供水温度时变冷水系统变流量控制方法及系统与流程

1.本发明涉及制冷空调冷水系统控制技术领域，尤其是涉及一种供水温度时变冷水系统变流量控制方法及系统。


背景技术：

2.现有的供水温度定值冷冻水系统，水泵变流量控制方式主要有以下几种：1)总管恒压控制，设定供回水总管压差不变，当压差变小时，增加水泵转速；当总管压差变大时，减少水泵转速。这种控制方式最简单，响应速度快，但系统通常会出现大流量小温差运行，节能性较差。2)最不利环路恒压控制，找到需求压差大的末端支路，以该支路需的压差做为恒定值，当压差变小时，增加水泵转速；当支管路压差变大时，减少水泵转速。该方式比总管恒压差节能，但很难确定哪一个环路就是最不利环路，特别是环网冷水系统和分期建设系统，则需要根据系统各支路安装设备的变化情况，经常调换最不利环路，维护麻烦。3)恒温差控制，该方式是以总管供回水温差恒定值来控制水泵转速，温差高于设定值增加水泵转速，温差低于设定值时降低水泵转速，节能效果最好，但响应速度慢，控制精度差，实际应用较少。4)末端空调机组回水管电动调节阀开度控制，求解各末端开度最大的调节水阀，以该阀开度或以开度相近的阀的开度平均值为固定值，保持其开度值不变，当阀的开度值小于设定值时，减小水泵的转速，当阀的开度值大于设定值时，增加泵的转速，该控制方法理论上最为节能，但该方法对只有通断控制的风机盘管系统则无法使用，而且，调节阀的开度与最不利末端空调机组很难成形一一对应关系。因此，这几种冷冻水控制方式各有缺陷，都无法精确空制末端空调机组所需水量，且都是针对供水温度固定的冷冻水系统的变流量控制方式。对需分期建设的供水温度时变冷水系统的变流量控制，如冷却塔自然冷却供冷系统，以上方法就很难胜任了。


技术实现要素：

3.本发明是为了克服现有冷冻水变流量控制方式存在的缺陷，针对供水温度时变冷水系统提供一种根据末空调机组特性能进行变流量控制的方法及系统，实现冷水系统各支路进行供水量的精确控制、达到最节能效果，不仅适用于供水温度时变冷水系统，也适用于供水温度固定的冷冻水系统的变流量精准调节。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种供水温度时变冷水系统变流量控制方法，包括以下步骤：s1、检测支路供水温度tw；s2、比较支路供水温度tw与空调机组临界供水温度t
wl
大小；s3、求解支路供回水运行目标温差
△
tj；s4、根据支路供回水运行目标温差
△
tj调节阀门开度k；每隔t≥s时间后，返回s1；s5、求解调节阀开度k
max
最大支路；s6、检测调节阀开度最大支路的供、回管压力，并求得各支路中压力差
△
pmin；
s7、设定该支路供、回管压力差为冷水泵运行压力目标值pb；s8、根据供、回管压力差目标值pb调节冷水泵转速；每隔t≥s时间后，返回s5。
5.供水温度时变冷水系统由以下部分组成，供水温度时变冷水机组、供水主管路、回水主管路、n个供水支管路、n个回水支管路、l台冷水泵，每个供回水支路上不少于1个的末端空调机组、支管路电动调节平衡阀、供水支管压力传感器、回水支管压力传感器、供水支管温度传感器、回水管支温度传感器、控制器。
6.每个供回水支路大小以控制延尺时间不大于s为原则设置，s可根据要求调整，延迟时间s＝l/v；l为支路内水流路径最长的管道长度，v为水流速度。
7.作为优选，所述s2中空调机组临界供水温度为干工况与湿工况临界点的供水温度为t
wl
，将支路供水温度与空调机组临界供水温度大小分为两种情况对后续支路供回水运行目标温差
△
tj求解。
8.作为优选，所述s3包括以下两种情况：当tw≤t
wl
时，该支管路供回水运行目标温差按求解；当tw＞t
wl
时，支管路供回水运行目标温差按求解。
9.作为优选，所述s4包括以下内容：温度传感器检测回水温度值t
wh
,计算测量温差
△
tc＝t
wh-tw；当
△
tc＞
△
tj+a时,加电动调节平衡阀8开度；当
△
tc＜
△
t
j-a时减小电动调节平衡阀开度，输出电动调节平衡阀开度值k；其中，a为控制精度。
10.作为优选，所述s5包括以下内容：求解各支路电动调节平衡阀的最大开度k
max
＝(k1……kn
)，k1为支路编号为1电动调节平衡阀开度，kn为编号为n支路电动调节平衡阀开度。当分期建设时，先统计已建支环路的电动调节平衡阀最大开度，后期建设支路建设完成后输入至此阀最大开度求解范围。
11.作为优选，所述s6包括以下内容：求解压差值
△
p
min
支路，检测各支管路中的供水压力pg及回水压力ph，计算
△
p＝p
g-ph,，求解编号为1支路压差
△
p1至为编号为n支路压差
△
pn中的最小值
△
p
min
＝(
△
p1……△
pn)；系统初建调试时，使压差值
△
p
min
支路与电动调节平衡阀开度k
max
支路为同一支路，次最小压差值
△
p支路与电动调节平衡阀次最大开度值k为同一支路，按该方法依次调试启用支路1至支路n。
12.作为优选，所述s8包括以下内容：以保证最小压差值
△
p
min
支路为压差目标设定值，当负荷变化，检测该支路压差值大于压差目标设定值时，则调小冷水泵转速，检测该支路压差值小于压差目标设定值时，则调大冷水泵转速。
13.一种供水温度时变冷水系统变流量控制系统，应用于一种供水温度时变冷水系统变流量控制方法，包括供水温度时变冷水机组、主管路和支管路，主管路包括供水主管路和回水主管路，支管路包括供水支管路和回水支管路；支管路上设有若干传感器和调节阀，调节阀包括平衡阀和关断阀；
每个供水温度时变冷水机组上连接至少一个供水主管路、至少一个回水主管路、至少一个供水支管路、至少一个回水支管路和至少一台冷水泵，每个供水支管路和回水支管路上均设有不少于一个的末端空调机组、支管路电动调节平衡阀；供水支管路上设有供水支管压力传感器、供水支管关断阀、供水支管温度传感器和控制器；回水支管路上上设有回水支管关断阀、回水支管压力传感器、回水管支温度传感器和控制器；把回风参数相同的空调机组设置为一个供回水支路，每个供回水支路大小以控制延尺时间不大于s为原则设置，s可根据要求调整，延尺时间s＝l/v；l为支路内水流路径最长的管道长度，v为水流速度；末端空调机组的额定工况为供水温度为t
w1
，供回水温差为a，风量为m，回风温度为th，回风湿球温度为ts，供冷量为q，其干工况与湿工况临界点的供水温度为t
wl
。
14.作为优选，所述水系统包括盐溶液系统、乙二醇系统；供水温度时变冷水机组包括冷却塔、干冷器及地表水。
15.作为优选，所述支管路及支管路上的传感器与调节阀的连接方式如下：按流水方向，回水支管温度传感器设置于支管路电动调节平衡阀的出口端，回水支管压力传感器设置于支管路电动平衡调节阀的出口，供水支管温度传感器、供水支管压力传感器设置于供水支管关断阀的出口端。
16.因此，本发明具有如下有益效果：本发明每隔一段时间后，重新寻找电动调节平衡阀最大开度支路及该支路压差值，以调节阀最大开度支路压差值为目标设定值，根据负荷变化调节冷水泵转速，实现冷水系统各支路进行供水量的精确控制、达到最节能效果，也适用于固定供水温度冷冻水系统的变流量调节。
附图说明
17.图1是本实施例的供水温度时变冷水系统图。
18.图2是本实施例的控制逻辑图。
19.图中：1、供水温度时变冷水机组 2、供水主管路 3、回水主管路 4、供水支管路 5、回水支管路 6、冷水泵 7、末端空调机组 8、支管路电动调节平衡阀 9、供水支管压力传感器 10、供水支管关断阀 11、回水支管关断阀 12、回水支管温度传感器 13、供水支管温度传感器 14、回水管支压力传感器 15、控制器。
具体实施方式
20.下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
21.实施例：本实施例提供了一种供水温度时变冷水系统变流量控制系统，如图1所示，包括供水温度时变冷水机组1、供水温度时变冷水机组1上连接供水主管路2、回水主管路3、个供水支管路4、回水支管路5和冷水泵6，供水支管路4和回水支管路上5均设有不少于一个的末端空调机组7、支管路电动调节平衡阀8；供水支管路4上设有供水支管压力传感器9、供水支管关断阀10、供水支管温度传感器13和控制器15；回水支管路上5上设有回水支管关断阀11、回水支管温度传感器12、回水管支压力传感器14和控制器15。
22.如图1，把回风参数相同的多台末端空调7设为一个供水支4与一个回水支路5中。
23.按流水方向，回水支管压力传感器14设置于支管路电动调节平衡阀8的出口端，回水支路温度传感器12设置于支管路关断阀11的入口端，供水支管温度传感器13、供水支管压力传感器9设置于供水支管关断阀10的出口端。
24.假设末端空调机组7额定工况下的供水温度为7℃,空调房间设计的回风感球温度tg＝25℃，回风湿球温度为ts＝18℃,临界供水温度t
wl
＝13℃.供回水温差a＝5℃。由于该房间为内区发热量较大房间，此房间冬季需采用冷却塔免费供冷，冷却塔的供水温度在5℃～15℃之间随时间变化。
25.延迟时间计算，设该支路最大水流路径长度为30米，水流速度平均为1m/s，计算得延迟时间s为30秒。
26.当检测支路供水温度tw＝5℃时；tw＝5℃≤t
wl
＝13℃，该支管路供回水运行目标温差按求解得；
△
tj＝(18-5)
×
5/(18-7)＝5.9℃当tw＝15℃＞t
wl
＝13℃时支管路供回水运行目标温差按求解,
△
tj＝(25-15)
×
5/(25-7)＝2.8℃。
27.步骤3：如果温度传感器12检测回水温度值t
wh
＝12℃,温度传感器13检测温度值t
wg
＝5℃，计算测量温差
△
tc＝12-5＝7℃；此时
△
tc＝7℃＞
△
t
js
＝5.9+0.1＝6℃,加大电动调节平衡阀8开度，输出电动调节平衡阀8的开度值k；如果温度传感器12检测回水温度值t
wh
＝17.5℃,温度传感器13检测温度值t
wg
＝15℃，计算测量温差
△
tc＝17.5.-15＝2.5℃,此时
△
tc＝2.5℃＜
△
t
j-a＝2.8-0.1＝2.7℃，减小电动调节平衡阀8的开度，输出电动调节平衡阀8的开度值k；其中，a＝0.1为控制精度，可根据需求调节。
28.步骤5：求解各支路电动调节平衡阀8的最大开度k
max
＝(k1……kn
)，k1为支路编号为1电动调节平衡阀开度，kn为编号为n支路电动调节平衡阀开度，当分期建设时，先统计已建支环路的电动调节平衡阀最大开度，后期建设支路建设完成后输入至该阀最大开度求解范围。
29.步骤6：求解最不利支路压差值
△
p
min
,检测各支管路中的供水压力pg及回水压力ph,计算
△
p＝p
g-ph,，求解编号为1支路压差
△
p1至为编号为n支路压差
△
pn中的最小值
△
p
min
＝(
△
p1……△
pn)。当分期建设时，先统计已建支环路的电动调节平衡阀最大开度，后期建设支路建设完成后输入至压差最小求解范围。
30.步骤7：系统初建调试时，使压差值
△
p
min
支路与电动调节平衡阀8开度k
max
支路为同一支路，次最小压差值
△
p支路与电动调节平衡阀8次最大开度值k为同一支路，按该方法依次调试启用支路1至支路n。
31.步骤8：以最小压差值
△
p
min
支路为压差目标设定值，当负荷变化，检测该支路压差值大于压差目标设定值时，则调小冷水泵转速，检测该支路压差值小于压差目标设定值时，则调大冷水泵转速。
32.每隔t≥s时间后，重新电动调节平衡阀最大开度k
max
支路及该支路压差值
△
p，如
△
p与原设定运行压差目标值相同，则保持原设定值
△
p
min
值不变，如与原设定值支路不同，则以新求解
△
p值替换原设定值。
33.上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围内。