CN110793161A - 一种风冷模块机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种风冷模块机组，包括主控制器；辅助控制器，与主控制器通讯连接，至少与一个冷媒系统连接，每个冷媒系统包括至少一个压缩机，每一辅助控制器和其对应连接的冷媒系统构成风冷模块；控制部通过能力输出功率值、各个风冷模块中压缩机数量、压缩机容量系数值得到等效压缩机数量，通过冷媒系统的累积运行时间、风冷模块中运行的冷媒系统比率以及冷媒系统运行压缩机比率得出要加载压缩机的冷媒系统，加载或卸载压缩机；更新此冷媒系统运行冷媒系统的比率和运行压缩机的比率；主控制器根据加载压缩机的容量系数更新等效压缩机数量，并判断其是否满足预设值。本发明解决了现有风冷模块机组存在的寿命低、对换热系统的有效利用率低的问题。

Description

一种风冷模块机组
技术领域
本发明属于空调设备技术领域，具体涉及一种风冷模块机组。
背景技术
现有的风冷模块加载和卸载时只是根据风冷模块机组的设定温度和水温计算，如果没有达到设定温度，按照设定的时间周期逐个开启压缩机，由于没有考虑压缩机的运行寿命均衡问题,会导致压缩机运行时长不一致;由于风冷模块机组每个风冷模块中的多个冷媒系统为共用水侧换热片，仅仅采用简单的逐个开启压缩机的方式，不利于风冷模块机组的效率的发挥。例如如果要开启两个压缩机，分别从两个风冷模块中开启其中一个冷媒系统的压缩机，比开启同一模块的两个冷媒系统的压缩机，换热效率要高，主要因为换热面积利用率高，当分别从两个风冷模块分别开启一个冷媒系统的压缩机时，每个压缩机对应一个换热片，2个压缩机对应2个换热片，而若开启同一个模块中的2个冷媒系统的压缩机，2个压缩机则对应一个换热片，换热面积小，换热效率低，采用逐个打开压缩机的方式，则会导致存在有2个甚至多个压缩机公用换热片的情况，换热效率降低，在机组需要运行压缩机的数量不变和输出功率不变的情况下，会导致整机机组的换热率低，机组的能效输出效率低。
本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明针对现有技术中风冷模块机组存在的压缩机使用寿命低和对换热系统的有效利用率低，导致整个风冷模块机组能效低的问题。
为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：
一种风冷模块机组，所述风冷模块机组包括有:
主控制器；
辅控制器，至少设置一个，与主控制器通讯连接，每个辅控制器与至少与一个冷媒系统连接，每个冷媒系统包括有至少一个压缩机，每一辅助控制器和其对应连接的冷媒系统构成一风冷模块；所述主控制器配置为：控制部通过获取其自身计算得出的风冷模块机组的能力输出功率值、各个辅助控制器对应的各个风冷模块中压缩机数量、压缩机容量系数值获得与风冷模块机组匹配的等效压缩机数量;
以及从各个辅助控制器中获取到各个冷媒系统的累积运行时间、各个风冷模块中运行的冷媒系统的比率以及每个冷媒系统运行的压缩机比率得出需要加载压缩机的冷媒系统，并发送信号给此冷媒系统对应的辅助控制器，控制此冷媒系统加载或卸载一个压缩机；
所述辅助控制器配置为：辅助控制器更新被加载或卸载压缩机的冷媒系统对应的风冷模块的运行冷媒系统的比率和运行压缩机的比率，并传递信号给主控制器；
其中，所述主控制器还能够根据从加载或卸载压缩机的冷媒系统对此对应的辅助控制器处获取到加载压缩机的容量系数，所述主控制器通过所述容量系数更新等效压缩机数量，并根据等效压缩机数量是否满足预设值来决定是否继续控制压缩机卸载或加载。
进一步的，还包括有温度传感器，其用于对风冷模块机组的实际水温进行检测，并将检测的实际水温值传递给主控制器；
主控制器能够根据主控制器自身预存的模糊系数和本次运行与上一次运行时温差传感器采集到的实际水温与主控制器内部预存的设定水温之差通过模糊算法获取到一变化偏移值，并根据变化偏移值和主控制器自身存储的风冷模块机组前一次运行时的能力输出功率值的乘积来获得等效压缩机数量。
进一步的，主控制器能够通过从各个辅助控制器中获取到的每个风冷模块的压缩机数量和压缩机容量系数的乘积对其进行累积求和来得到等效压缩机数量总和。
进一步的，所述主控制器内预存储有预设值，当更新后的等效压缩机数量小于预设值时，则不继续加载或卸载压缩机；当更新后的等效压缩机数量大于预设值时，则继续通过主控制器控制压缩机加载或卸载，直到等效压缩机数量满足小于预设值。
进一步的，所述主控制器根据等效压缩机数量与加载的压缩机的容量系数之差来更新等效压缩机数量。
进一步的，位于同一风冷模块中的压缩机对应的压缩机容量系数相同，不同风冷模块中的压缩机对应的压缩机容量系数相同或不同。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：
本发明提出的风冷模块机组，由于在运行前需要根据各个冷媒系统的累积运行时间、各个风冷模块中运行的冷媒系统的比率以及每个冷媒系统运行的压缩机比率来得出需要加载压缩机的冷媒系统，由于考虑了每个冷媒系统运累积运行时间以及每个模块中运行冷媒系统的比率和每个冷媒系统中运行压缩机的比率，可确保风冷模块中的每个压缩机可以均衡的运行，避免了现有技术中因逐个开启导致压缩机寿命不同，导致压缩机损坏，风冷模块机组无法运行的问题，有效地兼顾了模块和压缩机运行时间均衡的问题，有效地提升风冷模块机组的使用寿命；同时，本发明中的加载和卸载控制方法还可以让风冷模块组合中每个模块的换热系统都能够充分的利用起来，可以有效地提高整个机组的能效；其中算法中加入了压缩机容量系数，可以实现不同容量模块、不同容量压缩机的随机组合，提高组合的灵活性，提升了用户体验。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1 为本发明风冷模块机组对应的结构示意图；
图2为本发明风冷模块机组的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明提出一种风冷模块机组的实施例，具体的，本实施中的所述风冷模块机组包括有主控制器100和与主控制器100并联通讯的多个辅助控制器200，每一个辅助控制器可同时和多个冷媒系统300连接，用于实现与各个冷媒系统300的内部通讯。本实施例中的冷媒系统由压缩机、室内换热器和室外换热器依次连接构成，每个冷媒系统300均至少包括一个压缩机，一般会设置有2-3个压缩机，即一个冷媒系统300与多个压缩机并联，多个压缩机共用一个冷媒循环系统，每一个辅助控制器均和其对应连接的冷媒系统300构成一个风冷模块200。
本实施例中的所述主控制器100配置为：主控制器100通过获取其自身计算得出的风冷模块机组的能力输出功率值、各个辅助控制器对应的各个风冷模块200中压缩机数量、压缩机容量系数值获得与风冷模块机组匹配的等效压缩机数量;
以及从各个辅助控制器中获取到各个冷媒系统300的累积运行时间、各个风冷模块200中运行的冷媒系统300的比率以及每个冷媒系统300运行的压缩机比率得出需要加载压缩机的冷媒系统300，并发送信号给此冷媒系统300对应的辅助控制器，控制此冷媒系统300加载或卸载一个压缩机；
所述辅助控制器配置为：辅助控制器更新被加载或卸载压缩机的冷媒系统300对应的风冷模块200的运行冷媒系统300的比率和运行压缩机的比率，并传递信号给主控制器100；
其中，所述主控制器100还能够根据从加载或卸载压缩机的冷媒系统300对此对应的辅助控制器处获取到加载压缩机的容量系数，所述主控制器100通过所述容量系数更新等效压缩机数量，并根据等效压缩机数量是否满足预设值来决定是否继续控制压缩机卸载或加载。
其具体的步骤如下：计算整个风冷模块机组的等效压缩机数量：
获取风冷模块机组的能力输出率值p(n)，能力输出率值p(n)可以根据公式：p(n)= p(n-1)+⊿p计算获得，其中，p(n-1)的初始值为0，⊿p值采用PI模糊算法且根据公式：⊿p=Kp*(⊿T(n))+Ki(⊿T(n)- ⊿T(n-1))获得：其中，⊿T(n)=当前水温-设定水温。本实施例中的当前水温指代的为风冷模块机组中的检测到的实际水温，而设定水温为风冷模块机组中预设的设置温度值。
在初始状态时，对应设置p(n-1)初始值为0，本实施例中为获取模糊算法中的Kp、Ki系数值，根据现有风冷模块机组运行时，对实际运行时环境温度Ta和当前水温Tm进行多个不同点采集，通过多个采集的点模拟得出Kp、Ki系数表格：
Figure 18368DEST_PATH_IMAGE002
在进行⊿p计算时，可根据当前水温值和检测到的当前环境温度值从上述表格中获取对应的Kp、Ki，带入到计算公式中即可得出。对应的p(n)则为上次计算循环时即p(n-1)的值加上⊿p即可获得。
获取整个风冷模块机组的等效压缩机数量总和S，具体的，等效压缩机数
量总和S可根据公式：S =∑风冷模块中的压缩机数量×压缩机容量系数Ca，计算得出，即对多个风冷模块200中的每一风冷模块200的压缩机数量和与压缩机容量系数Ca乘积进行计算，计算后将所有的风冷模块200乘积值进行求和得出。
具体的，位于同一风冷模块200中的压缩机对应的压缩机容量系数相同，位于不同风冷模块200中的压缩机对应的压缩机容量系数相同或不同，因此在计算时只需要将每个风冷模块200的压缩机数量求和然后与压缩机容量系数相乘即可。
然后根据公式：M(n)= S *p（n），计算需运行的等效压缩机数量M(n)，其中，p(n)代表第n次循环计算时所求得的风冷模块机组的能力输出率值；M(n) 代表第n次循环计算对应求得的等效压缩机数量，在进行加载时，p（n）的值相对于p(n-1)为呈增加变化，其对应的M(n)也变大，数量增加。
进行卸载时，p（n）的值相对于p(n-1)为变小，其对应的M(n)值变小，其加载或卸载循环流程还是进行加权值的比较计算，具体参照下方的步骤2。
步骤2：将需要运行的压缩机数量分配给各个冷媒系统300，根据公式：X=m*s*T，计算各个冷媒系统300的加权值X,获取加权值最小的冷媒系统300，加载或卸载加权值最小的冷媒系统300中的1个压缩机，同时使得此冷媒系统300运行的压缩机数量增加1个。
更新加载或卸载压缩机的冷媒系统300对应的m，s值，其中，m为风冷模块200中所运行的冷媒系统300的比率，其为风冷模块200中运行冷媒系统300数量/风冷模块200中冷媒系统300总数；s冷媒系统300中运行压缩机的比率，其为：冷媒系统300中运行压缩机数/冷媒系统300中压缩机总数；T为冷媒系统300累积运行时间。
对每个冷媒系统300进行加权值计算时，可分别求取每个冷媒系统对应的风冷模块200中运行的冷媒系统300的比率，所求的冷媒系统300中运行的压缩机的比率以及冷媒系统300运行时间，然后将3者相乘获得，当冷媒系统300中没有压缩机启动时，其对应的m值默认为1，T为此冷媒系统300累积的运行时间，即此冷媒系统300的累积工作时间之和。
步骤3：根据公式：M(n)= M(n)-所加载压缩机的容量系数计算M(n)，判断M(n)是否大于等于第一阈值，若否则结束加载或卸载，若是则继续循环步骤2。
具体的，本实施例中的风冷机组模块加载卸载时，先计算整机机组对应的能力输出率值p(n)，然后计算整个风冷模块机组的等效压缩机数量总和S，通过M(n)= S *p（n）求得等校压缩机数量；求得等效压缩机数量后将等效的压缩机数量分配到各个模块中的冷媒系统300中，具体的分配方式为计算每个冷媒系统300对应的加权值X，根据加权值大小进行分配，在计算得出每个冷媒系统300对应的加权值X后，将多个冷媒系统300按照加权值从下到大的顺序依次进行排序，选取加权值小的冷媒系统300，开启其对应的一个压缩机，然后更新m和 s，执行整个风冷模块机组的等效压缩机数量M(n)的更新，将其减去加载的压缩机的容量系数，重新获取M(n)值，然后判断其是否大于等于第一阈值，本实施例中第一阈值为1，当其小于第一阈值时则继续循环进行各个冷媒系统300加权值计算比较，然后进行加载或卸载，运行1次或多次，直到M(n)大于等于第一阈值时，结束加载或卸载过程。此时，整个风冷模块机组的第一次循环完成，然后继续进行等效压缩机数量计算，计算比较加权值，进行第二次循环，依次不断循环来实时控制压缩机的加载和卸载。
本实施例中风冷模块机组的加载卸载控制方法，在输出效率一定的情况下提高了机组的输出效率，在进行压缩机记载或卸载的控制时，需要先对应的计算每个冷媒系统300对应的加权值。
以2个风冷模块200为例进行说明，为方便描述将其分别命名为第一风冷模块和第二风冷模块，每个风冷模块200包括有2个冷媒系统300，每个冷媒系统300均包括有2个压缩机，加权值X=m*s*T,其结果大小与m、s、T有关系，假设第一次开启的为第一风冷模块中的压缩机，当需要再次开启压缩机时，第一风冷模块中已经有一个压缩机和冷媒系统300运行，此时，第一风冷模块中的2个冷媒系统300的加权值必然大于第二风冷模块中的冷媒系统300加权值，因此，在需要再开启一个压缩机时，则会开启第二风冷模块中的压缩机，使得在开启时先后开启的为不同风冷模块200中的压缩机，由于同一风冷模块的冷媒系统300共用一个换热片，因此，当开启2个不同风冷模块中的压缩机时，其可对应2个换热片，在等效压缩机数量和输出功率不变的情况下，增大了换热面积，提高了换热效率，提高了整个风冷模块机组的能效。
同时，本实施例中风冷机组的加载卸载控制方法，根据加权值来有效的分配对应风冷模块200压缩机的开启或关闭，避免了每个压缩机使用时间长短不一的情况发生，保证了压缩机的均衡控制，保证了压缩机的使用寿命，也延长了整个风冷模块机组的使用寿命。
此外，加权值计算结果包含有冷媒系统300的累积运行时间、冷媒系统300压缩机运行比率，冷媒系统300对应的风冷模块200的冷媒系统300运行比率的考虑，使得每个风冷模块200的各个参数可被均衡考虑在内，使得各个风冷模块200都能有效利用，提高了换热效率和整个风冷模块机组的能效，避免了有的风冷模块200中压缩机全部开启了，而有的风冷模块200的压缩机完全未开的情况发生。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种风冷模块机组，所述风冷模块机组包括有:
主控制器；
辅控制器，至少设置一个，与主控制器通讯连接，每个辅控制器与至少与一个冷媒系统连接，每个冷媒系统包括有至少一个压缩机，每一辅助控制器和其对应连接的冷媒系统构成一风冷模块；
所述主控制器配置为：控制部通过获取其自身计算得出的风冷模块机组的能力输出功率值、各个辅助控制器对应的各个风冷模块中压缩机数量、压缩机容量系数值获得与风冷模块机组匹配的等效压缩机数量;
以及从各个辅助控制器中获取到各个冷媒系统的累积运行时间、各个风冷模块中运行的冷媒系统的比率以及每个冷媒系统运行的压缩机比率得出需要加载压缩机的冷媒系统，并发送信号给此冷媒系统对应的辅助控制器，控制此冷媒系统加载或卸载一个压缩机；
所述辅助控制器配置为：辅助控制器更新被加载或卸载压缩机的冷媒系统对应的风冷机组的运行冷媒系统的比率和运行压缩机的比率，并传递信号给主控制器；
其中，所述主控制器还能够根据从加载或卸载压缩机的冷媒系统对此对应的辅助控制器处获取到加载压缩机的容量系数，所述主控制器通过所述容量系数更新等效压缩机数量，并根据等效压缩机数量是否满足预设值来决定是否继续控制压缩机卸载或加载。
2.根据利用权力要求1所述的风冷模块机组，其特征在于，还包括有温度传感器，其用于对风冷模块机组的实际水温进行检测，并将检测的实际水温值传递给主控制器；
主控制器能够根据主控制器自身预存的模糊系数和本次运行与上一次运行时温差传感器采集到的实际水温与主控制器内部预存的设定水温之差通过模糊算法获取到一变化偏移值，并根据变化偏移值和主控制器自身存储的风冷模块机组前一次运行时的能力输出功率值的乘积来获得等效压缩机数量。
3.根据利用权力要求1所述的风冷模块机组，其特征在于，主控制器能够通过从各个辅助控制器中获取到的每个风冷模块的压缩机数量和压缩机容量系数的乘积对其进行累积求和来得到等效压缩机数量总和。
4.根据利用权力要求1所述的风冷模块机组，其特征在于，所述主控制器内预存储有预设值，当更新后的等效压缩机数量小于预设值时，则不继续加载或卸载压缩机；当更新后的等效压缩机数量大于预设值时，则继续通过主控制器控制压缩机加载或卸载，直到等效压缩机数量满足小于预设值。
5.根据利用权力要求1所述的风冷模块机组，其特征在于，所述主控制器根据等效压缩机数量与加载的压缩机的容量系数之差来更新等效压缩机数量。
6.根据利用权力要求1所述的风冷模块机组的加载卸载控制方法，其特征在于，位于同一风冷模块中的压缩机对应的压缩机容量系数相同，不同风冷模块中的压缩机对应的压缩机容量系数相同或不同。
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