CN110926045B

CN110926045B - 冷水机组及其控制方法

Info

Publication number: CN110926045B
Application number: CN201911154454.3A
Authority: CN
Inventors: 龙忠铿; 罗炽亮; 张丙; 卢志辉
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2020-11-13
Anticipated expiration: 2039-11-22
Also published as: CN110926045A

Abstract

本申请涉及冷水机组及其控制方法，属于冷水机组技术领域。本申请冷水机组包括：压缩机、用于为冷媒与冷却水进行热交换提供场所的冷凝器、以及用于为冷媒与冷冻水进行热交换提供场所的蒸发器，压缩机、冷凝器和蒸发器形成一冷媒主回路；冷凝器的冷却水的进水与出水管路之间通过冷却水旁通阀形成一冷却水旁通支路，当冷却水旁通阀打开时，冷凝器的部分冷却水出水能通过冷却水旁通支路直接输送回冷凝器中。通过本申请有助于提升冷水机组运行的可靠性。

Description

冷水机组及其控制方法

技术领域

本申请属于冷水机组技术领域，具体涉及冷水机组及其控制方法。

背景技术

相关技术中，冷水机组包括：压缩机、用于为冷媒与冷却水进行热交换提供场所的冷凝器、以及用于为冷媒与冷冻水进行热交换提供场所的蒸发器，压缩机、冷凝器和蒸发器形成冷媒主回路，在具体应用中，冷水机组的冷凝器的冷却水进出口与冷却塔连接，形成冷却水循环系统，通过冷却水的循环将冷凝器的热量带走的，让压缩机出来的高温高压的气态冷媒冷凝为低温高压的液态冷媒，以便完成冷媒制冷循环。冷凝器中的冷却水吸收冷媒热量并升温，然后进入冷却塔中，在冷却塔中通过与空气接触，将热量散发至空气中，使得冷却水降温后再回到冷凝器中，如此不断循环。

存在的问题是，在环境温度较低的情况下，通过冷却塔的冷却，可能导致冷凝器的冷却水进水温度过低(比如，冷凝器的最低进水温度要求24℃，在环境温度较低的情况下，经冷却塔的冷却，可能使冷凝器的冷却水进水温度低于24℃)，进而导致出现压缩机回油不好问题，降低冷水机组运行的可靠性。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供冷水机组及其控制方法，有助于提升冷水机组运行的可靠性。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，

本申请提供一种冷水机组，所述冷水机组包括：压缩机、用于为冷媒与冷却水进行热交换提供场所的冷凝器、以及用于为冷媒与冷冻水进行热交换提供场所的蒸发器，所述压缩机、所述冷凝器和所述蒸发器形成一冷媒主回路；

所述冷凝器的冷却水的进水与出水管路之间通过冷却水旁通阀形成一冷却水旁通支路，当所述冷却水旁通阀打开时，所述冷凝器的部分冷却水出水能通过所述冷却水旁通支路直接输送回所述冷凝器中。

进一步地，所述冷水机组还包括：

第一节流器件，设置在所述冷凝器的冷媒出口与所述蒸发器的冷媒进口之间的所述冷媒主回路上；

经济器，具有第一通道和第二通道，其中，所述第一通道设置在所述冷凝器的冷媒出口与所述第一节流器件之间的所述冷媒主回路上；

第二节流器件，与所述第二通道形成以一冷媒旁通支路，所述冷媒旁通支路一端连接至所述第一通道的冷媒出口与所述第一节流器件之间的所述冷媒主回路上，所述冷媒旁通支路另一端连接至所述压缩机的进气端。

进一步地，所述冷凝器采用壳管式冷凝器，所述蒸发器采用壳管式蒸发器。

第二方面，

本申请提供一种冷水机组的控制方法，所述方法应用于如上述任一项所述的冷水机组，所述方法包括：

获取所述冷凝器的冷却水的进水温度，以及获取所述压缩机的回油压差；

根据所述进水温度和所述回油压差对所述冷却水旁通阀进行控制。

进一步地，所述获取压缩机的回油压差，包括：

获取压缩机的排气压力，以及获取蒸发器的蒸发压力；

获取根据所述排气压力和所述蒸发压力计算得到的所述回油压差。

进一步地，所述根据所述进水温度和所述回油压差对所述冷却水旁通阀进行控制，包括：

将所述进水温度与预设冷却水旁通开启温度进行比较，以及将所述回油压差与预设油压差保护值进行比较，判断满足何种控制条件；

根据所满足的所述控制条件，对所述冷却水旁通阀执行相应的控制。

进一步地，所述控制条件包括：

第一控制条件，包括：所述进水温度小于所述预设冷却水旁通开启温度，且所述回油压差小于或等于所述预设油压差保护值。

进一步地，所述根据所满足的所述控制条件，对所述冷却水旁通阀执行相应的控制，包括：

如果满足所述第一控制条件，则将所述冷却水旁通阀开启至预设开度。

进一步地，所述预设开度包括所述冷却水旁通阀的最大开度。

进一步地，所述控制条件包括：

第二控制条件，包括：所述进水温度小于所述预设冷却水旁通开启温度，且所述回油压差大于所述预设油压差保护值，但所述回油压差小于所述预设油压差保护值的α倍，其中，α为大于1的正数。

进一步地，所述α倍包括1.5倍。

如果满足所述第二控制条件，则维持所述冷却水旁通阀的开度不变。

进一步地，所述控制条件包括：

第三控制条件，包括：所述进水温度小于所述预设冷却水旁通开启温度，但所述回油压差大于或等于所述预设油压差保护值的所述α倍。

如果满足所述第三控制条件，则将所述冷却水旁通阀关闭。

进一步地，所述控制条件包括：

第四控制条件，包括：所述进水温度大于或者等于所述预设冷却水旁通开启温度。

如果满足所述第四控制条件，则将所述冷却水旁通阀关闭。

第三方面，

本申请提供一种冷水机组，包括：

存储器，其上存储有可执行程序；

处理器，用于执行所述存储器中的所述可执行程序，以实现上述中任一项所述方法的步骤。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本申请在冷水机组的冷凝器的冷却水的进水与出水管路之间通过冷却水旁通阀形成一冷却水旁通支路，在环境温度较低的情况下，可以通过打开冷却水旁通阀，使冷凝器的部分冷却水出水能通过冷却水旁通支路直接输送至冷却水进水管路，与经冷却塔冷却的冷却水混合，来提高冷凝器的冷却水进水温度，进而保证压缩机的回油性能，提升冷水机组运行的可靠性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是根据一示例性实施例示出的一种冷水机组的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种冷水机组的控制方法的流程图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种冷水机组的框图示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

图1是根据一示例性实施例示出的一种冷水机组的结构示意图，如图1所示，该冷水机组包括：

压缩机101、用于为冷媒与冷却水进行热交换提供场所的冷凝器102、以及用于为冷媒与冷冻水进行热交换提供场所的蒸发器103，所述压缩机101、所述冷凝器102和所述蒸发器103形成一冷媒主回路；

所述冷凝器102的冷却水的进水与出水管路之间通过冷却水旁通阀104形成一冷却水旁通支路，当所述冷却水旁通阀104打开时，所述冷凝器102的部分冷却水出水能通过所述冷却水旁通支路直接输送回所述冷凝器102中。

具体的，所述冷凝器102可以采用壳管式冷凝器，壳管式冷凝器的冷媒进出口接在冷媒主回路中，壳管式冷凝器的冷却水进出口与冷却塔连接，形成冷却水循环系统，使冷却水在冷凝器102和冷却塔之间循环，一方面，通过冷却水的循环将冷凝器102的热量带走的，让压缩机101出来的高温高压的气态冷媒冷凝为低温高压的液态冷媒，以便完成冷媒制冷循环，另一方面，冷却水在冷凝器102中吸收冷媒热量并升温，然后进入冷却塔中，在冷却塔中通过与空气接触，将热量排放至大气中，使得冷却水降温，然后再回到冷凝器102中，如此不断循环。所述蒸发器103可以采用壳管式蒸发器，壳管式蒸发器的冷媒进出口接在冷媒主回路中，壳管式蒸发器的冷冻水进出口接入冷冻水回路，通过蒸发器103中冷媒吸热使冷冻水降温，形成以冷冻水作为载冷剂，将冷冻水循环至制冷空间，比如，冷藏或冷冻空间，将冷量散发到制冷空间，达到制冷效果。

在冷水机组工作时，冷凝器102中的冷却水吸收冷媒热量并升温，然后进入冷却塔中，在冷却塔中通过与空气接触，将热量散发至大气中，当在环境温度较低的情况下，通过冷却塔的冷却，可能导致经冷却塔冷却的冷却水温度低于冷凝器102的进水温度的最低要求，而通过本申请，在环境温度较低的情况下，可以将冷却水旁通阀104打开，使冷却水旁通支路导通，温度较高的冷凝器102的冷却水出水分成两部分，一部分进入冷却塔中进行冷却，然后再回到冷凝器102中，另一部分冷却水不经过冷却塔，而直接通过冷却水旁通支路返回到冷却器中，该部分冷却水温度较高，与经冷却塔冷却的冷却水混合后，提高进入冷凝器102中冷却水的温度，进而可以保证压缩机101的回油性能，提升冷水机组运行的可靠性。

如图1所示，在一个实施例中，所述冷水机组还包括：

第一节流器件105，设置在所述冷凝器102的冷媒出口与所述蒸发器103的冷媒进口之间的所述冷媒主回路上；

经济器106，具有第一通道和第二通道，其中，所述第一通道设置在所述冷凝器102的冷媒出口与所述第一节流器件105之间的所述冷媒主回路上；

第二节流器件107，与所述第二通道形成以一冷媒旁通支路，所述冷媒旁通支路一端连接至所述第一通道的冷媒出口与所述第一节流器件105之间的所述冷媒主回路上，所述冷媒旁通支路另一端连接至所述压缩机101的进气端。

具体的，通过第一节流器件105，可实现冷媒主回路上冷凝器102至蒸发器103方向的冷媒节流调整，冷媒主回路中从经济器106的第一通道中出来的冷媒，部分进入冷媒旁通支路，通过第二节流器件107，可实现对冷媒旁通支路中的冷媒进行节流调整，经第二节流器件107节流调整后的冷媒进入经济器106的第二通道，在经济器106中进行热交换，使冷媒旁通支路中的冷媒吸收热量，进入压缩机101进气端(比如：吸气口和/或增焓口)，实现补气增焓，提升压缩机101性能。

在具体应用中，第一节流器件105和第二节流器件107可以采用电子膨胀阀、热力膨胀阀等。

在具体应用中，压缩机101可以采用螺杆式压缩机。

在图1所示的冷水机组，冷媒旁通支路还设置有电磁阀108，来控制冷媒旁通支路的通断；冷媒主回路上冷凝器102与经济器106的第二通道之间还设置有干燥过滤器109，以对从冷凝器102出来的冷媒进行干燥过滤；压缩机101排气口至冷凝器102的冷媒主回路上设置有油分离器110，以实现对压缩机101排气的油气分离。

图2是根据一示例性实施例示出的一种冷水机组的控制方法的流程图，该控制方法应用于如上述任一项所述的冷水机组，如图2所示，该冷水机组的控制方法包括如下步骤：

步骤S201、获取所述冷凝器102的冷却水的进水温度，以及获取所述压缩机101的回油压差；

具体的，如图1所示，可以通过配置在冷凝器102的冷却水进水口的温度传感器111，来检测获得冷凝器102的冷却水的进水温度。

在一个实施例中，所述获取压缩机101的回油压差，包括：

获取压缩机101的排气压力，以及获取蒸发器103的蒸发压力；

具体的，如图1所示，可以通过分别设置在蒸发器103的冷媒出口处和压缩机101的排气口处的压力传感器(112和113)，来检测获得压缩机101的排气压力和蒸发器103的蒸发压力，然后，通过排气压力减去蒸发压力得到回油压差，以提供获取。

步骤S202、根据所述进水温度和所述回油压差对所述冷却水旁通阀104进行控制。

具体的，在实际应用中，对冷却水旁通阀104的控制，可以仅通过冷凝器102的冷却水的进水温度来进行控制，比如，当进水温度低于设定值时，将冷却水旁通阀104开启。但是该控制方式下，冷却水进水温度变化时，冷凝器102的冷凝压力变化却存在一定滞后性，因而仅冷凝器102的冷却水进水温度对冷却水旁通阀104进行控制，可能存在过调的问题，导致机组冷凝压力偏高，性能下降。根据上述可知，也可以直接根据冷凝器102的冷凝压力对冷却水旁通阀104进行控制，比如，当冷凝压力低于设定值时，将冷却水旁通阀104开启。但该控制不能真实反映压缩机101回油压差的大小，比如，当运行冷冻水高水温工况时，冷水机组蒸发压力高，而冷凝压力却未达到设定值，冷却水旁通阀104不会开启，导致压缩机101回油压差小不足以保证机组可靠回油。

基于上述的问题，本申请给出根据冷凝器102进水温度和压缩机101的回油压差对冷却水旁通阀104进行控制的方案，来解决冷却水进水温度控制冷却水旁通阀104时的反应迟钝，产生过调的问题，以及解决冷凝压力控制冷却水旁通阀104时未考虑蒸发压力变化对回油压差影响的问题。通过冷却水进水温度及回油压差来控制冷却水旁通阀104，能够保证控制的及时性、准确性，提高控制精度，保证冷水机组在运行过程回油压差的稳定，降低冷水机组跑油的风险，保证运行的可靠性。

在一个实施例中，所述根据所述进水温度和所述回油压差对所述冷却水旁通阀104进行控制，包括：

根据所满足的所述控制条件，对所述冷却水旁通阀104执行相应的控制。

具体的，将所述进水温度与预设冷却水旁通开启温度进行比较，可以得到不同的比较结果，同样地，将所述回油压差与预设油压差保护值进行比较，也可以得到不同的比较结果，再进一步地综合两种比较结果，自动判断满足何种控制条件，在具体应用中，可以对应多种控制条件，控制条件较多的情况下，对冷却水旁通阀104的对应控制也就更加精准契合，进而更加有助于提高控制精度，保证控制的及时性、准确性。

下述通过具体实施例对控制条件及其对应的控制进行说明。

在一个实施例中，所述控制条件包括：

进一步地，所述根据所满足的所述控制条件，对所述冷却水旁通阀104执行相应的控制，包括：

如果满足所述第一控制条件，则将所述冷却水旁通阀104开启至预设开度。

具体的，冷水机组开启运行后，默认状态下，冷却水旁通阀104是关闭的，因而冷却水旁通支路是不导通的，冷凝器102的冷却水出水全部进入冷却塔冷却，然后经冷却塔冷却后，再回到冷凝器102中。在冷水机组运行过程中，可以实时将冷凝器102的冷却水进水温度与预设冷却水旁通开启温度进行比较，以及实时将回油压差与预设油压差保护值进行比较，如果判断出所述进水温度小于所述预设冷却水旁通开启温度，且所述回油压差小于或等于所述预设油压差保护值时，说明冷凝器102的冷却水进水温度较低，且压缩机101回油也较差，在此满足第一控制条件情况下，需要将所述冷却水旁通阀104开启至预设开度(比如，该预设开度可以为冷却水旁通阀104的最大开度)，来保证压缩机101的可靠有效回油。

在一个实施例中，所述控制条件包括：

如果满足所述第二控制条件，则维持所述冷却水旁通阀104的开度不变。

具体的，α值可以根据压缩机101的实际回油效果设定，比如，可以取值1.5。在冷却水旁通阀104开启至预设开度后，继续实时将冷凝器102的冷却水进水温度与预设冷却水旁通开启温度进行比较，以及实时将回油压差与预设油压差保护值进行比较，如果判断出所述进水温度小于所述预设冷却水旁通开启温度，且所述回油压差大于所述预设油压差保护值，但所述回油压差小于所述预设油压差保护值的α倍，表明压缩机101回油能控制的较好，不需要对冷却水旁通阀104进行改变控制，因而只要维持开度不变即可。

在一个实施例中，所述控制条件包括：

如果满足所述第三控制条件，则将所述冷却水旁通阀104关闭。

具体的，在冷却水旁通阀104开启至预设开度后的过程中，继续实时将冷凝器102的冷却水进水温度与预设冷却水旁通开启温度进行比较，以及实时将回油压差与预设油压差保护值进行比较，判断出所述进水温度小于所述预设冷却水旁通开启温度，表明冷凝器102的冷却水进水温度较低，但却因蒸发压力的影响，使得压缩机101回油得到保证，此情况下，将冷却水旁通阀104关闭，以不影响冷凝压力。

在一个实施例中，所述控制条件包括：

如果满足所述第四控制条件，则将所述冷却水旁通阀104关闭。

具体的，预设冷却水旁通开启温度是用于当冷却水进水温度低于预设冷却水旁通开启温度时，控制冷却水旁通阀104开启，而当冷却水进水温度达到或者超过预设冷却水旁通开启温度时，则将冷却水旁通阀104关闭。在具体应用中，在冷水机组开启运行后，在开启冷却水旁通阀104调节进水温度后，进入冷凝器102的是冷凝器102的部分冷却水出水经冷却水旁通支路后与经冷却塔冷却的冷却水形成的混合水，冷却水进水温度达到或者超过预设冷却水旁通开启温度可能是冷却水旁通支路的高温冷却水导致，也可能是因环境温度升温使得冷却塔的冷却水升温导致。

图3是根据一示例性实施例示出的一种冷水机组的框图示意图，如图3所示，本申请提供一种冷水机组3，包括：

存储器301，其上存储有可执行程序；

处理器302，用于执行所述存储器301中的所述可执行程序，以实现上述中任一项所述方法的步骤。

关于上述实施例中的冷水机组，其处理器302执行存储器301中的程序的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”、“多”的含义是指至少两个。

应该理解，当我们称部件被“连接”到另一部件时，它可以直接连接到其他部件，或者也可以通过中间部件实现两者的连接。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为：表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种冷水机组，所述冷水机组包括：压缩机、用于为冷媒与冷却水进行热交换提供场所的冷凝器、以及用于为冷媒与冷冻水进行热交换提供场所的蒸发器，所述压缩机、所述冷凝器和所述蒸发器形成一冷媒主回路；

其特征在于，所述冷凝器的冷却水的进水与出水管路之间通过冷却水旁通阀形成一冷却水旁通支路，当所述冷却水旁通阀打开时，所述冷凝器的部分冷却水出水能通过所述冷却水旁通支路直接输送回所述冷凝器中；

所述冷水机组还包括：

存储器，其上存储有可执行程序；

处理器，用于执行所述存储器中的所述可执行程序，以实现如下步骤：

2.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述冷水机组还包括：

3.根据权利要求1或2所述的冷水机组，其特征在于，所述冷凝器采用壳管式冷凝器，所述蒸发器采用壳管式蒸发器。

4.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述获取压缩机的回油压差，包括：

获取压缩机的排气压力，以及获取蒸发器的蒸发压力；

5.根据权利要求1或4所述的冷水机组，其特征在于，所述根据所述进水温度和所述回油压差对所述冷却水旁通阀进行控制，包括：

6.根据权利要求5所述的冷水机组，其特征在于，所述控制条件包括：

7.根据权利要求6所述的冷水机组，其特征在于，所述根据所满足的所述控制条件，对所述冷却水旁通阀执行相应的控制，包括：

8.根据权利要求7所述的冷水机组，其特征在于，所述预设开度包括所述冷却水旁通阀的最大开度。

9.根据权利要求5所述的冷水机组，其特征在于，所述控制条件包括：

10.根据权利要求9所述的冷水机组，其特征在于，所述α倍包括1.5倍。

11.根据权利要求9所述的冷水机组，其特征在于，所述根据所满足的所述控制条件，对所述冷却水旁通阀执行相应的控制，包括：

12.根据权利要求9-11任一项所述的冷水机组，其特征在于，所述控制条件包括：

13.根据权利要求12所述的冷水机组，其特征在于，所述根据所满足的所述控制条件，对所述冷却水旁通阀执行相应的控制，包括：

如果满足所述第三控制条件，则将所述冷却水旁通阀关闭。

14.根据权利要求5所述的冷水机组，其特征在于，所述控制条件包括：

15.根据权利要求14所述的冷水机组，其特征在于，所述根据所满足的所述控制条件，对所述冷却水旁通阀执行相应的控制，包括：

如果满足所述第四控制条件，则将所述冷却水旁通阀关闭。