专利名称：磁悬浮多机头中央空调负荷分配系统及方法
技术领域：
本发明涉及，特别涉及一种磁悬浮中央空调，更具体地说，涉及一种磁悬浮多机头 中央空调负荷分配系统及方法。
背景技术：
目前，中央空调中广泛采用磁悬浮制冷压缩机，例如，中国专利授权公告号 CN201502503U中所公开的。磁悬浮制冷压缩机采用磁悬浮支架支撑，转子与支架之间由于 磁力作用相互间没有物理接触，转子的旋转没有任何机械摩擦，从而降低了能耗，提高了电 机的性能，不但提高了效率，还进一步节省了能量。
目前，空调中采用多模块机组，通过判断各压缩机的累积运行时间，最小停机时 间，以及压缩机的当前负荷等内容，本着优化各压缩机的运行时间，寻找压缩机的最高能效 等，判断压缩机的启停控制和负荷分配，从而进行机组的运行控制。然而，现有的负荷分配， 是根据负荷需求，综合考虑压缩机的运行时间和能量状态，直接对压缩机的加卸载进行控 制，对压缩机的实际负荷是否达到分配负荷，以及压缩机的最佳运行状态，没有进行充分的 考虑。造成压缩机的超调，使压缩机出现频繁的启停和大幅度的加卸载现象，这对提高压缩 机的能效，优化运营成本，延长压缩机的使用寿命等均产生很大的影响。发明内容
针对相关技术中存在的一个或多个问题，本发明的目的在于提供一种磁悬浮多机 头中央空调负荷分配系统和方法，以使得磁悬浮压缩机在多模块组合运行的过程中，合理 分配负荷，充分发挥磁悬浮机组的能力，达到机组的最优性能，减少资源浪费，实现最高性 价比。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种磁悬浮多机头中央空调负 荷分配系统，该系统包括启动单元，启动压缩机；计算单元，计算多台压缩机的负荷需求R 和当前多台压缩机的总负荷Rl ；比较单元，将所计算的负荷需求R与当前多台压缩机的总 负荷Rl进行比较；加载单元，在R > Rl时，对压缩机进行加载；以及卸载单元，在R < Rl 时，对压缩机进行卸载。
优选地，该加载单元包括第一判断模块，判断所有压缩机是否在当前负荷下运 行；第二判断模块，判断压缩机是否全部满负荷运行；启动模块，当所启动的压缩机全部满 载时，启动新的压缩机；第一分配模块，在所启动的压缩机没有满载运行时，对未满载的压 缩机进行再分配。
优选地，该卸载单元包括第三判断模块，判断是否有最小负荷运行的压缩机，如 果存在最小负荷运行的压缩机，则停止该台压缩机，如果存在多台，则停止运行时间最长的 那台压缩机；第四判断模块，用于判断各个压缩机是否受喘震影响并排除受喘震影响的压 缩机；第二分配模块，对不受喘震影响的压缩机进行再分配。
优选地，该系统还包括保持单元，在负荷需求R与当前多台压缩机的总负荷Rl相等时，保持各个压缩机的运行状态。
根据本发明的另一方面，还提供一种磁悬浮多机头中央空调负荷分配系统，该方 法包括启动压缩机；计算多台压缩机的负荷需求R和当前多台压缩机的总负荷Rl ；将所 计算的负荷需求R和当前多台压缩机的总负荷Rl进行比较；根据比较结果，对压缩机进行 加载或卸载操作。
优选地，根据比较结果，对压缩机进行加载或卸载操作的步骤包括当R > Rl时， 判断所有已启动压缩机是否在当前负荷运行，若有未达到当前负荷运行的压缩机，则等待 该压缩机加载至当前负荷，并持续判断R与Rl的关系；若均达到当前负荷，则判断已启动压 缩机是否全部满负荷运行，若全部满负荷，则启动下一台压缩机，若没有满负荷运行，则判 断已启动压缩机负荷是否相同，若相同，则平均分配负荷给各压缩机，若不相同，则为负荷 最小的压缩机分配负荷；当R < Rl时，判断是否有最小运行的压缩机，若有，则停止该最小 运行的压缩机，并重新计算负荷需求R和已启动压缩机的总负荷Rl ；若没有，则判断各个压 缩机是否受喘震影响，若是，则停止运行时间最长的压缩机，若不是，则排除受喘震影响并 且负荷最大的压缩机，并对不受喘震影响的压缩机中的负荷最大的压缩机进行卸载。
优选地，在排除受喘震影响的压缩机之后，判断不受喘震影响的压缩机的负荷是 否相同，若相同，则将负荷需求平均分配给该不受喘震影响的压缩机。
优选地，为负荷最小的压缩机分配负荷的步骤包括查找负荷最小和次小的压 缩机，其中，该最小负荷记为R3，该次小负荷记为R4;如果(R-Rl) < (R4-R3)，则将负荷 R3+(R-Rl)分配给该最小负荷的压缩机，如果(R-Rl) > (R4-R3)，则将负荷R4分配给该最 小负荷的压缩机。
优选地，对不受喘震影响的压缩机中的负荷最大的压缩机进行卸载步骤包括查 找负荷最大的压缩机和负荷次大的压缩机，其中，该负荷最大的压缩机的负荷为R5，负荷次 大的压缩机的负荷为R6 ；如果(Rl-R) < (R5-R6)，则将负荷R5-(Rl-R)分配给负荷最大的 压缩机；如果(Rl-R) > (R5-R6)，则将负荷R6分配给负荷最大的压缩机。
优选地，该方法还包括在对压缩机进行加载或减载操作之后，重新比较压缩机的 负荷需求与已启动压缩机总负荷，进行循环操作，直至压缩机全部满载或停机或需求负荷 与实际负荷平衡为止。
根据本发明，各压缩机负荷相当，且保持在压缩机的最佳能效范围内，并且，通过 提高压缩机的分配负荷，减少压缩机的启动数量，而且，均衡了各压缩机的运行时间，保证 各台压缩机的运行寿命相当，并且，确保实际参数向目标值稳定靠近，减少压缩机的调节次 数。并且，根据本发明，在压缩机的卸载过程中，考虑了压缩机设计保护值、喘震与实际转 速。从而，根据本发明，达到最优的能效比和最高的负荷分配效率，提高整机控制的可靠性， 充分利用机组自身的特点，达到节能和高效，实现机组控制的高能效比。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中
图1是根据本发明实施例的磁悬浮多机头中央空调负荷分配系统的结构示意图； 以及
图2是根据本发明实施例的以三台压缩机控制为例的控制流程图。
具体实施方式
考虑到相关技术中存在的问题，本发明提供一种磁悬浮多机头中央空调负荷分配 系统和方法。下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。应理解，下 面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的 限制。
图1为根据本发明实施例的磁悬浮多机头中央空调负荷分配系统的结构示意图。 根据一实施例，该系统主要包括启动单元，用于根据目标水温与启动温度(为设定值)的和 值(即，目标水温+启动温度)与实际温度之间的比较结果，启动压缩机。该系统还包括计 算单元，该计算单元计算负荷需求R并计算已启动压缩机的总负荷R1。并且，该系统的比较 单元根据R与Rl的比较结果，通过加载单元或卸载单元对压缩机进行加载。当然，在负荷 需求R与已启动压缩机的总负荷Rl相等时，该系统的保持单元将保持各个压缩机的当前状 态。
如图1所示，首先启动单元根据目标水温与启动温度(为设定值)的和值(即，目 标水温+启动温度)与实际温度之间的比较结果启动压缩机，然后，由计算单元计算多台压 缩机的负荷需求R和当前多台压缩机的总负荷R1，之后，比较单元将所计算的负荷需求R和 当前多台压缩机的总负荷Rl进行比较，根据比较单元的比较结果，由加载单元对压缩机进 行加载操作或由卸载单元对压缩机进行卸载操作。
如图2所示，其示出了以三台压缩机控制为例进行说明的流程图。该图示出了对 压缩机进行的加载和卸载过程。如图右侧所示，其示出了压缩机的加载过程。在第三台压缩 机启动后，计算当前负荷需求R和当前机组的总负荷Rl，iR> Rl时，进行加载流程。首先 根据压缩机的设计电流值对应的能力判断1号，2号，3号压缩机是否在当前负荷运行，如果 三台压缩机有至少一台未达到当前负荷运行，则等待该压缩机加载至当前负荷。同时，持续 判断R与Rl的关系。若判断所有已启动的压缩机均在当前负荷运行，则判断3台压缩机是 否满载运行，如果压缩机全部满载运行，则启动下一台压缩机。如果没有满载运行，则判断 各压缩机负荷是否相同，若相同，则把R平分给3台压缩机；若不同，则对比查找负荷最小和 次小的压缩机，例如，1号压缩机负荷最小，该最小负荷为R3，2号压缩机的负荷次小为R4。 如果(R-Rl) < (R4-R3)，则将负荷R3+(R-Rl)分配给1号压缩机；如果(R-Rl) > (R4-R3)， 则将负荷R4分配给1号压缩机，使其加载。同时要重新判断压缩机的负荷需求，重新进行 对比。如此往复循环。直至压缩机全部满载或者需求与实际平衡为止。
如图2的左侧所示，其示出了压缩机的卸载过程。如图2所示，计算当前负荷需求 R和当前机组的总负荷R1，当R < Rl时，进行减载流程。首先判断是否有最小负荷运行的 压缩机。如果有，则停止此最小负荷运行的压缩机，若存在多台，则停止运行时间最长的压 缩机。如果没有最小负荷压缩机，则判断三台压缩机是否全部受喘震的影响，无法卸载，若 全是，则开始计时，同时重新判断负荷需求，当计时超过设定值(例如，10分钟)，三台压缩 机仍然全部受喘震的影响，则停止运行时间最长的压缩机。若压缩机没有全部受喘震影响 而无法卸载，则对比查找负荷最大和次大的压缩机，同时，判断负荷最大的压缩机是否受喘 震影响，如果是，则排除在排查范围外，重新排查选择不受喘震影响的，同时负荷最大的压缩机。例如，1号压缩机负荷最大R5，2号压缩机的负荷次大R6。如果(Rl-R) < (R5-R6)， 则分配负荷R5-(Rl-R)给1号压缩机；如果(Rl-R) > (R5-R6)，则分配负荷R6给1号压缩 机，使其减载。然后重新判断压缩机的负荷需求，重新进行对比。如此往复循环。直至压缩 机全部停机或者需求负荷与实际负荷平衡为止。
如图2的中间所示，判断当前负荷Rl与负荷需求R相等时，由该系统的保持单元 保持各个压缩机的当前状态。
根据本发明，各压缩机负荷相当，且保持在压缩机的最佳能效范围内，并且，通过 提高压缩机的分配负荷，减少压缩机的启动数量，而且，均衡了各压缩机的运行时间，保证 各台压缩机的运行寿命相当，并且，确保实际参数向目标值稳定靠近，减少压缩机的调节次 数。并且，根据本发明，在压缩机的卸载过程中，考虑了压缩机设计保护值、喘震与实际转 速。从而，根据本发明，达到最优的能效比和最高的负荷分配效率，提高整机控制的可靠性， 充分利用机组自身的特点，达到节能和高效，实现机组控制的高能效比。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
权利要求
1.一种磁悬浮多机头中央空调负荷分配系统，所述中央空调设有多台压缩机，其特征 在于，所述系统包括启动单元，启动压缩机；计算单元，计算多台压缩机的负荷需求R和当前多台压缩机的总负荷Rl ； 比较单元，将所计算的负荷需求R与当前多台压缩机的总负荷Rl进行比较； 加载单元，在R > Rl时，对压缩机进行加载；以及 卸载单元，在R < Rl时，对压缩机进行卸载。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述加载单元包括第一判断模块，判断 所有压缩机是否在当前负荷下运行；第二判断模块，判断压缩机是否全部满负荷运行；启 动模块，当所启动的压缩机全部满载时，启动新的压缩机；第一分配模块，在所启动的压缩 机没有满载运行时，对未满载的压缩机进行再分配。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述卸载单元包括第三判断模块，判断 是否有最小负荷运行的压缩机，如果存在最小负荷运行的压缩机，则停止该台压缩机，如果 存在多台，则停止运行时间最长的那台压缩机；第四判断模块，用于判断各个压缩机是否受 喘震影响并排除受喘震影响的压缩机；第二分配模块，对不受喘震影响的压缩机进行再分 配。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括保持单元，在负荷需求R与当前多 台压缩机的总负荷Rl相等时，保持各个压缩机的运行状态。
5.一种磁悬浮多机头中央空调负荷分配系统，其特征在于，所述方法包括 启动压缩机；计算多台压缩机的负荷需求R和当前多台压缩机的总负荷Rl ； 将所计算的负荷需求R和当前多台压缩机的总负荷Rl进行比较； 根据比较结果，对压缩机进行加载或卸载操作。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据比较结果，对压缩机进行加载或卸载 操作的步骤包括当R > Rl时，判断所有已启动压缩机是否在当前负荷运行，若有未达到当前负荷运行 的压缩机，则等待该压缩机加载至当前负荷，并持续判断R与Rl的关系；若均达到当前负 荷，则判断已启动压缩机是否全部满负荷运行，若全部满负荷，则启动下一台压缩机，若没 有满负荷运行，则判断已启动压缩机负荷是否相同，若相同，则平均分配负荷给各压缩机， 若不相同，则为负荷最小的压缩机分配负荷；当R < Rl时，判断是否有最小运行的压缩机，若有，则停止该最小运行的压缩机，并重 新计算负荷需求R和已启动压缩机的总负荷Rl ；若没有，则判断各个压缩机是否受喘震影 响，若是，则停止运行时间最长的压缩机，若不是，则排除受喘震影响并且负荷最大的压缩 机，并对不受喘震影响的压缩机中的负荷最大的压缩机进行卸载。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在排除受喘震影响的压缩机之后，判断不 受喘震影响的压缩机的负荷是否相同，若相同，则将负荷需求平均分配给该不受喘震影响 的压缩机。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，为负荷最小的压缩机分配负荷步骤包括 查找负荷最小和次小的压缩机，其中，该最小负荷记为R3，该次小负荷记为R4 ；如果(R-Rl)< (R4-R3)，则将负荷R3+(R-Rl)分配给该最小负荷的压缩机，如果(R-Rl) > (R4-R3)，则 将负荷R4分配给该最小负荷的压缩机。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对不受喘震影响的压缩机中的负荷最大 的压缩机进行卸载步骤包括查找负荷最大的压缩机和负荷次大的压缩机，其中，该负荷最 大的压缩机的负荷为R5，负荷次大的压缩机的负荷为R6 ；如果(Rl-R) < (R5-R6)，则将负 荷R5-(R1-R)分配给负荷最大的压缩机；如果(Rl-R) > (R5-R6)，则将负荷R6分配给负荷 最大的压缩机。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括在对压缩机进行加载或减载操 作之后，重新比较压缩机的负荷需求与已启动压缩机总负荷，进行循环操作，直至压缩机全 部满载或停机或需求负荷与实际负荷平衡为止。
全文摘要
本发明公开一种磁悬浮多机头中央空调负荷分配系统和方法，该系统包括启动压缩机的启动单元；计算多台压缩机的负荷需求R和当前多台压缩机的总负荷R1的计算单元；将所计算的负荷需求R与当前多台压缩机的总负荷R1进行比较的比较单元；在R＞R1时，对压缩机进行加载的加载单元；以及卸载单元，在R＜R1时，对压缩机进行卸载。该方法包括启动压缩机；计算多台压缩机的负荷需求R和当前多台压缩机的总负荷R1；将所计算的负荷需求R和当前多台压缩机的总负荷R1进行比较；根据比较结果，对压缩机进行加载或卸载操作。根据本发明，达到最优的能效比和最高的负荷分配效率，提高整机控制的可靠性，达到节能和高效，实现机组控制的高能效比。
文档编号F24F11/00GK102032647SQ20101057864
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者尹叶俐, 张莉, 毛守博, 肖成进 申请人:海尔集团公司, 青岛海尔空调电子有限公司