離心式冷水機(jī)組輸出能量的高效節(jié)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及節(jié)能控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種離心式冷水機(jī)組輸出能量的高效節(jié)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界能源資源的緊張和全球氣候變暖帶來(lái)的環(huán)境壓力的加大，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為世界各國(guó)不可忽視的重大問(wèn)題。中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗占據(jù)了建筑物能耗的一半以上，其中冷卻水泵等設(shè)備的能耗占據(jù)很大一部分。
[0003]離心式冷水機(jī)組的工作狀況不僅僅取決于離心式壓縮機(jī)的特性，而且與冷凝器、蒸發(fā)器的工作狀況有關(guān)，只有保持冷凝器、蒸發(fā)器和離心式壓縮機(jī)良好的匹配才能使冷水機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0004]當(dāng)通過(guò)壓縮機(jī)的流量與通過(guò)冷凝器、蒸發(fā)器的流量相等，壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓頭(排氣口壓力與吸氣口壓力的差值)等于制冷設(shè)備的阻力時(shí)，整個(gè)制冷系統(tǒng)才能保持在平衡狀態(tài)下工作。這樣，冷水機(jī)組的平衡工況應(yīng)該是壓縮機(jī)特性曲線(xiàn)與冷凝器特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)。
[0005]如圖2所示，以往冷卻水流量都是由定量水泵提供，負(fù)荷變化的時(shí)候冷卻水的進(jìn)出水溫差往往變化很大，出現(xiàn)小溫差現(xiàn)象，這就是定量水泵的缺陷。
[0006]圖1反映出，當(dāng)冷卻水進(jìn)水溫度不變時(shí)，冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)的特性曲線(xiàn)以及效率曲線(xiàn)。圖中壓縮機(jī)特性曲線(xiàn)I的交點(diǎn)B為壓縮機(jī)的穩(wěn)定工作點(diǎn)。當(dāng)冷凝器冷卻水進(jìn)水量變化時(shí)，冷凝器的特性曲線(xiàn)將改變，這時(shí)交點(diǎn)A也隨之改變，從而改變壓縮機(jī)的制冷量，即改變離心式冷水機(jī)組的輸出能量。因此，本發(fā)明為了解決定量水泵的缺陷，基于溫差、冷卻水流量、冷水機(jī)輸出能量之間的關(guān)系，提出一種離心式冷水機(jī)組輸出能量的高效節(jié)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種離心式冷水機(jī)組輸出能量的高效節(jié)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)和方法，根據(jù)溫差來(lái)控制變頻器，進(jìn)而改變冷水回路上的流量，具有很好的節(jié)能效果，夠顯著降低冷卻水的損耗，同時(shí)轉(zhuǎn)速降低可以提高水泵和電機(jī)的使用壽命。
[0008]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0009]一種離心式冷水機(jī)組輸出能量的高效節(jié)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述離心式冷水機(jī)組設(shè)有冷卻塔和冷凝器，所述冷卻塔和冷凝器之間通過(guò)進(jìn)水管和出水管構(gòu)成冷卻環(huán)路，該調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括變量水泵、變頻器、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和溫度控制器，所述變量水泵和第一溫度傳感器均設(shè)于進(jìn)水管上，所述第二溫度傳感器設(shè)于出水管上，所述溫度控制器的輸入端分別連接第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的輸出端，所述變頻器的輸入端連接溫度控制器的輸出端，變頻器的輸出端連接變量水泵的控制端；
[0010]溫度控制器根據(jù)第一溫度傳感器和第二溫度傳感器采集的進(jìn)出水管溫差信號(hào)設(shè)定變頻器的頻率，變頻器控制變量水泵的轉(zhuǎn)速，通過(guò)改變冷卻環(huán)路上的流量對(duì)離心式冷水機(jī)組輸出能量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得進(jìn)出水管溫差信號(hào)回到設(shè)定值。
[0011]所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器為PT1000溫度傳感器。
[0012]所述離心式冷水機(jī)組為多個(gè)，離心式冷水機(jī)組的數(shù)量與變量水泵、變頻器、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器的數(shù)量一致，并一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述溫度控制器為一個(gè)，并分別連接多個(gè)變頻器、多個(gè)第一溫度傳感器和多個(gè)第二溫度傳感器。
[0013]所述變頻器為三菱FR-F740-S132K-CHT系列的變頻器。
[0014]所述溫度控制器為PID控制器。
[0015]所述溫度控制器采用西門(mén)子樓宇自控系統(tǒng)的監(jiān)控軟件INSIGHT進(jìn)行控制。
[0016]一種根據(jù)上述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)離心式冷水機(jī)組輸出能量的高效節(jié)能調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟:
[0017]步驟S1:實(shí)時(shí)采集冷凝器進(jìn)水管和出水管內(nèi)冷卻水的溫度分為！\和T 2，獲得進(jìn)出水管溫差信號(hào)τ，T = T^T2;
[0018]步驟S2:根據(jù)進(jìn)出水管溫差信號(hào)T調(diào)節(jié)冷卻環(huán)路上的流量，當(dāng)T小于溫差設(shè)定值時(shí)，控制變量水泵的轉(zhuǎn)速下降，降低冷卻環(huán)路上的流量，當(dāng)T大于設(shè)定值時(shí)，控制變量水泵的轉(zhuǎn)速上升，增加冷卻環(huán)路上流量，使得進(jìn)出水管溫差信號(hào)回到設(shè)定值，通過(guò)改變冷卻環(huán)路上的流量實(shí)現(xiàn)對(duì)離心式冷水機(jī)組輸出能量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0019]所述變量水泵的功率與轉(zhuǎn)速成三次方的數(shù)學(xué)關(guān)系。
[0020]所述溫差設(shè)定值大于等于5°C。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022]I)降低能耗，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控溫:由來(lái)自PT1000溫度傳感器的溫差信號(hào)來(lái)設(shè)定變頻器的頻率，例如:當(dāng)T小于設(shè)定值時(shí)，降低水泵的轉(zhuǎn)速，使得進(jìn)出水管溫差信號(hào)回到設(shè)定值，達(dá)到自動(dòng)控溫目的，同時(shí)根據(jù)變量水泵功率與轉(zhuǎn)速的三次方數(shù)學(xué)關(guān)系正比，所以可以獲得很好的節(jié)能效果。
[0023]2)能夠顯著降低冷卻水的損耗:負(fù)載的變化導(dǎo)致冷凝器兩端溫差的變化，溫度控制器通過(guò)改變冷卻環(huán)路上的流量(即冷卻水流量)實(shí)現(xiàn)對(duì)離心式冷水機(jī)組輸出能量進(jìn)行調(diào)節(jié)，可減少處理冷卻水質(zhì)的投入成本。
[0024]3)降低轉(zhuǎn)速:當(dāng)T小于設(shè)定值時(shí)，為了降低冷卻環(huán)路上的流量，控制變量水泵的轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)速的降低可以提高水泵和電機(jī)的使用壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為冷凝器冷卻水進(jìn)水量變化式離心式冷水機(jī)組的特性曲線(xiàn)；
[0026]圖2為現(xiàn)有的冷凝器冷卻水流量的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明中控制冷凝器冷卻水流量的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中:1、冷卻塔，2、冷凝器，3、定量水泵，4、變頻器，5、第一溫度傳感器，6、第二溫度傳感器，7、溫度控制器，8、變量水泵。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0030]本實(shí)施例為汽車(chē)三廠(chǎng)I號(hào)站房，如果用變頻器4控制泵的轉(zhuǎn)速，那么對(duì)應(yīng)于負(fù)荷流量，變量水泵8所消耗的電力量按轉(zhuǎn)速的3次方比例下降，因此通過(guò)改為變頻器4來(lái)控制水泵，可以使得年度電耗量明顯下降。
[0031]如圖3所示，一種離心式冷水機(jī)組輸出能量的高效節(jié)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，離心式冷水機(jī)組設(shè)有冷卻塔I和冷凝器2，冷卻塔I和冷凝器2之間通過(guò)進(jìn)水管和出水管構(gòu)成冷卻環(huán)路，該調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括變量水泵8、變頻器4、第一溫度傳感器5、第二溫度傳感器6和溫度控制器7，變量水泵8和第一溫度傳感器5均設(shè)于進(jìn)水管上，第二溫度傳感器6設(shè)于出水管上，溫度控制器