CN111457628B - 冷水装置和优化制冷剂的充注量的控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种冷水装置和优化制冷剂的充注量的控制方法，冷水装置包括压缩机和蒸发机组，压缩机连接蒸发机组；蒸发机组包括第一蒸发器和第二蒸发器；第一蒸发器的换热效率大于第二蒸发器；第二蒸发器连接并连通第一蒸发器；第二蒸发器为板式换热器或者干式蒸发器，第二蒸发器设有第三制冷剂出口，第三制冷剂出口连接并连通压缩机。通过上述设置，第一蒸发器和第二蒸发器能够协调使用；使用换热效率较好的第一蒸发器可提升冷水装置的换热效率，保证较高的蒸发温度，使用第二换热器可减少制冷量的充注量；同时，第二蒸发器中高速流动的气态制冷剂可以把油液带回压缩机，可取消第一蒸发器配套的回油系统；回油方式可靠，保证了压缩机的安全。

Description

冷水装置和优化制冷剂的充注量的控制方法

技术领域

本申请涉及热交换领域，特别涉及一种冷水装置和优化制冷剂的充注量的控制方法。

背景技术

冷水装置需要完成制冷剂与载冷剂的热交换，以及之制冷剂与冷冻水的热交换，从而降低冷冻水的温度，以使冷冻水可降低室内的环境温度。但是，冷水装置中的蒸发器的换热效率较差，因此需要加大冷凝器的体积、更多的加注制冷剂的含量，以保证充足的换热量，从而使得冷水装置占用较多的空间，成本搅打。

发明内容

本申请提供了一种冷水装置和优化制冷剂的充注量的控制方法，其可尽可能减小系统中的制冷剂的充注量、减少冷水装置的体积。

根据本申请的第一方面，提供一种冷水装置，所述冷水装置包括压缩机和蒸发机组，所述压缩机连接所述蒸发机组；所述蒸发机组包括第一蒸发器和第二蒸发器；所述第一蒸发器的换热效率大于所述第二蒸发器；

所述第二蒸发器连接并连通所述第一蒸发器，所述第一蒸发器配置为向所述第二蒸发器提供制冷剂，所述第二蒸发器配置为向所述第一蒸发器提供冷冻水；

所述第二蒸发器为板式换热器或者干式蒸发器；所述第二蒸发器设有第三制冷剂出口，所述第三制冷剂出口连接并连通所述压缩机。

进一步的，所述第一蒸发器设有第四制冷剂出口，所述第四制冷剂出口开设于第一蒸发器的底部；

所述第二蒸发器还设有第三制冷剂入口，所述第三制冷剂入口连接并连通所述第四制冷剂出口，并且，所述第三制冷剂入口位于所述第四制冷剂出口的下方。

进一步的，沿所述冷水装置的高度方向，自所述第三制冷剂入口至所述第四制冷剂出口的距离作为第一高度值，所述第二蒸发器的高度作为第二高度值，所述第一高度值与所述第二高度值的比值大于等于1/2，并且，小于等于3。

进一步的，所述第一蒸发器还设有第四气体出口，所述第四气体出口开设于所述第一蒸发器的顶部；

所述第四气体出口连接并连通所述压缩机的吸气口。

进一步的，所述冷水装置还包括膨胀阀和冷凝器；

所述冷凝器设有第一制冷剂出口，所述第一制冷剂出口连接并连通所述膨胀阀的一端，所述膨胀阀的另一端连接并连通所述蒸发机组，所述冷凝器和所述膨胀阀配置为向所述蒸发机组提供制冷剂；

所述冷水装置还包括控制器、压力传感器和第一温度传感器，压力传感器、第一温度传感器和膨胀阀均电连接于所述控制器；

所述压力传感器连通所述压缩机的所述吸气口，其配置为检测自所述吸气口进入所述压缩机的制冷剂的压力值，并配置为发送所述压力值；

所述第一温度传感器连接所述第三制冷剂出口，其配置为检测自所述第三制冷剂出口流出的制冷剂的第一实时温度值，并配置为发送所述第一实时温度值；

所述控制器配置为接收所述压力值和所述第一实时温度值，并配置为根据所述压力值和所述第一实时温度值调节所述膨胀阀的开度。

进一步的，所述控制器配置为根据所述压力值得到标准饱和温度值，所述压力值和所述标准饱和温度值正相关；

当所述第一实时温度值大于所述标准饱和温度值与预设过热度之和时，所述控制器配置为控制所述膨胀阀的开度增大；

当所述第一实时温度值小于所述标准饱和温度值与预设过热器之差时，所述控制器配置为控制所述膨胀阀的开度减小。

进一步的，所述预设过热度大于等于1℃，并且，小于等于3℃。

进一步的，所述第一蒸发器设有第四制冷剂出口，所述第四制冷剂出口开设于第一蒸发器的底部，所述第一蒸发器的下部配置为承载液态的制冷剂，所述第一蒸发器的中上部配置为承载气态的制冷剂；所述第二蒸发器还设有第三制冷剂入口，所述第三制冷剂入口连接并连通所述第四制冷剂出口；

所述蒸发机组中设置有液位监测管，所述液位监测管的一端连接并连通所述第三制冷剂入口，所述液位监测管的另一端连接并连通所述第一蒸发器的所述中上部；

所述冷水装置还包括膨胀阀、冷凝器、液位传感器和控制器，所述膨胀阀和液位传感器均电连接于所述控制器；

所述冷凝器设有第一制冷剂出口，所述第一制冷剂出口连接并连通所述膨胀阀的一端，所述膨胀阀的另一端连接并连通所述蒸发机组，所述冷凝器和所述膨胀阀配置为向所述蒸发机组提供制冷剂；

所述液位传感器配置为检测所述液位监测管中的制冷剂的液位高度值，并配置为发送所述液位高度值；

所述控制器配置为接收所述液位高度值，并配置为根据所述液位高度值调节所述膨胀阀的开度。

进一步的，将所述第一蒸发器的底端的水平高度作为第一标准液位值，将所述第二蒸发器的高度的作为第二高度值，将第二高度值的1/4作为比较值；

当所述液位高度值大于所述第一标准液位值与所述比较值之和时，所述控制器配置为控制所述膨胀阀的开度减小；

当所述液位高度值小于所述第一标准液位值与所述比较值之差时，所述控制器配置为控制所述膨胀阀的开度增大。

进一步的，所述冷水装置还包括膨胀阀、冷凝器、控制器和制冷剂补充系统；

所述冷凝器设有第一制冷剂出口，所述第一制冷剂出口连接并连通所述膨胀阀的一端，所述膨胀阀的另一端连接并连通所述蒸发器，所述冷凝器和所述膨胀阀配置为向所述蒸发机组提供制冷剂；

所述冷凝器的所述第一制冷剂出口和所述膨胀阀通过过冷通道过连接并连通；

当所述过冷通道中出现气泡时，所述控制器配置为控制所述膨胀阀的开度增大，并配置为控制所述制冷剂补充系统向所述冷水装置中充注制冷剂。

进一步的，所述第一蒸发器为降膜式换热器或者满液式换热器。

进一步的，当所述第一蒸发器为所述降膜式换热器时，将所述第一蒸发器的制冷量与所述第二蒸发器的制冷量的比值作为第一比值，所述第一比值大于等于0.8，并且，小于等于6；

当所述第一蒸发器为所述满液式换热器时，将所述第一蒸发器的制冷量与所述第二蒸发器的制冷量的比值作为第二比值，所述第二比值大于等于1，并且，小于等于3。

进一步的，当所述第一蒸发器为所述降膜式换热器时，所述第一比值为1。

根据本申请的第二方面，提供一种优化制冷剂的充注量的控制方法，所述控制方法可应用于上述的冷水装置；

所述控制方法包括：

检测自所述第一制冷剂出口流出的制冷剂的第二实时温度值；

判断所述第二实时温度值与预设温度值的关系；

当所述第二实时温度值小于预设温度值时，向所述冷水装置中充注制冷剂；当所述第二实时温度值大于等于预设温度值时，将此时的制冷剂的充注量标记为最优充注量。

根据本申请的第三方面，提供一种优化制冷剂的充注量的控制方法，所述控制方法可应用于上述的冷水装置；所述控制方法包括：

确定压缩机的负荷；

调节冷水装置中的制冷剂的充注量；

当所述第三制冷出口的温度等于标准饱和温度，且自第三制冷剂出口流出的制冷剂均为气态时，将此时的液位高度值标记所述负荷下的标准液位高度。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过设置包括第一蒸发器和第二蒸发器的蒸发机组，第一蒸发器和第二蒸发器能够协调使用；使用换热效率较好的第一蒸发器可提升冷水装置的换热效率；使用第二蒸发器可减少制冷量的充注量，节约成本，减小冷水装置对空间的占用；同时，使用为板式换热器或者干式蒸发器的第二蒸发器，在其中高速流动的气态的制冷剂可将混合在制冷剂中的油液一并带回压缩机，避免油液的浪费；并且，可取消为第一蒸发器单独配置回油系统，节约成本；该回油方式可靠性高，保证了压缩机的安全。

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，并不能限制本公开。

附图说明

图1是本申请一实施例中换热系统的结构示意图。

图2是本申请一实施例中的冷水装置的结构示意图。

图3是本申请一实施例中的冷水装置的另一结构示意图。

图4是本申请另一实施例中的冷水装置的又一结构示意图。

图5是本申请一实施例中的优化制冷剂的充注量的控制方法的简易流程示意图。

图6是本申请一实施例中的另一优化制冷剂的充注量的控制方法的简易流程示意图。

附图标记说明

冷水装置10

冷却塔20

第一入口21

第一出口22

室内换热机组30

第二入口31

第二出口32

冷凝器11

第一制冷剂入口210

第一制冷剂出口220

第一载冷剂入口230

第一载冷剂出口240

过冷通道250

蒸发机组12

第二蒸发器300

第三制冷剂入口310

第三制冷剂出口320

第三冷冻水入口330

第三冷冻水出口340

第一蒸发器400

第四制冷剂入口410

第四制冷剂出口420

第四冷冻水入口430

第四冷冻水出口440

第四气体出口450

膨胀阀500

压缩机600

吸气口610

出气口620

液位监测管700

高度方向H

第一高度值H1

第二高度值H2

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

下面结合附图，对本申请实施例进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

如图1所示，本申请涉及一种换热系统，该换热系统可用于降低室内环境的温度。

其中，换热系统包括冷水装置10、冷却塔20以及位于室内的室内换热机组30。冷却塔20用于存储载冷剂，并向冷水装置10提供载冷剂，载冷剂可以为水等液态介质。冷水装置10中充注有制冷剂，制冷剂可与冷却塔20提供的载冷剂在冷水装置10中进行热交换，以降低制冷剂的温度。室内换热机组30可向冷水装置10提供冷冻水，与载冷剂进行热交换后的制冷剂再与位于冷水装置10中的冷冻水进行热交换，制冷剂的温度升高，冷冻水的温度降低。之后，再将温度较低的冷冻水注入室内换热机组30，温度较低冷冻水可用于降低室内环境的温度。

如图2所示，必要时参考图1所示。冷水装置10包括冷凝器11、蒸发机组12、膨胀阀500和压缩机600。其中，蒸发机组12包括第一蒸发器400和第二蒸发器300。第二蒸发器300连接并连通第一蒸发器400，第一蒸发器400配置为向第二蒸发器300提供制冷剂，第二蒸发器300配置为向第一蒸发器400提供冷冻水。第一蒸发器400的换热效率大于第二蒸发器300。第二蒸发器300为板式换热器或者干式蒸发器。在本实施例中，第二蒸发器300为板式蒸发器。第二蒸发器300设有第三制冷剂出口320，第三制冷剂出口320连接并连通压缩机600。

通过设置包括第一蒸发器400和第二蒸发器300的蒸发机组12，第一蒸发器400和第二蒸发器300能够协调使用。第二蒸发器300的换热效率虽然小于第一蒸发器400的换热效率，但是板式换热器的第二蒸发器300的制冷剂的充注量较少，节约冷水装置10中制冷剂的充注量。第一蒸发器400和第二蒸发器300组合使用可提升冷水装置10的换热效率，减少制冷量的充注量，节约成本，减小冷水装置10对空间的占用。同时，使用为板式换热器的第二蒸发器300时，在第二蒸发器300中高速流动的气态的制冷剂可将混合在制冷剂中的油液一并带回压缩机600，避免油液的浪费。另一方面，可取消为第一蒸发器单独配置回油系统，节约成本。该回油方式可靠性高，保证了压缩机的安全。

冷凝器11设置于第一蒸发器400的下方，冷凝器11设有第一制冷剂出口220、第一制冷剂入口210、第一载冷剂入口230和第一载冷剂出口240。载冷剂可自第一载冷剂入口230流入冷凝器11，并自第一载冷剂出口240流出冷凝器11。制冷剂可自第一制冷剂入口210流入冷凝器11，并自第一制冷剂出口220流出冷凝器11。载冷剂和制冷剂在冷凝器11的内部进行热交换。在此过程中，制冷剂的温度降低，载冷剂的温度升高。第一制冷剂出口220连接并连通膨胀阀500的一端。膨胀阀500的另一端连接并连通蒸发机组12，冷凝器11和膨胀阀500配置为向蒸发机组12提供制冷剂。

冷却塔20与冷凝器11连接，以向冷凝器11提供载冷剂。冷却塔20设有第一出口22和第一入口21，载冷剂可自第一出口22流出冷却塔20，并自第一入口21流入冷却塔20。冷却塔20的第一入口21连接并连通冷凝器11的第一载冷剂出口240，第一出口22连接并连通冷凝器11的第一载冷剂入口230。

在本实施例中，第一蒸发器400设有第四制冷剂出口420、第四制冷剂入口410、第四冷冻水入口430、第四冷冻水出口440和第四气体出口450。制冷剂可自第四制冷剂入口410流入第一蒸发器400，并自第四制冷剂出口420和第四气体出口450流出第一蒸发器400。其中，制冷剂可自第四制冷剂入口410流入第一蒸发器400，经过热交换后，液态的制冷剂自第四制冷剂出口420流出第一蒸发器400，气态的制冷剂自第四气体出口450流出第一蒸发器400。冷冻水可自第四冷冻水入口430流入第一蒸发器400，并自第四冷冻水出口440流出第一蒸发器400。在此过程中，制冷剂的温度升高，冷冻水的温度降低。

需要说明的是，第四气体出口450设置于第一蒸发器400的顶部，以使气态的制冷剂能够通过第四气体出口450流出第一蒸发器400。第四制冷剂出口420设置于第一蒸发器400的底部，以使沉积于第一蒸发器400底部的液态的制冷剂能够通过第四制冷剂出口420流出第一蒸发器400。

第二蒸发器300设有第三制冷剂入口310、第三制冷剂出口320、第三冷冻水入口330和第三冷冻水出口340。制冷剂可自第三制冷剂入口310流入第二蒸发器300，并自第三制冷剂出口320流出第二蒸发器300。冷冻水可自第三冷冻水入口330流入第二蒸发器300，并自第三冷冻水出口340流出第二蒸发器300。在此过程中，制冷剂的温度升高，冷冻水的温度降低。

第一蒸发器400的第四制冷剂出口420连接并连通第二蒸发器300的第三制冷剂入口310。第一蒸发器400的第四冷冻水入口430连接并连通第二蒸发器300的第三冷冻水出口340。第一蒸发器400的第四气体出口450和第二蒸发器300的第三制冷剂出口320与压缩机600的吸气口610。第一蒸发器400的第四制冷剂入口410连接并连通膨胀阀500的另一端。第二蒸发器300的第三冷冻水入口330连接并连通室内换热机组30。

室内换热机组30与蒸发机组12连接，以向蒸发机组12提供冷冻水。室内换热机组30设有第二入口31和第二出口32。冷冻水自第二入口31流入室内换热机组30，并用于降低室内环境的温度。之后，再通过第二出口32流出室内换热机组30并进入冷水装置10，并与蒸发机组12中的制冷剂进行热交换，冷冻水的温度降低后，重新进入室内换热机组30，并形成冷冻水的循环。室内换热机组30的第二出口32连接并连通第二蒸发器300的第三冷冻水入口330，第二入口31连接并连通第一蒸发器400的第四冷冻水出口440。

在工作过程中，载冷剂自第一出口22流出冷却塔20，并自第一载冷剂入口230流入冷凝器11，并与其中的制冷剂进行热交换，载冷剂的温度升高。在冷凝器11中经过热交换的载冷剂，自冷凝器11的第一载冷剂出口240冷凝器11，并通过第一入口21重新汇集于冷却塔20中，并在冷却塔20中冷却降温，之后重新进入冷水装置10中进行热交换。其中，载冷剂的流动方向如图1和图3中虚线箭头所示。

冷冻水自第二出口32流出室内换热机组30，并自第三冷冻水入口330流入第二蒸发器300。在第二蒸发器300中进行热交换后，自第三冷冻水出口340流出第二蒸发器300。在第二蒸发器300中，冷冻水和制冷剂的流动方向相反，以提升两者的温差，从而提升换热效率。自第三冷冻水出口340流出的冷冻水自第四冷冻水入口430流入第一蒸发器400，并自第四冷冻水出口440流出第一蒸发器400，并通过第二入口31流入室内换热机组30，形成冷冻水的循环。其中，冷冻水的流动方向如图1和图3中点画线箭头所示。在此过程中，制冷剂的温度升高，冷冻水的温度降低。由于第二蒸发器300的换热效率低于第一蒸发器400的换热效率。因此，让冷冻水在较高的温度时，先行进入第二蒸发器300中，提升第二蒸发器300中的冷冻水和制冷剂的温度差，从而提升第二蒸发器300的换热效果，从而提升冷水装置10的换热效率。

制冷剂在冷凝器11、蒸发机组12、压缩机600和膨胀阀500之间循环。第四制冷剂入口410连接并连通膨胀阀500，自冷凝器11中流出的制冷剂流经膨胀阀500后，经过膨胀阀500的节流之后，自第四制冷剂入口410流至第一蒸发器400。第四制冷剂入口410设置于第一蒸发器400的上部，自第四制冷剂入口410流入的制冷剂通过喷淋的方式进入第一蒸发器400。第一蒸发器400中还充注有自室内换热机组30供应的冷冻水，制冷剂与冷冻水发生热交换，制冷剂的温度升高，冷冻水的温度降低。在此过程中，部分制冷剂因温度过高而气化。第四气体出口450连接并连通压缩机600的吸气口610，气态的制冷剂通过第四气体出口450流出第一蒸发器400，并通过吸气口610进入压缩机600被压缩。被压缩后制冷剂通过压缩机600的出气口620流出压缩机600，并流向与出气口620连接并连通的冷凝器11的第一制冷剂入口210，与位于冷凝器11中的载冷剂进行热交换，从而实现制冷剂的循环。冷凝器11中的制冷剂的温度降低，载冷剂的温度升高，实现热交换。在经过冷凝器11中的热交换的制冷剂自第一制冷剂出口220流出冷凝器11，并流向膨胀阀500，最终实现制冷剂的循环。制冷剂的流动方向如图1和图3中实线箭头所示。

进一步的，如图2所示，第二蒸发器300的第三制冷剂入口310位于第一蒸发器400的第四制冷剂出口420的下方，从而使得沉积于第一蒸发器400底部的制冷剂可因重力作用自第四制冷剂出口420流出第一蒸发器400，并顺利的进入第二蒸发器300。

在本实施例中，沿冷水装置10的高度方向H，自第三制冷剂入口310至第四制冷剂出口420的距离作为第一高度值H1，第二蒸发器300的高度作为第二高度值H2，第一高度值H1与第二高度值H2的比值大于等于1/2，并且，小于等于3。通过上述设置，使得自第一蒸发器400流入第二蒸发器300中的制冷剂能够由于压强作用持续上升，更好的与冷冻水进行热交换。并且，在制冷剂循环的过程中，压缩机600中的油液跟随制冷剂一起流动循环，并沉积于第一蒸发器400中。在制冷剂通过第四制冷剂出口420流入第二蒸发器300的过程中，油液能够跟随制冷剂一起流动，并最终回到压缩机600。同时保证第一蒸发器400和第二蒸发器300之间的合理的位置关系，保证冷水装置10占用较为合理的空间。

在本实施例中，第一蒸发器400为降膜式换热器，降膜式换热器所需的制冷剂的充注量相对较少，有利于节约成本，当然，在其他实施例中，第一蒸发器400还可以为满液式换热器。当第一蒸发器400为降膜式换热器时，将第一蒸发器400的制冷量与第二蒸发器300的制冷量的比值作为第一比值，第一比值大于等于0.8，并且，小于等于6。在上述设置中，第二蒸发器300其的换热效率低于第一蒸发器400的换热效率，但是第二蒸发器300的可以带动油液回流至压缩机600，同时第二蒸发器300所需的制冷剂的充注量较少。而第一蒸发器400虽然需要的制冷剂的充注量较大，但其换热效率高，并且，当其体积控制在一定范围时，其成本较低。因此，需要对第一蒸发器400的制冷量和第二蒸发器300的制冷量的比值进行控制，从而得到优化制冷剂的充注量、减少成本、体积，并且换热效率较高的方案。通过大量实验表明，当第一比值在上述范围内时，冷水装置10的体积较少、成本较低、制冷剂的充注量较少，同时，换热效率较高。在本实施例中，第一比值为1。当然，在其他实施例中，第一比值还可以为0.8、0.9、1.5、2、2.5、3、4、5、5.5、5.9等大于等于0.8，并且小于6的任意值。

当第一蒸发器400为满液式换热器时，将第一蒸发器400的制冷量与第二蒸发器300的制冷量的比值作为第二比值，第二比值大于等于1，并且，小于等于3。通过大量实验表明，当第一蒸发器400为满液式换热器时，第二比值在上述范围内时，冷水装置10的体积较少、成本较低、制冷剂的充注量较少，同时，换热效率较高。第一比值可以为1、1.5、2、2.5、3等大于等于1，并且小于3的任意值。

进一步的，冷水装置10还包括控制器(未图示)、压力传感器(未图示)和第一温度传感器(未图示)。压力传感器、第一温度传感器和膨胀阀500均电连接于控制器。压力传感器连通压缩机600的吸气口610。压力传感器可设置于第四气体出口450。或者，压力传感器也可设置于压缩机600的吸气口610，其配置为检测自吸气口610进入压缩机600的制冷剂的压力值，并配置为发送压力值。需要说明的是，由于压缩机600的吸气口610和第四气体出口450连接并连通，因此，两种设置压力传感器的方式，检测到的压力值相同。第一温度传感器连接第三制冷剂出口320，其配置为检测自第三制冷剂出口320流出的液态制冷剂的第一实时温度值，并配置为发送第一实时温度值。控制器配置为接收压力值和第一实时温度值，并配置为根据压力值和所第一实时温度值调节膨胀阀500的开度。

在上述设置中，通过压力值和第一实时温度值调节膨胀阀500的开度，可调节制冷剂的充注量，从而提升冷水装置10的换热性能，使得制冷剂的起到最佳的换热作用，避免能量或者制冷剂的浪费。

在本实施例中，控制器配置为根据压力值得到标准饱和温度值，压力值和标准饱和温度值正相关。在一个固定的压力值的情况下，制冷剂的标准饱和温度值为一固定的数值，压力值越大，标准饱和温度值也越大；反之，压力值越小，标准饱和温度值也越小。当标准温度值大于标准饱和温度值与预设过热度之和时，控制器配置为控制膨胀阀500的开度增大。当标准温度值小于标准饱和温度值与预设过热器之差时，控制器配置为控制膨胀阀500的开度减小。

在上述设置中，当标准温度值大于标准饱和温度值与预设过热度之和时，说明自第二蒸发器300流出的制冷剂的温度过高，制冷剂的充注量过少，那么，则需要调大膨胀阀500的开度，使得蒸发机组12中的制冷剂的含量提升，更多的制冷剂进入蒸发机组12，并与位于其中的冷冻水进行热交换。反之，当标准温度值小于标准饱和温度值与预设过热度之差时，说明自第二蒸发器300流出的制冷剂的温度过低，制冷剂的充注量过多，部分制冷剂没有得到充分的换热。那么，则需要条调小膨胀阀500的开度，使得蒸发机组12中的制冷剂的含量降低，少部分制冷剂进入蒸发机组12，并与位于其中的冷冻水进行热交换。

通过实验表明，当预设过热度大于等于1℃，并且，小于等于3℃。举例说明，假设预设过热度为1℃时，当第一实时温度值＞标准饱和温度值+1℃时，控制器配置为控制膨胀阀500的开度增大。当第一实时温度值＜标准饱和温度值-1℃，控制器配置为控制膨胀阀500的开度减小。通过上述设置，制冷剂能够得到较为充分的利用，同时，膨胀阀500也不会因为过于频繁的调整而受到损伤。当然，预设过热度还可以为1.2℃、1.4℃、1.6℃、2℃、2.5℃、2.8℃等数值。

进一步的，如图4所示，在本实施例中，第一蒸发器400的下部配置为承载液态的制冷剂，第一蒸发器400的中上部配置为承载气态的制冷剂。蒸发机组12中设置有液位监测管700，液位监测管700的一端连接并连通第三制冷剂入口310，液位监测管700的另一端连接并连通第一蒸发器400的中上部。换言之，液位监测管700的一端连接至蒸发机组12中的制冷剂的最低液位点，另一端连通第一蒸发器400中的气体的部分，从而使得通过检测液位监测管700中的液位的高度，便可以确定蒸发机组12中制冷剂的液位高度值。

冷水装置10还包括液位传感器，液位传感器电连接于控制器。液位传感器配置为检测液位监测管700中的制冷剂的液位高度值，并配置为发送液位高度值。控制器配置为接收液位高度值，并配置为根据液位高度值调节膨胀阀500的开度。

在上述设置中，根据蒸发机组12中的制冷剂的液位高度值调节膨胀阀500的开度，从而起到调节制冷剂的充注量的作用，从而提升冷水装置10的换热性能，使得制冷剂的起到最佳的换热作用，避免能量或者制冷剂的浪费。

进一步的，如图1、图2和图4所示，将第一蒸发器400的底端的水平高度作为第一标准液位值，将第二蒸发器300的高度的作为第二高度值H2，将第二高度值的1/4作为比较值。当液位高度值大于第一标准液位值与比较值之和时，控制器配置为控制膨胀阀500的开度减小。当液位高度值小于第一标准液位值与比较值之差时，控制器配置为控制膨胀阀500的开度增大。

在上述设置中，当液位高度值大于第一标准液位值与比较值之和时，说明蒸发机组12中的制冷剂的含量过多，部分制冷剂没有得到充分的换热。那么，则需要条调小膨胀阀500的开度，使得蒸发机组12中的制冷剂的含量降低，从而使得更少的制冷剂进入蒸发机组12，并与位于其中的冷冻水进行热交换。当液位高度值小于第一标准液位值与比较值之差时，说明蒸发机组12中的制冷剂的充注量过少，那么，则需要调大膨胀阀500的开度，使得蒸发机组12中的制冷剂的含量提升，从而使得更多的制冷剂进入蒸发机组12，并与位于其中的冷冻水进行热交换。通过上述设置，制冷剂能够得到较为充分的利用，同时，膨胀阀500也不会因为过于频繁的调整而受到损伤。

进一步的，将第一制冷剂出口220和膨胀阀500连通的管道作为过冷通道250，换言之，冷凝器11的第一制冷剂出口220和膨胀阀500通过过冷通道250过连接并连通。当过冷通道250中出现气泡时，控制器配置为控制膨胀阀500的开度增大。在上述设置中，当过冷通到中出现气泡，说明供应的制冷剂的含量过少，那么，则需要增大膨胀阀500的开度，使得更多制冷剂进入第一蒸发器400。同时，向冷水装置10中充注制冷剂，直至无气体进入冷凝器11，即过冷通道250中不存在气泡，使得更多的制冷剂能够进入到蒸发机组12中进行热交换，有利于提升冷水装置10的换热效率。在本实施例中，可额外增设制冷剂补充系统，制冷剂补充系统电连接于控制器，控制器可控制制冷剂补充系统向冷水装置10充注制冷剂。当过冷通道250中有气泡时，控制器控制制冷剂补充系统向冷水装置充注制冷剂，直至过冷通道250中不再有气泡。当然，也可以人为对其进行充注。

如图5所示，本申请还公开了一种优化制冷剂的充注量的控制方法，该控制方法可应用于上述冷水装置。控制方法包括：

步骤1000：检测自第一制冷剂出口220流出的制冷剂的第二实时温度值。可通过在第一制冷剂出口220增设第二温度传感器，第二温度传感器和控制器电连接。第二温度传感器配置为检测自第一制冷剂出口220流出的制冷剂的第二实时温度值，并将该第二实时温度值发送至控制器。当然，也可以是人为对自第一制冷剂出口220流出的制冷剂的第二实时温度值进行检测。

步骤1100：判断所第二实时温度值与预设温度值的关系。在本实施例中，通过控制器对第二实时温度值与预设温度值进行比较。

步骤1200：当第二实时温度值小于预设温度值时，向冷水装置10中充注制冷剂。当第二实时温度值大于等于预设温度值时，将此时的制冷剂的充注量标记为最优充注量。需要说明的是，预设温度值可以为制冷剂的饱和温度。当然，也可以略低于其饱和温度。可通过判断当不断增加制冷剂的充注量但第二实时温度值不发生明显变化的方式，确定其饱和温度。

在上述过程中，通过不停的添加制冷剂的方式，第一制冷剂出口220流出的制冷剂的第二实时温度值会不断提升，例如从0℃提升至6℃，最后不在发生明显变化。

通过上述设置，对制冷剂的充注量进行控制，提升制冷剂和冷水装置的换热效率。

如图6所示，本申请还公开了一种优化制冷剂的充注量的控制方法，该控制方法可应用于上述冷水装置。控制方法包括：

步骤2000：确定压缩机的负荷。

步骤2100：调节冷水装置中的制冷剂的充注量。此时，液位监测管中的制冷剂的液位升高。

步骤2200：当第三制冷出口的温度等于标准饱和温度，且自第三制冷剂出口320流出的制冷剂均为气态时，将此时的液位高度值标记所述负荷下的制冷剂的标准液位高度。

在设计阶段，为了优化制冷剂的充注量，通过不断调节压缩机的负荷，并得到该符合下对应的制冷剂的标准液位高度。当对符合进行多次取值后，便可根据两点中间值法得到各个负荷下的标准液位高度，便于用户后续充注合适含量的制冷剂。举例说明，先确定负荷为100％，调节制冷剂的充注量，制冷剂的液位升高，当自第三制冷剂出口320流出的制冷剂为饱和状态(制冷剂的温度为饱和温度，自第三制冷剂出口320流出的制冷剂均为气态)时，将此时的液位监测管中的制冷剂的液位高度作为标准液位高度值。再依次确定负荷为75％时的标准也为高度值、负荷为50％时的标准也为高度值、负荷为25％时的标准也为高度值。以上所述仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请做任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (13)

1.一种冷水装置，其特征在于，所述冷水装置包括压缩机和蒸发机组，所述压缩机连接所述蒸发机组；所述蒸发机组包括第一蒸发器和第二蒸发器；所述第一蒸发器的换热效率大于所述第二蒸发器；

所述第二蒸发器连接并连通所述第一蒸发器，所述第一蒸发器配置为向所述第二蒸发器提供制冷剂，所述第二蒸发器配置为向所述第一蒸发器提供冷冻水；

所述第二蒸发器为板式换热器或者干式蒸发器；所述第二蒸发器设有第三制冷剂出口，所述第三制冷剂出口连接并连通所述压缩机；

所述第一蒸发器设有第四制冷剂出口，所述第四制冷剂出口开设于第一蒸发器的底部；

所述第二蒸发器还设有第三制冷剂入口，所述第三制冷剂入口连接并连通所述第四制冷剂出口，并且，所述第三制冷剂入口位于所述第四制冷剂出口的下方；

沿所述冷水装置的高度方向，自所述第三制冷剂入口至所述第四制冷剂出口的距离作为第一高度值，所述第二蒸发器的高度作为第二高度值，所述第一高度值与所述第二高度值的比值大于等于1/2，并且，小于等于3。

2.如权利要求1所述的冷水装置，其特征在于，所述第一蒸发器还设有第四气体出口，所述第四气体出口开设于所述第一蒸发器的顶部；

所述第四气体出口连接并连通所述压缩机的吸气口。

3.如权利要求2所述的冷水装置，其特征在于，所述冷水装置还包括膨胀阀和冷凝器；

所述冷凝器设有第一制冷剂出口，所述第一制冷剂出口连接并连通所述膨胀阀的一端，所述膨胀阀的另一端连接并连通所述蒸发机组，所述冷凝器和所述膨胀阀配置为向所述蒸发机组提供制冷剂；

所述冷水装置还包括控制器、压力传感器和第一温度传感器，压力传感器、第一温度传感器和膨胀阀均电连接于所述控制器；

所述压力传感器连通所述压缩机的所述吸气口，其配置为检测自所述吸气口进入所述压缩机的制冷剂的压力值，并配置为发送所述压力值；

所述第一温度传感器连接所述第三制冷剂出口，其配置为检测自所述第三制冷剂出口流出的制冷剂的第一实时温度值，并配置为发送所述第一实时温度值；

所述控制器配置为接收所述压力值和所述第一实时温度值，并配置为根据所述压力值和所述第一实时温度值调节所述膨胀阀的开度。

4.如权利要求3所述的冷水装置，其特征在于，所述控制器配置为根据所述压力值得到标准饱和温度值，所述压力值和所述标准饱和温度值正相关；

当所述第一实时温度值大于所述标准饱和温度值与预设过热度之和时，所述控制器配置为控制所述膨胀阀的开度增大；

当所述第一实时温度值小于所述标准饱和温度值与预设过热器之差时，所述控制器配置为控制所述膨胀阀的开度减小。

5.如权利要求4所述的冷水装置，其特征在于，所述预设过热度大于等于1℃，并且，小于等于3℃。

6.如权利要求4所述的冷水装置，其特征在于，所述第一蒸发器设有第四制冷剂出口，所述第四制冷剂出口开设于第一蒸发器的底部，所述第一蒸发器的下部配置为承载液态的制冷剂，所述第一蒸发器的中上部配置为承载气态的制冷剂；所述第二蒸发器还设有第三制冷剂入口，所述第三制冷剂入口连接并连通所述第四制冷剂出口；

所述蒸发机组中设置有液位监测管，所述液位监测管的一端连接并连通所述第三制冷剂入口，所述液位监测管的另一端连接并连通所述第一蒸发器的所述中上部；

所述冷水装置还包括膨胀阀、冷凝器、液位传感器和控制器，所述膨胀阀和液位传感器均电连接于所述控制器；

所述冷凝器设有第一制冷剂出口，所述第一制冷剂出口连接并连通所述膨胀阀的一端，所述膨胀阀的另一端连接并连通所述蒸发机组，所述冷凝器和所述膨胀阀配置为向所述蒸发机组提供制冷剂；

所述液位传感器配置为检测所述液位监测管中的制冷剂的液位高度值，并配置为发送所述液位高度值；

所述控制器配置为接收所述液位高度值，并配置为根据所述液位高度值调节所述膨胀阀的开度。

7.如权利要求6所述的冷水装置，其特征在于，将所述第一蒸发器的底端的水平高度作为第一标准液位值，将所述第二蒸发器的高度作为第二高度值，将第二高度值的1/4作为比较值；

当所述液位高度值大于所述第一标准液位值与所述比较值之和时，所述控制器配置为控制所述膨胀阀的开度减小；

当所述液位高度值小于所述第一标准液位值与所述比较值之差时，所述控制器配置为控制所述膨胀阀的开度增大。

8.如权利要求1所述的冷水装置，其特征在于，所述冷水装置还包括膨胀阀、冷凝器、控制器和制冷剂补充系统；

所述冷凝器设有第一制冷剂出口，所述第一制冷剂出口连接并连通所述膨胀阀的一端，所述膨胀阀的另一端连接并连通所述蒸发机组，所述冷凝器和所述膨胀阀配置为向所述蒸发机组提供制冷剂；

所述冷凝器的所述第一制冷剂出口和所述膨胀阀通过过冷通道过连接并连通；

当所述过冷通道中出现气泡时，所述控制器配置为控制所述膨胀阀的开度增大，并配置为控制所述制冷剂补充系统向所述冷水装置中充注制冷剂。

9.如权利要求1所述的冷水装置，其特征在于，所述第一蒸发器为降膜式换热器或者满液式换热器。

10.如权利要求9所述的冷水装置，其特征在于，当所述第一蒸发器为所述降膜式换热器时，将所述第一蒸发器的制冷量与所述第二蒸发器的制冷量的比值作为第一比值，所述第一比值大于等于0.8，并且，小于等于6；

当所述第一蒸发器为所述满液式换热器时，将所述第一蒸发器的制冷量与所述第二蒸发器的制冷量的比值作为第二比值，所述第二比值大于等于1，并且，小于等于3。

11.如权利要求10所述的冷水装置，其特征在于，当所述第一蒸发器为所述降膜式换热器时，所述第一比值为1。

12.一种优化制冷剂的充注量的控制方法，其特征在于，所述控制方法可应用于如权利要求3所述的冷水装置；

所述控制方法包括：

检测自所述第一制冷剂出口流出的制冷剂的第二实时温度值；

判断所述第二实时温度值与预设温度值的关系；

当所述第二实时温度值小于预设温度值时，向所述冷水装置中充注制冷剂；当所述第二实时温度值大于等于预设温度值时，将此时的制冷剂的充注量标记为最优充注量。

13.一种优化制冷剂的充注量的控制方法，其特征在于，所述控制方法可应用于如权利要求6所述的冷水装置；所述控制方法包括：

确定压缩机的负荷；

调节冷水装置中的制冷剂的充注量；

当所述第三制冷出口的温度等于标准饱和温度值，且自第三制冷剂出口流出的制冷剂均为气态时，将此时的液位高度值标记为所述负荷下的制冷剂的标准液位高度。

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