本发明专利技术介绍一种用于将变速离心式压缩机排列在生产线上以及将其从生产线上取消排列的改进方法，所述方法可确保液体冷却系统在任何运行环境下均能达到最佳运行效率。本发明专利技术教示部分根据压缩机入口叶片的位置来修改设备排列决策(增加或去除单元)。这种新方法通过将可能次优的单独压缩机或冷却机的运行条件纳入考虑范围，成功提高整个系统的能效。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及供暖、通风和空气调节(“HVAC”)系统领域，具体而言，涉及用于对并行设备(例如离心式冷却机、泵和风机)进行排序，以提高包含此类设备的HVAC系统整体运行效率的改进策略，尤其是自动化或通过软件实施的方法。
技术介绍
冷水机组可用于冷却建筑舒适度负载和工业过程负载，会消耗大量电力。冷水机组通常采用多台冷却机，其中部分冷却机还采用多台压缩机。这样可对设备进行安排，使其满足从极低负载到机组全部容量的各种负载要求，具体取决于设计和运行环境。借助多台冷却机还可以在设计中加上自动防故障运行，当某台机器出现故障时可以进行备用。大中型冷却机组通常采用离心式压缩机，因为此类压缩机运行效率高，容量较大。 冷却机由安装在一组换热器上的一台或一台以上压缩机组成，压缩机与其他管道、制冷剂和设备一起冷却流经一台换热器的液体，同时将在高温下吸收的热量排入流经另一台换热器的液体。流经这两台换热器的液体通常为水。一台或一台以上压缩机与两台换热器的组合即称作冷却机，大中型冷却机组由多台冷却机组成。图5为带有四台冷却机(501-504)的传统水冷设施的组件简图，这四台冷却机并行排列，且均与冷水水泵与水管系统(520)相连。每台冷却机均有一个独立冷却机控制器 (531-534)，每台冷却机控制器均与控制器(MO)连通。通过以太网等网络，各台冷却机控制器可相互连通。中央控制器优选具有经配置以读取计算机程序的处理器和关联存储器。 中央控制器可能为数字计算系统，例如个人计算机或可编程逻辑控制器。中央控制器经配置以接收来自每台冷却机的信息，例如压头读数、液体温度和当前叶片设置。中央控制器还控制冷却机组的多个方面，包括泵速、冷却机负载以及将冷却机排列在生产线上以及将其从生产线上取消排列。图1说明变速离心式冷却机的主要组件。针对舒适度调节应用或为了满足制造应用中的过程冷却需要，大中型冷却机组通常采用2台至多达12台冷却机，甚至可能更多。在带有变速离心式冷却机的典型水冷设施中，每台冷却机均具有一台或一台以上电动机/压缩机单元(109)，所述电动机/压缩机单元可为密闭式或开放式。驱动压缩机的电动机或引擎由通常称为变速驱动器(110)的动力单元提供动力，此动力单元可改变压缩机单元中电动机或引擎的转速。每台压缩机通过连接(11 从冷却器(111)中抽取低压制冷剂气体，对其进行压缩，并通过连接(11 将其作为高压热气排入冷凝器(114)中。在冷凝器中，气态的热制冷剂向由冷却塔或其他从液体中导热的构件通过管路连接(140)供应的冷凝器水释放热量，从而冷凝为液体。冷凝器水流经冷凝器中的管道，吸收制冷剂的热量并将其冷却为高压液体。随后，经过加热的冷凝器水通过管路连接(141)离开冷凝器，返回冷却塔或其它排热装置中。经过冷凝的液体制冷剂随后流经用于调整流入冷却器(111)的制冷剂流量的膨胀装置(expansion device) (113)，压缩机不断从冷却器中抽取膨胀的气态制冷剂，使冷却器维持在低压状态。低压环境使制冷剂转化为气态，在转化过程中，制冷剂从通过管路连接 (151)循环流入冷却器的冷水中吸收气化所需的热量，随后流经冷却器中的管道，在冷却器中，沸腾的制冷剂从冷水中吸收热量，然后冷水以所需温度流出管路连接(152)，以冷却与冷却机组相连的舒适度负载或过程负载。低压蒸汽被吸入压缩机入口，此过程不断循环往复。冷水和冷凝器水通常通过泵(未图示)循环。冷却机中的所有元件均由板上控制面板 (162)控制。尽管许多冷却机的配置与图1所示的配置相似，但本基本设计仍有其他变体。图2为详细展示离心式冷却机中使用的离心式压缩机的电动机/压缩机单元(参见图1中的109和110)的元件的截面图。该压缩机单元由使轴旋转的电动机或引擎(210) 组成，所述轴上安装有在外壳014)内旋转的叶轮012)。压缩机入口(216)与蒸发器(未图示)相连，所述蒸发器可配置成多种不同形式。当压缩机通过叶轮旋转吸入要压缩的气体(也称为“制冷剂”)时，所述气体必须先通过分段式的入口叶片018)。各段围绕中心轴(图2所示的竖轴)协调旋转，控制叶片的开闭。我们将此旋转位置称为当前叶片位置或设置。叶片闭合时，仅各段中央的一个小孔处于打开状态，供气体通过。将叶片设置为打开时，几乎整个入口区域均处于打开状态。叶片从完全打开状态开始闭合时，叶片的协调运动使流经的气体沿压缩机叶轮(21 旋转的方向旋转。进入压缩机叶轮且与叶轮旋转方向一致的气体的旋转运动会减少流入和流经叶轮的气体流量。叶片继续闭合时，会在其之间形成压差，进一步减少进入压缩机入口的制冷剂流量。叶轮在低压下抽取气体，并向气体提供能量，以便在较高压力下将气体排入外壳(22 的涡螺(220)中，涡螺收集气体并将其输送至冷凝器中。变速压缩机可通过两种方式减少其运行容量，一是如上所述关闭入口叶片，二是降低压缩机叶轮的速度。但是，叶轮必须始终保持足够高的转速，才能在冷却机的冷凝器和蒸发器间的当前压差下维持通过叶轮的制冷剂气体流量。叶轮的最低速度由叶轮上的所述压差决定，如果叶轮速度低于此最低速度，那么叶轮会失速，气体流动会突然停止。冷却机中的此种现象被称为“喘振”(surging)。叶轮失速和气体流动停止会导致压差降低，即使气体重新开始流动，也只会再次失速。喘振会导致运行效率低，在某些情况下还会损坏压缩机元件。要确保不发生喘振，变速冷却机的内部冷却机或压缩机控制中应加入某种保持压缩机最低速度的方法，所述压缩机最低速度通常取决于叶轮上的压力。如果运行条件要求压缩机(通常称为压缩机“机头”)上存在特定压差，以致叶轮的速度因失速和喘振风险而无法降低，同时要求冷却机容量较小，那么就不会通过降低叶轮速度来减少容量，而是使叶轮保持适当的最低速度并闭合叶片来减少容量，这样会牺牲冷却机的效率。有必要提高上述类型系统的运行效率
技术实现思路
当压缩机入口叶片超过某个特定点闭合时，叶片对进入压缩机入口的流量的影响会造成一部分损失，从而降低整个压缩机效率。根据本专利技术的一方面，在变速压缩机中，叶片设置和压缩机(叶轮)速度经协调以保持在当前压缩机机头条件下的所需制冷能力。因叶轮失速风险而无法降低压缩机速度时，可利用叶片来减少容量。根据本专利技术的另一方面， 即对压缩机进行排列的改进方法，可采用压缩机叶片的当前设置决定是否增加或去除压缩机，或者是否增加或去除带有单台压缩机的制冷单元，以便达到系统的总容量，并使效率达到最优。通过以下具体实施方式并参照附图，本专利技术的其他方面和优点将变得显而易见。 附图说明图1为展示离心式冷却机基本元件的图。图2为展示典型变速离心式压缩机的元件的图。图3描绘反映现有技术的决定是否增加或去除压缩机或冷却机的流程简图。图4为反映本专利技术实施例的决策流程图的示例。图5为冷却机组的简化方框图。具体实施例方式为舒适度调节或过程冷却提供冷水的冷却机通常易受冷却负载中巨大变化的影响，因此会采用调整各台冷却机容量的功能以及将冷却机或压缩机排列在生产线上以及将其从生产线上取消排列的方法来适应负载变化，实现设施的高效运行。在现有技术中，通过可使离开单元的冷水保持预定温度的内部冷却机或压缩机控制即可实现每台冷却机的容量控制。一般根据在生产线上的压缩机的负载或功耗通过单独的控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
上的每台冷却机，监视其对应的变速离心式压缩机的所述入口叶片的当前设置；以及至少部分根据当前在生产线上的冷却机的所述压缩机的所述入口叶片的当前设置，增加冷却机。１．一种对冷却机进行排列以满足冷却机组中的可变冷却负载的方法，所述冷却机组具有带有多台可用冷却机，每台可用冷却机均包括带有可调入口叶片的变速离心式压缩机，所述方法包含以下步骤：确定所述可用冷却机中的哪些冷却机当前在生产线上；对于当前在生产线
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·B·哈特曼，
申请(专利权)人：优化能源有限公司，
类型：发明
国别省市：US
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