CN204555466U - 冷水机组的负荷调节系统、冷水机组和中央空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种冷水机组的负荷调节系统、冷水机组和中央空调。该冷水机组的负荷调节系统包括：检测单元，连接至冷水机组，并检测用户热负荷变化速率；控制器(5)，连接至检测单元，根据检测单元检测到的用户热负荷变化速率控制冷水机组的负荷。根据本实用新型的负荷调节系统，能够根据用户热负荷变化速率选择合适的冷水机组负荷，提高冷水机组运行的可靠性和稳定性。

Description

冷水机组的负荷调节系统、冷水机组和中央空调

技术领域

本实用新型涉及冷水机组负荷调节技术领域，具体而言，涉及一种冷水机组的负荷调节系统、冷水机组和中央空调。

背景技术

在大型中央空调水系统中，当用户热负荷突然或在一定的时间周期内产生明显变化时，根据中央空调水系统的调节方式不同，会引起冷冻水温或冷冻水流量的变化，从而要求制冷机组能根据变化迅速做出相应调节。

目前对于普通离心式冷水机组来说，由于离心式压缩机为速度型压缩机，其负荷调节仅仅依靠导叶控制，很难根据工况变化快速调节机组负荷。相对而言，对于变频离心式压缩机，由于其转速是可调节的，机组运行范围较宽，因此在工况变化较慢时可以根据冷冻水温的变化调节机组负荷，实现平稳运行。然而，虽然这种压缩机可以满足工况变化较为平缓的情况，但对于用户热负荷突变的情况，特别是在用户热负荷由大减小时，压缩机难以从高负荷运行状态快速大幅度卸载，往往导致机组在用户降低了负荷需求时依然运行在较大负荷状态，从而出现待机情况。这就导致在实际运行中随着用户热负荷的减小造成机组频繁启停的问题，目前还未见切实有效的解决办法。

专利号为CN200520119652.3的专利公开了一种具有卸载装置的空调系统，但该专利仅是通常空调系统负荷卸载常用的手段，没有针对负荷突变的情况提出有效的解决办法，因此该空调系统无法使压缩机短期内大幅度卸载以满足负荷突变。

实用新型内容

本实用新型实施例中提供一种冷水机组的负荷调节系统、冷水机组和中央空调，能够根据用户热负荷变化率控制冷水机组的负荷，提高冷水机组运行的可靠性和稳定性。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种冷水机组的负荷调节系统，冷水机组包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，负荷调节系统包括：检测单元，连接至冷水机组，并检测用户热负荷变化速率；控制器，连接至检测单元，根据检测单元检测到的用户热负荷变化速率控制冷水机组的负荷。

作为优选，控制器连接至压缩机，并根据用户热负荷变化速率控制压缩机卸载不同的负荷量。

作为优选，检测单元包括连接至蒸发器的冷冻进水温度传感器、冷冻水流量传感器或者蒸发器压力传感器，检测单元与控制器之间连接有A/D模拟转换器。

作为优选，检测单元包括蒸发器压力传感器，负荷调节系统还包括比较器，比较器连接在蒸发器压力传感器和控制器之间，比较器内置有速率预设器，速率预设器包括第一速率预设值和第二速率预设值，比较器用于将蒸发器压力传感器检测到的压力下降速率分别与第一速率预设值和第二速率预设值比较，并将比较结果输送至控制器。

作为优选，检测单元还包括周期设定单元，检测单元根据周期设定单元设定的周期计算蒸发器的压力下降速率。

作为优选，蒸发器压力传感器设置在蒸发器的安全阀的球阀上。

根据本实用新型的再一方面，提供了一种冷水机组，包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，还包括上述的冷水机组的负荷调节系统。

根据本实用新型的再一方面，提供了一种中央空调，包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，还包括上述的冷水机组的负荷调节系统。

应用本实用新型的技术方案，冷水机组的负荷调节系统包括：检测单元，连接至冷水机组，并检测用户热负荷变化速率；控制器，连接至检测单元，根据所述检测单元检测到的用户热负荷变化速率控制控制冷水机组的负荷。在冷水机组工作的过程中，可以根据用户热负荷变化速率选择合适的冷水机组负荷调节量，使得冷水机组可以根据不同的用户热负荷变化速率选择合适的负荷，使冷水机组的负荷与用户热负荷保持一致，提高冷水机组运行的可靠性和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的冷水机组的负荷调节系统的结构原理图；

图2是本实用新型实施例的冷水机组的负荷调节系统的控制结构图；；

图3是本实用新型实施例的冷水机组的负荷调节方法的控制原理图；

图4是本实用新型实施例的冷水机组的负荷调节方法的工作流程图。

附图标记说明：

1、压缩机；2、冷凝器；3、节流阀；4、蒸发器；5、控制器；6、蒸发器压力传感器；7、A/D模拟转换器；8、比较器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

参见图1至图4所示，根据本实用新型的实施例，冷水机组包括压缩机1、冷凝器2、节流阀3和蒸发器4，冷水机组的负荷调节系统包括：检测单元，连接至冷水机组，并检测用户热负荷变化速率；控制器5，连接至检测单元，根据检测单元检测到的用户热负荷变化速率控制冷水机组的负荷。

在冷水机组工作的过程中，可以根据用户热负荷变化速率选择合适的冷水机组的负荷调节量，使得冷水机组可以根据不同的用户热负荷变化速率选择合适的负荷，使冷水机组的负荷与用户热负荷保持一致，提高冷水机组运行的可靠性和稳定性。

控制器5连接至压缩机1，并根据用户热负荷变化速率控制压缩机1卸载不同的负荷量。在本实施例中，控制器5为MCU微程序控制器。

当用户热负荷变化时，根据中央空调水系统的差别，会从蒸发器侧冷冻进水温度(即从用户侧的回水温度)或者冷冻水流量体现并影响到机组。当用户热负荷突然或在一定时间段由大减小时，冷冻进水温度或冷冻水流量相应降低，而机组蒸发器4内的压力对该变化较为敏感，响应时间短，因此快速随之降低。基于上述分析，在确定用户热负荷变化速率时，可以通过蒸发器侧冷冻进水温度变化速率、冷冻水流量变化速率或者是蒸发器4内的压力下降速率来体现用户热负荷变化速率。

因此，检测单元可以包括连接至蒸发器4的冷冻进水温度传感器、冷冻水流量传感器或者蒸发器压力传感器6，检测单元与控制器5之间连接有A/D模拟转换器7，可以将模拟信号转换为数字信号之后传送给控制器5，然后控制器根据传感器检测到的数据确定用户热负荷变化速率，并根据用户热负荷变化速率对冷水机组的负荷进行调整。

在本实施例中，检测单元包括蒸发器压力传感器6，负荷调节系统还包括比较器8，比较器8连接在蒸发器压力传感器6和控制器5之间，比较器8内置有速率预设器，速率预设器包括第一速率预设值和第二速率预设值，比较器8用于将蒸发器压力传感器6检测到的压力下降速率Ve分别与第一速率预设值V1和第二速率预设值V2进行比较，并将比较结果输送至控制器5，控制器5可以根据比较结果的不同选择不同的压缩机负荷卸载量，更好地适应工况变化。

检测单元还可以包括周期设定单元，检测单元根据周期设定单元设定的周期计算蒸发器4的压力下降速率。工作人员可以通过该周期设定单元设定蒸发器4的压力检测周期。当然，检测单元也可以不设定蒸发器4内的压力检测周期，而是设定一个压力变化差值，并在蒸发器4内的压力变化达到设定的压力变化差值时，计算达到该压力变化差值的时间，并据此来计算蒸发器4内的压力下降速率。

优选地，蒸发器压力传感器6设置在蒸发器4的安全阀的球阀上，能够更加实时快速地对蒸发器4内的压力值进行检测。蒸发器压力传感器6也可以安装在其他与蒸发器4相连通的位置上。在蒸发器压力传感器6检测蒸发器4内的压力的同时，会将这些检测数据传送至MCU微程序控制器，并储存至MCU微程序控制器内的存储器RAM，然后MCU微程序控制器可以通过对比蒸发器4内的压力的实时变化速率调节压缩机负荷。

结合参见图3和图4所示，冷水机组包括压缩机1、冷凝器2、节流阀3和蒸发器4，冷水机组的负荷调节方法包括：步骤S1：检测用户热负荷变化速率；步骤S2：根据用户热负荷变化速率控制冷水机组的负荷。

通过对不同的用户热负荷变化速率选择合适的冷水机组负荷，可以使用户热负荷与冷水机组的负荷快速保持一致，提高冷水机组运行的可靠性和稳定性。

根据用户热负荷变化速率控制所述冷水机组的负荷的步骤，具体表现为根据用户热负荷变化速率对压缩机1卸载不同的负荷量。

步骤S1包括：步骤S11：检测预设周期t内的蒸发器4内的压力初始值P1和压力最终值P2；步骤S12：根据检测到的蒸发器4内的压力值确定蒸发器4内的压力下降速率Ve。其中压力下降速率Ve＝(P2-P1)/t。

步骤S2包括：步骤S21：将压力下降速率Ve分别与预先设定的第一速率预设值V1和第二速率预设值V2进行比较：步骤S22：当Ve≤V1时，压缩机1的负荷减小X1；当V1≤Ve≤V2时，压缩机1的负荷减小X2；当Ve≥V2时，压缩机1的负荷减小X3；其中，X1＜X2＜X3。当然，也可以根据实际的需要划分更多的比较区段，每个比较区段对应于不同的速率预设值，从而能够对压缩机1的负荷卸载进行更加细微准确的调整。

上述的控制触发后，优先级大于压缩机1的正常调节，因此当冷水机组的热负荷发生突变时，进入负荷调节控制以后，控制器5可以根据蒸发器4内的压力下降速率给予压缩机1不同程度的强制卸载命令，从而强制降低压缩机1的负荷。当压力下降速率Ve较大时，即蒸发器4的压力下降很快时，压缩机1可以以较大幅度减小负荷，以适应工况变化；当压力下降速率Ve较小时，压缩机1可以以较小幅度减小负荷。压力下降速率Ve越大，压缩机1的负荷调节的幅度也越大，因此可以根据冷水机组的热负荷变化选择合适的卸载量，具有更好的灵活性，可以更加有效地保证压缩机1的稳定可靠工作。

根据本实用新型的实施例，提供了一种冷水机组，包括压缩机1、冷凝器2、节流阀3和蒸发器4，还包括上述的冷水机组的负荷调节系统。

根据本实用新型的实施例，提供了一种中央空调，包括压缩机1、冷凝器2、节流阀3和蒸发器4，还包括上述的冷水机组的负荷调节系统。

从上述描述可以看出，本实用新型具有以下优点：

1.能使离心式冷水机组在工程应用中根据工况变化自动调节冷水机组运行情况，提高冷水机组自动控制能力；

2.当用户热负荷突然减小时，能迅速做出相应调节以适应工况变化，提高了冷水机组的可靠性，避免了频繁启停的问题，使冷水机组能在全工况运行范围内均平稳运行。

当然，以上是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种冷水机组的负荷调节系统，所述冷水机组包括压缩机(1)、冷凝器(2)、节流阀(3)和蒸发器(4)，其特征在于，所述负荷调节系统包括：

检测单元，连接至所述冷水机组，并检测用户热负荷变化速率；

控制器(5)，连接至所述检测单元，根据所述检测单元检测到的所述用户热负荷变化速率控制所述冷水机组的负荷。

2.根据权利要求1所述的冷水机组的负荷调节系统，其特征在于，所述控制器(5)连接至所述压缩机(1)，并根据所述用户热负荷变化速率控制所述压缩机(1)卸载不同的负荷量。

3.根据权利要求2所述的负荷调节系统，其特征在于，所述检测单元包括连接至所述蒸发器(4)的冷冻进水温度传感器、冷冻水流量传感器或者蒸发器压力传感器(6)，所述检测单元与所述控制器(5)之间连接有A/D模拟转换器(7)。

4.根据权利要求3所述的负荷调节系统，其特征在于，所述检测单元包括所述蒸发器压力传感器(6)，所述负荷调节系统还包括比较器(8)，所述比较器(8)连接在所述蒸发器压力传感器(6)和所述控制器(5)之间，所述比较器(8)内置有速率预设器，所述速率预设器包括第一速率预设值和第二速率预设值，所述比较器(8)用于将所述蒸发器压力传感器(6)检测到的压力下降速率分别与所述第一速率预设值和第二速率预设值比较，并将比较结果输送至所述控制器(5)。

5.根据权利要求4所述的负荷调节系统，其特征在于，所述检测单元还包括周期设定单元，所述检测单元根据所述周期设定单元设定的周期计算所述蒸发器(4)的压力下降速率。

6.根据权利要求4所述的负荷调节系统，其特征在于，所述蒸发器压力传感器(6)设置在所述蒸发器(4)的安全阀的球阀上。

7.一种冷水机组，包括压缩机(1)、冷凝器(2)、节流阀(3)和蒸发器(4)，其特征在于，还包括权利要求1至6中任一项所述的冷水机组的负荷调节系统。

8.一种中央空调，包括压缩机(1)、冷凝器(2)、节流阀(3)和蒸发器(4)，其特征在于，还包括权利要求1至6中任一项所述的冷水机组的负荷调节系统。