冷却系统及其控制方法与流程

本发明涉及冷却系统领域，尤其涉及一种冷却系统及其控制方法。

背景技术

变频冷水机组通过改变压缩机组的运行频率(转速)来调节机组的运行负荷，满足不同的供冷需求。变频器是用来控制和调整压缩机组运行频率(转速)的控制系统，因此保证变频器正常工作是空调机组稳定运行的前提。

变频器在工作状态下会发热，整流模块、逆变模块和电抗为主要发热器件。变频器运行功率越大，发热量越大，如果这些热量不及时带走，变频器的温度就会不断升高，当温度高于极限值时，将导致元器件的损坏，变频器无法正常工作。为了保证变频器正常运行，需解决变频器的冷却问题。

现有的变频器一般采用冷媒进行冷却，冷媒冷却具有以下优点：冷媒冷却直接从空调机组自身取液，冷却回路属于密闭回路，和外界隔绝，避免了结垢的问题；冷媒冷却效率高，冷却系统结构简单体积小；冷媒冷却供也温度稳定，冷却效果问题。但是目前的冷媒冷却系统，进入变频器冷却前的冷媒会经过节流，温度较低，在机组长时间运行小负荷工况时，由于变频器的运行功率较小，变频器发热量较小，温度较低的冷媒进入变频器，会使变频器内冷媒供液铜管和变频器冷却板等器件的表面温度过低，如果变频器的气密性不好，湿空气进入，会在这些表面温度较低的地方产生凝露水，凝露水在变频器内堆积，将引起变频器锻炼损坏。

技术实现要素：

基于此，本发明提供一种冷却系统及其控制方法，其能解决压缩机组在运行小负荷工况时变频器凝露，在运行大负荷工况时变频器超温烧坏的问题。

为达到本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种冷却系统，包括压缩机组、冷凝器、第一电磁阀、第二电磁阀、第一节流阀、变频器；第二电磁阀和第一节流阀串联后并联第一电磁阀；压缩机组、冷凝器、第一电磁阀、变频器串联形成第一冷却回路；压缩机组、冷凝器、第二电磁阀、第一节流阀、变频器串联形成第二冷却回路；变频器内设有温度检测模块和换热模块；

若温度检测模块检测到变频器内的温度小于切换温度t时，第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭，第一冷却回路开启，第二冷却回路关闭；

若温度检测模块检测到变频器内的温度等于或大于切换温度t时，第一电磁阀关闭，第二电磁阀开启，第一冷却回路关闭，第二冷却回路开启。

在其中一实施例中，还包括位于压缩机组和变频器之间的冷却量调节模块，用于调节冷媒通过变频器的流量。

在其中一实施例中，冷却量调节模块包括至少一冷却量调节组件，冷却量调节组件包括电子膨胀阀。

在其中一实施例中，冷却量调节组件的数量为至少两个，冷却量调节组件之间并联设置。

在其中一实施例中，冷却量调节组件还包括与电子膨胀阀并联的第三电磁阀。

在其中一实施例中，变频器内设有逆变模块、整流模块和电抗器。

在其中一实施例中，还包括位于冷却量调节组件和压缩机组之间的蒸发器。

一种冷却系统的控制方法，所基于的冷却系统包括压缩机组、冷凝器、第一电磁阀、第二电磁阀、第一节流阀、变频器；第二电磁阀和第一节流阀串联后并联第一电磁阀；压缩机组、冷凝器、第一电磁阀、变频器串联形成第一冷却回路；压缩机组、冷凝器、第二电磁阀、第一节流阀、变频器串联形成第二冷却回路；变频器内设有温度检测模块和换热模块，所述冷却系统的控制方法包括如下步骤：

温度检测模块检测变频器内的温度；

若变频器内的温度小于切换温度t时，第一电磁阀打开，第二电磁阀关闭，第一冷却回路开启，第二冷却回路关闭；

若变频器内的温度达到切换温度t时或大于切换温度t时，第一电磁阀关闭，第二电磁阀打开，第一冷却回路关闭，第二冷却回路开启。

一种冷却系统的控制方法，所基于的冷却系统包括压缩机组、冷凝器、第一电磁阀、第二电磁阀、第一节流阀、变频器；第二电磁阀和第一节流阀串联后并联第一电磁阀；压缩机组、冷凝器、第一电磁阀、变频器串联形成第一冷却回路；压缩机组、冷凝器、第二电磁阀、第一节流阀、变频器串联形成第二冷却回路；变频器内设有温度检测模块；还包括位于压缩机组和变频器之间的冷却量调节模块，用于调节冷媒通过变频器的流量；冷却量调节模块包括至少一冷却量调节组件，冷却量调节组件包括电子膨胀阀；所述冷却系统的控制方法包括如下步骤：

温度检测模块检测变频器内的温度；

若变频器内的温度小于切换温度t时，第一电磁阀打开，第二电磁阀关闭，第一冷却回路开启，第二冷却回路关闭；第一冷却回路开启时，电子膨胀阀的开度的大小按照变频器温度是否超目标温度范围t0(ta，tb)来控制，其中tb＜t；若温度检测模块检测到变频器的温度在目标温度范围t0内时，电子膨胀阀开度保持预定尺寸；若温度检测模块检测到变频器的温度大于tb时，电子膨胀阀的开度变大；若温度检测模块检测到变频器的温度小于目标温度范围ta时，电子膨胀阀的开度变小；

若变频器内的温度等于大于切换温度t时，第一电磁阀关闭，第二电磁阀打开，第一冷却回路关闭，第二冷却回路开启。

一种冷却系统的控制方法，所基于的冷却系统包括压缩机组、冷凝器、第一电磁阀、第二电磁阀、第一节流阀、变频器；第二电磁阀和第一节流阀串联后并联第一电磁阀；压缩机组、冷凝器、第一电磁阀、变频器串联形成第一冷却回路；压缩机组、冷凝器、第二电磁阀、第一节流阀、变频器串联形成第二冷却回路；变频器内设有温度检测模块和换热模块；还包括位于压缩机组和变频器之间的冷却量调节模块，用于调节冷媒通过变频器的流量；冷却量调节模块包括至少一冷却量调节组件，冷却量调节组件包括电子膨胀阀以及与电子膨胀阀并联的第三电磁阀；所述冷却系统的控制方法包括如下步骤：

温度检测模块检测变频器内的温度；

若变频器内的温度小于切换温度t时，第一电磁阀打开，第二电磁阀关闭，第一冷却回路开启，第二冷却回路关闭；

若变频器内的温度等于大于切换温度t时，第一电磁阀关闭，第二电磁阀打开，第一冷却回路关闭，第二冷却回路开启；

电子膨胀阀的开度的大小按照变频器温度是否超目标温度范围t0(ta，tb)来控制，其中tb＜t；若温度检测模块检测到变频器的温度在目标温度范围t0内时，电子膨胀阀开度保持预定尺寸；若温度检测模块检测到变频器的温度大于tb时，电子膨胀阀的开度变大；若温度检测模块检测到变频器的温度小于目标温度范围ta时，电子膨胀阀的开度变小；

第三电磁阀的开闭通过第一变频器设定温度t1和第二变频器设定温度t2控制，其中t2＜ta＜tb＜t1＜t；若温度检测模块检测到变频器的温度大于第一变频器设定温度t1时，第三电磁阀打开，电子膨胀阀开度持续变大至最大开度；若温度检测模块检测到变频器的温度小于第二变频器设定温度t2时，第三电磁阀关闭，之后，电子膨胀阀的开度的运行按照对比变频器的温度是否超目标温度范围t0来控制。

在其中一实施例中，第二冷却回路开启后，若第三电磁阀关闭，且电子膨胀阀的运行开度在设定时间内一直小于设定开度时，切换为第一冷却回路，第二冷却回路关闭；切换时，先开启第三电磁阀，然后开启第一电磁阀，再关闭第二电磁阀，完成切换。

在其中一实施例中，所述设定时间为30min～60min。

在其中一实施例中，所述设定开度小于等于最大开度的25％。

本发明的有益效果为：本发明的冷却系统采用不具有第一节流阀的第一冷却回路和具有第一节流阀的第二冷却回路，第一冷却回路可以用于压缩机组运行小负荷工况时对变频器的冷却，因为第一冷却回路的冷媒在进变频器前无节流，供液温度相对较高，所以能满足压缩机组运行小负荷工况时对变频器的冷却，避免变频器凝露；第二冷却回路可以用于压缩机组运行大负荷工况时对变频器的冷却，因为第二冷却回路的冷媒在进变频器前被第一节流阀节流，节流后的冷媒温度较低，可以为变频器提供充足的冷却量，从而使得变频器不易超温。

附图说明

图1为本发明一实施例的冷却系统的工作原理图。

图中：

10、压缩机组；20、冷凝器；30、第一电磁阀；41、第二电磁阀；42、第一节流阀；50、变频器；51、电抗器；52、逆变模块；53、整流模块；60、蒸发器；70、冷却量调节模块；71、冷却量调节组件；72、电子膨胀阀；73、第三电磁阀；80、闪发器；91、第二节流阀；92、第三节流阀。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图1，为本发明一较佳实施例的一种冷却系统，包括压缩机组10、冷凝器20、第一电磁阀30、第二电磁阀41、第一节流阀42、变频器50；第二电磁阀41和第一节流阀42串联后并联第一电磁阀30；压缩机组10、冷凝器20、第一电磁阀30、变频器50串联形成第一冷却回路；压缩机组10、冷凝器20、第二电磁阀41、第一节流阀42、变频器50串联形成第二冷却回路；变频器50内设有温度检测模块和换热模块，换热模块用于与冷媒换热实现对变频器50的冷却。

若温度检测模块检测到变频器50内的温度小于切换温度时，第一电磁阀30开启，第二电磁阀41关闭，第一冷却回路开启，因为第一冷却回路的冷媒在进入变频器50之前没有被节流，所以温度相对较高，可以防止变频器50在压缩机组10在运行小负荷工况时凝露；若温度检测模块检测到变频器50的温度大于等于切换温度时，若温度检测模块检测到变频器50内的温度等于大于切换温度t时，第一电磁阀30关闭，第二电磁阀41开启，第一冷却回路关闭，切换到第二冷却回路，由于第二冷却回路的冷媒在进入变频器50之前，会先被第一节流阀42节流，节流后的冷媒温度较低，可以为变频器50提供充足的冷却量，从而使得变频器50在压缩机组10在运行大负荷工况时不易超温。

变频器50内除了设有温度检测模块和换热模块之外，还设有逆变模块52、整流模块53和电抗器51。

优选的，冷却系统还包括位于压缩机组10和变频器50之间的冷却量调节模块70，用于调节通过调节变频器50的冷媒流量，以达到对变频器的冷却量的调节。冷却量调节模块70包括至少一冷却量调节组件71，冷却量调节组件71包括电子膨胀阀72。

当变频器50的温度在目标温度范围t0内时，电子膨胀阀72的开度保持在当前开度；当变频器50的温度大于tb时，电子膨胀阀72的开度变大，以增大冷媒对变频器50的冷却量，使变频器50温度能加快降下来；当变频器50的温度小于目标温度范围t0时，电子膨胀阀72的开度变小，以减小冷媒对变频器50的冷却量，使变频器50能升温至目标温度范围，避免变频器50温度过低而凝露。

一旦温度检测模块测量到变频器50温度超温，压缩机组10就会停机，但是变频器50短时间低温度不会产生凝露，所以电子膨胀阀72实行快开慢关，即电子膨胀阀72开大使速率尽量快，防止变频器50超温，例如，开大时以5秒钟为一次动作周期，每次动作开大20步(总开度480步)；关小时可以慢一点，避免温度波动大，例如，关小时以五分钟为一次动作周期，每次动作关小当前开度的10％。

为了减小单个电子膨胀阀72的工作负担，优选的，冷却量调节组件71的数量为至少两个，冷却量调节组件71之间并联设置。

进一步地，冷却量调节组件71还包括并联电子膨胀阀72的第三电磁阀73，第三电磁阀73用于根据第一变频器设定温度t1和第二变频器设定温度t2控制开闭，其中t2<ta＜tb<t1＜t；当变频器50的温度大于第一变频器设定温度t1时，第三电磁阀73打开，以增大对变频器50的冷却量，使变频器50降温，避免变频器50高温烧坏。当第三电磁阀73打开时，与第三电磁阀73并联的电子膨胀阀72持续开大直至全开；当变频器50的温度小于设定温度t2时，第三电磁阀73关闭，以减小变频器50的冷却量，使变频器50升温，避免变频器50凝露；当第三电磁阀73关闭后，电子膨胀阀72的开度的大小按对比变频器50的温度是否超目标温度范围t0来控制。

在第二电磁阀41和第三电磁阀73均打开的情形下，若温度检测模块测得变频器50的温度还一直高于切换温度t，可能是冷凝器20发生了问题，从而导致变频器50的温度降不下来，在其他可实行的实施例中，可以在变频器50内设置后备冷却模块，当变频器50的温度在规定的时间内没有低于第二目标温度范围，外部的控制装置便可控制后备冷却模块工作对变频器50进行制冷，，以将变频器50的温度降下来，避免变频器50内的工作零件因高温而烧坏，例如，后背冷却模块选用半导体制冷装置或其他可以实现对变频器50冷却的装置。

冷却系统还包括位于冷却量调节组件71和压缩机组10之间的蒸发器60，蒸发器60用于对经过变频器50的冷却液进行再次降温，以使冷媒能更好地对工作中的压缩机组10进行冷却。

冷却系统还包括闪发器80，冷凝器20、闪发器80、蒸发器60和压缩机组10串联形成用于对房间进行降温的制冷回路。

连接闪发器80和蒸发器60的管道上设有第二节流阀91，连接冷凝器20和闪发器80的管道上设有第三节流阀92，第二节流阀91和第三节流阀92均用于根据需要调节制冷回路的流量。

上述的冷却系统，采用不具有第一节流阀42的第一冷却回路和具有第一节流阀42的第二冷却回路，第一冷却回路可以用于压缩机组10运行小负荷工况时对变频器的冷却，因为第一冷却回路的冷媒在进变频器50前无节流，供液温度相对较高，所以能满足压缩机组10运行小负荷工况时的变频器50的冷却，避免变频器50凝露；第二冷却回路可以用于压缩机组运行大负荷工作，因为第二冷却回路的冷媒在进变频器50前被第一节流阀42节流，节流后的冷媒温度较低，所以能满足压缩机组10运行大负荷工况时的变频器50的冷却。在上述基础上，增加第三电磁阀73辅助电子膨胀阀72供液，变频器50温度过高时，第三电磁阀73迅速打开，增加通过变频器50的冷却流量，避免变频器50温度超温。压缩机组10运行过程，通过电子膨胀阀72快开慢关控制思想和方法，再根据压缩机组10的负荷工况情形通过各阀门的相互配合灵活切换第一冷却回路和第二冷却回路，有效提高变频器50和压缩机组10的可靠性。

本发明还公开了一种冷却系统的控制方法，基于上述的冷却系统，具体包括如下步骤：

s1、温度检测模块检测变频器50内的温度。

s2、若温度检测模块检测到变频器50内的温度小于切换温度t时，第一电磁阀30打开，第二电磁阀41关闭，第一冷却回路开启，第二冷却回路关闭。

s3、若温度检测模块检测到变频器50内的温度大于等于切换温度t时，第一冷却回路关闭，第二冷却回路开启。

在其中一实施例中，电子膨胀阀72的开度的大小按照对比变频器50温度是否超目标温度范围t0(ta，tb)来控制，其中ta＜tb＜t；若温度检测模块检测到变频器50的温度在目标温度范围t0内时，电子膨胀阀72开度保持当前开度不变；若温度检测模块检测到变频器50的温度大于tb时，电子膨胀阀72的开度变大；若温度检测模块检测到变频器50的温度小于ta时，电子膨胀阀72的开度变小。

在其中一实施例中，第三电磁阀73的开闭通过第一变频器设定温度t1和第二变频器设定温度t2控制，其中t2＜t0＜t1＜t；若温度检测模块检测到变频器50的温度大于第一变频器设定温度t1时，第三电磁阀73打开，电子膨胀阀72开度持续变大至最大开度；若温度检测模块检测到变频器50的温度小于第二变频器设定温度t2时，第三电磁阀73关闭，之后，电子膨胀阀72的开度的运行按照对比变频器50的温度是否超目标温度范围t0来控制。

在其中一实施例中，第二冷却回路开启后，若第三电磁阀73关闭，且电子膨胀阀72的运行开度在设定时间内一直小于设定开度时，切换为第一冷却回路，第二冷却回路关闭；切换时，因为压缩机组10正在进行大负荷工况，为了使变频器能保持正常温度，先开启第三电磁阀73，然后开启第一电磁阀30，再关闭第二电磁阀41，完成切换。

优选的，预定时间为1min～60min，例如约定时间可为10min、15min、20min、25mim、30min、35min、40min、45min、50min或55min。

优选的，设定开度小于等于最大开度的25％。在本实施例中，设定开度选为最大开度的25％。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。