一種空調機組低冷卻進水溫度啟動的控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于水冷螺桿機組或螺桿熱泵機組冷卻技術領域，具體涉及一種空調機組低冷卻進水溫度(大于或等于12°c )啟動的控制方法。
【背景技術】
[0002]現有水冷螺桿機組或螺桿熱泵機組，由于壓縮機供油系統(tǒng)依靠冷凝器飽和壓力與蒸發(fā)器飽和壓力差提供動力，在低冷卻進水溫度(小于等于20度)啟動時必須增加二通閥或三通閥來升高冷卻水出水溫度，增大冷凝器飽和壓力，從而達到增大高低壓差的目的，機組方可在低冷卻進水溫度下啟動。這種方法增加了客戶投資，同時使機組的控制系統(tǒng)復雜，降低了機組的可靠性。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明提供一種空調機組低冷卻進水溫度啟動的控制方法，該控制方法使得空調機組不需增加輔助設備就可以在低冷卻進水溫度時正常啟動，同時還能在正常溫度下啟動，使機組冷卻水進水溫度的啟動范圍拓寬到大于或等于12°C，同時保證了機組控制可靠性，降低用戶投資。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
一種空調機組低冷卻進水溫度啟動的控制方法，所述空調機組主要包括順次連接的壓縮機、油分離器、冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機供油管路，所述壓縮機供油管路依靠冷凝器飽和壓力與蒸發(fā)器飽和壓力差提供潤滑油動力從而啟動機組；在油分離器、冷凝器和蒸發(fā)器上各自分別設置壓力傳感器，冷凝器上還設置溫度傳感器；同時還設置一個控制器，控制器同時與各傳感器信號連接并獲取各傳感器的傳感信號；其特征在于:在冷凝器和蒸發(fā)器之間蒸發(fā)器的進口處設置一個電子膨脹閥，該電子膨脹閥與控制器信號相連并執(zhí)行來自控制器的命令而進行開度控制，通過控制電子膨脹閥開度來保證冷凝器飽和壓力與蒸發(fā)飽和壓力之差，將蒸發(fā)壓力控制在設定值，同時又不產生低壓報警，使得所述空調機組在冷凝器冷卻進水溫度小于20°C且大于或等于12°C的低冷卻進水溫度啟動模式啟動。
[0005]按上述技術方案，所述的空調機組除了具有所述低冷卻進水溫度啟動模式，還具有一種冷凝器冷卻進水溫度大于或等于20°C的正常溫度啟動模式，所述低冷卻進水溫度啟動模式和所述正常溫度啟動模式可切換。
[0006]按上述技術方案，當冷凝器進水溫度在12°C _20°C時，機組處于低冷卻進水溫度啟動模式，啟動過程中，在不提高冷凝器飽和壓力的情況下，控制器自動控制電子膨脹閥開度以降低蒸發(fā)器飽和壓力，從而獲取足夠的冷凝器飽和壓力與蒸發(fā)器飽和壓力差來保證壓縮機供油管路有足夠的潤滑油動力，使得機組在低冷卻進水溫度下啟動；此過程中需確保蒸發(fā)器飽和壓力不低于報警警戒值而產生低壓報警。
[0007]按上述技術方案，當冷凝器進水溫度大于或等于20°C時，機組處于正常溫度啟動模式，在不提高冷凝器飽和壓力的情況下，控制器自動控制電子膨脹閥開啟至設定開度使得蒸發(fā)器飽和壓力維持在設定壓力值，此時冷凝器飽和壓力與蒸發(fā)器飽和壓力差保證壓縮機供油管路有足夠的潤滑油動力，從而使得機組能夠在正常溫度下啟動。
[0008]按上述技術方案，上述空調機組低冷卻進水溫度啟動的控制方法具體包括如下步驟:
S1:機組啟動，并根據冷凝器進水溫度判斷是否進入低冷卻進水溫度啟動模式；如是，則進入低冷卻進水溫度啟動模式；如否，則進入正常溫度啟動模式；
正常溫度啟動模式時，電子膨脹閥打開到設定開度，使得蒸發(fā)器飽和壓力維持在設定壓力值，此時冷凝器飽和壓力與蒸發(fā)器飽和壓力差保證壓縮機供油管路有足夠的潤滑油動力，從而使得機組能夠在正常溫度下啟動，待穩(wěn)定后進入正常自動運行狀態(tài)；
52:當機組處于低冷卻進水溫度啟動模式下，控制器首先判斷冷卻進水溫度范圍，并根據冷卻進水溫度和閥匹配開度關系自動確定電子膨脹閥開度，使得壓縮機啟動時電子膨脹閥開度與機組負荷匹配，當閥開度到設定匹配開度時，維持設定時間后，隨即進入供油壓力控制過程；供油壓力控制過程中，控制器通過PID控制方法按照確保壓縮機供油管路有足夠的供油動力的原則來控制電子膨脹閥開度，所述供油動力=冷凝飽和壓力一蒸發(fā)飽和壓力；即在不人為提高冷凝器飽和壓力的情況下，通過控制控制電子膨脹閥開度將蒸發(fā)飽和壓力控制在較低的數值，同時又不產生低壓報警，精確控制電子膨脹閥開啟或關閉；
53:判斷是否完成低冷卻進水溫度啟動過程，如完成低冷卻進水溫度啟動過程，則機組進入正常自動運行狀態(tài)；如未完成低冷卻進水溫度啟動過程，則控制器返回繼續(xù)檢測冷卻進水溫度并繼續(xù)進行低冷卻進水溫度啟動，直至機組進入正常自動運行狀態(tài)。
[0009]按上述技術方案，所述的正常自動運行狀態(tài)為:壓縮機啟動后，冷凝器中的液態(tài)制冷劑通過電子膨脹閥進入蒸發(fā)器，蒸發(fā)器中的氣態(tài)制冷劑經壓縮機壓縮后進入油分離器，油分離器將油和氣態(tài)制冷劑進行分離，分離后的油留在油分離器中，通過供油壓力及蒸發(fā)飽和壓力差供入壓縮機，對壓縮機運動部件進行潤滑，氣態(tài)制冷劑進入冷凝器冷卻。
[0010]按上述技術方案，步驟S2中在進入供油壓力控制過程之前，冷卻進水溫度和閥設定匹配開度關系為:在冷卻進水溫度為12°時，設定匹配開度為初始開度30% ;在冷卻進水溫度為20°時，設定匹配開度為初始開度20%;在12° — 20°時，設定匹配開度在初始開度30%到初始開度20%之間線性減??；根據冷卻進水溫度調節(jié)閥開度至上述關系對應的設定匹配開度時，維持設定時間后，隨即進入供油壓力控制過程。
[0011]按上述技術方案，步驟S2中，設定時間為30S。
[0012]上述技術方案中，步驟S3中，判斷是否完成低冷卻進水溫度啟動過程的判斷條件為以下三個條件之一:
壓縮機供油壓力差是否大于供油壓力差報警值；
冷凝器冷卻水出水溫度需> 22°C ;
冷凝飽和壓力是否大于設定值。
[0013]按上述技術方案，正常溫度啟動模式時，電子膨脹閥所述設定開度為打開到初始開度30%。
[0014]與現有技術相比，由于現有水冷螺桿機組或螺桿熱泵機組中，在低冷卻進水溫度啟動時必須大幅增加冷凝器飽和壓力，才能保證冷凝器飽和壓力與蒸發(fā)器飽和壓力差足夠大，從而為壓縮機供油系統(tǒng)提供動力，實現低于20°C時機組低溫啟動。而本發(fā)明由控制器、傳感器及電子膨脹閥構成硬件系統(tǒng)，控制方法集成在控制器中，僅僅利用控制器和一個電子膨脹閥，不需在水側增加控制閥或控制冷卻塔數量或對冷卻水流量進行變流量調節(jié)或對冷卻風扇進行變頻調節(jié)，通過控制電子膨脹閥開度來保證冷凝器飽和壓力與蒸發(fā)飽和壓力之差，將蒸發(fā)壓力控制在設定值，同時又不產生低壓報警，使得所述空調機組在兩種啟動模式下都能啟動，一種是冷凝器冷卻進水溫度大于或等于20°C的正常溫度啟動模式，另一種是在冷凝器冷卻進水溫度小于20°C且大于或等于12°C的低冷卻進水溫度啟動模式。即在不添加其他輔助設備的條件下，可使機組既能夠在12°C -20°C的低溫模式啟動，又能夠在大于或等于20°C的正常溫度下啟動，啟動溫度范圍大幅擴展。
[0015]同時，在啟動原理方面，雖然都是壓縮機供油管路依靠冷凝器飽和壓力與蒸發(fā)器飽和壓力差提供潤滑油動力從而啟動壓縮機，但是傳統(tǒng)方法需要增加冷凝器飽和壓力來實現，對系統(tǒng)的耐壓性要求高同時設備投資且耗能，而本發(fā)明不論是在低溫啟動模式還是正常溫度啟動模式下，都是通過精確控制電子膨脹閥開度調整來降低蒸發(fā)器飽和壓力，使其維持一個較低的值，從而維持冷凝器飽和壓力與蒸發(fā)器飽和壓力差值在啟動范圍內，增加機組控制可靠性；同時降低用戶投資。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的空調機組硬件系統(tǒng)組成示意圖；圖1中各附圖標記說明如下:控制器1、壓力傳感器2、溫度傳感器3、電子膨脹閥4、壓縮機5、油分離器6、蒸發(fā)器7、冷凝器8、無泵供油管路9。
[0017]圖2是本發(fā)明控制流程圖。
[0018]圖3是本發(fā)明的冷卻進水溫度和閥設定匹配開度關系。
【具體實施方式】
[0019]如圖1-2所示為根據本發(fā)明實施的一種空調機組低冷卻進水溫度啟動的控制方法，所述空調機組主要包括順次連接的壓縮機5、油分離器6、冷凝器8、蒸發(fā)器7，在油分離器6、冷凝器8和蒸發(fā)器7上各自分別設置壓力傳感器2 (分別稱為冷凝壓力傳感器和蒸發(fā)壓力傳感器)，冷凝器上還設置溫度傳感器3 (也即冷卻水進水溫度傳感器)，無油泵供油管路9為壓縮機提供潤滑油。其特征在于:在冷凝器和蒸發(fā)器之間蒸發(fā)器的進口處設置一個電子膨脹閥4，該電子膨脹閥4與控制器I信號相連并執(zhí)行來自控制器I的命令并進行開度控制；控制器I同時與各傳感器信號連接并獲取各傳感器的傳感信號；控制器I為本發(fā)明專利實現的核心原件，控制方法以軟件方式集成在控制器中，空調機組啟動時，控制器I自動執(zhí)行所述控制方法。
[0020]壓力傳感器2負責檢壓力，為控制方法提供輸入判斷信號。溫度傳感器3負責溫度檢測，為控制方法提供輸入判斷信號。
[0021]電子膨脹閥4為控制元件，為控制方法提供執(zhí)行動作，確?？刂品椒ǖ妮敵鰟幼鞯玫綀?zhí)行。
[0022]壓縮機5為氣態(tài)制冷器輸送裝置，負責將蒸發(fā)器中的氣態(tài)制冷劑輸送到冷凝器中。
[0023]油分離