CN109883086A - 空调器的冷却系统、空调器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了空调器的冷却系统、空调器及控制方法，空调器的冷却系统包括：待冷却物、用于冷却待冷却物的冷却管路、与冷却管路进口连通的冷凝器、与冷却管路出口连通的回气部件，冷却管路包括：冷却待冷却物上部的上冷却管路和冷却待冷却物下部的下冷却管路，上冷却管路和下冷却管路并联设置。本发明具有上下冷却均匀、调节范围广、提高系统能效等优点。

Description

空调器的冷却系统、空调器及控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及空调器的冷却系统、空调器及控制方法。

背景技术

目前大型变频冷水式离心机在机组运行时，会不时出现电机绕组温度过高等导致保护停机和凝露的现象，因此冷却系统在离心机可靠性上是非常关键的部分，常用冷却系统的冷却方式为：从冷凝器引出一路冷媒从电机等待冷却物的下部流向上部循环换热冷却，部分工况冷却能力相对不足时易出现待冷却物上下冷热不均匀，继而导致机组报警停机。而且出现凝露或待冷却物温度高时，由于冷却系统大多采用PI控制，在冷却管路中手动调节阀超出调节范围的情况下，需通过改变控制参数K_P和K_I，调节电子膨胀阀开度组合调节。调节过程麻烦，调节时间过长。

常用冷却系统主要是通过冷凝器与回气部件的压差作为动力驱使冷媒流动，因此压差的变化会影响到冷却效果的好坏。目前常见冷却系统的回气部件一般为蒸发器和闪发器，当回气部件为蒸发器时，由于压差偏大，在部分工况下会导致被冷却物出现凝露现象，当回气部件为闪发器时，在相对低压同时高频的工况下，冷却的冷媒量又会由于压差相对偏小而动力不足，导致被冷却物温度过高发生停机保护。另外，常用冷却系统中回到蒸发器或闪发器里面的都是冷媒气体，对于蒸发器来说会损失部分性能。

因此，如何设计上下冷却均匀的冷却系统、空调器及控制方法是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在上下冷却不均匀的缺陷，本发明提出空调器的冷却系统、空调器及控制方法。

本发明采用的技术方案是，设计空调器的冷却系统，包括：待冷却物、用于冷却待冷却物的冷却管路、与冷却管路进口连通的冷凝器、与冷却管路出口连通的回气部件，冷却管路包括：冷却待冷却物上部的上冷却管路和冷却待冷却物下部的下冷却管路，上冷却管路和下冷却管路并联设置。

优选的，上冷却管路设有上控制阀，下冷却管路设有下控制阀。

优选的，下冷却管路还设有与下控制阀串联的手动调节阀。

优选的，上控制阀为电磁阀。

优选的，下控制阀为第一电子膨胀阀。

优选的，待冷却物为电机、变频器或润滑油。

优选的，回气部件包括并联接在冷却管路出口上的闪发器和蒸发器，闪发器通过闪发回气管路连通冷却管路的出口，蒸发器通过蒸发回气管路连通冷却管路的出口。

优选的，闪发回气管路设有闪发控制阀，蒸发回气管路设有蒸发控制阀。

优选的，闪发控制阀为第二电子膨胀阀。

优选的，蒸发控制阀为第三电子膨胀阀。

本发明还提出了空调器，包括上述的冷却系统。

本发明还提出了上述冷却系统中冷却管路的控制方法，包括：开机运行时接通下冷却管路、关闭上冷却管路；获取待冷却物的实际温度，判断实际温度是否高于预设温度，若是则接通上冷却管路。

优选的，上冷却管路接通后，判断待冷却物的上部和下部是否冷热不均匀，若是则关小下冷却管路的流量、开大上冷却管路的流量。

本发明还提出了上述冷却系统的控制方法，包括：开机运行时接通下冷却管路和闪发回气管路，关闭上冷却管路和蒸发回气管路；获取待冷却物的实际温度，判断实际温度是否高于预设温度，若是则接通上冷却管路；获取冷凝器与蒸发器的实际压差值，判断实际压差值是否低于预设压差值，若是则关闭闪发回气管路、接通蒸发回气管路，否则接通闪发回气管路、关闭蒸发回气管路。

优选的，上冷却管路接通后，判断待冷却物的上部和下部是否冷热不均匀，若是则关小下冷却管路的流量、开大上冷却管路的流量。

优选的，在闪发回气管路处于接通的状态下，闪发控制阀的开度值保持大于第一预设开度值。

优选的，在蒸发回气管路处于接通的状态下，蒸发控制阀的开度值保持大于第二预设开度值。

优选的，在蒸发回气管路处于接通的状态下，获取待冷却物或待冷却物所在设备的电流值，蒸发控制阀的开度值随电流值增大而增大，蒸发控制阀的开度值随电流值减小而减小。

优选的，在闪发回气管路处于接通的状态下，获取待冷却物或待冷却物所在设备的电流值，闪发控制阀的开度随电流值增大而增大，闪发控制阀的开度随电流值减小而减小。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、将传统的单冷却管路改为并联的上冷却管路和下冷却管路，有效解决上下温度不均匀的问题；

2、将传统的单回气管路改为并联的双回气管路，分别通向蒸发器与闪发器，增大冷却系统调节范围，有效保证系统持续稳定运行；

3、利用压差与电流控制切换电机的回气部件，适用于各种工况、控制精准；

4、回气管路的控制阀采用电子膨胀阀，电子膨胀阀起到节流作用，使冷媒由气态变为气液两态回到蒸发器或闪发器，提高系统能效。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明中冷却系统的连接示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提出的冷却系统，包括：待冷却物1、用于冷却待冷却物1的冷却管路、与冷却管路进口连通的冷凝器2、与冷却管路出口连通的回气部件，冷凝器2中的冷媒经过冷却管路给待冷却物1冷却降温，再通过回气部件将冷媒送回压缩机。

冷却管路包括：上冷却管路3和下冷却管路4，上冷却管路3中的冷媒与待冷却物1的上部换热以给待冷却物1上部冷却降温，下冷却管路4中的冷媒与待冷却物1的下部换热以给待冷却物1下部冷却降温，上冷却管路3和下冷却管路4并联设置，上下冷却管路的进口并联连通冷凝器2，上下冷却管路的出口并联连通回气部件。

上冷却管路3设有上控制阀5，上控制阀5为电磁阀，通过电磁阀切换上冷却管路3的通断状态，下冷却管路4设有下控制阀6，下控制阀6为第一电子膨胀阀，通过第一电子膨胀阀调节下冷却管路4的流量，下冷却管路4还设有与下控制阀6串联的手动调节阀7，通过手动调节阀7手动调节下冷却管路4的流量，上下冷却管路均接通时，关小下冷却管路4的流量，可让上冷却管路3的流量增大。

较优的，回气部件包括并联接在冷却管路出口上的闪发器8和蒸发器9，闪发器8通过闪发回气管路10连通冷却管路的出口，蒸发器9通过蒸发回气管路11连通冷却管路的出口，闪发回气管路10设有闪发控制阀12，闪发控制阀12为第二电子膨胀阀，通过第二电子膨胀阀调节闪发回气管路10的流量，蒸发回气管路11设有蒸发控制阀13，蒸发控制阀13为第三电子膨胀阀，通过第三电子膨胀阀调节蒸发回气管路11的流量，电子膨胀阀既可以调节管路的流量，还有节流的作用，使冷媒由气态变为气液两态回到闪发器8或蒸发器9，提高系统能效。待冷却物1为电机、变频器或润滑油，同时根据待冷却物1对温度的精准要求程度，电子膨胀阀也可更换为电磁阀进行简易控制以降低成本。

本发明还提出了空调器，包括上述的冷却系统。

本发明还提出了上述冷却系统中冷却管路的控制方法，包括：空调器开机运行时，接通下冷却管路4、关闭上冷却管路3；获取待冷却物1的实际温度，判断实际温度是否高于预设温度，若是则接通上冷却管路3。在上冷却管路3接通后，判断待冷却物1的上部和下部是否冷热不均匀，若是则关小下冷却管路4的流量、开大上冷却管路3的流量，此处的判断是否冷热不均匀可依靠人体主观感受判断，即便待冷却物1的温度检测点出故障，也可以通过人为转动手动调节阀7进行调节。

本发明还提出了上述冷却系统的控制方法，以电机作为待冷却物1为例。

控制方法包括：空调器开机运行时，接通下冷却管路4和闪发回气管路10，关闭上冷却管路3和蒸发回气管路11，设定电机绕组温度不得超过预设温度a，空调器运行中主板通过温度检测器获取电机绕组的实际温度，判断实际温度是否高于预设温度a，若是则接通上冷却管路3，冷凝器2的冷媒分成两路冷却电机，上冷却管路3接通后，若感受到很明显的电机上下部分冷热不均匀，则通过手动调节阀7关小下冷却管路4、开大上冷却管路3。

设定一个冷凝器2与蒸发器9的预设压差值b、一个闪发控制阀12的第一预设开度值c和一个蒸发控制阀13的第二预设开度值d，第一预设开度值c对应闪发控制阀12的最小开度，第二预设开度值d对应蒸发控制阀13的最小开度。

获取冷凝器2与蒸发器9的实际压差值，判断实际压差值低于预设压差值b，则关闭闪发回气管路10、接通蒸发回气管路11，随着空调器负荷变化电流的加卸载来调节蒸发控制阀13的开度值，可根据精准程度加入P、PI、和PID、调节，蒸发控制阀13的开度随电流值增大而开大，使回气阻力变小，保证冷却效果，蒸发控制阀13的开度随电流值减小而关小，使回气阻力变大，防止过度冷却造成电机凝露现象，但需保证蒸发控制阀13的开度值均大于第二预设开度值d，防止降压后的压力小于蒸发器9引起回流。

若实际压差值等于或高于预设压差值b，则接通闪发回气管路10、关闭蒸发回气管路11，同样随着空调器负荷变化电流的加卸载来调节闪发控制阀12的开度值，闪发控制阀12的开度随电流值增大而开大，使回气阻力变小，保证冷却效果，闪发控制阀12的开度随电流值减小而关小，使回气阻力变大，防止过度冷却造成电机凝露现象，但需保证闪发控制阀12的开度值均大于第一预设开度值c，防止降压后的压力小于闪发器8引起回流。

需要说明的是，待冷却物1为电机时，主要是电机绕组产生热量，电流越大电机的温度越高，检测电机的电流值调节蒸发控制阀13或闪发控制阀12的开度值。待冷却物1为变频器时，主要是整流与逆变模块产生热量，电流越大产生热量越高，检测变频器的电流值调节蒸发控制阀13或闪发控制阀12的开度值。待冷却物1为润滑油时，回气管路中控制阀随电流变化的调节只适用于润滑油所在设备是变频离心机，润滑油的热量来自于转子，润滑油在润滑转子的同时吸收了转子的热量，所以润滑油的温度和转子转速有关系，转子转速越高，摩擦产生的热量越高，转子的转速是由电流加卸载提高转速的，检测变频离心机的电流值调节蒸发控制阀13或闪发控制阀12的开度值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种冷却系统，包括：待冷却物、冷却所述待冷却物的冷却管路、与所述冷却管路进口连通的冷凝器、与所述冷却管路出口连通的回气部件，其特征在于，所述冷却管路包括：冷却所述待冷却物上部的上冷却管路和冷却所述待冷却物下部的下冷却管路，所述上冷却管路和下冷却管路并联设置。

2.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述上冷却管路设有上控制阀，所述下冷却管路设有下控制阀。

3.如权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述下冷却管路还设有与所述下控制阀串联的手动调节阀。

4.如权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述上控制阀为电磁阀。

5.如权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述下控制阀为第一电子膨胀阀。

6.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述待冷却物为电机、变频器或润滑油。

7.如权利要求1至6任一项所述的冷却系统，其特征在于，所述回气部件包括并联接在所述冷却管路出口上的闪发器和蒸发器，所述闪发器通过闪发回气管路连通所述冷却管路的出口，所述蒸发器通过蒸发回气管路连通所述冷却管路的出口。

8.如权利要求7所述的冷却系统，其特征在于，所述闪发回气管路设有闪发控制阀，所述蒸发回气管路设有蒸发控制阀。

9.如权利要求8所述的冷却系统，其特征在于，所述闪发控制阀为第二电子膨胀阀。

10.如权利要求8所述的冷却系统，其特征在于，所述蒸发控制阀为第三电子膨胀阀。

11.一种空调器，其特征在于，包括：如权利要求1至10任一项所述的冷却系统。

12.一种如权利要求1至10任一项所述冷却系统的控制方法，其特征在于，包括：开机运行时接通所述下冷却管路、关闭所述上冷却管路；获取所述待冷却物的实际温度，判断所述实际温度是否高于预设温度，若是则接通所述上冷却管路。

13.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述上冷却管路接通后，判断所述待冷却物的上部和下部是否冷热不均匀，若是则关小所述下冷却管路的流量、开大所述上冷却管路的流量。

14.一种如权利要求7至10任一项所述冷却系统的控制方法，其特征在于，包括：开机运行时接通所述下冷却管路和所述闪发回气管路，关闭所述上冷却管路和所述蒸发回气管路；

获取所述待冷却物的实际温度，判断所述实际温度是否高于预设温度，若是则接通所述上冷却管路；

获取所述冷凝器与所述蒸发器的实际压差值，判断所述实际压差值是否低于预设压差值，若是则关闭所述闪发回气管路、接通所述蒸发回气管路，否则接通所述闪发回气管路、关闭所述蒸发回气管路。

15.如权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述上冷却管路接通后，判断所述待冷却物的上部和下部是否冷热不均匀，若是则关小所述下冷却管路的流量、开大所述上冷却管路的流量。

16.如权利要求14所述的控制方法，其特征在于，在所述闪发回气管路处于接通的状态下，所述闪发控制阀的开度值保持大于第一预设开度值。

17.如权利要求14所述的控制方法，其特征在于，在所述蒸发回气管路处于接通的状态下，所述蒸发控制阀的开度值保持大于第二预设开度值。

18.如权利要求14所述的控制方法，其特征在于，在所述蒸发回气管路处于接通的状态下，获取所述待冷却物或所述待冷却物所在设备的电流值，所述蒸发控制阀的开度值随所述电流值增大而增大，所述蒸发控制阀的开度值随所述电流值减小而减小。

19.如权利要求14所述的控制方法，其特征在于，在所述闪发回气管路处于接通的状态下，获取所述待冷却物或所述待冷却物所在设备的电流值，所述闪发控制阀的开度随所述电流值增大而增大，所述闪发控制阀的开度随所述电流值减小而减小。