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具有冷水机组的系统及冷水机组的控制方法技术方案

技术编号:43966249 阅读:12 留言:0更新日期:2025-01-07 21:52
本申请提供了一种冷水机组的控制方法。冷水机组包括冷凝器、蒸发器、压缩机、电机和电机冷却控制阀。电机配置为驱动压缩机,电机冷却控制阀配置为控制从冷凝器提供至电机用于冷却电机的流体的量。控制方法包括:以冷凝器和/或蒸发器的液位为控制目标控制冷水机组的运行;获取电机的温度和电机冷却控制阀的开度;以及在电机的温度达到或超过温度阈值并且电机冷却控制阀完全打开时,切换至以电机的温度为控制目标控制冷水机组的运行。该控制方法没有额外增加部件,只采用机组的现有设计即可实现,不增加成本,降低机组运行故障率;并且还能够实现对电机的温度进行精准控制,不需要大量的测试数据,控制简单可靠且最大程度提高机组运行效率。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及冷水机组,特别地涉及具有冷水机组的系统、冷水机组的控制方法、以及具有冷水机组的系统的控制方法。


技术介绍

1、一种冷水机组为蒸汽压缩式冷水机组。蒸汽压缩式冷水机组包括压缩机、电机、冷凝器和蒸发器。在蒸汽压缩式冷水机组中,其电机通常会采用制冷剂冷却。电机冷却管路用于循环制冷剂流过电机腔以冷却电机腔内的电机。例如,电机冷却管路的一侧连接高压测的冷凝器,另一侧连接低压侧的蒸发器。由于蒸发器和冷凝器之间的压差的驱使,来自冷凝器侧的制冷剂会进入到电机腔内对电机进行冷却,冷却后回到低压侧的蒸发器。


技术实现思路

1、电机通常需要维持一定温度来保证其稳定高效地运行,而过多及过少的电机冷却制冷剂(也称为冷媒)量都会对电机的温度产生较大影响。因此,通常会在电机冷却管上安装一个控制阀(例如,电子膨胀阀),通过控制电子膨胀阀的开度使得适量的制冷剂进入到电机腔内对电机进行冷却,来保证电机的温度稳定在合适的范围区间。

2、当冷水机组在常规工况下运行时,为了保证一定的制冷剂从冷凝器供给到蒸发器,位于蒸发器和冷凝器之间的供液管路上的流量调节阀(例如,节流阀)采用,例如以冷凝器和/或蒸发器的液位为控制目标的控制方式。这种控制方式在常规工况运行时能保证良好的控制效果。冷水机组在常规工况下运行时,冷凝器的进水温度通常会高于蒸发器的出水温度。而冷水机组在反置工况下运行时,冷凝器的进水温度低于蒸发器的出水温度。该反置工况常见于冬季,冷凝器的进水水温较低,但同时必须保持蒸发器的出水温度为某一高于冷凝器的进水温度的数值以保证生产需求,例如多见于数据中心要求。当冷水机组在反置工况下运行时,如果流量调节阀仍然采用常规的以冷凝器和/或蒸发器的液位为控制目标的控制方式,则会出现由于冷凝器与蒸发器之间的压差太小,从而导致即使此时位于电机冷却管上的电子膨胀阀已经完全打开(例如,电子膨胀阀的开度为100%),也只有较少的制冷剂从冷凝器进入到电机腔内对电机进行冷却,仍然无法满足电机冷却所需的制冷剂流量需求。

3、专利技术人发现,为满足在反置工况下电机冷却供液需求,目前所采取的一种方案是:增加泵(制冷剂泵),使用泵来把冷凝器中的制冷剂泵送到电机腔内以满足电机的冷却需求。目前所采取的另一种方案是:以冷凝器与蒸发器之间的压差为控制目标的控制方案,保证足够的压差给电机供液冷却。

4、专利技术人还发现,采用增加泵的方案一方面会增加成本,另一方面会使机组结构更加复杂,增加故障率。采用以冷凝器与蒸发器之间的压差为控制目标的控制方案,存在如下缺陷:由于无法精准控制电机温度从而很难保证对电机冷却的准确供液。节流阀开度过大则过小的压差依然会导致电机冷却供液量不足;而节流阀开度过小,则过大的压差会导致蒸发压力过低,增大压缩机运行功率从而降低整机运行效率。并且,在建立电机冷却供液和冷凝器与蒸发器之间的压差之间的关联时,往往需要对每一个压缩机都进行大量的测试,时间周期长且花费大量的测试费用。

5、为了解决上述问题,本申请提供一种冷水机组的控制方法,其在电机冷却控制阀(例如,电子膨胀阀)完全打开且当前电机的温度超出电机温度阈值时,位于机组主供液管路上的流量调节阀的开度控制将以冷凝器和/或蒸发器的液位为控制目标转向以电机的温度为控制目标,并且例如进行pid调节以满足在反置工况下对电机的温度的控制要求。并且,本申请还在电机冷却控制阀完全打开并且冷凝器的液位低于或等于冷凝器液位阈值,和/或电机冷却控制阀完全打开并且蒸发器的液位高于或等于蒸发器液位阈值时,流量调节阀的开度控制将以电机的温度为控制目标转向以冷凝器和/或蒸发器的液位为控制目标。本申请的该控制方法没有额外增加部件,只采用机组的现有设计即可实现,不增加成本,降低机组运行故障率。并且,本申请的该控制方法还能够实现对电机的温度进行精准控制,不需要大量的测试数据,控制简单可靠且最大程度提高机组运行效率。

6、具体而言,根据本申请的第一个方面,本申请提供了一种用于冷水机组的控制方法。冷水机组包括冷凝器、蒸发器、压缩机、电机和电机冷却控制阀。电机配置为驱动压缩机。电机冷却控制阀配置为控制从冷凝器提供至电机用于冷却电机的流体的量。控制方法包括以下步骤s1-s3。在步骤s1中,以冷凝器和/或蒸发器的液位为控制目标控制冷水机组的运行。在步骤s2中,获取电机的温度和电机冷却控制阀的开度。在步骤s3中,在电机的温度达到或超过电机温度阈值并且电机冷却控制阀完全打开时,切换至以电机的温度为控制目标控制冷水机组的运行。

7、根据本申请的第一个方面,控制方法还包括以下步骤s4和s5。在步骤s4中,在以电机的温度为控制目标控制冷水机组的运行时,获取电机冷却控制阀的开度和冷凝器和/或蒸发器的液位。在步骤s5中,在电机冷却控制阀完全打开并且冷凝器的液位低于或等于冷凝器液位阈值,和/或电机冷却控制阀完全打开并且蒸发器的液位高于或等于蒸发器液位阈值时,由以电机的温度为控制目标切换至以冷凝器和/或蒸发器的液位为控制目标控制冷水机组的运行而转至步骤s1。

8、根据本申请的第一个方面,冷水机组还包括位于冷凝器和蒸发器之间的流量调节阀。调节流量调节阀的开度来以冷凝器和/或蒸发器的液位为控制目标或以电机的温度为控制目标控制冷水机组的运行。

9、根据本申请的第一个方面,在步骤s3中,在以电机的温度为控制目标控制冷水机组的运行时,保持电机冷却控制阀完全打开并减小流量调节阀的开度。

10、根据本申请的第一个方面,在步骤s3中,在以电机的温度为控制目标控制冷水机组的运行时:获取蒸发器的换热温差;以及在蒸发器的换热温差达到或超过换热温差阈值并持续预定时间时,使冷水机组停机。

11、根据本申请的第一个方面,电机温度阈值为电机温度设定值与电机温度偏置值之和。冷凝器液位阈值为冷凝器液位设定值与冷凝器液位偏置值之和。蒸发器液位阈值为蒸发器液位设定值与蒸发器液位偏置值之和。

12、根据本申请的第一个方面,以电机的温度为控制目标控制冷水机组的运行包括:以电机温度设定值为控制目标进行pid调节以控制冷水机组的运行。以冷凝器和/或蒸发器的液位为控制目标控制冷水机组的运行包括:以冷凝器液位设定值为控制目标进行pid调节或以蒸发器液位设定值为控制目标进行pid调节,以控制冷水机组的运行。

13、根据本申请的第一个方面,电机温度偏置值、冷凝器液位偏置值和蒸发器液位偏置值均可调节。

14、根据本申请的第一个方面,电机的温度包括:电机的绕组、转子、轴承和/机壳的温度。

15、根据本申请的第一个方面,电机的温度通过以下方式来获取:基于冷水机组的运行数据估计电机的温度;或通过电机温度传感器获取电机的温度。冷凝器的液位和/或蒸发器的液位通过以下方式来获取:基于冷水机组的运行数据估计冷凝器的液位和/或蒸发器的液位;或通过冷凝器液位传感器获取冷凝器的液位和/或通过蒸发器液位传感器获取蒸发器的液位。

16、根据本申请的第二个方面,本申请提供一种用于冷水机组的控本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于冷水机组的控制方法(200),所述冷水机组(101)包括冷凝器(103)、蒸发器(105)、压缩机(102)、电机(107)和电机冷却控制阀(106),所述电机(107)配置为驱动所述压缩机(102),所述电机冷却控制阀(106)配置为控制从所述冷凝器(103)提供至所述电机(107)用于冷却所述电机(107)的流体的量,所述控制方法(200)包括:

2.根据权利要求1所述的用于冷水机组的控制方法(200),所述控制方法(200)还包括:

3.根据权利要求1所述的用于冷水机组的控制方法(200),所述冷水机组(101)还包括位于所述冷凝器(103)和所述蒸发器(105)之间的流量调节阀(104),其中,调节所述流量调节阀(104)的开度来以所述冷凝器(103)和/或所述蒸发器(105)的液位为控制目标或以所述电机(107)的温度为控制目标控制所述冷水机组(101)的运行。

4.根据权利要求3所述的用于冷水机组的控制方法(200),其中,在所述步骤S3中,在以所述电机(107)的温度为控制目标控制所述冷水机组(101)的运行时,保持所述电机冷却控制阀(106)完全打开并减小所述流量调节阀(104)的开度。

5.根据权利要求1所述的用于冷水机组的控制方法(200),其中,在所述步骤S3中,在以所述电机(107)的温度为控制目标控制所述冷水机组(101)的运行时:

6.根据权利要求2所述的用于冷水机组的控制方法(200),其中,

7.根据权利要求6所述的用于冷水机组的控制方法(200),其中,

8.根据权利要求6所述的用于冷水机组的控制方法(200),其中,

9.根据权利要求1所述的用于冷水机组的控制方法(200),所述电机(107)的温度包括:所述电机(107)的绕组、转子、轴承和/机壳的温度。

10.根据权利要求2所述的用于冷水机组的控制方法(200),其中,

11.一种用于冷水机组的控制器(110),所述控制器(110)包括:

12.一种空调系统(100),所述空调系统(100)包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种用于冷水机组的控制方法(200),所述冷水机组(101)包括冷凝器(103)、蒸发器(105)、压缩机(102)、电机(107)和电机冷却控制阀(106),所述电机(107)配置为驱动所述压缩机(102),所述电机冷却控制阀(106)配置为控制从所述冷凝器(103)提供至所述电机(107)用于冷却所述电机(107)的流体的量,所述控制方法(200)包括:

2.根据权利要求1所述的用于冷水机组的控制方法(200),所述控制方法(200)还包括:

3.根据权利要求1所述的用于冷水机组的控制方法(200),所述冷水机组(101)还包括位于所述冷凝器(103)和所述蒸发器(105)之间的流量调节阀(104),其中,调节所述流量调节阀(104)的开度来以所述冷凝器(103)和/或所述蒸发器(105)的液位为控制目标或以所述电机(107)的温度为控制目标控制所述冷水机组(101)的运行。

4.根据权利要求3所述的用于冷水机组的控制方法(200),其中,在所述步骤s3中,在以所述电机(1...

【专利技术属性】
技术研发人员:易海洋费正华过仲泉
申请(专利权)人:约克无锡空调冷冻设备有限公司
类型:发明
国别省市:

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