本实用新型属于空调及工业冷却技术领域，尤其是涉及一种带可变内容积比装置的冷水机组。
背景技术：
随着城镇化进程加速和居民生活水平的提高，空调系统的能源消耗占我国总能耗的比重也日益增加，提高空调系统的能效水平对于国家节能减排和实现社会的可持续发展具有重要意义。
目前市场上的各类水冷、风冷和蒸发冷螺杆冷水机组普遍采用定频螺杆压缩机，但空调系统99%时间是在部分负荷状态下运行的。螺杆冷水机组处于部分负荷状态时，定频螺杆压缩机通常通过改变容调滑阀的位置来进行有限的输气量调节，螺杆转子与容调滑阀的间隙较大；同时，在低负荷下运行时螺杆压缩机有效密封齿数减少，无效压缩的功耗增加，从而导致压缩机的等熵效率和容积效率降低，运行效率较低。
常规定频压缩机启动电流大，故对电网的冲击较大，尤其在负荷70%以下运行时电机效率较低，故综合部分负荷制冷能效较低。
常规螺杆压缩机的内容积比是不可调整的，假设忽略螺杆压缩机内部低压侧和高压侧的气流阻力，压缩过程的内容积比(vi）与压缩机的压缩比(pr)之间则存在以下理论计算模型：
pr=vin
pr=pdp/ps
vi=vs/vdp
pdp:压缩结束开始排气时压缩腔压力
ps:压缩机吸气压力（即系统低压）
vs:吸气结束开始压缩时压缩腔容积
vdp:压缩结束开始排气时压缩腔容积
n:多变指数，与制冷剂有关，为常数。
由上述公式可知，在吸气压力(ps)和内容积比(vi)固定情况下，当压缩机完成压缩过程，压缩腔与排气口连通而开始排气时：
1.若压缩腔压力pdp大于排气压力（即系统高压，pd），压缩腔内高压气体将突然膨胀至pd，产生过压缩现象，浪费了多余压缩功，
2.若压缩腔压力pdp小于排气压力pd，压缩腔内气体瞬间被强制等容压缩至pd后排至排气口，将产生欠压缩现象，与从ps正常压缩至pd的气体压缩过程相比，压缩功耗同样也需增加。
由上述分析可知，压缩结束开始排气时若压缩腔压力pdp与排气压力pd完全相同，则既无过压缩现象也无欠压缩现象，压缩效率最高，此时压缩机的压缩比(pdp/ps)与系统高低压比(pd/ps)相等。
受冷凝侧的室外气温或冷却水温、蒸发侧的冷冻水温、空调负荷、压缩机容量等运行条件的影响，螺杆冷水机组运行时蒸发压力、冷凝压力变化很大，系统高低比(pd//ps)实际上是在很大范围内变化的，故所需的最佳压缩比及对应的目标内容积比也需同步进行调整，而常规压缩机的内容积比是固定的，故压缩机在绝大部分时间都处于过压缩或欠压缩状态，导致压缩机实际运行能耗较大，制冷能效较低。
综上所述，采用变频技术提高螺杆冷水机组在部分负荷下压缩机的运行效率和机组的制冷能效，同时，采用可变内容积比技术，解决不同室外气温、冷却水温、冷冻水温工况条件下，压缩机在较大压缩比范围、变工况运行时的过压缩或欠压缩缺陷，提高机组制冷能效，具有十分重要的意义。
技术实现要素：
本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种带可变内容积比装置的冷水机组。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种带可变内容积比装置的冷水机组，所述带可变内容积比装置的冷水机组包括压缩机、与所述压缩机相连的冷凝器和蒸发器及设于所述冷凝器与所述蒸发器之间的节流装置，所述压缩机为带可变内容积比控制的变频压缩机，所述带可变内容积比装置的冷水机组还包括控制器和变频器；机组在运行时，对机组运行时的排气压力、吸气压力做检测，随后计算出系统高压比和压缩机目标压缩比，再根据压缩比和内容积比之间的理论计算模型计算目标内容积比，同时，根据可变内容积比调节装置的轴向位置反馈信号来计算实际内容积比，两者有差异时则调整可变内容积比调节装置的轴向位置，直至实际内容积比与目标内容积比完全相等，使压缩机正常运行。
所述压缩机一端设有吸气压力传感器，另一端设有排气压力传感器；所述蒸发器一端设有进水温度传感器，另一端设有出水温度传感器；所述节流装置包括外壳体、设于所述外壳体内的挡板及设于所述外壳体顶部的第一连接板，所述第一连接板底部设有与所述挡板相配合的第一转盘。
所述挡板上设有第一通孔、第二通孔及第三通孔，所述第一通孔与所述第二通孔相邻设置，所述第二通孔与所述第三通孔相邻设置，所述第二通孔数量大于所述第一通孔，所述第三通孔数量大于所述第二通孔，所述第三通孔为两组，所述第一转盘上设有开口。
所述外壳体内壁上设有第一滑槽，所述挡板侧壁上设有与所述第一滑槽相配合的第一滑块，所述挡板上还设有第四通孔，所述第一转盘为圆锥形结构，所述第一转盘侧壁上设有第二连接板，所述第二连接板上设有多个与所述第四通孔相配合的通槽。
所述第一连接板侧壁上设有第一活动槽，所述第一活动槽顶部设有连接槽，所述第二连接板上设有第三连接板，所述第三连接板顶部设有与所述连接槽相配合的第一连接块，所述外壳体侧壁上设有设备箱，所述设备箱内设有步进电机，所述步进电机输出轴上设有传动轮，所述外壳体侧壁上设有与所述传动轮相配合的传动槽。
所述第一连接板上设有第二活动槽，所述第二活动槽内设有刮板，所述刮板底部设有支撑弹簧，所述支撑弹簧设于所述第二活动槽底部。
本实用新型具有以下优点：通过本申请的控制技术，避免压缩机产生过压缩或欠压缩现象，显著提高机组在大压缩比范围、变工况运行时制冷能效，保持压缩机的高效运行。
附图说明
图1为本实用新型一种带可变内容积比装置的冷水机组的系统原理图。
图2为本实用新型一种带可变内容积比装置的冷水机组的控制原理图。
图3为本实用新型节流装置的结构示意图。
图4为本实用新型节流装置的剖面示意图一。
图5为图4中的a处放大图。
图6为图4中的b处放大图。
图7为本实用新型节流装置的剖面示意图二。
图8为图7中的c处放大图。
图9为本实用新型节流装置的剖面示意图三。
具体实施方式
如图1-9所示，一种带可变内容积比装置的冷水机组，所述带可变内容积比装置的变频螺杆冷水机组包括压缩机10、与所述压缩机10相连的冷凝器20和蒸发器30及设于所述冷凝器20与所述蒸发器30之间的节流装置，所述压缩机10为带可变内容积比控制的变频压缩机，所述带可变内容积比装置的变频螺杆冷水机组还包括控制器和变频器；在变频螺杆压缩机内部配置可变内容积比调节装置，机组控制器通过检测机组运行时排气压力(即系统高压，pd)、吸气压力(即系统低压，ps)来计算系统高低压比(pd/ps)和压缩机目标压缩比(pr），再根据压缩比和内容积比之间的理论计算模型计算目标内容积比(vi），同时，根据可变内容积比调节装置的轴向位置反馈信号来计算实际内容积比，两者有差异时则调整可变内容积比调节装置的轴向位置，直至实际内容积比与目标内容积比(vi）完全相等，以避免压缩机产生过压缩或欠压缩现象，显著提高机组在大压缩比范围、变工况运行时制冷能效，保持压缩机的高效运行。
冷凝器20型式和冷却介质的不同，分为风冷、水冷、蒸发冷等形式.
所述压缩机10一端设有吸气压力传感器101，另一端设有排气压力传感器102；所述蒸发器30一端设有进水温度传感器302，另一端设有出水温度传感器301；机组控制器通过检测进水温度(twi)、出水温度(two)与目标值的偏差，及进水温度(twi)、出水温度(two)的变化速率来智能计算空调负荷，进而采用变频器来调节变频螺杆压缩机的运行频率和转速，从而来调节机组制冷量，调节范围广，且可有效提高机组的综合部分负荷制冷能效。
从蒸发器出来的低温低压气体制冷剂进入带可变内容积比控制的变频压缩机，被压缩成高温高压的气体制冷剂后压力提高，容积缩小，然后进入冷凝器被冷凝成高压液体。高压液体制冷剂进入节流装置被节流降压为低温低压气液两相混合物，之后再进入蒸发器，吸收温度相对较高的冷冻水热量对冷冻水进行降温冷却后蒸发为低温低压气体制冷剂，该气体制冷剂再次进入带可变内容积比控制的变频压缩机被重新压缩，如此反复循环。
所述节流装置包括外壳体1、设于所述外壳体1内的挡板12及设于所述外壳体1顶部的第一连接板2，所述第一连接板2底部设有与所述挡板12相配合的第一转盘23；挡板对进入到外壳体内的高压液体制冷剂起阻挡作用，使制冷剂撞击在挡板上使制冷剂的压力降低，起到降压作用，实现制冷剂的降压操作。
所述挡板12上设有第一通孔122、第二通孔123及第三通孔124，所述第一通孔122与所述第二通孔123相邻设置，所述第二通孔123与所述第三通孔124相邻设置，所述第二通孔123数量大于所述第一通孔122，所述第三通孔124数量大于所述第二通孔123，所述第三通孔124为两组，所述第一转盘23上设有开口231，第一转盘上设有两个开口，两个开口呈中心对称设置，两组第三通孔与两组开口相对设置，挡板均分为八等分，第一通孔、第二通孔及第三通孔分别设于其中一块等分块上，开口大小与等分块相对应；通过转盘的转动，使开口分别与不同的通孔相对应，以便在挡板上获得不同的开度，根据蒸发器出口处制冷剂蒸汽的过热度控制转盘转动，从而可方便的对挡板上的气流量进行控制，以满足节流装置不同工况的需求，提升节流装置的使用效果。
所述外壳体1内壁上设有第一滑槽，所述挡板12侧壁上设有与所述第一滑槽相配合的第一滑块121，所述挡板12上还设有第四通孔125，所述第一转盘23为圆锥形结构，所述第一转盘23侧壁上设有第二连接板22，所述第二连接板22上设有多个与所述第四通孔125相配合的通槽221；挡板在第一滑槽与第一滑块的设置下可拆卸连接于外壳体内，在第一连接板的作用下将挡板固定在外壳体内，提升挡板与外壳体的连接效果，同时在第一滑槽与第一滑块的相互配合下，对挡板起止转作用，以便第一转盘更好的与挡板上的通孔形成配合；当节流装置处于关闭状态时，第二连接板将第四通孔封闭，使节流装置处于完全关闭状态；当第一转盘转动至与任意一个通孔相配合时，通槽转动至第四通孔上方，使第四通孔处于导通状态，在第一转盘的圆锥形结构下，使部分的冷却剂从第一转盘表面第二连接板上流动，以便将部分的冷却剂从第四通孔处导出，减小冷却剂对第一转盘和挡板的冲击力，对节流装置起保护作用。
所述第一连接板2侧壁上设有第一活动槽，所述第一活动槽顶部设有连接槽，所述第二连接板22上设有第三连接板21，所述第三连接板21顶部设有与所述连接槽相配合的第一连接块，所述外壳体1侧壁上设有设备箱11，所述设备箱11内设有步进电机111，所述步进电机111输出轴上设有传动轮112，所述外壳体1侧壁上设有与所述传动轮112相配合的传动槽；在第一连接块与连接槽的相互配合下，将第一转盘可靠的连接于第一连接板底部，以便使第一转盘与挡板形成配合，提升第一转盘与挡板的配合效果；蒸发器出口处制冷剂蒸汽的过热度传递至不进电电机上，从而控制步进电机做出相应反应，使步进电机驱动传动轮转动，以便对第三连接板做控制，使第三连接板根据实际情况带动第一转盘转动，对挡板上的开度进行控制，保证节流装置的实用性。
所述第一连接板2上设有第二活动槽，所述第二活动槽内设有刮板29，所述刮板29底部设有支撑弹簧291，所述支撑弹簧291设于所述第二活动槽底部；冷却剂进入到外壳体内后，在冷却剂冲击下推动刮板往下运动，使冷却剂处于第二活动槽底部，当冷却剂流量减小时，在支撑弹簧作用下推动刮板往上运动，使刮板沿第二活动槽往上运动，在刮板作用下对第二活动槽内壁做清理，以便将第二活动槽内壁上的冷却剂刮除，对外壳体内壁进行自动清理，减少冷却剂粘附在外壳体内壁上。
1.一种带可变内容积比装置的冷水机组，所述带可变内容积比装置的冷水机组包括压缩机（10）、与所述压缩机（10）相连的冷凝器（20）和蒸发器（30）及设于所述冷凝器（20）与所述蒸发器（30）之间的节流装置，其特征在于：所述压缩机（10）为带可变内容积比控制的变频压缩机，所述带可变内容积比装置的冷水机组还包括控制器和变频器；所述压缩机（10）一端设有吸气压力传感器（101），另一端设有排气压力传感器（102）；所述蒸发器（30）一端设有进水温度传感器（302），另一端设有出水温度传感器（301）；所述节流装置包括外壳体（1）、设于所述外壳体（1）内的挡板（12）及设于所述外壳体（1）顶部的第一连接板（2），所述第一连接板（2）底部设有与所述挡板（12）相配合的第一转盘（23）。
2.按照权利要求1所述的一种带可变内容积比装置的冷水机组，其特征在于：所述挡板（12）上设有第一通孔（122）、第二通孔（123）及第三通孔（124），所述第一通孔（122）与所述第二通孔（123）相邻设置，所述第二通孔（123）与所述第三通孔（124）相邻设置，所述第二通孔（123）数量大于所述第一通孔（122），所述第三通孔（124）数量大于所述第二通孔（123），所述第三通孔（124）为两组，所述第一转盘（23）上设有开口（231）。
3.按照权利要求2所述的一种带可变内容积比装置的冷水机组，其特征在于：所述外壳体（1）内壁上设有第一滑槽，所述挡板（12）侧壁上设有与所述第一滑槽相配合的第一滑块（121），所述挡板（12）上还设有第四通孔（125），所述第一转盘（23）为圆锥形结构，所述第一转盘（23）侧壁上设有第二连接板（22），所述第二连接板（22）上设有多个与所述第四通孔（125）相配合的通槽（221）。
4.按照权利要求3所述的一种带可变内容积比装置的冷水机组，其特征在于：所述第一连接板（2）侧壁上设有第一活动槽，所述第一活动槽顶部设有连接槽，所述第二连接板（22）上设有第三连接板（21），所述第三连接板（21）顶部设有与所述连接槽相配合的第一连接块，所述外壳体（1）侧壁上设有设备箱（11），所述设备箱（11）内设有步进电机（111），所述步进电机（111）输出轴上设有传动轮（112），所述外壳体（1）侧壁上设有与所述传动轮（112）相配合的传动槽。
5.按照权利要求1所述的一种带可变内容积比装置的冷水机组，其特征在于：所述第一连接板（2）上设有第二活动槽，所述第二活动槽内设有刮板（29），所述刮板（29）底部设有支撑弹簧（291），所述支撑弹簧（291）设于所述第二活动槽底部。
技术总结