用于中央空调风系统的逐时变频供风系统及控制方法

用于中央空调风系统的逐时变频供风系统及控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于中央空调风系统的逐时变频供风系统及控制方法。本发明系统包括空气处理机组、送风风机和表冷器；表冷器通过空调冷冻水水泵与空调冷冻水的制冷主机连接；它还包括可编程逻辑控制器PLC，PLC连接有变频器，该变频器与送风风机的电机连接；所述空气处理机组的回风口安装有温度传感器，该温度传感器与PLC连接；所述PLC安装有自动控制程序，并与电源输入端连接。本发明以预设逐时变频频率值为主，辅以借助温度传感器的实时温度校核，通过PLC控制送风风机变频器的工作频率，既确保了室内的热舒适性，也实现了送风风机运行工况的主动控制，提高了送风风机的电能利用效率，降低了中央空调风系统能耗。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明属于公共建筑空调通风及其节能【技术领域】，具体涉及一种用于中央空调风 系统的逐时变频供风系统及控制方法。 用于中央空调风系统的逐时变频供风系统及控制方法

【背景技术】
[0002] -般来说，根据墙体热工参数、设备和人数等，能计算出室内的热、湿负荷；继而， 依据送风温差和温度精度等，利用焓湿图，初步确定送风量；最后，校核换气次数，确定中央 空调系统送风量。按上述计算方法和步骤，所得到的送风量一般为最大的系统所需风量，或 者可以称为额定送风量，可简称为定风量。依据该定风量的数值和风系统的运行阻力，可以 选定送风设备。该设备一般运行在额定工况下。所谓额定工况，即运行在上述额定送风量 和额定系统阻力下，不考虑室内人数等变化。实际上，室内人数等其实是变化的，始终运行 在额定工况下的送风系统，普遍存在低效高耗运行的问题。随着能源消耗成本的激增，降低 建筑通风空调能耗越来越受到重视。相比定风量，变风量送风能降耗节能，常见的变送风 量（VAV)有旁通变送风量和节流变送风量。如果采用冷冻水定温差变水量，变送风量消耗 冷冻水的冷量减少；即使采用的是定水量变温差，变送风量所消耗的冷冻水冷量，也是减少 的；这样，变送风量减少了冷冻水冷量的消耗，继而，冷冻水减少了从制冷主机提取的冷量， 制冷主机电耗下降。因此，变风量送风可以降低制冷主机的运行电耗。但是，无论旁通变送 风量或者是节流变送风量，送风风机的能耗几乎不变。可以得出，采用常见变风量送风的中 央空调，其送风系统并不节能。
[0003] 为了实现变风量送风，首先需要计算出室内负荷，室内人数一般按人员密度和群 集系数等参数来估算，不考虑室内人数的逐时波动，对于商场超市等大型公共建筑而言，人 员的逐时变化非常显著，现有变送风量装置及其方法，很难实现室内需风量和系统送风量 的供需平衡，二者的失衡表现为送风系统不节能，室内温度和湿度波动大；人数多时，室内 人员感觉闷热，人数少时，室内人员又感觉湿冷；因此，室内舒适性波动大，室内人员的舒适 性满意程度波动大。这实际上就是现有常见变风量送风中普遍存在的供需失衡问题。


【发明内容】

[0004] 本发明的目的之一在于为了解决上述商场、超市等人数逐时变化显著的大型中央 空调风系统供风运行调节能耗高、效率低的问题，根据室内人数的逐时变动，提供一种用于 中央空调风系统的逐时变频供风系统。
[0005] 本发明的用于中央空调风系统的逐时变频供风系统，包括空气处理机组，空气处 理机组包括送风风机和间接式空气-冷冻水能量交换器即表冷器；表冷器通过空调冷冻水 水泵与空调冷冻水的制冷主机连接；其特点是：它还包括可编程逻辑控制器PLC，PLC连接 有变频器，该变频器与送风风机的电机连接；所述空气处理机组的回风口安装有温度传感 器，该温度传感器与PLC连接；所述PLC安装有自动控制程序，并与电源输入端连接。
[0006] 进一步，为了操作直观和人性化，所述PLC还连接有显示器、人机交互界面、数据 输入输出交换口及声光报警器。
[0007] 本发明的逐时变频供风系统应用变频调速技术调节送风系统的送风风机，并通过 实时测定室内回风温度校核送风量，确保逐时需风量和送风量的供需平衡，实现逐时变频 变送风量送风装置的高效低耗运行，实现中央空调送风系统的逐时节能运行。本发明装置 只需在现有的中央空调系统的基础上，加装温度传感器及PLC等部件，便能达到增效节能 的目的，具有广泛的应用前景。
[0008] 本发明的目的之二在于提供基于上述用于中央空调风系统的逐时变频供风系统 的控制方法。对于已运行的中央空调系统而言，对其完成送风系统逐时变频送风量的改造， 主要涉及逐时需风量的确定。对于商场或超市等公共建筑而言，确定该逐时需风量时，可以 主要从逐时人数波动上着手。因此，根据超市或商场等室内人员逐时统计数据，计算出逐 时人员需风量，再加上用于抵消室内设备散热量等的固定需风量，即可得到风系统的逐时 需风量。此外，根据供需逐时平衡原理，该逐时需风量应当等于风系统送风风机的逐时供风 量。
[0009] 因此，本发明的用于中央空调风系统的逐时变频供风系统的控制方法包括如下步 骤：对于现有中央空调系统，根据统计的逐时人数，利用空气调节原理计算逐时需风量，应 用流体输配与管网理论确定预调的送风风机工况点，利用流体力学与通风机理论预估供风 量，利用经典的变频调节等比例变化理论，或者应用已测定的多变频率通风机运行特性曲 线族数据，计算出送风风机的电机变频频率值，该变频频率值即为送风风机的逐时预设值； 根据该逐时预设值，利用PLC改变变频器输出频率，变频调速送风风机电机转速，改变送风 风机风量和风压，实施逐时变频变风量送风；并且，利用安装于空气处理机组回风口的温度 传感器实时测定的数值，将该数值输入PLC，利用PLC判定该数值与设计温度的偏离程度， 进行逐时变频变风量送风的实时校核，保障建筑内的人员热舒适度。
[0010] 具体地说，利用空气调节原理计算逐时需风量具体步骤为，根据空气调节基本原 理，温度传感器测得的温度与设计温度偏离小于1摄氏度的情况下，满足相关舒适性空调 的行业标准，则无需改变送风风机预设的逐时风量；若二者的温度偏离大于或等于1. 1摄 氏度，利用经典的变频调节等比例变化理论，或者应用已测定的多变频率通风机运行特性 曲线族数据，计算出供风风量，确定出送风风机所需变频频率值，应用流体输配与管网理论 确定预调的送风风机工况点，比较送风风量与所需风量，送风风量略大于或等于所需风量， 利用PLC输出控制信号，调节送风风机电机的变频频率值，改变该送风风机送风风量和送 风风压，利用安装于空气处理机组回风口的温度传感器实时测定的数值，校核实时送风风 量与实时需风量，保障送风风量与所需风量的逐时供需平衡，保障建筑内的人员热舒适度， 实现送风风机的逐时变频送风及其节能运行。
[0011] 本发明是一种新的中央空调变风量送风方法，本发明以预设逐时变频频率值为 主，辅以借助温度传感器的实时温度校核，通过PLC控制送风风机变频器的工作频率，既确 保了室内的热舒适性，也实现了送风风机运行工况的主动控制。采用主动的逐时变频送风， 避免了送风风机的节流增阻损失和旁通回流损失等，提高了送风风机的电能利用效率，降 低了中央空调风系统能耗；采用逐时变频送风的中央空调系统变风量送风，能降低制冷的 运行能耗，既实现了水系统侧逐时高效低耗运行，也实现了风系统侧的高效低耗运行，能全 面降低中央空调系统的运行能耗，提高整个系统的电能利用效率，减排效益显著。本发明所 提出的系统及方法，对于现有大型超市和商场的中央空调系统改造而言，只需要添置变频 器和PLC等部件，即可完成送风系统的硬件改造。综上所述，本发明能减少商场或超市业主 的用电费用支出，能降低公共建筑的建筑能耗，产生可观的节能减排社会效益。

【专利附图】

【附图说明】
[0012] 图1为本发明实施例的系统原理结构示意图。
[0013] 图2为本发明实施例的系统工作原理流程框图。
[0014] 图3为本发明实施例的系统PLC控制程序流程框图。
[0015] 图4为本发明实施例的系统变频器控制端子布置简图。
[0016] 图5为本发明实施例的系统多变频率通风机风量-电功消耗特性曲线族图。
[0017] 图6为本发明实施例的系统多变频率通风机流量-风压特性曲线族及系统阻抗曲 线图。

【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。
[0019] 参见图1，本实施例用于中央空调风系统的逐时变频供风系统，它包括空气处理机 组1，空气处理机组1包括送风风机3和间接式空气-冷冻水能量交换器即表冷器2 ;表冷 器2通过空调冷冻水水泵4与空调冷冻水的制冷主机5连接；它还包括可编程逻辑控制器 PLC6, PLC6连接有变频器7,变频器7与送风风机3的电机连接；空气处理机组1的回风口 安装有温度传感器8,温度传感器8与PLC6连接；从图1中可见，PLC6安装有自动控制程 序，并与电源输入端连接。从图中还可见，PLC6还连接有显示器、人机交互界面、数据输入 输出交换口及声光报警器。
[0020] 参见图2,为本发明实施例的系统工作原理流程框图，"室内人数"是逐时变化的室 内人数，"PLC"是可编程逻辑逻辑控制器（即Programmable Logic Controller)，"变频器" 是控制送风风机电机的变频器，"送风风机"是图1中的送风风机，"空调室内"是安装了中 央空调系统的建筑室内环境，"回风温度传感器"是图1中回风口的温度传感器。图3为PLC 控制程序流程框架图，在图3中，"用电输入"是系统电源输入，"漏电检测"是送风风机的漏 电检测，"Y"是结果为是，"N"是结果为否，"模式选择"是控制模式选择，"手动"是手动控 制模式，"自动"是自动模式，"控制程序"是PLC人工智能控制程序，"温度信号"是来自图1 中回风口的温度传感器信号数值及PLC人工智能比较与设定值是否有偏差，"存在偏差"是 室内回风温度值与设定值存在偏差，"误差限"是根据行业规范运行的温度波动范围值，"手 动操作"是手动模式下的手动操作，"禁止启动"是执行启动被禁止的闭锁，"错误报警"是漏 电等错误信息声光报警，"信息显示"是执行与运行信息显示。图4为变频器控制端子布置 简图，在图4中，S1是送风风机启动接口端子，S2是送风风机停止接口端子，S3是送风风机 加速接口端子，S4是送风风机减速接口端子，S5是来自图3中PLC信号控制送风风机变频 器的输入端子，S6是送风风机变频器运行信号返回图3中PLC的输出端子。
[0021] 在图1中，空调室内回风气流与室外空气二者混合，冲刷空气处理机组的表冷器 表面；在空调冷冻水水泵提升作用下，冷冻水回水流经制冷主机，该冷冻水回水获得冷量， 转变为冷冻水供水，冷冻水供水流入空气处理机组的表冷器内部，吸收冲刷表冷器表面气 流的热量，该气流获得了冷冻水供水的冷量，而冷冻水供水释放出了冷量，并转变为冷冻水 回水，冷冻水周而复始的由回水变供水再供水变回水，实现空调冷冻水循环。根据传热学基 本原理，在冷冻水供水与冷冻水回水温差一定的情况下，冲刷表冷器表面的气流流量减少， 则冷冻水可以是间接供水或者小流量供水，可减少水泵的运行能耗，也可降低制冷主机的 能耗；在冷冻水供水与冷冻水回水流量一定的情况下，冲刷表冷器表面的气流流量减少，则 供回水温差变小，制冷主机出力降低，制冷主机的能耗下降。根据预设程序并辅以空调室内 回风气流温度校核为主的PLC人工智能控制方法，实现PLC对空气处理机组送风风机的运 行调节，旨在降低送风风机运行能耗和制冷主机能耗。该节能实现的工作原理，下面结合图 2作进一步说明。
[0022] 如图2所示，对于已建成的超市或商场等建筑，通过现有的统计报表，可以确定逐 时人数，该逐时人数作为基础数据，反馈至PLC，PLC通过预设的算法计算，该算法利用空气 调节原理和流体输配管网等基础理论，找到送风风机运行工况点，结合已测定多变送风风 机性能特性曲线族或应用等比例的经典风机定律公式，确定出送风风机需要调节频率值， 该调节频率值转换为控制信号。该控制信号由PLC输出至变频器，变频器接到信号后，发出 调节运行频率值的信号。由变频器输出的运行频率值信号反馈至送风风机，送风风机的电 机接收该变频频率值信号，送风风机的电机运行转数改变，被调速的电机，使送风风机的运 行风量改变，也使送风风机的运行风压改变。由送风风机供给的风，送入商场或超市等建筑 室内，即图2中的空调室内。空调室内中的余热量和余湿量，通过掺混作用，进入送风风机 所供给的风中。根据空气调节的行业设计标准，为了降低中央空调能耗，空调室内空间充分 掺混的风需要部分回收，而不是全部排至建筑室外，被部分回收的风，该风中的温度与建筑 室内平均温度相等。利用图2中的回风温度传感器，测定回风温度。被实时测定的回风温 度通过回风温度传感器，转换为回风温度信号，该信号输入PLC。PLC接收到来自温度传感 器的信号，根据空气调节原理预设好算法，对比设计回风温度和来自温度传感器的回风温 度，判断二者波动范围。根据行业设计标准，对于商场或超市等常用的舒适性重要空调系 统而言，该波动值小于或等于1摄氏度，则判定为可容许的回风温度波动；若该波动值大于 或等于1. 1摄氏度，则利用风机比例定律或者该型风机已测定多变送风风机性能特性曲线 族，计算出需要调节至的送风风机电机频率值。完成回风温度波动判定的PLC，输出信号至 变频器，维持预设频率或者调节运行频率，该信号再传至送风风机，依次往下，完成逐时变 频送风流程，确保商场或超市室内的热舒适度。
[0023] 如图3所示，来自电网的电源，通过图3中"用电输入"电能输入送风风机，执行漏 电检测，由PLC完成判断，PLC判断结果为Y，PLC控制送风风机禁止启动，PLC判定为漏电错 误，继而显示漏电错误提示漏电错误报警。由PLC执行的漏电检测，PLC判断结果为N，PLC 进入模式选择的界面，操作者选择为手动，则PLC进入由人工操作的运行状态，PLC显示实 时操作信息，并由PLC把该信息输送至送风风机变频器输入端子，即图4中S5,再由图4中 S6输出端子把变频器运行数据返回至PLC中信息显示，完成运行信息的实时显示。在PLC 的模式选择界面，操作者选择为自动，则PLC进入人工智能状态，启动自运行程序，调用PLC 中的自动控制程序，继而由自动控制程序比较设定值与来自图2中的室内回风温度传感器 信号数值是否有偏差，即执行图3中"温度信号"，判断结果为N，则显示当前PLC人工智能 自运行程序，输出运行信号至图4中S5,来自图4中S6的信息反馈至PLC的信息显示，显 示当前送风风机变频器运行信息和PLC执行信息；若判断结果为Y，则PLC的控制程序获知 存在偏差，继而由控制程序判断误差限，根据行业设计标准，对于商场或超市等常用的舒适 性重要空调系统而言，该波动值小于或等于1摄氏度，可判定为容许的回风温度波动，误差 限判断完成，进入自运行程序，执行原有预设的频率调节数值，把该频率数据输入图4中的 S5,再由图4中的S6把变频器运行数据返回至PLC，并显示PLC和变频器的运行信息；若该 波动值大于或等于1. 1摄氏度，则由PLC的控制程序调用内置的风机比例定律或者该型风 机已测定多变送风风机性能特性曲线族数据，并由PLC的控制程序计算出需要调节至的送 风风机电机频率值，再由PLC把欲调至的变频频率值数据信号输入图4中S5,由变频器内 部固化软件判断跳线至S3加速或S4减速，再由变频器固化软件把该信息信号传至S6,来自 S6的信号反馈至PLC，由PLC显示当前变频器运行数据和PLC运行信息。
[0024] 在图4中，来自图3中漏电检测和错误报警，即漏电错误判定为是，由PLC输入信 号至S5, S5得到该信号，由变频器内部跳线，切换S2, S2为停止信号，则送风风机停止，禁 止启动，变频器运行信号由S6端子输出至图3中的PLC，PLC显示送风风机为漏电状态，且 送风风机禁止启动，并显示PLC无法启动等PLC运行信息。来自图3中漏电检测的漏电错 误判定为否，PLC进入一下步骤，即模式选择，若选择为自动，则进入自动控制程序，由PLC 人工智能运行，把预设的变频调节频率数值信号，输入图4中S5,变频器内部跳线至S1，由 S1发出的信号启动送风风机，变频器运行信号有S6端子输出至图3中的PLC，PLC显示送 风风机已启动，并显示PLC的控制程序启动完成等PLC运行信息。图3中，进入人工智能运 行步骤的PLC，实时接收着来自图3的室内回风温度传感器信号，该信号值对比预设好回风 温度数值，判断其是否存在偏差；如不存在偏差，PLC维持预设循环，并接收来自图4中S6 的变频器运行信息，进入显示步骤，显示变频器运行信息和PLC当前运行信息。若来自图3 中室内回风温度传感器的信号值，判定存在偏差，继而判定是否超出误差限，如果没有超出 误差限，则跳出该循环，维持原有运行参数；如果超过误差限，需要判定是正误差，还是负误 差；以夏季负误差为例，控制程序中预设回风温度为被减数，测定图3中的室内回风温度传 感器数值为减数，负误差则是夏季空调室内回风温度偏高了 1. 1°C以上，表明室内余热消除 不充分，则PLC利用内置的算法，根据空调调节基本理论及其公式，计算出所需送风量，该 送风量代入已经公式化变频送风风机运行调节参数计算模型或利用经典通风机比例公式， 计算出所需变频频率，显然，计算得出的该变频频率值比原有正在运行中频率值大，由PLC 把该调大的变频频率输入图4中S5端子，变频器内部程序跳线至S3, S3输出加速运行信号 给送风风机，送风风机加大送风风量，变频器运行信息由S6把运行信息返回至PLC，PLC显 示变频器和PLC的运行信息；同理，若为正偏差，则PLC执行相同计算步骤，计算需调节至的 变频频率，变频器由图4中S4端子输出减少运行信号，降低给送风风机运行供电频率数值， 使送风风机减转速运行，减少送风风量，减少提供给室内的冷量，降低送风风机运行电耗， 降低冷冻水实际供冷量，最终降低系统运行能耗。
[0025] 在本系统中，图2是系统的工作原理流程框图，图3是系统PLC的控制程序流程框 图，也是该系统的中央信息汇总与处理框架图，图4是系统的执行机构。图3和图4中的相 关部件，相互协调，数据信息不停交换，使被空气调节的室内热舒适性维持在舒适性空调设 计参数的范围内，保障室内热舒适性，并避免出现"大马拉小车"现象。
[0026] 本发明系统及控制方法，应用空气调节、流体机械及通风机和流体输配与管网的 基本理论，采用预设逐时变频调节为主，送风风机采取逐时变频通风的变风量供风，辅以 回风温度测定与校核，保障逐时人数变化显著的商场或超市等公共建筑内中央空调的舒适 性，实现需风量与供风量之间的逐时供需平衡，提高供风风机的能量利用效率，减低中央空 调风系统能耗，降低中央空调水系统能耗，减低超市或商场等公共建筑的中央空调系统能 耗。
[0027] 下面是一个工程实例：
[0028] 由某超市管理方提供的数据，并结合实测，得到某大型超市逐时人数，如表1所 /_J、1 〇
[0029] 设该超市维持室内设计温度和相对湿度，最低所需风量25000m3/h，用于消除室内 维护结构传热、室内照明和室内设备负荷。现场调研表明，该超市内部工作人员以及管理人 员总共为37人；因此，在表1中流动人流量的基础上，应加上37,为该超市室内逐时人数。
[0030] 表1某超市室内逐时时段人数统计表
[0031] 时段 |人数 理论送风量(m3/h) 实际送风量(m 3/h) 7:00-8:00 41 25100.00 31250.00 8:00-9:00 133 28325.00 31250.00 9:00-10:00 177 29425.00 31250.00 10:00-11:00 200 30000.00 31250.00 11:00-12:00 156 28900.00 31250.00 12:00-13:00 120 28000.00 31250.00 13:00-14:00 147 28675.00 31250.00 14:00-15:00 170 29250.00 31250.00 15:00-16:00 176 29400.00 31250.00 16:00-17:00 211 30275.00 31250.00 17:00-18:00 250 31250.00 31250.00 18:00-19:00 230 30750.00 31250.00 19:00-20:00 234 30850.00 31250.00 20:00-21:00 191 29775.00 31250.00 21:00-22:00 65_26625.00_31250.00_
[0032] 查行业设计规范，超市内每人每小时所需新风量为25m3,则整个系统所需总风量 为
[0033] Q = 25000+25n (1)
[0034] 式中，Q--逐时需风量，m3/h ;25000--最低逐时需风量，m3/h ;25--每人每小 时所需风量，m3/h ·人；η-室内逐时人数。
[0035] 利用大型通风机性能实验测试系统，测定了某大型轴流通风机性能参数，绘制出 了图5和图6。图5为多变频率送风风机风量-电功消耗特性曲线族图，图6为多变频 率送风风机风量-风压特性曲线族及其工况点图。在图5中，100%、95 %、90%、85 %、 80%、75%、70%、65%和60%，依次对应于变频频率值为50.0泡、47.5取、45.0泡、42.5取、 40. 0Hz、37. 5Hz、35. 0Hz、32. 5Hz和30. 0Hz ;风机功率单位W，即瓦；风机流量单位m3/h，立方 米 / 小时。在图 6 中，50. 0Hz、47. 5Hz、45. 0Hz、42. 5Hz、40. 0Hz、37. 5Hz、35. 0Hz、32. 5Hz 和 30. 0Hz为送风风机变频频率值；R是系统阻抗曲线，也称为通风系统阻力特性曲线，是通风 系统中管道及其连接装置的需风量和阻力值的特性曲线，可以在设计时根据管道长度、规 格等和连接装置的类型和数量而确定出来，对于已建成投入使用中央空调送风系统而言， 也可以现场测定出阻力和风量而绘制出来，测定出6个及以上阻力和对应的风量数据组， 即可绘制出该曲线。在图6中，A、B、C和D为多变频率送风风机风量-风压特性与系统阻抗 曲线R的交点，即送风风机与中央空调风系统实时供需平衡的运行工况，该工况点是多变 频率送风风机的预设变频调速调节工况点，这些工况点依次为变频频率值为47. 5Hz (即图 5中所对应的95% )、37. 5Hz (即图5中所对应的75% )、35Hz (即图5中所对应的70% )、 32. 5Hz (即图5中所对应的65% )的多变频率送风风机运行工况点。
[0036] 利用公式（1)和表2中的数据，确定出逐时需风量，利用图6得到送风风机的逐时 预设工况，把该工况点中送风风机风量和变频频率值，代入图5中，确定该送风风机的逐时 电功消耗，得到该超市该风系统中的多变频率送风风机，即每个运行日电功消耗累积值为 50.30kff · h〇
[0037] 表2多变频率送风风机逐时电功消耗统计表
[0038] 时段 |工况点 流量m3/h 风压Pa 耗功kW-h 7:00-8:00 D 27381 335 2.49 8:00-9:00 C 30543 418 2.84 9:00-10:00 C 30543 418 2.84 10:00-11:00 B 32773 478 4.45 1 1:00-12:00 C 30543 418 2.84 12:00-13:00 C 30543 418 2.84 13:00-14:00 C 30543 418 2.84 14:00-15:00 C 30543 418 2.84 15:00-16:00 C 30543 418 2.84 16:00-17:00 B 32773 478 4.45 17:00-18:00 B 32773 478 4.45 18:00-19:00 B 32773 478 4.45 19:00-20:00 B 32773 478 4.45 20:00-21:00 C 30543 418 2.84 21:00-22:00 C_30543_418_ 2.84 _ 总计_50.30_
[0039] 若不采用本发明系统及控制方法，该送风风机只能采取节流调节或旁通调节变风 量，乃至不调节，定风量运行，这三种情况下，送风风机的逐时电功消耗基本接近，可统称为 非逐时变频通风方式。采用非逐时变频通风方式的该中央空调送风风机，该送风风机的逐 时电功消耗可按工频运行计算，计算式如下式（2)
[0040] N2=y￡jNi (2) /-1
[0041] 式中，N2一一运行日逐时功耗累积，kW · h ;i-运行日逐时时刻编号，无量纲数； Ni--运行日逐时功耗，kW*h ;1--逐时时刻，对应表1中时段7:00-8:00 ; 15--逐时时 刻，对应表1中时段21:00-22:00。
[0042] 利用公式（2)、图5和图6中的数据，得到单个运行日内采用非逐时变频通风方式 的该中央空调送风风机，其累积电功消耗值为66. 76kW · h。
[0043] 采用了本发明系统及控制方法的该送风风机，相比采用非逐时变频通风方式，单 个运行日可减少的送风风机电功消耗值，即ΛΝ = NrN2为16. 45kW *h。以采用非逐时变频 通风方式的送风风机日电功消耗为分母，分子为单个运行日可减少送风风机电功消耗值， 则采用了本发明系统及控制方法的该送风风机，其节能率为24. 6%，其节能效果相当可观。
【权利要求】
1. 一种用于中央空调风系统的逐时变频供风系统，包括空气处理机组，空气处理机组 包括送风风机和间接式空气-冷冻水能量交换器即表冷器；表冷器通过空调冷冻水水泵与 空调冷冻水的制冷主机连接；其特征在于：它还包括可编程逻辑控制器PLC，PLC连接有变 频器，该变频器与送风风机的电机连接；所述空气处理机组的回风口安装有温度传感器，该 温度传感器与PLC连接；所述PLC安装有自动控制程序，并与电源输入端连接。
2. 根据权利要求1所述用于中央空调风系统的逐时变频供风系统，其特征在于：所述 PLC还连接有显示器、人机交互界面、数据输入输出交换口及声光报警器。
3. -种基于权利要求1所述用于中央空调风系统的逐时变频供风系统的控制方法，其 特征在于包括如下步骤：对于现有中央空调系统，根据统计的逐时人数，利用空气调节原理 计算逐时需风量，应用流体输配与管网理论确定预调的送风风机工况点，利用流体力学与 通风机理论预估供风量，利用经典的变频调节等比例变化理论，或者应用已测定的多变频 率通风机运行特性曲线族数据，计算出送风风机的电机变频频率值，该变频频率值即为送 风风机的逐时预设值；根据该逐时预设值，利用PLC改变变频器输出频率，变频调速送风风 机电机转速，改变送风风机风量和风压，实施逐时变频变风量送风；并且，利用安装于空气 处理机组回风口的温度传感器实时测定的数值，将该数值输入PLC，利用PLC判定该数值与 设计温度的偏离程度，进行逐时变频变风量送风的实时校核，保障建筑内的人员热舒适度。
4. 根据权利要求3所述用于中央空调风系统的逐时变频供风系统的控制方法，其特 征在于：利用空气调节原理计算逐时需风量具体步骤为，根据空气调节基本原理，温度传感 器测得的温度与设计温度偏离小于1摄氏度的情况下，满足相关舒适性空调的行业标准， 则无需改变送风风机预设的逐时风量；若二者的温度偏离大于或等于1. 1摄氏度，利用经 典的变频调节等比例变化理论，或者应用已测定的多变频率通风机运行特性曲线族数据， 计算出供风风量，确定出送风风机所需变频频率值，应用流体输配与管网理论确定预调的 送风风机工况点，比较送风风量与所需风量，送风风量略大于或等于所需风量，利用PLC输 出控制信号，调节送风风机电机的变频频率值，改变该送风风机送风风量和送风风压，利用 安装于空气处理机组回风口的温度传感器实时测定的数值，校核实时送风风量与实时需风 量，保障送风风量与所需风量的逐时供需平衡，保障建筑内的人员热舒适度，实现送风风机 的逐时变频送风及其节能运行。
【文档编号】F24F11/02GK104121666SQ201410319853
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】陈世强, 王海桥, 杨超, 李雪文, 倪星, 姜晓康, 李轶群, 成剑林 申请人:湖南科技大学