本發(fā)明涉及蒸汽壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機(jī)組的，尤其涉及一種低壓冷媒供液系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、目前，在“雙碳”的驅(qū)動(dòng)下，國家越來越重視節(jié)能減排，高溫?zé)岜脵C(jī)組的應(yīng)用更加普遍，低壓冷媒由于具備飽和壓力低，系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加安全、穩(wěn)定的特點(diǎn)，在熱泵機(jī)組上得到大力的推廣與使用，以r1233zd(e)為主導(dǎo)的新一代hfo低壓環(huán)保冷媒已被市場上的主流主機(jī)廠家所應(yīng)用。

2、針對(duì)上述的相關(guān)技術(shù)，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)在制冷空調(diào)系統(tǒng)中，磁懸浮、氣懸浮、液浮軸承等技術(shù)在壓縮機(jī)的應(yīng)用上更加成熟，但由于壓縮機(jī)的軸承、電機(jī)等轉(zhuǎn)動(dòng)部件在運(yùn)行過程中，會(huì)產(chǎn)生熱量，需要設(shè)置單獨(dú)的冷卻系統(tǒng)，低壓冷媒機(jī)組在開機(jī)階段、低冷凝壓力運(yùn)行階段、停機(jī)階段，由于系統(tǒng)壓差小，無法滿足供液冷卻的需求，需要單獨(dú)設(shè)置冷媒泵進(jìn)行強(qiáng)制供液，不同于當(dāng)前的中、高壓冷媒，反觀低壓冷媒易汽化的特性，給冷媒泵供液系統(tǒng)提出了更高的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種低壓冷媒供液系統(tǒng)及其控制方法，通過對(duì)冷媒泵的控制，為機(jī)組在全生命周期的高效、穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

3、一種低壓冷媒供液系統(tǒng)，包括冷水機(jī)組系統(tǒng)和軸承供液系統(tǒng)，所述冷水機(jī)組系統(tǒng)包括冷媒泵、蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)、省功器、節(jié)流機(jī)構(gòu)、plc控制箱，所述軸承供液系統(tǒng)包括從冷凝器集液包到壓縮機(jī)軸承的第一軸承潤滑供液路徑和從冷凝器集液包到壓縮機(jī)軸承的第二軸承潤滑供液路徑。

4、通過采用上述技術(shù)方案，軸承供液系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可盡量避免冷媒的汽化對(duì)冷媒泵供液造成的影響，減少管路的沿程/局部阻力損失，保證冷媒泵前的汽蝕余量，及冷媒的過冷度；冷媒泵的低頻運(yùn)轉(zhuǎn)、軸承供液管路的保溫、冷媒泵后管路的排氣，均可有效解決管路汽化對(duì)供液產(chǎn)生的不良影響，通過對(duì)冷媒泵的軸承供液系統(tǒng)的控制，為冷水機(jī)組系統(tǒng)在全生命周期的高效、穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

5、進(jìn)一步的，所述冷凝器上設(shè)有液囊，所述冷凝器內(nèi)設(shè)有過冷器。

6、通過采用上述技術(shù)方案，為了維持供液的穩(wěn)定性，在冷凝器上單獨(dú)設(shè)置液囊，保證液態(tài)冷媒的充足供應(yīng)，此外，冷凝器內(nèi)部設(shè)有過冷器，冷水機(jī)組系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中，液囊內(nèi)的冷媒，會(huì)有2℃的過冷度，有效避免冷媒在流動(dòng)過程中汽化。

7、進(jìn)一步的，所述冷水機(jī)組系統(tǒng)包括熱氣旁通閥。

8、通過采用上述技術(shù)方案，通過在冷水機(jī)組系統(tǒng)上標(biāo)配熱氣旁通的設(shè)計(jì)，在開機(jī)階段熱氣旁通閥全開，啟動(dòng)后按設(shè)定的控制周期/控制脈沖進(jìn)行慢關(guān)，避免因供液量不足，引起蒸發(fā)壓力低報(bào)警、壓縮機(jī)加載過快、開機(jī)階段喘振等問題。

9、一種低壓冷媒供液系統(tǒng)控制方法，當(dāng)冷水機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行過程中，系統(tǒng)壓差大于設(shè)定系統(tǒng)壓差上限，延時(shí)設(shè)定時(shí)間后，壓縮機(jī)軸承供液采用第一軸承潤滑供液路徑，第二軸承潤滑供液路徑采用冷媒泵進(jìn)行強(qiáng)制供液。

10、通過采用上述技術(shù)方案，通過對(duì)冷媒泵的軸承供液系統(tǒng)的控制，為冷水機(jī)組系統(tǒng)在全生命周期的高效、穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

11、進(jìn)一步的，打液前監(jiān)測蒸發(fā)器的液位，若蒸發(fā)器的液位低于設(shè)定值，冷媒泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)；

12、打液開始階段，冷媒泵的排氣電磁閥打開進(jìn)行排氣，通過監(jiān)測冷媒泵運(yùn)行電流是否達(dá)到設(shè)定閾值，控制排氣電磁閥的啟閉；

13、打液階段，冷媒泵采用低頻運(yùn)轉(zhuǎn)。

14、通過采用上述技術(shù)方案，能有效避免冷媒的汽化，保證打液管路的保溫，避免因環(huán)境溫度高時(shí)，冷媒吸熱汽化。

15、進(jìn)一步的，打液過程中，若在設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)，蒸發(fā)器的液位無下降且冷凝器液位無增加，冷媒泵干運(yùn)轉(zhuǎn)，并賦值干運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)＋1，干運(yùn)轉(zhuǎn)累計(jì)次數(shù)大于設(shè)定值時(shí)，冷水機(jī)組系統(tǒng)鎖定。

16、通過采用上述技術(shù)方案，打液前監(jiān)測蒸發(fā)器的液位，通過此種方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的識(shí)別監(jiān)測，對(duì)打液管路進(jìn)行排查，方便進(jìn)一步確認(rèn)故障原因。

17、進(jìn)一步的，打液完成后，以第二軸承潤滑供液路徑為軸承進(jìn)行供液，供液壓差大于啟動(dòng)前供液壓差設(shè)定值后，且冷媒泵運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定時(shí)間后，冷水機(jī)組系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行；

18、通過采用上述技術(shù)方案，冷水機(jī)組系統(tǒng)啟動(dòng)完成后，通過冷凝器液位計(jì)的設(shè)定目標(biāo)值，控制一級(jí)供液球閥的開度，保證冷凝器有充足的液態(tài)冷媒供應(yīng)。

19、進(jìn)一步的，冷水機(jī)組系統(tǒng)啟動(dòng)完成后，系統(tǒng)壓差大于設(shè)定系統(tǒng)壓差上限，延時(shí)設(shè)定時(shí)間后，壓縮機(jī)軸承供液采用第一軸承潤滑供液路徑。

20、通過采用上述技術(shù)方案，通過對(duì)冷媒泵的第一軸承潤滑供液路徑的使用，為冷水機(jī)組系統(tǒng)在全生命周期的高效、穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

21、進(jìn)一步的，當(dāng)在正常停機(jī)或故障停機(jī)或緊急停機(jī)階段時(shí)，以第二軸承潤滑供液路徑為軸承進(jìn)行供液。

22、通過采用上述技術(shù)方案，通過對(duì)冷媒泵的第二軸承潤滑供液路徑的使用，為冷水機(jī)組系統(tǒng)在全生命周期的高效、穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

23、進(jìn)一步的，所述plc控制箱中cpu模塊通過對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，輸出相關(guān)指令實(shí)現(xiàn)對(duì)冷水機(jī)組系統(tǒng)的控制。

24、通過采用上述技術(shù)方案，通過plc控制箱的邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷水機(jī)組系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。

25、綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案的有益效果是：

26、（1）本申請(qǐng)軸承供液系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可盡量避免冷媒的汽化對(duì)冷媒泵供液造成的影響，減少管路的沿程/局部阻力損失，保證冷媒泵前的汽蝕余量，及冷媒的過冷度；冷媒泵的低頻運(yùn)轉(zhuǎn)、軸承供液管路的保溫和冷媒泵后管路的排氣，均可有效解決管路汽化對(duì)供液產(chǎn)生的不良影響，通過對(duì)冷媒泵的軸承供液系統(tǒng)的控制，為冷水機(jī)組系統(tǒng)在全生命周期的高效、穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航；

27、（2）為了維持供液的穩(wěn)定性，在冷凝器上單獨(dú)設(shè)置液囊，保證液態(tài)冷媒的充足供應(yīng)，此外，冷凝器內(nèi)部設(shè)有過冷器，冷水機(jī)組系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中，液囊內(nèi)的冷媒，會(huì)有2℃以上的過冷度，有效避免冷媒在流動(dòng)過程中汽化；

28、（3）通過在冷水機(jī)組系統(tǒng)上標(biāo)配熱氣旁通的設(shè)計(jì)，在開機(jī)階段熱氣旁通閥全開，啟動(dòng)后按設(shè)定的控制周期/控制脈沖進(jìn)行慢關(guān)，避免因供液量不足，引起蒸發(fā)壓力低報(bào)警、壓縮機(jī)加載過快、開機(jī)階段喘振等問題。

技術(shù)特征：

1.一種低壓冷媒供液系統(tǒng)，其特征在于：包括冷水機(jī)組系統(tǒng)和軸承供液系統(tǒng)(9)，所述冷水機(jī)組系統(tǒng)包括冷媒泵(6)、蒸發(fā)器(1)、冷凝器(3)、壓縮機(jī)(2)、省功器(4)、節(jié)流機(jī)構(gòu)、plc控制箱(10)，所述軸承供液系統(tǒng)(9)包括從冷凝器(3)集液包到壓縮機(jī)(2)軸承的第一軸承潤滑供液路徑和從冷凝器(3)集液包到壓縮機(jī)(2)軸承的第二軸承潤滑供液路徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓冷媒供液系統(tǒng)，其特征在于：所述冷凝器(3)上設(shè)有液囊，所述冷凝器(3)內(nèi)設(shè)有過冷器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓冷媒供液系統(tǒng)，其特征在于：所述冷水機(jī)組系統(tǒng)包括熱氣旁通閥(7)。

4.一種低壓冷媒供液系統(tǒng)控制方法，其特征在于：當(dāng)冷水機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行過程中，系統(tǒng)壓差大于設(shè)定系統(tǒng)壓差上限，延時(shí)設(shè)定時(shí)間后，壓縮機(jī)(2)軸承供液采用第一軸承潤滑供液路徑，第二軸承潤滑供液路徑采用冷媒泵(6)進(jìn)行強(qiáng)制供液。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低壓冷媒供液系統(tǒng)控制方法，其特征在于：打液前監(jiān)測蒸發(fā)器(1)的液位，若蒸發(fā)器(1)的液位低于設(shè)定值，冷媒泵(6)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低壓冷媒供液系統(tǒng)控制方法，其特征在于：打液過程中，若在設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)，蒸發(fā)器(1)的液位無下降且冷凝器(3)液位無增加，冷媒泵(6)干運(yùn)轉(zhuǎn)，并賦值干運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)＋1，干運(yùn)轉(zhuǎn)累計(jì)次數(shù)大于設(shè)定值時(shí)，冷水機(jī)組系統(tǒng)鎖定。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種低壓冷媒供液系統(tǒng)控制方法，其特征在于：打液完成后，以第二軸承潤滑供液路徑為軸承進(jìn)行供液，供液壓差大于啟動(dòng)前供液壓差設(shè)定值后，且冷媒泵(6)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定時(shí)間后，冷水機(jī)組系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種低壓冷媒供液系統(tǒng)控制方法，其特征在于：冷水機(jī)組系統(tǒng)啟動(dòng)完成后，系統(tǒng)壓差大于設(shè)定系統(tǒng)壓差上限，延時(shí)設(shè)定時(shí)間后，壓縮機(jī)(2)軸承供液采用第一軸承潤滑供液路徑。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低壓冷媒供液系統(tǒng)控制方法，其特征在于：當(dāng)在正常停機(jī)或故障停機(jī)或緊急停機(jī)階段時(shí)，以第二軸承潤滑供液路徑為軸承進(jìn)行供液。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低壓冷媒供液系統(tǒng)控制方法，其特征在于：所述plc控制箱(10)中cpu模塊通過對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，輸出相關(guān)指令實(shí)現(xiàn)對(duì)冷水機(jī)組系統(tǒng)的控制。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種低壓冷媒供液系統(tǒng)及其控制方法，屬于蒸汽壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機(jī)組的技術(shù)領(lǐng)域，包括冷水機(jī)組系統(tǒng)和軸承供液系統(tǒng)，冷水機(jī)組系統(tǒng)包括冷媒泵、蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)、省功器、節(jié)流機(jī)構(gòu)、PLC控制箱，軸承供液系統(tǒng)包括從冷凝器集液包到壓縮機(jī)軸承的第一軸承潤滑供液路徑和從冷凝器集液包到壓縮機(jī)軸承的第二軸承潤滑供液路徑。通過軸承供液系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可盡量避免冷媒的汽化對(duì)冷媒泵供液造成的影響，減少管路的沿程/局部阻力損失，保證冷媒泵前的汽蝕余量，及冷媒的過冷度，冷媒泵的低頻運(yùn)轉(zhuǎn)、軸承供液管路的保溫和冷媒泵后管路的排氣，均可有效解決管路汽化對(duì)供液產(chǎn)生的不良影響。

技術(shù)研發(fā)人員：馮林平,朱翠,李國全,許加振,齊立杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：頓漢布什（中國）工業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19