CN109282516B - 风冷螺杆机组及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风冷螺杆机组的控制方法，包括以下步骤：获取压缩机的工作状态；当压缩机处于开机状态时，获取压缩机的吸气端的吸气端压力值；比较吸气端压力值与预设最低压力值的大小，调整旁通支路的工作状态；当在预设时长内，吸气端压力值小于预设最低压力值时，调整旁通支路呈贯通状态；当在预设时长内，吸气端压力值大于或等于预设最低压力值时，调整旁通支路呈断开状态。上述风冷螺杆机组的控制方法，可根据比较压缩机的吸气端压力值与预设最低压力值的大小，在吸气端压力值较小的情况下开启旁通支路，从而增加流入压缩机的吸气端的冷媒的流量，进而提高压缩机的吸气端压力值，避免压缩机由于低压保护而停机，提高机组的运行可靠性。

Description

风冷螺杆机组及其控制方法
技术领域
本发明涉及换热装置控制技术领域，特别是涉及一种风冷螺杆机组及其控制方法。
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。而当处于长时间关机或者待机状态时，特别是在昼夜温差明显或者环境变化较大的地区，风冷螺杆机组里冷媒容易随着外界环境温度的变化而进行迁移，因此很难保证冷媒集中在同一位置，使得机组在再次启动的时候由于冷媒迁移导致冷媒不足，从而导致机组发生压缩机低压保护等故障。
特别是在昼夜温差明显或者环境变化较大或者工况较为恶劣的地区，由于风冷螺杆机组适用于放在室外，极易导致机组开机或者运行过程中由于恶劣的工况导致冷媒迁移、风机开启关闭不及时、高温导致高压压力过高等问题，进而导致风冷螺杆机组的出气端的压力变低，从而导致低压保护致使机组停机，影响机组制冷运行。
发明内容
基于此，有必要针对风冷螺杆机组的出气端的压力变低导致机组停机的问题，提供一种可避免风冷螺杆机组的出气端压力变低导致机组停机的风冷螺杆机组及其控制方法。
一种风冷螺杆机组的控制方法，所述风冷螺杆机组包括冷媒流路及与所述冷媒流路连通的旁通支路，所述冷媒流路包括具有吸气端与排气端的压缩机，所述旁通支路设于所述压缩机的所述吸气端与所述排气端之间，所述风冷螺杆机组的控制方法包括以下步骤：
获取所述压缩机的工作状态；
当所述压缩机处于开机状态时，获取所述压缩机的所述吸气端的吸气端压力值；
比较所述吸气端压力值与预设最低压力值的大小，调整所述旁通支路的工作状态；
当在预设时长内，所述吸气端压力值小于所述预设最低压力值时，调整所述旁通支路呈贯通状态；
当在预设时长内，所述吸气端压力值大于或等于所述预设最低压力值时，调整所述旁通支路呈断开状态。
上述风冷螺杆机组的控制方法，可根据比较压缩机的吸气端压力值与预设最低压力值的大小，在吸气端压力值较小的情况下开启旁通支路，从而增加流入压缩机的吸气端的冷媒的流量，进而提高压缩机的吸气端压力值，避免压缩机由于低压保护而停机，提高风冷螺杆机组的运行可靠性。
在其中一个实施例中，所述旁通支路包括流量大小可调的调节组件；比较所述吸气端压力值与预设最低压力值的大小，调整所述旁通支路的工作状态的步骤具体包括以下步骤：
比较所述吸气端压力值与预设最低压力值的大小，调整所述调节组件的流量大小以调整所述旁通支路的工作状态。
在其中一个实施例中，所述调节组件包括通过管道连通的旁通电磁阀及旁通电子膨胀阀，所述旁通电磁阀可选择地处于开启或断开状态，所述旁通电子膨胀阀的开度可调；调整所述旁通支路呈贯通状态的步骤具体包括以下步骤：
开启所述旁通电磁阀，同时调节所述旁通电子膨胀阀至预设开度；
调整所述旁通支路呈断开状态的步骤具体包括以下步骤：
关闭所述旁通电磁阀，同时关闭所述旁通电子膨胀阀。
在其中一个实施例中，调节所述旁通电子膨胀阀至预设开度的步骤后，还包括以下步骤：
获取所述压缩机的所述排气端的排气温度；
获取所述排气温度与目标温度的温度差值，根据所述温度差值大小调节所述旁通电子膨胀阀的开度。
在其中一个实施例中，根据所述温度差值大小调节所述旁通电子膨胀阀的开度的步骤具体包括以下步骤：
当所述温度差值在所述目标差值范围内时，保持所述旁通电子膨胀阀的开度不变；
当所述温度差值大于目标差值范围的最大值时，增大所述旁通电子膨胀阀的开度；
当所述温度差值小于所述目标差值范围的最小值时，减小所述旁通电子膨胀阀的开度。
在其中一个实施例中，所述开机状态包括启动状态与运行状态，所述预设压力值包括预设启动最低压力值与预设运行最低压力值；
其中，所述预设启动最低压力小于所述预设运行最低压力。
一种风冷螺杆机组，所述风冷螺杆机组采用上述的风冷螺杆机组的控制方法进行控制。
在其中一个实施例中，所述风冷螺杆机组包括冷媒流路及与所述冷媒流路连通的旁通支路，所述冷媒流路包括具有吸气端与排气端的压缩机，所述旁通支路设于所述压缩机的所述吸气端与所述排气端之间。
在其中一个实施例中，所述旁通支路包括流量大小可调的调节组件，所述调节组件的流量大小根据所述吸气端的压力值变化。
在其中一个实施例中，所述调节组件包括旁通电磁阀与旁通电子膨胀阀，所述旁通电磁阀可选择地处于开启或断开状态，所述旁通电子膨胀阀的开度可调。
附图说明
图1为本发明的一实施例的风冷螺杆机组的示意图；
图2为图1所示的风冷螺杆机组的控制方法的流程图。
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所示，本发明的实施例的一种风冷螺杆机组100，该风冷螺杆机组100包括控制单元(图未示)及冷媒流路，冷媒流路20由通过管道连接的螺杆式压缩机21、蒸发冷凝器23、系统电子膨胀阀25以及满液式蒸发器27等装置组成，控制单元可控制各个装置协同工作。
当控制单元控制风冷螺杆机组100处于制冷状态时，风冷螺杆机组100的工作过程如下：
压缩机21将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒，高温高压的气态冷媒进入蒸发冷凝器23中，在蒸发冷凝器23中冷凝放热变成中温中压的液态冷媒，中温中压的液态冷媒经过系统电子膨胀阀25，在系统电子膨胀阀25的节流降压作用下变成低温低压的气液混合状态。低温低压的液态冷媒进入满液式蒸发器27中，在满液式蒸发器27中吸热蒸发重新变成气态冷媒，气态冷媒通过压缩机21的吸气端重新进入压缩机21内，从而完成一次制冷循环。可以理解，上述过程不断循环进行，以使风冷螺杆机组100持续进行制冷工作。
在本发明中，风冷螺杆机组100还包括与冷媒流路20连通的旁通支路40，压缩机21具有允许冷媒进入的吸气端与允许冷媒流出的排气端，旁通支路40设于吸气端与排气端之间，并与系统电子膨胀阀25并联。
当压缩机21正常工作时，控制单元控制旁通支路40处于断开状态，从蒸发冷凝器23中流出的冷媒通过系统电子膨胀阀25流入满液式蒸发器27中。
当压缩机21的吸气端压力值较低时，控制单元开启旁通支路40，从蒸发冷凝器23中流出的冷媒分成两部分，两部分冷媒分别通过系统电子膨胀阀25与旁通支路40进入满液式蒸发器27中。相比于仅能通过系统电子膨胀阀25流动，旁通支路40的设置有效增大了冷媒流路20的冷媒流量，进而拉高了压缩机21的吸气端压力值，从而避免风冷螺杆机组100在运行过程中出现压缩机21的低压保护现象，避免了压缩机21低压保护故障导致风冷螺杆机组100停机。
请继续参阅图1，具体在一实施例中，旁通支路40包括由旁通电磁阀43与旁通电子膨胀阀45组成的调节组件，控制单元根据压缩机21的吸气端压力值控制旁通电磁阀43的通断及旁通电子膨胀阀45的开度大小，因此控制单元可通过调整调节组件的工作状态来调整旁通支路40的工作状态。
上述提及的开度，是指旁通电子膨胀阀45的开启间隙的大小，用于控制冷媒的流量。旁通电子膨胀阀45的开度越小，开启间隙越小，流过旁通电子膨胀阀45的冷媒的流量则越小。旁通电子膨胀阀45的开度越大，开启间隙越大，流过旁通电子膨胀阀45的冷媒的流量则越大。
进一步地在一实施例中，旁通支路40还包括旁通截止阀41与旁通单向阀47。如此，旁通截止阀41、旁通电磁阀43、旁通电子膨胀阀45、旁通单向阀47依次通过管道连通，冷媒流路20中的冷媒可依次经过旁通截止阀41、旁通电磁阀43、旁通电子膨胀阀45、旁通单向阀47重新汇入冷媒流路20中。其中，旁通截止阀41用于保证旁通支路40在无需使用时处于关闭状态，旁通单向阀47用于防止冷媒倒流。
如图1及图2所示，本发明的实施例的风冷螺杆机组100的控制方法包括以下步骤：
S110：获取压缩机21的工作状态。
具体地，压缩机21可处于关机状态与开机状态。当压缩机21处于关机状态时，冷媒流路20中的冷媒基本处于静止状态；当压缩机21处于开机状态时，冷媒流路20中的冷媒处于流动状态。
S120：当压缩机21处于开机状态时，获取压缩机21的吸气端压力值。
具体地，开机状态包括启动状态与运行状态。当压缩机21处于启动状态或运行状态时，控制单元获取压缩机21的吸气端压力值P。
S130：比较吸气端压力值P与预设最低压力值的大小，调整旁通支路40的工作状态。
具体地，控制单元根据比较压缩机21的吸气端压力值P与预设最低压力值的结果，通过调整调节组件的流量大小以调整旁通支路40的工作状态。
更具体地在一实施例中，当压缩机21处于启动状态时，控制单元首先获取压缩机21的吸气端压力值P，然后比较压缩机21的吸气端压力值P与预设启动最低压力值Pdq的大小。
当在预设时长T内，吸气端压力值P小于预设启动最低压力值Pdq时，控制单元开启旁通电磁阀43，同时调节旁通电子膨胀阀45至预设开度，从而将旁通支路40调整呈贯通状态，并将贯通状态维持T1时间。在T1时间内，冷媒可同时流过旁通支路40与系统电子膨胀阀25，从而增加压缩机21的吸气端压力值。
具体在一实施例中，在开启旁通电磁阀43的同时，将旁通电子膨胀阀45打到较小的预设初始步数C1，并维持T1时间(例如30s)。其中C1可为180步，也可根据实际情况设置为不同的步数。如此，在旁通电磁阀43与旁通电子膨胀阀45保持开启的状态T1时间中，压缩机21的吸气端的压力不断增加直至达到预设启动最低压力值Pdq。
上述提及的步数，是指调节旁通电子膨胀阀45开启间隙的步进电机的转动的最小角度范围，不同步数对应电子膨胀阀45的不同开度。
当在预设时长T内，压缩机21的吸气端压力值P大于或等于预设启动最低压力值Pdq时，此时旁通支路40无需工作，因此控制单元关闭旁通电磁阀43，同时关闭旁通电子膨胀阀45，从蒸发冷凝器23流出的冷媒仅通过系统电子膨胀阀25进入压缩机21的吸气端。
具体在一实施例中，在关闭旁通电磁阀43的同时，将旁通电子膨胀阀45打到步数为0后，并且继续加关步数(例如继续加关20步)以确保旁通电子膨胀阀45完全关闭。可以理解，加关步数的数值可根据需要设置，也可根据需要选择不进行加关步数。
当压缩机21处于运行状态时，控制单元首先获取压缩机的吸气端压力值P，然后比较压缩机21的吸气端压力值P与预设运行最低压力值Pdy的大小。由于压缩机21处于运行状态时的吸气端的压力值大于压缩机21处于启动状态时的吸气端的压力值，因此预设运行最低压力值Pdy大于预设最低压力值Pdq。
当在预设时长T内，吸气端压力值P小于预设运行最低压力值Pdy时，控制单元开启旁通电磁阀43，同时调节旁通电子膨胀阀45至预设开度，从而将旁通支路40调整呈贯通状态，并将贯通状态维持T1时间。在T1时间内，冷媒可同时流过旁通支路40与系统电子膨胀阀25，从而增加压缩机21的吸气端的压力。
具体在一实施例中，在开启旁通电磁阀43的同时，将旁通电子膨胀阀45打到较小的预设初始步数C2，并维持T1时间(例如30s)。其中C2可为150步，也可根据实际情况设置为不同的步数。如此，在旁通电磁阀43与旁通电子膨胀阀45保持开启的状态T1时间中，压缩机21的吸气端的压力不断增加直至达到预设运行最低压力值Pdy。
当在预设时长T内，压缩机21的吸气端压力值P大于或等于预设运行最低压力值Pdy时，此时旁通支路40无需工作，因此控制单元关闭旁通电磁阀43，同时关闭旁通电子膨胀阀45，从蒸发冷凝器23流出的冷媒仅通过系统电子膨胀阀25进入压缩机21的吸气端。
具体在一实施例中，在关闭旁通电磁阀43的同时，在将旁通电子膨胀阀45打到步数为0后，并且继续加关步数(例如继续加关20步)以确保旁通电子膨胀阀45完全关闭。可以理解，加关步数的数值可根据需要设置，也可根据需要选择不进行加关步数。
进一步地在一实施例中，当调节旁通电子膨胀阀45至预设开度，且电磁阀43与旁通电子膨胀阀45保持开启状态T1时间后，控制单元可根据压缩机21的排气端的排气温度调整旁通电子膨胀阀45的开度，从而调整旁通支路40中的冷媒流量，以将压缩机21的吸气端压力值P维持在适当范围，直至在预设时长T内，压缩机21的吸气端压力值P大于或等于预设最低压力值，则可断开旁通支路40。
具体地，控制单元每间隔T1时间，获取压缩机21的排气端在前一段时间(例如15s)内的平均温度作为排气温度K1，并计算获取排气温度K1与目标温度K的温度差值△K(△K＝K1-K)，然后根据温度差值△K的大小调节旁通电子膨胀阀45的开度，从而根据需要控制旁通支路40的流量大小，进而调整压缩机21的吸气端压力值。
当温度差值△K在目标差值范围内时，此时排气温度K1在合适范围内，控制单元不调节旁通电子膨胀阀45的步数保持旁通电子膨胀阀45的开度不变，从而保持旁通支路40中的冷媒的流量不变。
当温度差值△K小于目标差值范围的最小值时，此时排气温度K1过小，控制单元调节旁通电子膨胀阀45的步数以减小旁通电子膨胀阀45的开度，从而避免压缩机21的吸气端压力值P过大。
当温度差值△K大于目标差值范围的最大值时，此时排气温度K1过大，控制单元调节旁通电子膨胀阀45的步数以增大旁通电子膨胀阀45的开度，从而进一步提高压缩机21的吸气端压力值P。
具体在一实施例中，当0＜△K≤2时，旁通电子膨胀阀45的调节步数为0。
当△K＞2时，旁通电子膨胀阀45的调节步数＝(△K-2)×3。
当△K≤0时，旁通电子膨胀阀45的调节步数＝△K×3。
在以上算式中，当计算结果具有小数部分时，旁通电子膨胀阀45的调节步数为去掉小数部分取整。如果根据上述公式计算取整得到的调节步数是正值时，则将旁通电子膨胀阀45在当前开度的基础上增加相应调节步数。如果根据上述计算取整得到的调节步数是负值时，则将旁通电子膨胀阀45在当前开度的基础上减小相应的调节步数。
如此，控制单元根据压缩机21的排气端的排气温度K1，及时调整旁通电子膨胀阀45的开度，从而将压缩机21的吸气端压力值P调整至合适范围。
上述风冷螺杆机组100，通过设置流量可调的旁通支路40以根据需要提高冷媒流路20的冷媒量，从而提高压缩机21的吸气端压力值，降低因为风冷螺杆机组100因压缩机21的吸气端压力值较低而发生低压保护导致机组停机的概率，保证风冷螺杆机组100在下次能够正常启动，提高该风冷螺杆机组100的运行可靠性，增强了风冷螺杆机组100的运行寿命，减少了发生低压保护后需要人工重新启动风冷螺杆机组100的次数而降低了维护成本。此外，还减少了风冷螺杆机组100在工况波动的情况下发生低压保护的误报警的问题。
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 (10)

1.一种风冷螺杆机组(100)的控制方法，所述风冷螺杆机组(100)包括冷媒流路(20)及与所述冷媒流路(20)连通的旁通支路(40)，所述冷媒流路(20)包括通过管道连接的具有吸气端与排气端的压缩机(21)、蒸发冷凝器(23)、系统电子膨胀阀(25)以及满液式蒸发器(27)，所述旁通支路(40)设于所述蒸发冷凝器(23)与满液式蒸发器(27)之间并与所述系统电子膨胀阀(25)并联，所述旁通支路(40)包括流量大小可调的调节组件，所述调节组件包括通过管道连通的旁通电磁阀(43)及旁通电子膨胀阀(45)，所述旁通电磁阀(43)可选择地处于开启或断开状态，所述旁通电子膨胀阀(45)的开度可调，其特征在于，所述风冷螺杆机组(100)的控制方法包括以下步骤：
获取所述压缩机(21)的工作状态；
当所述压缩机(21)处于开机状态时，获取所述压缩机(21)的所述吸气端的吸气端压力值；
比较所述吸气端压力值与预设最低压力值的大小，调整所述调节组件的流量大小以调整所述旁通支路(40)的工作状态；
当在预设时长内，所述吸气端压力值小于所述预设最低压力值时，开启所述旁通电磁阀(43)，同时调节所述旁通电子膨胀阀(45)至预设开度以调整所述旁通支路(40)呈贯通状态；
当在预设时长内，所述吸气端压力值大于或等于所述预设最低压力值时，关闭所述旁通电磁阀(43)，同时关闭所述旁通电子膨胀阀(45)以调整所述旁通支路(40)呈断开状态；
其中，调节所述旁通电子膨胀阀(45)至预设开度的步骤后，还包括以下步骤：
获取所述压缩机(21)的所述排气端的排气温度；
获取所述排气温度与目标温度的温度差值，根据所述温度差值大小调节所述旁通电子膨胀阀(45)的开度。
2.根据权利要求1所述的风冷螺杆机组(100)的控制方法，其特征在于，根据所述温度差值大小调节所述旁通电子膨胀阀(45)的开度的步骤具体包括以下步骤：
当所述温度差值在所述目标差值范围内时，保持所述旁通电子膨胀阀(45)的开度不变；
当所述温度差值大于目标差值范围的最大值时，增大所述旁通电子膨胀阀(45)的开度；
当所述温度差值小于所述目标差值范围的最小值时，减小所述旁通电子膨胀阀(45)的开度。
3.根据权利要求1所述的风冷螺杆机组(100)的控制方法，其特征在于，关闭所述旁通电子膨胀阀(45)的步骤具体包括以下步骤：
将所述旁通电子膨胀阀(45)达到步数为0；
继续加关所述旁通电子膨胀阀(45)的步数。
4.根据权利要求1所述的风冷螺杆机组(100)的控制方法，其特征在于，所述开机状态包括启动状态与运行状态，所述预设压力值包括预设启动最低压力值与预设运行最低压力值；
其中，所述预设启动最低压力值小于所述预设运行最低压力值。
5.根据权利要求4所述的风冷螺杆机组(100)的控制方法，其特征在于，当所述压缩机(21)处于启动状态时，获取所述压缩机(21)的吸气端压力值，并比较所述吸气端压力值与所述预设启动最低压力值的大小。
6.根据权利要求4所述的风冷螺杆机组(100)的控制方法，其特征在于，当所述压缩机(21)处于运行状态时，获取所述压缩机(21)的吸气端压力值，并比较所述吸气端压力值与所述预设运行最低压力值的大小。
7.一种风冷螺杆机组(100)，其特征在于，所述风冷螺杆机组(100)采用如权利要求1-6任意一项所述的风冷螺杆机组(100)的控制方法进行控制。
8.根据权利要求7所述的风冷螺杆机组(100)，其特征在于，所述风冷螺杆机组(100)包括冷媒流路(20)及与所述冷媒流路(20)连通的旁通支路(40)，所述冷媒流路(20)包括具有吸气端与排气端的压缩机(21)，所述旁通支路(40)设于所述压缩机(21)的所述吸气端与所述排气端之间。
9.根据权利要求8所述的风冷螺杆机组(100)，其特征在于，所述旁通支路(40)包括流量大小可调的调节组件，所述调节组件的流量大小根据所述吸气端的压力值变化。
10.根据权利要求9所述的风冷螺杆机组(100)，其特征在于，所述调节组件包括旁通电磁阀(43)与旁通电子膨胀阀(45)，所述旁通电磁阀(43)可选择地处于开启或断开状态，所述旁通电子膨胀阀(45)的开度可调。
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