CN214148452U - 冷水机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种冷水机组，包括压缩机、冷凝器、第一节流元件、蒸发器，冷媒由压缩机的出气口依次流经冷凝器、第一节流元件、蒸发器并经由压缩机的进气口流回压缩机内形成离心机组的冷媒循环，还包括旁通管路，旁通管路的第一端与压缩机的出气口连接，旁通管路的第二端与蒸发器的冷媒管路连通以实现压缩机的出气口与蒸发器的可选择贯通。根据本实用新型，在压缩机的出气口与蒸发器之间设置旁通管路，能够在预设条件下导通旁通管路，增大压缩机流量、降低压缩机压比，从而保证磁悬浮轴承的稳定运转，降低轴承的损伤几率并提升机组的使用寿命。

Description

冷水机组

技术领域

本实用新型属于空气调节技术领域，具体涉及一种冷水机组。

背景技术

磁悬浮离心机组具备很多先天的优势：其一是产品不使用机械轴承，没有机械摩擦；其二是不用油，完全消除油对制冷系统的换热效率影响；其三是转速快，这三大优势共同促使磁悬浮离心机组比常规产品的效率高出35％～60％。

目前磁悬浮离心机组已广泛应用于水冷机组，其技术已趋于成熟，磁悬浮离心机在风冷机组上的应用成为发展方向，当压缩机发生喘振时，其处于失速运行状态，此时的磁悬浮轴承将处于不稳定状态，长期运行将会导致轴承的损伤，减少机组的使用寿命。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种冷水机组，在压缩机的出气口与蒸发器之间设置旁通管路，能够在预设条件下导通旁通管路，增大压缩机流量、降低压缩机压比，从而保证磁悬浮轴承的稳定运转，降低轴承的损伤几率并提升机组的使用寿命。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种冷水机组，包括压缩机、冷凝器、第一节流元件、蒸发器，冷媒由所述压缩机的出气口依次流经所述冷凝器、第一节流元件、蒸发器并经由所述压缩机的进气口流回所述压缩机内形成离心机组的冷媒循环，还包括旁通管路，所述旁通管路的第一端与所述压缩机的出气口连接，所述旁通管路的第二端与所述蒸发器的冷媒管路连通以实现所述压缩机的出气口与所述蒸发器的可选择贯通。

优选地，所述旁通管路上设有第一电磁阀。

优选地，所述旁通管路与所述压缩机的出气口连接于第一位置，所述第一位置与所述冷凝器之间的管路上设置有止回阀。

优选地，所述冷水机组还包括压力平衡管路，所述压力平衡管路的第一端连接于所述第一电磁阀与所述第一位置之间的旁通管路上，所述压力平衡管路的第二端与所述压缩机的进气口连通以实现所述压缩机的出气口与进气口的可选择贯通。

优选地，所述压力平衡管路上设置有第二电磁阀。

优选地，所述冷水机组还包括电机冷却管路，所述电机冷却管路能够将由所述冷凝器流出的冷媒引导至所述压缩机的电机处并经由所述蒸发器回流至所述压缩机的进气口。

优选地，在所述电机冷却管路中的冷媒流通路径上，在进入所述压缩机的所述电机冷却管路的管段上设有第二节流元件。

优选地，所述冷水机组还具有补气管路，所述第一节流元件与所述冷凝器之间的管路上设有经济器5，所述压缩机具有补气口，所述补气管路能够将所述经济器5中的气态冷媒引导至所述补气口。

本实用新型还提供一种冷水机组的控制方法，用于控制上述的冷水机组，包括如下步骤：

在压缩机运行过程中，获取压缩机的实时运行频率Fs、压缩机实时最小运行频率Fmin、压缩机最大设计运行频率Fmax以及第一预设频率值Fy；

比较Fs与Fmin的大小关系以及(Fmax-Fmin)与Fy的大小关系；

当Fs≥Fmin且(Fmax-Fmin)＜Fy时，控制旁通管路导通。

优选地，当Fs＜Fmin时，控制压缩机升频运行，并控制旁通管路处于截断状态；和/或，

当(Fmax-Fmin)≥Fy时，制旁通管路处于截断状态。

优选地，当旁通管路导通后，再次获取压缩机的压缩机实时最小运行频率Fmin以及第二预设频率值Fz，Fz＝Fy+δ，其中δ＞0；

比较(Fmax-Fmin)与Fz的大小关系；

当(Fmax-Fmin)≥Fz时，控制旁通管路截断；或者，

当(Fmax-Fmin)＜Fz时，控制旁通管路保持导通。

本实用新型还提供一种冷水机组的控制方法，用于控制上述的冷水机组，包括如下步骤：

获取压缩机的运行状态信号，

当所述运行状态信号为压缩机启动信号时，获取冷凝器的第一压力值Ph、蒸发器的第二压力值Pl、压力差阈值△P、压缩机中的电机实时温度Ts、电机温度预设限值Ty；

比较(Ph-Pl)与△P的大小关系以及Ts与Ty的大小关系；

当(Ph-Pl)＜△P且Ts＜Ty时，控制压缩机启动运转。

优选地，当所述运行状态为压缩机启动状态时，在控制压缩机启动运转之前还包括控制第一节流元件开启预设开度。

优选地，当所述运行状态信号为压缩机停机信号时，控制第一节流元件关闭，控制压力平衡管路以及电机冷却管路贯通、止回阀截断。

本实用新型提供的一种冷水机组，在压缩机的出气口与蒸发器之间设置旁通管路，能够在预设条件下导通旁通管路，从而增大压缩机流量、进而降低压缩机压比，这样能够使磁悬浮轴承处于一个相对较小的压比工况下，从而保证磁悬浮轴承的稳定运转，降低轴承的损伤几率并提升机组的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的冷水机组的系统结构示意图；

图2为本实用新型另一种实施例的冷水机组的控制方法的逻辑流程图。

附图标记表示为：

1、压缩机；2、冷凝器；21、止回阀；3、第一节流元件；4、蒸发器；5、经济器；6、球阀；7、干燥过滤器；100、旁通管路；101、第一电磁阀；200、压力平衡管路；201、第二电磁阀；300、电机冷却管路；301、第二节流元件；400、补气管路。

具体实施方式

结合参见图1至图2所示，根据本实用新型的实施例，提供一种冷水机组，包括压缩机1、冷凝器2、第一节流元件3、蒸发器4，冷媒由所述压缩机1的出气口依次流经所述冷凝器2、第一节流元件3、蒸发器4并经由所述压缩机1的进气口流回所述压缩机1内形成离心机组的冷媒循环，还包括旁通管路100，所述旁通管路100的第一端与所述压缩机1的出气口连接，所述旁通管路100的第二端与所述蒸发器4的冷媒管路连通以实现所述压缩机1的出气口与所述蒸发器4的可选择贯通，所述压缩机1内的电机转轴采用磁悬浮轴承支撑。该技术方案中，在压缩机1的出气口与蒸发器4之间设置旁通管路，能够在预设条件下导通旁通管路100，从而增大压缩机流量、进而降低压缩机压比，这样能够使磁悬浮轴承处于一个相对较小的压比工况下，从而保证磁悬浮轴承的稳定运转，降低轴承的损伤几率并提升机组的使用寿命。具体的，所述旁通管路100的可选择贯通可以通过在所述旁通管路100上设置第一电磁阀101实现。

在一些实施方式中，所述旁通管路100与所述压缩机1的出气口连接于第一位置(也即所述压缩机1的出气管路上)，所述第一位置与所述冷凝器2之间的管路上设置有止回阀21，通过所述止回阀21的设置能够在一些工况下，例如压缩机1停止后截断所述冷凝器2中的高压冷媒与压缩机1的连通，进而防止所述高压冷媒的回流至所述压缩机1内，进一步地，所述冷水机组还包括压力平衡管路200，所述压力平衡管路200的第一端连接于所述第一电磁阀101与所述第一位置之间的旁通管路100上，所述压力平衡管路200的第二端与所述压缩机1的进气口连通以实现所述压缩机1的出气口与进气口的可选择贯通，所述压力平衡管路200在预设条件下例如在压缩机1停机时能够被贯通，从而实现压缩机1的两端压力平衡，这有利于磁悬浮轴承的平稳下落，从而减少磁悬浮轴承的损坏几率。所述压力平衡管路200上例如可以设置第二电磁阀201，进而实现所述压力平衡管路200的可选择贯通。

在一些实施方式中，所述冷水机组还包括电机冷却管路300，所述电机冷却管路300能够将由所述冷凝器2流出的冷媒引导至所述压缩机1的电机处并经由所述蒸发器4回流至所述压缩机1的进气口，可以理解的是，所述电机冷却管路300处于所述压缩机1的管段具有与电机以及磁悬浮轴承能够热交换的管路段，从而实现通过利用冷水机组的循环冷媒对电机以及磁悬浮轴承的冷却。进一步地，在所述电机冷却管路300中的冷媒流通路径上，在进入所述压缩机1的所述电机冷却管路300的管段上设有第二节流元件301，所述第二节流元件301能够通过调节其开度实现所述电机冷却管路300中的冷媒温度的调节。

在一些实施方式中，所述冷水机组还具有补气管路400，所述第一节流元件3与所述冷凝器2之间的管路上设有经济器5，所述压缩机具有补气口，所述补气管路400能够将所述经济器5中的气态冷媒引导至所述补气口，采用具有补气口的压缩机1在能效上更高。

在所述冷凝器2与所述经济器5之间的冷媒管路上还设有多个球阀6以及干燥过滤器7。

所述蒸发器4例如可以为壳管蒸发器，所述第一节流元件3以及第二节流元件301均可以采用电子膨胀阀实现。

根据本实用新型的实施例，还提供一种冷水机组的控制方法，用于控制上述的冷水机组，包括如下步骤：

在压缩机1运行过程中，获取压缩机1的实时运行频率Fs、压缩机实时最小运行频率Fmin、压缩机最大设计运行频率Fmax以及第一预设频率值Fy；

比较Fs与Fmin的大小关系以及(Fmax-Fmin)与Fy的大小关系；

当Fs≥Fmin且(Fmax-Fmin)＜Fy时，控制旁通管路100导通。

该技术方案中，通过对Fs与Fmin的大小关系以及(Fmax-Fmin)与Fy的大小关系对压缩机1的实时运行稳定性进行判断，进而在其符合前述条件时，导通所述旁通管路100，增大压缩机流量、进而降低压缩机压比，能够使磁悬浮轴承处于一个相对较小的压比工况下，有效防止压缩机喘振现象的产生，从而保证磁悬浮轴承的稳定运转，降低轴承的损伤几率并提升机组的使用寿命，而现有技术中喘振现象一般判定条件为压缩机电流震荡，失速状态下，压缩机电流变化不明显，实际运行频率Fs达到防喘线，但无法通过电流状态判定机组喘振，实际压缩机已处于失速状态，此时磁悬浮轴承已处于不稳定状态，长期运行会导致损伤轴承，减少机组使用寿命，此时实际运行频率Fs可能已经达到或接近Fmax，而压缩机此时无法继续升高频率，此时采用本实用新型的技术方案，具体通过打开第一电磁阀101增大压缩机流量，从而消除失速现象，保证运行过程压缩机轴承稳定。

当Fs＜Fmin时，控制压缩机1升频运行，并控制旁通管路100处于截断状态；和/或，当(Fmax-Fmin)≥Fy时，制旁通管路100处于截断状态。

当旁通管路100导通后，再次获取压缩机1的压缩机实时最小运行频率Fmin以及第二预设频率值Fz，Fz＝Fy+δ，其中δ＞0，以对旁通管路100的通断条件形成缓冲区域，防止旁通管路频繁通断；比较(Fmax-Fmin)与Fz的大小关系；当(Fmax-Fmin)≥Fz时，控制旁通管路100截断；或者，当(Fmax-Fmin)＜Fz时，控制旁通管路100保持导通。

前述的Fmax与压缩机1的型号规格相关，在压缩机的型号规格确定后，Fmax的具体数值也将被明确；Fy以及δ(在一个具体实施例中，其取值30Hz)则是通过对相应的压缩机进行试验得出的经验值；Fmin为压缩机压比x的函数，也即Fmin＝f(x)，其具体函数则根据压缩机的具体型号规格确定。

根据本实用新型的实施例，还提供一种冷水机组的控制方法，用于控制上述的冷水机组，包括如下步骤：

获取压缩机1的运行状态信号，所述运行状态信号包括压缩机启动信号以及压缩机停机信号；当所述运行状态信号为压缩机启动信号时，获取冷凝器2的第一压力值Ph、蒸发器4的第二压力值Pl、压力差阈值△P、压缩机1中的电机实时温度Ts、电机温度预设限值Ty；比较(Ph-Pl)与△P的大小关系以及Ts与Ty的大小关系；当(Ph-Pl)＜△P且Ts＜Ty时，控制压缩机1启动运转。

该技术方案中，通过限定(Ph-Pl)与△P的大小关系以及Ts与Ty的大小关系对压缩机1的启动条件进行明确，以防止压缩机启动时启动力矩过大或者电机温度或者磁悬浮轴承温度过高导致的压缩机启动失败或者对机组的损坏现象发生。

进一步地，当所述运行状态为压缩机启动状态时，在控制压缩机1启动运转之前还包括控制第一节流元件3开启预设开度，以能够平衡所述冷凝器2与所述蒸发器4之间的冷媒压力，进一步减少压缩机启动力矩，提高压缩机启动顺畅性。

当所述运行状态信号为压缩机停机信号时，控制第一节流元件3关闭，控制压力平衡管路200(具体例如控制第二电磁阀201导通)以及电机冷却管路300贯通(具体例如控制第二节流元件以预设开度导通)、止回阀21截断，如此，在压缩机1停机时，止回阀21截断能够有效防止所述冷凝器2中的高压冷媒回流至压缩机1内，同时在冷凝器2与蒸发器4的冷媒压力差作用下，由于第一节流元件3关闭，在前述冷媒压力差作用下冷媒将被沿着冷凝器2至压缩机再至蒸发器4的方向对压缩机1内的电机以及磁悬浮轴承实现冷却这利于下一次压缩机的快速顺利启动。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上仅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技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种冷水机组，其特征在于，包括压缩机(1)、冷凝器(2)、第一节流元件(3)、蒸发器(4)，冷媒由所述压缩机(1)的出气口依次流经所述冷凝器(2)、第一节流元件(3)、蒸发器(4)并经由所述压缩机(1)的进气口流回所述压缩机(1)内形成离心机组的冷媒循环，还包括旁通管路(100)，所述旁通管路(100)的第一端与所述压缩机(1)的出气口连接，所述旁通管路(100)的第二端与所述蒸发器(4)的冷媒管路连通以实现所述压缩机(1)的出气口与所述蒸发器(4)的可选择贯通。

2.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述旁通管路(100)上设有第一电磁阀(101)。

3.根据权利要求2所述的冷水机组，其特征在于，所述旁通管路(100)与所述压缩机(1)的出气口连接于第一位置，所述第一位置与所述冷凝器(2)之间的管路上设置有止回阀(21)。

4.根据权利要求3所述的冷水机组，其特征在于，还包括压力平衡管路(200)，所述压力平衡管路(200)的第一端连接于所述第一电磁阀(101)与所述第一位置之间的旁通管路(100)上，所述压力平衡管路(200)的第二端与所述压缩机(1)的进气口连通以实现所述压缩机(1)的出气口与进气口的可选择贯通。

5.根据权利要求4所述的冷水机组，其特征在于，所述压力平衡管路(200)上设置有第二电磁阀(201)。

6.根据权利要求4所述的冷水机组，其特征在于，还包括电机冷却管路(300)，所述电机冷却管路(300)能够将由所述冷凝器(2)流出的冷媒引导至所述压缩机(1)的电机处并经由所述蒸发器(4)回流至所述压缩机(1)的进气口。

7.根据权利要求6所述的冷水机组，其特征在于，在所述电机冷却管路(300)中的冷媒流通路径上，在进入所述压缩机(1)的所述电机冷却管路(300)的管段上设有第二节流元件(301)。

8.根据权利要求7所述的冷水机组，其特征在于，还具有补气管路(400)，所述第一节流元件(3)与所述冷凝器(2)之间的管路上设有经济器(5)，所述压缩机具有补气口，所述补气管路(400)能够将所述经济器(5)中的气态冷媒引导至所述补气口。

Images