述第一阀门(60)分别处于半开放状态，直至所述换热管路的冷媒流量值下降至小于所述第一预设值；
当所述压缩机(10)处于关机状态，且所述换热管路的冷媒流量值小于所述第一预设值时，依序控制所述第二阀门(70)与所述第一阀门(60)分别处于全关闭状态。
2.根据权利要求1所述的换热系统(100)控制方法，其特征在于，依序控制所述第二阀门(70)与所述第一阀门(60)分别处于半开放状态的步骤具体包括以下步骤：
控制所述第二阀门(70)处于半开放状态；
所述第二阀门(70)处于半开放状态预设时间间隔后，控制所述第一阀门(60)处于半开放状态；
依序控制所述第二阀门(70)与所述第一阀门(60)分别处于全关闭状态的步骤具体包括以下步骤：
控制所述第二阀门(70)处于全关闭状态；
所述第二阀门(70)处于全关闭状态预设时间间隔后，控制所述第一阀门(60)处于全关闭状态。
3.根据权利要求2所述的换热系统(100)控制方法，其特征在于，当所述压缩机(10)处于开机状态，且所述换热管路的冷媒流量值小于第三预设值时，依序控制第一阀门(60)与所述第二阀门(70)分别处于半开放状态；
当所述压缩机(10)处于开机状态，且所述换热管路的冷媒流量值大于或等于所述第三预设值时，依序控制第一阀门(60)与所述第二阀门(70)分别处于全开放状态。
4.根据权利要求3所述的换热系统(100)控制方法，其特征在于，依序控制第一阀门(60)与所述第二阀门(70)分别处于半开放状态的步骤具体包括以下步骤：
控制所述第一阀门(60)处于半开放状态；
所述第一阀门(60)处于半开放状态预设时间间隔后，控制所述第二阀门(70)处于半开放状态；
依序控制第一阀门(60)与所述第二阀门(70)分别处于全开放状态的步骤具体包括以下步骤：
控制所述第一阀门(60)处于全开放状态；
所述第一阀门(60)处于全开放状态预设时间后，控制所述第二阀门(70)处于全开放状态。
5.根据权利要求1所述的换热系统(100)控制方法，其特征在于，所述第一预设值为所述换热管路的额定流量的30％，所述第二预设值为所述换热管路的额定流量的70％。
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