專利名稱：用于冷水機組的無級調(diào)節(jié)壓縮機及其載荷控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在螺桿式冷水機組應用的無級調(diào)節(jié)壓縮機及該壓縮機的載荷控 制方法。
背景技術(shù)：
螺桿式冷水機組是現(xiàn)代工業(yè)建筑制冷空調(diào)的核心設備，該冷水機組至少應包括四 部分螺桿式壓縮機、殼管式冷凝器、殼管式蒸發(fā)器和節(jié)流裝置。其中，冷水機組中的冷卻水 的溫度是通過與冷凝器中的制冷劑進行熱量交換來改變，冷凍水的溫度是通過與蒸發(fā)器中 的制冷劑進行熱交換來改變，當冷凍水與蒸發(fā)器中的制冷劑進行熱量交換后，從蒸發(fā)器流 出的冷凍水的溫度為冷凍水出水溫度。傳統(tǒng)的螺桿式壓縮機包括低壓腔，油腔，滑閥以及油路系統(tǒng)，油路系統(tǒng)由4根管路 組成，分別為輸油管，25%載荷調(diào)節(jié)管，50%載荷調(diào)節(jié)管，75%載荷調(diào)節(jié)管。輸油管上設置有 毛細管，輸油管的一端與油過濾器連通，另一端與油腔連通；25%載荷調(diào)節(jié)管一端與輸油管 相連，另一端與低壓腔連通，25%載荷調(diào)節(jié)管上設置有控制閥；50%載荷調(diào)節(jié)管的一端與油 腔連通，另一端與低壓腔連通，50%載荷調(diào)節(jié)管上設置有控制閥；75%載荷調(diào)節(jié)管的一端與 油腔連通，另一端與低壓腔連通，75%載荷調(diào)節(jié)管上設置有控制閥。上述結(jié)構(gòu)，通過開啟不 同載荷調(diào)節(jié)管上的控制閥，可以驅(qū)使滑閥移動，滑閥的移動可以對壓縮機的載荷進行調(diào)節(jié)， 通過壓縮機載荷的調(diào)節(jié)可以實現(xiàn)冷水機組容量調(diào)節(jié)，該冷水機組可依據(jù)實際負荷的變化實 現(xiàn)4級容量調(diào)節(jié)，雖然能夠節(jié)約部分能源，但其綜合性能系數(shù)IPLV較低，溫度控制精度低， 能源浪費還是偏大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種可使螺桿式冷水機組根據(jù)實際負荷實現(xiàn)無級 容量調(diào)節(jié)的用于冷水機組的無級調(diào)節(jié)壓縮機。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是用于冷水機組的無級調(diào)節(jié)壓縮機， 包括低壓腔，油腔，油過濾器以及油路系統(tǒng)，所述油路系統(tǒng)由供油管以及旁通管組成，所述 供油管上安裝有控油閥，供油管的一端與油過濾器連通，另一端與油腔連通；所述旁通管上 安裝有旁通閥，旁通管的一端與油腔連通，另一端與低壓腔連通。進一步的是所述供油管上安裝有毛細管。進一步的是所述控油閥和旁通閥都為電磁閥。本發(fā)明還提供了一種可使螺桿式冷水機組根據(jù)實際負荷實現(xiàn)無級容量調(diào)節(jié)的用 于冷水機組的無級調(diào)節(jié)壓縮機的載荷控制方法。本發(fā)明的載荷控制方法，包括上述用于冷水機組的無級調(diào)節(jié)壓縮機，根據(jù)冷凍水 目標出水溫度T，補償溫度At以及冷凍水實際出水溫度TO通過脈沖信號調(diào)整控油閥以及 旁通閥的開閉，具體為當TO彡T+At，關(guān)閉旁通閥，打開控油閥，使壓縮機加載；
當T-At > TO > T+At，關(guān)閉旁通閥和控油閥，使壓縮機位于載荷保持階段；當TO彡T-At，打開旁通閥，關(guān)閉控油閥，使壓縮機卸載；其中，At為 0. 1 1°C。進一步的是所述脈沖信號的脈沖寬度為0. 5 1秒，間隔為0. 5 1秒。本發(fā)明的有益效果是通過控油閥的開閉以及旁通閥的開閉可以精確控制滑閥的 移動，滑閥的移動可以使壓縮機的載荷在零至滿載之間任意調(diào)整，進而可使螺桿式冷水機 組根據(jù)實際負荷進行無級容量調(diào)節(jié)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中4級螺桿式壓縮機的示意圖；圖2為本發(fā)明的用于冷水機組的無級調(diào)節(jié)壓縮機的示意圖。圖中標記為1-毛細管，3-25%載荷調(diào)節(jié)管，6-低壓腔，7-輸油管，8-50%載荷調(diào) 節(jié)管，9-75%載荷調(diào)節(jié)管，10-油過濾器，11-螺桿，12-滑閥，13-油腔，14-旁通管，15-供油 管，16-控油閥，17-旁通閥。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明進一步說明。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中，螺桿式壓縮機的油路系統(tǒng)由輸油管7，25%載荷調(diào)節(jié)管 3，50%載荷調(diào)節(jié)管8和75%載荷調(diào)節(jié)管9組成，輸油管7上設置有毛細管1，輸油管7的一 端與油過濾器10連通，另一端與油腔13連通；25%載荷調(diào)節(jié)管3 —端與輸油管7相連，另 一端與低壓腔6連通，25%載荷調(diào)節(jié)管3上設置有控制閥；50%載荷調(diào)節(jié)管8的一端與油腔 13連通，另一端與低壓腔6連通，50%載荷調(diào)節(jié)管8上設置有控制閥；75%載荷調(diào)節(jié)管9的 一端與油腔13連通，另一端與低壓腔6連通，75%載荷調(diào)節(jié)管9上設置有控制閥。使用現(xiàn) 有技術(shù)中的螺桿式壓縮機只能使螺桿式冷水機組實現(xiàn)4級容量調(diào)節(jié)。如圖2所示，本發(fā)明的用于冷水機組的無級調(diào)節(jié)壓縮機，包括低壓腔6，油腔13，油 過濾器10以及油路系統(tǒng)，所述油路系統(tǒng)由供油管15以及旁通管14組成，所述供油管15上 安裝有控油閥16，供油管15的一端與油過濾器10連通，另一端與油腔13連通；所述旁通 管14上安裝有旁通閥17，旁通管14的一端與油腔13連通，另一端與低壓腔6連通。使用時，當需要加載，可關(guān)閉旁通閥17，打開控油閥16，通過供油管15向油腔13 供油，進而推動滑閥12向右移動，當滑閥12移動至預定位置后，可關(guān)閉控油閥16。當需要 繼續(xù)加載時，可重新打開控油閥16，進而供油，滑閥12移動至下一預定位置后，關(guān)閉控油閥 16即可，由以上分析可知，通過關(guān)閉旁通閥17以及開閉控油閥16可不斷進行加載，直至壓 縮機滿載；當需要卸載時，關(guān)閉控油閥16，打開旁通閥17，油腔13通過低壓腔6向螺桿11 排油，滑閥12向左移動，當滑閥12移動至預定位置后，關(guān)閉旁通閥17。當需要繼續(xù)卸載時， 可重新打開旁通閥17，對螺桿11排油，當滑閥12移動至下一預定位置后，關(guān)閉旁通閥17即 可，由上述分析可知，通過關(guān)閉控油閥16以及開閉旁通閥17可不斷進行卸載。綜合上述分 析可知，通過調(diào)節(jié)控油閥16以及旁通閥17的開閉，可使滑閥12移動并停留至任意位置，即 本發(fā)明的用于冷水機組的無級調(diào)節(jié)壓縮機可實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)，進而可使應用本發(fā)明的壓縮機 的螺桿式冷水機組實現(xiàn)無級容量調(diào)節(jié)。另外，由于控油閥16和旁通閥17都為電磁閥，可通過中央控制系統(tǒng)控制控油閥16和旁通閥17的開閉，進而可根據(jù)冷水機組的實際負荷值，及 時動態(tài)調(diào)整控油閥16以及旁通閥17的開閉，以實現(xiàn)對冷水機組進行精確的容量調(diào)節(jié)，達到 節(jié)能的目的。為了在向油腔13進行供油時，便于對油的流量進行控制，所述供油管15上安裝有 毛細管1。為了進一步進行節(jié)能，在應用本發(fā)明的壓縮機的基礎上，按照下述方法對壓縮機 進行載荷控制，根據(jù)冷凍水目標出水溫度T，補償溫度At以及冷凍水實際出水溫度TO通過 脈沖信號調(diào)整控油閥16以及旁通閥17的開閉，具體為當TO彡T+At，關(guān)閉旁通閥17，打開控油閥16，使壓縮機加載；當T-At > TO > T+At，關(guān)閉旁通閥17和控油閥16，使壓縮機位于載荷保持階 段；當TO彡T-At，打開旁通閥17，關(guān)閉控油閥16，使壓縮機卸載；其中，At為 0. 1 1°C。為了提高控制精度，所述脈沖信號的脈沖寬度為0. 5 1秒，間隔為0. 5 1秒。 高精度加載和卸載脈沖控制，有利于使壓縮機的載荷在50% 100%之間進行高精度無級 調(diào)節(jié)，在此區(qū)間內(nèi)進行高精度無級調(diào)節(jié)，有利于節(jié)約能源，其中，壓縮機的載荷為100%時， 即壓縮機滿載運行，此時滑閥12移動至最右端，以此類推，可通過滑閥12的位置來控制壓 縮機的載荷?；y12的位置可通過以下方法確定對控油閥給予脈沖信號，計算當滑閥12 平穩(wěn)移動至最右端，即壓縮機滿載時所需要施加的脈沖數(shù)N，然后，每次加載時，對施加的脈 沖數(shù)進行計數(shù)，通過施加的脈沖數(shù)與N的比值，可顯示滑閥12的具體位置，進而可控制壓縮 機的載荷；卸載情況與加載類似。為延長本發(fā)明的壓縮機使用壽命，一般壓縮機的載荷在0 25%僅作開機和關(guān)機 用；而在25% 50%區(qū)間內(nèi)加載或卸載運行時間也不宜太長，推薦在50% 100%區(qū)間內(nèi) 做無級調(diào)節(jié)和載荷控制。特別的是通過負荷計算與匹配發(fā)現(xiàn)，使本發(fā)明的壓縮機的載荷控 制在70% 90%之間，即壓縮機在高性能系數(shù)期間運行，這樣可更加節(jié)能。本發(fā)明的壓縮機及應用本發(fā)明壓縮機的冷水機組，可用于恒溫恒濕、溫度精度要 求較高的場所，例如實驗室、醫(yī)院和精密工廠。通過負荷計算與匹配，使本發(fā)明的壓縮機工 作在70% 90%之間，有較高性能系數(shù)，使用上述載荷控制方法，相比現(xiàn)有技術(shù)的4級容調(diào) 冷水機組，可節(jié)能5%以上。
權(quán)利要求
1.用于冷水機組的無級調(diào)節(jié)壓縮機，包括低壓腔(6)，油腔(13)，油過濾器(10)以及 油路系統(tǒng)，其特征是所述油路系統(tǒng)由供油管(1 以及旁通管(14)組成，所述供油管(15) 上安裝有控油閥(16)，供油管(15)的一端與油過濾器(10)連通，另一端與油腔(13)連通； 所述旁通管(14)上安裝有旁通閥(17)，旁通管(14)的一端與油腔(1 連通，另一端與低 壓腔(6)連通。
2.如權(quán)利要求1所述的用于冷水機組的無級調(diào)節(jié)壓縮機，其特征是所述供油管(15) 上安裝有毛細管(1)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于冷水機組的無級調(diào)節(jié)壓縮機，其特征是所述控油閥 (16)和旁通閥(17)都為電磁閥。
4.載荷控制方法，其特征是包括權(quán)利要求3所述的用于冷水機組的無級調(diào)節(jié)壓縮機， 根據(jù)冷凍水目標出水溫度T，補償溫度At以及冷凍水實際出水溫度TO通過脈沖信號調(diào)整 控油閥(16)以及旁通閥(17)的開閉，具體為當TO彡T+At，關(guān)閉旁通閥(17)，打開控油閥(16)，使壓縮機加載； 當T-Δt>TO>T+Δt，關(guān)閉旁通閥(17)和控油閥(16)，使壓縮機位于載荷保持階段；當TO彡T-At，打開旁通閥(17)，關(guān)閉控油閥(16)，使壓縮機卸載； 其中，At為0. 1 1°C。
5.如權(quán)利要求4所述的載荷控制方法，其特征是所述脈沖信號的脈沖寬度為0.5 1 秒，間隔為0. 5 1秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于冷水機組的無級調(diào)節(jié)壓縮機及其載荷控制方法，可使螺桿式冷水機組根據(jù)實際負荷實現(xiàn)無級容量調(diào)節(jié)，有利于冷水機組的節(jié)能。該壓縮機包括低壓腔，油腔，油過濾器以及油路系統(tǒng)，油路系統(tǒng)由供油管以及旁通管組成，供油管上安裝有控油閥，供油管的一端與油過濾器連通，另一端與油腔連通；旁通管上安裝有旁通閥，旁通管的一端與油腔連通，另一端與低壓腔連通。載荷控制方法主要是根據(jù)冷凍水目標出水溫度，補償溫度以及冷凍水實際出水溫度的關(guān)系通過脈沖信號精確控制壓縮機載荷以達到節(jié)能的目的，通過上述載荷控制方法，相比現(xiàn)有技術(shù)的4級容調(diào)冷水機組，可節(jié)能5％以上。
文檔編號F04C14/00GK102094817SQ20111003856
公開日2011年6月15日 申請日期2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月15日
發(fā)明者付天才 申請人:四川長虹空調(diào)有限公司