集成冷冻站及其控制方法与流程

本发明涉及制冷设备技术领域，特别是涉及一种集成冷冻站及其控制方法。

背景技术

集成冷冻站是一种高度集成化的制冷机房系统，包括集装箱、制冷主机、冷冻水泵机组、冷却水泵机组、群控柜及冷却塔等，制冷主机、冷冻水泵机组、冷却水泵机组、群控柜均设置于集装箱内，冷却塔位于集装箱外，制冷主机包括压缩机、蒸发器及冷凝器，冷却塔用于冷凝器的散热。

传统的集成冷冻站在需要大冷量的离心压缩机时，则需要配置大容量的冷却塔，大容量的冷却塔一般重量较大，容量及重量较大的冷却塔相应地增加了集成冷冻站的安装困难程度。

技术实现要素：

基于此，有必要针对容量及重量较大的冷却塔所造成的集成冷冻站安装较困难的问题，提供一种安装相对较容易的集成冷冻站及其控制方法。

一种集成冷冻站，所述集成冷冻站包括冷凝器及冷却塔，所述冷却塔与所述冷凝器连通，并为所述冷凝器提供第一冷却水；所述集成冷冻站还包括外界冷却水源，所述外界冷却水源与所述冷凝器连通，并为所述冷凝器提供第二冷却水。

在其中一个实施例中，所述集成冷冻站还包括连通于所述冷凝器与所述冷却塔之间的第一进水管路与第一出水管路，所述集成冷冻站还包括连通于所述冷凝器与所述外界冷却水源之间的第二进水管路及第二出水管路；第一进水管路与所述第二进水管路连通，所述第一出水管路与所述第二出水管路连通。

在其中一个实施例中，所述第二进水管路与所述第二出水管路均与所述冷凝器连通，所述第一进水管路通过所述第二进水管路与所述冷凝器连通，所述第一出水管路通过所述第二出水管路与所述冷凝器连通。

在其中一个实施例中，所述集成冷冻站还包括供水水泵，所述供水水泵安装于所述第二进水管路上并位于所述第二进水管路与所述第一进水管路的交汇点的下游。

在其中一个实施例中，所述集成冷冻站还包括第一温度传感器及第一流量调节件，所述第一温度传感器用于检测所述冷却塔流向所述冷凝器的第一冷却水的第一冷却温度，所述第一流量调节件用于调节所述冷却塔流向所述冷凝器的第一冷却水的流量。

在其中一个实施例中，所述集成冷冻站还包括第二温度传感器及第二流量调节件，所述第二温度传感器用于检测所述外界冷却水源流向所述冷凝器的第二冷却水的第二冷却温度，所述第二流量调节件用于调节所述外界冷却水源流向所述冷凝器的第二冷却水的流量。

在其中一个实施例中，所述外界冷却水源包括土壤和/或湖泊。

一种集成冷冻站控制方法，包括步骤：

获取冷却塔提供予冷凝器的第一冷却水的第一冷却温度；

获取外界冷却水源提供予所述冷凝器的第二冷却水的第二冷却温度；

当所述第二冷却温度与所述第一冷却温度的差值超出预设温度范围时，改变所述第一冷却水与所述第二冷却水的混水比例。

在其中一个实施例中，当所述第二冷却温度大于所述第一冷却温度的差值大于等于所述预设温度范围中第一预设阈值时，调大所述第一流量调节件的开度；当所述第二冷却温度小于所述第一冷却温度的差值小于等于所述预设温度范围中第二预设阈值时，调大所述第二流量调节件的开度；

其中，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值。

在其中一个实施例中，当所述第二冷却温度大于所述第一冷却温度的差值大于等于所述第一预设阈值时且所述第一流量调节件处于最大开度时，调小所述第二流量调节件的开度；当所述第二冷却温度小于所述第一冷却温度的差值小于等于所述第二预设阈值且当所述第二流量调节件处于最大开度时，调小所述第一流量调节件的开度。

本发明提供的集成冷冻站及集成冷冻站控制方法，冷却塔提供的第一冷却水与外界冷却水源提供的第二冷却水一起为冷凝器降温，通过外界冷却水源分担冷却塔的负荷，当冷却塔分担的负荷减小时，相应地可以减少冷却塔的容量及重量，降低了集成冷冻站的安装难度。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的集成冷冻站的系统原理图；

图2为本发明一实施例提供的集成冷冻站控制方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参阅图1，本发明一实施例提供一种集成冷冻站100，包括集装箱10、制冷主机、冷冻水泵机组、冷却塔、第一冷却机组及控制柜50。

制冷主机安装于集装箱10内用于提供冷冻水。冷冻水泵机组至少部分安装于集装箱10内，用于将制冷主机提供的冷冻水引导向外界，并将与外界热交换后的回水引导向制冷主机内以进行冷冻水的循环。冷却塔安装于集装箱10外用于向制冷主机提供冷却水以冷却制冷主机。第一冷却机组至少部分位于集装箱10外，第一冷却机组用于将位于冷却塔内的冷却水引导向制冷主机并将与制冷主机热交换后的回水引导向冷却塔以进行冷却水的循环。控制柜50安装于集装箱10内，用于控制上述制冷主机、冷冻水泵机组、冷却塔及第一冷却机组的工作。

在本实施例中，制冷主机包括压缩机、冷凝器21及蒸发器22，压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体，然后压缩成高温高压气体送冷凝器21，高压高温气体经冷凝器21冷却后使气体冷凝变为常温高压液体，当常温高压液体流入热力膨胀阀，经节流成低温低压的湿蒸气，流入蒸发器22，吸收蒸发器22内的冷冻水的热量使水温度下降，蒸发后的制冷剂再吸回到压缩机中，又重复下一个制冷循环。

冷冻水泵机组包括冷冻水供水管路31与冷冻水回水管路32，冷冻水供水管路31的两端分别与蒸发器22及外界设备连通，冷冻水供水管路31用于将蒸发器22提供的冷冻水引导向外界设备，冷冻水回水管路32的两端也分别与蒸发器22与外界设备连通，冷冻水回水管路32用于将与外界设备热交换后的冷却水回水引导向蒸发器22，如此实现冷冻水在蒸发器22与外界设备之间的循环流动。

在一个实施例中，第一冷却机组包括第一进水管路41及第一出水管路42，第一进水管路41的两端分别与冷凝器21及冷却塔连通，第一进水管41用于将冷却塔提供的第一冷却水引导向冷凝器21以冷却冷凝器21，第一出水管路42的两端也分别与冷凝器21与冷却塔连通，第一出水管路42用于将与冷凝器21热交换后的第一回水引导向冷却塔，如此实现第一冷却水在冷却塔与冷凝器21之间的循环流动。

集成冷冻站100还包括外界冷却水源60及第二冷却机组，第二冷却机组包括第二进水管路71及第二出水管路72，第二进水管路71的两端分别冷凝器21及外界冷却水源60连通，第二进水管用于将外界冷却水源60提供的第二冷却水引导向冷凝器21以冷却冷凝器21，第二出水管路72的两端也分别与冷凝器21与外界冷却水源60连通，第二出水管路72用于将与冷凝器21热交换后的第二回水引导向外界冷却水源60，如此实现第二冷却水在外界冷却水源60及冷凝器21之间的循环流动。

上述外界冷却水源60包括土壤和/或湖泊，即上述外界水源的第二冷却水可以来自于土壤，也可以来自于湖泊，或者来自于两者的结合，在此不作限定。

本发明实施例提供的集成冷冻站100，外界冷却水源60可以与冷却塔一起供给冷却水于冷凝器21，即冷却塔提供的第一冷却水与外界冷却水源60提供的第二冷却水一起为冷凝器21降温，通过外界冷却水源60分担冷却塔的负荷，当冷却塔分担的负荷减小时，相应地可以减少冷却塔的容量及重量，降低了集成冷冻站100的安装难度。

在其中一个实施例中，为了节省占地面积，冷却塔装设于集装箱10的顶部，但是此时要求冷却塔的顶部具有较强的承重强度，当上述冷却塔的容量及重量减少时，相应地可以降低对冷却塔的顶部的承重强度的要求。可以理解的是，在另一个实施例中，冷却塔并非装设于集装箱10的顶部，如冷却塔间隔位于集装箱10一侧也可，在此不作限定。

在一个实施例中，第二进水管路71与第二出水管路72均直接与冷凝器21连通，第一进水管路41与第二进水管路71连接，第一进水管路41通过第二进水管路71与冷凝器21连通，也即为第一进水管路41通过第二进水管路71间接与冷凝器21连通，第一出水管路42与第二出水管路72连接，第一出水管路42通过第二出水管路72与冷凝器21连通，也即为第一出水管路42通过第二出水管路72间接与冷凝器21连通。

在另一个实施例中，设置第一进水管路41与第一出水管路42均直接与冷凝器21连通，第二进水管路71与第一进水管路41连接，第二进水管路71通过第一进水管路41与冷凝器21连通，也即为第二进水管路71通过第一进水管路41间接与冷凝器21连通，第二出水管路72与第一出水管路42连接，第二出水管路72通过第一出水管路42与冷凝器21连通，也即为第二出水管路72通过第一出水管路42间接与冷凝器21连通，在此不作限定。

在一个实施例中，为了便于第一冷却水与第二冷却水流向冷凝器21内，第二冷却机组还包括供水水泵75，供水水泵75安装于第二进水管路71上，供水水泵75将第一冷却水与第二冷却水输送于冷凝器21。在本实施例中，第一冷却机组与第二冷却机组共用同一个供水水泵75，可以理解地，在另一个实施例中，第一冷却机组与第二冷却机组并非共用同一个供水水泵，如第一冷却机组也包括供水水泵，第一冷却机组的供水水泵将第一冷却水输送于冷凝器21，第二冷却机组的供水水泵将第二冷却水输送于冷凝器21，在此不作限定。

在一个实施例中，第一冷却机组还包括第一温度传感器43及第一流量调节件44，第一温度传感器43用于检测第一冷却水的第一冷却温度，第一流量调节件44用于调节第一冷却机组的流量。第二冷却机组还包括第二温度传感器73及第二流量调节件74，第二温度传感器73用于检测第二冷却水的第二冷却温度，第二流量调节件74用于调节第二冷却机组的流量。

通过第一温度传感器43与第二温度传感器73分别检测第一冷却水与第二冷却水的温度，且将第二冷却水与第一冷却水的温度进行比较，并通过第一流量调节件44与第二流量调节件74分别调节第一冷却水与第二冷却水的流量，以达到更好地节约能源的目的。

如当第二冷却水大于第一冷却水的温度差值大于等于第一预设阈值时(正值)，则证明第二冷却水的温度大于第一冷却水的温度较多，即外界冷却水源60提供的第二冷却水将不满足要求，此时需要通过调大第一流量调节件44的开度以调大第一冷却水的流量；当第二冷却水小于第一冷却水的温度差小于等于第二预设阈值时(负值)，则证明第一冷却水的温度大于第二冷却水的温度较多，即冷却塔提供的第一冷却水将不满足要求，此时需要通过调大第二流量调节件74以调大第二冷却水的流量。

具体地，在一个实施例中，上述第一温度传感器43与第二温度传感器73均为接触式温度传感器，第一温度传感器43安装于第一进水管路41上，以检测第一冷却水的温度，第二温度传感器73安装于第二进水管路71上并位于第二进水管与第一进水管路41的交汇点的上游，以检测第二冷却水的温度。

可以理解地，在另一个实施例中，第一温度传感器43与第二温度传感器73也可以采用非接触式温度传感器，在此不作限定。当第一温度传感器43与第二温度传感器73均采用非接触式温度传感器时，第一温度传感器43则不必固定安装于第一进水管路41上，且第二温度传感器73也不必固定安装于第二进水管路71上。

在一个实施例中，第一流量调节件44安装于第一出水管42上，第二流量调节件74安装于第二出水管上并位于第二出水管与第一出水管42的交汇点的下游。在其他实施例中，至于第一流量调节件44与第二流量调节件74的具体安装位置，在此不作限定。

具体地，第一流量调节件44与第二流量调节件74均为电动调节阀。

参阅图2，本发明一实施例还提供一种集成冷冻站100控制方法，包括步骤：

s110：获取冷却塔提供予冷凝器21的第一冷却水的第一冷却温度；

s120：获取外界冷却水源60提供予冷凝器21的第二冷却水的第二冷却温度；

s130：当第二冷却温度与第一冷却温度的差值超出预设温度范围时，改变第一冷却水与第二冷却水的混水比例。

本发明实施例提供的集成冷冻站100控制方法，当外界冷却水源60提供的第二冷却水的第二冷却温度与冷却塔提供的第一冷却水的第一冷却温度的差值未处于预设温度范围(超出预设范围)时，改变第一冷却水与第二冷却水的混水比例，以达到更好地节约能源的目的。

在一个实施例中，当第二冷却温度大于第一冷却温度的差值大于等于预设温度范围中第一预设阈值时，调大第一流量调节件44的开度，以增加冷却塔供给于冷凝器21的第一冷却水的供水量，当第二冷却温度小于第一冷却温度的差值小于等于预设温度范围中第二预设阈值时，调大第二流量调节件74的开度，以增加外界冷却水源60供给于冷凝器21的第二冷却水的供水量。

具体地，上述预设温度范围具有两个端点值，即分别为第一预设阈值及第二预设阈值，当第二冷却温度大于第一冷却温度的差值大于等于第一预设阈值(正值)时，即此时第二冷却温度过高，证明此时外界冷却水源60所提供的第二冷却水的温度将不满足冷却冷凝器21的要求，因此此时调大第一流量调节件44的开度，以增加冷却塔的供水量。

进一步，当第一流量调节件44处于最大开度时，第二冷却温度大于第一冷却温度的差值仍大于等于第一预设阈值，则此时可以调小第二流量调节件74的开度，直到第二流量调节件74关闭，实现冷却塔独自给冷凝器21供水为止。

当第二冷却温度小于第一冷却温度的差值小于等于第二预设阈值(负值)时，即此时第一冷却温度过高，证明此时冷却塔所提供的第一冷却水的温度将不满足冷却冷凝器21的要求，因此此时调大第二流量调节件74的开度，以增加外界冷却水源60的供水。

进一步，当第二流量调节件74处于最大开度时，第二冷却温度小于第一冷却温度的差值仍小于等于第二预设阈值，则此时可以调小第一流量调节件44的开度，直到第一流量调节件44关闭，实现外界冷却水源60独自给冷凝器21供水为止。

本发明实施例提供的集成冷冻站100及集成冷冻站100控制方法，具有以下有益效果：

1、冷却塔提供的第一冷却水与外界冷却水源60提供的第二冷却水一起为冷凝器21降温，通过外界冷却水源60分担冷却塔的负荷，当冷却塔分担的负荷减小时，相应地可以减少冷却塔的容量及重量，降低了集成冷冻站100的安装难度；

2、当外界冷却水源60提供的第二冷却水的第二冷却温度大于冷却塔提供的第一冷却水的第一冷却温度的差值大于等于第一预设阈值时，调大第一流量调节件44的开度以调大第一冷却水的流量，第二冷却水的第二冷却温度小于第一冷却水的第一冷却温度的差值小于等于第二预设阈值时，调大第二流量调节件74以调大第二冷却水的流量，达到了更好地节约资源的目的。

以上所述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。

以上所述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。