專利名稱：逆向回流消除裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制裝置及方法，尤其涉及一種逆向回流消除裝置及方法，用于消除中央空調(diào)二次泵冷凍水系統(tǒng)中旁通管道內(nèi)的逆向回流。
背景技術(shù)：
目前，大型建筑的中央空調(diào)冷凍水系統(tǒng)中通常采用二次泵變流量系統(tǒng)。其中，冷水主機(jī)一側(cè)采用每一臺(tái)主機(jī)對(duì)應(yīng)一臺(tái)定速泵(一次泵)的配置，確保冷水機(jī)組按定流量運(yùn)行；而在用戶側(cè)采用變速水泵(二次泵)，根據(jù)負(fù)荷的變化按變流量運(yùn)行。根據(jù)設(shè)計(jì)預(yù)期，二次側(cè)(用戶側(cè))水量不應(yīng)大于一次側(cè)(主機(jī)側(cè))水量,二次側(cè)的回水應(yīng)全部流回主機(jī)。但在實(shí)際運(yùn)行中，在現(xiàn)有的二次泵控制方法下，常常出現(xiàn)二次側(cè)水量大于一次側(cè)水量的現(xiàn)象，導(dǎo)致部分二次側(cè)的回水經(jīng)由旁通管(位于一次側(cè)和二次側(cè)之間)混入二次側(cè)的供水管，這種現(xiàn)象稱之為“逆向回流”。逆向回流現(xiàn)象使二次側(cè)的部分回水混入供水中，提高了供水溫度， 其后果是在同樣末端負(fù)荷條件下，用戶側(cè)空氣處理設(shè)備需要更多的供水量，這就增加了二次側(cè)水泵的能耗。如果這種現(xiàn)象不加以控制，會(huì)導(dǎo)致二次側(cè)水系統(tǒng)出現(xiàn)惡性循環(huán)供水溫度升高，二次側(cè)需要更多的水量，更多的回水混入供水，供水溫度進(jìn)一步升高，直至二次水泵達(dá)到最大供水量。實(shí)際運(yùn)行中，逆向回流發(fā)生時(shí)，操作者也可增加冷水主機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，增加一次側(cè)的水量，從而減少并消除逆向回流。傳統(tǒng)解決辦法雖然能夠消除逆向回流，但卻額外增加了冷水主機(jī)和二次側(cè)水泵的能耗，影響了中央空調(diào)系統(tǒng)的整體的能源效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中在消除逆向回流的同時(shí)額外增加了冷水主機(jī)和二次側(cè)水泵的能耗、影響了中央空調(diào)系統(tǒng)的整體的能源效率的缺陷，提供一種逆向回流消除裝置及方法，能有效地消除逆向回流，且不會(huì)增加冷水主機(jī)和二次側(cè)水泵的能耗。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供了一種逆向回流消除裝置，用于消除中央空調(diào)二次泵冷凍水系統(tǒng)中旁通管道內(nèi)的逆向回流，包括流量流向檢測(cè)器、電動(dòng)水閥、壓差計(jì)以及控制器；其中所述流量流向檢測(cè)器和所述電動(dòng)水閥設(shè)置在旁通管上；所述壓差計(jì)的兩端分別與所述旁通管的兩端聯(lián)接，與所述流量流向檢測(cè)器和所述電動(dòng)水閥并聯(lián)；所述流量流向檢測(cè)器、所述電動(dòng)水閥和所述壓差計(jì)分別與所述控制器電連接。本發(fā)明還提供了一種逆向回流消除方法，用于消除中央空調(diào)二次泵冷凍水系統(tǒng)中旁通管道內(nèi)的逆向回流，其特征在于，采用權(quán)利要求I所述的逆向回流消除裝置，執(zhí)行以下步驟SlOl、啟動(dòng)系統(tǒng)，控制器控制電動(dòng)水閩開(kāi)啟；S102、控制器判斷電動(dòng)水閥的開(kāi)啟狀態(tài)，若電動(dòng)水閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，則執(zhí)行步驟S103;若電動(dòng)水閥處于關(guān)閉狀態(tài)，則執(zhí)行步驟S104 ；S103、控制器根據(jù)從流量流向檢測(cè)器反饋的旁通管中水流的流量和流向信息，判斷旁通管內(nèi)是否存在逆向回流，如果沒(méi)有逆向回流發(fā)生，則保持電動(dòng)水閥開(kāi)啟，返回執(zhí)行步驟S102 ;如果有逆向回流發(fā)生，則執(zhí)行步驟S105 ；S104、控制器基于壓差計(jì)檢測(cè)的旁通管兩端的水流壓差，比較壓差與預(yù)設(shè)的壓差閾值；如果壓差大于或等于壓差閾值，則執(zhí)行步驟S106 ;反之，則保持電動(dòng)水閥關(guān)閉，返回執(zhí)行步驟S102 ；S105、控制器控制電動(dòng)水閥關(guān)閉，延遲預(yù)設(shè)時(shí)間后返回執(zhí)行步驟S102 ；S106、控制器控制電動(dòng)水閥開(kāi)啟，延遲預(yù)設(shè)時(shí)間后返回執(zhí)行步驟S102。 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是在采用依據(jù)本發(fā)明的逆向回流消除裝置中，因?yàn)樵O(shè)有流量流向檢測(cè)器，可以監(jiān)測(cè)旁通管中是否出現(xiàn)逆向回流，從而可以在出現(xiàn)逆向回流時(shí)通過(guò)電動(dòng)水閥關(guān)閉旁通管而阻止回流管中的水流逆向回流至供水管中，消除旁通管中可能出現(xiàn)的逆向回流；因?yàn)樵O(shè)有壓差計(jì)，可以監(jiān)測(cè)旁通管兩端的水流壓差，從而可以在不會(huì)出現(xiàn)逆向回流的情況下及時(shí)開(kāi)啟電動(dòng)水閥，引導(dǎo)供水管中的水流經(jīng)旁通管流向回流管，防止旁通管一直處于關(guān)閉狀態(tài)而無(wú)法導(dǎo)流供水管中的水流。整個(gè)逆向回流操作過(guò)程中，不需要額外增加水流量來(lái)抵消逆向回流造成的影響，只需要在出現(xiàn)逆向回流時(shí)及時(shí)關(guān)閉旁通管即可，因此不會(huì)給中央空調(diào)系統(tǒng)增加額外的功耗。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中圖I是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的安裝在中央空調(diào)的二次泵冷凍水系統(tǒng)中的逆向回流消除裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的逆向回流消除方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖I描繪了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的安裝在中央空調(diào)的二次泵冷凍水系統(tǒng)中的逆向回流消除裝置。如圖I所示，此處將中央空調(diào)的二次泵冷凍水系統(tǒng)中的冷水機(jī)組及一次泵系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為主機(jī)側(cè)210，將二次泵及末端空氣處理系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為用戶側(cè)220，如圖I中箭頭所示，從主機(jī)側(cè)流向用戶側(cè)的管道成為供水管230，從用戶側(cè)回流至主機(jī)側(cè)的管道成為回流管240，回流管240與供水管230之間聯(lián)通的管道稱為旁通管250，即回流管240的R點(diǎn)與供水管230的S點(diǎn)之間聯(lián)通的通道稱為旁通管250。正常情況下，回流管240中的水量不應(yīng)大于供水管230中的水量，回流管240中的水應(yīng)當(dāng)全部從用戶側(cè)220流回主機(jī)側(cè)210，當(dāng)回流管240中的水經(jīng)旁通管250流入供水管230中，即從R點(diǎn)流向S點(diǎn)時(shí)，出現(xiàn)了所謂的“逆向回流”。圖I中依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的逆向回流消除裝置包括流量流向檢測(cè)器110、電動(dòng)水閥120、壓差計(jì)130以及控制器140。其中，流量流向檢測(cè)器110和電動(dòng)水閥120設(shè)置在旁通管250上，即如圖I中所示的以串聯(lián)方式聯(lián)接在R和S之間；壓差計(jì)130的兩端分別與旁通管250的兩端聯(lián)接，即流量流向檢測(cè)器110與電動(dòng)水閥120串聯(lián)后再與壓差計(jì)130并聯(lián)。在該逆向回流消除裝置中，流量流向檢測(cè)器110用于監(jiān)控旁通管250中水流的流量和流向；電動(dòng)水閥120可以控制旁通管250的導(dǎo)通和關(guān)閉，導(dǎo)通時(shí)水流通過(guò)，關(guān)閉時(shí)阻止水流在旁通管250內(nèi)通過(guò)；壓差計(jì)130測(cè)量旁通管250兩端的水流的壓差，此處分別將R和S點(diǎn)處的水壓定義為P (R)和P (S)，壓差計(jì)130測(cè)量的壓差為Λ P = P (S) -P (R)，預(yù)先設(shè)置壓差閾值Pth，閾值Pth根據(jù)所使用的中央空調(diào)的實(shí)際操作情況由操作者預(yù)先設(shè)定。當(dāng)ΛΡ大于或等于閾值Pth時(shí)，表示供水管230內(nèi)的水流量大于回流管240內(nèi)的水流量，此時(shí)，在旁通管250導(dǎo)通的情況下，水流會(huì)從水流量大的供水管230經(jīng)過(guò)旁通管250后與回流管240中的水流匯合,一同回水至主機(jī)側(cè)210。流量流向檢測(cè)器110、電動(dòng)水閥120以及壓差計(jì)130還分別與控制器140電連接。例如，如圖I中的箭頭所示，控制器140可接收來(lái)自流量流向檢測(cè)器110和壓差計(jì)130所采集的信息或數(shù)據(jù)，根據(jù)這些信息和數(shù)據(jù)，控制器140可控制電動(dòng)水閥120的開(kāi)啟和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)逆向回流消除裝置的自動(dòng)操作。 如圖2所示，在采用依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的逆向回流消除裝置來(lái)消除中央空調(diào)二次泵冷凍水系統(tǒng)中旁通管內(nèi)的逆向回流的方法中，開(kāi)始后包括步驟S101、啟動(dòng)系統(tǒng)，無(wú)論電動(dòng)水閥120是否開(kāi)啟，控制器140均開(kāi)啟電動(dòng)水閥120 ；S102、控制器140判斷電動(dòng)水閥120的開(kāi)啟狀態(tài)，若電動(dòng)水閥120處于開(kāi)啟狀態(tài)，則執(zhí)行步驟S103 ;若電動(dòng)水閥120處于關(guān)閉狀態(tài)，則繼續(xù)執(zhí)行步驟S104 ；S103、控制器140接收流量流向檢測(cè)器110反饋的旁通管250中水流的流量和流向信息，判斷旁通管250內(nèi)的水流是否為逆向回流；如果水流流向是S到R(即從供水管到回流管)，表明沒(méi)有逆向回流發(fā)生，則保持電動(dòng)水閥120開(kāi)啟，返回執(zhí)行步驟S102 ;如果水流流向是R到S(即從回流管到供水管)的，表明逆向回流發(fā)生，則執(zhí)行步驟S105 ；S104、控制器140接收壓差計(jì)130檢測(cè)的旁通管250兩端的水流壓差信息，其中壓差即AP = P(S)-P(R),并將壓差ΛΡ與預(yù)設(shè)的壓差閾值Pth進(jìn)行比較；如果壓差ΛΡ大于或等于壓差閾值Pth，則執(zhí)行步驟S106 ;反之，則保持電動(dòng)水閥120關(guān)閉，返回執(zhí)行步驟S102 ；S105、控制器140關(guān)閉電動(dòng)水閥120，延遲預(yù)設(shè)時(shí)間T后返回執(zhí)行步驟S102 ;其中預(yù)設(shè)時(shí)間T可由操作者預(yù)先設(shè)置，例如設(shè)置為5分鐘或10分鐘等；S106、控制器140開(kāi)啟電動(dòng)水閥120，延遲預(yù)設(shè)時(shí)間T后返回執(zhí)行步驟S102 ;其中預(yù)設(shè)時(shí)間T可由操作者預(yù)先設(shè)置，例如設(shè)置為5分鐘或10分鐘等。從以上可以看出，在采用依據(jù)本發(fā)明的逆向回流消除裝置中，因?yàn)樵O(shè)有流量流向檢測(cè)器110，可以監(jiān)測(cè)旁通管250中是否出現(xiàn)逆向回流，從而可以在出現(xiàn)逆向回流時(shí)通過(guò)電動(dòng)水閥120關(guān)閉旁通管而阻止回流管240中的部分水流通過(guò)旁通管250與供水管230中的水流混合，消除旁通管250中可能出現(xiàn)的逆向回流；因?yàn)樵O(shè)有壓差計(jì)130，可以監(jiān)測(cè)旁通管250兩端的水流壓差，從而可以在不會(huì)出現(xiàn)逆向回流的情況下及時(shí)開(kāi)啟電動(dòng)水閥120，引導(dǎo)供水管230中的水流經(jīng)旁通管250流向回流管，防止旁通管250 —直處于關(guān)閉狀態(tài)而無(wú)法導(dǎo)流供水管230中的水流。整個(gè)逆向回流操作過(guò)程中，不需要額外增加水流量來(lái)抵消逆向回流造成的影響，只需要在出現(xiàn)逆向回流時(shí)及時(shí)關(guān)閉旁通管即可，因此不會(huì)給中央空調(diào)系統(tǒng)增加額外的功耗。
依據(jù)本發(fā)明的逆向回流消除裝置適用于所有建筑的中央空調(diào)二次泵冷凍水系統(tǒng)，包括新系統(tǒng)設(shè)計(jì)，還尤其適用于既有系統(tǒng)的改造。在安裝本裝置時(shí)，推薦按常規(guī)額外設(shè)置帶安全保護(hù)裝置的泄壓裝置，以防出現(xiàn)故障時(shí)，管道內(nèi)壓力過(guò)大而發(fā)生不必要的損失。
應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種逆向回流消除裝置，用于消除中央空調(diào)二次泵冷凍水系統(tǒng)中旁通管道內(nèi)的逆向回流，其特征在于，包括流量流向檢測(cè)器、電動(dòng)水閥、壓差計(jì)以及控制器；其中 所述流量流向檢測(cè)器和所述電動(dòng)水閥設(shè)置在旁通管上； 所述壓差計(jì)的兩端分別與所述旁通管的兩端聯(lián)接，與所述流量流向檢測(cè)器和所述電動(dòng)水閥并聯(lián)； 所述流量流向檢測(cè)器、所述電動(dòng)水閥和所述壓差計(jì)分別與所述控制器電連接。
2.一種逆向回流消除方法，用于消除中央空調(diào)二次泵冷凍水系統(tǒng)中旁通管道內(nèi)的逆向回流，其特征在于，采用權(quán)利要求I所述的逆向回流消除裝置，執(zhí)行以下步驟 .5101、啟動(dòng)系統(tǒng)，控制器控制電動(dòng)水閥開(kāi)啟； .5102、控制器判斷電動(dòng)水閥的開(kāi)啟狀態(tài)，若電動(dòng)水閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，則執(zhí)行步驟S103；若電動(dòng)水閥處于關(guān)閉狀態(tài)，則執(zhí)行步驟S104 ； . 5103、控制器接收從流量流向檢測(cè)器反饋的旁通管中水流的流量和流向信息，并判斷旁通管內(nèi)是否存在逆向回流，如果沒(méi)有逆向回流發(fā)生，則保持電動(dòng)水閥開(kāi)啟，返回執(zhí)行步驟S102;如果有逆向回流發(fā)生，則執(zhí)行步驟S105 ； .5104、控制器接收壓差計(jì)檢測(cè)的旁通管兩端的水流壓差，并比較測(cè)量的壓差與預(yù)設(shè)的壓差閾值；如果壓差大于或等于壓差閾值，則執(zhí)行步驟S106 ;反之，則保持電動(dòng)水閥關(guān)閉，返回執(zhí)行步驟S102 ； . 5105、控制器控制電動(dòng)水閥關(guān)閉，延遲預(yù)設(shè)時(shí)間后返回執(zhí)行步驟S102； .5106、控制器控制電動(dòng)水閥開(kāi)啟，延遲預(yù)設(shè)時(shí)間后返回執(zhí)行步驟S102。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種逆向回流消除裝置及方法。其中逆向回流消除裝置包括流量流向檢測(cè)器、電動(dòng)水閥、壓差計(jì)以及控制器；其中所述流量流向檢測(cè)器和所述電動(dòng)水閥以串聯(lián)方式聯(lián)接在旁通管上；所述壓差計(jì)的兩端分別與所述旁通管的兩端聯(lián)接，與所述流量流向檢測(cè)器和所述電動(dòng)水閥形成的串聯(lián)聯(lián)接構(gòu)成并聯(lián)；所述流量流向檢測(cè)器、所述電動(dòng)水閥和所述壓差計(jì)分別與所述控制器聯(lián)接。采用依據(jù)本發(fā)明的逆向回流消除裝置及方法，不需要額外增加水流量來(lái)抵消逆向回流造成的影響，只需要在出現(xiàn)逆向回流時(shí)及時(shí)關(guān)閉旁通管即可，因此不會(huì)給中央空調(diào)系統(tǒng)增加額外的功耗。
文檔編號(hào)F24F11/00GK102865641SQ20111018831
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者王盛衛(wèi) 申請(qǐng)人:香港理工大學(xué)