一種低溫風冷冷水機組及其控制方法
2023-05-28 22:00:56
一種低溫風冷冷水機組及其控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種低溫風冷冷水機組及其控制方法，包括：用於控制機組運行的電控箱；對冷媒加壓的壓縮機；與環境溫度進行熱交換的冷凝器，及用於加速冷凝器散熱的風機，用於降低冷媒壓力及節流用膨脹閥，用於製取冷凍水的蒸發器；所述壓縮機出口端與所述冷凝器的入口端之間還設有用於快速建立壓差的壓力維持閥，所述壓力維持閥的入口端與所述壓縮機出口端之間還設有二次油分離器。本發明採用的上述技術方案，使所述的低溫風冷冷水機組克服低溫環境下機組無法啟動、壓縮機不能快速建立壓差、壓縮機回油困難等問題，機組能夠在-40℃低溫環境下持續製冷，為核電設備提供充足的循環冷卻水，確保核電設備的正常、安全運轉。
【專利說明】一種低溫風冷冷水機組及其控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及人工製冷【技術領域】領域，尤其涉及一種風冷冷水機組及其控制方法。
【背景技術】
[0002] 《核電安全規劃（2011 - 2020年)》和《核電中長期發展規劃（2011 - 2020年)》 (2012年10月24日國務院常務會議再次討論並通過實施)已明確指出我國"新建核電機組 必須符合三代安全標準"。三代核電技術最主要的特徵是安全系統採用"非能動"的設計理 念。
[0003] 非能動核電廠中央冷凍水系統（VWS)用風冷冷水機組為核電廠空調系統核心設備 之一，機組要求全年運行製冷，為核電廠空氣處理機組、單元式冷卻機組和以冷凍水為冷卻 介質的工藝設備提供4. 4°C的冷凍水。非能動核電廠標準廠址參數中要求最低安全環境溫 度為-40°C，即機組在-40°C環境工況下要求能正常製冷啟動，並能穩定運行。目前，市場上 風冷冷水機組最低製冷運行環境溫度為-19°C，尚未有能滿足-40°C環境溫度製冷運行的 產品。
[0004] 在極端低溫環境下，風冷冷水機組製冷運行時存在無法啟動、低壓保護和壓縮機 故障等問題，為了解決非能動核電廠中央冷凍水系統（VWS)用風冷冷水機組在極端低溫下 製冷啟動、運行的問題，現有技術還有待於改進和發展。
【發明內容】
[0005] 本發明要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述缺陷，提供一種能夠克服低 溫，滿足_40°C環境溫度正常運行的低溫風冷冷水機組及其控制方法。用於低溫環境下能夠 持續製冷，確保核電機組冷卻水的供應。該機組採用乾式蒸發器與二次油分離器相結合的 方式，對機組溫度、油壓進行有效控制，從而保證風冷冷水機組克服低溫持續製冷，為核電 機組循環提供冷水，其可靠性高，製冷效率高，使核電機組運行更為安全穩定。
[0006] 本發明解決技術問題所採用的技術方案如下： 一種低溫風冷冷水機組，其中，包括： 用於與機組電性連接並控制機組運行的電控箱； 用於將低溫低壓氣態冷媒壓縮為高溫高壓氣態冷媒的壓縮機； 用於通過與外界熱交換將所述壓縮機排除的高溫高壓氣態冷媒降溫成為低溫高壓液 態或氣液混合物的冷凝器，及用於加速冷凝器散熱的風機，所述冷凝器入口端與所述壓縮 機的出口端相連； 用於將冷凝器排出的液態或氣液混合狀態的低溫高壓冷媒降壓的膨脹閥，所述壓力膨 脹閥的入口端與所述冷凝器的出口端相連； 用於使低溫低壓液態冷媒吸熱汽化為低溫低壓的氣態冷媒的蒸發器，所述蒸發器的入 口端與所述壓力膨脹閥的出口端相連，所述蒸發器的出口端與所述壓縮機的入口端相連； 所述壓縮機出口端與所述冷凝器的入口端之間還設有用於快速建立壓差的壓力維持 閥，所述壓力維持閥的入口端與所述壓縮機出口端之間還設有二次油分離器；所述二次油 分離器的入口端與所述壓縮機的出口端相連，所述二次油分離器的出口端與所述維持閥的 入口端相連，所述二次油分離器還設有回油端，所述二次油分離器的回油端與所述壓縮機 入口端通過第一電磁閥相連。
[0007] -種低溫風冷冷水機組，其中，所述壓縮機進口端與出口端之間連接有用於通過 所述壓縮機兩端的油壓差控制所述第一電磁閥打開或閉合的第一油壓差開關； 所述壓縮機進口端與出口端之間連接有用於通過所述壓縮機兩端的油壓差控制所述 壓縮機啟停的第二油壓差開關； 所述蒸發器的進口端與所述壓縮機的出口端之間設有用於調節蒸發器內冷媒流速的 第二電磁閥； 所述壓縮機表面設有隔熱罩，所述隔熱罩與電控箱內均設有電加熱裝置及散熱風扇； 一種低溫風冷冷水機組，其中，所述冷凝器為多個相互並聯。
[0008] -種低溫風冷冷水機組，其中，所述蒸發器的外殼纏繞有用於加熱的電絆加熱帶， 所述蒸發器的外殼還設有用於檢測所述蒸發器出口端溫度的溫度傳感器。
[0009] -種低溫風冷冷水機組，其中，所述蒸發器出口端與所述壓縮機入口端之間還設 有用於對壓縮機低壓保護的第一低壓開關，以及用於調節壓縮機低負荷運行的第二低壓開 關。
[0010] 一種低溫風冷冷水機組，其中，所述蒸發器為乾式蒸發器； 所述所述膨脹閥為電子膨脹閥； 所述壓縮機包括螺杆壓縮機或變頻壓縮機； 所述第一油壓差開關為第一電磁閥控制開關； 所述第二油壓差開關為壓縮機油壓保護開關。
[0011] 一種如上述低溫風冷冷水機組的控制方法，其中，包括以步驟： A、 機組通電後，通過控制加熱裝置及散熱風扇分別調節電控箱及隔熱罩內的溫度，根 據蒸發器殼側溫度傳感器溫度的設定值來控制電絆熱帶的啟停； B、 機組根據輸入指令啟動機組，當壓縮機出口端壓力達到壓力維持閥預設值後，冷媒 通過壓力維持閥進入冷凝器； C、 機組通過與冷凝器相連接的電磁閥控制對應冷凝器的啟、停，以及根據冷凝壓力調 節設置於冷凝器外殼的風機電機的輸出功率； D、 當壓縮機在低於預定負荷運行或壓縮機兩端油壓差低於預定值時，機組通過控制第 一電磁閥、第一壓差開關、第二壓差開關加速回油；當壓縮機在低於預定負荷運行時，機組 通過控制第二電磁閥加速壓縮機回油。
[0012] E、機組根據第一低壓開關控制壓縮機的啟、停，根據第二低壓開關的設定值以及 蒸發器出水溫度來控制壓縮機的加載或強制卸載。
[0013] 一種低溫風冷冷水機組的控制方法，其中，所述冷凝器為多個並聯，所述步驟C還 包括： C1、冷凝壓力總體逐漸上升時，啟動風機並調節風機電機頻率直至滿頻，根據冷凝壓力 變化範圍增加冷凝器並聯的數量； C2、冷凝壓力總體逐漸下降時，啟動風機並調節風機電機頻率直至最低頻，根據冷凝壓 力的變化範圍減少冷凝器並聯的數量以及風機電機的啟停。
[0014] 一種低溫風冷冷水機組的控制方法，其中，所述步驟D還包括： D1、機組根據壓縮機的負荷調節來控制第二電磁閥的開關，當壓縮機在低於預定負荷 運行時，第二電磁閥要打開，使蒸發器內冷媒流速增加；當壓縮機高於或等於預定負荷運行 時，第二電磁閥關閉； D2、當壓縮機兩端的油壓差低於第一設定值時，第一油壓差開關動作，第一電磁閥打 開；當壓縮機兩端的油壓差低於第二設定值時，第二油壓差開關動作，壓縮機停機。當壓縮 機兩端的油壓差高於第一設定值時，第一電磁閥按系統預頂間隔實現開、關； 一種低溫風冷冷水機組的控制方法，其中，所述步驟E包括以下具體步驟： 步驟E1 :當壓縮機的蒸發壓力下降至第二低壓開關的設定值時，機組強制壓縮機卸載 至設定功率運行。
[0015] 步驟E2 :當壓縮機的蒸發壓力高於第二低壓開關的設定值時，機組根據出水溫度 來控制壓縮機加載或卸載。
[0016] 本發明所提供的一種風冷冷水機組及其控制方法，由於採用了乾式蒸發器與二次 油分離器相結合的方式，並設有低壓保護開關、第一、第二油壓差開關，能夠使系統回油效 率更高，克服低溫壓縮機回油困難的問題，從而保證壓縮機的正常運轉。並且在壓縮機的 出口端設有壓力維持閥，能夠保證機組啟動時，壓縮機兩端快速建立壓差，縮短機組啟動時 間。機組可根據蒸發器的出水溫度來調節壓縮機的加載或卸載，保證機組處在高效節能的 狀態運行，大大節省功率，減少運營成本；採用隔熱罩對壓縮機周圍環境進行溫度控制，保 證壓縮機部件的安全，延長壓縮機壽命；採用電加熱保溫措施，保證電控箱內電氣元器件的 安全、可靠；採用冷凝器換熱面積調節與通過風機電機變頻調節風量，即根據工況的變化， 通過冷凝壓力的控制來調節冷凝器的換熱面積與風量，保證機組處在一個安全可靠的狀態 下運行。本發明採用的上述技術方案，使所述的低溫風冷冷水機組客服低溫環境下機組無 法啟動、壓縮機不能快速建立壓差、壓縮機回油困難等問題，機組能夠在-40°c低溫環境下 持續製冷，為核電設備提供充足的循環冷卻水，確保核電設備的正常、安全運轉。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發明低溫風冷冷水機組的主視圖。
[0018] 圖2是本發明低溫風冷冷水機組的左視圖。
[0019] 圖3是本發明低溫風冷冷水機組的原理示意圖。
[0020] 圖4是本發明低溫風冷冷水機組控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0021] 為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚、明確，以下參照附圖並舉實施例對 本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用 於限定本發明。
[0022] 請參見圖1、及圖3所示的一種低溫風冷冷水機組，包括：用於控制機組運行的電 控箱1 ; 用於將低溫低壓氣態冷媒壓縮為高溫高壓氣態冷媒的壓縮機2 ; 用於通過與外界熱交換將所述壓縮機2排除的高溫高壓氣態冷媒降溫成為低溫高壓 液態或氣液混合物的冷凝器； 以及位於機組外殼上端用於加速冷凝器散熱的風機4,所述壓縮機2的出口端與所述 冷凝器的入口端通過管路相連通； 用於將冷凝器排出的液態或氣液混合狀態的低溫高壓冷媒降壓的膨脹閥5,所述膨脹 閥5的入口端與所述冷凝器的出口端通過管路相相連； 用於使低溫低壓液態冷媒吸熱汽吸熱變為低溫低壓的氣態冷媒的蒸發器6,所述蒸發 器6的入口端與所述膨脹閥5的出口端通過管路相連，所述蒸發器6的出口端與所述壓縮 機2的入口端相連。所述壓縮機2出口端與所述冷凝器的入口端之間還設有用於快速建立 壓差的壓力維持閥7,所述壓力維持閥7的入口端與所述壓縮機2的出口端之間還設有二次 油分離器8。
[0023] 進一步地，如圖3所示，所述二次油分離器8的入口端與所述壓縮機2的出口端相 連說述二次油分離器8的出口端與所述壓力維持閥7的入口端相連，壓縮機2出口端流出 的高溫高壓冷媒中含有部分潤滑油，經過二次油分離器8將潤滑油與冷媒分離後由二次油 分離器8的出口端留出。所述二次油分離器8的回油端與所述壓縮機2入口端通過第一電 磁閥91相連。所述壓縮機2進口端與出口端之間連接有第一油壓差開關110,所述當一電 磁閥91打開時，滑油經所述二次油分離器8的回油端流向壓縮機2 口端。當壓縮機2兩端 油壓差低於F1時，所述第一油壓差開關110動作，所述第一電磁閥91打開，潤滑油從二次 油分離器8回油端流向壓縮機入口端。所述壓縮機2的入口端為低壓端，出口端為高壓端， 即軟化油由高壓端流回高壓端，完成壓縮機2的回油過程。當壓縮機2兩端的油壓差高於 F1時，第一電磁閥91按設定時間間隔進行開、關，以便實現壓縮機運行過程中自動回油。為 起到對壓縮機2低油壓狀態的保護作用，在所述壓縮機2的出口端與入口端之間還設有第 二油壓差開關120。當壓縮機2兩端的油壓差由F1繼續降低至F2時，第二油壓差開關120 動作，壓縮機2停機。F1和F2值得設定，依據具體情況，根據壓縮機2功率大小，及正常運 行時的油壓大小而定。
[0024] 進一步地，所述蒸發器6的進口端與所述壓縮機2的出口端之間還設有第二電磁 閥92。當所述壓縮機2以低於50%負荷運行時，所述第二電磁閥92動作，此時壓縮機2出 口端部分高溫高壓的氣態冷媒通過第二電磁閥92流入所述蒸發器6的入口端，使蒸發器6 內部的冷媒流速增加。因為當壓縮機處於低於50%負荷運行時，流經壓縮機2的冷媒速度 降低，導致壓縮機2的回油不及時，容易造成停機等問題。冷媒從壓縮機2的出口端到蒸發 器6的入口端由於是由於高壓端流向低壓端，因此該支路冷媒流速比蒸發器6入口端的冷 媒流速大，這樣就促使冷媒整體流速增加，便於壓縮機2及時回油。當壓縮機2高於或等於 50 %負荷運行時，第二電磁閥92關閉。
[0025] 本實施例所述的低溫風冷冷水機組，其中所述壓縮機2為無段容調螺杆壓縮機或 有段容調螺杆壓縮機，所述壓縮機2長期運行調節範圍為25%?100%無段容調或者25%、 50%、75%、100% 有段容調。
[0026] 較佳的，如圖1所示，在所述壓縮機2的表面設有隔熱罩12,用於隔絕壓縮機2與 外界環境的熱交換，所述隔熱罩12及所述電控箱1內均設有電加熱裝置以及製冷風扇。具 體的：當隔熱罩12內環境溫度低於設定值til時，隔熱罩12內電加熱裝置啟動，並進行加 熱；當隔熱罩12內環境溫度高於設定值tl2時，隔熱罩12內電加熱裝置關閉，停止加熱；當 電控箱1內環境溫度低於設定值t21時，電控箱1內電加熱裝置啟動，並進行加熱；當電控 箱2內環境溫度高於設定值t22時，電控箱1內電加熱裝置關閉，停止加熱；當隔熱罩1 2 內環境溫度高於設定值tl3時，隔熱罩12內散熱風扇啟動，並進行排風冷卻；當隔熱罩內環 境溫度低於設定值tl4時，隔熱罩12內散熱風扇關閉，停止排風；當電控箱1內環境溫度高 於設定值t23時，電控箱1內散熱風扇啟動，並進行排風冷卻；當電控箱1內環境溫度低於 設定值t24時，電控箱1內散熱風扇關閉，停止排風。
[0027] 進一步地，如圖2及圖3所示，本實施例所述的風冷冷水機組採用四個冷凝器並 聯的方式。具體為：所述壓力維持閥7的出口端與相互並聯的第三電磁閥93、第四電磁閥 94、第五電磁閥95、第六電磁閥96相連。所述第三電磁閥93與第一冷凝器31相連；所述 第四電磁閥94與所述第二冷凝器32相連；所述第五電磁閥95與所述第三冷凝器33相連； 所述第六電磁閥96與所述第四冷凝器34相連。所述第一冷凝器31、第二冷凝器32、第三 冷凝器33、第四冷凝器34均為翅片式換熱器，翅片材質為鋁或銅。機組通過壓縮機2的啟、 停控制第三電磁閥91的開、關，從而控制第一冷凝器31的啟、停。通過冷凝壓力來控制第 四電磁閥94、第五電磁閥95、第六電磁閥96的開關，從而分別實現對第二冷凝器31、第三冷 凝器33第四冷凝器34的控制，保證壓縮機2能夠安全、穩定運行。並且，機組用於加速冷 凝器散熱的風機4的電機5為變頻電機，機組根據冷凝壓力的變化，調整電機5的頻率。具 體的：當冷凝壓力總體逐漸上升時，啟動風機4並調節電機5頻率直至滿頻，根據冷凝壓力 變化範圍增加冷凝器並聯的數量： 當冷凝壓力達到設定值K1?K2之間時，啟動風機4,並調節電機5的頻率，直至電機5 的頻率達到滿頻。
[0028] 當電機5的頻率達到滿頻，系統冷凝壓力達到設定值K3時，打開第四電磁閥94,同 時根據冷凝壓力的變化調節電機5的頻率，直至電機5的頻率達到滿頻。
[0029] 當電機5的頻率又達到滿頻，系統冷凝壓力達到設定值K4時，打開第五電磁閥95， 同時根據冷凝壓力的變化調節電機5的頻率，直至電機5的頻率達到滿頻。
[0030] 當電機5的頻率再次達到滿頻，系統冷凝壓力達到設定值K5時，打開第六電磁閥 96,同時根據冷凝壓力的變化調節電機5的頻率，直至電機5的頻率達到滿頻。
[0031] 當冷凝壓力總體逐漸下降時，啟動風機4並調節電機5頻率直至最低頻，根據冷 凝壓力的變化範圍減少冷凝器並聯的數量以及控制電機5的啟停：當冷凝壓力達到設定值 K6?K7之間時，調節電機5的頻率，直至電機5的頻率達到最低頻率，但此時電機5 -直運 行。
[0032] 當電機5的頻率達到最低頻率，系統冷凝壓力達到設定值K8時，關閉第六電磁閥， 同時根據冷凝壓力的變化調節電機5的頻率，直至電機5的頻率達到最低頻率。
[0033] 當電機5的頻率又達到最低頻率，系統冷凝壓力達到設定值K9時，關閉第第五電 磁閥，同時根據冷凝壓力的變化調節電機5的頻率，直至電機5的頻率達到最低頻率。
[0034] 當電機5的頻率再次達到最低頻率，系統冷凝壓力達到設定值K10時，關閉第四電 磁閥，同時根據冷凝壓力的變化調節電機5的頻率，直至電機5的頻率達到最低頻率。
[0035] 當電機5的頻率又再次達到最低頻率，系統冷凝壓力達到設定值K11時，關閉電機 5,此時系統中第三電磁閥是常開的。根據系統的設計，此時系統一直可以穩定運行。
[0036] 進一步地，如圖3所示，冷媒按照圖3中箭頭方向在機組內循環流動，第一冷凝器 31、第二冷凝器32、第三冷凝器33第四冷凝器34並聯幹路的另一端與貯液器13連接；四 個冷凝器與貯液器13之間連接有針閥14 ;所述針閥14上設有檢測冷凝壓力的壓力傳感器 141 ;貯液器13另一端連接有乾燥過濾器15連接，乾燥過濾器15的另一端與第七電磁閥97 的一端連接；第七電磁閥97的另一端連接有膨脹閥16,膨脹閥16的另一端與蒸發器6的 進液口連接。其中，所述膨脹閥16為電子膨脹閥。
[0037] 進一步地，如圖3所示，所述蒸發器6為乾式蒸發器，所述蒸發器6的外殼一側纏 繞有電絆加熱帶17,並裝有溫度傳感器18,機組根溫度傳感器18的設定值控制電絆加熱帶 17的啟、停。為確保機組的安全運行，在所述蒸發器6的出口端與所述壓縮機2的入口端之 間還設有第一低壓開關130、第二低壓開關140,在所述壓縮機2的出口端與所述二次油分 離器8的入口端之間還設有高壓保護開關150。當蒸發壓力低於設定值P1時，第一低壓開 關130動作，壓縮機2強制卸載75%運行。當蒸發壓力高於設定值P1時，所述第一壓力開 關130按照蒸發器6出口溫度來控制加載或卸載。蒸發壓力低於設定值P2時，所述第二低 壓開關140動作，所述壓縮機2停機；當所述壓縮機2出口壓力高於設定值P3時，所述高壓 保護開關150動作，壓縮機2停機。
[0038] 基於上述實施例本發明還提供一種低溫風冷冷水機組的控制方法，如圖4所示， 具體包括以下步驟： S100、機組通電後，機組根據隔熱罩12內部環境溫度通過溫控器控制隔熱罩12內部的 電加熱裝置與散熱風扇的啟停；根據電控箱1內溫度控制電控箱1內部電加熱器與散熱風 扇的啟停；根據蒸發器6殼側溫度傳感器18的設定值來控制電絆熱帶17的啟停。具體為： 當隔熱罩12內環境溫度低於設定值til時，隔熱罩12內電加熱裝置啟動，並進行加 熱；當隔熱罩12內環境溫度高於設定值tl2時，隔熱罩內電加熱裝置關閉，停止加熱；當電 控箱1內環境溫度低於設定值t21時，電控箱1內電加熱裝置啟動，並進行加熱；當電控箱 1內環境溫度高於設定值t22時，電控箱1內電加熱裝置關閉，停止加熱； 當隔熱罩12內環境溫度高於設定值tl3時，隔熱罩內散熱風扇啟動，並進行排風冷卻； 當隔熱罩12內環境溫度低於設定值tl4時，隔熱罩12內散熱風扇關閉，停止排風；當電控 箱1內環境溫度高於設定值t23時，電控箱1內散熱風扇啟動，並進行排風冷卻；當電控箱 1內環境溫度低於設定值t24時，電控箱1內散熱風扇關閉，停止排風； 當蒸發器6出口端的出水溫度達到殼側溫度傳感器18的設定值T1時啟動電絆熱帶 17,或者可根據不同的溫度點來分級控制電絆熱帶17。
[0039] 當蒸發器6出口端的出水溫度達到殼側溫度傳感器18的設定值T2時關閉電絆熱 帶17,或者可根據不同的溫度點來分級控制電絆熱帶17。
[0040] S120、機組根據輸入指令啟動機組，當壓縮機2的出口端壓力達到壓力維持閥7的 設定值後，壓力維持閥7打開。機組剛啟動時壓力維持閥7處於關閉狀態，這樣壓縮機2兩 端就可以快速建立壓差，當壓差超過壓力維持閥7設定值後，壓力維持閥7打開，高溫高壓 的氣態冷媒通過壓力維持閥7進入冷凝器。
[0041] S130、機組通過與冷凝器相連接的電磁閥控制對應冷凝器的啟、停，以及根據冷凝 壓力調節風機4的電機5的輸出功率。具體為： 當冷凝壓力總體逐漸上升時，啟動風機4並調節電機5頻率直至滿頻，根據冷凝壓力變 化範圍增加冷凝器並聯的數量： 當冷凝壓力達到設定值K1?K2之間時，啟動風機4,並調節電機5的頻率，直至電機5 的頻率達到滿頻。
[0042] 當電機5的頻率達到滿頻，系統冷凝壓力達到設定值K3時，打開第四電磁閥94,同 時根據冷凝壓力的變化調節電機5的頻率，直至電機5的頻率達到滿頻。
[0043] 當電機5的頻率又達到滿頻，系統冷凝壓力達到設定值K4時，打開第五電磁閥95， 同時根據冷凝壓力的變化調節電機5的頻率，直至電機5的頻率達到滿頻。
[0044] 當電機5的頻率再次達到滿頻，系統冷凝壓力達到設定值K5時，打開第六電磁閥 96,同時根據冷凝壓力的變化調節電機5的頻率，直至電機5的頻率達到滿頻。
[0045] 當冷凝壓力總體逐漸下降時，啟動風機4並調節電機5頻率直至最低頻，根據冷 凝壓力的變化範圍減少冷凝器並聯的數量以及控制電機5的啟停：當冷凝壓力達到設定值 K6?K7之間時，調節電機5的頻率，直至電機5的頻率達到最低頻率，但此時電機5 -直運 行。
[0046] 當電機5的頻率達到最低頻率，系統冷凝壓力達到設定值K8時，關閉第六電磁閥， 同時根據冷凝壓力的變化調節電機5的頻率，直至電機5的頻率達到最低頻率。
[0047] 當電機5的頻率又達到最低頻率，系統冷凝壓力達到設定值K9時，關閉第第五電 磁閥，同時根據冷凝壓力的變化調節電機5的頻率，直至電機5的頻率達到最低頻率。
[0048] 當電機5的頻率再次達到最低頻率，系統冷凝壓力達到設定值K10時，關閉第四電 磁閥，同時根據冷凝壓力的變化調節電機5的頻率，直至電機5的頻率達到最低頻率。
[0049] 當電機5的頻率又再次達到最低頻率，系統冷凝壓力達到設定值K11時，關閉電機 5,此時系統中第三電磁閥是常開的。根據系統的設計，此時系統一直可以穩定運行。
[0050] S140、當壓縮機2低於預定負荷運行或壓縮機兩端油壓差過低時，系統通過控制 第一電磁閥91、第二電磁閥92、第一油壓差開關110、第二油壓差開關120加速壓縮機回油， 具體的： 當所述壓縮機2以低於50%負荷運行時，所述第二電磁閥92打開，壓縮機2出口端部 分高溫高壓的氣態冷媒通過第二電磁閥92流入所述蒸發器6的入口端，使蒸發器6內冷媒 流速增加，從而加快壓縮機2回油。當所述壓縮機2高於50%負荷運行時，第二電磁閥92 關閉。
[0051] 當壓縮機2兩端油壓差低於F1時，所述第一油壓差開關110動作，所述第一電磁 閥91打開，潤滑油從二次油分離器8回油端流向壓縮機入口端。
[0052] 當壓縮機2兩端的油壓差高於F1時，第一電磁閥91按設定時間間隔進行開、關， 以便實現壓縮機2運行過程中自動回油。
[0053] 當壓縮機2兩端的油壓差由F1繼續降低至F2時，第二油壓差開關120動作，壓縮 機2停機。
[0054] S150、機組根據第一低壓開關130的設定值以及蒸發器6出口端的出水溫度來控 制壓縮機2的加載或強制卸載，根據第二低壓開關140控制壓縮機2的啟、停。具體的： 當蒸發壓力低於設定值P1時，第一低壓開關130動作，壓縮機2強制卸載75%運行。當 蒸發壓力高於設定值P1時，所述第一壓力開關130按照蒸發器6出口溫度來控制加載或卸 載。蒸發壓力低於設定值P2時，所述第二低壓開關140動作，所述壓縮機2停機；當所述壓 縮機2出口壓力高於設定值P3時，所述高壓保護開關150動作，壓縮機2停機。
[0055] 本發明由於採用了乾式蒸發器與二次油分離器相結合的方式，並設有第一低壓保 護開關130、第一油壓差開關110,能夠使壓縮機2回油效率更高，客服低溫壓縮機2回油困 難的問題，從而保證壓縮機2的正常運轉。並且在壓縮機2的出口端設有壓力維持閥7,能 夠保證機組啟動時，壓縮機2兩端快速建立壓差，縮短機組啟動時間。此外，本發明還設有 相應的加熱裝置，使機組各組成器件所處環境溫度為正常工作溫度。本發明採用的上述技 術方案，使所述的低溫風冷冷水機組克服低溫環境下機組無法啟動、壓縮機不能快速建立 壓差、壓縮機回油困難等問題，機組能夠在_40°C低溫環境下持續製冷，為核電設備提供充 足的循環冷卻水，確保核電設備的正常、安全運轉。
[0056] 應當理解的是，本發明的應用不限於上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可 以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保 護範圍。
【權利要求】
1. 一種低溫風冷冷水機組，其特徵在於，包括： 用於與機組電控連接並控制機組運行的電控箱； 用於將低溫低壓氣態冷媒壓縮為高溫高壓氣態冷媒的壓縮機； 用於通過與外界熱交換將所述壓縮機排除的高溫高壓氣態冷媒降溫成為低溫高壓液 態或氣液混合物的冷凝器，及用於加速冷凝器散熱的風機，所述冷凝器入口端與所述壓縮 機的出口端相連； 用於將冷凝器排出的液態或氣液混合狀態的低溫高壓冷媒降壓的膨脹閥，所述壓力膨 脹閥的入口端與所述冷凝器的出口端相連； 用於使低溫低壓液態冷媒吸熱汽化為低溫低壓的氣態冷媒的蒸發器，所述蒸發器的入 口端與所述壓力膨脹閥的出口端相連，所述蒸發器的出口端與所述壓縮機的入口端相連； 所述壓縮機出口端與所述冷凝器的入口端之間還設有用於快速建立壓差的壓力維持 閥，所述壓力維持閥的入口端與所述壓縮機出口端之間還設有二次油分離器；所述二次油 分離器的入口端與所述壓縮機的出口端相連，所述二次油分離器的出口端與所述維持閥的 入口端相連，所述二次油分離器還設有回油端，所述二次油分離器的回油端與所述壓縮機 入口端通過第一電磁閥相連。
2. 根據權利要求1所述的一種低溫風冷冷水機組，其特徵在於，所述壓縮機進口端與 出口端之間連接有用於通過所述壓縮機兩端的油壓差控制所述第一電磁閥打開或閉合的 第一油壓差開關； 所述壓縮機進口端與出口端之間連接有用於通過所述壓縮機兩端的油壓差控制所述 壓縮機啟停的第二油壓差開關； 所述蒸發器的進口端與所述壓縮機的出口端之間設有用於調節蒸發器內冷媒流速的 第二電磁閥； 所述壓縮機表面設有隔熱罩，所述隔熱罩與電控箱內均設有電加熱裝置及散熱風扇。
3. 根據權利要求1所述的一種低溫風冷冷水機組，其特徵在於，所述冷凝器為多個相 互並聯。
4. 根據權利要求1所述的一種低溫風冷冷水機組，其特徵在於，所述蒸發器的外殼纏 繞有用於加熱的電絆加熱帶，所述蒸發器的外殼還設有用於檢測所述蒸發器出口端溫度的 溫度傳感器。
5. 根據權利要求1所述的一種低溫風冷冷水機組，其特徵在於，所述蒸發器出口端與 所述壓縮機入口端之間還設有用於對壓縮機低壓保護的第一低壓開關，以及用於調節壓縮 機低負荷運行的第二低壓開關。
6. 根據權利要求1-5任意一項所述的一種低溫風冷冷水機組，其特徵在於，所述蒸發 器為乾式蒸發器； 所述所述膨脹閥為電子膨脹閥； 所述壓縮機包括螺杆壓縮機或變頻壓縮機； 所述第一油壓差開關為第一電磁閥控制開關； 所述第二油壓差開關為壓縮機油壓保護開關。
7. -種如權利要求1-6任意一項所述低溫風冷冷水機組的控制方法，其特徵在於，包 括以步驟： A、 機組通電後，通過控制加熱裝置及散熱風扇分別調節電控箱及隔熱罩內的溫度，根 據蒸發器殼側溫度傳感器溫度的設定值來控制電絆熱帶的啟停； B、 機組根據輸入指令啟動機組，當壓縮機出口端壓力達到壓力維持閥預設值後，冷媒 通過壓力維持閥進入冷凝器； C、 機組通過與冷凝器相連接的電磁閥控制對應冷凝器的啟、停，以及根據冷凝壓力調 節設置於冷凝器外殼的風機電機的輸出功率； D、 當壓縮機在低於預定負荷運行或壓縮機兩端油壓差低於預定值時，機組通過控制第 一電磁閥、第一壓差開關、第二壓差開關加速回油；當壓縮機在低於預定負荷運行時，機組 通過控制第二電磁閥加速壓縮機回油； E、 機組根據第一低壓開關控制壓縮機的啟、停，根據第二低壓開關的設定值以及蒸發 器出水溫度來控制壓縮機的加載或強制卸載。
8. 根據權利要求7所述的一種低溫風冷冷水機組的控制方法，其特徵在於，所述冷凝 器為多個並聯，所述步驟C還包括： C1、冷凝壓力總體逐漸上升時，啟動風機並調節風機電機頻率直至滿頻，根據冷凝壓力 變化範圍增加冷凝器並聯的數量； C2、冷凝壓力總體逐漸下降時，啟動風機並調節風機電機頻率直至最低頻，根據冷凝壓 力的變化範圍減少冷凝器並聯的數量以及風機電機的啟停。
9. 根據權利要求7所述的一種低溫風冷冷水機組的控制方法，其特徵在於，所述步驟D 還包括： D1、機組根據壓縮機的負荷調節來控制第二電磁閥的開關，當壓縮機在低於預定負荷 運行時，第二電磁閥要打開，使蒸發器內冷媒流速增加；當壓縮機高於或等於預定負荷運行 時，第二電磁閥關閉； D2、當壓縮機兩端的油壓差低於第一設定值時，第一油壓差開關動作，第一電磁閥打 開；當壓縮機兩端的油壓差低於第二設定值時，第二油壓差開關動作，壓縮機停機；當壓縮 機兩端的油壓差高於第一設定值時，第一電磁閥按系統預設間隔實現開、關。
10. 根據權利要求7所述的一種低溫風冷冷水機組的控制方法，其特徵在於，所述步驟 E包括以下具體步驟： 步驟E1 :當壓縮機的蒸發壓力下降至第二低壓開關的設定值時，機組強制壓縮機卸載 至設定功率運行； 步驟E2:當壓縮機的蒸發壓力高於第二低壓開關的設定值時，機組根據出水溫度來控 制壓縮機加載或卸載。
【文檔編號】F24F3/00GK104089347SQ201410285345
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】張景衛, 邱育群, 李逸進, 陳華, 張學偉, 歐陽惕 申請人:廣東申菱空調設備有限公司