螺杆压缩机的无级能量调节方法、装置及螺杆压缩机与流程

本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及螺杆压缩机的无级能量调节方法、装置及螺杆压缩机。

背景技术：

目前的螺杆式机组采用有级能量调节或者无级能量调节，有级能量调节方式太粗犷，不能满足越来越精细的能量调节，且该能量调节方式对螺杆式机组的能效不能达到最优，浪费能源；市面的无级能量调节机组由于制造工艺或者设计问题，当运行一定时间后，无级能量调节变化不再精细，螺杆压缩机的滑阀不再可以缓慢变化。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供螺杆压缩机的无级能量调节方法、装置及螺杆压缩机。解决各工况下的能量调节方式粗犷、能量调节不精细、机组能效不能达到最优等问题；通过在每个负荷区间自适应调节，加载阀加载周期自适应调节，不同工况下加载滑阀周期自适应调节，以及设置多个能量平台，通过能量平台解决能量滑阀位置不确定性，解决特定工况情况下螺杆机组报低压问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种螺杆压缩机的无级能量调节方法，包括：

S1，将螺杆压缩机的滑阀负荷分为预定数量个负荷区间，每个负荷区间包括能量调节区间和能量保持区间，其中能量保持区间的能量为预设值；

S2，在能量加载或卸载过程中，根据压缩机实际工况以及标准工况下的加/卸载周期默认值和加/卸载时间默认值更新每个能量调节区间和能量保持区间的实际加/卸载周期和实际加/卸载时间；

S3，根据每个能量调节区间和能量保持区间的实际加/卸载周期和实际加/卸载时间进行能量调节。

本发明的有益效果是：本发明将螺杆压缩机的滑阀负荷内分为多个负荷区间，每个负荷区间不仅包括能量调节区间，还包括能量保持区间，其中能量保持区间的能量为预设值，正常过程中通过加/卸载周期、加/卸载时间的自适应调节实现了能量精细调节以及使机组能效快速达到最优，并且通过增加能量保持区间，通过调节加/卸载时间和加/卸载周期使得能量在能量保持区域运行在预设值，避免出现负载跨度大、能量区间剧烈跳变导致系统无法及时调整冷媒流量，造成低压故障的现象。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述S2包括：

S21，计算预设次数加/卸载周期后的负载变化量；

S22，根据所述负载变化量计算加/卸载调整周期；

S23，根据蒸发器高低压差和进出水温度差计算载值修正系数；

S24，根据所述载值修正系数、加/卸载调整周期和标准工况下的加/卸载周期默认值计算实际加/卸载周期；

S25，根据所述载值修正系数、加/卸载调整周期和标准工况下的加/卸载时间默认值计算实际加/卸载时间。

采用上述进一步方案的有益效果是：加载卸载总时间确定，加载时间和加载周期根据负荷变化、进出水水温变化、高低压差变化通过PID计算得到更新后的加/卸载周期和加/卸载时间，进行自适应调节，快速满足能量调节需求。

进一步，所述负载变化量ΔL的计算公式为ΔL＝L_(x+n)-L_x，其中n为预设次数，L_(x+n)为n次加载周期后的负载量，L_x为n次加载周期前的负载量；

加/卸载调整周期Y的计算公式为Y＝K1*(ΔL-3.5)+Z；其中，K1为调整系数，Z为常量；

载值修正系数K的计算公式为K＝K2*ΔP+K3*ΔTemp；其中，K2为压差修正系数，K3为温差修正系数，ΔP为蒸发器高低压差，ΔTemp为进出水温度差；

实际加/卸载周期TX的计算公式为TX＝K*(Y+TW)，其中，K为载值修正系数，Y为加/卸载调整周期，TW为标准工况下的加/卸载周期默认值；

实际加/卸载时间TimX的计算公式为TimX＝K*(Y+TimW)，其中，K为载值修正系数，Y为加/卸载调整周期，TimW为标准工况下的加/卸载周期时间认值。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过快速调节加载时间及周期，使能量快速达到预设值，可以使能效快速达到最优。

进一步，所述预设次数n的取值范围为2至6。

进一步，所述S3包括：每个能量调节区间按照实际加/卸载周期和实际加/卸载时间进行能量调节，在能量达到能量保持区间的预设值后进入能量保持区间，或者在经过预设数量个实际加/卸载周期后，将能量调整至能量保持区间的预设值进入能量保持区间；每个能量保持区间按照实际加/卸载周期和实际加/卸载时间进行能量调节。

采用上述进一步方案的有益效果是：在能量达到预设值时进入能量保持区间，在经过预设次数的实际加载周期后，如果能量未达到能量保持区间的预设值，则将能量调整至预设值，并保持该预设值运行，有效避免出现负载跨度大导致系统无法及时调整冷媒流量，造成低压故障的现象，通过快速调节加载时间及周期，使能量快速达到预设值，可以使能效快速达到最优。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种螺杆压缩机的无级能量调节装置，包括：

区间划分模块，用于将螺杆压缩机的滑阀负荷分为预定数量个负荷区间，每个负荷区间包括能量调节区间和能量保持区间，其中能量保持区间的能量为预设值；

更新模块，用于在能量加载或卸载过程中，根据压缩机实际工况以及标准工况下的加/卸载周期默认值和加/卸载时间默认值更新每个能量调节区间和能量保持区间的实际加/卸载周期和实际加/卸载时间；

控制模块，用于根据每个能量调节区间和能量保持区间的实际加/卸载周期和实际加/卸载时间进行能量调节。

本发明的有益效果是：本发明将螺杆压缩机的滑阀负荷内分为多个负荷区间，每个负荷区间不仅包括能量调节区间，还包括能量保持区间，其中能量保持区间的能量为预设值，正常过程中通过加/卸载周期、加/卸载时间的自适应调节实现能量精细调节，以及快速使机组能效达到最优；并且通过增加能量保持区间，通过调节加/卸载时间和加/卸载周期使得能量在能量保持区域运行在预设值，避免出现负载跨度大、能量区间剧烈跳变导致系统无法及时调整冷媒流量，造成低压故障的现象。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述更新模块包括：

负载变化量计算单元，用于计算预设次数加/卸载周期后的负载变化量；

加/卸载调整周期计算单元，用于根据所述负载变化量计算加/卸载调整周期；

载值修正系数，用于根据蒸发器高低压差和进出水温度差计算载值修正系数；

更新单元，用于根据所述载值修正系数、加/卸载调整周期和标准工况下的加/卸载周期默认值计算实际加/卸载周期；根据所述载值修正系数K、加/卸载调整周期和标准工况下的加/卸载时间默认值计算实际加/卸载时间。

进一步，所述负载变化量ΔL的计算公式为ΔL＝L_(x+n)-L_x，其中n为预设次数，L_(x+n)为n次加载周期后的负载量，L_x为n次加载周期前的负载量；

加/卸载调整周期Y的计算公式为Y＝K1*(ΔL-3.5)+Z；其中，K1为调整系数，Z为常量；

载值修正系数K的计算公式为K＝K2*ΔP+K3*ΔTemp；其中，K2为压差修正系数，K3为温差修正系数，ΔP为蒸发器高低压差，ΔTemp为进出水温度差；

实际加/卸载周期TX的计算公式为TX＝K*(Y+TW)，其中，K为载值修正系数，Y为加/卸载调整周期，TW为标准工况下的加/卸载周期默认值；

实际加/卸载时间TimX的计算公式为TimX＝K*(Y+TimW)，其中，K为载值修正系数，Y为加/卸载调整周期，TimW为标准工况下的加/卸载周期时间认值。

进一步，所述预设次数n的取值范围为2至6。

进一步，所述控制模块控制每个能量调节区间按照实际加/卸载周期和实际加/卸载时间进行能量调节，在能量达到能量保持区间的预设值后进入能量保持区间，或者在经过预设数量个实际加/卸载周期后，将能量调整至能量保持区间的预设值进入能量保持区间；每个能量保持区间按照实际加/卸载周期和实际加/卸载时间进行能量调节。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种螺杆压缩机，，包括上述技术方案所述的无级能量调节装置。

本发明的有益效果是：本发明将螺杆压缩机的滑阀负荷内分为多个负荷区间，每个负荷区间不仅包括能量调节区间，还包括能量保持区间，其中能量保持区间的能量为预设值，正常过程中通过加/卸载周期、加/卸载时间的自适应调节实现能量精细调节，以及快速使机组能效达到最优；并且通过增加能量保持区间，通过调节加/卸载时间和加/卸载周期使得能量在能量保持区域运行在预设值，避免出现负载跨度大、能量区间剧烈跳变导致系统无法及时调整冷媒流量，造成低压故障的现象。

本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例提供的螺杆压缩机的无级能量调节方法流程图；

图2为本发明实施例提供的加/卸载周期和加/卸载时间更新方法流程图；

图3为本发明实施例提供的能量加载调节示意图；

图4为本发明实施例提供的螺杆压缩机的无级能量调节装置结构框图；

图5为本发明实施例提供的更新模块的结构框图；

图6为本发明实施例提供的螺杆压缩机的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

图1为本发明实施例提供的螺杆压缩机的无级能量调节方法流程图。如图1所示，一种螺杆压缩机的无级能量调节方法，包括：

S1，将螺杆压缩机的滑阀负荷分为预定数量个负荷区间，每个负荷区间包括能量调节区间和能量保持区间，其中能量保持区间的能量为预设值；

S2，在能量加载或卸载过程中，根据压缩机实际工况以及标准工况下的加/卸载周期默认值和加/卸载时间默认值更新每个能量调节区间和能量保持区间的实际加/卸载周期和实际加/卸载时间；

S3，根据每个能量调节区间和能量保持区间的实际加/卸载周期和实际加/卸载时间进行能量调节。

上述实施例中提供的螺杆压缩机的无级能量调节方法，本发明将螺杆压缩机的滑阀负荷内分为多个负荷区间，每个负荷区间不仅包括能量调节区间，还包括能量保持区间，其中能量保持区间的能量为预设值，正常过程中通过加/卸载周期、加/卸载时间的自适应调节实现能量精细调节，以及快速使机组能效达到最优；并且通过增加能量保持区间，通过调节加/卸载时间和加/卸载周期使得能量在能量保持区域运行在预设值，避免出现负载跨度大、能量区间剧烈跳变导致系统无法及时调整冷媒流量，造成低压故障的现象。

可选地，作为本发明一个实施例，如图2所示，所述S2包括：

S21，计算预设次数加/卸载周期后的负载变化量；

S22，根据所述负载变化量计算加/卸载调整周期；

S23，根据蒸发器高低压差和进出水温度差计算载值修正系数；

S24，根据所述载值修正系数、加/卸载调整周期和标准工况下的加/卸载周期默认值计算实际加/卸载周期；

S25，根据所述载值修正系数、加/卸载调整周期和标准工况下的加/卸载时间默认值计算实际加/卸载时间。

上述实施例中，加载卸载总时间确定，加载时间和加载周期根据负荷变化、进出水水温变化、高低压差变化通过PID计算得到更新后的加/卸载周期和加/卸载时间，进行自适应调节，快速满足能量调节需求。

具体地，该实施例中，所述负载变化量ΔL的计算公式为ΔL＝L_(x+n)-L_x，其中n为预设次数，L_(x+n)为n次加载周期后的负载量，L_x为n次加载周期前的负载量；预设次数n的取值范可以选取2至6，本实施例中选取3；其中，ΔL的取值范围可以为0-10；

加/卸载调整周期Y的计算公式为Y＝K1*(ΔL-3.5)+Z；其中，K1为调整系数，Z为常量；

载值修正系数K的计算公式为K＝K2*ΔP+K3*ΔTemp；其中，K2为压差修正系数，K3为温差修正系数，ΔP为蒸发器高低压差，ΔTemp为进出水温度差；

实际加/卸载周期TX的计算公式为TX＝K*(Y+TW)，其中，K为载值修正系数，Y为加/卸载调整周期，TW为标准工况下的加/卸载周期默认值；

实际加/卸载时间TimX的计算公式为TimX＝K*(Y+TimW)，其中，K为载值修正系数，Y为加/卸载调整周期，TimW为标准工况下的加/卸载周期时间认值。

上述实施例中，通过快速调节加载时间及周期，使能量快速达到预设值，可以使能效快速达到最优。

可选地，作为本发明的一个实施例，所述S3包括：每个能量调节区间按照实际加/卸载周期和实际加/卸载时间进行能量调节，在能量达到能量保持区间的预设值后进入能量保持区间，或者在经过预设数量个实际加/卸载周期后，将能量调整至能量保持区间的预设值进入能量保持区间；每个能量保持区间按照实际加/卸载周期和实际加/卸载时间进行能量调节。该实施例中，在能量达到预设值时进入能量保持区间，在经过预设次数的实际加载周期后，如果能量未达到能量保持区间的预设值，则将能量调整至预设值，并保持该预设值运行，有效避免出现负载跨度大导致系统无法及时调整冷媒流量，造成低压故障的现象。通过快速调节加载时间及周期，使能量快速达到预设值，可以使能效快速达到最优。

在螺杆机组25％-100％滑阀负荷内，分成n个负荷区间，每一个区间有一个能量平台(对应能量保持区间)；下面结合图3示例对技术方案进行详细说明。该实施例中包括3个负荷区间，压缩机启动后进入25％负荷，进入A能量调节区间，加载周期为T1，加载时间为Tim1；经过预设次数的加载周期后或者达到a1负荷后，在a1负荷平台D运行，此时加载周期为T4，加载时间为Tim4，在该能量平台运行Ta时间后进入B能量调节区间；在B能量调节区间，加载周期为T2，加载时间为Tim2；经过预设次数的加载周期后或者达到a2负荷后，在a2负荷平台E运行，此时加载周期为T4，加载时间为Tim4，在该能量平台运行Ta时间后，进入C能量调节区间；在C能量调节区间，加载周期为T3，加载时间为Tim3，经过预设次数的加载周期后或者判断达到100％负荷后，进入满负荷运行。

T11、T21、T31、T41、Ta1是标准工况下的加载周期默认值，Tim11、Tim21、Tim31、Tim41是标准工况下的加载时间默认值，根据进水水温、出水水温、吸气压力、排气压力以及标准工况下的默认值，计算得到更新后的加载周期T1、T2、T3、T4和Ta值，以及更新后的加载时间Tim1、Tim2、Tim3和Tim4、从而进行能量加载调节。

从100％-25％卸载能量调节负荷内，100％负荷进入C区间进行能调，卸载周期为T6，卸载时间为Tim6，经过预设次数的卸载周期或者达到a2负荷后，在a2负荷平台E运行，此时卸载周期为T9、卸载时间为Tim9，在该能量平台运行Tb时间后进入B能量调节区间；在B能量调节区间，卸载周期为T7，卸载时间为Tim7，经过预设次数的卸载周期或者达到a1负荷后；在a1负荷平台D运行，此时卸载周期为T9、卸载时间为Tim9，在该能量平台运行Tb时间后进入A能量调节区间；在A能量调节区间，卸载周期为T8，卸载时间为Tim8，经过预设次数的卸载周期后或判断达到25％负荷后，保持25％卸载阀持续卸载。

T61、T71、T81、T91、Tb1是标准工况下的卸载周期默认值，Tim61、Tim71、Tim81、Tim91是标准工况下的卸载时间默认值。根据进水水温、出水水温、吸气压力、排气压力以及标准工况下的默认值，计算得到更新后的卸载周期T6、T7、T8、T9、Tb值，以及更新后的卸载时间Tim6、Tim7、Tim8、Tim9，从而进行能量卸载调节。

图4为本发明实施例提供的螺杆压缩机的无级能量调节装置结构框图。如图4所示，一种螺杆压缩机的无级能量调节装置，包括：区间划分模块，用于将螺杆压缩机的滑阀负荷分为预定数量个负荷区间，每个负荷区间包括能量调节区间和能量保持区间，其中能量保持区间的能量为预设值；更新模块，用于在能量加载或卸载过程中，根据压缩机实际工况以及标准工况下的加/卸载周期默认值和加/卸载时间默认值更新每个能量调节区间和能量保持区间的实际加/卸载周期和实际加/卸载时间；控制模块，用于根据每个能量调节区间和能量保持区间的实际加/卸载周期和实际加/卸载时间进行能量调节。

上述实施例中提供的螺杆压缩机的无级能量调节装置，本发明将螺杆压缩机的滑阀负荷内分为多个负荷区间，每个负荷区间不仅包括能量调节区间，还包括能量保持区间，其中能量保持区间的能量为预设值，正常过程中通过加/卸载周期、加/卸载时间的自适应调节实现能量精细调节，以及快速使机组能效达到最优；并且通过增加能量保持区间，通过调节加/卸载时间和加/卸载周期使得能量在能量保持区域运行在预设值，避免出现负载跨度大、能量区间剧烈跳变导致系统无法及时调整冷媒流量，造成低压故障的现象。

可选地，作为本发明一个实施例，如图5所示，更新模块包括：

负载变化量计算单元，用于计算预设次数加/卸载周期后的负载变化量；

加/卸载调整周期计算单元，用于根据所述负载变化量计算加/卸载调整周期；

载值修正系数，用于根据蒸发器高低压差和进出水温度差计算载值修正系数；

更新单元，用于根据所述载值修正系数、加/卸载调整周期和标准工况下的加/卸载周期默认值计算实际加/卸载周期；根据所述载值修正系数K、加/卸载调整周期和标准工况下的加/卸载时间默认值计算实际加/卸载时间。

上述实施例中，加载卸载总时间确定，加载时间和加载周期根据负荷变化、进出水水温变化、高低压差变化通过PID计算得到更新后的加/卸载周期和加/卸载时间，进行自适应调节，快速满足能量调节需求。

具体地，该实施例中，所述负载变化量ΔL计算公式为ΔL＝L_(x+n)-L_x，其中n为预设次数，L_(x+n)为n次加载周期后的负载量，L_x为n次加载周期前的负载量；预设次数n的取值范可以选取2至6，本实施例中选取3；其中，ΔL的取值范围可以为0-10；

加/卸载调整周期Y的计算公式为Y＝K1*(ΔL-3.5)+Z；其中，K1为调整系数，Z为常量；

载值修正系数K的计算公式为K＝K2*ΔP+K3*ΔTemp；其中，K2为压差修正系数，K3为温差修正系数，ΔP为蒸发器高低压差，ΔTemp为进出水温度差；

实际加/卸载周期TX的计算公式为TX＝K*(Y+TW)，其中，K为载值修正系数，Y为加/卸载调整周期，TW为标准工况下的加/卸载周期默认值；

实际加/卸载时间TimX的计算公式为TimX＝K*(Y+TimW)，其中，K为载值修正系数，Y为加/卸载调整周期，TimW为标准工况下的加/卸载周期时间认值。

上述实施例中，通过快速调节加载时间及周期，使能量快速达到预设值，可以使能效快速达到最优。

可选地，作为发明一个实施例，所述控制模块控制每个能量调节区间按照实际加/卸载周期和实际加/卸载时间进行能量调节，在能量达到能量保持区间的预设值后进入能量保持区间，或者在经过预设数量个实际加/卸载周期后，将能量调整至能量保持区间的预设值进入能量保持区间；每个能量保持区间按照实际加/卸载周期和实际加/卸载时间进行能量调节。该实施例中，在能量达到预设值时进入能量保持区间，在经过预设次数的实际加载周期后，如果能量未达到能量保持区间的预设值，则将能量调整至预设值，并保持该预设值运行，有效避免出现负载跨度大导致系统无法及时调整冷媒流量，造成低压故障的现象。通过快速调节加载时间及周期，使能量快速达到预设值，可以使能效快速达到最优。

图6为本发明实施例提供的螺杆压缩机结构框图。如图6所示，一种螺杆压缩机，包括上述实施例中描述螺杆压缩机的无级能量调节装置。

上述实施例中提供的螺杆压缩机，本发明将螺杆压缩机的滑阀负荷内分为多个负荷区间，每个负荷区间不仅包括能量调节区间，还包括能量保持区间，其中能量保持区间的能量为预设值，正常过程中通过加/卸载周期、加/卸载时间的自适应调节实现能量精细调节，以及快速使机组能效达到最优；并且通过增加能量保持区间，通过调节加/卸载时间和加/卸载周期使得能量在能量保持区域运行在预设值，避免出现负载跨度大、能量区间剧烈跳变导致系统无法及时调整冷媒流量，造成低压故障的现象。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。