冷水空调系统及其防冻控制方法、存储介质和计算机设备与流程

本发明涉及空调设备技术领域，尤其涉及一种冷水空调系统及其防冻控制方法、存储介质和计算机设备。

背景技术：

目前冷水空调机组针对冷冻水温度过低设有防冻保护，当检测的水温低于保护设定值时停止压缩机工作，当水温高于恢复设定值时启动压缩机工作，从而有效防止壳管冻坏的现象。但是，在实际运行时，压缩机重启后，水温又会再次下降，导致压缩机频繁启停，稳定性较差。长期如此，容易损坏压缩机，从而影响压缩机的使用寿命。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有技术中因无法有效解决冻结问题而导致压缩机频发启停的问题，提供一种冷水空调系统防冻控制方法、系统、计算机可读存储介质和计算机设备。

本发明提出一种冷水空调系统防冻控制方法，包括：

获取空调系统冷冻水进出温度和防冻温度中的最小温度值；

将最小温度值与设定温度值进行比较，当最小温度值小于设定温度值时分别对压缩机的开机台数和冷冻水的水流量进行控制。

所述对冷冻水的水流量进行控制包括：

通过水流速传感器获取冷冻水的流速并计算冷冻水的水流量；

将水流量与设定水流量进行比较，当计算的水流量小于设定水流量时，增加冷冻水进出阀门的开度。

进一步地，当冷冻水进出阀门的开度达到最大值时，提高水泵的运行频率。

当水泵的运行频率达到最大值时，提示用户水流量过小。

所述对压缩机的开机台数进行控制包括：

检测冷冻水进出温度并计算冷冻水进出水温差；

将冷冻水进出水温差与设定温差值进行比较，当计算的冷冻水进出水温差小于设定温差值时，减少空调系统压缩机的开机数量。

当空调系统压缩机的开机数量为0时，提示用户末端负荷过小。

本发明还提出一种冷水空调系统，所述冷水空调系统采用上述的防冻控制方法对空调系统进行控制。

本发明还提出一种计算机可读存储介质，该存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可执行如下步骤：

获取空调系统冷冻水进出温度和防冻温度中的最小温度值；

将最小温度值与设定温度值进行比较，当最小温度值小于设定温度值时分别对压缩机的开机台数和冷冻水的水流量进行控制。

本发明还提出一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时可执行如下步骤：

获取空调系统冷冻水进出温度和防冻温度中的最小温度值；

将最小温度值与设定温度值进行比较，当最小温度值小于设定温度值时分别对压缩机的开机台数和冷冻水的水流量进行控制。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过测试水流量、进出水温差对冷冻水状态进行判断，控制机组运行系统数量、水管阀门大小、水泵频率等参数，保证了冷冻水温度稳定，机组平稳运行，从而有效避免压缩机发生频繁启停造成的损伤，不仅提高了机组运行的可靠性，而且提高了用户的体验。

附图说明

下面结合具体实施例和附图对本发明进行详细的说明，其中：

图1是冷水空调系统的示意图；

图2是本发明的防冻控制方法的流程示意图；

图3是本发明的控制水流量步骤的流程图；

图4是本发明的控制系统压缩机开机数量步骤的流程图；

图5是本发明的防冻控制方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是冷水空调系统的示意图。该冷水空调系统包括压缩机1、冷凝器2、电子膨胀阀3和壳管式蒸发器4。制冷剂在压缩机中被压缩成高温高压的气体，经冷凝器换热和电子膨胀阀降压后变成了低温低压的液体，制冷剂液体在蒸发器中与水换热后变成低压气体，然后返回压缩机循环。在蒸发器中换热后的冷冻水经过管道引入各个房间对空气进行调节。

在本实施例中，在蒸发器1的进水口处设有进水感温包11，蒸发器1的出水口处设有出水感温包12，蒸发器1底部设有防冻感温包13，在蒸发器1的出水口处设有水流速传感器14。

本发明提出的防冻控制方法原理图如图2所示，包括如下步骤：

s100，获取空调系统冷冻水进出温度和防冻温度中的最小温度值。

在本实施例中，通过对比进水感温包、出水感温包以及防冻感温包检测的温度值，从而获取蒸发器中冷冻水的最小温度值。

s200，将最小温度值与设定温度值进行比较，当最小温度值小于设定温度值时分别对压缩机的开机台数和冷冻水的水流量进行控制。

设定温度值根据具体情况而定，一般高于防冻结的温度。

具体地，如果获取的最小温度值高于设定温度值，表示蒸发器进出水的水温处于正常状态，不会出现冻结的现象。如果获取的最小温度值低于设定温度值，表示蒸发器进出水的水温处于异常状态，可能出现冻结的现象，因此，需要进行防冻处理。

在压缩机工作负荷一定的情况下，水流量较小时会导致水温降低，因此，通过加大蒸发器进出水的水流量使冷冻水温度增加且稳定。

当蒸发器的进出水温差小于设定温差值时，表示用户侧的需求负荷较小。在水流量一定的情况下，空调机组的工作负荷大于用户侧的需求负荷，导致水温降低，因此，需要减少压缩机的开机数量。

在本实施例中，通过测试水流量、进出水温差对冷冻水状态进行判断，控制机组运行系统数量、水管阀门大小、水泵频率等参数，保证了冷冻水温度稳定，机组平稳运行，从而有效避免压缩机发生频繁启停造成的损伤，不仅提高了机组运行的可靠性，而且提高了用户的体验。

如图3所示，调整水流量的步骤包括以下内容：

s211，通过水流速传感器获取冷冻水的流速并计算冷冻水的水流量。

具体地，在蒸发器的进水口或者出水口处设有水流速传感器，通过水流速传感器获取冷冻水的流速并计算水流量q=v*s，从而获取冷冻水的水流量。

s212，将水流量与设定水流量进行比较，当计算的水流量小于设定水流量时，增加冷冻水进出阀门的开度。

其中，设定水流量为略大于发生防冻结保护时的水流量，具体由实验测得。

具体地，当蒸发器进出水的水流量小于设定水流量时，表示水流量较小，在空调机组工作负荷一定的情况下，水流量较小，导致水温降低，因此，需要增加蒸发器进出水的水流量。

举例说明，现在空调机组的工作负荷是80kw，在水流量为13.8m³/h情况下，蒸发器的进出水温差为5度，当蒸发器出水口的水温为7度时，7度的水流经室内末端（5度温差7+5）后，会以12度的水通过蒸发器的进水口回流至蒸发器内，12度的水在空调机组的作用（5度温差12-5）下又回到7度，周而复始，从而维持整个空调的正常工作。

假如，现在的水流量只有5m³/h，因为空调机组的工作负荷不变，水流量减小，导致温差变大，所以蒸发器的进出水温差从原来的5度变为7度。7度的水流经室内末端（5度温差7+5）后，会以12度的水通过蒸发器的进水口回流至蒸发器内，12度的水在空调机组的作用下（12-7）降到5度，5度的水流经室内末端（5度温差5+5）后，会以10度的水通过蒸发器的进水口回流至蒸发器内，10度的水在空调机组的作用（10-7）降到3度。循环数次之后，水温越来越低，从而出现冻坏管壳的现象。

在本实施例中，通过获取蒸发器进水口和出水口处阀门的开度，从而获取蒸发器进出水的水流面积。

具体地，当水流面积未达到最大值时，表示阀门未开到最大值，因此，通过加大阀门的开度，从而增大蒸发器进出水的水流面积。接着获取蒸发器进出水的最小温度值，判断最小温度值是否高于设定温度值，若最小温度值高于设定温度值，表示冻结问题已解决；否则，继续执行下面的步骤。

s213，当冷冻水进出阀门的开度达到最大值时，提高水泵的运行频率。

具体地，当阀门开度已经开到最大时，表示水流面积达到最大值，但是水流量仍然过小，因此，需要提高蒸发器进出水的流速。

具体地，当流速未达到最大值时，表示水泵的运行频率未开到最大，因此，通过提高水泵的运行频率，从而提高蒸发器进出水的流速。接着获取蒸发器进出水和防冻温度的最小温度值，判断最小温度值是否高于设定温度值，若最小温度值高于设定温度值，表示冻结问题已解决；否则，继续执行下面的步骤。

s214，当流速达到最大值时，提示用户蒸发器进出水的水流量过小并关闭空调。

具体地，当流速达到最大值时，表示水泵的运行频率已经开到最大且水流量已经是最大值，此时，如果温度最小值t仍然小于设定值t0，则向系统发出提示，可能要作停机处理。

由于提高流速需要提高水泵的运行频率，因此能耗较高。在本实施例中，先增加水流面积，判断是否能够防冻，在不能防冻的情况下，再提高流速，从而达到节能的效果。

也可以先提高蒸发器进出水的流速，再增大蒸发器进出水的水流面积，或者两者同时进行。

如图4所示，调整系统压缩机开机数量步骤包括以下内容：

s221，检测冷冻水进出温度并计算冷冻水进出水温差。

具体地，通过进水感温包检测蒸发器进水口的第一水温，通过出水感温包检测蒸发器出水口的第二水温，通过对比第一水温和第二水温，从而获取蒸发器的进出水温差。

s222，将冷冻水进出水温差与设定温差值进行比较，当计算的冷冻水进出水温差小于设定温差值时，减少空调系统压缩机的开机数量。

其中，设定温差值为略大于发生防冻结保护时的温差，可设为防冻温度+1。

具体地，当蒸发器的进出水温差小于设定温差值时，表示用户侧的需求负荷较小。在水流量一定的情况下，空调机组的工作负荷大于用户侧的需求负荷，导致水温降低，因此，需要减少压缩机的开机数量。

举例说明，现在有100间房间，每间房间装有1台末端机组，相当于1台空调机组对应100台末端机组。空调机组内设有5台压缩机，相当于1台压缩机对应20台末端机组。5台压缩机和100台末端机组在全部工作的情况下，蒸发器的进出水温差为5度。当蒸发器出水口的水温为7度时，7度的水流经100台室内末端（5度温差7+5）后，会以12度的水通过蒸发器的进水口回流至蒸发器内，12度的水在空调机组的作用（5度温差12-5）下又回到7度，周而复始，从而维持整个空调的正常工作。

假如，现在有50台末端机组工作，因为空调机组的工作负荷不变，用户侧的需求负荷变小，导致水流在用户侧的作用下温差变小，所以7度的水流经50台末端机组后，从原来的5度温差（7+5=12）变为3度温差（7+3=10）。10度的水又在空调机组的作用下（5度温差10-5）变为5度的水，5度的水流经50台室内末端（3度温差5+3）后，又以8度的水回流至蒸发器内。循环数次之后，水温越来越低，从而出现冻坏管壳的现象。

在本实施例中，通过减少压缩机的开机数量，使得空调机组的工作负荷和用户侧的需求负荷相同或相近，保证空调机组对水温的降低和用户侧对水温的升高处于平衡状态，从而达到防冻的效果。

在本实施例中，获取压缩机的开机数量，当开机数量大于等于1时，减少空调系统压缩机的开机数量。

具体地，当压缩机的开机数量大于等于1时，表示有一台以上压缩机在运行且空调机组的工作负荷仍然大于用户侧的需求负荷，因此，通过减少压缩机的开机数量，从而降低空调机组的工作负荷。接着获取蒸发器进出水和防冻温度的最小温度值，判断最小温度值是否高于设定温度值，若最小温度值高于设定温度值，表示冻结问题已解决；否则，继续执行下面的步骤。

在本实施例中，每次关闭一台压缩机，从而降低空调机组的工作负荷，达到防冻的效果。

在本实施例中，当压缩机的开机数量为1时，表示空调机组的工作负荷仍然大于用户侧的需求负荷，此时做关机处理。

s223，当压缩机的开机数量为0时，表示系统已经停机，此时，只有待水温提高后再开机。

图5是本发明提出的防冻控制方法的一个具体实施例的流程图，包括以下步骤：获取空调系统冷冻水进出温度和防冻温度中的最小温度值，判断最小温度值t是否小于设定温度值t0，若最小温度值t小于设定温度值t0，分别对冷冻水进出水温差和水流量进行控制。对冷冻水进出水温差进行控制如下：检测冷冻水进出温度并计算冷冻水进出水温差，判断冷冻水进出水温差是否小于设定温差值，若进出水温差小于设定温差值，关闭一台压缩机，并获取压缩机的开机台数p，判断开机台数p是否大于0，若开机台数p等于0，则提示用户末端负荷过小。对冷冻水水流量进行控制如下：获取水流速传感器数据，并计算水流量q=v*s，判断冷冻水进出水的水流量q是否小于设定水流量q0，若水流量q小于设定水流量q0，则增加冷冻水进出阀门的开度，判断阀门的开度是否执行，若阀门已开到最大，则提高水泵的运行频率，若水泵的运行频率已为最大值，则提示水流量过小。

本发明提出的防冻控制方法可以存储在计算机可读存储介质中，当计算机的处理器调用存储介质中的对应程序时，可执行上述冷水空调系统防冻控制方法的步骤。

本发明通过测试冷冻水的状态对是否需要进行防冻处理进行判断，保证了冷冻水温度稳定，机组平稳运行，从而有效避免压缩机发生频繁启停造成的损伤。

以上为对本发明所提供的一种冷水空调系统防冻控制方法、系统、计算机可读存储介质和计算机设备的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施例及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。