本發(fā)明涉及流體機(jī)械領(lǐng)域，更具體地，涉及一種流體機(jī)械轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控(協(xié)調(diào)控制)方法及流體機(jī)械。

背景技術(shù)：

流體機(jī)械是以流體為工質(zhì)來(lái)轉(zhuǎn)換能量的機(jī)械，其中將電能轉(zhuǎn)化成工質(zhì)的機(jī)械能或者內(nèi)能的流體機(jī)械通常包括泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等等。對(duì)于將電能轉(zhuǎn)化成工質(zhì)的機(jī)械能或者內(nèi)能的流體機(jī)械，其輸出能力的調(diào)節(jié)通常包括轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和自身容量機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)兩種形式，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)可以采用變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)，自身容量機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)可采用自身的變?nèi)莘e或行程等機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方式通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流體機(jī)械的輸出能力，自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過(guò)調(diào)節(jié)工質(zhì)的流量來(lái)調(diào)節(jié)流體機(jī)械的輸出能力。流體機(jī)械通常采用兩種控制方式并存的方式來(lái)對(duì)流體機(jī)械的輸出能力進(jìn)行調(diào)節(jié)?，F(xiàn)有的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)的協(xié)控方法存在以下問(wèn)題：

以流體機(jī)械中的螺桿式壓縮機(jī)為例，螺桿式壓縮機(jī)的自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為壓縮機(jī)的滑閥，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為壓縮機(jī)的變頻器。如圖1所示，圖1的橫軸代表螺桿式壓縮機(jī)的輸出能力，縱軸代表轉(zhuǎn)速(變頻器的輸出頻率)的大小和自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(滑閥)的位置，由于變頻器的輸出頻率與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速之間存在正相關(guān)的關(guān)系，因此可以用變頻器的輸出頻率來(lái)表征電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的大小。變頻器的輸出頻率越高，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越大，變頻器的輸出頻率越低，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越小。變頻器的輸出頻率的單位為Hz，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的單位為轉(zhuǎn)/分。

曲線1為自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(滑閥)的調(diào)節(jié)曲線，曲線2為轉(zhuǎn)速(變頻器的輸出頻率)的調(diào)節(jié)曲線。在現(xiàn)有的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)的協(xié)控方法中，盡可能使自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(滑閥)有更高的位置，同時(shí)使轉(zhuǎn)速(變頻器的輸出頻率)較低。因此，加載時(shí)首先加載自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(滑閥)，當(dāng)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(滑閥)達(dá)到最大能力時(shí)再提高轉(zhuǎn)速(變頻器的輸出頻率)(在圖1中，螺桿式壓縮機(jī)的輸出能力先通過(guò)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(滑閥)調(diào)節(jié)提升到60％，此時(shí)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(滑閥)位置調(diào)節(jié)至最高，即100％，然后轉(zhuǎn)速(變頻器的輸出頻率)再逐漸提升，從而將螺桿式壓縮機(jī)的輸出能力從60％繼續(xù)提升至100％)。減載時(shí)先降低轉(zhuǎn)速(變頻器的輸出頻率)，再減載自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(滑閥)。

但進(jìn)一步的仿真分析表明上述調(diào)節(jié)方法并不能使得流體機(jī)械獲得最佳的工作效率。某些情況下，特定的轉(zhuǎn)速搭配自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中間某位置時(shí)，流體機(jī)械才會(huì)獲得最佳的工作效率。本領(lǐng)域需要一種全新的流體機(jī)械轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法，使得流體機(jī)械能夠獲得更優(yōu)的轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置的搭配，從而使流體機(jī)械獲得更高的工作效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種流體機(jī)械轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法，所述流體機(jī)械轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法能夠使所述流體機(jī)械獲得更高的工作效率。

本發(fā)明的目的還在于提供一種流體機(jī)械，所述流體機(jī)械采用所述流體機(jī)械轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，從而能夠獲得更高的工作效率。

為實(shí)現(xiàn)所述目的的流體機(jī)械的轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法，以所述流體機(jī)械的當(dāng)前的輸出能力為基準(zhǔn)，對(duì)所述流體機(jī)械的輸出能力進(jìn)行加載或者減載，所述流體機(jī)械的轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法包括以下步驟：

a.獲取當(dāng)前輸出能力下流體機(jī)械的當(dāng)前轉(zhuǎn)速和自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的當(dāng)前位置；

b.以所述當(dāng)前位置為基準(zhǔn)，保持所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速不變，根據(jù)所述流體機(jī)械的特性獲取自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置高于所述當(dāng)前位置的第一位置所對(duì)應(yīng)的所述流體機(jī)械的第一功率和第一工質(zhì)流量；

c.以所述當(dāng)前位置為基準(zhǔn)，保持所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速不變，根據(jù)所述流體機(jī)械的特性獲取自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置低于所述當(dāng)前位置的第二位置所對(duì)應(yīng)的所述流體機(jī)械的第二功率和第二工質(zhì)流量；

d.根據(jù)所述第一功率、所述第一工質(zhì)流量、所述第二功率、所述第二工質(zhì)流量來(lái)計(jì)算自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率，所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率的計(jì)算公式為：

e.以所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速為基準(zhǔn)，保持所述當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的所述當(dāng)前位置不變，根據(jù)所述流體機(jī)械的特性獲取轉(zhuǎn)速高于所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速的第一轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的所述流體機(jī)械的第三功率和第三工質(zhì)流量；

f.以所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速為基準(zhǔn)，保持所述當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的所述當(dāng)前位置不變，根據(jù)所述流體機(jī)械的特性獲取轉(zhuǎn)速低于所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速的第二轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的所述流體機(jī)械的第四功率和第四工質(zhì)流量；

g.根據(jù)所述第三功率、所述第三工質(zhì)流量、所述第四功率、所述第四工質(zhì)流量來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)速效率，所述轉(zhuǎn)速效率的計(jì)算公式為：

h.比較所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率和所述轉(zhuǎn)速效率；

如果所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率高于所述轉(zhuǎn)速效率，那么加載時(shí)，保持所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速不變，并且調(diào)節(jié)所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置以完成所述加載；減載時(shí)，保持所述當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置不變，并且調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)速以完成所述減載；

如果所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率低于所述轉(zhuǎn)速效率，那么加載時(shí)，保持所述當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置不變，并且調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)速以完成所述加載；減載時(shí)，保持所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速不變，并且調(diào)節(jié)所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置以完成所述減載。

所述的流體機(jī)械轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，所述流體機(jī)械的轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法還包括：將外部控制信號(hào)作為輸入，以決定所述流體機(jī)械在當(dāng)前的輸出能力下進(jìn)行加載或是減載，并且確定在所述加載或者減載中所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置的調(diào)節(jié)幅度或者所述轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)幅度。

所述的流體機(jī)械轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置具有第一極限位置和第二極限位置，所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置能夠在所述第一極限位置和所述第二極限位置所確定的范圍內(nèi)變化，以調(diào)節(jié)所述輸出能力；所述轉(zhuǎn)速具有第一極限轉(zhuǎn)速和第二極限轉(zhuǎn)速，所述轉(zhuǎn)速能夠在所述第一極限轉(zhuǎn)速和所述第二極限轉(zhuǎn)速所確定的范圍內(nèi)變化，以調(diào)節(jié)所述輸出能力。

在所述加載或者減載過(guò)程中，當(dāng)所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置的調(diào)節(jié)幅度超出所述第一極限位置或者所述第二極限位置時(shí)，先使所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置變化至所述第一極限位置或者所述第二極限位置，再調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)速，以完成所述加載或者減載；當(dāng)所述轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)幅度超出所述第一極限轉(zhuǎn)速或者所述第二極限轉(zhuǎn)速時(shí)，先使所述轉(zhuǎn)速變化至所述第一極限轉(zhuǎn)速或者所述第二極限轉(zhuǎn)速，再調(diào)節(jié)所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置，以完成所述加載或者減載。

所述的流體機(jī)械轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，從所述當(dāng)前位置分別變化至所述第一位置和所述第二位置的變化幅度的范圍為1％至5％；從所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速分別變化至所述第一轉(zhuǎn)速和所述第二轉(zhuǎn)速的變化幅度的范圍為1轉(zhuǎn)/分鐘至100轉(zhuǎn)/分鐘。

所述的流體機(jī)械轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，所述流體機(jī)械的輸出能力調(diào)節(jié)為周期性調(diào)節(jié)，所述周期性調(diào)節(jié)包括多個(gè)連續(xù)的進(jìn)行加載或減載的調(diào)節(jié)周期，所述調(diào)節(jié)周期包括步驟a至步驟h；多個(gè)連續(xù)的所述調(diào)節(jié)周期包括任意相鄰的第一調(diào)節(jié)周期和第二調(diào)節(jié)周期；將所述第一調(diào)節(jié)周期內(nèi)的步驟h中的完成所述調(diào)節(jié)之后的所述流體機(jī)械的輸出能力作為所述第二調(diào)節(jié)周期內(nèi)的步驟a中的所述當(dāng)前輸出能力，以完成所述周期性輸出能力調(diào)節(jié)。

為實(shí)現(xiàn)所述目的的流體機(jī)械，包括用于對(duì)所述流體機(jī)械進(jìn)行加載或者減載的自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)速，所述流體機(jī)械還包括控制模塊，所述控制模塊被配置成用于

a.獲取當(dāng)前輸出能力下流體機(jī)械的當(dāng)前轉(zhuǎn)速和和自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的當(dāng)前位置；

b.以所述當(dāng)前位置為基準(zhǔn)，保持所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速不變，根據(jù)所述流體機(jī)械的特性獲取自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置高于所述當(dāng)前位置的第一位置所對(duì)應(yīng)的所述流體機(jī)械的第一功率和第一工質(zhì)流量；

c.以所述當(dāng)前位置為基準(zhǔn)，保持所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速不變，根據(jù)所述流體機(jī)械的特性獲取自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置低于所述當(dāng)前位置的第二位置所對(duì)應(yīng)的所述流體機(jī)械的第二功率和第二工質(zhì)流量；

d.根據(jù)所述第一功率、所述第一工質(zhì)流量、所述第二功率、所述第二工質(zhì)流量來(lái)計(jì)算自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率，所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率的計(jì)算公式為：

e.以所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速為基準(zhǔn)，保持所述當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的所述當(dāng)前位置不變，根據(jù)所述流體機(jī)械的特性獲得轉(zhuǎn)速高于所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速的第一轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的所述流體機(jī)械的第三功率和第三工質(zhì)流量；

f.以所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速為基準(zhǔn)，保持所述當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的所述當(dāng)前位置不變，根據(jù)所述流體機(jī)械的特性獲得轉(zhuǎn)速低于所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速的第二轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的所述流體機(jī)械的第四功率和第四工質(zhì)流量；

g.根據(jù)所述第三功率、所述第三工質(zhì)流量、所述第四功率、所述第四工質(zhì)流量來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)速效率，所述轉(zhuǎn)速效率的計(jì)算公式為：

h.比較所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率和所述轉(zhuǎn)速效率；

如果所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率高于所述轉(zhuǎn)速效率，那么加載時(shí)，保持所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速不變，所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置以完成所述加載；減載時(shí)，所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)保持所述當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置不變，調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)速以完成所述減載；

如果所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率低于所述轉(zhuǎn)速效率，那么加載時(shí)，所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)保持所述當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置不變，調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)速以完成所述加載；減載時(shí)，保持所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速不變，所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置以完成所述減載。

所述的流體機(jī)械，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置具有第一極限位置和第二極限位置，所述控制模塊能夠控制所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置在所述第一極限位置和所述第二極限位置所確定的范圍內(nèi)變化，以調(diào)節(jié)所述輸出能力；所述轉(zhuǎn)速具有第一極限轉(zhuǎn)速和第二極限轉(zhuǎn)速，所述控制模塊能夠控制所述轉(zhuǎn)速在所述第一極限轉(zhuǎn)速和所述第二極限轉(zhuǎn)速所確定的范圍內(nèi)變化，以調(diào)節(jié)所述輸出能力；

在所述加載或者減載過(guò)程中，當(dāng)所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置的調(diào)節(jié)幅度超出所述第一極限位置或者所述第二極限位置時(shí)，所述控制模塊能夠先使所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置變化至所述第一極限位置或者所述第二極限位置，再調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)速，以完成所述加載或者減載；當(dāng)所述轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)幅度超出所述第一極限轉(zhuǎn)速或者所述第二極限轉(zhuǎn)速時(shí)，所述控制模塊能夠先使所述轉(zhuǎn)速變化至所述第一極限轉(zhuǎn)速或者所述第二極限轉(zhuǎn)速，再調(diào)節(jié)所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置，以完成所述加載或者減載。

所述的流體機(jī)械，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，所述流體機(jī)械為螺桿式壓縮機(jī)，所述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為所述螺桿式壓縮機(jī)的滑閥，所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為所述螺桿式壓縮機(jī)的變頻器；所述外部控制信號(hào)為水溫控制信號(hào)。

所述的流體機(jī)械，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，所述流體機(jī)械還包括泵和風(fēng)機(jī)。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明提供的流體機(jī)械的轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法，根據(jù)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率和轉(zhuǎn)速效率的比較值來(lái)切換加載或者減載過(guò)程中的控制對(duì)象，再進(jìn)行調(diào)節(jié)。這一協(xié)控方法，能夠使得流體機(jī)械在加載或者減載到部分負(fù)載時(shí)，獲得更優(yōu)的轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置的搭配，從而使流體機(jī)械獲得更高的工作效率。本發(fā)明提供的流體機(jī)械，具有在部分負(fù)載下工作效率高的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)將通過(guò)下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的描述而變得更加明顯，其中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中流體機(jī)械輸出能力調(diào)節(jié)曲線的示意圖；

圖2為本發(fā)明中功率和工質(zhì)流量獲取方式的示意圖；

圖3為本發(fā)明中加載和減載控制過(guò)程的示意圖；

圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中流體機(jī)械轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況作類似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

需要注意的是，圖1至圖4均僅作為示例，其并非是按照等比例的條件繪制的，并且不應(yīng)該以此作為對(duì)本發(fā)明實(shí)際要求的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。

流體機(jī)械通常包括泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等等，其共性在于對(duì)工質(zhì)(包括制冷劑、空氣、水等等)做功，以改變工質(zhì)的機(jī)械能或者內(nèi)能。這一類的流體機(jī)械通常包括電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)流體機(jī)械內(nèi)的做功部件對(duì)工質(zhì)做功。流體機(jī)械的輸出能力的調(diào)節(jié)過(guò)程又叫做加載或者減載。加載是流體機(jī)械的輸出能力上升的過(guò)程，如圖1、4所示，流體機(jī)械的輸出能力可以從10％上升至100％。減載是流體機(jī)械的輸出能力下降的過(guò)程，如圖1、4所示，流體機(jī)械的輸出能力可以從100％下降至10％。

流體機(jī)械的輸出能力可以通過(guò)調(diào)節(jié)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置或者轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)。將二者結(jié)合用來(lái)調(diào)節(jié)流體機(jī)械的輸出能力，可以增大輸出能力的調(diào)節(jié)范圍和調(diào)節(jié)精度。在加載或者減載的過(guò)程中，自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置和轉(zhuǎn)速的變化不僅會(huì)改變流體機(jī)械的輸出能力，也會(huì)帶來(lái)流體機(jī)械的工作效率(性能系數(shù)COP)的變化。

在不同的輸出能力下，流體機(jī)械的工作效率不同，本領(lǐng)域通常用綜合部分負(fù)載性能系數(shù)(IPLV)來(lái)衡量流體機(jī)械在部分負(fù)載下的工作效率。以流體機(jī)械中的螺桿式壓縮機(jī)為例，其綜合部分負(fù)載性能系數(shù)(IPLV)可用以下公式計(jì)算：

IPLV＝1.2％×A+32.8％×B+39.7％×C+26.3％×D

其中，A＝機(jī)組輸出能力為100％時(shí)的性能系數(shù)(COP,kW/kW)；B＝機(jī)組輸出能力為75％時(shí)的性能系數(shù)(COP,kW/kW)；C＝機(jī)組輸出能力為50％時(shí)的性能系數(shù)(COP,kW/kW)；D＝機(jī)組輸出能力為25％時(shí)的性能系數(shù)(COP,kW/kW)。因此，提高在不同的部分負(fù)載下的性能系數(shù)(COP,kW/kW)，對(duì)提高螺桿式壓縮機(jī)的綜合部分負(fù)載性能系數(shù)(IPLV)有重要意義。

某一個(gè)輸出能力下的性能系數(shù)(COP,kW/kW)與在這一輸出能力下的自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置或者轉(zhuǎn)速十分相關(guān)。在流體機(jī)械的輸出能力的調(diào)節(jié)過(guò)程中，對(duì)于同一個(gè)輸出能力，存在多個(gè)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置與轉(zhuǎn)速的搭配組合，來(lái)使流體機(jī)械達(dá)到這一輸出能力。在這些搭配組合中，存在一個(gè)優(yōu)化的搭配組合，能夠使流體機(jī)械的性能系數(shù)(COP,kW/kW)較高。

圖1示出的現(xiàn)有技術(shù)中的自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置與轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方法，其調(diào)節(jié)過(guò)程中的加載過(guò)程總是先調(diào)節(jié)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置進(jìn)行加載，自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置調(diào)節(jié)至上限(100％)后再調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速繼續(xù)進(jìn)行加載；減載過(guò)程總是先調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速進(jìn)行減載，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至下限(例如，變頻器的輸出頻率為30Hz時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速)后再調(diào)節(jié)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置進(jìn)行減載。這樣的調(diào)節(jié)過(guò)程實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為簡(jiǎn)單，但是自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置與轉(zhuǎn)速的搭配組合無(wú)法使流體機(jī)械獲得較高的性能系數(shù)(COP,kW/kW)。造成這種情況的原因是：在加載或者減載的過(guò)程中，對(duì)兩個(gè)控制對(duì)象(自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置或者轉(zhuǎn)速)沒(méi)有一個(gè)選擇比較過(guò)程，而只是機(jī)械地在兩個(gè)控制對(duì)象的其中一個(gè)到達(dá)極限位置時(shí)，切換到另外一個(gè)控制對(duì)象來(lái)繼續(xù)進(jìn)行加載或者減載的過(guò)程，這樣的做法會(huì)降低流體機(jī)械的工作效率。

圖2至圖4示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在該實(shí)施例中，流體機(jī)械轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法會(huì)周期性地對(duì)兩個(gè)控制對(duì)象(自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置或者轉(zhuǎn)速頻率)進(jìn)行比較，以選擇使流體機(jī)械的工作效率更高的控制對(duì)象來(lái)進(jìn)行加載或者減載過(guò)程。具體地，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供的流體機(jī)械轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法，用于以流體機(jī)械的當(dāng)前的輸出能力為基準(zhǔn)，對(duì)流體機(jī)械進(jìn)行加載或者減載，包括以下步驟：

a.獲取當(dāng)前輸出能力下流體機(jī)械的當(dāng)前轉(zhuǎn)速和自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的當(dāng)前位置；在本步驟中，可以依據(jù)當(dāng)前輸出能力下的流體機(jī)械的電流或功率計(jì)算出當(dāng)前轉(zhuǎn)速和自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的當(dāng)前位置；

b.以當(dāng)前位置為基準(zhǔn)，保持當(dāng)前轉(zhuǎn)速不變，根據(jù)流體機(jī)械的特性獲取自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置高于當(dāng)前位置的第一位置所對(duì)應(yīng)的流體機(jī)械的第一功率和第一工質(zhì)流量；

c.以當(dāng)前位置為基準(zhǔn)，保持當(dāng)前轉(zhuǎn)速不變，根據(jù)流體機(jī)械的特性獲取自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置低于當(dāng)前位置的第二位置所對(duì)應(yīng)的流體機(jī)械的第二功率和第二工質(zhì)流量；

d.根據(jù)第一功率、第一工質(zhì)流量、第二功率、第二工質(zhì)流量來(lái)計(jì)算自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率，自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率的計(jì)算公式為：

e.以當(dāng)前轉(zhuǎn)速為基準(zhǔn)，保持當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的當(dāng)前位置不變，根據(jù)流體機(jī)械的特性獲取轉(zhuǎn)速高于當(dāng)前轉(zhuǎn)速的第一轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的流體機(jī)械的第三功率和第三工質(zhì)流量；

f.以當(dāng)前轉(zhuǎn)速為基準(zhǔn)，保持當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的當(dāng)前位置不變，根據(jù)流體機(jī)械的特性獲取轉(zhuǎn)速低于當(dāng)前轉(zhuǎn)速的第二轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的流體機(jī)械的第四功率和第四工質(zhì)流量；

g.根據(jù)第三功率、第三工質(zhì)流量、第四功率、第四工質(zhì)流量來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)速效率，轉(zhuǎn)速效率的計(jì)算公式為：

h.比較自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率和轉(zhuǎn)速效率；

如果自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率高于轉(zhuǎn)速效率，那么加載時(shí)，保持當(dāng)前轉(zhuǎn)速不變，并且調(diào)節(jié)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置以完成加載；減載時(shí)，保持當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置不變，并且調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以完成減載；

如果自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率低于轉(zhuǎn)速效率，那么加載時(shí)，保持當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置不變，并且調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以完成加載；減載時(shí)，保持當(dāng)前轉(zhuǎn)速不變，并且調(diào)節(jié)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置以完成減載。

步驟a至步驟h是對(duì)兩個(gè)控制對(duì)象(自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置或者轉(zhuǎn)速)進(jìn)行比較并確定加載或減載過(guò)程選擇哪一個(gè)控制對(duì)象的過(guò)程。其中，用于比較的指標(biāo)是自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率和轉(zhuǎn)速效率，這兩個(gè)指標(biāo)的分子部分為工質(zhì)流量，分母部分為功率，以螺桿式壓縮機(jī)為例，分子部分與分母部分的比值可近似認(rèn)為是單位功率下對(duì)應(yīng)的制冷量，并對(duì)應(yīng)螺桿式壓縮機(jī)的性能系數(shù)(COP,kW/kW)。

以下結(jié)合流體機(jī)械的控制模塊對(duì)以上流體機(jī)械轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法作詳細(xì)描述。

流體機(jī)械的控制模塊在計(jì)算自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率和轉(zhuǎn)速效率時(shí)依據(jù)的是流體機(jī)械的特性，流體機(jī)械的特性是指流體機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中的各個(gè)運(yùn)行參數(shù)(如檢測(cè)電流、自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置、轉(zhuǎn)速、功率、工質(zhì)流量等等)之間存在的一種規(guī)律，根據(jù)這一規(guī)律，在已知上述各個(gè)運(yùn)行參數(shù)中的一個(gè)時(shí)，可獲知其余運(yùn)行參數(shù)。通過(guò)對(duì)大量流體機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中的各個(gè)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以總結(jié)出流體機(jī)械的特性。流體機(jī)械的特性可以以公式、圖表或者數(shù)據(jù)庫(kù)的形式呈現(xiàn)。對(duì)于流體機(jī)械的控制模塊來(lái)說(shuō)，將流體機(jī)械的特性總結(jié)成流體機(jī)械特性數(shù)據(jù)庫(kù)可方便流體機(jī)械的控制模塊調(diào)用。

通常流體機(jī)械特性數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)集成在流體機(jī)械的控制模塊中，供控制模塊調(diào)用。當(dāng)然，流體機(jī)械特性數(shù)據(jù)庫(kù)也可以存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)介質(zhì)，比如計(jì)算機(jī)中，供控制模塊調(diào)用。以螺桿式壓縮機(jī)為例，如圖2所示，螺桿式壓縮機(jī)的流體機(jī)械特性數(shù)據(jù)庫(kù)包括壓縮機(jī)電流特性數(shù)據(jù)庫(kù)201、壓縮機(jī)功率特性數(shù)據(jù)庫(kù)202、壓縮機(jī)冷媒流量特性數(shù)據(jù)庫(kù)203。在當(dāng)前輸出能力下，壓縮機(jī)存在一個(gè)檢測(cè)電流，控制模塊將該檢測(cè)電流輸入到壓縮機(jī)電流特性數(shù)據(jù)庫(kù)201中后，壓縮機(jī)電流特性數(shù)據(jù)庫(kù)201會(huì)輸出一個(gè)當(dāng)前輸出能力下的自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的當(dāng)前位置，供控制模塊使用。在當(dāng)前輸出能力下，當(dāng)前轉(zhuǎn)速也可以從變頻器的通信接口獲得(例如，獲得變頻器的輸出頻率后通過(guò)計(jì)算得到當(dāng)前轉(zhuǎn)速)，并傳遞至控制模塊?？刂颇K可以是西門子公司生產(chǎn)的PLC控制器。

控制模塊能夠在自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的當(dāng)前位置的基礎(chǔ)上計(jì)算得出自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置高于當(dāng)前位置的第一位置。如圖1所示，自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置的變化范圍為0至100％，其中，52％的自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置高于50％的自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置。在當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置為50％時(shí)，控制模塊能夠在當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置為50％的基準(zhǔn)上加2％的變化幅度，從而獲得52％的自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置，也就是自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置高于當(dāng)前位置的第一位置。變化幅度并不是固定的，可隨實(shí)際情況確定，例如變化幅度的范圍可以為1％至5％。當(dāng)前位置也不限于50％，而是與螺桿式壓縮機(jī)的當(dāng)前輸出能力相關(guān)。

同理，控制模塊也能夠在自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的當(dāng)前位置的基礎(chǔ)上計(jì)算得出自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置低于當(dāng)前位置的第二位置。如圖1所示，自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置的變化范圍為0至100％，其中，48％的自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置低于50％的自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置。在當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置為50％時(shí)，控制模塊能夠在當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置為50％的基準(zhǔn)上減2％的變化幅度，從而獲得48％的自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置，也就是自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置低于當(dāng)前位置的第二位置。變化幅度并不是固定的，可隨實(shí)際情況確定，例如變化幅度的范圍可以為1％至5％。當(dāng)前位置也不限于50％，而是與螺桿式壓縮機(jī)的當(dāng)前輸出能力相關(guān)。

在獲得第一位置后，控制模塊將第一位置分別輸入到壓縮機(jī)功率特性數(shù)據(jù)庫(kù)202和壓縮機(jī)冷媒流量特性數(shù)據(jù)庫(kù)203，壓縮機(jī)功率特性數(shù)據(jù)庫(kù)202會(huì)輸出螺桿式壓縮機(jī)的第一功率，供控制模塊使用，壓縮機(jī)冷媒流量特性數(shù)據(jù)庫(kù)203會(huì)輸出螺桿式壓縮機(jī)的第一工質(zhì)流量，供控制模塊使用。

在獲得第二位置后，控制模塊將第二位置分別輸入到壓縮機(jī)功率特性數(shù)據(jù)庫(kù)202和壓縮機(jī)冷媒流量特性數(shù)據(jù)庫(kù)203，壓縮機(jī)功率特性數(shù)據(jù)庫(kù)202會(huì)輸出螺桿式壓縮機(jī)的第二功率，供控制模塊使用，壓縮機(jī)冷媒流量特性數(shù)據(jù)庫(kù)203會(huì)輸出螺桿式壓縮機(jī)的第二工質(zhì)流量，供控制模塊使用。

控制模塊在獲得第一功率、第一工質(zhì)流量、第二功率、第二工質(zhì)流量后，通過(guò)下述自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率的計(jì)算公式：

來(lái)計(jì)算自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率。

控制模塊還能夠在當(dāng)前轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上計(jì)算得出轉(zhuǎn)速高于當(dāng)前轉(zhuǎn)速的第一轉(zhuǎn)速。如圖1所示，轉(zhuǎn)速的變化范圍為變頻器的輸出頻率為30至60Hz時(shí)所對(duì)應(yīng)的范圍。例如，變頻器的輸出頻率為30Hz時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，變頻器的輸出頻率為60Hz時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)/分，即轉(zhuǎn)速的變化范圍為3000轉(zhuǎn)/分至6000轉(zhuǎn)/分。其中，32Hz的輸出頻率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速(3200轉(zhuǎn)/分)，高于31Hz的輸出頻率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速(3100轉(zhuǎn)/分)。在當(dāng)前轉(zhuǎn)速為3100轉(zhuǎn)/分時(shí)，控制模塊能夠在當(dāng)前轉(zhuǎn)速的基準(zhǔn)上加100轉(zhuǎn)/分的變化幅度，從而獲得3200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速，也就是轉(zhuǎn)速高于當(dāng)前轉(zhuǎn)速的第一轉(zhuǎn)速。100轉(zhuǎn)/分的變化幅度可通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率來(lái)獲得。變化幅度并不是固定的，可隨實(shí)際情況確定，例如變化幅度的范圍可以為1轉(zhuǎn)/分鐘至100轉(zhuǎn)/分鐘。當(dāng)前轉(zhuǎn)速也不限于3100轉(zhuǎn)/分，而是與螺桿式壓縮機(jī)的當(dāng)前輸出能力相關(guān)。

同理，控制模塊也能夠在當(dāng)前轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上計(jì)算得出轉(zhuǎn)速低于當(dāng)前轉(zhuǎn)速的第二轉(zhuǎn)速。如圖1所示，轉(zhuǎn)速的變化范圍為變頻器的輸出頻率為30至60Hz時(shí)所對(duì)應(yīng)的范圍。例如，變頻器的輸出頻率為30Hz時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，變頻器的輸出頻率為60Hz時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)/分，即轉(zhuǎn)速的變化范圍為3000轉(zhuǎn)/分至6000轉(zhuǎn)/分。其中，30Hz的輸出頻率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速(3000轉(zhuǎn)/分)，低于31Hz的輸出頻率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速(3100轉(zhuǎn)/分)。在當(dāng)前轉(zhuǎn)速為3100轉(zhuǎn)/分時(shí)，控制模塊能夠在當(dāng)前轉(zhuǎn)速的基準(zhǔn)上減100轉(zhuǎn)/分的變化幅度，從而獲得3000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速，也就是轉(zhuǎn)速低于當(dāng)前轉(zhuǎn)速的第二轉(zhuǎn)速。100轉(zhuǎn)/分的變化幅度可通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率來(lái)獲得。變化幅度并不是固定的，可隨實(shí)際情況確定，例如變化幅度的范圍可以為1轉(zhuǎn)/分鐘至100轉(zhuǎn)/分鐘。當(dāng)前轉(zhuǎn)速也不限于3100轉(zhuǎn)/分，而是與螺桿式壓縮機(jī)的當(dāng)前輸出能力相關(guān)。

在獲得第一轉(zhuǎn)速后，控制模塊將第一轉(zhuǎn)速分別輸入到壓縮機(jī)功率特性數(shù)據(jù)庫(kù)202和壓縮機(jī)冷媒流量特性數(shù)據(jù)庫(kù)203，壓縮機(jī)功率特性數(shù)據(jù)庫(kù)202會(huì)輸出螺桿式壓縮機(jī)的第三功率，供控制模塊使用，壓縮機(jī)冷媒流量特性數(shù)據(jù)庫(kù)203會(huì)輸出螺桿式壓縮機(jī)的第三工質(zhì)流量，供控制模塊使用。

在獲得第二轉(zhuǎn)速后，控制模塊將第二轉(zhuǎn)速分別輸入到壓縮機(jī)功率特性數(shù)據(jù)庫(kù)202和壓縮機(jī)冷媒流量特性數(shù)據(jù)庫(kù)203，壓縮機(jī)功率特性數(shù)據(jù)庫(kù)202會(huì)輸出螺桿式壓縮機(jī)的第四功率，供控制模塊使用，壓縮機(jī)冷媒流量特性數(shù)據(jù)庫(kù)203會(huì)輸出螺桿式壓縮機(jī)的第四工質(zhì)流量，供控制模塊使用。

控制模塊在獲得第三功率、第三工質(zhì)流量、第四功率、第四工質(zhì)流量后，通過(guò)下述轉(zhuǎn)速效率的計(jì)算公式：

來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)速效率。

在計(jì)算得出自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率和轉(zhuǎn)速效率之后，控制模塊對(duì)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率和轉(zhuǎn)速效率進(jìn)行比較,以決定加載或減載過(guò)程選擇兩個(gè)控制對(duì)象(自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置或者轉(zhuǎn)速)中的哪一個(gè)作為控制對(duì)象，具體過(guò)程如下：

如果自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率高于轉(zhuǎn)速效率，那么加載時(shí)，轉(zhuǎn)速保持當(dāng)前轉(zhuǎn)速不變，自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置以完成加載；減載時(shí)，自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)保持當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置不變，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以完成減載；

如果自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率低于轉(zhuǎn)速效率，那么加載時(shí)，自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)保持當(dāng)前自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置不變，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以完成加載；減載時(shí)，轉(zhuǎn)速保持當(dāng)前轉(zhuǎn)速不變，自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置以完成減載。

采用上述調(diào)節(jié)過(guò)程的原因是：當(dāng)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率大于轉(zhuǎn)速效率時(shí)，在加載過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置可以獲得比通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速更高的性能系數(shù)(COP,kW/kW)。在減載過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可以獲得比通過(guò)調(diào)節(jié)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置更高的性能系數(shù)(COP,kW/kW)。從而，在加載或者減載過(guò)程結(jié)束后，流體機(jī)械的性能系數(shù)(COP,kW/kW)能夠得到提高。

當(dāng)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率低于轉(zhuǎn)速效率時(shí)，在加載過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可以獲得比通過(guò)調(diào)節(jié)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置更高的性能系數(shù)(COP,kW/kW)。在減載過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置可以獲得比通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速更高的性能系數(shù)(COP,kW/kW)。從而，在加載或者減載過(guò)程結(jié)束后，流體機(jī)械的性能系數(shù)(COP,kW/kW)能夠得到提高。

以加載至75％的輸出能力為例，圖1所示的控制方法，其過(guò)程是先通過(guò)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(滑閥)調(diào)節(jié)提升到50％的輸出能力，此時(shí)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(滑閥)位置調(diào)節(jié)至最大，即100％，然后轉(zhuǎn)速(變頻器的輸出頻率)再逐漸提升，將螺桿式壓縮機(jī)的輸出能力從50％提升到75％，此時(shí)轉(zhuǎn)速為輸出頻率為34Hz時(shí)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，機(jī)組的性能系數(shù)(COP,kW/kW)為4.18，綜合部分負(fù)載性能系數(shù)(IPLV)為5.512。

在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，如圖4所示，圖4的橫軸代表螺桿式壓縮機(jī)的輸出能力，縱軸代表轉(zhuǎn)速(變頻器的輸出頻率)的大小和自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(滑閥)位置百分比。曲線3為自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(滑閥)的調(diào)節(jié)曲線，曲線4為轉(zhuǎn)速(變頻器的輸出頻率)的調(diào)節(jié)曲線。在加載過(guò)程開(kāi)始前，先進(jìn)行自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率和轉(zhuǎn)速效率的比較并確定加載過(guò)程中的控制對(duì)象。通常，對(duì)于螺桿式壓縮機(jī)，在低輸出能力階段，自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率會(huì)大于轉(zhuǎn)速效率，因此加載過(guò)程先通過(guò)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)提升機(jī)組的輸出能力，在輸出能力提升的過(guò)程中，會(huì)對(duì)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率和轉(zhuǎn)速效率進(jìn)行周期性比較，一旦出現(xiàn)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率會(huì)小于轉(zhuǎn)速效率的情況，就會(huì)切換控制對(duì)象，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來(lái)提升機(jī)組的輸出能力。在本實(shí)施例中，自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率小于轉(zhuǎn)速效率的情況出現(xiàn)在自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置調(diào)節(jié)至78％的時(shí)候，此時(shí)加載過(guò)程的控制對(duì)象從自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置切換成轉(zhuǎn)速，在接下來(lái)的加載過(guò)程中，自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置保持不變，轉(zhuǎn)速?gòu)淖冾l器的輸出頻率為30Hz時(shí)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速變化至變頻器的輸出頻率為41Hz時(shí)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，從而將壓縮機(jī)的輸出能力提升到75％，此時(shí)，機(jī)組的性能系數(shù)(COP,kW/kW)為4.30，綜合部分負(fù)載性能系數(shù)(IPLV)為5.561。相較于圖1中的控制方法，本發(fā)明的上述實(shí)施例提供的流體機(jī)械的轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法將機(jī)組的性能系數(shù)(COP,kW/kW)提高了2.9％，綜合部分負(fù)載性能系數(shù)(IPLV)提高了0.89％。

加載或減載過(guò)程可以為周期性調(diào)節(jié)。周期性調(diào)節(jié)包括多個(gè)連續(xù)的進(jìn)行加載或減載的調(diào)節(jié)周期，調(diào)節(jié)周期包括步驟a至步驟h；多個(gè)連續(xù)的調(diào)節(jié)周期包括任意相鄰的第一調(diào)節(jié)周期和第二調(diào)節(jié)周期；將第一調(diào)節(jié)周期內(nèi)的步驟h中的完成調(diào)節(jié)之后的流體機(jī)械的輸出能力作為第二調(diào)節(jié)周期內(nèi)的步驟a中的當(dāng)前輸出能力，以完成周期性輸出能力調(diào)節(jié)。周期可以設(shè)置為1秒至10秒。

以上描述的內(nèi)容是：在確定流體機(jī)械的輸出能力是加載還是減載之后，如何對(duì)加載或者減載中控制對(duì)象的進(jìn)行確定，以提高流體機(jī)械的工作效率。以下描述如何確定流體機(jī)械的輸出能力是需要加載還是減載。

本領(lǐng)域中有多種方式能夠確定流體機(jī)械的輸出能力是需要加載還是減載，這些方式與流體機(jī)械的種類有關(guān)。當(dāng)流體機(jī)械的工作能力無(wú)法滿足外部需求時(shí)，流體機(jī)械的輸出能力需要加載，當(dāng)流體機(jī)械的工作能力超出外部需求時(shí)，流體機(jī)械的輸出能力需要減載。工作能力是否滿足外部需求可通過(guò)外部控制信號(hào)來(lái)衡量，外部控制信號(hào)可通過(guò)控制模塊的外部傳感器來(lái)獲取。例如，對(duì)于風(fēng)機(jī)，外部傳感器為壓力傳感器，外部控制信號(hào)可以是出風(fēng)口的壓頭，當(dāng)壓頭過(guò)高時(shí)進(jìn)行減載，壓頭不足時(shí)進(jìn)行加載。對(duì)于泵，外部控制信號(hào)可以是泵出口的揚(yáng)程，當(dāng)揚(yáng)程過(guò)高時(shí)進(jìn)行減載，揚(yáng)程不足時(shí)進(jìn)行加載。對(duì)于螺桿式壓縮機(jī)，外部傳感器為溫度傳感器，外部控制信號(hào)可以是水溫控制信號(hào)，螺桿式壓縮機(jī)通常設(shè)置于冷水機(jī)組中，冷水機(jī)組用于產(chǎn)生空調(diào)用的冷凍水，水溫控制信號(hào)可以是冷凍水的出水溫度。當(dāng)冷凍水的溫度過(guò)低并且已經(jīng)足夠滿足空調(diào)需求時(shí)，螺桿式壓縮機(jī)可以進(jìn)行減載，以提高冷凍水的出水溫度，當(dāng)冷凍水的溫度過(guò)高并且無(wú)法足夠滿足空調(diào)需求時(shí)，螺桿式壓縮機(jī)可以進(jìn)行加載，以降低冷凍水的出水溫度。水溫控制信號(hào)可通過(guò)設(shè)置在冷凍水出水處的溫度傳感器來(lái)獲取。冷凍水的出水溫度的變化幅度可人為確定，例如，人工設(shè)置一個(gè)冷凍水的出水溫度的目標(biāo)值，目標(biāo)值與當(dāng)前值之間的差距就是冷凍水的出水溫度的變化幅度。冷凍水的出水溫度的變化幅度在機(jī)組控制系統(tǒng)中會(huì)轉(zhuǎn)換成加載信號(hào)或者減載信號(hào)，并傳遞給轉(zhuǎn)速或者自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)速或者自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在收到加載信號(hào)或者減載信號(hào)后進(jìn)行動(dòng)作，以改變螺桿式壓縮機(jī)的輸出能力，從而到達(dá)冷凍水的出水溫度的目標(biāo)值。對(duì)于螺桿式壓縮機(jī)或者其他種類的制冷壓縮機(jī)，外部控制信號(hào)還可以是壓縮機(jī)進(jìn)出口的溫度或者壓力。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，加載和減載控制過(guò)程如圖3所示，采用水溫控制信號(hào)作為外部控制信號(hào)?？刂颇K能夠在螺桿式壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)采集水溫控制信號(hào)，并將這些信號(hào)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換成水溫控制參數(shù)，并依據(jù)這些參數(shù)對(duì)螺桿式壓縮機(jī)需要進(jìn)行加載還是減載作出判斷(步驟301)。同時(shí)，控制模塊進(jìn)行步驟a至步驟h的效率計(jì)算及比較過(guò)程，確定加載時(shí)的控制對(duì)象和減載時(shí)的控制對(duì)象(步驟302)。然后結(jié)合步驟301和步驟302的結(jié)果，進(jìn)行自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置和轉(zhuǎn)速的協(xié)調(diào)控制(步驟303)和極限位置、限制功能的再分配(步驟304)，以分配控制信號(hào)，從而調(diào)節(jié)螺桿式壓縮機(jī)輸出能力。

步驟301至步驟303能滿足大多數(shù)螺桿式壓縮機(jī)輸出能力的調(diào)節(jié)過(guò)程，但在一些極限調(diào)節(jié)位置的情況下，需要對(duì)調(diào)節(jié)過(guò)程進(jìn)行分配。例如，自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過(guò)程中會(huì)遇到極限位置，如轉(zhuǎn)速的最高限制值為5000轉(zhuǎn)/分，或者遇到電流過(guò)高要求減載滑閥。這時(shí)水溫控制加減載要求在該控制對(duì)象上可能無(wú)法完成，那么無(wú)法完成的那部分自動(dòng)分配給另一控制對(duì)象。例如依據(jù)水溫控制和效率計(jì)算結(jié)果決定增加轉(zhuǎn)速，但轉(zhuǎn)速已達(dá)到5000轉(zhuǎn)/分無(wú)法再增加，則此加載信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)移至自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，進(jìn)行自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)加載。

具體地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置具有第一極限位置和第二極限位置，控制模塊能夠控制自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置在第一極限位置和第二極限位置所確定的范圍內(nèi)變化，以調(diào)節(jié)輸出能力；轉(zhuǎn)速具有第一極限轉(zhuǎn)速和第二極限轉(zhuǎn)速，控制模塊能夠控制轉(zhuǎn)速在第一極限轉(zhuǎn)速和第二極限轉(zhuǎn)速所確定的范圍內(nèi)變化，以調(diào)節(jié)輸出能力；

在加載或者減載過(guò)程中，當(dāng)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置的調(diào)節(jié)幅度超出第一極限位置或者第二極限位置時(shí)，控制模塊能夠先使自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置變化至第一極限位置或者第二極限位置，再調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，以完成加載或者減載；當(dāng)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)幅度超出第一極限轉(zhuǎn)速或者第二極限轉(zhuǎn)速時(shí)，控制模塊能夠先使轉(zhuǎn)速變化至第一極限轉(zhuǎn)速或者第二極限轉(zhuǎn)速，再調(diào)節(jié)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置，以完成加載或者減載。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明提供的流體機(jī)械的轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)控方法，根據(jù)自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)效率和轉(zhuǎn)速效率的比較值來(lái)切換加載或者減載過(guò)程中的控制對(duì)象，再進(jìn)行調(diào)節(jié)。這一協(xié)控方法，能夠使得流體機(jī)械在加載或者減載到部分負(fù)載時(shí)，獲得更優(yōu)的轉(zhuǎn)速與自身容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置的搭配，從而使流體機(jī)械獲得更高的工作效率。本發(fā)明提供的流體機(jī)械，具有在部分負(fù)載下工作效率高的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本發(fā)明權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍之內(nèi)。