專利名稱：一種一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種系統(tǒng)控制裝置，特別是涉及ー種一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置。
背景技術(shù)：
目前的水系統(tǒng)一般目前的水系統(tǒng)一般采用定流量系統(tǒng)及變流量系統(tǒng)。定流量水系統(tǒng)中的輸運(yùn)出動カ由定速泵提供。定流量水系統(tǒng)不能根據(jù)建筑的空調(diào)負(fù)荷變化而調(diào)節(jié)水泵的流量，能耗大。變流量水系統(tǒng)中的輸運(yùn)動力一般由設(shè)置有變頻器的水泵提供。水泵根據(jù)水系統(tǒng)對水量的需求不斷地調(diào)整轉(zhuǎn)速以滿足系統(tǒng)末端對水量的需求。水系統(tǒng)又可以分為一次泵系統(tǒng)及二次泵系統(tǒng)，二次泵系統(tǒng)配置復(fù)雜，控制也復(fù)雜。因而一次泵變流量系統(tǒng)在實(shí)際工程中有很大的應(yīng)用空間。 一次泵變流量系統(tǒng)的控制通常是通過調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速維持集水器與分水器之間的壓差或者是維持最不利環(huán)路末端的壓差來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)通過維持集水器與分水器之間的壓差來控制水泵的轉(zhuǎn)速時，實(shí)現(xiàn)的節(jié)能效果是非常有限的，水泵的功耗基本上與流量成比例關(guān)系，不能充分利用水泵的功耗與流量的立方關(guān)系來實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能。當(dāng)通過維持最不利環(huán)路末端的壓差來控制水泵轉(zhuǎn)速吋，能夠在很大程度上實(shí)現(xiàn)水泵的節(jié)能。但是最不利環(huán)路末端的壓差傳感器的安裝位置與測量對系統(tǒng)的控制有很大的影響。在實(shí)際的工程系統(tǒng)中，最不利環(huán)路難以確定。另ー方面，壓差控制器的控制設(shè)定值通常為ー恒定值。這種控制方式有一定的缺陷。由于該壓差設(shè)定值恒定，即使該最不利環(huán)路的負(fù)荷很小，壓差控制值不變致使閥門開度很小，使水泵的能耗消耗在閥門節(jié)流上。由于該壓差設(shè)定值恒定，如果其它環(huán)路(末端)的負(fù)荷很大，壓差控制值不變致使閥門全開，也無法獲取足夠的水流量而影響該末端區(qū)域的熱舒適性。本實(shí)用新型是在這種背景下提出的，在一次泵變流量系統(tǒng)中充分利用各末端控制水閥的閥位反饋信號，設(shè)定最優(yōu)壓差設(shè)定值以調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速，保證以較小的水泵能耗為各個末端提供足夠的水流量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供ー種一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置，從而對一次泵變流量系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制并保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。本實(shí)用新型提供的ー種一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置，包括制冷機(jī)、水泵、空調(diào)柜、傳感器和調(diào)節(jié)閥，所述的控制裝置還包括壓差優(yōu)化設(shè)定器、水泵控制器、供水干管、回水干管和變頻器；所述的傳感器包括送風(fēng)溫度傳感器、流量傳感器和壓差傳感器；所述的調(diào)節(jié)閥包括控制調(diào)節(jié)閥和旁通調(diào)節(jié)閥；所述的壓差優(yōu)化設(shè)定器的輸入端分別與控制調(diào)節(jié)閥和壓差傳感器通過導(dǎo)線電連接，壓差優(yōu)化設(shè)定器的輸出端與水泵控制器輸入端通過導(dǎo)線電連接；所述的水泵控制器還分別與變頻器、流量傳感器、旁通調(diào)節(jié)閥和壓差傳感器通過導(dǎo)線電連接，在所述的供水干管和回水干管之間的水管上分別設(shè)置有空調(diào)柜、控制調(diào)節(jié)閥、旁通調(diào)節(jié)閥和制冷機(jī)。在上述技術(shù)方案中，所述的水泵設(shè)置在供水干管上，水泵與變頻器電連接，水泵與流量傳感器通過水管連接。在上述技術(shù)方案中，所述的空調(diào)柜還裝設(shè)有溫度控制器和送風(fēng)溫度傳感器；空調(diào)柜和溫度控制器分別與所述的控制調(diào)節(jié)閥水管連接和電連接。在上述技術(shù)方案中，所述的空調(diào)柜的數(shù)量為一臺或多臺，與空調(diào)柜匹配的溫度控制器和送風(fēng)傳感器的數(shù)量同為一臺或多臺。所述的制冷機(jī)包括蒸發(fā)器和冷凝器。所述的一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置及方法，具有以下有益效果供回水干管的壓差就可以控制在滿足各末端空調(diào)柜水流量需求的最低水平，水泵的能耗也控制在系 統(tǒng)需要的最低水平，大大降低水泵的能耗。即使各末端空調(diào)柜的負(fù)荷不平衡，該控制方法也能保證各空調(diào)柜的水量需求而且水泵能耗最低。本實(shí)用新型所述的一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置的技術(shù)特點(diǎn)1、壓差優(yōu)化控制技術(shù)利用了各空調(diào)柜控制調(diào)節(jié)閥的閥位反饋信號；2、根據(jù)各空調(diào)柜的負(fù)荷變化(反映在控制調(diào)節(jié)閥閥位的變化上)而隨時改變供回水干管的壓差設(shè)定值，該壓差設(shè)定值根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷的變化而不斷變化。通過改變設(shè)定值，可以使最大閥位反饋信號的空調(diào)柜的控制調(diào)節(jié)閥達(dá)到或接近最大開度；3、由于壓差設(shè)定值是按照系統(tǒng)需要而不斷改變的，水泵的轉(zhuǎn)速始終控制在系統(tǒng)需要的最低轉(zhuǎn)速；4、通過監(jiān)測水流量及旁通調(diào)節(jié)閥的控制，流經(jīng)制冷機(jī)蒸發(fā)器的水流量不低于制冷機(jī)蒸發(fā)器允許的最小流量，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行；5、所述控制技術(shù)既能滿足各末端空調(diào)柜對水流量的需求，又能最大限度的降低水泵的能耗并保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。綜上所述，本實(shí)用新型所述的優(yōu)化控制裝置既可以在末端負(fù)荷很大時保證各末端空調(diào)柜足夠的水流量，也可以在各末端空調(diào)柜負(fù)荷不平衡時保證各末端空調(diào)柜足夠的水流量，還可以在末端負(fù)荷較小時節(jié)省水泵能耗保證各末端空調(diào)柜足夠的水流量，同時保證在小流量下系統(tǒng)安全運(yùn)行。如果該技術(shù)能得到廣泛普及應(yīng)用，能很好地維持水系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在滿足一次泵變流量系統(tǒng)的各末端空調(diào)柜水流量需求的同時可以大大地實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，減少碳排放，保護(hù)環(huán)境。本實(shí)用新型可以廣泛用于機(jī)場、車站、碼頭、賓館、院校、辦公大樓等建筑節(jié)能與空調(diào)控制領(lǐng)域。

圖I為本實(shí)用新型的一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的詳細(xì)描述，但該實(shí)施例不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。本實(shí)用新型所述的一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置，包括制冷機(jī)I、水泵2、空調(diào)柜3-n、調(diào)節(jié)閥、變頻器7、傳感器、壓差優(yōu)化設(shè)定器13和水泵控制器14。所述的壓差優(yōu)化設(shè)定器13的輸入端分別與空調(diào)柜3-n對應(yīng)或匹配的控制調(diào)節(jié)閥4-n及壓差傳感器9通過導(dǎo)線電連接，壓差傳感器9同時與水泵控制器14通過導(dǎo)線電連接，壓差優(yōu)化設(shè)定器13的輸出端與水泵控制器14的輸入端通過導(dǎo)線電連接，水泵控制器14的輸入端分別與壓差傳感器9和流量傳感器8通過導(dǎo)線電連接，水泵控制器14的輸出端分別與變頻器7的輸入端和旁通調(diào)節(jié)閥10通過導(dǎo)線電連接；變頻器7的另一端與水泵2電連接；在供水干管11與回水干管12之間設(shè)置有制冷機(jī)I、旁通調(diào)節(jié)閥10、空調(diào)柜3-n和控制調(diào)節(jié)閥4-n ;流量傳感器8和水泵2均設(shè)置在供水干管11上。一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置內(nèi)通常有若干個末端空調(diào)柜3-n，本實(shí)施例設(shè)置第一空調(diào)柜3-1、第二空調(diào)柜3-2和第三空調(diào)柜3-3，與之匹配的設(shè)有第一溫度控制器6-1、第二溫度控制器6-2和第三溫度控制器6-3，第一送風(fēng)溫度傳感器5-1、第二送風(fēng)溫度傳感器5-2和第三送風(fēng)溫度傳感器5-3，當(dāng)然，第一送風(fēng)溫度傳感器5-1、第二送風(fēng)溫度傳感器5-2和第三送風(fēng)溫度傳感器5-3也可作為回風(fēng)溫度傳感器；每個空調(diào)柜3-n內(nèi)裝設(shè)有對應(yīng)的溫度控制器6-n和送風(fēng)溫度傳感器或回風(fēng)溫度傳感器5-n，每個空調(diào)柜3-n的一端與對應(yīng)的裝有控制器的控制調(diào)節(jié)閥4-n通過水管連接；每個溫度控制器6-n分別與對應(yīng)的控制 調(diào)節(jié)閥4-n和送風(fēng)溫度傳感器或回風(fēng)溫度傳感器5-n電連接；每個空調(diào)柜3_n的另一端與回水干管12的水管連接。 所述的一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)化控制方法，其控制程序如下溫度控制器6-n根據(jù)對應(yīng)的溫度傳感器5-n測量的送風(fēng)溫度或回風(fēng)溫度調(diào)節(jié)控制調(diào)節(jié)閥4-n的開度以維持溫度在設(shè)定值；壓差優(yōu)化設(shè)定器13檢測與對應(yīng)的空調(diào)柜3-n的控制調(diào)節(jié)閥4-n的閥位反饋信號，從所有的控制調(diào)節(jié)閥4-n的閥門反饋信號中挑選出反饋信號最大的末端空調(diào)柜3-n，壓差優(yōu)化設(shè)定器13改變壓差設(shè)定值Psrt使該控制調(diào)節(jié)閥4-n達(dá)到或接近最大開度；水泵控制器14根據(jù)壓差優(yōu)化設(shè)定器13設(shè)定的壓差Pset及壓差傳感器9測得的壓差之差通過變頻器7對水泵2的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制使供水干管11和回水干管12之間的壓差維持在設(shè)定值Psrt ；7jC泵控制器14通過對流量傳感器8測量的水流量與制冷機(jī)I的蒸發(fā)器的允許最小流量進(jìn)行比較確定是否調(diào)節(jié)旁通調(diào)節(jié)閥10，以保證制冷機(jī)I的蒸發(fā)器允許的最小流量。壓差優(yōu)化設(shè)定器13獲取各空調(diào)柜3-n的控制調(diào)節(jié)閥4_n的閥位反饋信號Vl Vn(一般為O 10V，0表示全關(guān)位置，10表示全開位置)，根據(jù)所有控制調(diào)節(jié)閥4-n的閥位反饋信號來優(yōu)化供水干管11與回水干管12的壓差設(shè)定值Psrt。壓差優(yōu)化設(shè)定器13改變壓差設(shè)定值Psrt的方法是當(dāng)閥位反饋信號最大的空調(diào)柜3-n對應(yīng)的控制調(diào)節(jié)閥4-n未達(dá)到最大開度時，壓差優(yōu)化設(shè)定器13逐步降低壓差設(shè)定值Psrt,降低供水干管11與回水干管12壓差設(shè)定值Psrt后，水泵控制器14通過變頻器7控制水泵2的轉(zhuǎn)速使壓差降低，空調(diào)柜3-n對應(yīng)的控制調(diào)節(jié)閥4-n閥位逐漸増大，以達(dá)到需要的水流量；當(dāng)反饋信號最大的空調(diào)柜3-n對應(yīng)的控制調(diào)節(jié)閥4-n達(dá)到最大開度時，壓差優(yōu)化設(shè)定器13逐步升高壓差設(shè)定值Psrt,増加供水干管11與回水干管12壓差設(shè)定值Psrt后，水泵控制器14通過變頻器7控制水泵2的轉(zhuǎn)速使壓差升高，空調(diào)柜3-n的控制調(diào)節(jié)閥4-n閥位逐漸減小，以達(dá)到需要的水流量；當(dāng)壓差優(yōu)化設(shè)定器13檢測到控制調(diào)節(jié)閥4-n最大反饋信號接近最大開度(比如9. 5V表示95%閥位開度)，壓差優(yōu)化設(shè)定器13保持該壓差設(shè)定值，同時不斷地檢測各控制調(diào)節(jié)閥4-n閥位反饋信號。水泵控制器14在通過變頻器7控制水泵2的同時，監(jiān)測流量傳感器8的流量測量值，并同制冷機(jī)I的蒸發(fā)器允許的最小流量相比較。當(dāng)流量傳感器8的流量測量值大于制冷機(jī)I的蒸發(fā)器允許的最小流量時，水泵控制器14根據(jù)壓差優(yōu)化設(shè)定器13的壓差設(shè)定值通過變頻器7對水泵2進(jìn)行控制；當(dāng)變頻器7的頻率到達(dá)最小值(比如25Hz)或流量傳感器8的測量值小于制冷機(jī)I的蒸發(fā)器允許的最小流量，變頻器7的頻率不再減小，同時如果流量傳感器8的測量值小于制冷機(jī)I的蒸發(fā)器允許的最小流量則旁通調(diào)節(jié)閥10打開旁通調(diào)節(jié)，使得水流量不小于制冷機(jī)I的蒸發(fā)器允許的最小流量，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這樣，一次泵變流量系統(tǒng)的壓差設(shè)定值就控制在系統(tǒng)需要的最低水平，水泵轉(zhuǎn)速控制在系統(tǒng)需要的最低水平，水泵能耗控制在需要的最低水平，同時保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技木?！?br> 權(quán)利要求1.ー種一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置，包括制冷機(jī)(I)、水泵(2)、空調(diào)柜(3-n)、傳感器和調(diào)節(jié)閥，其特征在于所述的控制裝置還包括壓差優(yōu)化設(shè)定器(13)、水泵控制器(14)、供水干管(11)、回水干管(12)和變頻器(7);所述的傳感器包括送風(fēng)溫度傳感器(5)、流量傳感器(8)和壓差傳感器(9);所述的調(diào)節(jié)閥包括控制調(diào)節(jié)閥(4-n)和旁通調(diào)節(jié)閥(10);所述的壓差優(yōu)化設(shè)定器(13)的輸入端分別與控制調(diào)節(jié)閥(4-n)和壓差傳感器(9)通過導(dǎo)線電連接，壓差優(yōu)化設(shè)定器(13)的輸出端與水泵控制器(14)輸入端通過導(dǎo)線電連接；所述的水泵控制器(14)還分別與變頻器(7)、流量傳感器(8)、旁通調(diào)節(jié)閥(10)和壓差傳感器(9)通過導(dǎo)線電連接，在所述的供水干管(11)和回水干管(12)之間的水管上分別設(shè)置有空調(diào)柜(3-n )、控制調(diào)節(jié)閥(4-n )、旁通調(diào)節(jié)閥(10 )和制冷機(jī)(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置，其特征在于所述的水泵(2 )設(shè)置在供水干管(11)上，水泵(2 )與變頻器(7 )電連接，水泵(2 )與流量傳感器(18 )通過水管連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置，其特征在于所述的空調(diào)柜(3-n)還裝設(shè)有溫度控制器(6-n)和送風(fēng)溫度傳感器(5-n);空調(diào)柜(3-n)和溫度控制器(6-n )分別與所述的控制調(diào)節(jié)閥(4-n )水管連接和電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置，其特征在于所述的空調(diào)柜(3-n)的數(shù)量為一臺或多臺，與空調(diào)柜(3-n)匹配的溫度控制器(6_n)和送風(fēng)傳感器(5-n)的數(shù)量同為一臺或多臺。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)化控制裝置，包括制冷機(jī)、水泵、空調(diào)柜、水泵控制器和壓差優(yōu)化設(shè)定器，制冷機(jī)、水泵、空調(diào)柜設(shè)置在供回水管上；壓差優(yōu)化設(shè)定器分別與水泵控制器、控制調(diào)節(jié)閥、壓差傳感器電連接；水泵控制器分別與變頻器、流量傳感器、旁通和控制調(diào)節(jié)閥電連接。本實(shí)用新型具有以下效益保證水系統(tǒng)安全運(yùn)行、滿足各個末端空調(diào)柜水流量的需求；可以廣泛應(yīng)用于機(jī)場、車站、碼頭等建筑節(jié)能與空調(diào)控制領(lǐng)域。
文檔編號F24F11/00GK202598765SQ20122025557
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者徐新華 申請人:武漢裕生智能節(jié)能設(shè)備有限公司