本技术涉及制冷空调,特别是指一种适用于低温环境的冷凝器结构及控制方法。
背景技术:
1、风冷式制冷机组因其结构紧凑、安装灵活、无需冷却水系统等优点,被广泛应用于数据中心、通信基站、商业建筑及工业设施等多种场合。该类机组的核心部件为室外冷凝器,其工作原理是通过冷凝风机驱动环境空气流经冷凝盘管,将高温高压气态制冷剂冷凝为液态,从而实现热量向环境的排放。在常温或高温工况下,该换热过程稳定高效,系统运行可靠。
2、然而,在寒冷或极端低温环境(如我国北方冬季、高海拔或高纬度地区)中,现有风冷式制冷机组面临显著的技术挑战。当环境温度较低时,冷凝风机一旦启动,大量低温空气迅速流经冷凝盘管,导致制冷剂热量被过度、快速地带走,进而引发系统冷凝压力急剧下降。更为严重的是,在极寒条件下,即使冷凝风机处于停机状态,室外冷空气仍可通过自然对流穿过冷凝器翅片和盘管,持续带走热量,同样造成冷凝压力异常降低。
3、冷凝压力是维持制冷循环稳定运行的关键参数。其异常骤降会直接破坏系统热力平衡,带来一系列运行风险:首先,压缩机因压差不足而难以正常回油,长期运行将加剧机械磨损甚至导致卡缸;其次,电子膨胀阀等节流装置依赖稳定的高低压差进行精确流量控制,压力骤变易使其失控,影响蒸发器供液稳定性;最严重时,系统低压保护机制被触发,造成非计划性停机,严重影响设备的启动性能与连续运行能力。
4、目前,行业内针对该问题的主要应对措施包括采用变频风机调节风量、通过压缩机卸载或旁通控制等方式间接干预冷凝压力。然而,这些方案普遍存在成本高、控制逻辑复杂、响应滞后等问题,尤其在冷凝压力瞬时骤降的场景下,难以实现快速有效的抑制。
5、基于此,如何设计一种结构简单、成本低廉、响应迅速且不影响常温工况性能的新型冷凝器结构,是本领域技术人员亟需解决的技术难题。
技术实现思路
1、鉴于现有技术的以上问题,本技术提供一种适用于低温环境的冷凝器结构及控制方法,本技术的冷凝器结构通过特定的结构设计,能够有效缓解低温环境下冷凝压力骤降的问题,适用于在寒冷或极端低温地区实现稳定运行。
2、为达到上述目的,本技术第一方面提供了一种适用于低温环境的冷凝器结构,包括:
3、冷凝器箱体,其一侧面设有进风口,另一侧面设有出风口;
4、冷凝盘管,设置于所述冷凝器箱体内部,用于与流经其表面的空气进行热交换;
5、冷凝风机,设置于所述冷凝器箱体上,用于驱动空气从所述进风口流入、经所述冷凝盘管后从所述出风口排出;
6、设置于所述进风口处的可调式风量调节装置,用于调节通过所述进风口的有效通气面积,以在低温环境下抑制冷凝压力骤降。
7、如此,本技术通过设置可调式风量调节装置,能够有效缓解低温环境下冷凝压力骤降的问题,适用于在寒冷或极端低温地区实现稳定运行。
8、作为一种可能的实现方式,所述可调式风量调节装置包括:
9、卷帘,设置于所述进风口处;
10、卷轴,水平设置于所述冷凝器箱体顶部,所述卷帘的一端缠绕于所述卷轴上;
11、吊耳,设于所述卷轴两端,将所述卷轴可转动地连接于所述冷凝器箱体的侧壁;
12、电动执行器,安装于所述冷凝器箱体上,其输出端与所述卷轴连接,用于驱动所述卷轴旋转,从而带动所述卷帘升降以调节所述进风口的有效通气面积。
13、如此,在本技术中,环境温度较低时,通过电动执行器驱动卷轴旋转,使卷帘下降以遮挡部分或全部进风口,减少冷空气进入量,从而避免冷凝压力过低。该结构实现了对进风量的调控,特别适用于寒冷地区使用。并且,相较于依赖变频风机或压缩机卸载等间接调控手段,本技术通过直接“物理遮挡”进风口的方式,也就是说,在进风口处实施物理节流,能在数秒内快速减少进风量,对冷凝压力的瞬时波动具有极强的抑制能力。
14、作为一种可能的实现方式,所述可调式风量调节装置包括:
15、封板,设置于所述进风口处;
16、翻转轴,水平设置于所述冷凝器箱体顶部,所述封板的一端与所述翻转轴固定连接;
17、吊耳,设于所述翻转轴两端,将所述翻转轴可转动地连接于所述冷凝器箱体的侧壁;
18、电动执行器,安装于所述冷凝器箱体上,其输出端与所述翻转轴连接,用于驱动所述翻转轴旋转,从而带动所述封板翻转以调节所述进风口的有效通气面积。
19、如此,在本技术中,环境温度较低时,通过电动执行器驱动翻转轴翻转,带动封板向下翻转以遮挡部分或全部进风口,减少冷空气进入量,从而避免冷凝压力过低。该结构实现了对进风量的调控,特别适用于寒冷地区使用。并且,相较于依赖变频风机或压缩机卸载等间接调控手段,本技术通过直接“物理遮挡”进风口的方式,也就是说,在进风口处实施物理节流,能在数秒内快速减少进风量,对冷凝压力的瞬时波动具有极强的抑制能力。
20、作为一种可能的实现方式,所述可调式风量调节装置包括:
21、风量调节机构,包括封板和合页,所述封板设置于所述进风口处,并通过所述合页可转动地连接于所述冷凝器箱体的侧壁,使得所述封板能够绕所述合页手动翻转,以调节所述进风口的有效通气面积。
22、如此,在本技术中,环境温度较低时,操作人员可手动翻转封板,遮挡部分或全部进风口,减少冷空气进入量,从而避免冷凝压力过低。该结构实现了对进风量的调控,特别适用于寒冷地区使用。并且,相较于依赖变频风机或压缩机卸载等间接调控手段,本技术通过直接“物理遮挡”进风口的方式,也就是说,在进风口处实施物理节流,能在数秒内快速减少进风量,对冷凝压力的瞬时波动具有极强的抑制能力。
23、作为一种可能的实现方式,所述风量调节机构设置有两个,包括第一风量调节机构和第二风量调节机构;
24、其中,所述第一风量调节机构的封板设置于所述进风口的上部,所述第二风量调节机构的封板设置于所述进风口的下部。
25、如此,通过将进风口划分为上下两个可独立操作的区域,用户可根据实际工况(如风向、积雪覆盖、局部结霜等)选择性地遮挡上部或下部进风区域。例如,在寒冷且伴有地面冷空气倒灌的环境中,可优先关闭下部封板以阻断低温回流,而保留上部通风,兼顾防冻与换热需求。此外,上下分置的封板尺寸更小、重量更轻,手动翻转所需操作力矩降低,尤其适用于大型冷凝器,避免因单块大尺寸封板过重而难以启闭的问题,提升现场操作便捷性与安全性。
26、作为一种可能的实现方式,所述封板为单块平板或由多块联动板组成的百叶式封板。
27、如此,本技术提供单块平板与百叶式封板两种结构形式,强化了冷凝器在极端环境下的防护能力,提升了冷凝器在多样化应用场景中的实用性。
28、作为一种可能的实现方式,所述可调式风量调节装置包括:
29、风阀,设置于所述进风口处,用于调节所述进风口的有效通气面积。
30、如此,本技术首次提出将风阀直接集成于冷凝器箱体进风口,通过源头节流的方式,在低温时主动减少进风量,从而有效抑制冷凝压力异常下降,同时也无需改动制冷系统管路或增加复杂附属设备。
31、作为一种可能的实现方式,所述风阀为多叶对开调节阀、电动百叶窗或其他类型的可调风阀。
32、如此,通过采用多叶对开调节阀、电动百叶窗等可调风阀,本技术解决了低温环境下冷凝压力失控的核心难题,为风冷式制冷设备在复杂气候条件下的可靠高效运行提供了切实可行的技术方案。
33、作为一种可能的实现方式,还包括:
34、温度传感器,安装于所述冷凝器箱体的内部,用于采集环境温度;
35、压力传感器,安装于冷凝器箱体内的冷凝器集气集管的针阀上,用于采集冷凝压力;
36、控制器,设在所述冷凝器箱体上;
37、其中,所述控制器分别与所述温度传感器、所述压力传感器电连接。
38、如此,通过在冷凝器本体集成温度传感器、压力传感器与本地控制器,本技术构建了一个感知、决策、执行一体化的智能调控单元,不仅实现了对低温风险的快速、精准响应。
39、为达到上述目的,本技术第二方面提供了一种适用于低温环境的冷凝器控制方法,应用于上述第一方面所述的冷凝器结构,包括:
40、获取由温度传感器采集的环境温度信号和由压力传感器采集的冷凝压力信号;
41、基于所述环境温度信号和/或所述冷凝压力信号,通过控制器执行以下至少一种控制模式:
42、温度触发模式:当环境温度低于第一设定阈值时,减小进风口的有效通气面积;其中,所述有效通气面积的减小比例随环境温度的降低而增大;当环境温度高于第二设定阈值时,将所述进风口完全打开;
43、压力反馈模式:当冷凝压力的下降速率超过预设限值,或所述冷凝压力的绝对值低于安全阈值时,减小所述进风口的有效通气面积;
44、复合控制模式:以所述温度触发模式作为粗调基准,以所述压力反馈模式作为微调或紧急干预手段,协同调节所述进风口的有效通气面积。
45、如此,温度触发模式作为前馈控制,在环境温度尚未造成压力异常前即主动减小进风量,起到预防性调节作用;压力反馈模式作为闭环控制,在冷凝压力已出现快速下降或低于安全限值时进行紧急干预,防止系统触发低压保护停机。二者结合,形成“事前预警、事中响应”的完整防护机制,大幅降低冬季运行故障率。