一种高低温环境风冷冷水机组及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种风冷冷水机组，特别是一种在高低温环境下仍能正常制冷运行的高低温环境风冷冷水机组及其控制方法。
【背景技术】
[0002]目前的通讯机房，特别是大型的数据中心，一般是采用风冷冷水机作为冷源为通讯机房内的空调设备的室内末端提供冷冻水，从而对通讯机房的室内环境进行制冷降温。由于通讯机房内的通讯设备基本处于全年不间断运行状态，而且发热量非常大，因此，不管是都炎热的夏天，还是在寒冷的冬天，用于通讯机房的风冷冷水机，均需要稳定制冷运行。
[0003]目前已有的一般风冷冷水机组，在-10~43°C常规环境地区可以实现全年制冷运行，但在43~60°C高温环境或-50~-10°C低温环境情况下，则无法正常运行。
[0004]在-50~-10°C低温环境情况下，一般的风冷冷水机组采用压缩机制冷供冷，压缩机容易出现冷凝压力过低，高低压差偏低，超出压缩机正常运行范围，导致制冷系统供液不足和回油不畅而烧毁压缩机的问题。虽然部分机组采用了风机开停或调速来控制制冷系统的冷凝压力，这种方式在-10°c或以上温度环境会有一定作用，但如果处于更低温环境-10~-50°c时，单靠开停或调速根本无法对冷凝压力实现有效的控制，因为此时就算完全停止冷凝风机，由于室外温度很低，冷凝压力会非常低，可靠性无法得到保障。
[0005]在43~60°C高温环境情况下，一般的风冷冷水机组采用压缩机制冷供冷，压缩机容易出现冷凝压力过高，超出压缩机正常运行范围，导致制冷系统排气温度和压力过高，出现润滑油碳化而烧毁压缩机的问题。
[0006]因此，现有的普通风冷冷水机长期运行在低温或高温的室外环境温度时，有较大的安全隐患，而应用于数据中心的风冷冷水机组可靠性要求非常高，如果出现故障将导致大量重要通讯无法正常工作，现有的普通风冷冷水机无法达到使用要求。
[0007]因此，现有技术还有待于改进和发展。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种高低温环境风冷冷水机组及其控制方法，旨在解决现有的普通风冷冷水机长期运行在低温或高温室外环境时存在较大安全隐患，无法满足数据中心使用要求的问题。
[0009]本发明的技术方案如下:
一种高低温环境风冷冷水机组，其中，包括制冷系统、空调载冷剂系统、轴流风机冷却系统和自动控制系统；所述制冷系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器和压力传感器；所述空调载冷剂系统包括表冷器、三通阀、水泵，表冷器设置在冷凝器内；所述轴流风机冷却系统包括轴流风机；所述自动控制系统包括进水温度传感器、出水温度传感器、环境温度传感器、传感器数据采集系统和中央控制系统；所述三通阀的a接口与蒸发器的一端连接，蒸发器的另一端与水泵一端连接，水泵另一端连接空调管路系统；三通阀的b接口连接空调载冷剂管路，三通阀的b接口还与表冷器的入口端连接，表冷器的出口端与三通阀的c接口连接；蒸发器一端与压缩机一端连接，压缩机另一端与冷凝器一端连接，冷凝器另一端与蒸发器另一端连接；所述压力传感器设置在蒸发器和冷凝器之间，进水温度传感器设置在空调载冷剂管路上，出水温度传感器设置在水泵另一端上；所述进水温度传感器、出水温度传感器、环境温度传感器和压力传感器都与传感器数据采集系统连接，传感器数据采集系统与中央控制系统连接，所述压缩机、三通阀、水泵、轴流风机都分别与中央控制系统连接。
[0010]所述的高低温环境风冷冷水机组，其中，所述轴流风机与轴流风机调速电机连接，轴流风机调速电机与轴流风机电机调速器连接，轴流风机调速电机和轴流风机电机调速器与中央控制系统连接，由中央控制系统控制轴流风机电机调速器对轴流风机调速电机进行调速，继而对轴流风机进行调速。
[0011]所述的高低温环境风冷冷水机组，其中，所述蒸发器和压力传感器之间设置有膨胀阀。
[0012]所述的高低温环境风冷冷水机组，其中，所述空调载冷剂管路上连接有流量保护器，进水温度传感器置于流量保护器和三通阀的b接口之间，流量保护器与传感器数据采集系统连接，空调载冷剂经过流量保护器的流量控制后进入高低温环境风冷冷水机组。
[0013]一种如上述任意一项所述的高低温环境风冷冷水机组的控制方法，其中，具体包括以下步骤:
步骤AOO:设定机组的进出水温度；
步骤BOO:通过传感器数据采集系统采集机组实际运行的排气压力、进出水温度、流量保护器及环境温度的信息反馈给中央控制系统，中央控制系统自动计算判断，得出结果；步骤COO:中央控制系统根据结果控制压缩机的开启或停机，轴流风机电机调速器无级控制轴流风机电机的转速和轴流风机的冷凝散热风量，控制水泵的开启或停机，控制三通阀的开启比例，调节机组的实际进出水温度在设定进出水温度值的范围内，从而保护机组在高温环境下的制冷运行可靠。
[0014]所述的高低温环境风冷冷水机组的控制方法，其中，对轴流风机的控制如下:
步骤alO:设定环境温度传感器探测到的环境温度为Tiw，环境温度温差设定值I为
Δ i，进水温度传感器探测到的进水温度Tifek，压力传感器探测到的制冷系统冷凝压力数值Pwi，压力设定值I为Psg i，压力设定值2为P设定2;
步骤blO:中央控制系统判断压缩机是否开启，若压缩机开启，执行步骤ClO至步骤glO，若压缩机停机，执行步骤hlO至步骤jlO ;
步骤C10:中央控制系统判断P探测与P设定1、P设定2的大小，若P探测^ P设定I，执行步骤d1，右PiS定ι< P s?测< Pgg 2，执彳丁步骤elO，右P探测〉P设定2，执彳丁步骤flO ；
步骤d1:中央控制系统控制轴流风机电机关闭，轴流风机随之关闭；
步骤e 10:中央控制系统判断Pssw是降低还是上升，若Pssw降低，执行步骤f1，若Pssw上升，执行步骤glO ；
步骤HO:中央控制系统控制轴流风机电机调速器无级降低轴流风机电机的转速，从而降低轴流风机的转速，控制制冷系统的排气压力高于Piss i，使排气压力处于压缩机的安全范围内，确保压缩机能够在低温下保证高低压压差，正常安全运行；
步骤glO:中央控制系统控制轴流风机电机调速器无级提升轴流风机电机的转速，从而提升轴流风机的转速，控制制冷系统的排气压力高于Piss i，使排气压力处于压缩机的安全范围内，确保压缩机能够在低温下保证高低压压差，正常安全运行；
步骤h1:中央控制系统判断T环境与T进水+ Δ t环设定丨的大小，若T环境〉T进水+ Δ t环设定执行步骤ilO，若Tif境彡T进水+At环设定丨，执行步骤jlO ；
步骤HO:中央控制系统控制轴流风机电机停机，轴流风机随之停机；
步骤jlO:中央控制系统控制轴流风机电机调速器调节轴流风机电机的转速为最大，轴流风机随之一直按最大转速运转。
[0015]所述的高低温环境风冷冷水机组的控制方法，其中，对压缩机的控制如下:
步骤a20:设定出水温度传感器探测到的出水温度为Ta7ic，出水温度设定值为Ta7icijffi，温差设定值I为Atisgl;
步骤MO:中央控制系统判断T出水与T出水设定+ At设定PT出水设定- At设定丨的大小，若T出水〉T出水设定+ Δ t设定执彳丁步骤c 10，右T出水T出水设定_ Δ t设定执彳丁步骤dlO，右T出水设定-At设定ι〈Τ出水=T出水设定+ Δ t设定！，执行步骤elO ；
步骤ClO:压缩机开启制冷冷却；
步骤dlO:压缩机关闭停止制冷冷却；
步骤elO:压缩机不改变现有状态。
[0016]所述的高低温环境风冷冷水机组的控制方法，其中，对轴流风机的控制如下:对三通阀的控制如下:
步骤a30:设定环境温度传感器探测到的环境温度为Tiw，环境温度温差设定值I为Δ i，进水温度传感器探测到的进水温度为Tifek，压力传感器探测到的制冷系统冷凝压力数值为Psi，压力设定值3为Piss 3，压力设定值4为Piss 4，出水温度传感器探测到的环境温度T出水，出水温度设走值T出水设定，温差设走值I为Δ t设定温差设走值2为Δ t设定2，温差设定值3为Atisg3;
步骤b:30:中央控制系统判断T环境与T进水+ Δ t环设定丨的大小，若T环境〉T进水+ Δ t环设定步骤c30至步骤h30，若Tif境(T进水+ Δ t环设定！，执行步骤i30至步骤m30 ；
步骤c30:中央控制系统判断P?与P设定3、P设定4的大小，若P aiJ < Pas 3，执行步骤d30，右PiSg 3^ P < Psg 4，执彳丁步骤e3O至步骤g30，右〉Pgg 4，执彳丁步骤h30 ；
步骤d30:三通阀的c_a通道全关，b-a通道全开；
步骤e30:中央控制系统判断Pssw是上升还是下降，若Psai上升，执行步骤f30，若Psi下降，执行步骤g30 ;
步骤f30:三通阀的c-a通道比例增大，b-a通道比例相应减少；
步骤g30:三通阀的c-a通道比例减少，b-a通道比例相应增大；
步骤h30:三通阀的c_a通道全开，b-a通道全关；