CN110398007B - 一种自带风机墙的冷水机组及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自带风机墙的冷水机组及其控制方法，所述冷水机组包括：控制系统，箱体，设置在箱体内并分别与控制系统连接的压缩机、蒸发器、提效控垢器、风机墙装置、蒸发式冷凝器和除水器；所述压缩机、提效控垢器、蒸发式冷凝器和蒸发器通过管道依次连接；所述提效控垢器、风机墙装置、蒸发式冷凝器和除水器按照箱体内的气流方向依次设置；所述冷水机组应用蒸发冷凝散热技术及风机墙技术将卡诺循环过程及空气散热处理过程一体化智能集成，高效制取冷冻水的同时将冷凝热就地释放，高效节能；机组各功能段采用模块化设计，可实现多功能段的灵活组合；适用于各种场合需要制取舒适及工艺用途冷冻水或热水的场合。

Description

一种自带风机墙的冷水机组及其控制方法

技术领域

本发明涉及制冷空调及供暖技术领域，特别涉及一种换热环节简化、高效节能的冷水机组及其控制方法。

背景技术

传统中央空调冷源系统一般采用风冷或水冷的形式，风冷系统能效低，水冷系统需要由水冷主机、冷却塔、冷却水循环泵、冷却水管路系统组成，存在系统复杂，设备分散，安装困难，同等散热量所需风量大，所占用的空间大，气流组织不灵活，系统能效不高等一些列的问题。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种简化了换热环节的、高效节能的自带风机墙的冷水机组及其控制方法，旨在解决现有技术中上述指出的至少一个技术问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种自带风机墙的冷水机组，包括：控制系统，箱体，设置在箱体内并分别与控制系统连接的压缩机、蒸发器、提效控垢器、风机墙装置、蒸发式冷凝器和除水器；所述压缩机、提效控垢器、蒸发式冷凝器和蒸发器通过管道依次连接；所述提效控垢器、风机墙装置、蒸发式冷凝器和除水器按照箱体内的气流方向依次设置。

所述自带风机墙的冷水机组中，所述风机墙装置由若干个离心风机或轴流风机有序组合排布而成。

所述自带风机墙的冷水机组中，还包括设置在箱体内的检修平台，所述检修平台设置在除水器的后方。

所述自带风机墙的冷水机组中，所述蒸发式冷凝器与蒸发器之间的连接管道上还设有节流装置，所述蒸发式冷凝器中连接有水泵。

所述自带风机墙的冷水机组中，所述冷水机组的底部还设有若干个支架，相邻的支架间通过设置在支架两侧的连接块和螺杆连接为安装座，所述箱体固定在安装座上。

所述自带风机墙的冷水机组中，所述箱体包括若干个箱体单元，每个箱体单元安装在一个支架上，相邻的箱体单元之间无缝连接；每个箱体单元上均设有检修门。

所述自带风机墙的冷水机组中，所述控制系统包括控制器、出水温度传感器和环境温度传感器。

一种自带风机墙的冷水机组的控制方法，包括：

S01.设定出水温度，出水温度传感器检测当前水温与测试水温的差值，如无需求则保持待机状态，若环境温度低于测试温度时，则转至步骤S02，若环境温度高于测试温度时，则转至步骤S03；

S02.关闭水泵，中速开启风机墙装置，依次开启节流装置和压缩机，根据冷凝温度设计值控制风机墙转速及水泵的开关，当实时温度达到测试温度值时，依次关闭压缩机、水泵和风机墙装置，当有负荷需求时，再次循环上述动作；

S03.开启水泵，中速开启风机墙装置，依次开启节流装置和压缩机，根据冷凝压力控制风机墙装置转速，当实时出水温度达到测试温度值时，依次停压缩机、水泵和风机墙装置，当有负荷需时，再次循环上述动作。

所述自带风机墙的冷水机组的控制方法中，所述控制方法中，各设备的转运均通过控制器控制运行。

所述自带风机墙的冷水机组的控制方法中，所述步骤S02和S03中，水泵的开/停、风机墙装置运转模式的开/停以及压缩机的开/停，均通过人工按键实现。

有益效果：

本发明提供了一种自带风机墙的冷水机组及其控制方法，所述冷水机组通过使用高效的蒸发式冷凝器将制冷剂冷凝热量直接与风和水传热传质，一次热交换完成从制冷剂到空气的传热过程，简化了换热环节，高效节能；设置的风机墙装置能够从外界获得低焓值的控制转变为高焓值的空气排到外界环境中；整机通过控制系统控制，智能化程度高，并且可以通过底部的连接块和支架实现功能段的增减和位置的调整，组合灵活。

附图说明

图1为本发明提供的所述自带风机前的冷水机组一种实施方式的内部结构示意图。

图2为所述自带风机前的冷水机组一种实施方式的结构示意图；

其中，图中箭头的指向为气流的方向。

具体实施方式

本发明提供一种自带风机墙的冷水机组及其控制方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1和2，本发明提供一种自带风机墙的冷水机组，包括：控制系统1，箱体2，设置在箱体2内并分别与控制系统1连接的压缩机3、蒸发器4、提效控垢器5、风机墙装置6、蒸发式冷凝器7和除水器8；所述压缩机3、提效控垢器5、蒸发式冷凝器7和蒸发器4通过管道依次连接；所述提效控垢器5、风机墙装置6、蒸发式冷凝器7和除水器8按照箱体2内的气流方向依次设置。

所述冷水机组中，提效控垢器为辅助冷凝器，对制冷剂的温度起预控制作用，防止高温制冷剂直接进入蒸发式冷凝器生成硬垢，对蒸发冷凝水垢控制有良好的效果。此外，提效控垢器利用散热气流提供空气的干球进行显热换热，充分利用每一区段的能源提升系统能效比。所述冷水机组包括制热功能，在该功能下，提效控垢器用于热交换，向大气环境中吸收热量。

所述蒸发式冷凝器中，冷凝管内走制冷剂进行相变热交换通过管壁传递至管外，管外表面有空气与水膜流动，通过水膜蒸发形成水汽带走潜热，把制冷系统的冷凝温度降得更低，实现制冷系统的高效节能运行。应用蒸发冷却技术的蒸发式冷凝器，其单位散热量所需风量远比纯风冷系统小，实现更小的风量更紧凑布更小的机组体积，替代冷却塔应用于场地较小、安装困难的场合。

所述机组中还包括与蒸发器连接的水阀14和排水装置15，所述水阀和排水装置分别与控制系统连接，实现智能化控制。

所述冷水机组通过压缩机、蒸发器、节流装置、提效控垢器、蒸发式冷凝器和控制系统组成空调制冷/制热系统，通过提效控垢器、风机墙装置、水泵、蒸发式冷凝器、除水器、检修平台、箱体和控制系统等组成冷凝通风换热系统，关联互动。以制冷循环为例，通过压缩机将制冷剂从低温低压提升至高温高压后进入提效控垢器及蒸发式冷凝器进行散热，使制冷剂从气态的高温高压冷凝成低温高压液态，然后经节流装置使液态制冷剂低压低温进入蒸发器，吸收冷冻水热量使其降温，通过控制系统其精准温度出水，满足需求。再以制冷循环为例，通过风机墙装置提供冷凝热流动所需的空气动力，环境空气从进风口进入箱体中，先经提效控垢器进行显热换热，带走部分冷凝热的同时将制冷剂的温度降低，接着环境空气进入风机墙装置进行空气动力提升及均匀度处理，使空气更均匀地进入蒸发式冷凝器进行显热与潜热的深度热交换，将空调制冷系统的冷凝热充分交换提取后，空气由低温低湿变成高温高湿，经除水器收水雾水滴后进入检修平台，然后排放到外界大气环境中。所述冷水机组的排风口可以根据实际需求提供水平排风、顶排风、侧排风、底排风等模式，符合应用现场的最佳气流组织匹配需求。

所述冷水机组，应用蒸发冷凝散热技术及风机墙技术将卡诺循环过程及空气散热处理过程一体化智能集成，高效制取冷冻水的同时将冷凝热就地释放，节能运行的同时实现高度智能集成一体化，适用于各行业中需要舒适工艺用途冷冻（热）水的场合，取代使用冷却塔进行制冷冻水的中央空调系统，特别适合取代使用冷却塔进行散热制取冷水的场合，尤其是中高层及超高层建筑HVAC（Heating, Ventilation and Air Conditioning，工业通风与空气调节）领域，利用设备层或避难层安装所述冷水机组，以解决中央空调冷源的供给。

所述风机墙装置6由若干个离心风机601或轴流风机有序组合排布而成；以小风机体积小、噪声低、气流均匀、冗余强、调节灵活等优势实现更大风量系统的应用。

还包括设置在箱体2内的检修平台9，所述检修平台9设置在除水器8的后方。

所述蒸发式冷凝器7与蒸发器4之间的连接管道上还设有节流装置10，控制进入蒸发器中制冷剂的流量，从而控制制冷剂与冷冻水的换热量，达到控制出水温度的目的；所述蒸发式冷凝器7中连接有水泵11，用于为蒸发式冷凝器提供喷淋水。

所述冷水机组的底部还设有若干个支架1201，相邻的支架间通过设置在支架两侧的连接块1202和螺杆连接为安装座12，所述箱体2固定在安装座12上。所述冷水机组中，按照功能划分模块，每个功能模块安装在一个支架上，通过改变支架的拼接顺序和组合方式，达到改变冷水机组组成的目的，组合灵活。

所述箱体2包括若干个箱体单元201，每个箱体单元201安装在一个支架1201上，相邻的箱体单元201之间无缝连接；每个箱体单元201上均设有检修门13，方便组合的调整和检修；结合箱体、支架和检修门的实施，还可使所述冷水机组实现水平进/排风、顶进/排风、侧进/排风、底进/排风等多种组合排列进/排风方式，使用不同应用场合的需求。

所述控制系统1包括控制器101、出水温度传感器（图中未示出）和环境温度传感器（图中未示出）；实时采集环境温度，判断所述冷水机组的工作方式，实现精准的排水温度。

一种自带风机墙的冷水机组的控制方法，所述控制集成于控制系统，其控制模式包括自动运行模式和手动运行模式。

当所述冷水机组处于自动运行模式时，设定好出手温度后，出水温度传感器实时检测当前水温与测试水温的差值；如无需求，则保持当前待机状态；如有需求，首先根据环境温度传感器反馈的环境温度，当T1_环温＜T_K内置，则不开启水泵，根据冷凝压力来控制风机墙装置的转速及水泵是否投入运行。当实时出水温度达到测试温度值时，依次关闭压缩机、水泵，风机墙装置延时停机。当有负荷需求时，再次循环上述动作。上述所有操作均由控制系统内置的逻辑指令实现自动运行。

当T1_环温≥T_K内置，先开启水泵，按中速开启风机墙装置，接着按顺序依次开启节流装置及压缩机，根据冷凝压力来控制风机墙装置的转速，当实时出水温度达到测试温度值时，依次关闭压缩机和水泵，风机墙装置延时停机；当有负荷需求时，再次循环上述动作。上述所有操作均由控制系统内置的逻辑指令实现自动运行。

上述T1_环温表示实时环境温度，T_K内置表示根据算法及测试验证后确定的温度值。

当所述冷水机组处于手动运行模式时，设定好出水温度后，出水温度传感器实时检测当前水温与测试水温的差值，如无需求，则保持当前待机状态；如有需求，水泵在该模式下根据案件指令开或停，风机墙装置在该模式下根据按键指令开或停，接着根据按键指令开或停压缩机；人工根据冷凝压力显示值手动调节风机墙装置的转速及水泵是否投入运行；当实时出水温度达到设定温度值时，手动依次关闭压缩机、水泵和风机墙装置。当有负荷需求时，再次循环上述手动操作，实现手动运行。

进一步的，所述冷水机组还包括调试运维模式，处于该模式下，压缩机、蒸发器、节流装置、提效控垢器、风机墙装置、水泵、蒸发式冷凝器、除水器、水阀和排水装置等部件及器件，均可通过控制系统操作界面的启停案件，实现单独启停动作，以实现部件调试、单机调试及系统联调与检修。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种自带风机墙的冷水机组，其特征在于，包括：控制系统，箱体，设置在箱体内并分别与控制系统连接的压缩机、蒸发器、提效控垢器、风机墙装置、蒸发式冷凝器和除水器；所述压缩机、提效控垢器、蒸发式冷凝器和蒸发器通过管道依次连接；所述提效控垢器、风机墙装置、蒸发式冷凝器和除水器按照箱体内的气流方向依次设置；

所述冷水机组的底部还设有若干个支架，相邻的支架间通过设置在支架两侧的连接块和螺杆连接为安装座，所述箱体固定在安装座上，所述冷水机组中，按照功能划分模块，每个功能模块安装在一个支架上，通过改变支架的拼接顺序和组合方式，达到改变冷水机组组成的目的。

2.根据权利要求1所述的自带风机墙的冷水机组，其特征在于，所述风机墙装置由若干个离心风机或轴流风机有序组合排布而成。

3.根据权利要求1所述的自带风机墙的冷水机组，其特征在于，还包括设置在箱体内的检修平台，所述检修平台设置在除水器的后方。

4.根据权利要求1所述的自带风机墙的冷水机组，其特征在于，所述蒸发式冷凝器与蒸发器之间的连接管道上还设有节流装置，所述蒸发式冷凝器中连接有水泵。

5.根据权利要求4所述的自带风机墙的冷水机组，其特征在于，所述箱体包括若干个箱体单元，每个箱体单元安装在一个支架上，相邻的箱体单元之间无缝连接；每个箱体单元上均设有检修门。

6.根据权利要求1所述的自带风机墙的冷水机组，其特征在于，所述控制系统包括控制器、出水温度传感器和环境温度传感器。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的自带风机墙的冷水机组的控制方法，其特征在于，包括：

S01.设定出水温度，出水温度传感器检测当前水温与测试水温的差值，如无需求则保持待机状态，若环境温度低于测试温度时，则转至步骤S02，若环境温度高于测试温度时，则转至步骤S03；

S02.关闭水泵，中速开启风机墙装置，依次开启节流装置和压缩机，根据冷凝温度设计值控制风机墙转速及水泵的开关，当实时温度达到测试温度值时，依次关闭压缩机、水泵和风机墙装置，当有负荷需求时，再次循环上述动作；

S03.开启水泵，中速开启风机墙装置，依次开启节流装置和压缩机，根据冷凝压力控制风机墙装置转速，当实时出水温度达到测试温度值时，依次停压缩机、水泵和风机墙装置，当有负荷需时，再次循环上述动作。

8.根据权利要求7所述的自带风机墙的冷水机组的控制方法，其特征在于，所述控制方法中，各设备的转运均通过控制器控制运行。

9.根据权利要求7所述的自带风机墙的冷水机组的控制方法，其特征在于，所述步骤S02和S03中，水泵的开/停、风机墙装置运转模式的开/停以及压缩机的开/停，均通过人工按键实现。