一种双机头离心式冷水机组的控制方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种双机头离心式冷水机组的控制方法和系统，将需求制冷量与机组设计制冷量进行比值计算，得出冷量需求系数k，将冷量需求系数k与冷量需求系数临界值进行比较，来控制投入的压缩机量，根据机组运行工况和负荷情况，合理分配每台压缩机的负荷，保证机组高效稳定运行，采用双机头匹配方案，配合高效节能控制方式，调节范围更广，适应场所更多，运行更加节能；根据机组运行参数，计算需求制冷量，从而得出冷量需求系数，根据冷量需求系数k的大小，决定投入制冷量大小不同的压缩机，使机组始终运行在高效区域，运行更稳定节能；采用双机头大小冷量压缩机进行匹配，机组全负荷范围内都能更高效的运行，且能有效避免喘振，运行更加稳定。

Method and system for controlling double head centrifugal chiller

The present invention provides a method and system for controlling double head centrifugal chiller, the design requirements of refrigeration and cooling capacity ratios were calculated, the cooling demand coefficient K, the cooling load demand coefficient K and the critical cooling demand coefficient values were compared to control the compressor input, according to the unit operation condition and load, reasonable distribution of each compressor load, to ensure the efficient and stable operation of units, using dual head matching scheme, with high efficiency and energy saving control mode, adjusting range, to place more and more energy saving operation; according to the unit operating parameters, computing needs refrigeration, thus obtains the cooling demand coefficient, according to demand the coefficient of the size of the K, decided to put the compressor refrigeration of different sizes, the unit is always running in the high zone, with more stable operation and energy saving; The double head size cold volume compressor is matched, the unit can be run more efficiently in the full load range, and can effectively avoid surge, and the operation is more stable.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及中央空调
，具体涉及一种双机头离心式冷水机组的控制方法和系统。
技术介绍
随着工业化进程的发展，能源和环境问题越来越受到人们重视，节能减排、绿色环保，已经是大势所趋。根据《GB 50189-2015公共建筑节能设计标准》统计，建筑能耗占我国能源总消费的比例已达27.5％，在建筑能耗中，暖通空调系统和生活热水系统耗能比例接近60％。冷水机组是公共建筑集中空调系统的主要耗能设备，其性能很大程度上决定了空调系统的能效。实际运行中，冷水机组绝大部分时间处于部分负荷工况下运行，只选用单一的满负荷性能指标来评价冷水机组的性能不能全面地体现冷水机组的真实能效，还需考虑冷水机组在部份负荷运行时的能效。已经开始实施的《GB 50189-2015公共建筑节能设计标准》和即将升版的《GB 19577冷水机组能效限定值及能源效率等级》标准，都对冷水机组的满负荷性能系数(COP)以及水冷冷水机组的综合部分负荷性能系数CIPLV)做出了要求，倒逼冷水机组生产厂家生产高效、节能的产品。喘振是离心式制冷压缩机(即速度型制冷压缩机)所特有的一个特征。它表现在当离心式制冷压缩机在低负荷下运行时，容易发生喘振，造成周期性地增大噪声和振动，严重时甚至损坏压缩机。它的产生是由于压缩机的排气压力小于冷凝器的压力，导致压缩机无法实现排气，但压缩机又不断吸气，从而机组出现剧烈震动和噪音。一般来讲，机组在即低负荷运行且系统压比没有相应减小时会出现喘振。一般来说，整个系统负荷过低且系统压比没有相应减小，而采用离心机组必须运转时就可能出现喘振。采取的措施主要有三种，一是对控制系统进行设置，保证机组运行在当前压比允许的最小负荷以上。此种方法可能出现在低负荷下造成制冷空间内温度过低的情况，这在对室内温度要求较高的场合是不允许的。二是采用间歇运行的方法，配置相应的蓄冷装置，在负荷较低的情况下可以边蓄冷边供冷，从而较好的调节室内温度。此方法一是增加了设备初投资，二是间歇运行外加蓄冷给运行调节增加了难度，且室温也不是很稳定。三是系统采用的机组大小搭配，即保证整个系统的最小负荷大于采用的最小的一台离心机组的30％负荷。但此方法需要购买两套机组，初投资明显增加。双机头机组具有调节范围广，不易喘振，部分负荷性能高，启动电流低的优点，非常符合当前发展趋势。而传统的双机头机组都是两个机组等冷量布置，对于高压比小负荷的情况还是无法运行，且运行不经济。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种双机头冷水机组的控制方法和系统，提供一种节能控制方式，根据机组运行工况和负荷情况，合理分配每台压缩机的负荷，保证机组高效稳定运行，采用双机头匹配方案，配合高效节能控制方式，调节范围更广，适应场所更多，运行更加节能。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种双机头离心式冷水机组的控制方法，包括如下步骤:步骤S1:启动机组，使第一压缩机和第二压缩机处于待机状态，第一压缩机冷量大于第二压缩机冷量；步骤S2:启动第一压缩机，并运行至当前工况下所设置的最佳点；步骤S3:采集冷媒水出水温度，待冷媒水出水温度稳定时，将需求制冷量与机组设计制冷量进行比值计算，得出冷量需求系数k；步骤S4:根据冷量需求系数k决定投入压缩机的数量，再将已投入的压缩机按照水温调控模式控制；步骤S5:根据当前的冷媒水出水温度以及当前压缩机的开启情况，决定是否需要重新计算冷量需求系数k并决定投入压缩机的数量；步骤S6:当满足仅开启第二压缩机以及冷媒水出水温度小于预设停机温度的条件时，关闭机组。本专利技术的有益效果是：提供一种节能控制方式，根据机组运行工况和负荷情况，合理分配每台压缩机的负荷，保证机组高效稳定运行，采用双机头匹配方案，配合高效节能控制方式，调节范围更广，适应场所更多，运行更加节能；根据机组运行参数，计算需求制冷量，从而得出冷量需求系数，根据冷量需求系数k的大小，决定投入压缩机的代号，使机组始终运行在高效区域，运行更加稳定节能；采用双机头大小冷量压缩机进行匹配，机组全负荷范围内都能更高效的运行，且能有效避免喘振，运行更加稳定。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述步骤S2中，根据公式k＝Qr/Q0得出冷量需求系数，其中Qr为需求制冷量，Q0为机组设计制冷量。采用上述进一步方案的有益效果是：根据冷量需求系数k的大小，决定投入哪台压缩机，使机组始终运行在高效区域，运行更加稳定节能。进一步，所述机组设计制冷量Q0通过公式Q0＝Q1+Q2进行计算，其中Q1为第一压缩机制冷量，Q2为第二压缩机制冷量。采用上述进一步方案的有益效果是：便于随时调整制冷参数，运行更加稳定节能。进一步，根据冷量需求系数k决定投入压缩机的数量的具体实现方法为：将冷量需求系数k与预设的第一冷量需求系数临界值k1、第二冷量需求系数临界值k2进行比较，其中k1＞k2，当k≥k1时,则保持第一压缩机开启,同时开启第二压缩机，将第二压缩机运行至当前工况下所设置的最佳点；当k2＜k＜k1时,则保持第一压缩机开启；当k≤k2时,则关闭第一压缩机,并开启第二压缩机。采用上述进一步方案的有益效果是：根据冷量需求系数k的大小，决定投入制冷量大小不同的压缩机，使机组始终运行在高效区域，运行更加稳定节能。进一步，具体实现步骤S5的方法为：当冷媒水出水温度小于预设目标温度时，判断当前是否仅开启了第二压缩机，如果是则按照水温调控模式控制，否则重新计算冷量需求系数k并决定投入压缩机的数量；当冷媒水出水温度大于预设目标温度时，判断当前是否开启了全部压缩机，如果是则按照水温调控模式控制，否则重新计算冷量需求系数k并决定投入压缩机的数量。采用上述进一步方案的有益效果是：根据不同的情况对压缩机的开启进行调整，满足预设条件时则按照水温调控模式控制水温，具有节能控制的优点。本专利技术解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种双机头离心式冷水机组的控制系统，包括：启动模块，用于当接收到控制模块的启动指令时,启动机组，使第一压缩机和第二压缩机处于待机状态，第一压缩机冷量大于第二压缩机冷量，当接收到运行指令时，启动第一压缩机，并运行至当前工况下所设置的最佳点；采集及计算模块，用于采集冷媒水出水温度，待冷媒水出水温度稳定时，将需求制冷量与机组设计制冷量进行比值计算，得出冷量需求系数k；控制模块，用于向启动模块发出启动指令和运行指令；还用于根据冷量需求系数k决定投入压缩机的数量，再将已投入的压缩机按照水温调控模式控制，再根据当前的冷媒水出水温度以及当前压缩机的开启情况，决定是否需要重新计算冷量需求系数k并决定投入压缩机的数量；还用于当满足仅开启第二压缩机及冷媒水出水温度小于预设停机温度的条件时，发送关闭指令至关闭模块；关闭模块，用于根据关闭指令关闭机组。进一步，所述采集及计算模块中，根据公式k＝Qr/Q0得出冷量需求系数，其中Qr为需求制冷量，Q0为机组设计制冷量。进一步，所述机组设计制冷量Q0通过公式Q0＝Q1+Q2进行计算，其中Q1为第一压缩机制冷量，Q2为第二压缩机制冷量。进一步，所述控制模块中包括：临界值设置单元，用于预设第一冷量需求系数临界值k1、第二冷量需求系数临界值k2，其中k1＞k2；第一控制单元，用于当k≥k1时,则保持较大冷量压缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双机头离心式冷水机组的控制方法，其特征在于，包括如下步骤:步骤S1:启动机组，使第一压缩机和第二压缩机处于待机状态，第一压缩机冷量大于第二压缩机冷量；步骤S2:启动第一压缩机，并运行至当前工况下所设置的最佳点；步骤S3:采集冷媒水出水温度，待冷媒水出水温度稳定时，将需求制冷量与机组设计制冷量进行比值计算，得出冷量需求系数k；步骤S4:根据冷量需求系数k决定投入压缩机的数量，再将已投入的压缩机按照水温调控模式控制；步骤S5:根据当前的冷媒水出水温度以及当前压缩机的开启情况，决定是否需要重新计算冷量需求系数k并决定投入压缩机的数量；步骤S6:当满足仅开启第二压缩机以及冷媒水出水温度小于预设停机温度的条件时，关闭机组。

【技术特征摘要】
1.一种双机头离心式冷水机组的控制方法，其特征在于，包括如下步骤:步骤S1:启动机组，使第一压缩机和第二压缩机处于待机状态，第一压缩机冷量大于第二压缩机冷量；步骤S2:启动第一压缩机，并运行至当前工况下所设置的最佳点；步骤S3:采集冷媒水出水温度，待冷媒水出水温度稳定时，将需求制冷量与机组设计制冷量进行比值计算，得出冷量需求系数k；步骤S4:根据冷量需求系数k决定投入压缩机的数量，再将已投入的压缩机按照水温调控模式控制；步骤S5:根据当前的冷媒水出水温度以及当前压缩机的开启情况，决定是否需要重新计算冷量需求系数k并决定投入压缩机的数量；步骤S6:当满足仅开启第二压缩机以及冷媒水出水温度小于预设停机温度的条件时，关闭机组。2.根据权利要求1所述的双机头离心式冷水机组的控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，根据公式k＝Qr/Q0得出冷量需求系数，其中Qr为需求制冷量，Q0为机组设计制冷量。3.根据权利要求2所述的双机头离心式冷水机组的控制方法，其特征在于，所述机组设计制冷量Q0通过公式Q0＝Q1+Q2进行计算，其中Q1为第一压缩机制冷量，Q2为第二压缩机制冷量。4.根据权利要求1所述的双机头离心式冷水机组的控制方法，其特征在于，根据冷量需求系数k决定投入压缩机的数量的具体实现方法为：将冷量需求系数k与预设的第一冷量需求系数临界值k1、第二冷量需求系数临界值k2进行比较，其中k1＞k2，当k≥k1时,则保持第一压缩机开启,同时开启第二压缩机，将第二压缩机运行至当前工况下所设置的最佳点；当k2＜k＜k1时,则保持第一压缩机开启；当k≤k2时,则关闭第一压缩机,并开启第二压缩机。5.根据权利要求1所述的双机头离心式冷水机组的控制方法，其特征在于，具体实现步骤S5的方法为：当冷媒水出水温度小于预设目标温度时，判断当前是否仅开启了第二压缩机，如果是则按照水温调控模式控制，否则重新计算冷量需求系数k并决定投入压缩机的数量；当冷媒水出水温度大于预设目标温度时，判断当前是否开启了全部压缩机，如果是则按照水温调控模式控制，否则重新计算冷量需求系数k并决定投入压缩机的数量。6.一种双机头离心式冷水机组的控制系统，其特征在于，包括：启动模块，用于当接收到控制模块的启动指令时,启动机组，使第一压缩机和第二压缩机处于待机状态，第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：白正彬，陈见兴，许加振，文志成，孙涛，
申请(专利权)人：烟台顿汉布什工业有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37