水冷螺杆式制冷机组运行控制方法技术

本发明专利技术涉及涉及一种水冷螺杆式制冷机组运行控制方法，包括如下步骤：机组运行模式检测：（一）检测一用一备的制冷机组运行方式将运行中的制冷机组排气压力值通过模数转换后发送到存储器；（二）在PLC控制器的触摸屏上设置压缩机排气压力控制参数，压力控制参数发送到PID程序指定寄存器，并接通冷却水泵变频器运行端子；（三）PLC控制器调用PID子程序并返回运算后的输出值，PID输出值经数模转换后驱动冷却水泵变频器，驱动冷水机组运行，并将冷水机组的排气压力反馈至PLC控制器；（四）判断冷水机组冷却进水温度是否大于设定值：若是，则设定为要求冷凝温度；若否，则将冷却进水温度作为压力控制参数；（五）进水温度达到判定温度时启动冷却风扇。

【技术实现步骤摘要】
水冷螺杆式制冷机组运行控制方法
本专利技术属于空调与制冷
，具体涉及水冷螺杆式制冷机组安全、节能运行控制方法。技术背景水冷螺杆式制冷机(简称压缩机)的结构简单，易损件少，动力平衡好，因而它运转平稳可靠，寿命长，噪音低，从而得到广泛应用。它一般给空调系统提供冷源，国内有很多家生产水冷螺杆式制冷机的厂家，有国际知明品牌如顿汉布什、麦克维尔等，还有很多国内品牌。在水冷螺杆式制冷机使用中，经常会出现跑油现象，它是指冷冻机油和制冷剂在油分离器中不能正常分离，油随制冷剂进入蒸发器的一种故障。油进入蒸发器后附着在换热器铜管上，影响传热效果，造成制冷效率低。由于蒸发器温度低，油粘度大，这时会影响蒸发器内液位的检测，进而造成压缩机回液，回液又会造成排气温度低，加重跑油现象，这样形成恶性循环，最后压缩机底部全是液态制冷剂代替了油，不会出现油位低报警，但压缩机没有油润滑而运转部分磨损，造成螺杆支撑轴承损坏，进而会引起阴阳转子抱死的现象，给用户带来巨大损失。螺杆式制冷机跑油的主要原因是：压缩机排气压力过低，因而排气温度也低，这样就会造成油分离器效果不好，油因此跑到蒸发器里面。引起压缩机排气压力过低有两个原因，一是负荷小，冷却水温低且流量大；二是蒸发器供液量过大，压缩机吸气带液，也会造成压缩机排气压力、温度过低。因此要避免压缩机跑油，一是要控制冷却水的流量和温度，二是要控制好蒸发器液位。而液位是在设备调试过程中确定好的，因此平时运行一般只需要控制好冷水机组冷却水流量，同时观察蒸发器液位是否正常。因为蒸发器液位由液位传感器检测，由膨胀阀(或调制马达)控制，当其中一个部件出现故障后，都会影响到蒸发器液位，这种故障现象不易发现，等到发现压缩机回气管凝露或结霜时，压缩机已经受损了。螺杆式制冷机组冷却水流量一般通过阀门调节，一种是手动调节方式，但在机组启动时、或气温变化、负荷变化时，需要人工去调整冷却水阀门大小，使压缩机排气压力在合适范围，这样需要一个人守在机器旁边，根据机器运行情况随时调整阀门。因为负荷、气温会经常变化，人工调整阀门经常会出现刚才排气压力正常，过一会又高了，过一会又低了。排气压力高，压缩机COP值就会低，耗能增加。排气压力低就会跑油，因此机组运行状况不稳定。另一种是自动调节方式，机组根据运行情况自动调整冷却水阀门大小，但这样会使冷却水泵工作在效率很低的状态，不能起到节能效果。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要解决上述技术问题，提供一种避免了压缩机跑油、运行安全、节能效果显的水冷螺杆式制冷机组运行控制方法。为实现上述目的，本专利技术所设计的水冷螺杆式制冷机组运行控制方法，包括以下步骤：(一)、机组运行模式检测：检测一用一备的制冷机组运行方式，当A机组运行B机组停运时，启动一台变频泵驱动A机组，检测A机组排气压力值，当B机组运行A机组停运时，启动一台变频泵驱动B机组,检测B机组排气压力值，当A机组和B机组同时运行时，同时启动变频泵和工频泵分别驱动A机组和B机组，取两台机组的平均压力为排气压力值；所述排气压力值发送到存储器作为控制对象实时反馈值；(二)、PLC控制器判断冷水机组冷却进水温度是否大于设定值：若是，则根据冷却进水温度与设定的优化控制温差，通过制冷剂温度和压力数学模型，计算随水温变化的自适应并优化排气压力数值作为目标压力控制参数，发送到PID程序指定寄存器；若否，则将冷水机组最低安全、节能运行压力作为目标压力控制参数，发送到PID程序指定寄存器；PLC控制器根据环境温度的变化自动改变控制目标值，使冷水机组和冷却水泵运行在总能耗较小的优化工作状态；(三)、PLC控制器调用PID子程序并返回运算后的输出值，PID输出值经数模转换后驱动冷却水泵变频器，保障冷水机组安全、节能运行，并将冷水机组的排气压力反馈至PLC控制器；(四)、根据冷却塔的工作特性，它的出水温度与湿球温度相关，通过检测湿球温度，加上一个固定合理温差后为Tw，当Tw＜Tfmin时，Tfmin为冷却风扇最低控制温度，以Tfmin作为冷却风扇控制温度Tf，当Tw≥Tfmin时，以Tw作冷却风扇控制温度Tf，当冷水机组冷却进水温度Tin＞Tf+△t时，则启动冷却风扇；当Tin＜Tf－△t时，则停止冷却风扇以降低冷却风扇能耗，其中△t为控制回差；(五)、机组排气过热度的保护：当膨胀阀、调制马达或蒸发器液位传感器出现故障引起机组回液或供液不足时，利用制冷剂压力和温度数学模型，通过检测排气压力、排气温度计算排气过热度，当压缩机回液时，排气过热度会降低，当低于一个设定值时，启动报警输出或停止压缩机，当压缩机供液不足时，排气过热度会升高，当高于一个设定值时，启动报警输出或停止压缩机。在上述技术方案中，PLC控制器内设置机组循环冷却水管理程序，避免冷凝器结垢，保障冷水机组的工作状态。在上述技术方案中，PLC控制器输出端连接有触摸屏，PLC控制器的控制器参数和设备工作状况在触摸屏上显示，并通过触摸屏实现人机对话。本专利技术通过研究发现，现有的空调制冷量是根据每年月平均最高温、湿度来计算选型的，确定设备制冷量后，循环冷却水量V2可以根据现有的公式进行计算得出。一般在每年的6～9月份，制冷机组需满负荷运行，而其它的月份制冷机组在25％～60％的负荷运行。因制冷产生的热量最终通过冷却塔散发，制冷量大小决定冷却水流量的大小。因此随着制冷量的减少，冷却水的流量也可减少，冷却进出水温差，额定工况进水为30℃，出水35℃，当进水温度低于30℃，进出水温差大于5℃，冷却水流量也可减少。当冷却水量需求减小，水泵的转速就可降低，水泵特性如下：Q1/Q2＝n1/n2P1/P2＝(n1/n2)3Q1为50Hz流量，Q2为变频后流量，n1为工频转速，n2为变频转速，P1为工频功率，P2为变频后功率本专利技术的提供的方法是，在压缩机排气压力(冷凝温度)合适时，温度每变化一度，压力变化约30KPa，由于排气过热度的影响，一定排气压力对应的制冷剂温度并不等于排气温度，冷却出水温度和冷凝温度有一个变化的差值。因此使用本专利技术测控排气压力的方式，压力分辨值为1KPa，利用排气压力控制冷却水泵运行频率，有较好和检测和控制精度，能将排气压力控制在一个合适的安全运行压力。此外，本专利技术根据冷却塔出水温度与湿球温度相关的特点，通过检测湿球温度，使冷却塔风扇启停温度为自适应环境温度控制，避免用常规温控器时控制风扇启停的冷却塔出水温度为固定值，冷却风扇一直工作的缺点。如冬季冷却塔出水温度一般设置为20℃，但随着气温升高，湿球温度在20℃以上时，风扇不停工作水温也不能降至20℃以下，因此冷却塔风扇启停控制温度为随环境温度变化的自适应控制目标值，最大限度节约冷却风扇能耗。当排气压力固定控制在一个合适的安全运行压力时，由于冷却塔出水温度随气温升高而升高，根据实际观察机组运行数据，当冷却塔出水温度接近30℃时，冷却水泵运行频率就会达到50Hz，即使还启动一台水泵增加冷却水流量，压缩机排气压力下降也不明显，但水泵能耗大幅增加。因此压缩机在一定的冷却进水温度条件下，冷却水流量(对应水泵能耗)和机组排气压力(对应压缩机能耗)有一个总能耗(压缩机能耗加水泵能耗)最低的工作点。本专利技术压缩机排气压力控制目标值为自适应控制，保证在不同冷却塔出水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水冷螺杆式制冷机组运行控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（一）、机组运行模式检测：检测一用一备的制冷机组运行方式，当A机组运行B机组停运时，启动一台变频泵驱动A机组，检测A机组排气压力值，当B机组运行A机组停运时，启动一台变频泵驱动B机组,检测B机组排气压力值，当A机组和B机组同时运行时，同时启动变频泵和工频泵分别驱动A机组和B机组，取两台机组的平均压力为排气压力值；所述排气压力值发送到存储器作为控制对象实时反馈值；（二）、PLC控制器判断冷水机组冷却进水温度是否大于设定值：若是，则根据冷却进水温度与设定的优化控制温差，通过制冷剂温度和压力数学模型，计算随水温变化的自适应并优化排气压力数值作为目标压力控制参数，发送到PID程序指定寄存器；若否，则将冷水机组最低安全、节能运行压力作为目标压力控制参数，发送到PID程序指定寄存器；PLC控制器根据环境温度的变化自动改变控制目标值，使冷水机组和冷却水泵运行在总低能耗的优化工作状态;（三）、PLC控制器调用PID子程序并返回运算后的输出值，PID输出值经数模转换后驱动冷却水泵变频器，保障冷水机组安全、节能运行，并将冷水机组的排气压力反馈至PLC控制器；（四）、根据冷却塔的工作特性，它的出水温度与湿球温度相关，通过检测湿球温度，加上一个固定合理温差后为Tw，当Tw＜Tfmin时，Tfmin为冷却风扇最低控制温度，以Tfmin作为冷却风扇控制温度Tf，当Tw≥Tfmin时，以Tw作冷却风扇控制温度Tf，当冷水机组冷却进水温度Tin＞Tf+△t时，则启动冷却风扇；当Tin＜Tf－△t时，则停止冷却风扇以降低冷却风扇能耗，其中△t为控制回差；（五）、机组排气过热度的保护：当膨胀阀、调制马达或蒸发器液位传感器出现故障引起机组回液或供液不足时，利用制冷剂压力和温度数学模型，通过检测排气压力、排气温度计算排气过热度，当压缩机回液时，排气过热度会降低，当低于一个设定值时，启动报警输出或停止压缩机，当压缩机供液不足时，排气过热度会升高，当高于一个设定值时，启动报警输出或停止压缩机。...

【技术特征摘要】
1.一种水冷螺杆式制冷机组运行控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（一）、机组运行模式检测：检测一用一备的制冷机组运行方式，当A机组运行B机组停运时，启动一台变频泵驱动A机组，检测A机组排气压力值，当B机组运行A机组停运时，启动一台变频泵驱动B机组,检测B机组排气压力值，当A机组和B机组同时运行时，同时启动变频泵和工频泵分别驱动A机组和B机组，取两台机组的平均压力为排气压力值；所述排气压力值发送到存储器作为控制对象实时反馈值；（二）、PLC控制器判断冷水机组冷却进水温度是否大于设定值：若是，则根据冷却进水温度与设定的优化控制温差，通过制冷剂温度和压力数学模型，计算随水温变化的自适应并优化排气压力数值作为目标压力控制参数，发送到PID程序指定寄存器；若否，则将冷水机组最低安全、节能运行压力作为目标压力控制参数，发送到PID程序指定寄存器；PLC控制器根据环境温度的变化自动改变控制目标值，使冷水机组和冷却水泵运行在总低能耗的优化工作状态;（三）、PLC控制器调用PID子程序并返回运算后的输出值，PID输出值经数模转换后驱动冷却水泵变频器，保障冷水机组安全、节能运行，并将冷水机组的排气压力反馈至PLC控制器；（四）、根据冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建军，
申请(专利权)人：武汉福星生物药业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42