一种变频离心式冷水机组及其控制方法和存储介质技术

本发明专利技术提供一种变频离心式冷水机组及其控制方法和存储介质，其中该机组中包括冷凝冷凝器和蒸发器之间设有并联的节流阀和热气旁通阀，压缩机的进气口和排气口分别与蒸发器和冷凝器连接，变频器用于控制压缩机的频率，冷凝器和蒸发器上均设有用于测量绝对压力的压力测量装置，压缩机上设有振动测量装置，控制单元接收压力测量装置、热气旁通阀和振动测量装置的数据进行计算处理，并根据计算结果控制变频器和热气旁通阀。本发明专利技术涉及的机组及其控制方法和存储介质，对机组运行范围进行分区控制，实现机组自判断喘振，并自修正安全运行范围，使机组防喘振控制和机组实际喘振点更加吻合精准，不仅拓宽了机组运行范围，并提高了机组运行性能和可靠性。组运行性能和可靠性。组运行性能和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种变频离心式冷水机组及其控制方法和存储介质


[0001]本专利技术涉及变频离心式冷水机组控制
，具体涉及一种变频离心式冷水机组及其控制方法和存储介质。

技术介绍

[0002]喘振是离心压缩机的固有属性，与压缩机转速及流量紧密相关，当系统高低压差超过压缩机在当前转速下的极限扬程时，叶轮出口气流不能顺利排出，冷凝器内高压气体向压缩机倒流，一直到冷凝器内的压力下降至低于压缩机出口压力为止，这时，倒流停止，气流又在叶轮作用下正向流动，如此周而复始，在整个系统中发生了周期性的气流、电流、压力等振荡现象，称为“喘振”。同时，当叶轮吸气流量过小，偏离设计工况时，气流方向与叶轮几何角发生偏移，当流量减小到某一临界值时，脱离、扩散损失急剧增加，压缩机扬程大大降低，同样会出现喘振现象。
[0003]为了防止压缩机出现喘振，目前变频机组常用的方法是设置防喘线。以压比(冷凝压力/蒸发压力)作为横坐标，各压比对应的喘振频率作为纵坐标，行成压缩机的喘振线，在喘振线基础上增加部分频率作为安全余量，由此形成机组的防喘线。机组运行过程，通过压力传感器获得机组的冷凝压力和蒸发压力，计算出当前压缩机运行压比，将压比代入防喘线公式，计算出机组在这个压比下运行的最小频率，机组实际运行频率，不能小于防喘线计算出的最小频率，从而避免机组出现喘振。
[0004]实际应用中，对机组的负荷需求是变化的，因此常要求机组具有宽运行范围。随着机组负荷及工况变化，压缩机运行压比也随之变化，目前防喘控制方法存在以下问题：1、因上述防喘线是通过单一公式拟合，防喘线和喘振线无法完全吻合，精度差，导致机组运行范围变窄；2、机组运行范围变窄，当机组需要小负荷运行时，只能通过关导叶、开旁通甚至机组启停实现，机组能效大大降低；3、通过关导叶降低压缩机的吸气量，实现降低机组负荷，导叶开度变化范围是0％～100％，导叶开度和吸气流量不是线性变化关系，吸气流量过小，压缩机易出现喘振，机组可靠性无法得到保障。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术中防喘线和喘振线无法完全吻合，精度差，导致机组运行范围变窄，机组能效大大降低，压缩机易出现喘振，机组可靠性无法得到保障的问题，提供一种变频离心式冷水机组及其控制方法和存储介质，通过检测机组蒸发器、冷凝器压力和压缩机振动频率，对机组运行范围进行分区控制，实现机组自判断喘振，并自修正安全运行范围，通过控制机组压缩机运行频率和热气旁通蝶阀协调调节，使机组防喘振控制和机组实际喘振点更加吻合精准，相对于传统防喘控制方法，不仅拓宽了机组运行范围，并提高了机组运行性能和可靠性。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0007]一种变频离心式冷水机组，包括冷凝器、蒸发器、压缩机、变频器和控制单元，其
中，冷凝器和蒸发器之间设有并联的节流阀和热气旁通阀，压缩机的进气口和排气口分别与蒸发器和冷凝器连接，变频器用于控制压缩机的频率(转速)，冷凝器和蒸发器上均设有用于测量绝对压力的压力测量装置，压缩机上设有振动测量装置，控制单元接收压力测量装置、热气旁通阀和振动测量装置的数据进行计算处理，并根据计算结果控制变频器和热气旁通阀。
[0008]根据本专利技术的变频离心式冷水机组，通过检测蒸发器和冷凝器压力，压缩机振动，对机组运行范围进行分区控制，实现机组自判断喘振，并自修正安全运行范围，通过控制机组压缩机运行频率、热气旁通蝶阀协调调节，使机组防喘振控制和机组实际喘振点更加吻合精准，相对于传统防喘控制方法，不仅拓宽了机组运行范围，并提高了机组运行性能和可靠性。
[0009]对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。
[0010]根据本专利技术的变频离心式冷水机组，在一个优选的实施方式中，振动测量装置包括振动传感器，振动传感器布置在压缩机的壳体表面。
[0011]将振动传感器安装在压缩机壳体表面，用于检测机组运行中压缩机的振动加速度，易于布置安装，检测结果精准可靠。
[0012]具体地，在一个优选的实施方式中，压力测量装置包括压力传感器。
[0013]采用压力传感器测量蒸发器和冷凝器内的绝对压力，易于布置安装，检测结果精准可靠。
[0014]具体地，在一个优选的实施方式中，热气旁通阀包括蝶阀。
[0015]采用蝶阀作为旁通控制阀门，可实现0％～100％开度调节，使得控制过程稳定可靠。
[0016]本专利技术第二方面的变频离心式冷水机组的控制方法，采用上述所述的变频离心式冷水机组实施，包括如下步骤：S01、当机组运行在某一工况时，根据机组压缩机运行频率和机组负荷的关系曲线Y0及机组的喘振频率线Y2设置机组的防喘运行频率线Y1；S02、当机组在上述某一工况下的实际负荷需求在机组在该工况下通过频率调整实现的不同的负荷区间时，机组调节压缩机的运行频率维持在不同的区间，压缩机频率降低过程中，根据机组负荷变化调节热气旁通阀的开度满足机组实际负荷需求。
[0017]具体地，在一个优选的实施方式中，步骤S02具体包括如下子步骤：S021、当机组在上述某一工况下的实际负荷需求在机组在该工况下通过频率调整实现的最小运行负荷Q2与机组在该工况下的最大负荷Q1之间时，机组按照运行频率动作周期T1和调整频率变量D1调节压缩机的运行频率在压缩机在该工况下运行的最小频率H2与压缩机在该工况下运行的额定频率H1之间；S022、当机组在上述某一工况下的实际负荷需求小于机组在该工况下通过频率调整实现的最小运行负荷Q2时，当压缩机频率降低至压缩机在该工况下运行的最小频率H2时，压缩机频率保持不变，开启热气旁通阀减小机组负荷至实际需求；S023、当机组上述某一工况下的负荷降低之后，压缩机在该工况下运行的最小频率H2随之降低至H4，当机组负荷持续稳定T0时间后，机组按照运行频率动作周期T1和频率调整变量D1继续降低压缩机的频率至H4，压缩机频率降低过程中，根据机组负荷变化减小热气旁通阀的开度满足机组实际负荷需求。
[0018]根据本专利技术的变频离心式冷水机组的控制方法，通过在机组的防喘运行频率线Y1
与机组的喘振频率线Y2之间设置频率差作为防喘安全余量，确保机组在变工况运行时，机组可能出现喘振，由于压力是先变化的，机组根据压力变化调整需要一定的时间，所以上述预留的安全余量能够保证机组变工况过程中不会出现喘振，同时通过控制机组压缩机运行频率、开启热气旁通阀及精细调节器开度实现机组负荷降低，满足并避免机组喘振，使机组防喘振控制和机组实际喘振点更加吻合精准，相对于传统防喘控制方法，不仅拓宽了机组运行范围，并提高了机组运行性能和可靠性。
[0019]进一步地，在一个优选的实施方式中，本专利技术第二方面的变频离心式冷水机组的控制方法还包括如下步骤：S03、当热气旁通阀的开度＞0％时，机组按照运行频率动作周期T2和频率调整变量D2继续降低压缩机的频率，压缩机降频过程中，根据机组负荷变化减小热气旁通阀的开度满足机组实际负荷需求。
[0020]进一步地，由于先通过热气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变频离心式冷水机组，其特征在于，包括冷凝器、蒸发器、压缩机、变频器和控制单元；其中，所述冷凝器和所述蒸发器之间设有并联的节流阀和热气旁通阀，所述压缩机的进气口和排气口分别与所述蒸发器和所述冷凝器连接，所述变频器用于控制所述压缩机的频率；所述冷凝器和所述蒸发器上均设有用于测量绝对压力的压力测量装置，所述压缩机上设有振动测量装置；所述控制单元接收所述压力测量装置、所述热气旁通阀和所述振动测量装置的数据进行计算处理，并根据计算结果控制所述变频器和所述热气旁通阀。2.根据权利要求1所述的变频离心式冷水机组，其特征在于，所述振动测量装置包括振动传感器，所述振动传感器布置在所述压缩机的壳体表面。3.根据权利要求1或2所述的变频离心式冷水机组，其特征在于，所述压力测量装置包括压力传感器。4.根据权利要求1或2所述的变频离心式冷水机组，其特征在于，所述热气旁通阀包括蝶阀。5.一种变频离心式冷水机组的控制方法，采用上述权利要求1至4中任一项所述的变频离心式冷水机组实施，其特征在于，包括如下步骤：S01、当机组运行在某一工况时，根据机组压缩机运行频率和机组负荷的关系曲线Y0及机组的喘振频率线Y2设置机组的防喘运行频率线Y1；S02、当机组在上述某一工况下的实际负荷需求在机组在该工况下通过频率调整实现的不同的负荷区间时，机组调节压缩机的运行频率维持在不同的区间，压缩机频率降低过程中，根据机组负荷变化调节热气旁通阀的开度满足机组实际负荷需求。6.根据权利要求5所述的变频离心式冷水机组的控制方法，其特征在于，所述步骤S02包括如下子步骤：S021、当机组在上述某一工况下的实际负荷需求在机组在该工况下通过频率调整实现的最小运行负荷Q2与机组在该工况下的最大负荷Q1之间时，机组按照运行频率动作周期T1和调整频率变量D1调节压缩机的运行频率在压缩机在该工况下运行的最小频率H2与压缩机在该工况下运行的额定频率H1之间；S022、当机组在上述某一工况下的实际负荷需求小于机组在该工况下通过频率调整实现的最小运行负荷Q2时，当压缩机频率降低至压缩机在该工况下运行的最小频率H2时，压缩机频率保持不变，开启热气旁通阀减小机组负荷至实际需求；S023、当机组上述某一工况下的负荷降低之后，压缩机在该工况下运行的最小频率H2随之降低至H4，当机组负荷持续稳定T0时间后，机组按照运行频率动作周期T1和频率调整变量D1继续降低压缩机的频率至H4，压缩机频率降低过程中，根据机组负荷变化减小热气旁通阀的开度满足机组实际负荷需求。7.根据权利要求5或6所述的变频离心式冷水机组的控制方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓明胜，梁湖，黄成武，周宇，钟瑞兴，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：