本發(fā)明涉及空調(diào)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種溫差修正的二次泵空調(diào)水系統(tǒng)變流量控制方法。本發(fā)明還涉及一種溫差修正的二次泵空調(diào)水系統(tǒng)變流量控制方裝置。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的空調(diào)水系統(tǒng)使用的是定頻水泵。這種系統(tǒng)最大的不足是在用戶負(fù)荷變小時(shí)，水泵仍然在按照固定頻率運(yùn)行，提供的水流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際需要的流量。如果用戶側(cè)采用的是兩通閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)，系統(tǒng)中必須設(shè)計(jì)壓差旁通系統(tǒng)，否則系統(tǒng)中的壓力會(huì)過(guò)高，甚至引起管路爆裂。

(1)

其中：為水泵實(shí)際揚(yáng)程 （mH2O）

為水泵定壓揚(yáng)程 （mH2O）

為水泵流量 (m3/h)

為系統(tǒng)阻力系數(shù)，與系統(tǒng)最不利回路阻力和調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度相關(guān)，調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)關(guān)度小，系統(tǒng)阻力系數(shù)增大，泵耗增加。

隨著變頻技術(shù)的出現(xiàn)，空調(diào)水系統(tǒng)變流量控制技術(shù)也隨之在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中流行起來(lái)。當(dāng)前常用的空調(diào)水系統(tǒng)二次泵變流量控制技術(shù)普遍采用的是在水泵的進(jìn)出口設(shè)置壓力傳感器，檢測(cè)水泵進(jìn)出口的壓差。在用戶負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)調(diào)整水泵的頻率維持水泵進(jìn)出口壓差為一恒定值。在末端設(shè)備負(fù)荷較小時(shí)，末端設(shè)備可以通過(guò)電動(dòng)兩通閥調(diào)整進(jìn)入每個(gè)末端設(shè)備的水流量，但系統(tǒng)的阻力系數(shù)增大，使得水泵所提供的揚(yáng)程仍然超過(guò)實(shí)際需要，運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性不好。

空調(diào)末端負(fù)荷跟水泵供給的流量和供回水溫度差相關(guān)，如下式所示：

(2)

其中：為空調(diào)末端負(fù)荷 （kW）

為水的比熱 （kJ/kg）

為水的密度 （kg/m3）

、為供回水溫度 ℃。

定壓差流量控制可能出現(xiàn)供回水傳熱溫差很小的情況。過(guò)小的傳熱溫差意味著承擔(dān)這些負(fù)荷的水流量過(guò)大，雖然可以稍微減小末端設(shè)備的傳熱溫差，但同時(shí)也意味著水流量的巨大富裕以及泵功耗的浪費(fèi)。當(dāng)溫差小到一定值，就會(huì)造成系統(tǒng)運(yùn)行的不經(jīng)濟(jì)。

顯然，如果能使得水泵提供的揚(yáng)程在不增大系統(tǒng)阻力系數(shù)的情況下，剛好滿足負(fù)荷所需揚(yáng)程，即可避免水泵提供不必要的揚(yáng)程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)更加節(jié)能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用空調(diào)二次水供回水溫差修正的二次泵變流量控制方法，它具有能夠使空調(diào)系統(tǒng)更為節(jié)能的特點(diǎn)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種溫差修正的二次泵空調(diào)水系統(tǒng)變流量控制裝置。

本發(fā)明所采用的第一個(gè)技術(shù)方案是：

溫差修正的二次泵空調(diào)水系統(tǒng)變流量控制方法，包括以下步驟：

1）進(jìn)行內(nèi)環(huán)回路控制，包括：設(shè)定水泵進(jìn)出口壓差設(shè)定值，檢測(cè)水泵進(jìn)出口壓差實(shí)際值，比較前述壓差設(shè)定值和壓差實(shí)際值得出壓差偏差值，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻和前一時(shí)刻壓差偏差值通過(guò)PID計(jì)算出輸出水泵運(yùn)行頻率變化量，計(jì)算式為：

，

水泵的當(dāng)前運(yùn)行頻率為：，

其中，

表示水泵頻率變化值

表示水泵供回水壓差設(shè)定值

表示當(dāng)前水泵供回水壓差

表示前一時(shí)刻水泵供回水壓差

、-為PID系數(shù)；

2）進(jìn)行外環(huán)回路控制，包括：設(shè)定水泵供回水溫差設(shè)定值，檢測(cè)水泵供回水溫差實(shí)際值，比較前述溫差設(shè)定值和溫差實(shí)際值得出溫差偏差值，根據(jù)當(dāng)前和前一時(shí)刻溫差偏差值計(jì)算水泵供回水壓差設(shè)定值變化量，計(jì)算式為：

，

其中，

為水泵供回水壓差變化值

為水泵供回水溫差設(shè)定值

為當(dāng)前水泵供回水溫差

為前一時(shí)刻水泵供回水壓差

、為PID系數(shù)；

3）將供回水溫差與水泵供回水壓差關(guān)聯(lián)，基于供回水溫差控制供回水壓差，計(jì)算式為：

。

所述內(nèi)環(huán)回路根據(jù)外環(huán)回路給定的供回水壓差設(shè)定值進(jìn)行水泵頻率的調(diào)整。

本發(fā)明所采用的第二個(gè)技術(shù)方案是：

溫差修正的二次泵空調(diào)水系統(tǒng)變流量控制裝置，

所述裝置包括空調(diào)水一次側(cè)、板式換熱器和若干個(gè)并聯(lián)的末端設(shè)備，且該空調(diào)水一次側(cè)的進(jìn)水口和出水口分別連接至該板式換熱器的一次側(cè)的出水接口和進(jìn)水接口上，該些末端設(shè)備的進(jìn)水口和出水口分別連接至該板式換熱器的二次側(cè)的出水接口和進(jìn)水接口上；

同時(shí)：

該板式換熱器的二次側(cè)的出水接口和該些末端設(shè)備的進(jìn)水口的連接管路上設(shè)有水溫傳感器，該板式換熱器的進(jìn)水接口和該些末端設(shè)備的出水口的連接管上設(shè)有變頻水泵和回水溫度傳感器，

以及：

該些末端設(shè)備的進(jìn)水口和出水口之間連接有壓差傳感器和旁通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，且該壓差傳感器和旁通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥并聯(lián)。

所述變頻水泵配有變頻器。

所述末端設(shè)備的進(jìn)水口均通過(guò)一末端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥連接至該板式換熱器的出水接口，同時(shí)，當(dāng)投入使用的末端設(shè)備數(shù)量發(fā)生變化時(shí)，變頻水泵供回水壓差發(fā)生變化，控制器根據(jù)壓差的變化調(diào)整變頻水泵的運(yùn)行頻率，使得系統(tǒng)壓差維持恒定，當(dāng)末端設(shè)備的負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，控制器根據(jù)供回水溫差的變化，調(diào)整變頻水泵供回水壓差設(shè)定值。

本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)是：能夠使空調(diào)系統(tǒng)更為節(jié)能。本發(fā)明的溫差修正的二次泵空調(diào)水系統(tǒng)變流量控制方法和裝置將當(dāng)前常用的控制壓差變流量跟末端設(shè)備實(shí)際使用負(fù)荷關(guān)聯(lián)起來(lái)，既利用了當(dāng)前常用二次泵變流量壓差控制的優(yōu)點(diǎn)，又可以根據(jù)實(shí)際負(fù)荷需求（供回水溫差）進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了變流量的最優(yōu)控制。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的溫差修正的二次泵空調(diào)水系統(tǒng)變流量控制方法的流程框圖；

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例2的溫差修正的二次泵空調(diào)水系統(tǒng)變流量控制裝置的連接示意圖。

圖中：

1、空調(diào)水一次側(cè)；

2、板式換熱器；

3、變頻水泵；

4、變頻器；

5、水溫傳感器；

6、回水溫度傳感器；

7、壓差傳感器；

8、末端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；

9、末端設(shè)備；

10、旁通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

見(jiàn)圖1所示，溫差修正的二次泵空調(diào)水系統(tǒng)變流量控制方法，包括以下步驟：

1）進(jìn)行內(nèi)環(huán)回路控制，包括：設(shè)定水泵進(jìn)出口壓差設(shè)定值，檢測(cè)水泵進(jìn)出口壓差實(shí)際值，比較前述壓差設(shè)定值和壓差實(shí)際值得出壓差偏差值，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻和前一時(shí)刻壓差偏差值通過(guò)PID計(jì)算出輸出水泵運(yùn)行頻率變化量，計(jì)算式為：

，

水泵的當(dāng)前運(yùn)行頻率為：；

其中，

表示水泵頻率變化值

表示水泵供回水壓差設(shè)定值

表示當(dāng)前水泵供回水壓差

表示前一時(shí)刻水泵供回水壓差

、-為PID系數(shù)。

2）進(jìn)行外環(huán)回路控制，包括：設(shè)定水泵供回水溫差設(shè)定值，檢測(cè)水泵供回水溫差實(shí)際值，比較前述溫差設(shè)定值和溫差實(shí)際值得出溫差偏差值，根據(jù)當(dāng)前和前一時(shí)刻溫差偏差值計(jì)算水泵供回水壓差設(shè)定值變化量，計(jì)算式為：

其中，

為水泵供回水壓差變化值

為水泵供回水溫差設(shè)定值

為當(dāng)前水泵供回水溫差

為前一時(shí)刻水泵供回水壓差

、為PID系數(shù)；

3）將供回水溫差與水泵供回水壓差關(guān)聯(lián)，基于供回水溫差控制供回水壓差，計(jì)算式為：

。

較優(yōu)的，該內(nèi)環(huán)回路根據(jù)外環(huán)回路給定的供回水壓差設(shè)定值進(jìn)行水泵頻率的調(diào)整。

對(duì)于一個(gè)變流量空調(diào)水系統(tǒng)，當(dāng)使用的末端用戶數(shù)量并沒(méi)有變化，如果僅采用傳統(tǒng)的定壓差變流量控制，流量不會(huì)發(fā)生變化，但由于使用冷負(fù)荷需求下降，供回水溫差從5℃下降到2℃時(shí)，需要供少量的水即可以達(dá)到同樣的空調(diào)效果，采用本發(fā)明的控制方案可以根據(jù)供回水溫差，使供回水保持的壓差目標(biāo)值降低，減少供給用戶末端的供給水量，使供回水溫度差值保持在5℃，從而使水泵的功耗降低。

實(shí)施例2

見(jiàn)圖2所示，溫差修正的二次泵空調(diào)水系統(tǒng)變流量控制裝置，包括空調(diào)水一次側(cè)1、板式換熱器2和若干個(gè)并聯(lián)的末端設(shè)備9。該空調(diào)水一次側(cè)1的進(jìn)水口和出水口分別連接至該板式換熱器2的一次側(cè)的出水接口和進(jìn)水接口上，該些末端設(shè)備9的進(jìn)水口和出水口分別連接至該板式換熱器2的二次側(cè)的出水接口和進(jìn)水接口上。同時(shí)，該板式換熱器2的二次側(cè)的出水接口和該些末端設(shè)備9的進(jìn)水口的連接管路上設(shè)有水溫傳感器5，該板式換熱器2的進(jìn)水接口和該些末端設(shè)備9的出水口的連接管上設(shè)有變頻水泵3和回水溫度傳感器6。以及，該些末端設(shè)備9的進(jìn)水口和出水口之間連接有壓差傳感器7和旁通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥10，且該壓差傳感器7和旁通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥10并聯(lián)。當(dāng)然，該變頻水泵3最好配有變頻器4。換句話說(shuō)，該空調(diào)水一次側(cè)1連接到板式換熱器2一次側(cè)接口上，變頻水泵3的出口連接到板式換熱器2的二次側(cè)進(jìn)口上，變頻器4通過(guò)電纜與變頻水泵3連接，板式換熱器2的出口通過(guò)末端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥8連接到末端設(shè)備9的進(jìn)水管上，供水溫度傳感器5安裝在板式換熱器2出口和末端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥8的總管路上，末端設(shè)備9的出水管匯集后連接到變頻水泵3的進(jìn)口管上，回水溫度傳感器6安裝在變頻水泵3的總回水管上。壓差傳感器7的兩端接管分別連接到供水總管和回水總管上，旁通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥10也連接到供水總管和回水總管上。該旁通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥10的作用是在沒(méi)有任何末端設(shè)備9開(kāi)啟時(shí)，調(diào)節(jié)供回水的壓差不至于過(guò)大，防止管道的爆裂或水泵的壅塞。即，該旁通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥10用于管路和水泵的保護(hù)，當(dāng)沒(méi)有用戶側(cè)末端打開(kāi)時(shí)，供回水壓差可能超過(guò)最大設(shè)定值，此時(shí)控制器打開(kāi)供回水旁通調(diào)節(jié)閥10，以保護(hù)水泵和管路系統(tǒng)安全。

優(yōu)化的，末端設(shè)備9的進(jìn)水口均通過(guò)一末端電動(dòng)調(diào)節(jié)閥8連接至該板式換熱器2的出水接口。當(dāng)投入使用的末端設(shè)備9數(shù)量發(fā)生變化時(shí)，變頻水泵3供回水壓差發(fā)生變化，控制器根據(jù)壓差的變化調(diào)整變頻水泵3的運(yùn)行頻率，使得系統(tǒng)壓差維持恒定，當(dāng)末端設(shè)備9的負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)影響供回水的溫差，為了維持空調(diào)二次水系統(tǒng)維持一個(gè)較經(jīng)濟(jì)的溫差，控制器根據(jù)供回水溫差的變化，調(diào)整變頻水泵3供回水壓差設(shè)定值，從而保證系統(tǒng)的整體經(jīng)濟(jì)性。

結(jié)合實(shí)施例1的控制方法，當(dāng)末端設(shè)備9的數(shù)量減少，本發(fā)明的控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)供回水壓差控制目標(biāo)，調(diào)整變頻水泵3的頻率，使得測(cè)量的供回水壓差保持在目標(biāo)值。

當(dāng)末端設(shè)備9的數(shù)量并未減少，而是空調(diào)負(fù)荷變化（比如變?。瑒t會(huì)監(jiān)測(cè)到供回水傳感器5和6的溫度差變化（減?。?，本發(fā)明的控制器可以根據(jù)供回水傳感器5和6的溫度差調(diào)整供回水的壓差目標(biāo)值（調(diào)低），調(diào)整變頻水泵3的運(yùn)行頻率（降低），使壓差傳感器7監(jiān)測(cè)到的供回水壓差穩(wěn)定在調(diào)整后的目標(biāo)壓差值。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。