CN110736276B - 一种自然冷却制冷系统的控制方法 - Google Patents

一种自然冷却制冷系统的控制方法 Download PDF

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CN110736276B CN201910999527.2A CN201910999527A CN110736276B CN 110736276 B CN110736276 B CN 110736276B CN 201910999527 A CN201910999527 A CN 201910999527A CN 110736276 B CN110736276 B CN 110736276B
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems

Abstract

本发明公开了一种自然冷却制冷系统的控制方法，其技术方案要点是，包括能量调节控制装置、自然冷却盘管、换热器、冷水机组、冷冻水溶液，能量调节控制装置为线性三通阀、变频水泵、变频风机中任何一种，亦可同时采用其中任意两种，或采用其中全部三种，当制冷系统处于运行状态时，设定条件①②③，根据条件的满足情况决定是否开启自然冷却盘管，当制冷系统处于关闭状态，同时自然冷却盘管处于关闭状态，设定条件④⑤⑥，根据条件的满足情况决定是否开启自然冷却盘管。

Description

一种自然冷却制冷系统的控制方法
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种自然冷却制冷系统的控制方法。
背景技术
制冷系统由制冷剂和四大机件，即压缩机，冷凝器，膨胀阀，蒸发器组成，一般制冷机的制冷原理压缩机的作用是把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽，使蒸汽的体积减小，压力升高，压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，再送入压缩机的入口，从而完成制冷循环。
目前，公开号为CN 108151347 A的中国专利公开了一种制冷系统及其控制方法，它包括压缩机、换热器组件、引射管路、控制阀和控制器。压缩机具有第一油位检测件和第二油位检测件，第一油位检测件和第二油位检测件用于检测压缩机内的不同位置处的油位。换热器组件具有引射口，引射管路的一端与引射口连通，另一端与压缩机连通。控制阀设于引射管路以控制引射管路的通断。第一油位检测件、第二油位检测件和控制阀与控制器均连接。
这种制冷系统及其控制方法虽然能够通过综合第一油位检测件和第二油位检测件的检测结果，判定压缩机内油位的状态，从而控制控制阀的状态以控制引射管路的通断，进而可以实现换热器组件向压缩机引射回油的可控性，但是：该制冷系统仍然不够节能、高效和稳定，无法独立控制制冷系统中部分组件的独立工作，无法保证全年提供较为稳定的冷冻水供水温度，且无法精确控制制冷系统与相关部件的启闭。
发明内容
本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种自然冷却制冷系统的控制方法。
本发明进一步限定的技术方案是：一种自然冷却制冷系统的控制方法，包括能量调节控制装置、自然冷却盘管、换热器、冷水机组、冷冻水溶液，所述能量调节控制装置为线性三通阀、变频水泵、变频风机中任何一种，亦可同时采用其中任意两种，或采用其中全部三种，其特征在于，所述控制方法包括如下具体步骤：
A、当制冷系统处于运行状态：设定判定条件①、②、③，①自环境温度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
是否低于自然冷却盘管运行允许的最高环境温度
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；②根据自然冷却盘管的计算的传热小温差
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
是否高于允许自然冷却盘管运行的设定值
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；③根据计算的自然冷却盘管的传热量
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
是否高于目标制冷量也就是冷水机组的制冷量
Figure DEST_PATH_IMAGE006
，自然冷却盘管处于关闭状态，若同时满足条件①、②、③，则允许开启自然冷却盘管，并同时允许关闭制冷系统；若同时满足条件①、②，却不满足条件③，则允许开启自然冷却盘管，并同时保持制冷系统运行状态；
B、一旦自然冷却盘管从关闭切换到启动后：变频风机启动到最小负载10HZ，变频水泵启动到10Hz，线性三通阀开度10%，采用以上三个能量调节装置中的任一一个即可以实现能量调节，启动后置最小负载位置，根据计算的目标制冷量，置预置的负载位置之后，保证启动自然冷却盘管后，水温均匀变化，然后根据水温进行能量调节控制逻辑；
C、当制冷系统和自然冷却盘管同时处于运行状态：制冷系统的能量调节按照冷水机组自己的控制逻辑，基于制冷系统的蒸发器出口的冷冻水出水温度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
进行，自然冷却盘管的能量调节也是基于制冷系统的蒸发器出口的冷冻水出水温度
Figure 463527DEST_PATH_IMAGE007
进行；
D、当制冷系统处于关闭状态，同时自然冷却盘管处于关闭状态：设定条件④、⑤、⑥，④根据此时的环境温度
Figure 105861DEST_PATH_IMAGE001
是否低于自然冷却盘管运行允许的最高环境温度
Figure 850963DEST_PATH_IMAGE002
；⑤根据自然冷却盘管的计算的传热小温差
Figure 163127DEST_PATH_IMAGE003
是否高于允许自然冷却盘管运行的设定值
Figure 728100DEST_PATH_IMAGE004
；⑥且满足循环开机条件：冷冻水出水温度
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，满足条件④、⑤、⑥时，则优先开启自然冷却盘管提供制冷量；
E、如果制冷系统处于关闭状态，而自然冷却盘管处于运行状态：按照能量调节区间，控制自然冷却盘管的加载和卸载，当满足循环关机条件：冷冻水出水温度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
，则关闭自然冷却盘管。
进一步的，所述自然冷却盘管的换热量计算方式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE010
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
Figure DEST_PATH_IMAGE012
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
：设计工况下的自然冷却盘管的传热量，kW；
Figure DEST_PATH_IMAGE014
：设计工况下的冷冻水溶液进出水温差，℃；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE015
：设计工况下的进入自然冷却的水溶液流量，kg/s；
Figure DEST_PATH_IMAGE016
：冷冻水溶液的平均比热容，kJ/(kg·k)；
Figure 368598DEST_PATH_IMAGE005
：运行工况下的传热量，kW；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE017
：设计工况下的冷冻水溶液进水温差，℃；
Figure DEST_PATH_IMAGE018
：设计工况下的冷冻水溶液出水温差，℃；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE019
：水泵流量百分比，等于水泵实际运行频率/水泵额定运行频率的平方，水泵额定运行频率通常是50Hz；
Figure DEST_PATH_IMAGE020
：风机流量百分比，等于风机实际运行频率/风机额定运行频率的平方，风机额定运行频率通常是50Hz；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE021
：水路三通阀的盘管供水流量百分比，%。
进一步的，所述冷冻水溶液处于运行工况下的进出温差与设计工况值的百分比计算方式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE022
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE023
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE024
：运行工况下的冷冻水溶液进出温差与设计工况值的百分比，%；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE025
：运行工况下的冷冻水溶液进水温差，℃；
Figure 594305DEST_PATH_IMAGE007
：运行工况下的冷冻水溶液出水温差，℃。
进一步的，所述自然冷却盘管处于设计工况下的传热小温差计算方式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE026
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE027
Figure DEST_PATH_IMAGE028
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE029
：运行工况下的自然冷却盘管的小温差与设计工况值的百分比，%；
Figure 340020DEST_PATH_IMAGE003
：运行工况下的自然冷却盘管的传热小温差，等于冷冻水出水温度与环境温度的差值，℃；
Figure DEST_PATH_IMAGE030
：设计工况下的自然冷却盘管的传热小温差，℃；
Figure 392290DEST_PATH_IMAGE001
：运行工况下的环境温度，℃；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE031
：设计工况下的环境温度，℃。
进一步的，所述换热器处于运行工况下对数平均温差与设计工况值百分比的计算方式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE032
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE033
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE034
：运行工况下的换热器的对数平均温差与设计工况值的百分比，%；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE035
：运行工况下的换热器的对数平均温差，℃；
Figure DEST_PATH_IMAGE036
：设计工况下的换热器的对数平均温差，℃。
进一步的，所述变频水泵与变频风机运行频率的计算方式如下：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE037
Figure DEST_PATH_IMAGE038
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE039
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE040
：水泵实际运行频率，Hz；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE041
：水泵额定运行频率，Hz，默认50Hz；
Figure DEST_PATH_IMAGE042
：风机实际运行频率，Hz；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE043
：风机额定运行频率，Hz，默认50Hz。
进一步的，所述设计工况下冷水机组制冷量的计算方式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE044
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE045
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE046
：设计工况下的冷水机组的制冷量，kW；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE047
：设计工况下的冷冻水进出水温差，℃；
Figure DEST_PATH_IMAGE048
：设计工况下的进入自然冷却的水溶液流量，kg/s；
Figure 146400DEST_PATH_IMAGE016
：冷冻水溶液的平均比热容，kJ/(kg·k)。
进一步的，所述运行工况下冷水机组制冷量的计算方式如下：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE049
Figure DEST_PATH_IMAGE050
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE051
其中，
Figure 538198DEST_PATH_IMAGE006
：运行工况下的冷水机组的制冷量，kW；
Figure DEST_PATH_IMAGE052
：运行工况下的冷冻水溶液进出水温差，℃。
本发明的有益效果是：
（1）本发明中，通过在不同情况下设定不同的判定条件，能够精确控制制冷系统与自然冷却盘管的启闭，通过精确的公式计算，确定各判定条件中数值参数的阈值区间，确定制冷系统与自然冷却盘管的启闭条件。
（2）本发明中，能量调节的控制装置包括：采用线性三通阀调节水流量，采用变频水泵改变水流量，采用变频风机改变风机频率，来调节外置自然冷却盘管的传热量,用于能量调节，采用三者之一即可以实现能量调节，也可以同时采用其中任意两种或全部三种能量调节装置，灵活方便。
（3）本发明中，外置自然冷却盘管设计独立于机组能量调节控制，提供了冷水机组进入蒸发器的冷冻水的进水温度的预冷作用，以降低冷水机组的运行负荷的降低整体带FC的冷水机组的运行功率，尤其在低温运行工况下，提供了全部的冷冻水温度降低和满足全部的负荷需求。
附图说明
图1是实施例1中自然冷却盘管控制系统的一部分流程图；
图2是实施例1中自然冷却盘管控制系统的另一部分流程图；
图3是实施例1中整体式自然冷却盘管并联带中冷PHE水管路的示意图；
图4是实施例1中整体式自然冷却盘管串联带中冷PHE水管路的示意图；
图5是实施例1中整体式自然冷却盘管串联直连水路的示意图；
图6是实施例1中整体式自然冷却盘管并联直连水管路的示意图；
图7是实施例1中分体式自然冷却盘管并联直连水管路的示意图。
图中，1、能量调节控制装置；11、线性三通阀；12、变频水泵；13、变频风机；2、自然冷却盘管；3、换热器；4、冷水机组。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1：如图1-图7所示，一种自然冷却制冷系统的控制方法，系统中自然冷却盘管2的能量调节控制装置1包括：（1）采用线性三通阀11调节水流量，（2）采用变频水泵12改变水流量，（3）采用变频风机13改变风机频率，来调节外置自然冷却盘管2的传热量,用于能量调节，采用三者之一即可以实现能量调节，也可以同时采用其中任意两种或全部三种能量调节装置。
变频控制的风机或者启停控制的风机控制风机转速，变频控制的水泵控制自然冷却盘管2的总水流量，线性三通阀11控制自然冷却盘管2的供水流量和旁通流量，三者均可以能量调节自然冷却盘管2的传热量，即制冷量。
当制冷系统处于运行状态：设定判定条件①、②、③，①自环境温度
Figure 175853DEST_PATH_IMAGE001
是否低于自然冷却盘管2运行允许的最高环境温度
Figure 980998DEST_PATH_IMAGE002
；②根据自然冷却盘管2的计算的传热小温差
Figure 768825DEST_PATH_IMAGE003
是否高于允许自然冷却盘管2运行的设定值
Figure 343026DEST_PATH_IMAGE004
；③根据计算的自然冷却盘管2的传热量
Figure 433473DEST_PATH_IMAGE005
是否高于目标制冷量也就是冷水机组4的制冷量
Figure 460335DEST_PATH_IMAGE006
，自然冷却盘管2处于关闭状态，若同时满足条件①、②、③，则允许开启自然冷却盘管2，并同时允许关闭制冷系统；若同时满足条件①、②，却不满足条件③，则允许开启自然冷却盘管2，并同时保持制冷系统运行状态；
一旦自然冷却盘管2从关闭切换到启动后：变频风机13启动到最小负载10HZ，变频水泵12启动到10Hz，线性三通阀11开度10%，采用以上三个能量调节装置中的任一一个即可以实现能量调节，启动后置最小负载位置，根据计算的目标制冷量，置预置的负载位置之后，保证启动自然冷却盘管2后，水温均匀变化，然后根据水温进行能量调节控制逻辑；
当制冷系统和自然冷却盘管2同时处于运行状态：制冷系统的能量调节按照冷水机组4自己的控制逻辑，基于制冷系统的蒸发器出口的冷冻水出水温度
Figure 255116DEST_PATH_IMAGE007
进行，自然冷却盘管2的能量调节也是基于制冷系统的蒸发器出口的冷冻水出水温度
Figure 25101DEST_PATH_IMAGE007
进行；
当制冷系统处于关闭状态，同时自然冷却盘管2处于关闭状态：设定条件④、⑤、⑥，④根据此时的环境温度
Figure 879924DEST_PATH_IMAGE001
是否低于自然冷却盘管2运行允许的最高环境温度
Figure 518716DEST_PATH_IMAGE002
；⑤根据自然冷却盘管2的计算的传热小温差
Figure 648346DEST_PATH_IMAGE003
是否高于允许自然冷却盘管2运行的设定值
Figure 931560DEST_PATH_IMAGE004
；⑥且满足循环开机条件：冷冻水出水温度
Figure 629389DEST_PATH_IMAGE008
，满足条件④、⑤、⑥时，则优先开启自然冷却盘管2提供制冷量；
如果制冷系统处于关闭状态，而自然冷却盘管2处于运行状态：按照能量调节区间，控制自然冷却盘管2的加载和卸载，当满足循环关机条件：冷冻水出水温度
Figure 365264DEST_PATH_IMAGE009
，则关闭自然冷却盘管2。
在设计工况下，通过样机测试自然冷却盘管2的进水流量
Figure 564164DEST_PATH_IMAGE015
，进水温度
Figure 560939DEST_PATH_IMAGE017
和出水温度
Figure 554302DEST_PATH_IMAGE018
，进风温度
Figure 43052DEST_PATH_IMAGE031
。测试得到一个水流量数据和四个温度数据，计算在此设计工况下的水温差
Figure 514485DEST_PATH_IMAGE014
，换热器3的小温差
Figure 382078DEST_PATH_IMAGE030
，换热器3的对数平均温差
Figure 546343DEST_PATH_IMAGE036
。
以下给出公式（1）-（19），通过公式（15）-（19）可以计算任何运行工况下的机组的制冷量
Figure 256810DEST_PATH_IMAGE006
，此制冷量为自然冷却盘管2的目标传热量，根据公式（1）-（14）可以计算在此冷水机组4的运行工况下，自然冷却盘管2的计算的实际传热量
Figure 656568DEST_PATH_IMAGE005
。比较
Figure 34459DEST_PATH_IMAGE005
和
Figure 104046DEST_PATH_IMAGE006
，如果同时
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE053
，且
Figure DEST_PATH_IMAGE054
，则可以运行自然冷却盘管2，其中
Figure 911597DEST_PATH_IMAGE004
为允许自然冷却盘管2运行的设定值，可设定值，例如可设置范围2℃-10℃，默认设置3℃，即当环境温度
Figure 724832DEST_PATH_IMAGE001
比冷冻水出水温度
Figure 957230DEST_PATH_IMAGE007
低超过3℃以上时，才允许运行自然冷却盘管2。
Figure DEST_PATH_IMAGE055
为自然冷却盘管2传热量比例设定值，可设定值，例如可设置范围1.0-1.25，默认设置1.1，即计算的自然冷却盘管2的计算的实际传热量要大于110%的冷水机组4的制冷量时，才允许运行自然冷却盘管2。
通过公式（1）计算得到设计工况下的自然冷却盘管2的换热量
Figure 56773DEST_PATH_IMAGE013
，按照公式（2）计算得到实际运行工况下的自然冷却盘管2的换热量
Figure 7412DEST_PATH_IMAGE005
，由于水盘管的在实际运行工况下换热量与进出水温差，对数平均温差，水流量，风机流量，三通阀旁通流量成比例，因此，计算得到实际运行工况下的自然冷却盘管2的换热量。对于整体式自然冷却盘管2设计，在环境温度较低时，当压缩机运行时，为了保证压缩机足够的供油压差，通过启停风机或者变频风机13运行在低转速来保证排气压力不低于安全要求阈值，可以根据此时的环境温度
Figure 624338DEST_PATH_IMAGE001
，冷冻出水温度
Figure 148178DEST_PATH_IMAGE007
，冷冻进水温度
Figure 825147DEST_PATH_IMAGE025
，计算自然冷却盘管2的对数平均温差
Figure 997502DEST_PATH_IMAGE035
，进出水温差
Figure DEST_PATH_IMAGE056
和小温差
Figure 11595DEST_PATH_IMAGE003
，可以计算得到自然冷却盘管2的换热量。
自然冷却盘管2的换热量计算如下：
Figure 218585DEST_PATH_IMAGE010
(1)
Figure DEST_PATH_IMAGE057
(2)
Figure 410663DEST_PATH_IMAGE012
(3)
其中，
Figure 804735DEST_PATH_IMAGE013
：设计工况下的自然冷却盘管2的传热量，kW；
Figure 763464DEST_PATH_IMAGE014
：设计工况下的冷冻水溶液进出水温差，℃；
Figure 949595DEST_PATH_IMAGE015
：设计工况下的进入自然冷却的水/EG/PG溶液流量，kg/s；
Figure 968366DEST_PATH_IMAGE016
：冷冻水溶液的平均比热容，kJ/(kg·k)；
：运行工况下的传热量，kW；
Figure 115314DEST_PATH_IMAGE017
：设计工况下的冷冻水溶液进水温差，℃
Figure 612154DEST_PATH_IMAGE018
：设计工况下的冷冻水溶液出水温差，℃
Figure 403524DEST_PATH_IMAGE019
：水泵流量百分比，等于水泵实际运行频率/水泵额定运行频率的平方，水泵额定运行频率通常是50Hz；
Figure 593197DEST_PATH_IMAGE020
：风机流量百分比，等于风机实际运行频率/风机额定运行频率的平方，风机额定运行频率通常是50Hz；
Figure 227440DEST_PATH_IMAGE021
：水路三通阀的盘管供水流量百分比，%。
Figure 527972DEST_PATH_IMAGE022
(4)
Figure 423115DEST_PATH_IMAGE023
(5)
其中，
Figure 518110DEST_PATH_IMAGE024
：运行工况下的冷冻水溶液进出温差与设计工况值的百分比，%；
Figure 639650DEST_PATH_IMAGE025
：运行工况下的冷冻水溶液进水温差，℃
Figure 353659DEST_PATH_IMAGE007
：运行工况下的冷冻水溶液出水温差，℃
Figure DEST_PATH_IMAGE058
Figure 244255DEST_PATH_IMAGE027
(7)
Figure 775730DEST_PATH_IMAGE028
(8)
其中，
Figure 978042DEST_PATH_IMAGE029
：运行工况下的自然冷却盘管2的小温差与设计工况值的百分比，%；
Figure 885955DEST_PATH_IMAGE003
：运行工况下的自然冷却盘管2的传热小温差，等于冷冻水出水温度与环境温度的差值，℃；
Figure 631057DEST_PATH_IMAGE030
：设计工况下的自然冷却盘管2的传热小温差，℃；
Figure 333434DEST_PATH_IMAGE001
：运行工况下的环境温度，℃；
Figure 36423DEST_PATH_IMAGE031
：设计工况下的环境温度，℃；
Figure 216869DEST_PATH_IMAGE032
(9)
Figure DEST_PATH_IMAGE059
(10)
Figure DEST_PATH_IMAGE060
(11)
其中，
Figure 675532DEST_PATH_IMAGE034
：运行工况下的换热器3的对数平均温差与设计工况值的百分比，%；
Figure 548810DEST_PATH_IMAGE035
：运行工况下的换热器3的对数平均温差，℃；
Figure 866659DEST_PATH_IMAGE036
：设计工况下的换热器3的对数平均温差，℃；
Figure 850795DEST_PATH_IMAGE037
(12)
Figure 445856DEST_PATH_IMAGE038
(13)
Figure 490035DEST_PATH_IMAGE039
(14)
其中，
Figure 295180DEST_PATH_IMAGE040
：水泵实际运行频率，Hz；
Figure 83008DEST_PATH_IMAGE041
：水泵额定运行频率，Hz，默认50Hz；
Figure 781842DEST_PATH_IMAGE042
：风机实际运行频率，Hz；
Figure 996923DEST_PATH_IMAGE043
：风机额定运行频率，Hz，默认50Hz。
通过样机测试冷水机组4的进水流量
Figure 23785DEST_PATH_IMAGE048
，进水温度
Figure 615303DEST_PATH_IMAGE017
和出水温度
Figure 919377DEST_PATH_IMAGE018
。测试得到一个水流量数据和两个温度数据，计算在此设计工况下的水温差
Figure 305359DEST_PATH_IMAGE014
和冷水机组4的制冷量
Figure 85096DEST_PATH_IMAGE046
Figure 214726DEST_PATH_IMAGE044
(15)
Figure 356994DEST_PATH_IMAGE045
(16)
其中，
Figure 179457DEST_PATH_IMAGE046
：设计工况下的冷水机组4的制冷量，kW；
Figure 180911DEST_PATH_IMAGE047
：设计工况下的冷冻水溶液进出水温差，℃；
Figure 724019DEST_PATH_IMAGE048
：设计工况下的进入自然冷却的水/EG/PG溶液流量，kg/s；
Figure 127318DEST_PATH_IMAGE016
：冷冻水溶液的平均比热容，kJ/(kg·k)；
Figure 120682DEST_PATH_IMAGE049
(17)
Figure 343853DEST_PATH_IMAGE050
(18)
Figure 205498DEST_PATH_IMAGE051
(19)
其中，
Figure 463304DEST_PATH_IMAGE006
：运行工况下的冷水机组4的制冷量，kW；
Figure 361990DEST_PATH_IMAGE052
：运行工况下的冷冻水溶液进出水温差，℃。
如下表1所示，表1展示的是基于蒸发器出水温度的自然冷却系统的能量调节控制表：
Figure DEST_PATH_IMAGE061
Figure DEST_PATH_IMAGE062
如下表2所示，表2展示的是自然冷却模糊能量调节控制逻辑：
Figure DEST_PATH_IMAGE063
如下表3所示，表3展示的是自然冷却系统的设定值：
Figure DEST_PATH_IMAGE064
上述的实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种自然冷却制冷系统的控制方法，包括能量调节控制装置、自然冷却盘管、换热器、冷水机组、冷冻水溶液，所述能量调节控制装置为线性三通阀、变频水泵、变频风机中任何一种，亦可同时采用其中任意两种，或采用其中全部三种，其特征在于，所述控制方法包括如下具体步骤：
A、当制冷系统处于运行状态：设定判定条件①、②、③，①自环境温度
Figure DEST_PATH_IMAGE001
是否低于自然冷却盘管运行允许的最高环境温度
Figure 590961DEST_PATH_IMAGE002
；②根据自然冷却盘管的计算的传热小温差
Figure DEST_PATH_IMAGE003
是否高于允许自然冷却盘管运行的设定值
Figure 672181DEST_PATH_IMAGE004
；③根据计算的自然冷却盘管的传热量
Figure DEST_PATH_IMAGE005
是否高于目标制冷量也就是冷水机组的制冷量
Figure 664408DEST_PATH_IMAGE006
，自然冷却盘管处于关闭状态，若同时满足条件①、②、③，则允许开启自然冷却盘管，并同时允许关闭制冷系统；若同时满足条件①、②，却不满足条件③，则允许开启自然冷却盘管，并同时保持制冷系统运行状态；
B、一旦自然冷却盘管从关闭切换到启动后：变频风机启动到最小负载10HZ，变频水泵启动到10Hz，线性三通阀开度10%，采用以上三个能量调节装置中的任一一个即可以实现能量调节，启动后置最小负载位置，根据计算的目标制冷量，置预置的负载位置之后，保证启动自然冷却盘管后，水温均匀变化，然后根据水温进行能量调节控制逻辑；
C、当制冷系统和自然冷却盘管同时处于运行状态：制冷系统的能量调节按照冷水机组自己的控制逻辑，基于制冷系统的蒸发器出口的冷冻水出水温度
Figure DEST_PATH_IMAGE007
进行，自然冷却盘管的能量调节也是基于制冷系统的蒸发器出口的冷冻水出水温度
Figure 422148DEST_PATH_IMAGE007
进行；
D、当制冷系统处于关闭状态，同时自然冷却盘管处于关闭状态：设定条件④、⑤、⑥，④根据此时的环境温度
Figure 398194DEST_PATH_IMAGE001
是否低于自然冷却盘管运行允许的最高环境温度
Figure 283105DEST_PATH_IMAGE002
；⑤根据自然冷却盘管的计算的传热小温差
Figure 192155DEST_PATH_IMAGE003
是否高于允许自然冷却盘管运行的设定值
Figure 140038DEST_PATH_IMAGE004
；⑥且满足循环开机条件：冷冻水出水温度
Figure 337801DEST_PATH_IMAGE008
，满足条件④、⑤、⑥时，则优先开启自然冷却盘管提供制冷量；
E、如果制冷系统处于关闭状态，而自然冷却盘管处于运行状态：按照能量调节区间，控制自然冷却盘管的加载和卸载，当满足循环关机条件：冷冻水出水温度
Figure DEST_PATH_IMAGE009
，则关闭自然冷却盘管。
2.根据权利要求1所述的一种自然冷却制冷系统的控制方法，其特征在于：所述自然冷却盘管的换热量计算方式如下：
Figure 10091DEST_PATH_IMAGE010
Figure DEST_PATH_IMAGE011
Figure 976910DEST_PATH_IMAGE012
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
：设计工况下的自然冷却盘管的传热量，kW；
Figure 92765DEST_PATH_IMAGE014
：设计工况下的冷冻水溶液进出水温差，℃；
Figure DEST_PATH_IMAGE015
：设计工况下的进入自然冷却的水溶液流量，kg/s；
Figure 512245DEST_PATH_IMAGE016
：冷冻水溶液的平均比热容，kJ/(kg·k)；
Figure 129171DEST_PATH_IMAGE005
：运行工况下的传热量，kW；
Figure DEST_PATH_IMAGE017
：设计工况下的冷冻水溶液进水温差，℃；
Figure 75130DEST_PATH_IMAGE018
：设计工况下的冷冻水溶液出水温差，℃；
Figure DEST_PATH_IMAGE019
：水泵流量百分比，等于水泵实际运行频率/水泵额定运行频率的平方，水泵额定运行频率通常是50Hz；
Figure 486520DEST_PATH_IMAGE020
：风机流量百分比，等于风机实际运行频率/风机额定运行频率的平方，风机额定运行频率通常是50Hz；
Figure DEST_PATH_IMAGE021
：水路三通阀的盘管供水流量百分比，%。
3.根据权利要求2所述的一种自然冷却制冷系统的控制方法，其特征在于：所述冷冻水溶液处于运行工况下的进出温差与设计工况值的百分比计算方式如下：
Figure 268662DEST_PATH_IMAGE022
Figure DEST_PATH_IMAGE023
其中，
Figure 158121DEST_PATH_IMAGE024
：运行工况下的冷冻水溶液进出温差与设计工况值的百分比，%；
Figure DEST_PATH_IMAGE025
：运行工况下的冷冻水溶液进水温差，℃；
Figure 958587DEST_PATH_IMAGE007
：运行工况下的冷冻水溶液出水温差，℃。
4.根据权利要求3所述的一种自然冷却制冷系统的控制方法，其特征在于：所述自然冷却盘管处于设计工况下的传热小温差计算方式如下：
Figure 806457DEST_PATH_IMAGE026
Figure DEST_PATH_IMAGE027
Figure 75895DEST_PATH_IMAGE028
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE029
：运行工况下的自然冷却盘管的小温差与设计工况值的百分比，%；
Figure 769045DEST_PATH_IMAGE003
：运行工况下的自然冷却盘管的传热小温差，等于冷冻水出水温度与环境温度的差值，℃；
Figure 689596DEST_PATH_IMAGE030
：设计工况下的自然冷却盘管的传热小温差，℃；
Figure 708368DEST_PATH_IMAGE001
：运行工况下的环境温度，℃；
Figure DEST_PATH_IMAGE031
：设计工况下的环境温度，℃。
5.根据权利要求4所述的一种自然冷却制冷系统的控制方法，其特征在于：所述换热器处于运行工况下对数平均温差与设计工况值百分比的计算方式如下：
Figure 589736DEST_PATH_IMAGE032
Figure DEST_PATH_IMAGE033
其中，
Figure 693434DEST_PATH_IMAGE034
：运行工况下的换热器的对数平均温差与设计工况值的百分比，%；
Figure DEST_PATH_IMAGE035
：运行工况下的换热器的对数平均温差，℃；
Figure 343858DEST_PATH_IMAGE036
：设计工况下的换热器的对数平均温差，℃。
6.根据权利要求5所述的一种自然冷却制冷系统的控制方法，其特征在于：所述变频水泵与变频风机运行频率的计算方式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE037
Figure 815422DEST_PATH_IMAGE038
Figure DEST_PATH_IMAGE039
其中，
Figure 308720DEST_PATH_IMAGE040
：水泵实际运行频率，Hz；
Figure DEST_PATH_IMAGE041
：水泵额定运行频率，Hz，默认50Hz；
Figure 78093DEST_PATH_IMAGE042
：风机实际运行频率，Hz；
Figure DEST_PATH_IMAGE043
：风机额定运行频率，Hz，默认50Hz。
7.根据权利要求6所述的一种自然冷却制冷系统的控制方法，其特征在于：
所述设计工况下冷水机组制冷量的计算方式如下：
Figure 458390DEST_PATH_IMAGE044
Figure DEST_PATH_IMAGE045
其中，
Figure 412439DEST_PATH_IMAGE046
：设计工况下的冷水机组的制冷量，kW；
Figure DEST_PATH_IMAGE047
：设计工况下的冷冻水进出水温差，℃；
Figure 268400DEST_PATH_IMAGE048
：设计工况下的进入自然冷却的水溶液流量，kg/s；
Figure 372622DEST_PATH_IMAGE016
：冷冻水溶液的平均比热容，kJ/(kg·k)。
8.根据权利要求7所述的一种自然冷却制冷系统的控制方法，其特征在于：
所述运行工况下冷水机组制冷量的计算方式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE049
Figure 622074DEST_PATH_IMAGE050
Figure DEST_PATH_IMAGE051
其中，
Figure 887970DEST_PATH_IMAGE052
：运行工况下的冷水机组的制冷量，kW；
Figure DEST_PATH_IMAGE053
：运行工况下的冷冻水溶液进出水温差，℃。
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