一种优化的模块机系统加载和减载的控制方法.pdf

本发明涉及一种模块机系统的优化加载和减载的控制方法。该方法包括：1、设定不同水温过热度范围区间；2、根据不同水温过热度范围区间来设定与之对应的压缩机动作判断周期、压缩机加载动作以及减载动作时的水温变化速度；3、机组开始运行后，检测当前的总进水温度，并计算实际水温变化速度；4、确定一台或者多台压缩机动作；5、进入下一个运行周期，循环往复。本发明可实现快速升、降水温而达到目标设定值，且运行过程水温波动小，更快的匹配用户侧负荷的变化，满足用户的舒适性及工艺性要求。

1.  一种优化的模块机系统加载和减载控制方法，其特征是包括如下步骤：
步骤1、以机组水系统中的水温过热度即实际水温与用户设定水温的差为主要依据，划分出不同水温过热度范围区间；
步骤2、根据所述步骤1的不同水温过热度范围区间来设定与之对应的压缩机动作判断周期、压缩机加载动作以及减载动作时的水温变化速度；
步骤3、机组开始运行后，检测当前的总进水温度，并判断该水温所属的水温过热度范围区间，再根据压缩机动作判断周期来计算此时实际水温变化速度；
步骤4、将实际水温变化速度与设定的压缩机加、减载时的水温变化速度相比，并在本周期结束前确定机组中压缩机的动作，包括加载、减载或不动作，以及参与动作的压缩机数量；
步骤5、进入下一个运行周期，再次进行步骤3和4的控制方法，如此循环。

2.  根据权利要求1所述的优化的模块机系统的加载和减载控制方法，其特征是所述步骤1的水温过热度可以为实际总进水温度与用户设定进水温度差，即总进水温度过热度；或者为实际总出水温度与用户设定出水温度差，即总出水温度过热度。

3.  根据权利要求1所述的优化的模块机系统的加载和减载控制方法，其特征是所述步骤3的实际水温变化速度为当前运行周期的平均总进水温度与上一运行周期的平均总进水温度的差除以当前周期。

一种优化的模块机系统加载和减载的控制方法
技术领域
本发明涉及一种模块机系统的单元模块的运行控制方法，特别涉及一种优化的加载和减载控制方法，具体的说是一种优化的模块机系统加载和减载的控制方法。
背景技术
商用及工业用空调系统中普遍使用模块化冷水机组系统，以下简称模块机。模块机按其冷却侧的换热方式不同可分为风冷式模块机和水冷式模块机，但模块机系统的每个模块和传统冷水机组相同，其最终目的都是通过冷媒水与模块机冷媒侧换热器换热从而向用户提供设定温度下的低温冷水或者高温热水。通常，模块机系统运用模块化设计，可由多台（2台或2台以上）独立运行的模块单元自由组合，根据用户需求进行多模块组合运行，安装灵活。
一般来讲，模块机组必须结合水系统使用，模块机组系统循环不断向用户侧提供低温冷水，这些低温冷水在用户侧末端换热器换热升温后回到模块机组系统，从而形成水系统循环。通常，各企业设计的模块机组系统在实际应用过程中都选择固定的加载或减载周期控制，这样设计较方便简单，但有以下两点局限性：
首先，由于模块机组系统的多个压缩机系统只能根据其从用户侧进入机组系统的总进水温度或者流出机组系统的总出水温度进行各个压缩机的加载或减载判断。例如，假设采用进水控制时，进水温度高于用户设定温度时，模块机系统加载一个压缩机系统，进水温度低于用于用户设定温度时，模块机系统减载一个压缩机系统。这种常规的控制方式不能较快速的响应使用侧热负荷的变化情况，在空调末端配置大型空调箱的工艺性场合，末端热负荷较大，导致水温波动较大。
其次，通常模块机组系统的每两台压缩机系统加载或减载之间采用固定的周期时，如果周期选择较长，夏季刚开机时水系统中水温较高，用户需求的热负荷较大，需要快速降低水温从而降低使用侧环境温度的要求无法满足；如果周期选择很短，在使用侧需求负荷较低情况下，水温下降速度很快，会达到机组自身的水温过低保护值而使机组故障，或者出现多压缩机系统的频繁启停等。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种优化的模块机系统加载和减载的控制方法，可避免出现水温波动大，或者出现多压缩机系统的频繁启停等问题。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种优化的模块机系统的加载和减载控制方法，包括如下步骤：
步骤1. 以机组水系统中的水温过热度，即实际水温与用户设定水温的差为主要依据，划分出不同水温过热度范围区间；
水温过热度绝对值越大时，水温过热度的范围区间就越大；反之，水温过热度绝对值越小时，水温过热度的范围区间就越小；
步骤2. 根据所述步骤1的不同水温过热度范围区间来设定与之对应的压缩机动作判断周期、压缩机加载动作以及减载动作时的水温变化速度；
水温过热度绝对值越大时，则判断周期越小；反之，水温过热度绝对值越小时，则判断周期越大；
例如，在制冷工况时，水温过热度绝对值越大，则判断压缩机加载动作的水温变化速度就越大，判断压缩机减载动作的水温变化速度就越小；反之，水温过热度绝对值越小，判断压缩机加载动作的水温变化速度越小，判断压缩机减载动作的水温变化速度越大。在制热工况时，则完全相反；
步骤3.机组开始运行后，检测当时的总进水温度，并判断该水温所属的水温过热度范围区间，再根据压缩机动作判断周期来计算此时实际水温变化速度；
步骤4.将实际水温变化速度与设定的压缩机加、减载时的水温变化速度相比，来确定机组中压缩机的动作，包括加载、减载或不动作，以及参与动作的压缩机数量；
步骤5、进入下一个运行周期，再次进行步骤3和4的控制方法，如此循环；
所述步骤1的水温过热度为实际总进水温度与用户设定进水温度差，即总进水温度过热度；或者为实际总出水温度与用户设定出水温度差，即总出水温度过热度；
所述步骤3中的实际水温变化速度，为当前运行周期的平均总进水温度与上一运行周期的平均总进水温度的差除以当前周期；
本发明的有益效果：
1、水温过热度绝对值越大，说明实际水温与用户设定目标温度越远，此时用户需要的冷量或者热量越大，因此判断周期越小，可以快速加载系统压缩机，实现快速降温或快速升温，满足用户在夏季或者冬季刚开机时，对房间快速降温或者升温的需求；
2、根据水温变化的速度，及时调整压缩机加载动作的周期，并且进行提前减载动作，可以在满足用户快速降温或升温要求时，防止出现因水温过低或者过高而导致所有压缩机保护停机；
3、根据水温变化的速度，及时调整压缩机动作的周期，从而实现提前加载或者提前减载动作，可以及时响应用户使用侧突然变化的热负荷需求，从而使水温波动减小，有利于满足工艺性场合对于房间温、湿度控制精度高的需求。
附图说明
图1是以制冷运行为例，本发明的优化加、减载流程图。
图2是以制冷运行为例，本发明的水温变化速度示意图。
图3是以制冷运行为例，本发明压缩机动作情况示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细描述。
需明确说明的是，本实施例并不是唯一的例子，对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明要求保护的范围和本质的情况下，可以对发明进行各种修改，如修改本发明中各范围区间的数值或各范围区间的数量，或者扩展应用到其他多压缩机、冷水机组系统等来实现压缩机优化加、减载的功能，但是，这些修改同样属于本发明的保护范围。
如图1和2所示。
一种优化的模块机系统加载和减载控制方法，包括如下步骤：
步骤1. 首先划分水温过热度Δt，即实际水温与用户设定水温的差。一般可根据需要将每个水温过热度Δt设定为1~30K，一共设n个水温过热度值，从而将实际水温高于用户设定水温（t_s）的区间划分为n+1个水温过热度范围，并且，Δt₁<Δt₂-Δt₁<…<Δt_i-Δt_i-1<…<Δt_n-Δt_n-1。其中，n为3~5。
以制冷运行为例，设t₁、t₂、…、t_i、…、t_n为实际水温，t_s为用户设定水温，0、Δt₁、Δt₂、…、Δt_i、…、Δt_n为实际水温过热度，则：Δt₁= t₁-t_s，Δt₂= t₂-t_s，…，Δt_i= t_i-t_s，…，Δt_n= t_n-t_s；
步骤2、根据所述步骤1的不同水温过热度范围区间来设定与之对应的压缩机动作判断周期、压缩机加载动作以及减载动作时的水温变化速度。如图2所示，T₀、T₁、T₂、…、T_i、…、T_n，为n+1个压缩机动作判断周期，且每个压缩机动作判断周期为10~300s； V₀₊、V₁₊、V₂₊、…、V_i+、…、V_n+，为压缩机加载时的水温变化速度； V_0-、V_1-、V_2-、…、V_i-、…、V_n-，为压缩机减载动作的水温变化速度。上述每个压缩机加、减载时的水温变化速度可设定为0.5~2K/min，且正值表示水温上升，负值表示水温下降。由此可得：
T₁<T₂<…<T_i…<T_n<T_n+1；V₀₊<V₁₊<V₂₊<…<V_i+<…<V_n+；V_0->V_1->V_2->…>V_i->…>V_n-。
在每个水温过热度范围内，当制冷工况时，V_0-<V₀₊，V_1-<V₁₊，V_2-<V₂₊，…，V_i-<V_i+，…，V_n-<V_n+；而在制热工况时，恰好相反。
步骤3.机组开始运行后，检测当时的总进水温度，并判断该水温所属的水温过热度范围区间，再根据压缩机动作判断周期来计算此时实际水温变化速度Vⁱ。其计算方法为：                                               
式中：Vⁱ——当前判断周期内的实际水温变化速度；
     ——上一运行周期内的平均总回水温度；
      ——当前运行周期内的平均总回水温度；
      T_i——当前运行周期；
在本例制冷工况时，由于为降温过程，因而各速度值均为负值。
步骤4. 将实际水温变化速度与设定的压缩机加、减载时的水温变化速度相比，并在本周期结束前确定机组中压缩机的动作，包括加载、减载或不动作，以及参与动作的压缩机数量。
如图3所示，在制冷时，当实际水温变化速度<压缩机减载动作的水温变化速度时，即Vⁱ<V_i-，减载一台或者多台压缩机；
当实际水温变化速度>压缩机加载动作的水温变化速度时，即Vⁱ>V_i+，加载一台或者多台压缩机；
当实际水温变化速度介于压缩机减载动作的水温变化速度与压缩机加载动作的水温变化速度之间时，即V_i-≤Vⁱ≤V_i+，压缩机不动作，即不加载也不减载。
步骤5、进入下一个运行周期，再次进行所述步骤3和4的控制方法，如此循环；
以上控制方式可以达到变周期的快速加载，使得在夏季或者冬季刚开机时，用户需要房间快速降温或者升温的情况下，满足客户的使用需求。同时，其预减载逻辑也能防止系统水温过低或者过高而使得所有系统出现急停的情况出现。另外，以上控制方式，其结合水温变化速度的控制方式可以较快的反映空调末端的热负荷变化情况，进行预加载或者预减载，从而使水温波动减小，有利于达到工艺性场合对于房间温、湿度控制精度高的需求。