一种机组防冻控制方法、装置及冷水机组与流程

1.本发明涉及机组技术领域，具体而言，涉及一种机组防冻控制方法、装置及冷水机组。


背景技术：

2.常规冷水机组的载冷剂一般都采用水，在制冷的时候容易出现水结冰冻坏壳管导致整机失效的情况，一般水流量不足、水路堵塞或者水泵故障等原因会引起这种现象，壳管失效导致系统进水，进而使主机系统大部分配件损坏。
3.为了解决上述问题，目前应用最为广泛是设置温度控制器或流量开关的方式，当冷水出水温度低于3℃或冷水流量低于保护值时，保护开关动作以停止冷水机组运行。
4.但实际情况是，工程维护人员疏忽导致主机开机前未开启水泵，或者水系统有脏堵，或者相关阀门未开启，以上原因均可能导致无水流运行，并且，流量开关也可能失效，出水温度感温包放置在壳管的出水口处，对壳体内部温度的感知存在滞后性，保护机制失效或者不及时。上述情况下，若机组继续开机运行，容易导致壳管冻裂。
5.针对现有技术中无水流状态下机组运行导致壳管冻裂的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

6.本发明实施例提供一种机组防冻控制方法、装置及冷水机组，以至少解决现有技术中无水流状态下机组运行导致壳管冻裂的问题。
7.为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种机组防冻控制方法，包括：
8.响应于低压保护指令，获取低压保护发生时刻之前的吸气温度和吸气温度变化值；
9.若所述吸气温度小于或等于第一预设阈值且所述吸气温度变化值小于或等于第二预设阈值，则执行防冻控制。
10.可选的，执行防冻控制，包括：
11.关闭节流元件和压缩机；
12.输出提醒消息，以提醒用户检查水泵和水系统水流是否正常。
13.可选的，关闭节流元件和压缩机，包括：立即关闭所述节流元件，第一预设时间后，关闭所述压缩机。
14.可选的，在输出提醒消息之后，还包括：第二预设时间后，激活确认功能，当接收到确认指令时，机组继续开机运行。
15.可选的，获取低压保护发生时刻之前的吸气温度和吸气温度变化值，包括：
16.获取低压保护发生时刻之前第三预设时间内各时刻的吸气温度，并计算所述各时刻的吸气温度的平均值，作为所述低压保护发生时刻之前的吸气温度；
17.获取低压保护发生时刻之前第四预设时间内各时刻的吸气温度，计算所述第四预
设时间内任一时刻的吸气温度与其上一时刻的吸气温度的差值，得到至少一个差值，然后计算所述至少一个差值的平均值，作为所述低压保护发生时刻之前的吸气温度变化值。
18.可选的，在响应于低压保护指令之前，还包括：响应于开机制冷指令，开启压缩机；在压缩机开启时间小于或等于第五预设时间的情况下，检测低压压力；当检测到低压压力小于预设压力时，输出所述低压保护指令。
19.本发明实施例还提供了一种机组防冻控制装置，包括：
20.获取模块，用于响应于低压保护指令，获取低压保护发生时刻之前的吸气温度和吸气温度变化值；
21.控制模块，用于若所述吸气温度小于或等于第一预设阈值且所述吸气温度变化值小于或等于第二预设阈值，则执行防冻控制。
22.本发明实施例还提供了一种冷水机组，包括：本发明实施例所述的机组防冻控制装置。
23.本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例所述方法的步骤。
24.本发明实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例所述方法的步骤。
25.应用本发明的技术方案，通过感知低压压力、吸气温度及吸气温度变化，能够及时准确地判断出水侧换热器内的水流状态，并在判断出机组缺水的情况下及时采取防冻控制措施，避免冷水机组在无水流状态下运行，从而减少水侧换热器结冰的风险，提高冷水机组防冻可靠性，使防冻更自主、更有效，解决了无水流状态下机组运行导致壳管冻裂的问题。
附图说明
26.图1是本发明实施例一提供的机组防冻控制方法的流程图；
27.图2是本发明实施例二提供的冷水机组的示意图；
28.图3是本发明实施例二提供的机组防冻控制流程图；
29.图4是本发明实施例三提供的机组防冻控制装置的结构框图。
具体实施方式
30.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
31.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设
备固有的其它步骤或单元。
32.需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
33.下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。
34.实施例一
35.本实施例提供一种机组防冻控制方法，可应用于冷水机组，图1是本发明实施例一提供的机组防冻控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
36.s101，响应于低压保护指令，获取低压保护发生时刻之前的吸气温度和吸气温度变化值。
37.s102，若吸气温度小于或等于第一预设阈值且吸气温度变化值小于或等于第二预设阈值，则执行防冻控制。
38.第一预设阈值和第二预设阈值是表征机组处于缺水状态的阈值，第一预设阈值和第二预设阈值可以根据机组实际情况进行预先设置。
39.第一预设阈值的取值范围可以是-20℃～50℃。
40.冷水机组水系统的水在水泵的作用下不断流动，制冷时，冷媒在水侧换热器壳管内吸收水的热量而蒸发成冷媒气体，这个过程中水会降温，冷媒和水存在相对温度的温差才能形成这种换热，这种温差在水系统正常供水的情况下相对稳定。当水系统异常(例如水泵非正常关闭、水系统堵塞、阀门异常关闭等)时，水系统中的水不再流动，壳管内具有少量残余水且处于静置状态，此时这一小部分水不断被冷却，由于水太少温度太低导致冷媒压力低，从而达到低压保护值状态，表现为会出现低压保护。同步吸气温度也会下降，当吸气温度接近冰点(0℃)时，就可以确定壳管内已经有结冰的危险，而且残留的水越少，吸气温度下降就越剧烈。
41.机组发生低压保护时，有可能是缺少冷媒导致，也有可能是缺水导致，结合吸气温度及其变化趋势能够及时准确地判断出是否由于机组缺水导致低压保护，机组缺水会导致水侧换热器具有结冰风险，因此本实施例结合低压压力、吸气温度和吸气温度变化情况来进行防冻控制。吸气温度能够反映水侧换热器内的冷媒温度，无需检测冷水出水温度，不存在滞后性，无论机组开启前无水或者启动过程中突然断水或者运行过程中无水，基于吸气温度及其变化情况均能够更为及时地进行防冻控制，提高了防冻的预判性。
42.本实施例通过感知低压压力、吸气温度及吸气温度变化，能够及时准确地判断出水侧换热器内的水流状态，并在判断出机组缺水的情况下及时采取防冻控制措施，避免冷水机组在无水流状态下运行，从而减少水侧换热器结冰的风险，提高冷水机组防冻可靠性，使防冻更自主、更有效，解决了无水流状态下机组运行导致壳管冻裂的问题。
43.在一个实施方式中，执行防冻控制，包括：关闭节流元件和压缩机；输出提醒消息，以提醒用户检查水泵和水系统水流是否正常。
44.其中，节流元件是位于风冷换热器与水侧换热器之间的器件，例如，可以是电子膨胀阀等。提醒消息可以采用以下至少一种方式来输出：显示屏显示、语音播放、灯光。
45.本实施方式通过关闭节流元件和压缩机，能够防止冷媒继续在水侧换热器壳管内部吸热而形成加剧冻裂的后果；通过提醒消息，能够在运行中发起保护机制并提醒用户检
查水系统以进行响应操作，及时排查隐患。
46.进一步地，关闭节流元件和压缩机，包括：立即关闭节流元件，第一预设时间后，关闭压缩机。其中，第一预设时间可以根据机组实际情况进行设置，例如，第一预设时间设置为3秒。
47.本实施方式考虑到当水侧换热器壳管内缺水时，如果冷媒继续留存在壳管内，会加剧结冰速度，因此立即关闭节流元件，以阻止冷媒进一步流到壳管；关闭节流元件第一预设时间后再关闭压缩机，能够将冷媒从壳管内“抽”走，延缓结冰速度。
48.进一步地，在输出提醒消息之后，还包括：第二预设时间后，激活确认功能，当接收到确认指令时，机组继续开机运行。
49.其中，第二预设时间可以根据机组实际情况进行设置，例如，第二预设时间设置为5分钟。激活确认功能可以是：在显示屏增加显示“确认”按钮；或者，硬件上的确认按钮被激活，允许用户按压；或者，语音确认被激活，允许根据用户语音输入的“确认指令”执行后续动作。
50.本实施方式通过第二预设时间后的确认功能，提供给用户足够多的时间去检查是否机组缺水，且要求用户真正检查水系统，相当于限定下次开机时间，从而减少壳管内结冰的风险。
51.在一个实施方式中，获取低压保护发生时刻之前的吸气温度和吸气温度变化值，包括：
52.获取低压保护发生时刻之前第三预设时间内各时刻的吸气温度，并计算所述各时刻的吸气温度的平均值，作为低压保护发生时刻之前的吸气温度；
53.获取低压保护发生时刻之前第四预设时间内各时刻的吸气温度，计算所述第四预设时间内任一时刻的吸气温度与其上一时刻的吸气温度的差值，得到至少一个差值，然后计算所述至少一个差值的平均值，作为低压保护发生时刻之前的吸气温度变化值。
54.其中，第三预设时间和第四预设时间可以根据机组实际情况进行设置，第三预设时间与第四预设时间可以相等或不等，优选的，第四预设时间大于第三预设时间。第四预设时间是为了确认在一定时间内的吸气温度变化情况是否符合某种规律，一定范围内值越大越能说明水温在这个时间段内一直以某个速率在下降。第三预设时间是为了确认一定时间内的平均吸气温度有没有低于目标值，更准确反映低压保护发生前的吸气温度值。优选按照一定的时间间隔来采集各时刻的吸气温度，例如，时刻间隔可以是60秒，当前时刻采集一次吸气温度，60秒之后再采集一次吸气温度(记为下一时刻的吸气温度)。第四预设时间包含至少一个时间间隔。
55.本实施方式通过计算一定时间内的平均值，能够更为准确地反映出低压保护发生时刻之前的吸气温度和吸气温度变化情况，进而更为准确地判断机组是否缺水，以更为及时准确地进行防冻控制。
56.本实施例可以在机组启动及运行的整个过程中进行上述防冻判断和控制，从而不管在机组启动还是运行时，都可以及时采取防冻控制措施。例如，在响应于低压保护指令之前，还包括：响应于开机制冷指令，开启压缩机；在压缩机开启时间小于或等于第五预设时间的情况下，检测低压压力；当检测到低压压力小于预设压力时，输出低压保护指令。其中，第五预设时间可以根据机组实际情况进行设置。预设压力可以根据机组实际情况进行设
置。本实施方式在开机制冷时便可开始进行判断，从而能够第一时间进行防冻保护，避免机组开机前无水导致水侧换热器结冰的问题。
57.实施例二
58.下面结合一个具体实施例对上述机组防冻控制方法进行说明，然而值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本技术，并不构成对本技术的不当限定。与上述实施例相同或相应的术语解释，本实施例不再赘述。
59.如图2所示，为冷水机组的示意图，冷水机组包括：压缩机1、风冷换热器2、电子膨胀阀3和水侧换热器4。水侧换热器4包括冷水进水口a和冷水出水口b。压缩机1的吸气侧设置有压力传感器5和吸气感温包6，压力传感器5用于检测吸气压力(即低压压力)，吸气感温包6用于检测吸气温度。制冷模式下的冷媒流向为：压缩机1
→
风冷换热器2
→
电子膨胀阀3
→
水侧换热器4
→
压缩机1。
60.机组防冻控制机制如下：
61.在制冷模式下，同时满足以下条件：
62.(1)检测到低压压力pd＜p1，报低压保护；
63.(2)低压保护发生时刻前t1时间内吸气温度变化值的平均值
△
t1≤
△
t2；
64.(3)低压保护发生时刻前t2时间内吸气温度平均值tp≤to；
65.执行如下防冻控制：立即关闭系统电子膨胀阀3，3秒后关闭压缩机1，并在控制屏中弹出“请检查水泵是否开启、水系统水流是否正常”，5分钟后在控制屏中增加“确认”按钮，手动点击该确认按钮后，方可继续开机运行。
66.其中，p1相当于上述预设压力，to相当于上述第一预设阈值，
△
t2相当于上述第二预设阈值。t1相当于上述第四预设时间，t2相当于上述第三预设时间。
67.在壳管内无水的情况下，如果冷媒继续留存在壳管内，会加剧结冰速度，此时关闭电子膨胀阀能够阻止冷媒进一步流到壳管。电子膨胀阀关闭3秒后压缩机关闭，能够将冷媒从壳管内“抽”走，延缓结冰速度。通过“立即关闭系统电子膨胀阀3，3秒后关闭压缩机1”，能够进一步防止冷媒继续在壳管内部吸热而导致加剧冻裂的后果。
68.通过“5分钟后在控制屏中增加“确认”按钮，手动点击该确认按钮后，方可继续开机运行”，能够要求客户真正检测水系统，限定下次开机时间。
69.参数说明如下表1所示：
70.表1参数设置表
[0071][0072]
可以按照一定时间间隔来采集吸气温度t并计算吸气温度变化值
△
t，吸气温度变化值
△
t＝当前时刻的吸气温度-上一时刻的吸气温度，例如，时间间隔为60秒，吸气温度变化值
△
t为当前时刻的吸气温度与60秒之前时刻的吸气温度的差值。t1时间包含至少一个上述时间间隔，即t1时间内存在至少一个吸气温度变化值，计算t1时间内各吸气温度变化值的平均值
△
t1。计算t2时间内各吸气温度的平均值，得到吸气温度平均值tp。
[0073]
如图3所示，机组防冻控制包括以下步骤：
[0074]
s301，压缩机开启。
[0075]
s302，判断压缩机开启时间t是否小于或等于t0，若是，进入s303，若否，进入s309。t0相当于上述第五预设时间。
[0076]
s303，判断是否同时满足以下条件：
[0077]
(1)检测到低压压力pd＜p1，报低压保护；
[0078]
(2)低压保护发生时刻前t1时间内吸气温度变化值的平均值
△
t1≤
△
t2；
[0079]
(3)低压保护发生时刻前t2时间内吸气温度平均值tp≤to；
[0080]
若是，进入s304，若否，返回s302。
[0081]
s304，进入防冻控制机制。
[0082]
s305，关闭电子膨胀阀。
[0083]
s306，3秒后，关闭压缩机。
[0084]
s307，控制屏提示“请检查水泵是否开启、水系统水流是否正常”。
[0085]
s308，5分钟后在控制屏中增加“确认”按钮，手动点击该确认按钮后，方可继续开机运行，返回s301。
[0086]
s309，机组继续运行。在机组继续运行的过程中，若出现低压保护，也可以结合吸气温度和吸气温度变化值进行防冻控制，从而保证在机组启动及运行的整个过程中均能够实现防冻判断和控制。
[0087]
工程中，水泵给整个水系统供水，此处的“无水流”是指水泵停止工作(故障或者现场工程人员认知不到位在开机前未启动水泵，工程未按指定要求将水泵与机组发生联动效应导致机组无法检测开机前水泵未启动)，导致水侧换热器的壳管内残留了一部分水。这一部分水的可能多也可能少，水越少越可能发生冻裂，水越少水温的下降越剧烈，因此在进行防冻控制时考虑吸气温度下降是否剧烈。例如，相同环境下，在一定时间内分别向一杯水和一桶水供给相同的冷量，一杯水会比一桶水更容易结冰，温度剧变更加剧烈和快速。
[0088]
水与冷媒在水侧换热器进行换热，正常运行过程中，水温会设定目标值(比如7℃)，水吸收冷媒的冷量，水温得以下降，冷媒得以蒸发，所以此时的冷媒温度会低于水温，因此在进行防冻控制时考虑吸气温度的大小。
[0089]
不管水侧换热器内的水多或水少，最终都有一个共同的特点是会发生低压保护，原因是水温低导致蒸发压力低(即低压压力)，因此在进行防冻控制时考虑低压压力。但出现低压保护不能表明一定是因为缺水导致的，所以结合低压压力、吸气温度及吸气温度变化值共同来进行防冻控制，以避免误判。
[0090]
实施例三
[0091]
基于同一发明构思，本实施例提供了一种机组防冻控制装置，可以用于实现上述实施例所述的机组防冻控制方法。该装置可以通过软件和/或硬件实现。
[0092]
图4是本发明实施例三提供的机组防冻控制装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：
[0093]
获取模块41，用于响应于低压保护指令，获取低压保护发生时刻之前的吸气温度和吸气温度变化值；
[0094]
控制模块42，用于若所述吸气温度小于或等于第一预设阈值且所述吸气温度变化值小于或等于第二预设阈值，则执行防冻控制。
[0095]
可选的，控制模块42包括：
[0096]
关闭单元，用于关闭节流元件和压缩机；
[0097]
输出单元，用于输出提醒消息，以提醒用户检查水泵和水系统水流是否正常。
[0098]
可选的，关闭单元具体用于：立即关闭所述节流元件，第一预设时间后，关闭所述压缩机。
[0099]
可选的，控制模块42还包括：
[0100]
控制单元，用于在输出提醒消息之后，第二预设时间后，激活确认功能，当接收到确认指令时，机组继续开机运行。
[0101]
可选的，获取模块41具体用于：
[0102]
获取低压保护发生时刻之前第三预设时间内各时刻的吸气温度，并计算所述各时刻的吸气温度的平均值，作为所述低压保护发生时刻之前的吸气温度；
[0103]
获取低压保护发生时刻之前第四预设时间内各时刻的吸气温度，计算所述第四预设时间内任一时刻的吸气温度与其上一时刻的吸气温度的差值，得到至少一个差值，然后计算所述至少一个差值的平均值，作为所述低压保护发生时刻之前的吸气温度变化值。
[0104]
可选的，机组防冻控制装置还包括：
[0105]
检测模块，用于在制冷模式下，开启压缩机；在压缩机开启时间小于或等于第五预设时间的情况下，检测低压压力；当检测到低压压力小于预设压力时，输出所述低压保护指令。
[0106]
上述装置可执行本发明实施例所提供的机组防冻控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例提供的机组防冻控制方法。
[0107]
实施例四
[0108]
本实施例提供一种冷水机组，包括：上述实施例所述的机组防冻控制装置。
[0109]
实施例五
[0110]
本实施例提供一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例所述方法的步骤。
[0111]
本实施例还提供一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述方法的步骤。
[0112]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述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模块来实现本实施例方案的目的。
[0113]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0114]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。