[发明专利]恒温冷水机组及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属一种恒温设备，具体涉及水温稳定性为±0.1℃的高端定频冷水机组。 

背景技术

恒温冷水机组的温度稳定性除取决于系统对外部体系负荷变化的实时随动能力外，很大程度与水箱形状和容量大小、保温效果有关。目前市场同类机组均采用热气旁通冷凝器或压缩机电机变频技术，随负荷变化由单PID控制调整旁通阀开度或电机频率，压缩机不停机，系统切换制冷与热泵方式实现单机冷却、加热，即仅强化单机系统的实时随动能力。上述热旁及变频方式在负荷变化时，均需中间过渡段调整，响应速度慢，热泵方式加热低温适应能力差，同时因冷却、加热与负荷变化分别成正逆动作，单PID控制模式效果不稳定。对热旁方式，一般相当于人为产生一个制冷负荷效应，在蒸发器前引入，以保证压缩机回气温度正常，压缩机以100％负荷连续工作，无谓增大能耗；特别是多蒸发器使用，还需采用过热降温膨胀阀与旁通阀配合，在蒸发器后引入，防止回气温度低于安全界限损坏机组；由于回气管气液直接混合，对气液分离器要求高，无疑造成系统复杂，增大投资及维护成本；对变频方式，30％低负荷时也需采用热气旁通，同时变频器功耗损失达15％，频繁变频过程中产生电磁干扰大，高次谐波引起电机温升大、绝缘等级要求高，且投资更大，维护更难，应用范围受到更大限制。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种恒温冷水机组及其控制方法，能够保证水温稳定性。 

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种恒温冷水机组，它包括水箱、制冷机组、控制器、水箱温感器、水箱温控器，所述制冷机组依次由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成一个闭合的水箱制冷回路，所述蒸发器和水箱温感器设置在水箱内，水箱温感器输出的信号通过水箱温控器输入控制器；

其特征在于：制冷机组内还包括第一电磁阀、第二电磁阀和气液分离器；压缩机、第二电磁阀、气液分离器依次组成一个闭合的空转回路，第一电磁阀设置在冷凝器与膨胀阀之间，第一电磁阀、第二电磁阀由控制器控制。 

按上述方案，制冷机组内还包括第三电磁阀、毛细管，恒温冷水机组还包括机体温感器和机体温控器，机体温感器设置在压缩机上，机体温感器的输出信号通过机体温控器输入控制器； 

所述压缩机、冷凝器、第三电磁阀、毛细管、气液分离器依次组成一个闭合的机体喷液冷却回路，第三电磁阀由控制器控制。 

按上述方案，恒温冷水机组还包括加热器，加热器设置在水箱内，加热器由控制器控制。 

按上述方案，所述水箱温控器包括用于控制制冷机组的第一PID温控器和用于控制加热器的第二PID温控器。 

恒温冷水机组的控制方法，其特征在于：它包括以下步骤： 

步骤(1)、水箱温感器测量水箱中水的温度并输出信号； 

步骤(2)、第一PID温控器、第二PID温控器接收水箱温感器输出信号，并作出以下选择： 

第二PID温控器选择启动加热器，控制器控制加热器启动并关闭第一电磁阀； 

或，第二PID温控器选择不启动加热器，第一PID温控器选择开启第一电磁阀，返回步骤(1)； 

或，第二PID温控器选择不启动加热器，第一PID温控器选择关闭第一电磁阀，控制器关闭第一电磁阀； 

步骤(3)、机体温控器接收机体温感器输出信号，并作出以下选择： 

机体温感器测量温度大于设定温度，机体温控器通过控制器关闭第二电磁阀并开启第三电磁阀； 

或，机体温感器测量温度小于等于设定温度，机体温控器通过控制器关闭第三电磁阀并开启第二电磁阀； 

步骤(4)、返回步骤(1)。 

本发明的有益效果为： 

1、与传统的停止冷却必停压缩机不同，本发明在水箱温度恒定时使得压缩机与气液分离器设成空转回路，使得压缩机不停机时保持空转，以节约能耗。 

2、当压缩机长期处于空转时机体温度会升高影响压缩机的工作，甚至损害压缩机，因此设定一个压缩机-冷凝器-毛细管-气液分离器-压缩机的机体喷液冷却回路，当压缩机机体温度超过设定值时由机体温控器控制对第三电磁阀进行动作开启机体喷液冷却回路，对压缩机 降温。 

3、采用两个PID温控器根据水箱内的水温分别控制加热器和设置在水箱制冷回路的第一电磁阀，以达到保证水温恒定的效果；并且采用现有的自整定PID控制方式，引入水温温差在线自整定PID参数，完善PID的自适应性能，同时保证动态品质与稳定精度。