一种磁悬浮冷水机组的制作方法

1.本发明涉及空气调节技术领域，具体涉及一种磁悬浮冷水机组。


背景技术：

2.磁悬浮冷水机组是指离心式冷水机组的压缩机为磁悬浮离心压缩机，其采用了磁悬浮技术，降低了机械损耗，制冷运行更加高效、节能。
3.磁悬浮离心压缩机包括磁悬浮轴承，其利用磁场，使转子悬浮起来，从而在旋转时不会产生机械接触，不会产生机械摩擦，从而不再需要机械轴承以及机械轴承所必需的润滑系统。
4.磁悬浮冷水机组中，压缩机采用了上述的磁悬浮轴承技术。磁悬浮压缩机不需要传统的冷冻油润滑系统，减少了油路和油泵；制冷系统中没有冷冻油，减少了油膜对换热管的影响，降低了换热热阻，提升换热效率。另外，磁悬浮冷水机组也不需要常规冷机的预加热，可以实现磁悬浮冷水机组的快速启动。
5.离心机冷水机组被广泛应用于民用建筑、工业环境、工艺需求及数据中心。特别是工艺需求和数据中心，对温度要求比较严格，工艺冷却如果出现温度较大波动，可能造成产品不合格甚至报废；数据中心发热量巨大，需要全年制冷。例如，如果数据中心出现短时停电造成制冷机组不启动或者启动缓慢，导致数据中心温度上升，甚至造成服务器宕机，将会引起巨大经济损失。
6.由于磁悬浮冷水机组无需像普通离心机那样需要定期停机换油，也不需要提前预加热，所以工艺冷却和数据中心逐渐使用磁悬浮冷水机组；由于工艺冷却和数据中对制冷需求是全年无间断的，且对温度要求比较严格，所以对磁悬浮冷水机组断电后重启的要求也比较严格。
7.本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本技术背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。


技术实现要素：

8.针对背景技术中指出的工艺冷却及数据中心等对制冷不间断及温度要求严格的问题，通过为磁悬浮冷水机组设置断电快速重启流程，保证启动效率及制冷效果，进而避免出现由于温度控制不力带来的经济损失。
9.为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：本技术一些实施例中，提供了一种磁悬浮冷水机组，包括磁悬浮离心压缩机、控制模块；所述控制模块包括主控制器、掉电计时模块；所述主控制器分别与所述掉电计时模块、所述磁悬浮离心压缩机连接；所述掉电计时模块用于掉电计时，其上电时将计时时长传输给所述主控制器；所述主控制器设置有预设断电时长，并配置为当机组上电时，接收所述计时时长，
并比较所述计时时长与所述预设断电时长，并根据比较结果控制所述机组；当所述计时时长达到所述预设断电时长时，所述主控制器控制所述机组上电待机；当所述计时时长没有达到所述预设断电时长时，所述主控制器控制所述机组上电后进入快速启动控制流程。
10.本技术一些实施例中，所述主控制器配置有所述快速启动控制流程，其包括：判断断电前所述机组状态；如果断电前所述机组为启动状态，则继续所述快速启动控制流程；如果断电前所述机组为待机状态，则结束所述快速启动控制流程，控制所述机组进入待机状态。
11.本技术一些实施例中，所述快速启动控制流程还包括：当判断断电前的所述机组为启动状态时，进行当前是否有故障报警的判断；如果有所述故障报警，所述主控制器控制其进行复位排除所述故障报警；如果所述故障报警被排除，则继续所述快速启动控制流程；如果所述故障报警不能排除，则结束所述快速启动控制流程，控制所述机组进入待机状态；如果无所述故障报警，所述主控制器继续执行所述快速启动控制流程。
12.本技术一些实施例中，所述主控制器配置有自主复位功能；当所述机组有所述故障报警时，所述主控制器控制其进行自主复位排除所述故障报警。
13.本技术一些实施例中，所述控制模块包括复位电路，其与主控制器连接；当所述机组有所述故障报警时，所述主控制器控制复位电路动作对其进行复位排除所述故障报警。
14.本技术一些实施例中，还包括水系统，其包括多个水流传感器、多个水泵；各所述水流传感器与所述主控制器连接，用于检测所述水系统的水流，生成水流信号传输给所述主控制器；所述水泵与所述主控制器连接，由所述主控制器控制；所述快速启动控制流程还包括：当所述主控制器判断无所述故障报警或所述故障报警已排除时，判断所述水流信号；如果所述主控制器判断所述水流信号满足启动条件，则控制所述机组启动；如果所述主控制器判断所述水流信号不满足启动条件，则等待后继续接收并判断所述水流信号或控制所述水泵启动等待后继续接收并判断所述水流信号。
15.本技术一些实施例中，所述水系统包括冷冻水系统、冷却水系统；所述水流传感器包括两个，分别设置在所述冷冻水系统、所述冷却水系统中，用于检测所述冷冻水系统、所述冷却水系统的水流信号。
16.本技术一些实施例中，所述水泵包括两个，分别设置在冷冻水系统、冷却水系统，用于启动冷冻水系统、冷却水系统循环。
17.本技术一些实施例中，所述主控制器还设置有等待时长、判断限制次数；当所述主控制器判断所述水流信号不满足启动条件时，则等待所述等待时长后继续接收并判断所述水流信号或控制所述水泵启动等待所述等待时长后继续接收并判断所述水流信号；如果所述水流信号的判断次数达到所述判断限制次数前满足所述启动条件，所述主控制器控制所述机组启动；如果所述水流信号的判断次数达到所述判断限制次数仍不满足所述启动条件，所述主控制器结束所述快速启动控制流程，控制所述机组待机。
18.本技术一些实施例中，还包括多个执行元件、存储器，其分别与所述主控制器连接；在断电时所述主控制器控制所述存储器存储各所述执行元件的运行参数；所述磁悬浮
离心压缩机包括磁悬浮轴承，其与所述主控制器连接；所述主控制器控制所述机组启动包括：控制所述磁悬浮轴承启动；控制各所述执行元件按照所述运行参数启动。
19.本技术一些实施例中，所述存储器与所述主控制器一体设置。
20.本技术一些实施例中，所述存储器为所述主控制器寄存器或片内存储器。
21.本技术一些实施例中，所述存储器为所述主控制器的片外存储器，与所述主控制器通信连接。
22.本技术一些实施例中，在所述机组运行过程中，所述主控制器定时将所述运行参数存储至所述存储器中。
23.本技术一些实施例中，还包括多个传感器，其设置在所述机组的系统中，与所述主控制器连接，检测所述机组的系统参数，并传输给所述主控制器；所述运行参数为所述主控制器根据各所述系统参数计算预测的各所述执行元件的变更参数，并存储在所述存储器中。
24.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的磁悬浮冷水机组通过对断电时的计时时长与预设断电时长进行比较判断机组是短时间断电还是长时间断电；如果机组是短时间断电则执行快速启动控制流程，使机组快速启动达到断电前运行状态，保证需调节温度空间的温度不出现较大幅度的降温或者升温，保证需调节温度空间内的设备的运转或需调节温度空间的物品的品质，维护使用磁悬浮冷水机组的客户的经济利益。如果机组为长时间断电则控制机组上电待机，节省能源。
25.结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为根据实施例的机组控制系统及冷媒系统连接示意图；图2为根据实施例的机组内传感器组成连接示意图；图3为根据实施例的快速启动控制流程示意图；图4为根据实施例的机组上电控制流程示意图；图5为根据实施例的机组启动控制流程示意图；图6为根据实施例的机组启动控制流程示意图。
28.附图标记：1、主控制器；2、蒸发器；3、冷凝器；4、压缩机；41、排气口；5、冷冻水系统；51、第一水泵；6、冷却水系统；61、第二水泵；7、轴承控制器；8、变频器；9、节流装置；10、旁通阀；20、止逆阀；301、第一温度传感器；302、第二温度传感器；303、第三温度传感器；304、第四温度
传感器；305、第五温度传感器；306、第六温度传感器；401、第一压力传感器；402、第二压力传感器；501、第一流量传感器；502、第二流量传感器。
具体实施方式
29.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
30.在本技术的描述中，需要理解的是，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。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
31.在本技术的描述中，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技术中的具体含义。
32.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
33.本技术中的磁悬浮冷水机组包括蒸发器2、冷凝器3、磁悬浮离心压缩机4、水系统及节流装置9，通过使用磁悬浮离心压缩机4、冷凝器3、节流装置9和蒸发器2来执行通过水系统散热及为水系统降温进而为环境降温的循环。制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，对需调节温度的空间进行制冷或制热。
34.具体为，低温低压制冷剂进入压缩机4，压缩机4压缩成高温高压状态的制冷剂气体并排出被压缩的制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器3。冷凝器3通过水系统散热，将高温高压的制冷剂气体冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到水系统，通过水系统散热。
35.节流装置9设置在冷凝器3与蒸发器2连通的管路上，将由冷凝器3冷凝成液相的高温高压制冷剂液相制冷剂膨胀节流为低压的液相制冷剂。低压液相制冷剂通过蒸发器2蒸发吸热，与经过蒸发器2的水系统换热使其携带冷量对需调温空间进行温度调节；低压液相制冷剂蒸发为低温低压状态的制冷剂气体，返回到压缩机4。蒸发器2通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，磁悬浮冷水机组通过水系统携带热量或冷凉调节需调节空间的温度。
36.本发明的磁悬浮冷水机组应用于工艺需求及数据中心，为工艺需求或数据中心等严格降温，保证工艺中心的物品品质及数据中心的设备正常运行。由于工艺需求和数据中心对温度要求比较严格；如果工艺冷却出现温度较大波动，可能造成产品不合格甚至报废；
数据中心发热量巨大，中断制冷将会引起需降低数据交换速度或宕机，均会引起巨大的经济损失。所以对应用于工艺需求及数据中心的磁悬浮冷水机组的制冷需求更加严格。
37.本发明的磁悬浮冷水机组还包括控制模块，其包括主控制器1、掉电计时模块；主控制器1分别与掉电计时模块、磁悬浮离心压缩机4连接。掉电计时模块用于掉电时计时，并在上电时将计时时长传输给主控制器1。
38.主控制器1设置有预设断电时长，并配置为当机组恢复上电时，接收掉电计时模块发送的计时时长，比较计时时长与预设断电时长，并根据比较结果对机组进行控制。
39.当主控制器1比较计时时长与预设断电时长得到的结果为计时时长达到预设断电时长时，认为机组已长时间停机，无需恢复上电即快速启动；主控制器1控制机组上电待机；当主控制器1比较计时时长与预设断电时长得到的结果是计时时长没有达到预设断电时长时，控制机组上电后进入快速启动控制流程，如果满足启动条件即快速启动，维持断电前调温空间温度状态。
40.本发明的磁悬浮冷水机组通过对断电时的计时时长与预设断电时长进行比较判断机组是短时间断电还是长时间断电；如果机组是短时间断电则执行快速启动控制流程，使机组快速启动达到断电前运行状态，保证需调节温度空间的温度不出现较大幅度的降温或者升温，保证需调节温度空间内的设备的运转或需调节温度空间的物品的品质，维护使用磁悬浮冷水机组的客户的经济利益。如果机组为长时间断电则控制机组上电待机，节省能源。
41.根据本技术的一些实施例，参照图1、图2、图3、图4、图5、图6，快速启动控制流程配置在主控制器1中，其包括以下步骤。
42.首先判断断电前的机组状态。如果断电前的机组状态为启动状态，则继续快速启动控制流程；如果断电前的机组状态为待机状态，则结束快速启动控制流程，控制机组进入待机状态。
43.本实施例的磁悬浮冷水机组通过对断电前状态的判断，对机组的断电前状态进行确认，并根据确认结果控制机组；当磁悬浮冷水机组断电前为待机状态时，说明机组为正常控制待机，调温空间不需要严格控温，所以不需要执行快速启动控制流程。此时，结束快速启动控制流程，控制机组在上电后处于待机状态，节省能源。而如果机组在断电前为运行状态，则恢复上电时控制其继续执行快速启动控制流程，达到上电快速调温的目的，满足调温空间的对温度的严格要求。
44.根据本技术的一些实施例，参照图1、图2、图3、图4、图5、图6，快速启动控制流程还包括以下步骤。
45.当判断断电前的机组状态为运行状态时，进行当前是否有故障报警的判断。如果有故障报警，则主控制器1控制其进行复位排除故障报警。然后继续判断是否有故障报警，如果故障报警已被排除，即无故障报警，则主控制器1继续进行快速启动控制流程。如果故障报警在经过复位后仍然不能排除，则主控制器1执行结束快速启动控制流程，控制机组进入待机状态。
46.如果在判断断电前的机组状态为运行状态后进行的是否有故障报警的判断为无故障报警，则主控制器1控制继续执行快速启动控制流程。
47.本实施例的磁悬浮冷水机组通过根据是否有故障报警的判断结果进行复位排除
故障报警的流程或者直接继续执行快速启动控制流程，及复位排除后继续判断是否有故障报警进行待机或者继续执行快速启动控制流程的控制，确保在机组无故障报警时进行快速启动，即确保在机组正常的情况下快速启动，保证机组快速启动的安全性及可靠性。
48.根据本技术的一些实施例，参照图1、图2、图3、图4、图5、图6，主控制器1的故障报警的排除可通过自主复位实现，或者通过设置由主控制器1控制的复位电路实现。
49.即，当主控制器1在判断机组断电前为运行状态且存在故障报警时，控制自主进行复位或者控制复位电路动作进行复位，实现排除虚假的故障报警或可自行恢复的故障报警的目的。
50.主控制器1的自主复位可通过向相应寄存器写入特定指令实现。
51.复位电路则设置在控制模块内与主控制器1的复位引脚、控制引脚连接，通过主控制器1的控制实现其自身的复位。
52.根据本技术的一些实施例，参照图1、图2、图3、图4、图5、图6，磁悬浮冷水机组包括的水系统包括冷却水系统6、冷冻水系统5；冷却水系统6用于为冷凝器3散热；冷冻水系统5用于和蒸发时的蒸发器2换热，携带冷量为调温空间降温。
53.水系统还包括多个水流传感器、多个水泵；各水流传感器分别设置在冷却水系统6、冷冻水系统5内，与主控制器1连接，用于检测冷却水系统6、冷冻水系统5的水流，并生成水流信号传输给主控制器1；各水泵与主控制器1连接，由主控制器1控制运转或停止运转。
54.主控制器1在判断机组无故障报警后根据接收的水流信号判断水系统是否满足机组启动条件，并根据判断结果对机组进行控制。
55.当主控制器1判断水流信号满足机组启动条件时，控制机组启动。当主控制器1判断水流信号不满足机组启动条件时，控制水泵启动且等待后继续接收水流传感器传输的水流信号进行判断，并根据判断结果控制机组启动或者继续等待后接收水流传感器传输的水流信号进行判断。
56.本实施例的磁悬浮冷水机组通过设置快速启动控制流程中的水系统判断确保水系统满足启动条件，保证机组快速启动时水系统正常运转，达到快速启动时快速控温的目的。
57.根据本技术的一些实施例，参照图1、图2、图3、图4、图5、图6，水泵可由外部控制器控制；当水泵为外部控制器控制时，如果判断水流信号不满足启动条件则等待后继续接收水流传感器传输的水流信号进行判断，并根据判断结果控制机组系统启动或者继续等待后接收水流传感器传输的水流信号进行判断。
58.根据本技术的一些实施例，参照图1、图2、图3、图4、图5、图6，主控制器1设置有等待时长、判断限制次数；当主控制器1判断水流信号不满足启动条件时，则延时等待时长后继续接收并判断水流信号或者控制水泵启动后延时等待时长继续接收并判断水流信号是否满足启动条件。
59.当判断水流信号的次数达到判断限制次数前满足启动条件时，主控制器1控制机组启动。当判断水流信号的次数到达判断限制次数仍不满足启动条件时，主控制器1结束快速启动控制流程，控制机组待机。
60.本实施例的磁悬浮冷水机组通过多次水流信号的判断确保对水流信号判断的准确性及可靠性，提高机组快速启动的可靠性及安全性。
61.根据本技术的一些实施例，参照图1、图2、图3、图4、图5、图6，磁悬浮冷水机组还包括多个执行元件、存储器，其分别与主控制器1连接。
62.断电时主控制器1控制存储器存储各执行元件的运行参数；磁悬浮离心压缩机4包括磁悬浮轴承，其与主控制器1连接。
63.主控制器1控制机组启动包括以下内容。
64.控制磁悬浮轴承启动；控制各执行元件按照存储器中保存并读取的运行参数启动。
65.本实施例的磁悬浮冷水机组在断电后恢复上电时快速启动时以断电前运行状态启动，保证磁悬浮冷水机组在快速启动时快速达到断电前的制冷能力，保证调温空间的温度，达到机组快速启动的目的。
66.根据本技术的一些实施例，参照图1、图2、图3、图4、图5、图6，还包括轴承控制器7，其分别与主控制器1、磁悬浮轴承连接，接收到主控制器1的启动磁悬浮轴承的指令时控制磁悬浮轴承启动，并控制磁悬浮轴承运转；执行元件包括变频器8、节流装置9。变频器8与主控制器1连接，与磁悬浮离心压缩机4连接。节流装置9为电子膨胀阀，与主控制器1连接。
67.主控制器1控制变频器8按照存储器中存储的运转频率启动，使磁悬浮离心压缩机4按照上述的频率启动；控制节流装置9按照存储器中存储的开度启动。
68.根据本技术的一些实施例，参照图1、图2、图3、图4、图5、图6，执行元件还包括旁通阀10、止逆阀20，分别与主控制器1连接，由主控制器1控制打开开度、打开或者关闭，分别设置在蒸发器2与冷凝器3连接的旁路上、压缩机4的排气口41与冷凝器3连通的管路上，用于控制蒸发器2与冷凝器3的旁通管路及防止冷凝器3内冷媒反向流向压缩机4，保证系统运转的安全性及可靠性。
69.根据本技术的一些实施例，存储器与主控制器1一体设置，可为主控制器1的寄存器或片内存储器。具有读写速度快的优点及效果。
70.当然，存储器也可为脱离主控制器1的片外存储器，其与主控制器1通信连接。
71.根据本技术的一些实施例，参照图1、图2、图3、图4、图5、图6，机组运行过程中，主控制器1定时将运行参数存储至存储器中。
72.本实施例防止断电存储失败无运行参数存储时快速启动失败，影响调温空间的温度控制。
73.根据本技术的一些实施例，参照图1、图2、图3、图4、图5、图6，还包括多个传感器，其设置在机组系统中，与主控制器1连接，检测机组的系统参数传输给主控制器1；主控制器1根据现有的运行参数及系统参数计算预设各执行元件的变更参数，用于各执行元件下一步的运行参数的调整；并将其作为预设运行参数存储至存储器中，用作快速启动控制流程中机组启动的运行参数。
74.本实施例的磁悬浮冷水机组通过系统参数对各执行元件的下一步的参数进行预判并存储，为断电再次快速启动提前做好准备，使机组的制冷能力提前达到预期效果。
75.具体为，如果压缩机在升频过程中断电，再次启动如果还是按断电前频率启动，将会使制冷速度下降，导致调温控制滞后。而根据预判，在断电前的频率上增加一个数值作为恢复供电再次启动的频率，防止调温滞后。相应的，如果频率增加，则相应的阀门（如节流阀、旁通阀10等）的开度也要增加适当的开度以防止低压报警；反之亦然。另外，如果断电前
频率没有变化，但阀门开度为增大的过程，那么再次断电启动时将阀门开度比断电前开度增加一个数值来达到预期效果。
76.根据本技术的一些实施例，参照图1、图2、图3、图4、图5、图6，传感器包括第一温度传感器301、第二温度传感器302、第三温度传感器303、第四温度传感器304、第五温度传感器305、第六温度传感器306中的一个或多个，其分别用于检测冷冻水入水温度、冷冻水出水温度、冷却水入水温度、冷却水出水温度、蒸发温度、冷凝温度。
77.传感器还包括第一压力传感器401、第二压力传感器402，其分别用于检测蒸发压力、冷凝压力。
78.水流传感器则为流量传感器，包括第一流量传感器501、第二流量传感器502，分别用于检测冷冻水系统5的流量信号、冷却水系统6的流量信号，用作水流信号。
79.根据本技术的一些实施例，参照图1、图2、图3、图4、图5、图6，水泵包括两个，分别为第一水泵51、第二水泵61，其与主控制器1连接，由主控制器或外系统控制器控制，分别设置在冷冻水系统5、冷却水系统6中。
80.在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
81.以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。