变频器冷却系统、空调机组及控制方法与流程

本发明涉及制冷设备技术领域，特别是涉及一种变频器冷却系统、空调机组及控制方法。

背景技术：

传统技术中，采用冷冻水循环对变频器进行冷却降温，其中一种获取冷源的方式是从其他独立的空调系统中获取冷源，这种方式往往需要构建与其他独立的空调系统连接的管路，造成工程安装不变，并且占用地方较大。另一种获取冷源的方式是从机组自身的制冷循环系统获取冷源，这种冷却方式必须在机组的制冷循环系统工作时才能实现，而在某些特殊情况下，例如光伏空调机组中，当该空调机组仅运行光伏发电模式时，空调机组的制冷循环系统不工作，因此无法对需要工作的变频器进行冷却。

但是若将冷机(制冷剂或冷冻水)系统与冷冻水循环冷却变频器系统直接合成一体对变频器冷却，则体积相对增大很多。

技术实现要素：

基于此，有必要针对将冷机系统与冷冻水循环冷却变频系统直接合成一体对变频器冷却，冷却装置体积过大的问题，提供一种变频器冷却系统、空调机组及控制方法。

本发明提供的一种变频器冷却系统，其中，所述变频器冷却系统包括压缩机、冷却组件以及变频器冷却模块，所述压缩机的排气口、所述冷却组件、所述变频器冷却模块以及所述压缩机的吸气口依次通过管道连接构成制冷剂回路；所述变频器冷却模块用于对变频器冷却降温。

在其中一个实施例中，所述变频器冷却系统包括除湿蒸发器组件，所述除湿蒸发器组件设置在所述冷却组件与所述变频器冷却模块之间的管道上。

在其中一个实施例中，所述除湿蒸发器组件包括壳体、第一风机以及第一换热器，所述壳体上设有回风口以及出风口，所述第一风机以及所述第一换热器设置在所述壳体内，所述第一风机用于使空气由回风口进入所述壳体后流经所述第一换热器并由所述出风口流出所述壳体。

在其中一个实施例中，所述除湿换热器组件还包括第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述回风口处。

在其中一个实施例中，所述壳体底部设有接水盘。

在其中一个实施例中，所述接水盘底部设有弯曲的存水弯管，所述接水盘通过所述存水管管与变频柜外部连通。

在其中一个实施例中，所述变频器冷却系统还包括制冷剂进管以及制冷剂出管；

所述制冷剂进管用于将空调机组循环冷却系统中的的低温制冷剂引入所述除湿蒸发器组件或所述变频器冷却模块；

所述制冷剂出管用于将在所述变频器冷却模块吸热后的高温制冷剂输送回空调机组循环冷却系统。

在其中一个实施例中，所述变频冷却装置设有制冷剂补充管道，所述制冷剂补充管道的一端连接在与所述压缩机的吸气口连接的管道上；

所述制冷剂补充管道的另一端连接在所述制冷剂进管上。

在其中一个实施例中，所述变频器冷却系统设有制冷剂泄压管道，所述制冷剂泄压管道的一端连接在所述压缩机的排气口与所述冷却组件之间的管道上；

所述制冷剂泄压管道的另一端连接在所述制冷剂出管上。

在其中一个实施例中，所述变频冷却装置包括气液分离器，所述气液分离器设置在所述变频器冷却模块与所述压缩机的吸气口之间的管道上。

在其中一个实施例中，所述变频冷却装置包括油分离器，所述油分离器通过油分离器制冷剂入口以及油分离器制冷剂出口连接在所述压缩机排气口与所述冷却组件之间的管道上。

在其中一个实施例中，所述油分离器的回油口通过回油管道连接在所述变频器冷却模块与所述压缩机的吸气口之间的管道上。

在其中一个实施例中，所述回油管道上设有补油管道，所述补油管道的第一端连接在所述回油管道上，所述补油管道的第二端连接在空调机组的压缩机油路上，所述补油管道上设置有补油开关组件。

本发明还提供了一种空调机组，其中，所述空调机组包括变频器以及如上所述的变频器冷却系统。

本发明还提供了一种如上所述的变频器冷却系统的控制方法，其中，所述控制方法包括以下步骤：

当空调机组循环冷却系统未运行时，控制所述变频器冷却系统中的压缩机工作；

控制所述变频器冷却系统中设置在除湿蒸发器组件中的第一风机工作；

控制所述变频器冷却系统中设置在变频冷却模块与压缩机之间管道上的第二开关组件打开。

在其中一个实施例中，所述控制方法还包括以下步骤：

当空调机组循环冷却系统运行时，控制所述变频器冷却系统中设置在除湿蒸发器组件中的第一风机工作；

控制所述变频器冷却系统中设置在变频冷却模块与压缩机之间管道上的第二开关组件关闭；

控制设置在制冷剂进管上的第一节流装置以及设置在制冷剂出管上的第一开关组件打开。

在其中一个实施例中，所述控制方法还包括以下步骤：

当压缩机运行时，获取所述压缩机的油位，并将所述油位与预设油位进行比较；

当所述油位低于预设油位时，控制补油管道上的补油开关组件开启，以使压缩机能够从空调机组的压缩机中吸油。

在其中一个实施例中，所述控制方法还包括以下步骤：

当压缩机运行时，，判断制冷剂回路的制冷剂是否在预设范围，并将所述制冷剂总量值与预设制冷剂总量值进行比较；

当所述制冷剂总量值大于所述预设制冷剂总量值时，控制所述制冷剂泄压管道接通，以使所述制冷剂回路中的制冷剂排入空调机组循环冷却系统中；

当所述制冷剂总量值小于所述预设制冷剂总量值时，控制所述制冷剂补充管道接通，以使所述制冷剂回路从空调机组循环冷却系统中补充制冷剂。

上述变频器冷却系统，包括压缩机、冷却组件以及变频器冷却模块，压缩机的排气口、冷却组件、变频器冷却模块以及压缩机的吸气口依次通过管道连接构成制冷剂回路；直接利用制冷剂流经变频器冷却模块对变频器冷却降温。避免了需要同时具有冷冻水循环冷却系统和制冷剂循环冷却系统时结构复杂，体积大的问题。此外，减少了冷冻水与制冷剂的换热过程，直接利用制冷剂对变频器进行冷却降温，提高了换热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明变频器冷却系统一优选实施例的结构示意图；

图2为本发明变频器冷却系统一优选实施例流体流向示意图；

其中，

110-压缩机；111-高压传感器；112-第二开关组件；113-低压传感器；

120-油分离器；121-回油管道；

130-冷却组件；131-第二风机；132-第二换热器；133-第二节流装置；

140-变频器冷却模块；

150-气液分离器；

160-冷机柜；161-进风格栅；162-出风格栅；

170-补油管道；171-补油开关；

180-制冷剂补充管道；181-第三开关组件；

190-制冷剂泄压管道；

200-除湿蒸发器组件；210-壳体；220-回风口；230-出风口；240-第一风机；250-第一换热器；260-接水盘；270-存水弯管；

310-制冷剂进管；311-第一节流装置；312-过滤器；

320-制冷剂出管；321-第一开关组件；

400-变频柜；500-控制主板。

具体实施方式

请参阅图1和图2所示，本发明一优选实施例的变频器冷却系统包括设置在冷机柜160中的压缩机110、油分离器120、冷却组件130、气液分离器150以及设置在变频柜400中的除湿蒸发器组件200、变频器冷却模块140。

其中冷机柜160贴合在变频柜400的一侧板上并与变频柜密闭连接，变频器冷却模块140通过管道穿过冷机柜160与变频柜400贴合的面与气液分离器150连接，除湿蒸器发组件200通过管道穿过冷机柜160与变频柜400贴合的面与冷却组件130连接。

具体的，压缩机110的排气口、油分离器120、冷却组件130、除湿蒸发器组件200、变频器冷却模块140、气液分离器150、以及压缩机110的吸气口依次通过管道连接构成制冷剂回路。

压缩机110与油分离器120连通，在压缩机110中经过压缩的制冷剂计入油分离器120中，油分离器120能够将制冷剂中携带的润滑油从制冷剂中分离。油分离器120的制冷剂出口与冷却组件130连接，制冷剂在冷却组件130中冷却降温。冷却组件130还与除湿蒸发器组件200连接，制冷剂在除湿蒸发器组件200中吸热降温，除去空气中携带的水蒸气。除湿蒸发器组件200还与变频器冷却模块140连接，制冷剂进入变频器冷却模块140，对变频器吸热降温。完成对变频器吸热降温后的制冷剂进入气液分离器150，在气液分离器150中完全气化为气态制冷剂，气态制冷剂回到压缩机110中，如此循环实现对变频器的实时冷却降温。

上述变频器冷却系统，直接利用制冷剂流经变频器冷却模块对变频器冷却降温。避免了同时设有冷冻水循环冷却系统、制冷剂循环冷却系统时结构复杂，体积大的问题。此外，减少了冷冻水与制冷剂的换热过程，直接利用制冷剂对变频器进行冷却降温，提高了换热效率。

压缩机110、油分离器120、冷却组件130、气液分离器150设置在冷机柜160中，使制冷系统独立于其他元件。

进一步的，油分离器120制冷剂入口与压缩机110排气口连接，油分离器120制冷剂出口连与冷却组件130连接，从压缩机110排出的制冷剂首先经过油分离器120处理，避免了润滑油被带到蒸发侧(吸热侧)。

进一步的，冷却组件130包括第二风机131以及第二换热器132，经油分离器120处理后的制冷剂进入第二换热器132中，在第二风机131的作用下与空气换热冷却，制冷剂在冷却组件130中取得冷源。

进一步的，冷机柜的其他任一侧面上设有进风格栅161以及出风格栅162，冷却组件130在第二风机131的作用下，冷机柜外部冷风由进风格栅161进入冷机柜160，流经第二换热器132对第二换热器132冷却后，即第二换热器132与空气换热冷却，再由出风格栅162排出冷机柜外。

进一步的，除湿蒸发器组件200包括具有壳体210、第一风机240、第一换热器250以及接水盘260。其中，壳体210上设有回风口220和出风口230，第一风机240以及第一换热器250设置在壳体210内，第一风机240能够使空气由回风口220进入壳体210并流经第一换热器250后由出风口230流出壳体210。空气在除湿蒸发器组件200内降温，其携带的水蒸气在壳体210内凝结为水并汇集在接水盘260中。

变频器运行过程中，尤其是在湿度较大的季节，变频器的变频柜400内外容易产生凝露，而本实施例中由于与换热器组件换热降温后的冷冻水首先进入除湿蒸发器组件200进行除湿，然后再进入变频器冷却模块140对变频器进行降温。制冷剂通过除湿蒸发器组件200后，制冷剂温度有所上升，之后进入变频冷却模块，在变频冷却模块中对变频器进行冷却降温，制冷剂在变频器冷却模块140中对变频器进行吸热降温后，制冷剂的温度进一步升高。由于变频冷却模块中制冷剂温度必然高于除湿蒸发组件中制冷剂温度，因此，变频器被冷却后的温度也高于除湿蒸发器组件200处的温度，保证了除湿蒸发器组件200处于最低温度点。使空气中的水蒸气在除湿蒸发器组件200中冷凝为水，避免对除湿蒸发器组件200与变频器冷却模块140分别供冷时变频冷却模块温度比初始蒸发器组件的温度低而在变频器模块上产生凝露，优先除湿，达到防止变频器模块出现凝露，消除了安全隐患，同时避免了由于空气中的水蒸气使元器件的生锈问题。

作为一种可选实施方式，回风口220设置在壳体210的上部，出风口230设置在壳体210的下部，下出风的方式能够使凝结的液滴在重力的作用下汇集至壳体210的底部。

作为一种可选实施方式，在除湿蒸发器组件200的接水盘260底部设有弯曲的存水弯管270，该存水弯管270穿过变频柜400与外部连通。弯曲的存水弯管270一方面能够将接水盘260中的水引出变频柜400，另一方面由于存水弯管270具有弯曲部，在该弯曲部储存有一定量的水，该储存在弯管中的水能够实现水封的作用，避免变频柜400外部湿空气中的进入变频柜400中。

作为一种可选实施方式，除湿蒸发器组件200的回风口220处设有第一温度传感器，该第一温度传感器用于测量回风口220处的空气温度，即监控除湿温度，以便根据除湿温度控制变频冷却系统工作。

进一步的，制冷剂通过气液分离器150进入压缩机110是为了使制冷剂在气液分离器150中形成完全的气态制冷剂，防止对变频器吸热降温后的制冷剂没有形成完全的气态制冷剂，避免其携带的液态制冷剂对压缩机110产生液击。

作为一种可选实施方式，油分离器120的回油口通过回油管道121连接在变频器冷却模块140与压缩机110的吸气口之间的管道上，使油分离器120分离出的润滑油回到压缩机110中。优选的，回油管道121的一端连接在回油口上，回油管道121的另一端连接在气液分离器150的进口上，润滑油以液滴的形式被气态制冷剂携带至压缩机110中，同样避免了润滑油对压缩机110的液击作用。

作为一种可选实施方式，回油管道121上设有补油管道170，补油管道170的第一端连接在所述回油管道121上，补油管道170的第二端连接在空调机组的压缩机110油路上，补油管道170上设置有补油开关组件171。当变频器冷却系统中缺润滑油时，能够通过补油管道170从空调机组压缩机110油路上吸取润滑油。

作为一种可选实施方式，变频器冷却模块140与压缩机110连接之间的管道上设有第二开关组件(112)，第二开关组件(112)优选为电磁阀。

作为一种可选实施方式，冷却组件130与除湿蒸发组件之间的管道上设有第二节流装置133。优选的，该第二节流装置133为膨胀阀；更优选的，该第二节流装置133为电磁膨胀阀。一般的，膨胀阀具有感温包。

作为一种可选实施方式，变频器冷却系统还具有制冷剂进管310和制冷剂出管320，制冷剂进管310用于将空调机组循环冷却系统中的的低温制冷剂引入除湿蒸发器组件200或变频器冷却模块140；制冷剂出管320用于将在变频器冷却模块140吸热后的高温制冷剂输送回空调机组循环冷却系统。

具体的，制冷剂进管310的第一端连接在冷却组件130与除湿蒸发器组件200之间的管道上，制冷剂进管310的第二端连接空调机组循环冷却系统的液管上，液管中流通的是液态制冷剂。

进一步的，制冷剂进管310上设有第一节流装置311以及过滤器312。优选的，该第二节流装置133为膨胀阀；更优选的，该第二节流装置133为电子膨胀阀。一般的，电子膨胀阀具有感温包。过滤器用于过滤制冷剂中的杂质，避免制冷剂中存在杂质堵塞膨胀阀。

具体的，制冷剂出管320连的第一端接在变频器冷却模块140与压缩机110之间的管道上，制冷剂出管320的第二端连接在空调机组循环冷却系统的气管上，气管中流通的是气态制冷剂。

进一步的，制冷剂出管320上设有第一开关组件321，第一开关组件321优选为电磁阀。

作为一种可选实施方式，变频冷却装置还设有制冷剂补充管道180，制冷剂补充管道180的一端连接在与压缩机110吸气口连接的管道上，制冷剂补充管道180的另一端连接在制冷剂进管310上。其中，与压缩机110吸气口连接的管道上低压传感器113，低压传感器113能够测定进入压缩机110吸气口的制冷剂压力；制冷剂补充管道180上设有第三开关组件181，优选的，第三开关组件181为电磁阀。当低压传感器113测定的压力值小于预设低压值时，表明冷却系统中制冷剂回路的制冷剂过少，可以通过打开第三开关组件181从空调机组循环冷却系统中吸取制冷剂。

作为一种可选实施方式，变频器冷却系统还设有制冷剂泄压管道190，制冷剂泄压管道190的一端连接在与压缩机110的排气口连接的管道上，制冷剂泄压管道190的另一端连接在制冷剂出管320上。其中，与压缩机110的排气口连接的管道上设有高压传感器111，高压传感器111能够测定从压缩机110排气口排出的制冷剂压力；制冷剂泄压管道190上设有第四开关组件，优选的，第四开关组件为减压阀或电磁阀。当高压传感器111测定的压力值大于预设高压值时，表明冷却系统中制冷剂回路的制冷剂过多，可以通过打开第四开关组件，将过多的制冷剂通过制冷剂出管320排到空调机组循环冷却系统中。

优选的，与压缩机110的排气口连接的管道上连接有油分离器120，制冷剂泄压管道190的一端连接在油分离器120的制冷剂出口上或连接在于油分离器120制冷剂出口连接的管道上。即变频器冷却系统多余的制冷剂经过油分离器120处理后再排到空调机组循环冷却系统中，避免润滑油随制冷剂排到空调机组循环冷却系统中。

作为一种可选实施方式，变频器冷却系统还设有控制主板500，控制主板500与变频器冷却系统的各可控部件通信连接，进一步的，控制主板500还与空调主机信号连接，控制主板500用于控制变频器冷却系统工作，此外，还能够接收空调主机运行模式信号并依据空调主机运行模式控制冷却系统。

本发明的变频器冷却系统，将冷却系统独立设置的制冷剂回路与空调主机的循环冷却系统并联，其中除湿蒸发器组件及变频器冷却模块公用，不需要再设置换热器进行换热，解决了变频冷却系统体积大、开发成本高的问题。另外，由于直接利用制冷剂，提高了热交换效率。

此外，在冷量需求大时可联取空调主机循环冷却系统的冷源。同时，设有油分离器，对制冷剂回路中的制冷剂进行分离其中的润滑油，避免制冷剂携带润滑油进入空调主机影响空调主机的故障；设有制冷剂补充管道以及制冷剂泄压管道，调整变频器冷却系统中制冷剂的量，避免变频器冷却系统由于与空调主机的循环冷却系统并联制冷剂量不稳定的问题；能够合理控制变频器冷机系统的润滑油量及制冷剂量。

本发明还提供一种空调机组，空调机组包括变频器以及如上所述的变频器冷却系统。

本发明一优选实施例的变频器冷却系统的控制方法，包括以下步骤：

当空调机组循环冷却系统未运行时，控制所述变频器冷却系统中的压缩机110工作；

控制所述变频器冷却系统中设置在除湿蒸发器组件200中的第一风机240工作；

控制所述变频器冷却系统中设置在变频冷却模块与压缩机110之间管道上的第二开关组件112打开。

通过上述控制步骤，实现制冷剂在压缩机、

作为一种可选实施方式，变频器冷却系统的控制方法，还包括以下步骤：

当压缩机110运行时，获取所述压缩机110的油位，并将所述油位与预设油位进行比较；

当所述油位低于预设油位时，控制补油管道170上的补油开关组件171开启，以使压缩机110能够从空调机组的压缩机110中吸油。

作为一种可选实施方式，变频器冷却系统的控制方法，还包括以下步骤：

当压缩机110运行时，判断制冷剂回路的制冷剂是否在预设范围，并将所述制冷剂总量值与预设制冷剂总量值进行比较；

当所述制冷剂总量值大于所述预设制冷剂总量值时，控制所述制冷剂泄压管道190接通，以使所述制冷剂回路中的制冷剂排入空调机组循环冷却系统中；

当所述制冷剂总量值小于所述预设制冷剂总量值时，控制所述制冷剂补充管道180接通，以使所述制冷剂回路从空调机组循环冷却系统中补充制冷剂。

其中，判断制冷剂回路的制冷剂是否在预设范围是根据高压传感器、低压传感器、压缩机排气温度、或压缩机吸气温度、除湿蒸发器组件温度或变频器的冷却温度判断的。当高压传感器小于预设高压值时，当低压传感器小于预设低压值时、当压缩机排气温度高于预设排气温度时，当压缩机吸气温度高于预设吸气温度时，当除湿蒸发器组件温度高于预设除湿蒸发器组件温度时，或当变频器冷却温度高于预设冷却温度时，满足以上任意一种情况则提示制冷剂量低于预设范围。相反，则高于预设范围。

本发明变频器冷却装置控制方法中，当空调主机未运行时，即空调机组循环冷却系统未运行时，例如在光伏空调机组中空调主机未运行，仅光伏发电系统运行时，变频器的发热量较低，需要的冷源较少，通过利用变频器冷却装置的制冷剂冷却系统中的冷源即可满足变频器的冷却需要。此时，可以通过计算变频器的冷却需求值，调节压缩机110、第二节流装置122，第二风机131等变频器冷却系统元件使适量的制冷剂参与循环，以使变频器及变频柜的温度、湿度维持在适当的控制值。

作为一种可选实施方式，变频器冷却系统的控制方法，还包括以下步骤：

当空调机组循环冷却系统运行时，控制所述变频器冷却系统中设置在除湿蒸发器组件200中的第一风机240工作；

控制所述变频器冷却系统中设置在变频冷却模块与压缩机110之间管道上的第二开关组件112关闭；

控制设置在制冷剂进管310上的第一节流装置311以及设置在制冷剂出管320上的第一开关组件321打开。

本发明的变频器冷却控制方法，当空调机组循环冷却系统运行时，即空调主机运行，例如在光伏空调机组中空调主机运行，光伏发电系统运行或未运行时，变频器的发热量较大，需要通过利用空调主机循环冷却系统中的冷源以满足变频器的冷却需要。此时，空调机组循环冷却系统产生较多的制冷量，可以仅利用空调主机循环冷却系统中的冷源以满足变频器的冷却需要。此时，可以通过计算变频器的冷却需求值，调节第一开关组件321及第一节流装置311，使适量的制冷剂参与循环，以使变频器及变频柜的温度、湿度维持在适当的控制值。

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本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。