蒸发冷却式直膨机组及其控制方法
阅读说明：本技术 蒸发冷却式直膨机组及其控制方法 (Evaporative cooling type direct expansion unit and control method thereof ) 是由 陈培生 郑乔扬 刘洋 于 2020-12-10 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种蒸发冷却式直膨机组及其控制方法,其中的蒸发冷却式直膨机组,包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器,所述压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器顺次连接形成冷媒制冷循环,所述压缩机为气悬浮压缩机。根据本发明,一方面采用了气悬浮压缩机能够无需针对其设计相应的冷却润滑油路,从而能够使所述机组的系统设计更加简单,有效避免采用冷却润滑油路的系统中油位过高或者过低产生的不利影响；另一方面采用所述蒸发器的冷媒直膨实现空间制冷无需现有技术中的常规冷水主机及末端的型式,从而能够提升机组系统的换热效率,并使机组结构更加紧凑,占地面积更小。(The invention provides an evaporation cooling type direct expansion unit and a control method thereof, wherein the evaporation cooling type direct expansion unit comprises a compressor, a condenser, a throttling device and an evaporator, the compressor, the condenser, the throttling device and the evaporator are sequentially connected to form a refrigerant refrigeration cycle, and the compressor is an air suspension compressor. According to the invention, on one hand, the gas suspension compressor is adopted, and a corresponding cooling and lubricating oil way does not need to be designed aiming at the gas suspension compressor, so that the system design of the unit is simpler, and the adverse effect caused by overhigh or overlow oil level in the system adopting the cooling and lubricating oil way is effectively avoided; on the other hand, the refrigerant direct expansion of the evaporator is adopted to realize space refrigeration without a conventional cold water main machine and a tail end type in the prior art, so that the heat exchange efficiency of a unit system can be improved, the unit structure is more compact, and the occupied area is smaller.)
技术领域
本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种蒸发冷却式直膨机组及其控制方法。
背景技术
常规水冷冷水机组采用冷却塔及冷却管路的形式为空调系统提供冷却水，系统换热效率低，设备复杂。常规冷水主机通常采用磁悬浮离心式压缩机、常规离心式压缩机、螺杆式压缩机或涡旋式压缩机，磁悬浮压缩机无需配备润滑油，但需配备电磁轴承、位置传感器、备用轴承和一系列复杂控制系统，同时，在后期保养、动力损失、电气故障等问题上，磁悬浮压缩机都存在一系列问题。其他的压缩机则需配备润滑油以及配套的管路及油分离器，润滑油会影响两器的换热效率从而导致能效过低，同时，润滑油过低或过高都会对系统造成不利影响，后期运维成本高。
发明内容
因此，本发明提供一种蒸发冷却式直膨机组及其控制方法，能够克服现有技术中常规水冷冷水机组需要油路润滑等导致的油路管路复杂、运维成本高的不足。
为了解决上述问题，本发明提供一种蒸发冷却式直膨机组，包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器，所述压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器顺次连接形成冷媒制冷循环，所述压缩机为气悬浮压缩机。
优选地，所述冷凝器为蒸发式冷凝器，所述冷凝器处设有喷淋装置，所述喷淋装置能够将其具有的冷却水喷淋至所述冷凝器上。
优选地，所述喷淋装置包括水泵、处于所述冷凝器顶部的喷淋管以及处于所述冷凝器的底部的水箱，所述水泵能够将所述水箱中的冷却水泵送至所述喷淋管中。
优选地，所述喷淋管的上部设有挡水板。
优选地，所述冷凝器外设有填料。
优选地，所述蒸发冷却式直膨机组，还包括外壳，所述外壳具有容纳空间，所述容纳空间包括相互独立的冷凝器安装空间及蒸发器安装空间，所述蒸发器安装于所述蒸发器安装空间内，所述压缩机、冷凝器安装于所述冷凝器安装空间内。
优选地，所述蒸发器安装空间的相对两侧对应的外壳上构造有回风口、新风口，所述蒸发器安装空间内还设有送风风机，所述蒸发器处于所述送风风机与所述回风口及所述新风口之间。
优选地，所述冷凝器安装空间的顶部还设有冷凝风机，所述冷凝风机能够驱动冷却气流由下而上流动。
本发明还提供一种蒸发冷却式直膨机组的控制方法，用于控制上述的蒸发冷却式直膨机组，包括如下步骤：
获取所述蒸发器的送风温度T送及用户设定温度T设；
比较T设与T送的大小关系；
根据所述大小关系控制调整所述压缩机的运行频率以及所述水泵的运转速度。
优选地，
当T送≤T设时，控制降低所述压缩机的运行频率，并控制降低所述水泵的运转速度；和/或，
当T送＞T设时，控制升高所述压缩机的运行频率，并控制升高所述水泵的运转速度。
本发明提供的一种蒸发冷却式直膨机组及其控制方法，与现有技术中的常规冷水机组相比较，一方面采用了气悬浮压缩机能够无需针对其设计相应的冷却润滑油路，从而能够使所述机组的系统设计更加简单，有效避免采用冷却润滑油路的系统中油位过高或者过低产生的不利影响；另一方面采用所述蒸发器的冷媒直膨实现空间制冷无需现有技术中的常规冷水主机及末端的型式，从而能够提升机组系统的换热效率，并使机组结构更加紧凑，占地面积更小。
附图说明
图1为本发明一种实施例的蒸发冷却式直膨机组的原理结构示意图(图中箭头示出冷媒的流动方向)；
图2为本发明一种实施例的蒸发冷却式直膨机组的立体结构示意图；
图3为图2的内部主要部件的分解示意图。
附图标记表示为：
1、压缩机；2、冷凝器；21、冷凝风机；3、节流装置；4、蒸发器；41、送风风机；51、喷淋管；52、水箱；53、水泵；54、挡水板；55、填料；61、外壳；611、回风口；612、新风口；62、电控箱。
具体实施方式
结合参见图1至图3所示，根据本发明的实施例，提供一种蒸发冷却式直膨机组，包括压缩机1、冷凝器2、节流装置3、蒸发器4，所述压缩机1、冷凝器2、节流装置3、蒸发器4顺次连接形成冷媒制冷循环，所述压缩机1为气悬浮压缩机。该技术方案与现有技术中的常规冷水机组相比较，一方面采用了气悬浮压缩机能够无需针对其设计相应的冷却润滑油路，从而能够使所述机组的系统设计更加简单，有效避免采用冷却润滑油路的系统中油位过高或者过低产生的不利影响；另一方面采用所述蒸发器4的冷媒直膨实现空间制冷无需现有技术中的常规冷水主机及末端的型式，从而能够提升机组系统的换热效率，并使机组结构更加紧凑，占地面积更小。
所述冷凝器2优选采用蒸发器冷凝器，其可以采用单独的风冷，而为了进一步提升机组的换热效率，所述冷凝器2处设有喷淋装置，所述喷淋装置能够将其具有的冷却水喷淋至所述冷凝器2上，从而能够利用冷却水形成的水膜进一步提升所述冷凝器2的换热效率，进一步提高了机组能效。具体的，所述喷淋装置包括水泵53、处于所述冷凝器2顶部的喷淋管51以及处于所述冷凝器2的底部的水箱52，其中所述喷淋管51是喷淋所述冷却水的直接部件，而所述水箱52则能够对上部换热后的冷却水予以收集，所述水泵53能够将所述水箱52中的冷却水泵送至所述喷淋管51中，实现冷却水的循环利用，从而使所述机组更加环保。
最好的，所述冷凝器2外设有填料55，所述填料55上具有多个的凹部与凸部，以能够引导所述冷却水进而提升所述冷却水与所述冷凝器2的外表面之间的接触面积，这利于进一步提升所述冷凝器2的换热效率，所述填料55例如可以采用具有凹部与凸部的多片塑料叠装形成。
在一些实施方式中，所述蒸发冷却式直膨机组，还包括外壳61，所述外壳61具有容纳空间，所述容纳空间包括相互独立的冷凝器安装空间及蒸发器安装空间，所述蒸发器4安装于所述蒸发器安装空间内，所述压缩机1、冷凝器2安装于所述冷凝器安装空间内，而可以理解的，所述冷凝器安装空间内将构造相应的冷凝风道，而所述蒸发器安装空间内将构造相应的送风风道，所述蒸发器4与所述冷凝器2分处两个相对独立的空间，换热气流彼此互不干涉。
优选地，所述蒸发器安装空间的相对两侧对应的外壳61上构造有回风口611、新风口612，所述蒸发器安装空间内还设有送风风机41，所述蒸发器4处于所述送风风机41与所述回风口611及所述新风口612之间，从而在所述送风风机41的驱动作用下，外部回风或者新风将分别经由所述回风口611、新风口612进入所述蒸发器安装空间内混合后与所述蒸发器4形成热交换降温后由所述送风风机41的出风口送至温度调节空间内。
最好的，所述冷凝器安装空间的顶部还设有冷凝风机21，所述冷凝风机21能够驱动冷却气流由下而上流动，该技术方案中，所述冷凝风机21形成的冷却气流由下而上流动其与所述喷淋装置形成的冷却水由上而下流动方向相反，进而形成换热的逆流能够进一步提升冷凝器2的换热效率，另外，风冷与水冷的双重冷却也能够进一步提升冷凝器2的换热效率。此时，最好的，在所述喷淋管51的上部与所述冷凝风机21之间设置挡水板54，防止冷却气流携带冷却水逸出机组之外。
而可以理解的，所述机组内还设有相应的电控箱62，以能够对所述机组内的各种电气部件形成电气连接。
根据本发明的实施例，还提供一种蒸发冷却式直膨机组的控制方法，用于控制上述的蒸发冷却式直膨机组，包括如下步骤：
获取所述蒸发器4的送风温度T送及用户设定温度T设，所述送风温度可以为室内实时环境温度；
比较T设与T送的大小关系；
根据所述大小关系控制调整所述压缩机1的运行频率以及所述水泵53的运转速度。
该技术方案中，可以通过调整所述压缩机1的运行频率以及所述水泵53的运转速度，使机组的制冷能力与用户的温度调整需求更加高效地匹配。
具体的，当T送≤T设时，控制降低所述压缩机1的运行频率，并控制降低所述水泵53的运转速度；和/或，当T送＞T设时，控制升高所述压缩机1的运行频率，并控制升高所述水泵53的运转速度。
进一步地，当T送≤T设时，控制压缩机1按K1比例进行卸载(也即降频运行)运行；R1秒后，控制水泵53按K2比例进行卸载(也即降速运行)运行，随后，控制冷凝风机21按K3比例进行卸载(也即降速运行)运行；当该状态持续R2秒后，控制压缩机1停机，R3秒后控制水泵53和风机10停机，此时进入蒸发冷却式直膨机组待机模式。
当当T送＞T设时，控制水泵53按K2比例进行加载(也即升速运行)运行，随后，控制冷凝风机21按K3比例进行加载(也即升速运行)运行；R4秒后，控制压缩机1进行按K1比例启动加载(也即升频运行)运行；当压缩机1升至最大频率时，此时进入蒸发冷却式直膨机组满载制冷运行模式。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。