具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

图2为本发明实施例中一种多机头冷水机组的结构示意图，如图2所示，该多机头冷水机组可包括压缩机100、冷凝器200、蒸发器300和节流阀400。其中，压缩机100、冷凝器200、节流阀400和蒸发器300顺序连通形成冷媒循环回路。需要说明的是，本发明实施例中，顺序连通仅说明各个器件之间连接的顺序关系，而各个器件之间还可包括其他器件，例如截止阀等。

在制冷时，压缩机100将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器200，高温高压冷媒气体在冷凝器200中与冷却水换热，冷媒释放热量，释放的热量被冷却水带到室外环境空气中，冷媒则发生相变而冷凝成液态或气液两相冷媒。冷媒流出冷凝器200，进入节流阀400降温降压变成低温低压的冷媒。低温低压的冷媒进入蒸发器300，冷媒吸收蒸发器300内的冷冻水的热量，使蒸发器300内的冷冻水的温度降低，实现制冷效果。冷媒则发生相变而蒸发成低温低压的冷媒气体，回流入压缩机100，实现冷媒的循环利用。制冷循环压-焓图如图3所示。本实施例的蒸发器300还与用户端侧相连，蒸发器300内的冷冻水的温度降低后，进入用户侧，并且蒸发器300内的冷冻水可由用户侧补充。

其中，所述压缩机100为多台，可以为磁悬浮离心式压缩机或螺杆式压缩机，压缩机的运行数量可以根据运行情况进行调整，每台压缩机的入口设置有吸气温度传感器和吸气压力传感器，每台压缩机的出口设置有排气压力传感器和排气温度传感器，蒸发器300上设置有蒸发压力传感器，冷凝器200上设置有冷凝压力传感器，节流阀400可以为电子膨胀阀。

该多机头冷水机组的控制器被配置为：

根据各运行压缩机的吸气压力和吸气温度确定各所述运行压缩机的吸气理论比焓和吸气密度；

根据各所述运行压缩机的排气压力和排气温度确定各所述运行压缩机的排气理论比焓；

根据各所述运行压缩机的功率、所述吸气理论比焓、所述排气理论比焓和所述吸气密度确定总吸气体积流量；

根据所述总吸气体积流量和压比确定所述压缩机的目标运行数量，所述压比为所述冷凝器的冷凝压力与所述蒸发器的蒸发压力的比值。

本实施例中，采集各运行压缩机吸气压力、吸气温度、排气压力、排气温度、冷凝器的冷凝压力和蒸发器的蒸发压力，然后根据吸气压力和吸气温度确定各运行压缩机的吸气理论比焓和吸气密度，再根据排气压力和排气温度确定各运行压缩机的排气理论比焓，然后根据各运行压缩机的功率、吸气理论比焓、排气理论比焓和吸气密度确定总吸气体积流量，最后根据总吸气体积流量和压比可确定压缩机的目标运行数量，其中，压比为冷凝器的冷凝压力与蒸发器的蒸发压力的比值。

为了确定准确的吸气理论比焓，在本申请优选的实施例中，可根据公式一确定吸气理论比焓，公式一具体为：

h1＝(a1+a2*x+a3*x1^2+a4*x1^3+a5*y1+a6*y1^2)/(1+a7*x1+a8*x1^2+a9*x1^3+a10*y1)

其中，h1为所述吸气理论比焓，a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a10为第一组预设常数，x1为所述吸气压力，y1为所述吸气温度。

为了确定准确的吸气密度，在本申请优选的实施例中，可根据公式二确定吸气密度，公式二具体为：

ρ＝(b1+b2*ln(x1)+b3*(ln(x1))^2+b4*(ln(x1))^3+b5*y1)/(1+b6*ln(x1)+b7*(ln(x1))^2+b8*y1+b9*y1^2+b10*y1^3)

其中，ρ为所述吸气密度，b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8、b9、b10为第二组预设常数，x1为所述吸气压力，y1为所述吸气温度。

为了确定准确的排气理论比焓，在本申请优选的实施例中，可根据公式三确定排气理论比焓，公式三具体为：

h2＝(a1+a2*x+a3*x2^2+a4*x2^3+a5*y2+a6*y2^2)/(1+a7*x2+a8*x2^2+a9*x2^3+a10*y2)

其中，h2为所述排气理论比焓，a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a10为所述第一组预设常数，x2为所述排气压力，y2为所述排气温度。

为了确定准确的目标运行数量，在本申请一些实施例中，所述控制器具体被配置为：

根据所述总吸气体积流量分别与各可选运行数量的比值确定与各所述可选运行数量对应的单压缩机吸气体积流量；

根据各所述单压缩机吸气体积流量和所述压比确定与各所述可选运行数量对应的压缩机效率；

根据各所述压缩机效率中的最高效率和当前运行数量下的当前压缩机效率确定所述目标运行数量。

本实施例中，可选运行数量是根据所述压缩机的台数确定的，举例来说，若压缩机为4台，可选运行数量为1、2、3和4。先根据总吸气体积流量分别与各可选运行数量的比值确定与各可选运行数量对应的单压缩机吸气体积流量，然后根据各单压缩机吸气体积流量和压比确定与各可选运行数量对应的压缩机效率，选取与各所述可选运行数量对应的压缩机效率中最高的一个作为最高效率，根据最高效率和当前运行数量下的当前压缩机效率可确定目标运行数量。

需要说明的是，以上优选实施例的方案仅为本申请所提出的一种具体实现方案，其他根据总吸气体积流量和压比确定压缩机的目标运行数量的方式均属于本申请的保护范围。

为了确定准确的各可选运行数量对应的压缩机效率，在本申请优选的实施例中，根据公式四确定各可选运行数量对应的压缩机效率，公式四具体为：

η＝(c1+c3*ln(λ)+c5*ln(q)+c7*(ln(λ))^2+c9*(ln(q))^2+c11*ln(λ)*ln(q))/(1+c2*ln(λ)+c4*ln(q)+c6*(ln(λ))^2+c8*(ln(q))^2+c10*ln(λ)*ln(q))

其中，η为所述压缩机效率，c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11为第三组预设常数，λ为所述压比，q为所述单压缩机吸气体积流量。

为了确定准确的目标运行数量，在本申请一些实施例中，所述控制器还具体被配置为：

若所述最高效率与所述当前压缩机效率的差值不小于预设差值，将所述最高效率下的可选运行数量作为所述目标运行数量；

若所述差值小于所述预设差值，将所述当前运行数量作为所述目标运行数量。

本实施例中，确定最高效率与当前压缩机效率的差值，若差值不小于预设差值，说明需要改变当前运行数量，将最高效率下的可选运行数量作为目标运行数量，并进入切机程序，平稳过渡。

若差值小于预设差值，为避免压缩机频繁切机，不需要改变当前运行数量，将当前运行数量作为目标运行数量。

本领域技术人员可根据实际情况灵活设定该预设差值，不同的预设差值均属于本申请的保护范围。

为了确定准确的总吸气体积流量，在本申请一些实施例中，所述控制器具体被配置为：

根据所述功率与焓差值的比值确定各所述运行压缩机的吸气质量流量，所述焓差值为所述排气理论比焓与所述吸气理论比焓的差；

根据所述吸气质量流量与所述吸气密度的比值确定各所述运行压缩机的吸气体积流量；

根据各所述吸气体积流量的和确定所述总吸气体积流量。

本实施例中，先根据压缩机的功率与焓差值的比值确定各运行压缩机的吸气质量流量，该焓差值为排气理论比焓与吸气理论比焓的差，然后根据吸气质量流量与吸气密度的比值确定吸气体积流量，最后根据各吸气体积流量的和确定总吸气体积流量。

为了提高目标运行数量的准确性，在本申请一些实施例中，所述单压缩机吸气体积流量为经过预设滤波处理后的单压缩机吸气体积流量，所述压比为经过所述预设滤波处理后的压比。

本实施例中，原始的单压缩机吸气体积流量和压比可能存在无效数据，通过将单压缩机吸气体积流量和压比进行滤波处理，提高了单压缩机吸气体积流量和压比的准确性，进而提高了目标运行数量的准确性。

通过应用以上技术方案，包括多台压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀和控制器的多机头冷水机组中，控制器被配置为：根据各运行压缩机的吸气压力和吸气温度确定各所述运行压缩机的吸气理论比焓和吸气密度；根据各所述运行压缩机的排气压力和排气温度确定各所述运行压缩机的排气理论比焓；根据各所述运行压缩机的功率、所述吸气理论比焓、所述排气理论比焓和所述吸气密度确定总吸气体积流量；根据所述总吸气体积流量和压比确定所述压缩机的目标运行数量，所述压比为所述冷凝器的冷凝压力与所述蒸发器的蒸发压力的比值，通过机组参数确定最佳负荷分配方案，提高了压缩机运行可靠性和效率。

为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的应用场景，对本发明的技术方案进行说明。

本发明实施例提出一种多机头冷水机组的控制方法，应用于包括4台压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀和控制器的4机头冷水机组中，4台压缩机均在运行状态，该方法包括以下步骤：

步骤一，采集运行压缩机的吸气压力(P₁₁、P₁₂、P₁₃、P₁₄)、吸气温度(T₁₁、T₁₂、T₁₃、T₁₄)、排气压力(P₂₁、P₂₂、P₂₃、P₂₄)、排气温度(T₂₁、T₂₂、T₂₃、T₂₄)、蒸发压力Pe、冷凝器压力Pc。

步骤二，由公式一实时计算运行压缩机的吸气理论比焓(h₁₁、h₁₂、h₁₃、h₁₄，由公式三实时计算运行压缩机的排气理论比焓(h₂₁、h₂₂、h₂₃、h₂₄)。

步骤三，由公式二实时计算运行压缩机吸气密度(ρ₁₁、ρ₁₂、ρ₁₃、ρ₁₄)，实时计算系统压比λ，λ＝Pc/Pe。

步骤四，根据采集的运行压缩机功率(W1、W2、W3、W4)分别计算运行压缩机制冷剂质量流量(q_m1、q_m2、q_m3、q_m4)，制冷剂质量流量q_m＝W/(h2-h1)。再由算得的q_m、ρ分别计算运行压缩机制冷剂体积流量(q_v1、q_v2、q_v3、q_v4)，体积流量q_v＝q_m/ρ，将q_v1、q_v2、q_v3、q_v4相加后得到机组总吸气体积流量q_v总。

步骤五，计算可选运行数量下压缩机吸气体积流量(q’_v1、q’_v2、q’_v3、q’_v4)，q’_v＝q_v总/N＝(q_v1+q_v2+q_v3+q_v4)/N，N为不同的可选运行数量(分别为1,2,3,4)。

步骤六，最后由测算得到的压缩机吸气体积流量q’_v和系统压比λ，将吸气体积流量q’_v和系统压比λ经滤波处理后，根据公式四得出不同可选运行数量下压缩机的效率η，对比各方案下压缩机效率，确定最高效率。

步骤七，若最高效率与当前压缩机效率的差值不小于预设差值，将最高效率下的可选运行数量作为目标运行数量，并进入切机程序，平稳过渡；

若差值小于预设差值，维持当前运行数量。

本实施例中多机头冷水机组的控制方法的节能控制效果如图4所示。

与本申请实施例中的一种多机头冷水机组相对应，本申请实施例还提出了一种多机头冷水机组的控制方法，应用于包括多台压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀和控制器的多机头冷水机组中，如图5所示，所述方法包括：

步骤S501，根据各运行压缩机的吸气压力和吸气温度确定各所述运行压缩机的吸气理论比焓和吸气密度；

步骤S502，根据各所述运行压缩机的排气压力和排气温度确定各所述运行压缩机的排气理论比焓；

步骤S503，根据各所述运行压缩机的功率、所述吸气理论比焓、所述排气理论比焓和所述吸气密度确定总吸气体积流量；

为了确定准确的总吸气体积流量，在本申请一些实施例中，根据各所述运行压缩机的功率、所述吸气理论比焓、所述排气理论比焓和所述吸气密度确定总吸气体积流量，具体为：

根据所述功率与焓差值的比值确定各所述运行压缩机的吸气质量流量，所述焓差值为所述排气理论比焓与所述吸气理论比焓的差；

根据所述吸气质量流量与所述吸气密度的比值确定各所述运行压缩机的吸气体积流量；

根据各所述吸气体积流量的和确定所述总吸气体积流量。

步骤S504，根据所述总吸气体积流量和压比确定所述压缩机的目标运行数量，所述压比为所述冷凝器的冷凝压力与所述蒸发器的蒸发压力比值。

为了确定准确的目标运行数量，在本申请一些实施例中，根据所述总吸气体积流量和压比确定所述压缩机的目标运行数量，具体为：

根据所述总吸气体积流量分别与各可选运行数量的比值确定与各所述可选运行数量对应的单压缩机吸气体积流量；

根据各所述单压缩机吸气体积流量和所述压比确定与各所述可选运行数量对应的压缩机效率；

根据各所述压缩机效率中的最高效率和当前运行数量下的当前压缩机效率确定所述目标运行数量。

为了确定准确的目标运行数量，在本申请一些实施例中，根据各所述压缩机效率中的最高效率和当前运行数量下的当前压缩机效率确定所述目标运行数量，具体为：

若所述最高效率与所述当前压缩机效率的差值不小于预设差值，将所述最高效率下的可选运行数量作为所述目标运行数量；

若所述差值小于所述预设差值，将所述当前运行数量作为所述目标运行数量。

为了提高目标运行数量的准确性，在本申请一些实施例中，所述单压缩机吸气体积流量为经过预设滤波处理后的单压缩机吸气体积流量，所述压比为经过所述预设滤波处理后的压比。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。