專利名稱：冷水機組的冷凍水流量檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種空調設備冷凍水流量的檢測方法，特別是一種冷水機組冷凍水流量的檢測方法。
背景技術：
在冷水機組中，流入冷水機組的水流量是一個非常重要的參數(shù)。在冷水機組制冷產生冷凍水時，若冷水機組蒸發(fā)器采用板式換熱器，則冷凍水流量過小時，容易引起冷水機組的蒸發(fā)器凍壞，從而損壞整個空調系統(tǒng)，因此冷水機組中需要實時檢測冷凍水流量從而確保實際冷凍水流量滿足要求?，F(xiàn)有技術通常采用在冷水機組蒸發(fā)器側冷凍水管路上設置測試水流量的裝置(如水流測量開關或水壓差開關)的方法來解決此問題，然而設置測試水流量的裝置不僅增加了空調系統(tǒng)的成本，而且水流測量開關使用壽命短，水壓差開關在冬季容易被凍壞，給空調系統(tǒng)的制造廠家?guī)硪恍┊a品質量的投訴，同時也增加了空調系統(tǒng)用戶的維護維修費用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種冷水機組冷凍水流量的檢測方法，要解決的技術問題是在滿足冷水機組性能和可靠性的同時，降低空調系統(tǒng)的成本。本發(fā)明采用以下技術方案一種冷水機組的冷凍水流量檢測方法，包括以下步驟 一、在冷水機組上安裝壓力和溫度傳感器；二、冷水機組的控制器計算蒸發(fā)器的水循環(huán)側所吸收的冷量；三、冷水機組的控制器計算當前的水流量；四、冷水機組的控制器將計算的當前水流量與冷水機組出廠時設定的名義水流量Vgx進行比較，當不滿足Vg 義X80%時，發(fā)出水流量不足的報警信號。本發(fā)明所述的壓縮機吸氣管上安裝壓力傳感器和溫度傳感器；蒸發(fā)器冷媒出管上安裝溫度傳感器；冷凝器冷媒出管上安裝溫度傳感器；蒸發(fā)器冷凍水入管及蒸發(fā)器冷凍水出管上分別安裝溫度傳感器。本發(fā)明所述的蒸發(fā)器制冷劑側制冷劑的制冷量根據壓縮機排氣量Votp、蒸發(fā)器制冷劑進出口的焓差Ii1-Il4和壓縮機吸氣管吸氣密度P工，計算得出，所述冷水機組的控制器運用公式計算制冷劑側制冷量Q = VcompX (hrh4) X Pro本發(fā)明所述的蒸發(fā)器冷媒出管焓值Ii1和壓縮機吸氣管吸氣密度P r的確定方法 壓縮機吸氣管測點1’處壓力傳感器和溫度傳感器、蒸發(fā)器冷媒出管測點1處溫度傳感器分別把監(jiān)測到的吸氣壓力~、吸氣溫度V、蒸發(fā)器冷媒出管溫度T1傳入冷水機組的控制器， 冷水機組的控制器根據制冷劑物性參數(shù)吸氣壓力Pr、吸氣溫度T1.蒸發(fā)器冷媒出管溫度 T1,按制冷劑的熱力性質計算公式(制冷劑焓值計算公式及密度計算公式)，分別計算得到蒸發(fā)器冷媒出管焓值Ii1和壓縮機吸氣管吸氣密度P1，。本發(fā)明所述的冷凝器冷媒出管溫度傳感器把監(jiān)測到的冷凝器冷媒出管溫度T3傳入冷水機組的控制器，冷水機組的控制器根據制冷劑物性參數(shù)冷凝器冷媒出管溫度T3，按熱力性質計算公式編寫程序，可獲得冷凝器冷媒出管的焓值、，即求得h4。本發(fā)明所述的制冷劑包括R123、R134a、RlU R12、R13、R14、R21、R22、R23、R113、 R114、R500、R502、RC318。本發(fā)明所述的蒸發(fā)器冷凍水入管溫度傳感器和蒸發(fā)器冷凍水出管溫度傳感器分別把蒸發(fā)器冷凍水入管溫度Twl和蒸發(fā)器冷凍水出管溫度Tw2傳入冷水機組的控制器，冷水機組的控制器根據公式計算當前水流量v#= Q+[CX (Twl-Tw2)],得出當前的水流量，其中，C是水的比熱，為常數(shù)，Q是蒸發(fā)器水循環(huán)側所吸收的冷量。本發(fā)明所述的當彡V^i X80%時，繼續(xù)根據壓縮機吸氣壓力傳感器、壓縮機吸氣溫度傳感器、蒸發(fā)器冷媒出管溫度傳感器、冷凝器冷媒出管溫度傳感器、蒸發(fā)器冷凍水入管溫度傳感器、蒸發(fā)器冷凍水入管溫度傳感器獲得的信號，計算當前水流量。本發(fā)明所述的冷水機組的控制器每5秒計算一次當前水流量。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，冷水機組的控制器利用冷水機組上的監(jiān)測裝置檢測到的壓力和溫度信號，根據冷水組機的固有特性，依據能量守恒定律，計算得到空調機組的水流量，不僅保證冷水機組的性能和可靠性，避免了水壓差開關冬季易被凍壞，水流測量開關使用壽命短的缺點，而且降低了冷水機組的成本，也方便了冷水機組售后維護，降低了冷水系統(tǒng)用戶的維護維修費用。


圖1是本發(fā)明冷水機組的測點安裝位置示意圖。圖2是冷水機組中蒸發(fā)器的能量交換圖。圖3是冷水機組的制冷劑壓焓圖。圖4是本發(fā)明的檢測控制方法流程圖。圖5是本發(fā)明的另一種冷水機組的測點安裝位置示意圖。圖6是另一種冷水機組的制冷劑壓焓圖。圖7是另一種冷水機組中蒸發(fā)器的能量交換圖。圖8是另一種本發(fā)明的檢測控制方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步的詳細說明。本發(fā)明的冷水機組的水流量檢測方法，基于以下思路1、對于容積式壓縮機，制冷劑排氣量是固定的，冷水機組運行在不同工況下，蒸發(fā)器的制冷劑循環(huán)側所提供的制冷量可以通過制冷劑的熱力性質計算公式計算出來。2、再根據能量守恒定理，計算蒸發(fā)器的水循環(huán)側所吸收的冷量。3、最后根據蒸發(fā)器的水循環(huán)側吸收的冷量，計算出水流量。計算得到的水流量只要不低于名義水流量V名義的80%，根據GB/T18430. 1-2007或GB/T18430. 2-2008標準中的要求，根據該冷水機組為風冷冷水機組還是水冷冷水機組確定名義工況，冷水機組在名義工況下運行時的水流量即為名義水流量。就可以滿足冷水機組對水流量的要求。本發(fā)明的冷水機組冷凍水流量的檢測方法，包括以下步驟一、在冷水機組上安裝壓力和溫度傳感器，壓力傳感器測得測點處的壓力值，溫度傳感器測得測點處的溫度值，壓力傳感器和溫度傳感器的測點安裝位置包括壓縮機吸氣管上安裝壓力傳感器和溫度傳感器；蒸發(fā)器冷媒出管上安裝溫度傳感器；冷凝器冷媒出管上安裝溫度傳感器；蒸發(fā)器冷凍水入管及蒸發(fā)器冷凍水出管上分別安裝溫度傳感器。如圖1所示，壓縮機吸氣管測點1’處安裝壓力傳感器和溫度傳感器，得到壓力值 P1，及溫度值V ；蒸發(fā)器冷媒出管測點1處安裝溫度傳感器，得到溫度值T1 ；冷凝器冷媒出管測點3處安裝溫度傳感器，得到溫度值T3 ；蒸發(fā)器冷凍水入管Wl及蒸發(fā)器冷凍水出管W2 上分別安裝溫度傳感器，得到溫度值Twl及Tw2。壓力傳感器和溫度傳感器均與冷水機組控制器電連接，將定時采集的壓力和溫度數(shù)據輸入冷水機組控制器中。二、冷水機組的控制器計算蒸發(fā)器的水循環(huán)側所吸收的冷量。根據能量守恒原理，如圖2所示，蒸發(fā)器水循環(huán)側的放熱量等于蒸發(fā)器制冷劑循環(huán)側制冷劑的制冷量。蒸發(fā)器制冷劑側制冷劑的制冷量可以根據壓縮機排氣量νωΜΡ、蒸發(fā)器制冷劑進出口的焓差Ii1-Il4和壓縮機吸氣管吸氣密度P r計算得出。對于定容式壓縮機，其排氣量Vtomp可看作是固定的，該值可以在實驗室測試計算得出，也可以由壓縮機廠商直接提供。蒸發(fā)器冷媒進管焓值h4的確定方法如圖3所示，根據制冷劑的壓焓圖，蒸發(fā)器冷媒進管焓值h4近似等于冷凝器冷媒出管的焓值ti3。冷凝器冷媒出管溫度傳感器把監(jiān)測到的冷凝器冷媒出管溫度T3傳入冷水機組的控制器，冷水機組的控制器根據制冷劑，該制冷劑包括 R123、R134a、Rll、R12、R13、R14、R21、R22、R23、R113、R114、R500、R502、RC318，物性參數(shù)冷凝器冷媒出管溫度T3，按熱力性質計算公式編寫程序，可獲得冷凝器冷媒出管的焓值h3，即求得h4。制冷劑的熱力性質計算公式為對氨采用維里型狀態(tài)方程；R123采用日本木神原賢和渡部康一等人擬合的索阿夫-瑞里奇-鄺狀態(tài)方程(Soavc-Redlich-Kwong) ；采用美國威爾遜(Wilson)等人擬合的馬丁-侯狀態(tài)方程(Martin-Hou)；其余12種氟里昂制冷劑采用道寧(Downing)擬合的馬丁-侯狀態(tài)方程。蒸發(fā)器冷媒出管焓值Ii1和壓縮機吸氣管吸氣密度P工，的確定方法壓縮機吸氣管測點1’處壓力傳感器和溫度傳感器、蒸發(fā)器冷媒出管測點1處溫度傳感器分別把監(jiān)測到的吸氣壓力P1.、吸氣溫度V、蒸發(fā)器冷媒出管溫度T1傳入冷水機組的控制器，冷水機組的控制器根據制冷劑物性參數(shù)吸氣壓力Pi，、吸氣溫度T1.蒸發(fā)器冷媒出管溫度T1,按制冷劑的熱力性質計算公式(制冷劑氣體焓值計算公式及氣體密度計算公式)，分別計算得到蒸發(fā)器冷媒出管焓值hi和壓縮機吸氣管吸氣密度P1，。根據以上得出的參數(shù)VroMP、h4、hp P ρ冷水機組的控制器運用公式計算制冷劑側制冷量Q = VcompX (hrh4) X ρ ρ蒸發(fā)器水循環(huán)側所吸收的冷量(或稱放熱量)等于蒸發(fā)器制冷劑循環(huán)側制冷劑的制冷量。三、冷水機組的控制器計算當前的水流量，蒸發(fā)器冷凍水入管溫度傳感器和蒸發(fā)器冷凍水出管溫度傳感器分別把蒸發(fā)器冷凍水入管溫度Twl和蒸發(fā)器冷凍水出管溫度Tw2傳入冷水機組的控制器，冷水機組的控制器根據公式計算當前水流量V# = Q+[CX (Twl-Tw2)],就可以得出當前的水流量。其中，C是水的比熱，為常數(shù)，Q是蒸發(fā)器水循環(huán)側所吸收的冷量(或稱放熱量)。
四、如圖4所示，冷水機組的控制器將計算的當前水流量Vp與冷水機組出廠時設定的名義水流量V^i進行比較，當V^i X80%時，繼續(xù)根據壓縮機吸氣壓力傳感器、壓縮機吸氣溫度傳感器、蒸發(fā)器冷媒出管溫度傳感器、冷凝器冷媒出管溫度傳感器、蒸發(fā)器冷凍水入管溫度傳感器、蒸發(fā)器冷凍水入管溫度傳感器獲得的信號，計算當前水流量。冷水機組的控制器每5秒計算一次當前水流量。當不滿足ViSV^^XSOW時，發(fā)出水流量不足的報警信號。實施例1，在實驗室測試一臺深圳麥克維爾空調有限公司生產的R22型IOP風冷冷水機組，制冷劑為R22，壓縮機體積流量Vkjmp為0. 00922m3/S，名義水流量V ^sx為4. 94m3/ h。在實驗室用日本鷺宮的型號為NSK-BA042D-125的壓力傳感器測量壓力，用丹東國通電子元件有限公司的型號為PT1000的溫度傳感器測量溫度。測量是在風冷冷水機組開機運行5min時間開始。1、在機組運行1小時時各個壓力和溫度傳感器測得的數(shù)據如表1。表1本實施例中壓力和溫度測得值
壓力 P(MI^a)溫度T(°C )壓縮機吸氣管測點20. 65619. 76蒸發(fā)器冷媒出管測點115. 94冷凝器冷媒出管測點459. 08蒸發(fā)器冷凍水入管測點《120. 37蒸發(fā)器冷凍水出管測點《214. 012、根據表1的溫度、壓力，根據道寧(Downing)擬合的馬丁-侯狀態(tài)方程，
ptJ =
RT
v-b,
+Σ
'0 i=2
4 +B1T+ Cte
.^FMr
-KTITc
+ (A6+B6xT + C6x e-ExJ/Jc) / [e0" χ (1 + CrQav )]；
h=aT. f ι τ+pv+J
2 +Je
3
-KTlTc
4
Λ
Λ
Λ
Λ
“0 2(o-b0f 3(o-b0f 4(o-b0)4
1 + -
T
a
c,
C,
υ-L·
2 …- )2 3(u-^0)3 4(u-^0)4
+ X其中，ρ為壓力，kPa; J為換算系數(shù)，J= 100 ;T為溫度，K; υ為比容，m3/kg ;TC為臨界溫度，Tc = 369K ；h 為比焓，kj/kg ；R, b。，A2, B2, C2, A3, B3, C3, A4, B4, C4, A5, B5, C5, A6, B6, C6，a，b，c，d，f，X，K，a，c'為常數(shù)。計算得到蒸發(fā)器冷媒出管焓值Ii1及吸氣密度P工，。計算吸氣密度P工.的具體計算過程如下T = 19. 760C= 292. 91K，假定比容 υ = 0. 0467，則
權利要求
1.一種冷水機組的冷凍水流量檢測方法，包括以下步驟一、在冷水機組上安裝壓力和溫度傳感器；二、冷水機組的控制器計算蒸發(fā)器的水循環(huán)側所吸收的冷量；三、冷水機組的控制器計算當前的水流量；四、冷水機組的控制器將計算的當前水流量V#，與冷水機組出廠時設定的名義水流量Vm進行比較，當不滿足V71^VM X80%時，發(fā)出水流量不足的報警信號。
2.根據權利要求1所述的冷水機組的冷凍水流量檢測方法，其特征在于所述壓縮機吸氣管上安裝壓力傳感器和溫度傳感器；蒸發(fā)器冷媒出管上安裝溫度傳感器；冷凝器冷媒出管上安裝溫度傳感器；蒸發(fā)器冷凍水入管及蒸發(fā)器冷凍水出管上分別安裝溫度傳感器。
3.根據權利要求3所述的冷水機組的冷凍水流量檢測方法，其特征在于所述蒸發(fā)器制冷劑側制冷劑的制冷量根據壓縮機排氣量Votp、蒸發(fā)器制冷劑進出口的焓Sh1-Ii4和壓縮機吸氣管吸氣密度P工，計算得出，所述冷水機組的控制器運用公式計算制冷劑側制冷量Q=Vcomp X (h「h4) X P r。
4.根據權利要求4所述的冷水機組的冷凍水流量檢測方法，其特征在于所述蒸發(fā)器冷媒出管焓值hi和壓縮機吸氣管吸氣密度P r的確定方法壓縮機吸氣管測點1’處壓力傳感器和溫度傳感器、蒸發(fā)器冷媒出管測點1處溫度傳感器分別把監(jiān)測到的吸氣壓力P1，、 吸氣溫度IV、蒸發(fā)器冷媒出管溫度T1傳入冷水機組的控制器，冷水機組的控制器根據制冷劑物性參數(shù)吸氣壓力Pr、吸氣溫度V蒸發(fā)器冷媒出管溫度T1，按制冷劑的熱力性質計算公式(制冷劑焓值計算公式及密度計算公式)，分別計算得到蒸發(fā)器冷媒出管焓值Ii1和壓縮機吸氣管吸氣密度Pρ
5.根據權利要求5所述的冷水機組的冷凍水流量檢測方法，其特征在于所述冷凝器冷媒出管溫度傳感器把監(jiān)測到的冷凝器冷媒出管溫度T3傳入冷水機組的控制器，冷水機組的控制器根據制冷劑物性參數(shù)冷凝器冷媒出管溫度T3，按熱力性質計算公式編寫程序，可獲得冷凝器冷媒出管的焓值、，即求得h4。
6.根據權利要求6所述的冷水機組的冷凍水流量檢測方法，其特征在于所述制冷劑包括 R123、R134a、Rll、R12、R13、R14、R21、R22、R23、R113、R114、R500、R502、RC318。
7.根據權利要求1所述的冷水機組的冷凍水流量檢測方法，其特征在于所述蒸發(fā)器冷凍水入管溫度傳感器和蒸發(fā)器冷凍水出管溫度傳感器分別把蒸發(fā)器冷凍水入管溫度Twl 和蒸發(fā)器冷凍水出管溫度Tw2傳入冷水機組的控制器，冷水機組的控制器根據公式計算當前水流量V|=Q+[CX(Tw「Tw2)]，得出當前的水流量，其中，C是水的比熱，為常數(shù)，Q是蒸發(fā)器水循環(huán)側所吸收的冷量。
8.根據權利要求1所述的冷水機組的冷凍水流量檢測方法，其特征在于所述當V水彡V^i X80%時，繼續(xù)根據壓縮機吸氣壓力傳感器、壓縮機吸氣溫度傳感器、蒸發(fā)器冷媒出管溫度傳感器、冷凝器冷媒出管溫度傳感器、蒸發(fā)器冷凍水入管溫度傳感器、蒸發(fā)器冷凍水入管溫度傳感器獲得的信號，計算當前水流量。
9.根據權利要求9所述的冷水機組的冷凍水流量檢測方法，其特征在于所述冷水機組的控制器每5秒計算一次當前水流量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種冷水機組冷凍水流量的檢測方法，要解決的技術問題是在滿足冷水機組性能和可靠性的同時，降低空調系統(tǒng)的成本。本發(fā)明包括以下步驟一、在冷水機組上安裝壓力和溫度傳感器；二、冷水機組的控制器計算蒸發(fā)器的水循環(huán)側所吸收的冷量；三、冷水機組的控制器計算當前的水流量；四、冷水機組的控制器將計算的當前水流量V水，與冷水機組出廠時設定的名義水流量V名義進行比較，當不滿足V水≥V名義×80％時，發(fā)出水流量不足的報警信號。與現(xiàn)有技術相比，利用冷水機組上的監(jiān)測裝置檢測到的壓力和溫度信號，計算得到空調機組的水流量，不僅保證冷水機組的性能和可靠性，避免了水壓差開關冬季易被凍壞，水流測量開關使用壽命短的缺點。
文檔編號G01F1/34GK102519520SQ20111042436
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權日2011年12月16日
發(fā)明者余明柏, 劉芳麗, 周威, 孫祥立, 尹茜, 楊成, 蔡永堅, 鄧行, 金財進 申請人:深圳麥克維爾空調有限公司