专利名称：逆向回流消除装置及方法
技术领域：
本发明涉及控制装置及方法，尤其涉及一种逆向回流消除装置及方法，用于消除中央空调二次泵冷冻水系统中旁通管道内的逆向回流。
背景技术：
目前，大型建筑的中央空调冷冻水系统中通常采用二次泵变流量系统。其中，冷水主机一侧采用每一台主机对应一台定速泵(一次泵)的配置，确保冷水机组按定流量运行；而在用户侧采用变速水泵(二次泵)，根据负荷的变化按变流量运行。根据设计预期，二次侧(用户侧)水量不应大于一次侧(主机侧)水量,二次侧的回水应全部流回主机。但在实际运行中，在现有的二次泵控制方法下，常常出现二次侧水量大于一次侧水量的现象，导致部分二次侧的回水经由旁通管(位于一次侧和二次侧之间)混入二次侧的供水管，这种现象称之为“逆向回流”。逆向回流现象使二次侧的部分回水混入供水中，提高了供水温度， 其后果是在同样末端负荷条件下，用户侧空气处理设备需要更多的供水量，这就增加了二次侧水泵的能耗。如果这种现象不加以控制，会导致二次侧水系统出现恶性循环供水温度升高，二次侧需要更多的水量，更多的回水混入供水，供水温度进一步升高，直至二次水泵达到最大供水量。实际运行中，逆向回流发生时，操作者也可增加冷水主机的运行台数，增加一次侧的水量，从而减少并消除逆向回流。传统解决办法虽然能够消除逆向回流，但却额外增加了冷水主机和二次侧水泵的能耗，影响了中央空调系统的整体的能源效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中在消除逆向回流的同时额外增加了冷水主机和二次侧水泵的能耗、影响了中央空调系统的整体的能源效率的缺陷，提供一种逆向回流消除装置及方法，能有效地消除逆向回流，且不会增加冷水主机和二次侧水泵的能耗。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供了一种逆向回流消除装置，用于消除中央空调二次泵冷冻水系统中旁通管道内的逆向回流，包括流量流向检测器、电动水阀、压差计以及控制器；其中所述流量流向检测器和所述电动水阀设置在旁通管上；所述压差计的两端分别与所述旁通管的两端联接，与所述流量流向检测器和所述电动水阀并联；所述流量流向检测器、所述电动水阀和所述压差计分别与所述控制器电连接。本发明还提供了一种逆向回流消除方法，用于消除中央空调二次泵冷冻水系统中旁通管道内的逆向回流，其特征在于，采用权利要求I所述的逆向回流消除装置，执行以下步骤SlOl、启动系统，控制器控制电动水闽开启；S102、控制器判断电动水阀的开启状态，若电动水阀处于开启状态，则执行步骤S103;若电动水阀处于关闭状态，则执行步骤S104 ；S103、控制器根据从流量流向检测器反馈的旁通管中水流的流量和流向信息，判断旁通管内是否存在逆向回流，如果没有逆向回流发生，则保持电动水阀开启，返回执行步骤S102 ;如果有逆向回流发生，则执行步骤S105 ；S104、控制器基于压差计检测的旁通管两端的水流压差，比较压差与预设的压差阈值；如果压差大于或等于压差阈值，则执行步骤S106 ;反之，则保持电动水阀关闭，返回执行步骤S102 ；S105、控制器控制电动水阀关闭，延迟预设时间后返回执行步骤S102 ；S106、控制器控制电动水阀开启，延迟预设时间后返回执行步骤S102。 本发明产生的有益效果是在采用依据本发明的逆向回流消除装置中，因为设有流量流向检测器，可以监测旁通管中是否出现逆向回流，从而可以在出现逆向回流时通过电动水阀关闭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现的逆向回流；因为设有压差计，可以监测旁通管两端的水流压差，从而可以在不会出现逆向回流的情况下及时开启电动水阀，引导供水管中的水流经旁通管流向回流管，防止旁通管一直处于关闭状态而无法导流供水管中的水流。整个逆向回流操作过程中，不需要额外增加水流量来抵消逆向回流造成的影响，只需要在出现逆向回流时及时关闭旁通管即可，因此不会给中央空调系统增加额外的功耗。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图I是依据本发明实施例的安装在中央空调的二次泵冷冻水系统中的逆向回流消除装置的结构示意图；图2是依据本发明实施例的逆向回流消除方法的流程图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。图I描绘了依据本发明实施例的安装在中央空调的二次泵冷冻水系统中的逆向回流消除装置。如图I所示，此处将中央空调的二次泵冷冻水系统中的冷水机组及一次泵系统简称为主机侧210，将二次泵及末端空气处理系统简称为用户侧220，如图I中箭头所示，从主机侧流向用户侧的管道成为供水管230，从用户侧回流至主机侧的管道成为回流管240，回流管240与供水管230之间联通的管道称为旁通管250，即回流管240的R点与供水管230的S点之间联通的通道称为旁通管250。正常情况下，回流管240中的水量不应大于供水管230中的水量，回流管240中的水应当全部从用户侧220流回主机侧210，当回流管240中的水经旁通管250流入供水管230中，即从R点流向S点时，出现了所谓的“逆向回流”。图I中依据本发明实施例的逆向回流消除装置包括流量流向检测器110、电动水阀120、压差计130以及控制器140。其中，流量流向检测器110和电动水阀120设置在旁通管250上，即如图I中所示的以串联方式联接在R和S之间；压差计130的两端分别与旁通管250的两端联接，即流量流向检测器110与电动水阀120串联后再与压差计130并联。在该逆向回流消除装置中，流量流向检测器110用于监控旁通管250中水流的流量和流向；电动水阀120可以控制旁通管250的导通和关闭，导通时水流通过，关闭时阻止水流在旁通管250内通过；压差计130测量旁通管250两端的水流的压差，此处分别将R和S点处的水压定义为P (R)和P (S)，压差计130测量的压差为Λ P = P (S) -P (R)，预先设置压差阈值Pth，阈值Pth根据所使用的中央空调的实际操作情况由操作者预先设定。当ΛΡ大于或等于阈值Pth时，表示供水管230内的水流量大于回流管240内的水流量，此时，在旁通管250导通的情况下，水流会从水流量大的供水管230经过旁通管250后与回流管240中的水流汇合,一同回水至主机侧210。流量流向检测器110、电动水阀120以及压差计130还分别与控制器140电连接。例如，如图I中的箭头所示，控制器140可接收来自流量流向检测器110和压差计130所采集的信息或数据，根据这些信息和数据，控制器140可控制电动水阀120的开启和关闭，从而实现逆向回流消除装置的自动操作。 如图2所示，在采用依据本发明实施例的逆向回流消除装置来消除中央空调二次泵冷冻水系统中旁通管内的逆向回流的方法中，开始后包括步骤S101、启动系统，无论电动水阀120是否开启，控制器140均开启电动水阀120 ；S102、控制器140判断电动水阀120的开启状态，若电动水阀120处于开启状态，则执行步骤S103 ;若电动水阀120处于关闭状态，则继续执行步骤S104 ；S103、控制器140接收流量流向检测器110反馈的旁通管250中水流的流量和流向信息，判断旁通管250内的水流是否为逆向回流；如果水流流向是S到R(即从供水管到回流管)，表明没有逆向回流发生，则保持电动水阀120开启，返回执行步骤S102 ;如果水流流向是R到S(即从回流管到供水管)的，表明逆向回流发生，则执行步骤S105 ；S104、控制器140接收压差计130检测的旁通管250两端的水流压差信息，其中压差即AP = P(S)-P(R),并将压差ΛΡ与预设的压差阈值Pth进行比较；如果压差ΛΡ大于或等于压差阈值Pth，则执行步骤S106 ;反之，则保持电动水阀120关闭，返回执行步骤S102 ；S105、控制器140关闭电动水阀120，延迟预设时间T后返回执行步骤S102 ;其中预设时间T可由操作者预先设置，例如设置为5分钟或10分钟等；S106、控制器140开启电动水阀120，延迟预设时间T后返回执行步骤S102 ;其中预设时间T可由操作者预先设置，例如设置为5分钟或10分钟等。从以上可以看出，在采用依据本发明的逆向回流消除装置中，因为设有流量流向检测器110，可以监测旁通管250中是否出现逆向回流，从而可以在出现逆向回流时通过电动水阀120关闭旁通管而阻止回流管240中的部分水流通过旁通管250与供水管230中的水流混合，消除旁通管250中可能出现的逆向回流；因为设有压差计130，可以监测旁通管250两端的水流压差，从而可以在不会出现逆向回流的情况下及时开启电动水阀120，引导供水管230中的水流经旁通管250流向回流管，防止旁通管250 —直处于关闭状态而无法导流供水管230中的水流。整个逆向回流操作过程中，不需要额外增加水流量来抵消逆向回流造成的影响，只需要在出现逆向回流时及时关闭旁通管即可，因此不会给中央空调系统增加额外的功耗。
依据本发明的逆向回流消除装置适用于所有建筑的中央空调二次泵冷冻水系统，包括新系统设计，还尤其适用于既有系统的改造。在安装本装置时，推荐按常规额外设置带安全保护装置的泄压装置，以防出现故障时，管道内压力过大而发生不必要的损失。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种逆向回流消除装置，用于消除中央空调二次泵冷冻水系统中旁通管道内的逆向回流，其特征在于，包括流量流向检测器、电动水阀、压差计以及控制器；其中 所述流量流向检测器和所述电动水阀设置在旁通管上； 所述压差计的两端分别与所述旁通管的两端联接，与所述流量流向检测器和所述电动水阀并联； 所述流量流向检测器、所述电动水阀和所述压差计分别与所述控制器电连接。
2.一种逆向回流消除方法，用于消除中央空调二次泵冷冻水系统中旁通管道内的逆向回流，其特征在于，采用权利要求I所述的逆向回流消除装置，执行以下步骤 .5101、启动系统，控制器控制电动水阀开启； .5102、控制器判断电动水阀的开启状态，若电动水阀处于开启状态，则执行步骤S103；若电动水阀处于关闭状态，则执行步骤S104 ； . 5103、控制器接收从流量流向检测器反馈的旁通管中水流的流量和流向信息，并判断旁通管内是否存在逆向回流，如果没有逆向回流发生，则保持电动水阀开启，返回执行步骤S102;如果有逆向回流发生，则执行步骤S105 ； .5104、控制器接收压差计检测的旁通管两端的水流压差，并比较测量的压差与预设的压差阈值；如果压差大于或等于压差阈值，则执行步骤S106 ;反之，则保持电动水阀关闭，返回执行步骤S102 ； . 5105、控制器控制电动水阀关闭，延迟预设时间后返回执行步骤S102； .5106、控制器控制电动水阀开启，延迟预设时间后返回执行步骤S102。
全文摘要
本发明公开了一种逆向回流消除装置及方法。其中逆向回流消除装置包括流量流向检测器、电动水阀、压差计以及控制器；其中所述流量流向检测器和所述电动水阀以串联方式联接在旁通管上；所述压差计的两端分别与所述旁通管的两端联接，与所述流量流向检测器和所述电动水阀形成的串联联接构成并联；所述流量流向检测器、所述电动水阀和所述压差计分别与所述控制器联接。采用依据本发明的逆向回流消除装置及方法，不需要额外增加水流量来抵消逆向回流造成的影响，只需要在出现逆向回流时及时关闭旁通管即可，因此不会给中央空调系统增加额外的功耗。
文档编号F24F11/00GK102865641SQ20111018831
公开日2013年1月9日 申请日期2011年7月6日 优先权日2011年7月6日
发明者王盛卫 申请人:香港理工大学