专利名称：用于调节磁悬浮压缩机能量的系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种制冷压缩机，特别涉及一种用于调节磁悬浮压缩机能量的系统和 方法。
背景技术：
目前，制冷压缩机中广泛采用磁悬浮制冷压缩机，例如，中国专利授权公告号 CN201502503U中所公开的。磁悬浮制冷压缩机采用磁悬浮支架支撑，转子与支架之间由于 磁力作用相互间没有物理接触，转子的旋转没有任何机械摩擦，从而降低了能耗，提高了电 机的性能，不但提高了效率，还进一步节省了能量。
PID控制是中央空调系统普遍采用的能量调节控制方式，因其对机组控制调节的 稳定性高，同时可以用较快的时间达到机组的设定温度，实现机组稳定运行，恒温出水，而 得到广泛的推广。
目前的水冷螺杆和离心机，磁悬浮机组大部分都采用PID算法实现机组的能量调 节。以达到稳定控制，能量优化的目的。
然而，在磁悬浮压缩机开机完成到稳定运行的调节过程中，尤其是多压机组合运 行时，此部分的控制很难达到最佳的控制效果，压缩机当前的分配负荷与压缩机当前的实 际负荷，往往会因为压缩机滑阀的滞后到位而产生差距。PID(能量计算方法)计算出的负 荷需求通常是与压缩机当前分配的负荷做对比，很少考虑压缩机的实际负荷，由此会产生 错误的负荷需求，导致压缩机超调。发明内容
针对相关技术中存在的一个或多个问题，本发明的目的在于提供一种用于调节磁 悬浮压缩机能量的系统及方法，以通过压缩机分配负荷与压缩机电流所对应的压缩机能力 做对比，从而，根据电流范围判断压缩机实际负荷是否达到分配负荷，以进一步确认负荷需 求和负荷的再分配，从而控制压缩机稳定调节，避免压缩机出现超调现象，实现更快的恒温 出水与机组的稳定运行。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于调节磁悬浮压缩机能 量的系统，该系统包括启动单元，用于启动压缩机；计算单元，用于计算包括多个压缩机 的压缩机机组的负荷需求R ；比较单元，将压缩机机组的当前负荷Rl与所计算的负荷需求R 相比较；判断分配单元，根据比较单元的比较结果，停止启动的压缩机或启动新的压缩机或 者对已启动的压缩机进行负荷分配。
优选地，判断分配单元包括第一判断卸载模块，若R < R1，判断压缩机机组中是 否存在最小负荷的压缩机，如果存在，则该最小负荷的压缩机停机，如果有多台最小负荷的 压缩机，则将运行时间最长的该最小负荷的压缩机停机，如果不存在最小负荷的压缩机，则 选择压缩机进行卸载；第二判断分配模块，若R > Rl，判断压缩机机组是否处于当前负荷Rl 下运行，如果是在当前负荷下运行，则判断压缩机机组中的压缩机是否全部满载运行，如果没有满负荷，则对已经启动的压缩机加载，如果压缩机全部满负荷运行，则对已启动的压缩 机进行卸载，并启动下一台压缩机，对刚启动的压缩机进行加载；如果不是在当前负荷下运 行，则继续进行此判断，直至压缩机在当前负荷下运行为止。
优选地，该系统还包括第一比较模块，用于比较目标水温和启动温度的和值与实 际水温，以判断是否启动压缩机，其中，启动温度为设定值。
优选地，该系统还包括启动判断延时模块，用于判断是否达到启动判断延时，如果 达到，则启动压缩机，如果没有达到，则继续判断是否达到启动延时，直到达到为止。
优选地，该系统还包括计时器，在第一判断卸载模块判断存在最小负荷的压缩机， 启动计时器，经过设定值后，停止该最小负荷的压缩机。
根据本发明的另一方面，还提供一种用于调节磁悬浮压缩机能量的方法，该方法 包括启动压缩机；计算包括多个压缩机的压缩机机组的负荷需求R ；将压缩机机组的当前 负荷Rl与所计算的负荷需求R相比较；以及根据比较的结果，停止启动的压缩机或启动新 的压缩机或者对已启动的压缩机进行负荷分配。
优选地，根据比较的结果，停止启动的压缩机或启动新的压缩机或者对已启动的 压缩机进行负荷分配的方法包括若R < R1，判断压缩机机组中是否存在最小负荷的压缩 机，如果存在，则该最小负荷的压缩机停机，如果有多台最小负荷的压缩机，则将运行时间 最长的该最小负荷的压缩机停机，如果不存在最小负荷的压缩机，则选择压缩机进行卸载; 若R > Rl，判断压缩机机组是否处于当前负荷Rl下运行，如果是在当前负荷下运行，则判断 压缩机机组中的压缩机是否全部满载运行，如果没有满负荷，则对已经启动的压缩机加载， 如果压缩机全部满负荷运行，则对已启动的压缩机进行卸载，并启动下一台压缩机，对刚启 动的压缩机进行加载；如果不是在当前负荷下运行，则继续进行此判断，直至压缩机在当前 负荷下运行为止。
优选地，该方法还包括在启动压缩机之前，比较目标水温和启动温差的和值与实 际水温的大小，其中，启动温度为设定值。
优选地，该方法还包括判断是否达到启动延时，如果达到，则启动压缩机，如果没 有达到，则继续判断是否达到启动延时，直到达到为止。
优选地，如果压缩机全部满负荷运行，则对已启动的压缩机进行卸载，并启动下一 台压缩机，对刚启动的压缩机进行加载的方法包括启动下一台压缩机后，将负荷需求均分 给所启动的压缩机。
根据本发明，通过当前负荷与压缩机电流对应的压缩机能力的对比，判定压缩机 是否真正处在当前指定负荷阶段，实现相应的制冷能力，从而避免了只判断当前负荷而不 判断制冷能力而产生的超调。同时，在后续压缩机启动前，降低已启动压缩机的负荷，从而 避免，后续压缩机启动后，机组能力大幅度上升，而产生的超调现象。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中
图1是根据本发明的实施例的用于调节磁悬浮压缩机能量的方法的示意流程图2是根据本发明的实施例的开机过程中的能量调节方法的流程图；以及5
图3是根据本发明的实施例的后续压缩机启动的流程图。
具体实施方式
考虑到相关技术中存在的问题，本发明提供一种用于调节磁悬浮压缩机能量的系 统和方法。下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。应理解，下面 通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限 制。
图1为根据本发明的实施例的用于调节磁悬浮压缩机能量的方法的示意流程图。 如图1所示，通过第一比较模块比较目标水温与启动温度(为设定值)的和值(即，目标水 温+启动温度)与实际水温，以判断是否需要开机，若经过判断，确认开机，从而启动压缩 机。然后，计算单元通过PID计算压缩机机组的负荷需求R。比较单元通过将压缩机机组的 当前负荷Rl与所计算的负荷需求R相比较。最后，判断分配单元根据比较单元的比较结构， 停止启动的压缩机或启动新的压缩机或者对已启动的压缩机进行负荷分配。上述判断分配 单元的操作具体为若R < R1，第一判断卸载模块判断压缩机机组中是否存在最小负荷的 压缩机，如果存在，则该最小负荷的压缩机停机，如果有多台最小负荷的压缩机，则将运行 时间最长的该最小负荷的压缩机停机，如果不存在最小负荷的压缩机，则选择压缩机进行 卸载；若R > R1，第二判断分配模块判断压缩机机组是否处于当前负荷Rl下运行，如果是 在当前负荷下运行，则判断压缩机机组中的压缩机是否全部满载运行，如果没有满负荷，则 对已经启动的压缩机加载，如果压缩机全部满负荷运行，则对已启动的压缩机进行卸载，并 启动下一台压缩机，对刚启动的压缩机进行加载；如果不是在当前负荷下运行，则继续进行 此判断，直至压缩机在当前负荷下运行为止。
前面描述了根据本发明的实施例的调节磁悬浮压缩机能量的方法。在N台压缩机 开机运行后，通过PID计算输出负荷需求R。对第N+1台压缩机的启动判定条件，和启动前 后，所有压缩机的能调控制，采用先降后升的能调方式，控制机组出水稳定下降，避免超调。 以N+1台压缩机为例，说明开机过程中的能量调节方法，如图2所示，其示出了第一台压缩 机的启动流程图。如图2所示，根据实际水温与目标水温和启动温差的和值对比，判断是否 需要开机，经过程序中的启动判断延时，启动第一台压缩机，通过检测压缩机电脑板的反馈 信号，判断压缩机接受开机指令，在压缩机的状态达到默认启动完成的状态后，通过PID计 算，得出机组的负荷需求R。比较压缩机的当前负荷Rl与需求负荷R的大小，若R < R1，判 断压缩机是否处在最小负荷，如果是，经过定时器中设定值(例如4分钟)后，压缩机停机， 如果不是，则直接写入负荷R给压缩机(即，对压缩机进行卸载)；若R > Rl，比较负荷与压 缩机的当前电流所对应的压缩机能力，判断压缩机是否达到当前的负荷Rl运行，如果是在 当前负荷下运行，则判断压缩机是否满载运行，如果是满载运行，则启动下一台压缩机，如 果压缩机没有满载，则写入负荷R给压缩机(即对该压缩机进行加载)；如果不是在当前负 荷下运行，则继续进行此判断，直至压缩机在当前负荷下运行为止。
假设N台压缩机已经开机运行，通过图3所示的流程图来描述第N+1台压缩机的 运行状态。如图3所示，首先判断当前机组能量是否满足负荷需求，也就是比较当前压缩机 机组的当前负荷Rl与负荷需求R，如果当前机组能量满足负荷需求时，则持续进行该判断； 当不能满足负荷需求时，则判断已开启的N台压缩机是否全部满负荷运行，如果没有满负荷，则对已启动的压缩机进行加载，如果全部满负荷运行，则将负荷需求均分给N+1台压缩 机，另对原已启动的N台压缩机卸载，同时下发开机指令给第N+1台压缩机，通过检测压缩 机电脑板的反馈信号，判断压缩机接受开机指令，在达到默认启动完成的状态后，对N+1台 压缩机进行负荷分配。从而实现机组的能量调节控制。
根据本发明，通过当前负荷与压缩机电流对应的压缩机能力的对比，判定压缩机 是否真正处在当前指定负荷阶段，实现相应的制冷能力，从而避免了只判断当前负荷而不 判断制冷能力而产生的超调。同时，在后续压缩机启动前，降低已启动压缩机的负荷，从而 避免，后续压缩机启动后，机组能力大幅度上升，而产生的超调现象。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
权利要求
1.一种用于调节磁悬浮压缩机能量的系统，其特征在于，所述系统包括 启动单元，用于启动压缩机；计算单元，用于计算包括多个压缩机的压缩机机组的负荷需求R ； 比较单元，将压缩机机组的当前负荷Rl与所计算的负荷需求R相比较； 判断分配单元，根据比较单元的比较结果，停止启动的压缩机或启动新的压缩机或者 对已启动的压缩机进行负荷分配。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述判断分配单元包括第一判断卸载模块，若R < R1，判断压缩机机组中是否存在最小负荷的压缩机，如果存 在，则该最小负荷的压缩机停机，如果有多台最小负荷的压缩机，则将运行时间最长的该最 小负荷的压缩机停机，如果不存在最小负荷的压缩机，则选择压缩机进行卸载；第二判断分配模块，若R > Rl，判断压缩机机组是否处于当前负荷Rl下运行，如果是在 当前负荷下运行，则判断压缩机机组中的压缩机是否全部满载运行，如果没有满负荷，则对 已经启动的压缩机加载，如果压缩机全部满负荷运行，则对已启动的压缩机进行卸载，并启 动下一台压缩机，对刚启动的压缩机进行加载；如果不是在当前负荷下运行，则继续进行此 判断，直至压缩机在当前负荷下运行为止。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一比较模块，用于比 较目标水温与启动温度的和值与实际水温，以判断是否启动压缩机，其中，启动温度为设定 值。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括启动判断延时模块，用于 判断是否达到启动判断延时，如果达到，则启动压缩机，如果没有达到，则继续判断是否达 到启动延时，直到达到为止。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括计时器，在第一判断卸载 模块判断存在最小负荷的压缩机，启动计时器，经过设定值后，停止该最小负荷的压缩机。
6.一种用于调节磁悬浮压缩机能量的方法，其特征在于，所述方法包括 启动压缩机；计算包括多个压缩机的压缩机机组的负荷需求R ； 将压缩机机组的当前负荷Rl与所计算的负荷需求R相比较；以及 根据比较的结果，停止启动的压缩机或启动新的压缩机或者对已启动的压缩机进行负 荷分配。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据比较的结果，停止启动的压缩机或启 动新的压缩机或者对已启动的压缩机进行负荷分配包括若R < R1，判断压缩机机组中是 否存在最小负荷的压缩机，如果存在，则该最小负荷的压缩机停机，如果有多台最小负荷的 压缩机，则将运行时间最长的该最小负荷的压缩机停机，如果不存在最小负荷的压缩机，则 选择压缩机进行卸载；若R > R1，判断压缩机机组是否处于当前负荷Rl下运行，如果是在 当前负荷下运行，则判断压缩机机组中的压缩机是否全部满载运行，如果没有满负荷，则对 已经启动的压缩机加载，如果压缩机全部满负荷运行，则对已启动的压缩机进行卸载，并启 动下一台压缩机，对刚启动的压缩机进行加载；如果不是在当前负荷下运行，则继续进行此 判断，直至压缩机在当前负荷下运行为止。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在启动压缩机之前，比较目标水温和启动温差的和值与实际水温的大小，其中，启动温度为设定值。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括判断是否达到启动延 时，如果达到，则启动压缩机，如果没有达到，则继续判断是否达到启动延时，直到达到为止。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，如果压缩机全部满负荷运行，则对已启 动的压缩机进行卸载，并启动下一台压缩机，对刚启动的压缩机进行加载包括启动下一台 压缩机后，将负荷需求均分给所启动的压缩机。
全文摘要
本发明公开了一种用于调节磁悬浮压缩机能量的系统及方法，该系统包括启动单元，用于启动压缩机；计算单元，用于计算包括多个压缩机的压缩机机组的负荷需求R；比较单元，将压缩机机组的当前负荷R1与所计算的负荷需求R相比较；判断分配单元，根据比较单元的比较结果，停止启动的压缩机或启动新的压缩机或者对已启动的压缩机进行负荷分配。该方法包括启动压缩机；计算包括多个压缩机的压缩机机组的负荷需求R；将压缩机机组的当前负荷R1与所计算的负荷需求R相比较；以及根据比较的结果，停止启动的压缩机或启动新的压缩机或者对已启动的压缩机进行负荷分配。根据本发明，避免了只判断当前负荷而不判断制冷能力而产生的超调。
文档编号F04B35/04GK102032139SQ201010578640
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者尹叶俐, 张莉, 毛守博, 肖成进 申请人:海尔集团公司, 青岛海尔空调电子有限公司