一种变频器冷却系统集成装置及冷却控制方法与流程

本技术属于制冷设备，具体涉及一种变频器冷却系统集成装置及冷却控制方法。

背景技术：

1、变频器在运行中会产生一定的功耗，不可避免的产生热量。若得不到合适的冷却，变频器无法正常使用，并影响寿命。冷媒冷却因其冷却效率极高、结构简单等优点，逐渐广泛应用。在极端工况下，变频器会出现凝露和超温现象，从而影响变频器可靠运行。

2、现有技术中，通常采用如图5所示的方法：从机组冷凝器取液，流经散热器进行换热，流回到机组闪发器/经济器。在冷板入口前端增加电子膨胀阀。由于冷凝器与闪发器/经济器的压力差小，存在工程应用存在局限性，在小压力差工况下，变频器出现超温现象。

3、另一种改进的方法如图6所示：从机组冷凝器取液，流经散热器进行换热，流回到机组蒸发器。采用增大压力差，解决变频器超温现象。但是在冷板入口前端增加电子膨胀阀，液态冷媒流经电子膨胀阀节流为低温低压的两相冷媒，在冷板内与功率元件进行换热。在小功率机组的部分极端工况下，由于节流后冷媒温度大大降低，与功率元件换热后，冷板台面温度低于露点温度时，很容易出现凝露现象。

4、另外现有技术中变频器冷却连接接口种类与数量多，增加了操作的复杂性。管路系统材料用量多，成本增加。

技术实现思路

1、基于以上技术问题，本技术提出一种变频器冷却系统集成装置及冷却控制方法。

2、第一方面，本技术提出一种变频器冷却系统集成装置，所述变频器冷却系统集成装置与变频器进行集成，用于为所集成的变频器提供冷却环境，所述变频器冷却系统集成装置具有相互隔离的第一空间和第二空间，在所述第二空间内设置有变频器、第一换热组件、第二换热组件，所述变频器包括功率模块；

3、所述第一换热组件放置在所述功率模块下表面，用于冷却所述功率模块，所述第二换热组件用于冷却所述第二空间的内部。

4、所述变频器冷却系统集成装置还包括：在所述第一空间内设置入口连接阀、出口连接阀、第一三通接头、第二三通接头；所述第一换热组件的第一入口端通过管路与第一三通接头的第一端相连，所述第二换热组件的第二入口端通过管路与所述第一三通接头的第二端相连，所述第一三通接头的第三端与所述入口连接阀的第一端相连；所述第一换热组件的第一出口端通过管路与第二三通接头的第一端相连，所述第二换热组件的第二出口端通过管路与所述第二三通接头的第二端相连，所述第二三通接头的第三端与所述出口连接阀的第一端相连。

5、在所述第一换热组件的第一出口端与第二三通接头的第一端之间设置第一冷却节流单元，所述第一冷却节流单元的第三入口端与所述第一换热组件的第一出口端相连，所述第一冷却节流单元的第三出口端与第二三通接头的第一端相连。

6、在所述第一冷却节流单元处并联第二冷却节流单元，所述第二冷却节流单元的第四入口端与第三三通接头的第一端相连，所述第三三通接头的第二端与所述第一换热组件第一出口端相连，所述第三三通接头的第三端与所述第一冷却节流单元的第三入口端相连，所述第二冷却节流单元的第四出口端与第四三通接头的第一端相连，所述第四三通接头的第二端与所述第一冷却节流单元的第三出口端相连，所述第四三通接头的第三端与所述第二三通接头的第一端相连。

7、在所述第二换热组件的第二入口端与第一三通接头的第二端之间设置第一连接阀，在所述第一换热组件的第一入口端与第一三通接头的第一端之间设置第二连接阀，在所述第一换热组件的第一出口端与第三三通接头的第三端之间设置第三连接阀，在所述第二换热组件的第二出口端与第二三通接头的第二端之间设置第四连接阀所述第一连接阀、第二连接阀、第三连接阀以及第四连接阀用于连通第一空间与第二空间之间的管路。

8、在所述第一连接阀与第一三通接头的第二端之间设置温度调节单元，所述温度调节单元的第五入口端与所述第一三通接头的第二端相连，所述温度调节单元的第五出口端与所述第一连接阀相连。

9、在所述第二换热组件与第二空间的柜体之间设置柜内湿度检测单元和柜内温度检测单元，所述柜内湿度检测单元和柜内温度检测单元固定在所第二空间的柜体内表面。

10、在所述第二空间的柜体外设置柜外湿度检测单元与柜外温度检测单元，所述柜外湿度检测单元与柜外温度检测单元固定在所述第二空间的柜体外表面。

11、在所述第一换热组件上设置换热温度检测单元，所述换热温度检测单元固定在所述第一换热组件上。

12、所述变频器冷却系统集成装置的入口连接阀的第二端与冷却机组的第六出口端相连，所述变频器冷却系统集成装置的出口连接阀的第二端与冷却机组的第六入口端相连，所述冷却机组包括：冷凝器、压缩机、蒸发器以及设备节流阀；所述冷凝器的出口端即为冷却机组的第六出口端，所述蒸发器的入口端即为冷却机组的第六入口端，所述冷凝器的第七入口端与所述压缩机的第七出口端相连，所述压缩机的第八入口端与所述蒸发器的第八出口端相连，所述冷凝器的第九出口端与所述设备节流阀的第一端相连，所述设备节流阀的第二端与所述蒸发器的第九入口端相连。

13、第二方面，本技术提出一种变频器冷却系统的冷却控制方法，采用所述的变频器冷却系统集成装置实现，采用至少一种如下控制方法实现冷却所集成的变频器：

14、第一控制方法，利用冷却机组的冷凝器与蒸发器之间的压力差以及换热温度检测单元所检测的温度，调节第二冷却节流单元，以维持第一换热组件第一入口端以及第一换热组件的第一出口端之间的压力差恒定；

15、第二控制方法，利用换热温度检测单元所检测的温度，调节第一冷却节流单元的开度，以维持第一换热组件第一入口端以及第一换热组件的第一出口端之间的压力差恒定；

16、第三控制方法，利用第二空间内温度变化选择关闭或者打开温度调节单元，控制所述第二空间内温度在目标区间内。

17、第四控制方法，利用换热温度检测单元、柜内温度检测单元和柜外温度检测单元所检测的温度、柜内湿度检测单元和柜外湿度检测单元所检测的湿度控制温度调节单元关闭或者打开，以调节换热温度检测单元所检测的温度大于第二空间内露点温度，柜内温度检测单元所检测的温度大于柜外露点温度，以防止功率模块或柜体外壁结露。

18、在所述第一控制方法中，所述利用冷却机组的冷凝器与蒸发器之间的压力差以及换热温度检测单元所检测的温度，调节第二冷却节流单元，包括：

19、采集冷却机组的冷凝器与蒸发器之间的压力差以及换热温度检测单元所检测的温度；

20、当所述冷却机组的冷凝器与蒸发器之间的压力差小于压力阈值，并且所述换热温度检测单元的温度小于第一温度阈值时，则增大第二冷却节流单元的开度，以维持第一换热组件第一入口端以及第一换热组件的第一出口端之间的压力差恒定；

21、当所述冷却机组的冷凝器与蒸发器之间的压力差大于等于压力阈值并且所述换热温度检测单元的温度大于等于第一温度阈值，或者所述压力差大于压力阈值并且所述换热温度检测单元的温度小于等于第一温度阈值时，则关闭第二冷却节流单元，以维持第一换热组件第一入口端以及第一换热组件的第一出口端之间的压力差恒定。

22、在所述第二控制方法中，所述利用换热温度检测单元所检测的温度，调节第一冷却节流单元的开度，包括如下步骤：

23、设定第一冷却节流单元的初始开度和第二冷却节流单元的固定开度；

24、采集换热温度检测单元所检测的温度；

25、若所述换热温度检测单元所检测的温度小于第二温度阈值，则以预设定步长减小第一冷却节流单元的开度；

26、若所述换热温度检测单元所检测的温度大于等于第二温度阈值，并且所述换热温度检测单元所检测的温度小于等于第三温度阈值，则保持第一冷却节流单元的开度不变；

27、若所述换热温度检测单元所检测的温度大于第三温度阈值，并且所述换热温度检测单元所检测的温度小于第一温度阈值，则以预设定步长增大第一冷却节流单元的开度。

28、所述第二温度阈值大于第二空间内露点温度。

29、在所述第四控制方法中，利用柜内温度检测单元所检测的温度以及柜内湿度检测单元所检测的湿度控制温度，计算第二空间内露点温度；

30、所述第二控制方法中的第二温度阈值大于第二空间内露点温度，以防止功率模块结露；

31、利用柜外温度检测单元所检测的温度以及柜外湿度检测单元所检测的湿度计算柜外露点温度；

32、当柜内温度检测单元所检测的温度小于或者等于所述柜外露点温度，则关闭温度调节单元，以防止柜外壁结露；

33、当柜内温度检测单元所检测的温度大于所述柜外露点温度，则保持温度调节单元为打开状态，柜内温度检测单元继续检测，以防止柜外壁结露。

34、在所述第三控制方法中，利用第二空间内温度变化选择关闭或者打开温度调节单元，控制所述第二空间内温度在目标区间内，包括如下步骤：

35、采集第二空间内温度；

36、若所述第二空间内温度小于第四温度阈值时，关闭所述温度调节单元；

37、若所述第二空间内温度大于等于第四温度阈值，并且所述第二空间内温度小于等于第五温度阈值，则返回所述第三控制方法的初始步骤，继续采集第二空间内温度；

38、若所述柜内温度大于第五温度阈值，则打开所述温度调节单元。

39、第三方面，本技术提出一种电子设备，包括：一个或多个处理器，以及存储器，所述存储器存储指令，当所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如上所述的变频器冷却系统的冷却控制方法。

40、第四方面，本技术提出一种存储介质，其存储有可执行指令，所述指令当被执行时使得机器执行如上所述的变频器冷却系统的冷却控制方法。

41、本技术提出一种变频器冷却系统集成装置及冷却控制方法，其有益技术效果如下：

42、1、在变频器后端第一空间内设置的冷却节流单元，实现了变频器第一换热组件处于更高的温度，同时抬高变频器背压，降低了变频器两端的压力差，降低冷媒流速，减小换热，大大降低变频器柜内凝露的可能性，也提高了换热组件的均温性，提升了器件的可靠性。

43、2、变频器并联的两个冷却节流单元可以增大冷媒流量，有效解决了变频器超温问题，提高了工程应用局限性。

44、3、在变频器柜内(第二空间内)设置湿度传感器、温度传感器，第一换热组件的温度与柜内露点温度温度进行比对，更高效、精确的降低柜内功率模块凝露风险。

45、4、在变频器柜外(第二空间外)设置湿度传感器、温度传感器，第二换热组件的温度与露点温度温度进行比对，更高效、精确的降低柜外凝露风险。

46、5、明确了控制逻辑动作方向，可以有效避免调节不当而造成系统超温。

47、6、冷却系统集成在变频器内部，对外只留一进一出连接阀，提升了安装便捷性，提高用户友好性。

48、7、当变频器冷却系统集成装置其中任何一个冷却节流装置损坏，机组仍可以正常运行，提高了机组的可靠性。

49、8、两个小容量冷却节流装置替代一个大容量冷却节流装置，既可以降低成本又可以防止变频器超温。

50、9、与非集成冷却系统相比，管路材料用量减少，成本降低。

51、10、增加连接阀，提升了维护便捷性，降低了维护成本。