[發明專利]一種帶可變內容積比裝置的變頻螺桿冷水機組及控制方法

有效

• 申請號: 201911025611.0
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN110617639B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 章立標;王紅燕;杭炳炳;倪煥軍;白新成;王森
• 申請（專利權）人: 浙江國祥股份有限公司
• 主分類號: F25B1/047
• 分類號: F25B1/047;F25B41/30;F25B49/02
• 代理公司: 紹興上虞誠知創專利代理事務所(普通合伙) 33354
• 代理人: 葉優富

本發明公開了一種帶可變內容積比裝置的變頻螺桿冷水機組及控制方法，所述帶可變內容積比裝置的變頻螺桿冷水機組包括壓縮機、與所述壓縮機相連的冷凝器和蒸發器、設于所述冷凝器與蒸發器之間的節流裝置、控制器及變頻器，所述壓縮機為帶可變內容積比控制的變頻壓縮機；機組在運行時，對機組運行時的排氣壓力、吸氣壓力做檢測，隨后計算出系統高壓比和壓縮機目標壓縮比，再根據壓縮比和內容積比之間的理論計算模型計算目標內容積比，同時，根據可變內容積比調節裝置的軸向位置反饋信號來計算實際內容積比，兩者有差異時則調整可變內容積比調節裝置的軸向位置，直至實際內容積比與目標內容積比完全相等，使壓縮機正常運行。

技術領域

本發明屬于空調及工業冷卻技術領域，尤其是涉及一種帶可變內容積比裝置的變頻螺桿冷水機組及控制方法。

背景技術

隨著城鎮化進程加速和居民生活水平的提高，空調系統的能源消耗占我國總能耗的比重也日益增加，提高空調系統的能效水平對于國家節能減排和實現社會的可持續發展具有重要意義。

目前市場上的各類水冷、風冷和蒸發冷螺桿冷水機組普遍采用定頻螺桿壓縮機，但空調系統99%時間是在部分負荷狀態下運行的。螺桿冷水機組處于部分負荷狀態時，定頻螺桿壓縮機通常通過改變容調滑閥的位置來進行有限的輸氣量調節，螺桿轉子與容調滑閥的間隙較大；同時，在低負荷下運行時螺桿壓縮機有效密封齒數減少，無效壓縮的功耗增加，從而導致壓縮機的等熵效率和容積效率降低，運行效率較低。

常規定頻壓縮機啟動電流大，故對電網的沖擊較大，尤其在負荷70%以下運行時電機效率較低，故綜合部分負荷制冷能效較低。

常規螺桿壓縮機的內容積比是不可調整的，假設忽略螺桿壓縮機內部低壓側和高壓側的氣流阻力，壓縮過程的內容積比(V_i）與壓縮機的壓縮比(Pr)之間則存在以下理論計算模型：

P_r =V_iⁿ

P_r =P_dp/P_s

V_i=V_s / V_dp

P_dp: 壓縮結束開始排氣時壓縮腔壓力

P_s: 壓縮機吸氣壓力（即系統低壓）

V_s :吸氣結束開始壓縮時壓縮腔容積

V_dp:壓縮結束開始排氣時壓縮腔容積

n: 多變指數，與制冷劑有關，為常數。

由上述公式可知，在吸氣壓力(P_s)和內容積比(V_i)固定情況下，當壓縮機完成壓縮過程，壓縮腔與排氣口連通而開始排氣時：

1.若壓縮腔壓力P_dp大于排氣壓力（即系統高壓，P_d），壓縮腔內高壓氣體將突然膨脹至P_d，產生過壓縮現象，浪費了多余壓縮功，

2.若壓縮腔壓力P_dp小于排氣壓力P_d，壓縮腔內氣體瞬間被強制等容壓縮至P_d后排至排氣口，將產生欠壓縮現象，與從P_s正常壓縮至P_d的氣體壓縮過程相比，壓縮功耗同樣也需增加。

由上述分析可知，壓縮結束開始排氣時若壓縮腔壓力P_dp與排氣壓力P_d完全相同，則既無過壓縮現象也無欠壓縮現象，壓縮效率最高，此時壓縮機的壓縮比(P_dp/P_s)與系統高低壓比(P_d/P_s)相等。