专利名称：用于冷水机组的无级调节压缩机及其载荷控制方法
技术领域：
本发明涉及一种在螺杆式冷水机组应用的无级调节压缩机及该压缩机的载荷控 制方法。
背景技术：
螺杆式冷水机组是现代工业建筑制冷空调的核心设备，该冷水机组至少应包括四 部分螺杆式压缩机、壳管式冷凝器、壳管式蒸发器和节流装置。其中，冷水机组中的冷却水 的温度是通过与冷凝器中的制冷剂进行热量交换来改变，冷冻水的温度是通过与蒸发器中 的制冷剂进行热交换来改变，当冷冻水与蒸发器中的制冷剂进行热量交换后，从蒸发器流 出的冷冻水的温度为冷冻水出水温度。传统的螺杆式压缩机包括低压腔，油腔，滑阀以及油路系统，油路系统由4根管路 组成，分别为输油管，25%载荷调节管，50%载荷调节管，75%载荷调节管。输油管上设置有 毛细管，输油管的一端与油过滤器连通，另一端与油腔连通；25%载荷调节管一端与输油管 相连，另一端与低压腔连通，25%载荷调节管上设置有控制阀；50%载荷调节管的一端与油 腔连通，另一端与低压腔连通，50%载荷调节管上设置有控制阀；75%载荷调节管的一端与 油腔连通，另一端与低压腔连通，75%载荷调节管上设置有控制阀。上述结构，通过开启不 同载荷调节管上的控制阀，可以驱使滑阀移动，滑阀的移动可以对压缩机的载荷进行调节， 通过压缩机载荷的调节可以实现冷水机组容量调节，该冷水机组可依据实际负荷的变化实 现4级容量调节，虽然能够节约部分能源，但其综合性能系数IPLV较低，温度控制精度低， 能源浪费还是偏大。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种可使螺杆式冷水机组根据实际负荷实现无级 容量调节的用于冷水机组的无级调节压缩机。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是用于冷水机组的无级调节压缩机， 包括低压腔，油腔，油过滤器以及油路系统，所述油路系统由供油管以及旁通管组成，所述 供油管上安装有控油阀，供油管的一端与油过滤器连通，另一端与油腔连通；所述旁通管上 安装有旁通阀，旁通管的一端与油腔连通，另一端与低压腔连通。进一步的是所述供油管上安装有毛细管。进一步的是所述控油阀和旁通阀都为电磁阀。本发明还提供了一种可使螺杆式冷水机组根据实际负荷实现无级容量调节的用 于冷水机组的无级调节压缩机的载荷控制方法。本发明的载荷控制方法，包括上述用于冷水机组的无级调节压缩机，根据冷冻水 目标出水温度T，补偿温度At以及冷冻水实际出水温度TO通过脉冲信号调整控油阀以及 旁通阀的开闭，具体为当TO彡T+At，关闭旁通阀，打开控油阀，使压缩机加载；
当T-At > TO > T+At，关闭旁通阀和控油阀，使压缩机位于载荷保持阶段；当TO彡T-At，打开旁通阀，关闭控油阀，使压缩机卸载；其中，At为 0. 1 1°C。进一步的是所述脉冲信号的脉冲宽度为0. 5 1秒，间隔为0. 5 1秒。本发明的有益效果是通过控油阀的开闭以及旁通阀的开闭可以精确控制滑阀的 移动，滑阀的移动可以使压缩机的载荷在零至满载之间任意调整，进而可使螺杆式冷水机 组根据实际负荷进行无级容量调节。
图1为现有技术中4级螺杆式压缩机的示意图；图2为本发明的用于冷水机组的无级调节压缩机的示意图。图中标记为1-毛细管，3-25%载荷调节管，6-低压腔，7-输油管，8-50%载荷调 节管，9-75%载荷调节管，10-油过滤器，11-螺杆，12-滑阀，13-油腔，14-旁通管，15-供油 管，16-控油阀，17-旁通阀。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明进一步说明。如图1所示，现有技术中，螺杆式压缩机的油路系统由输油管7，25%载荷调节管 3，50%载荷调节管8和75%载荷调节管9组成，输油管7上设置有毛细管1，输油管7的一 端与油过滤器10连通，另一端与油腔13连通；25%载荷调节管3 —端与输油管7相连，另 一端与低压腔6连通，25%载荷调节管3上设置有控制阀；50%载荷调节管8的一端与油腔 13连通，另一端与低压腔6连通，50%载荷调节管8上设置有控制阀；75%载荷调节管9的 一端与油腔13连通，另一端与低压腔6连通，75%载荷调节管9上设置有控制阀。使用现 有技术中的螺杆式压缩机只能使螺杆式冷水机组实现4级容量调节。如图2所示，本发明的用于冷水机组的无级调节压缩机，包括低压腔6，油腔13，油 过滤器10以及油路系统，所述油路系统由供油管15以及旁通管14组成，所述供油管15上 安装有控油阀16，供油管15的一端与油过滤器10连通，另一端与油腔13连通；所述旁通 管14上安装有旁通阀17，旁通管14的一端与油腔13连通，另一端与低压腔6连通。使用时，当需要加载，可关闭旁通阀17，打开控油阀16，通过供油管15向油腔13 供油，进而推动滑阀12向右移动，当滑阀12移动至预定位置后，可关闭控油阀16。当需要 继续加载时，可重新打开控油阀16，进而供油，滑阀12移动至下一预定位置后，关闭控油阀 16即可，由以上分析可知，通过关闭旁通阀17以及开闭控油阀16可不断进行加载，直至压 缩机满载；当需要卸载时，关闭控油阀16，打开旁通阀17，油腔13通过低压腔6向螺杆11 排油，滑阀12向左移动，当滑阀12移动至预定位置后，关闭旁通阀17。当需要继续卸载时， 可重新打开旁通阀17，对螺杆11排油，当滑阀12移动至下一预定位置后，关闭旁通阀17即 可，由上述分析可知，通过关闭控油阀16以及开闭旁通阀17可不断进行卸载。综合上述分 析可知，通过调节控油阀16以及旁通阀17的开闭，可使滑阀12移动并停留至任意位置，即 本发明的用于冷水机组的无级调节压缩机可实现无级调节，进而可使应用本发明的压缩机 的螺杆式冷水机组实现无级容量调节。另外，由于控油阀16和旁通阀17都为电磁阀，可通过中央控制系统控制控油阀16和旁通阀17的开闭，进而可根据冷水机组的实际负荷值，及 时动态调整控油阀16以及旁通阀17的开闭，以实现对冷水机组进行精确的容量调节，达到 节能的目的。为了在向油腔13进行供油时，便于对油的流量进行控制，所述供油管15上安装有 毛细管1。为了进一步进行节能，在应用本发明的压缩机的基础上，按照下述方法对压缩机 进行载荷控制，根据冷冻水目标出水温度T，补偿温度At以及冷冻水实际出水温度TO通过 脉冲信号调整控油阀16以及旁通阀17的开闭，具体为当TO彡T+At，关闭旁通阀17，打开控油阀16，使压缩机加载；当T-At > TO > T+At，关闭旁通阀17和控油阀16，使压缩机位于载荷保持阶 段；当TO彡T-At，打开旁通阀17，关闭控油阀16，使压缩机卸载；其中，At为 0. 1 1°C。为了提高控制精度，所述脉冲信号的脉冲宽度为0. 5 1秒，间隔为0. 5 1秒。 高精度加载和卸载脉冲控制，有利于使压缩机的载荷在50% 100%之间进行高精度无级 调节，在此区间内进行高精度无级调节，有利于节约能源，其中，压缩机的载荷为100%时， 即压缩机满载运行，此时滑阀12移动至最右端，以此类推，可通过滑阀12的位置来控制压 缩机的载荷。滑阀12的位置可通过以下方法确定对控油阀给予脉冲信号，计算当滑阀12 平稳移动至最右端，即压缩机满载时所需要施加的脉冲数N，然后，每次加载时，对施加的脉 冲数进行计数，通过施加的脉冲数与N的比值，可显示滑阀12的具体位置，进而可控制压缩 机的载荷；卸载情况与加载类似。为延长本发明的压缩机使用寿命，一般压缩机的载荷在0 25%仅作开机和关机 用；而在25% 50%区间内加载或卸载运行时间也不宜太长，推荐在50% 100%区间内 做无级调节和载荷控制。特别的是通过负荷计算与匹配发现，使本发明的压缩机的载荷控 制在70% 90%之间，即压缩机在高性能系数期间运行，这样可更加节能。本发明的压缩机及应用本发明压缩机的冷水机组，可用于恒温恒湿、温度精度要 求较高的场所，例如实验室、医院和精密工厂。通过负荷计算与匹配，使本发明的压缩机工 作在70% 90%之间，有较高性能系数，使用上述载荷控制方法，相比现有技术的4级容调 冷水机组，可节能5%以上。
权利要求
1.用于冷水机组的无级调节压缩机，包括低压腔(6)，油腔(13)，油过滤器(10)以及 油路系统，其特征是所述油路系统由供油管(1 以及旁通管(14)组成，所述供油管(15) 上安装有控油阀(16)，供油管(15)的一端与油过滤器(10)连通，另一端与油腔(13)连通； 所述旁通管(14)上安装有旁通阀(17)，旁通管(14)的一端与油腔(1 连通，另一端与低 压腔(6)连通。
2.如权利要求1所述的用于冷水机组的无级调节压缩机，其特征是所述供油管(15) 上安装有毛细管(1)。
3.如权利要求1或2所述的用于冷水机组的无级调节压缩机，其特征是所述控油阀 (16)和旁通阀(17)都为电磁阀。
4.载荷控制方法，其特征是包括权利要求3所述的用于冷水机组的无级调节压缩机， 根据冷冻水目标出水温度T，补偿温度At以及冷冻水实际出水温度TO通过脉冲信号调整 控油阀(16)以及旁通阀(17)的开闭，具体为当TO彡T+At，关闭旁通阀(17)，打开控油阀(16)，使压缩机加载； 当T-Δt>TO>T+Δt，关闭旁通阀(17)和控油阀(16)，使压缩机位于载荷保持阶段；当TO彡T-At，打开旁通阀(17)，关闭控油阀(16)，使压缩机卸载； 其中，At为0. 1 1°C。
5.如权利要求4所述的载荷控制方法，其特征是所述脉冲信号的脉冲宽度为0.5 1 秒，间隔为0. 5 1秒。
全文摘要
本发明公开了一种用于冷水机组的无级调节压缩机及其载荷控制方法，可使螺杆式冷水机组根据实际负荷实现无级容量调节，有利于冷水机组的节能。该压缩机包括低压腔，油腔，油过滤器以及油路系统，油路系统由供油管以及旁通管组成，供油管上安装有控油阀，供油管的一端与油过滤器连通，另一端与油腔连通；旁通管上安装有旁通阀，旁通管的一端与油腔连通，另一端与低压腔连通。载荷控制方法主要是根据冷冻水目标出水温度，补偿温度以及冷冻水实际出水温度的关系通过脉冲信号精确控制压缩机载荷以达到节能的目的，通过上述载荷控制方法，相比现有技术的4级容调冷水机组，可节能5％以上。
文档编号F04C14/00GK102094817SQ20111003856
公开日2011年6月15日 申请日期2011年2月15日 优先权日2011年2月15日
发明者付天才 申请人:四川长虹空调有限公司