一种节能的压力无关型空调泵阀控制方法及系统与流程

本发明属于建筑节能，本发明涉及空调一级泵变流量系统采用冷水机组变流量时，水泵频率和阀位的节能控制方法及系统。

背景技术：

1、目前，冷冻水一级泵变流量空调系统在公共建筑中广泛应用，但其采用冷水机组变流量时，水泵变频控制技术有很多种方式，目前最常规的主要采用温差控制、压差控制和最小阻力控制。温差控制是使供回水温差保持在一定温差值的控制方法，它是控制器获取到供、回水管温差后，通过和设定值进行比较，然后来设置合理的水泵频率，使流量符合负荷要求，使温差回到设定值。温差控制优点是系统阻抗不变，水泵可以最大限度节能，但存在易出现水力失调、反应滞后、对压力变化不敏感引起某些支路压差不够等缺陷，不能广泛使用，较适用于功能相近、规模较小的商场、体育馆和超市等小系统。

2、压差控制是将空调系统中供回水压差来控制水泵频率的控制方法，根据调节压差位置不同分为供回水总管压差控制和最不利末端压差控制两种方法。目前一级泵变流量系统应用的最广泛的是供回水总管定压差控制。当房间负荷减小，末端阀门调小引起系统总管压差增大，控制系统降低水泵频率，使流量降低，压差维持设定值。当房间负荷增大，末端阀门调大使得压差减小，增大水泵频率，压差维持恒定。压差控制的优点是受影响因素少、反应快、无滞后现象，但压差控制方式也存在末端流量浪费引起节能效果不明显现象。总管定压差控制的压差设定值是在满负荷最不利管路阀门全开的情形下，通过最不利环路阻力计算推导出来的理论值。而实际运行时大部分时间为部分负荷，实际流量减小，整个系统管路阻力减小，为要保持供回水总管间的压差值恒定不变，必须靠关小末端调节阀开度来增加整个负荷侧系统阻力，所以存在末端阀门严重消耗静压现象，造成水泵变频节能十分有限。其次，理论计算选定的最不利环路由于某些末端使用无需开启或负荷变化引起最不利环路可能会变成另一支路，使压差设定值与实际需求偏离更大，造成阀门静压消耗更严重，水泵节能性更差。为克服这些缺陷，一些项目采用了最不利末端定压差控制方式。通过检测、比较多个末端支路压差来选定最不利环路，再同总管定压差控制原理一样，以最不利环路的压差检测值与理论值比较进行控制水泵频率。定末端压差控制为要保持最不利环路末端支路前后的静压差不变，必须靠关小末端调节阀开度来增加该末端支路的系统阻力。同总管定压差控制相比，由于末端阀门无需维持整个负荷侧管路的阻力恒定，末端阀门的关小幅度减小使得静压消耗减小，因此系统节能效果得到了一定的改善，但水泵提供的扬程仍比实际需要的大，所以其节能效果还有进一步的提升空间。

3、最小阻力控制即阀位控制，是根据空调设备末端调节阀开度大小来控制循环水泵的频率，使这些阀中至少有一个处于全开或接近全开状态。最小阻力控制始终确保阀门开度最大，降低了系统的压损，使水泵的能耗降至最低，比温差控制和压差控制更具有节能性。

4、常用最小阻力具体常见控制方法就是通过ba系统统计系统内水阀的平均开度值，根据水阀的平均开度反馈值与阀位设定值之间的偏差来设定冷水供回水总管或末端支管间的压差，再对比当前实测的供回水压差来控制水泵的频率。从控制原理来看，最小阻力控制是通过阀位来控制水泵频率的，与系统的供回水差压无直接关联，而该方法要转换供回水压差来控制，造成了系统控制逻辑复杂，实际是一种变压差控制方法。其次，最小阻力控制方法根据空调水系统的各调节阀阀位设定差压设定值的，因此要求整个末端空调设备全部使用电动二通比例积分调节阀，而常规做法是仅空调机组采用电动二通比例积分阀，风机盘管采用电动二通开关阀。这些因素在一定程度上，限制了最小阻力控制法的应用。

技术实现思路

1、本发明提供了一种节能的压力无关型空调泵阀控制方法，以实现节能效果。

2、本发明提供了一种节能的压力无关型空调泵阀控制方法，包括步骤如下：

3、s101.于有效阀门中，进行开度值匹配，设定开度值最大的阀门为目标阀门；

4、s102.若目标阀门的阀位低于第一阈值，且目标阀门有继续关小趋势，则降低空调泵的运行频率；

5、s103.若目标阀门的阀位高于第二阈值，且目标阀门有继续开大趋势，则增大空调泵的运行频率；

6、所述第一阈值小于第二阈值。

7、进一步地，所述有效阀门的获取方法为：

8、s201.获取多个阀门处的运行状态及开度信息；

9、s202.基于当前运行状态及开度信息，确认有效阀门。

10、更进一步地，所述s202.基于当前运行状态及开度信息，确认有效阀门具体包括：

11、若当前阀门处于压力无关型运行状态(即运行方式为能量或流量控制方式而非位置控制方式)且相对流量不少于10％，则为有效阀门。

12、进一步地，所述第一阈值为75％阀位。

13、进一步地，所述第二阈值为90％阀位。

14、进一步地，所述阀门为电子式能量平衡一体阀(以下简称能量阀)；

15、进一步地，所述空调泵为冷冻水泵。

16、本发明还公开一种应用上述空调泵阀控制方法的空调泵阀一体化系统，包括若干台冷水机组、若干台冷冻水泵、供水总管、回水总管、若干个支路，所述冷冻水泵数量不少于冷水机组数量，所述冷水机组之间并联，所述冷冻水泵之间并联，所述冷水机组、供水总管、支路、回水总管、冷冻水泵、冷水机组依次相连，所述供水总管、回水总管之间还设有旁通管，所述旁通管上设有电动比例调节阀；所述支路包括供水支管、回水支管、若干个空调机组环路、若干个风机盘管环路、能量阀，所述空调机组环路、风机盘管环路的进水端均与供水支管相连，所述空调机组环路的出水端、风机盘管环路的出水端、能量阀均设置于回水支管上，所述风机盘管环路的出水端、能量阀、空调机组环路的出水端、回水总管依次相连。

17、进一步地，所述旁通管分别与靠近冷冻水泵的回水总管、靠近冷水机组的供水总管相连，所述空调机组环路包括空调机组、能量阀，所述能量阀与空调机组的出水口相连。

18、更进一步地，所述风机盘管环路包括风机盘管、电动二通阀，所述电动二通阀与风机盘管的出水口相连。

19、本发明相对于现有技术，采集阀门开度值，通过比较各个阀门开度值情况的变化，确定对空调泵的控制方案，与传统水泵变频控制方法相比，更具节能性且控制简单、实用。

技术特征：

1.一种节能的压力无关型空调泵阀控制方法，其特征在于，包括步骤如下：

2.根据权利要求1所述空调泵阀控制方法，其特征在于，所述有效阀门的获取方法为：

3.根据权利要求2所述空调泵阀控制方法，其特征在于，所述s202.基于当前运行状态及开度信息，确认有效阀门具体包括：

4.根据权利要求1所述空调泵阀控制方法，其特征在于，所述第一阈值为75％阀位。

5.根据权利要求1所述空调泵阀控制方法，其特征在于，所述第二阈值为90％阀位。

6.根据权利要求1所述空调泵阀控制方法，其特征在于，所述阀门为电子式能量平衡一体阀(以下简称能量阀)。

7.根据权利要求1所述空调泵阀控制方法，其特征在于，所述空调泵为冷冻水泵。

8.一种应用权利要求1-7空调泵阀控制方法的空调泵阀一体化系统，其特征在于，所述空调泵阀一体化系统包括若干台冷水机组、若干台冷冻水泵、供水总管、回水总管、若干个支路，所述冷冻水泵数量不少于冷水机组数量，所述冷水机组之间并联，所述冷冻水泵之间并联，所述冷水机组、供水总管、支路、回水总管、冷冻水泵、冷水机组依次相连，所述供水总管、回水总管之间还设有旁通管，所述旁通管上设有电动比例调节阀；所述支路包括供水支管、回水支管、若干个空调机组环路、若干个风机盘管环路、能量阀，所述空调机组环路、风机盘管环路的进水端均与供水支管相连，所述空调机组环路的出水端、风机盘管环路的出水端、能量阀均设置于回水支管上，所述风机盘管环路的出水端、能量阀、空调机组环路的出水端、回水总管依次相连。

9.根据权利要求8所述空调泵阀一体化系统，其特征在于，所述旁通管分别与靠近冷冻水泵的回水总管、靠近冷水机组的供水总管相连，所述空调机组环路包括空调机组、能量阀，所述能量阀与空调机组的出水口相连。

10.根据权利要求9所述空调泵阀一体化系统，其特征在于，所述风机盘管环路包括风机盘管、电动二通阀，所述电动二通阀与风机盘管的出水口相连。

技术总结
本发明提供了一种节能的压力无关型空调泵阀控制方法及系统，包括步骤如下：S101.于有效阀门中，进行开度值匹配，设定开度值最大的阀门为目标阀门；S102.若目标阀门的阀位低于第一阈值，且目标阀门有继续关小趋势，则降低空调泵的运行频率；S103.若目标阀门的阀位高于第二阈值，且目标阀门有继续开大趋势，则增大空调泵的运行频率；所述第一阈值小于第二阈值。本发明采集阀门开度值，通过比较各个阀门开度值情况的变化，确定对空调泵的控制方案，与传统水泵变频控制方法相比，更具节能性且控制简单、实用。

技术研发人员：郭勇,王顺林,许杰,万蕴杰,郭林文,蒋奥,全旺,陆剑峰,吴锐林,植可炜
受保护的技术使用者：广东省建筑设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12