專利名稱：中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水及冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及中央空調(diào)系統(tǒng)技術領域，具體地說，是涉及一種中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水及冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)控制方法。
背景技術：
目前，在中央空調(diào)領域中，冷凍水泵與冷卻水泵采用定頻水泵，由于定頻電機只能通過改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，而當轉(zhuǎn)差率增大后，電機的能耗又飛速的上升，因此，如果采用定頻水泵來控制系統(tǒng)水流量，無法達到真正節(jié)能的目的，或者說節(jié)能效果不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的上述缺陷，提供一種中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水及冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)控制方法，能精確控制中央空調(diào)系統(tǒng)的冷凍水及冷卻水的流量，并可降低中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術方案如下提供一種中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水及冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)控制方法，所述中央空調(diào)系統(tǒng)包括冷水機組、與冷水機組相連接的冷卻塔及空調(diào)末端，設置在冷水機組與冷卻塔相連接的冷卻回水管道上的冷卻水泵，設置在冷水機組與空調(diào)末端相連接的冷凍回水管道上的冷凍水泵，還包括一PLC控制器，在冷水機組與冷卻塔相連接的冷卻出水管道上設有冷卻出水溫度傳感器，所述冷卻出水溫度傳感器與PLC控制器的輸入接口相連接，PLC控制器的輸出接口通過變頻器與冷卻水泵相連接；在冷水機組與空調(diào)末端相連接的冷凍回水管道上設有冷凍回水溫度傳感器，在冷水機組與空調(diào)末端相連接的冷凍出水管道上設有冷凍出水溫度傳感器，在冷水機組與空調(diào)末端相連接的冷凍出水管道上還設有冷凍水流量傳感器，所述冷凍回水溫度傳感器、冷凍出水溫度傳感器和冷凍水流量傳感器與PLC控制器的輸入接口相連接；PLC控制器的輸出接口通過變頻器與冷凍水泵相連接，通過PLC控制器與變頻器來自動調(diào)節(jié)冷卻水及冷凍水流量，包括以下步驟a、檢測并恢復各輸出部件為原始狀態(tài)，進行開機；b、通過冷卻出水溫度傳感器檢測冷卻水出水溫度，PLC控制器將冷卻出水溫度傳感器感應到的溫度值與用戶設定的溫度值作比較，并輸出一個PID控制值給變頻器，該控制值為0～10V、2～10V或4～20mA的標準模擬信號，變頻器經(jīng)過運算后輸出相應頻率的電源信號給冷卻水泵，實現(xiàn)冷卻水流量的自動調(diào)節(jié)，其計算簡式如下 式中TQc(實際)表示冷卻水出水的實際溫度；TQc set(設定)表示冷卻水出水的設定溫度。
c、通過冷凍回水溫度傳感器和冷凍出水溫度傳感器感應到冷凍回水溫度TDh及冷凍出水溫度TDc可以得出冷凍水進出水溫差ΔT；通過流量傳感器感應到冷凍水流量QD；根據(jù)ΔTD與QD可計算出冷凍水經(jīng)過冷水機組后的能量差WD，即冷水機組的負荷，冷水機組的負荷是隨著中央空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)末端冷量的變化而不斷變化的，因此冷水機組任一時刻的負荷WD，就對應空調(diào)末端任一時刻所需的冷量，也就是對應該時刻冷凍水系統(tǒng)所需的水流量，通過WD與用戶設定的冷水機組能量WDset進行比較，WDset為冷水機組額定負荷，經(jīng)PLC控制器進行PID運算后，并輸出一個PID控制值給變頻器，該控制值為0～10V、2～10V或4～20mA的標準模擬信號，變頻器根據(jù)PLC輸入的信號實現(xiàn)10～120Hz的變頻調(diào)速。從而改變了冷凍水泵的水流量，實現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)，其計算簡式如下 式中TDh表示冷凍回水溫度；TDc表示冷凍出水溫度；ΔT表示冷凍水進出水溫差；QD表示冷凍水流量QD；WD表示系統(tǒng)的實際負荷；WDset表示設定的系統(tǒng)負荷。
所述PLC控制器還設有一與其相連接的觸摸控制顯示屏。
本發(fā)明所述中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水及冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)控制方法的有益效果是采用PLC控制器結(jié)合PID算法，PID信號傳送到變頻器，通過變頻器調(diào)節(jié)冷凍水泵及冷卻水泵，能精確的控制中央空調(diào)系統(tǒng)的冷凍水及冷卻水的流量，既滿足中央空調(diào)空調(diào)末端的使用要求又能達到節(jié)約能量的目的，并且控制精度更高，采用的PLC控制器還能夠?qū)崟r檢測系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并反饋到PLC控制器，及時做出相應的輸出控制并且系統(tǒng)設置了多種保護功能，當系統(tǒng)變頻器出現(xiàn)故障時，可發(fā)出報警信息并自動切段變頻器電源，同時引入市電直接對水泵供應電能，使系統(tǒng)保持正常運行，能夠監(jiān)視各部件的運行狀態(tài)，出現(xiàn)故障時自動停機和發(fā)出報警信號。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明所述中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水及冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)控制方法作進一步說明


圖1是本發(fā)明中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水及冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)控制方法的結(jié)構(gòu)示意；圖2是本發(fā)明中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水及冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)控制方法的控制流程框圖；圖3是本發(fā)明中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水及冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)控制方法的電路原理圖。
具體實施例方式
以下是本發(fā)明所述中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水及冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)控制方法的最佳實施例，并不因此限定本發(fā)明的保護范圍。
參照圖1、圖2、圖3，提供一種中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水及冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)控制方法，所述中央空調(diào)系統(tǒng)包括冷水機組12、與冷水機組12相連接的冷卻塔1及空調(diào)末端8，設置在冷水機組12與冷卻塔1相連接的冷卻回水管道上的冷卻水泵2，設置在冷水機組12與空調(diào)末端8相連接的冷凍回水管道上的冷凍水泵7，還包括一PLC控制器4，在冷水機組12與冷卻塔1相連接的冷卻出水管道上設有冷卻出水溫度傳感器13，所述冷卻出水溫度傳感器13與PLC控制器4的輸入接口相連接，PLC控制器4的輸出接口通過變頻器3與冷卻水泵2相連接；在冷水機組12與空調(diào)末端8相連接的冷凍回水管道上設有冷凍回水溫度傳感器11，在冷水機組12與空調(diào)末端8相連接的冷凍出水管道上設有冷凍出水溫度傳感器10，在冷水機組12與空調(diào)末端8相連接的冷凍出水管道上還設有冷凍水流量傳感器9，所述冷凍回水溫度傳感器11、冷凍出水溫度傳感器10和冷凍水流量傳感器9與PLC控制器4的輸入接口相連接；PLC控制器4的輸出接口通過變頻器6與冷凍水泵7相連接，通過PLC控制器與變頻器來自動調(diào)節(jié)冷卻水及冷凍水流量，包括以下步驟a、檢測并恢復各輸出部件為原始狀態(tài)，進行開機；b、通過冷卻出水溫度傳感器13檢測冷卻水出水溫度，PLC控制器4將冷卻出水溫度傳感器13感應到的溫度值與用戶設定的溫度值作比較，并輸出一個PID控制值給變頻器3，該控制值為0～10V、2～10V或4～20mA的標準模擬信號，變頻器3經(jīng)過運算后輸出相應頻率的電源信號給冷卻水泵2，實現(xiàn)冷卻水流量的自動調(diào)節(jié)，其計算簡式如下 式中TQc(實際)表示冷卻水出水的實際溫度；TQc set(設定)表示冷卻水出水的設定溫度。
c、通過冷凍回水溫度傳感器11和冷凍出水溫度傳感器10感應到冷凍回水溫度TDh及冷凍出水溫度TDc可以得出冷凍水進出水溫差ΔT；通過流量傳感器9感應到冷凍水流量QD；根據(jù)ΔTD與QD可計算出冷凍水經(jīng)過冷水機組12后的能量差WD，即冷水機組12的負荷，冷水機組12的負荷是隨著中央空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)末端冷量的變化而不斷變化的，因此冷水機組12任一時刻的負荷WD，就對應空調(diào)末端任一時刻所需的冷量，也就是對應該時刻冷凍水系統(tǒng)所需的水流量，通過WD與用戶設定的冷水機組12能量WDset進行比較，WDset為冷水機組12額定負荷，經(jīng)PLC控制器4進行PID運算后，并輸出一個PID控制值給變頻器6，該控制值為0～10V、2～10V或4～20mA的標準模擬信號，變頻器6根據(jù)PLC輸入的信號實現(xiàn)10～120Hz的變頻調(diào)速。從而改變了冷凍水泵7的水流量，實現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)，其計算簡式如下 式中TDh表示冷凍回水溫度；TDc表示冷凍出水溫度；ΔT表示冷凍水進出水溫差；QD表示冷凍水流量QD；WD表示系統(tǒng)的實際負荷；WDset表示設定的系統(tǒng)負荷。
所述PLC控制器4還設有一與其相連接的觸摸控制顯示屏5。
當按下開機按鈕后，PLC控制器4首先對系統(tǒng)傳感器進行檢測，正常后接著檢測與冷卻水泵2相連接的變頻器3，正常后，啟動冷卻水泵2，即冷卻水泵2按100％額定負荷啟動，冷卻水泵2的原始設定值也可根據(jù)實際情況調(diào)整，冷卻水泵2運行5秒后，如果這時PLC控制器4檢測到與冷凍水泵2相連接的變頻器4也正常后，啟動冷凍水泵7，冷凍水泵7按100％額定負荷啟動，冷凍水泵7原始設定值也可根據(jù)實際情況調(diào)整，運行30秒后，啟動冷水機組12，冷水機組12原始設定值，可根據(jù)實際情況調(diào)整，穩(wěn)定運行5分鐘后，PLC控制器4開始將冷卻出水溫度傳感器13，冷凍回水溫度傳感器11、冷凍出水溫度傳感器10及冷凍水流量傳感器9反饋過來的信號進行運算并輸出相應的PID控制信號傳送至變頻器3、6，對冷卻水泵2及冷凍水泵7進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)冷卻水及冷凍水流量自動調(diào)節(jié)。
冷卻水流量控制通過冷卻出水溫度傳感器13檢測冷卻水出水溫度，PLC控制器4將冷卻出水溫度傳感器13感應到的溫度值與用戶設定的溫度值作比較，并輸出一個PID控制值給變頻器3，該控制值為一個0～10V、2～10V或4～20mA的標準模擬信號，變頻器3經(jīng)過運算后輸出相應頻率的電源信號給冷卻水泵2，從而改變了冷卻水泵2的水流量。
通過冷凍回水溫度傳感器11和冷凍出水溫度傳感器10感應到冷凍回水溫度TDh及冷凍出水溫度TDc可以得出冷凍水進出水溫差ΔT；通過冷凍水流量傳感器9感應到冷凍水流量QD；根據(jù)ΔTD與QD可計算出冷凍水經(jīng)過機組后的能量差WD，即冷水機組12的負荷，冷水機組12的負荷是隨著中央空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)末端8冷量的變化而不斷變化的，因此冷水機組12任一時刻的負荷WD，就對應空調(diào)末端8任一時刻所需的冷量，也就是對應該時刻冷凍水系統(tǒng)所需的水流量，所以可以通過WD與用戶設定的冷水機組12能量WDset進行比較，WDset設定值為冷水機組12額定負荷，經(jīng)PLC控制器4進行PID運算后，并輸出一個PID控制值給變頻器3，該控制值為0～10V、2～10V或4～20mA的一個模擬信號，變頻器6根據(jù)PLC控制器4輸入的信號實現(xiàn)10～120Hz的變頻調(diào)速，從而改變了冷凍水泵7的水流量。
變頻器3、6控制通過接收PLC控制器4發(fā)出的模擬信號來決定輸出電源的頻率，當系統(tǒng)變頻器3、6出現(xiàn)故障時，可發(fā)出報警信息并自動切斷變頻器電源，同時引入市電直接對冷卻水泵2及冷凍水泵7供應電，使系統(tǒng)保持正常運行。
權(quán)利要求
1.一種中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水及冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)控制方法，所述中央空調(diào)系統(tǒng)包括冷水機組、與冷水機組相連接的冷卻塔及空調(diào)末端，設置在冷水機組與冷卻塔相連接的冷卻回水管道上的冷卻水泵，設置在冷水機組與空調(diào)末端相連接的冷凍回水管道上的冷凍水泵，還包括一PLC控制器，在冷水機組與冷卻塔相連接的冷卻出水管道上設有冷卻出水溫度傳感器，所述冷卻出水溫度傳感器與PLC控制器的輸入接口相連接，PLC控制器的輸出接口通過變頻器與冷卻水泵相連接；在冷水機組與空調(diào)末端相連接的冷凍回水管道上設有冷凍回水溫度傳感器，在冷水機組與空調(diào)末端相連接的冷凍出水管道上設有冷凍出水溫度傳感器，在冷水機組與空調(diào)末端相連接的冷凍出水管道上還設有冷凍水流量傳感器，所述冷凍回水溫度傳感器、冷凍出水溫度傳感器和冷凍水流量傳感器與PLC控制器的輸入接口相連接；PLC控制器的輸出接口通過變頻器與冷凍水泵相連接，通過PLC控制器與變頻器來自動調(diào)節(jié)冷卻水及冷凍水流量，其特征在于，包括以下步驟a、檢測并恢復各輸出部件為原始狀態(tài)，進行開機；b、通過冷卻出水溫度傳感器檢測冷卻水出水溫度，PLC控制器將冷卻出水溫度傳感器感應到的溫度值與用戶設定的溫度值作比較，并輸出一個PID控制值給變頻器，該控制值為0～10V、2～10V或4～20mA的標準模擬信號，變頻器經(jīng)過運算后輸出相應頻率的電源信號給冷卻水泵，實現(xiàn)冷卻水流量的自動調(diào)節(jié)，其計算簡式如下 式中TQc(實際)表示冷卻水出水的實際溫度；TQc set(設定)表示冷卻水出水的設定溫度。c、通過冷凍回水溫度傳感器和冷凍出水溫度傳感器感應到冷凍回水溫度TDh及冷凍出水溫度TDc可以得出冷凍水進出水溫差ΔT；通過流量傳感器感應到冷凍水流量QD；根據(jù)ΔTD與QD可計算出冷凍水經(jīng)過冷水機組后的能量差WD，即冷水機組的負荷，冷水機組的負荷是隨著中央空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)末端冷量的變化而不斷變化的，因此冷水機組任一時刻的負荷WD，就對應空調(diào)末端任一時刻所需的冷量，也就是對應該時刻冷凍水系統(tǒng)所需的水流量，通過WD與用戶設定的冷水機組能量WDset進行比較，WDset為冷水機組額定負荷，經(jīng)PLC控制器進行PID運算后，并輸出一個PID控制值給變頻器，該控制值為0～10V、2～10V或4～20mA的標準模擬信號，變頻器根據(jù)PLC輸入的信號實現(xiàn)10～120Hz的變頻調(diào)速。從而改變了冷凍水泵的水流量，實現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)，其計算簡式如下 式中TDh表示冷凍回水溫度；TDc表示冷凍出水溫度；ΔT表示冷凍水進出水溫差；QD表示冷凍水流量QD；WD表示系統(tǒng)的實際負荷；WDset表示設定的系統(tǒng)負荷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水及冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)控制方法，其特征在于，所述與冷卻水泵相連接的變頻器，其輸入端與PLC控制器的輸出接口相連接，其輸出端與冷卻水泵的輸入接口相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水及冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)控制方法，其特征在于，所述與冷凍水泵相連接的變頻器，其輸入端與PLC控制器的輸出接口相連接，其輸出端與冷凍水泵的輸入接口相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水及冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)控制方法，其特征在于，所述PLC控制器還設有一與其相連接的觸摸控制顯示屏。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水及冷凍水流量的自動調(diào)節(jié)控制方法，所述中央空調(diào)系統(tǒng)包括冷水機組、與冷水機組相連接的冷卻塔及空調(diào)末端，設置在冷水機組與冷卻塔相連接的冷卻回水管道上的冷卻水泵，設置在冷水機組與空調(diào)末端相連接的冷凍回水管道上的冷凍水泵，還包括一PLC控制器，與該LC控制器相連接的變頻器，通過變頻器分別對冷卻水泵及冷凍水泵進行調(diào)節(jié)，能精確的控制中央空調(diào)系統(tǒng)的冷凍水及冷卻水的流量，既滿足中央空調(diào)空調(diào)末端的使用要求又能達到節(jié)約能量的目的，并且控制精度更高。
文檔編號F24F11/06GK1793746SQ20051012125
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月31日
發(fā)明者方沛明 申請人:東莞市廣大制冷有限公司