冷站系统及其控制方法与流程

本发明属于制冷，尤其涉及一种冷站系统及其控制方法。

背景技术：

1、一体化集成冷站由于占地面积小、节能高效而受到广泛关注。目前，一体化集成冷站的制冷机组通常采用离心式压缩机、螺杆式压缩机、涡旋式压缩机等，这类压缩机存在高能耗、二次污染、噪音大的缺陷，不符合低碳化、节能减排的环保理念。同时，以往设计的一体化集成冷站的制冷量范围有限，制冷机组易满负荷或超负荷运行，制冷机组易损坏，且在拆卸维修时将导致冷站停运，影响用户体验。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种冷站系统及其控制方法，以解决传统集成冷站存在高能耗、二次污染和噪音大的问题，以及传统集成冷站的制冷机组易满负荷或超负荷运行，导致制冷机组易损坏的问题。

2、本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种冷站系统，所述冷站系统包括冷却塔、主控制器以及至少一台制冷机组；每台所述制冷机组的冷凝器通过冷却水管道与所述冷却塔连接，每台所述制冷机组的蒸发器通过冷冻水管道连接至用户端，每台所述制冷机组还通过电控阀门与所述主控制器电性连接，每台所述制冷机组的压缩机与所述主控制器连接；在所述冷冻水管道上设有温度检测元件，所述主控制器与所述温度检测元件电性连接；

3、所述主控制器用于根据用户预设温度确定目标制冷量，根据所述目标制冷量确定工作制冷机组的数量，根据工作制冷机组的数量控制对应数量的电控阀门启动；所述主控制器还用于根据所述温度检测元件检测的冷冻出水温度控制工作制冷机组的运行功率，进而控制所述工作制冷机组的制冷量。

4、进一步地，每台所述制冷机组包括冷凝器、蒸发器以及压缩机；所述蒸发器的制冷剂出口通过所述压缩机与所述冷凝器的制冷剂进口连接，所述冷凝器的制冷剂出口通过节流阀与所述蒸发器的制冷剂进口连接。

5、进一步地，所述压缩机采用磁悬浮压缩机。

6、进一步地，所述磁悬浮压缩机包括前径向磁悬浮轴承、后径向磁悬浮轴承、轴向磁悬浮轴承、位移传感器、转子、马达、叶轮、功率放大器以及控制模块；所述前径向磁悬浮轴承、后径向磁悬浮轴承分别套设于所述转子的两端，所述轴向磁悬浮轴承设于所述转子的一端，所述叶轮设于所述转子的另一端；所述控制模块与主控制器、马达、功率放大器和位移传感器连接，所述功率放大器与前径向磁悬浮轴承、后径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承连接；

7、所述马达用于在所述控制模块的作用下驱动转子旋转，从而带动叶轮转动；所述控制模块根据位移传感器的检测数据产生电流控制指令，所述功率放大器将电流控制指令转换成变频电流，所述变频电流施加在前径向磁悬浮轴承、后径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承上，使所述转子在旋转时悬浮。

8、进一步地，在所述冷冻水管道上还设有第一压力检测元件和冷冻水泵，所述主控制器还用于根据所述第一压力检测元件检测的冷冻水管道内冷冻水压力控制所述冷冻水泵工作；

9、在所述冷却水管道上还设有第二压力检测元件和冷却水泵，所述主控制器还用于根据所述第二压力检测元件检测的冷却水管道内冷却水压力控制所述冷却水泵工作。

10、进一步地，在所述冷却水管道上设有第一流量开关，在所述冷冻水管道上设有第二流量开关。

11、进一步地，所述主控制器、制冷机组、冷却水管道和冷冻水管道均设于箱体内。

12、基于同一构思，本发明还提供一种如上所述冷站系统的控制方法，包括以下步骤；

13、根据用户预设温度确定目标制冷量，根据所述目标制冷量确定工作制冷机组的数量，根据工作制冷机组的数量控制对应数量的电控阀门启动；

14、获取温度检测元件检测的冷冻出水温度，根据所述冷冻出水温度控制工作制冷机组的运行功率，进而控制所述工作制冷机组的制冷量。

15、进一步地，根据所述目标制冷量确定工作制冷机组的数量，具体包括：

16、当达到目标制冷量所需的功率≤单台制冷机组额定功率的50％时，工作制冷机组的数量为1；

17、当单台制冷机组额定功率的50％＜达到目标制冷量所需的功率≤单台制冷机组额定功率时，工作制冷机组的数量为2，且2台工作制冷机组的实际功率均不超过该工作制冷机组额定功率的50％；

18、当单台制冷机组额定功率＜达到目标制冷量所需的功率，工作制冷机组的数量为n，n台工作制冷机组的实际功率均不超过该工作制冷机组额定功率的50％；其中，n≥3。

19、进一步地，根据冷冻出水温度控制工作制冷机组的运行功率，进而控制所述工作制冷机组的制冷量，具体包括：

20、当冷冻出水温度≤温度阈值时，对工作制冷机组的运行功率不进行调节；

21、当冷冻出水温度＞温度阈值时，根据冷冻出水温度与温度阈值之间的差值生成控制指令，根据所述控制指令控制所述工作制冷机组的压缩机的转子转速，从而实现制冷量的调节。

22、有益效果

23、与现有技术相比，本发明的优点在于：

24、本发明的冷站系统包含多个并联的制冷机组，根据用户预设温度确定目标制冷量，根据目标制冷量确定处于工作状态的制冷机组的数量，使每台制冷机组在工作时的负载均不超过满负荷，提高了制冷机组的使用效率和使用寿命；当某台制冷机组故障时，其他制冷机组可以继续工作，无需冷站系统停运来维修故障制冷机组，便于制冷机组轮换使用，便于维修，提高了用户的体验感；本发明根据工作制冷机组对应的温度检测元件所检测的冷冻出水温度来控制该工作制冷机组的运行功率，调整工作制冷机组的制冷量，实现工作制冷机组的变频控制，降低了冷站系统的能耗，满足用户对制冷的需求。

25、本发明的压缩机采用磁悬浮压缩机，通过调节线圈电流大小来改变磁场力的大小，并使转子与叶轮悬浮于空中，避免了部件间的接触，使转子达到很高的转速，部件间无摩擦，无需润滑油，不存在机械接触，降低了噪音，有效解决了常规集成冷站对环境污染的问题。

技术特征：

1.一种冷站系统，其特征在于：所述冷站系统包括冷却塔、主控制器以及至少一台制冷机组；每台所述制冷机组的冷凝器通过冷却水管道与所述冷却塔连接，每台所述制冷机组的蒸发器通过冷冻水管道连接至用户端，每台所述制冷机组还通过电控阀门与所述主控制器电性连接，每台所述制冷机组的压缩机与所述主控制器连接；在所述冷冻水管道上设有温度检测元件，所述主控制器与所述温度检测元件电性连接；

2.根据权利要求1所述的冷站系统，其特征在于：每台所述制冷机组包括冷凝器、蒸发器以及压缩机；所述蒸发器的制冷剂出口通过所述压缩机与所述冷凝器的制冷剂进口连接，所述冷凝器的制冷剂出口通过节流阀与所述蒸发器的制冷剂进口连接。

3.根据权利要求1所述的冷站系统，其特征在于：所述压缩机采用磁悬浮压缩机。

4.根据权利要求3所述的冷站系统，其特征在于：所述磁悬浮压缩机包括前径向磁悬浮轴承、后径向磁悬浮轴承、轴向磁悬浮轴承、位移传感器、转子、马达、叶轮、功率放大器以及控制模块；所述前径向磁悬浮轴承、后径向磁悬浮轴承分别套设于所述转子的两端，所述轴向磁悬浮轴承设于所述转子的一端，所述叶轮设于所述转子的另一端；所述控制模块与主控制器、马达、功率放大器和位移传感器连接，所述功率放大器与前径向磁悬浮轴承、后径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承连接；

5.根据权利要求1～4中任一项所述的冷站系统，其特征在于：在所述冷冻水管道上还设有第一压力检测元件和冷冻水泵，所述主控制器还用于根据所述第一压力检测元件检测的冷冻水管道内冷冻水压力控制所述冷冻水泵工作；

6.根据权利要求1～4中任一项所述的冷站系统，其特征在于：在所述冷却水管道上设有第一流量开关，在所述冷冻水管道上设有第二流量开关。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的冷站系统，其特征在于：所述主控制器、制冷机组、冷却水管道和冷冻水管道均设于箱体内。

8.一种如权利要求1～7中任一项所述冷站系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤；

9.根据权利要求8所述冷站系统的控制方法，其特征在于，根据所述目标制冷量确定工作制冷机组的数量，具体包括：

10.根据权利要求8或9所述冷站系统的控制方法，其特征在于，根据冷冻出水温度控制工作制冷机组的运行功率，进而控制所述工作制冷机组的制冷量，具体包括：

技术总结本发明公开了一种冷站系统及其控制方法，所述冷站系统包括冷却塔、主控制器以及多台并联的制冷机组；每台制冷机组的冷凝器通过冷却水管道与冷却塔连接，每台制冷机组的蒸发器通过冷冻水管道连接至用户端，每台制冷机组还通过电控阀门与主控制器电性连接；在冷冻水管道上设有温度检测元件，主控制器与温度检测元件电性连接；主控制器根据用户预设温度确定目标制冷量，根据目标制冷量确定工作制冷机组的数量，根据工作制冷机组的数量控制对应数量的电控阀门启动；主控制器还用于根据冷冻出水温度控制工作制冷机组的运行功率，进而控制工作制冷机组的制冷量。本发明能够扩大系统的制冷范围，提高了制冷机组的使用效率和使用寿命。技术研发人员：苏斌杰,肖书博,彭武才,夏奎明,谭智威,宋彦庆受保护的技术使用者：中航长沙设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27