一种基于水泵台数优化调节的节能控制方法及控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于水泵台数优化调节的节能控制方法及控制系统，涉及空调节能控制领域。所述基于水泵台数优化调节的节能控制方法包括：查出水泵的额定扬程为Hd，额定流量值为Qd，流量设定值为Qset，水泵运行台数为N；检测出水泵出水前后压差为ΔP，检测出总水管流量为Q；根据的计算值与预设值比较来判断是否需要加减水泵运行的台数。本发明实施例提供的基于水泵台数优化调节的节能控制方法通过增、减水泵的数量，可确保水泵在所有负荷条件下都在最高工作点上工作，提高了水泵的工作效率，且水泵数量的合理调配明显减少了不必要的资源浪费现象；也可以预防水泵的电机不能正常运行和在低负荷条件下超载，使得系统运行更加稳定。
【专利说明】
一种基于水泵台数优化调节的节能控制方法及控制系统
技术领域
[0001] 本发明涉及流体管网输配节能控制领域，尤其涉及一种基于水栗台数优化调节的 节能控制方法及控制。
【背景技术】
[0002] 水栗作为我国工农业领域主要的耗电设备之一，被广泛应用于建筑、城市给排水、 石油化工、动力工业、火力发电、船舶工业以及冶金采矿等领域，其耗电量占全国总发电量 的20%左右。目前，在建筑系统中，水栗与风机等输送设备的电力消耗约占我国城镇建筑运 行电耗的10%以上。与发达国家相比，水栗运行效率要低很多，能耗浪费比较严重。
[0003] 在供热空调系统中，水栗主要用于为水系统提供动力，尤其是当变频技术被提出 之后，水栗的节能潜力逐渐受到越来越多的关注。国内外供热空调领域对水栗的研究主要 集中在两方面:对水栗变频特性的研究和对供热空调变水量系统中水栗变频技术及台数控 制技术研究。
[0004] 作为动力输送设备，水栗的输送能耗在各供热空调系统总能耗中所占的比例较 大。为了减少能耗，往往采用水栗变频调速的运行方式。但是在多台水栗变频运行过程中， 往往由于水栗配置方式与变频控制方式等的不合理，不仅造成水栗变频效率低，能耗较高， 而且有可能造成变水量系统运行不稳定。
[0005] 当采用温差控制方式时，初期投资少，控制简单，但是温度变化相较负荷变化有一 定的滞后性，容易造成系统控制延迟，不易保证控制的稳定性。利用温差控制不能准确地分 配各用户所需水量，不能提供适当的水压，容易出现管网水力失调问题。
[0006] 因此，在目前形势下，急需研究一种普遍适用的控制简单、能耗较低的新的水栗变 频控制技术。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种基于水栗台数优化调节的节能控制方法及控制系统，旨 在解决现有技术中洁净空调在待产阶段空调机组还是需要按照生产时段的控制方式运行， 制冷系统也仍然需要与之配套运行，造成能耗浪费的问题。
[0008] 为实现上述目的，一方面，本发明提供一种基于水栗台数优化调节的节能控制方 法，包括:查出水栗的额定扬程为Hd，额定流量值为Qd，流量设定值为Qset，水栗运行台数为N;
[0009] 检测出水栗出水前后压差为ΔΡ，检测出总水管流量为Q;
[0010]根据^^的计算值与预设值进行比较来判断是否需要加、减水栗运行的台数。 Q/K^^Qd)
[0011] 其中，所述在根据^^的计算值与预设值进行比较来判断加、减水栗运行台数 的过程中，需要保持在加、减水栗数量前水栗的流量设定值Qw不变。
[0012] 其中，所述包括步骤：加、减水栗动作后且S 5%后，恢复对流量设定值 Qset的调节。
[0013] 其中，所述根
·的计算值与预设值进行比较来判断是否需要加、减水栗运 行的台数，
[0014] 具体包括:控制器根据
的计算值与预设值进行比较来判断是否需要加减 水栗运行的台数，并发出控制信息；
[0015] 当
则减少一台水栗运行，但是要至少保证一台水栗运行；
[0016] 当
，则加开一台水栗运行；
[0017] 兰
叨保持现有水栗台数；
[0018] 其中，ΔΡ表示水栗出水前后压差；
[0019] Q表示总管水流量；
[0020] Hd为额定扬程；
[0021] Qd为额定流量值；
[0022] Qset为流量设定值；
[0023] N为水栗运行台数。
[0024]其中，还包括步骤:变频器根据控制信息控制水栗的运行台数。
[0025] 其中，所述变频器频率下限为25HZ，上限为50HZ。
[0026]为实现上述目的，另一方面，本发明还提供一种基于水栗台数优化调节的节能控 制系统，所述系统包括控制器、与控制器信号连接的压差传感器、变频器以及流量计，所述 变频器连接有水栗，所述每个水栗对应连接有一个变频器，所述压差传感器与水栗并联连 接;所述压差传感器用于检测出水栗前后压差;所述流量计用于检测总管的水流量。
[0027]其中，所述水栗个数至少为三个。
[0028]其中，所述水栗分别为第一水栗、第二水栗、第三水栗;所述变频器分别为第一变 频器、第二变频器、第三变频器;所述第一水栗连接第一变频器;所述第二水栗连接第二变 频器，第三水栗连接第三变频器;所述第一变频器、第二变频器、第三变频器分别与所述控 制器信号连接。
[0029] 其中，所述变频器频率下限为25HZ，上限为50HZ。
[0030] 本发明至少具有以下有益效果:本发明实施例提供的基于水栗台数优化调节的节 能控制方法通过增、减水栗的数量，可确保水栗在所有负荷条件下都在最高工作点上工作， 提高了水栗的工作效率，且水栗数量的合理调配明显减少了不必要的资源浪费现象；也可 以预防水栗的电机不能正常运行和在低负荷条件下超载，使得系统运行更加稳定，减少了 栗输送系统的能耗。
[0031] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不 能限制本发明。
【附图说明】
[0032] 图1为本发明实施例一一种基于水栗台数优化调节的节能控制方法的方法流程 图；
[0033] 图2为本发明实施例二一种基于水栗台数优化调节的节能控制方法的方法流程 图；
[0034] 图3为本发明实施例三一种基于水栗台数优化调节的节能控制系统的电路示意 图；
[0035] 图4为本发明实施例三一种基于水栗台数优化调节的节能控制系统的结构示意 图。
[0036] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0037] 以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的 优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，并且在不冲突的情况下，本发 明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0038] 本发明实施例提供一种基于水栗台数优化调节的节能控制方法及控制系统，用来 控制水流通过终端用户，这些终端用户可以是一组小型终端用户或一组大型终端用户，例 如制冷机组、冷却塔或锅炉。使用本发明实施例控制方法能使水栗流量与末端负荷更加匹 配，极大降低了运行成本，可确保水栗在所有负荷条件下都在最高工作点上工作，系统运行 更加节能高效。
[0039] 实施例一：
[0040] 请参阅图1，本发明实施例一提供一种基于水栗台数优化调节的节能控制方法，包 括步骤：
[0041 ] S1、查出水栗的额定扬程为Hd，额定流量值为Qd，流量设定值为Qset，水栗运行台数 为N;
[0042] S2、检测出水栗出水前后压差为Δ P，检测出总管流量为Q;
[0043] S3、根据的计算值与预设值进行比较来判断是否需要加、减水栗运行的台 Q/{N-Qd) 数；
[0044] 具体地，
[0045] Μ
则减少一台水栗运行，但是要至少保证一台水栗运行；
[0046] 当
7,则加开一台水栗运行；
[0047] ^
则保持现有水栗台数。
[0048] 其中，ΔΡ表示水栗出水前后压差；
[0049] Q表示总管水流量；
[0050] Hd为额定扬程；
[0051] Qd为额定流量值；
[0052] Qset为流量设定值；
[0053] N为水栗运行台数。
[0054] 在本发明实施例提供的一种基于水栗台数优化调节的节能控制方法通过增减水 栗的数量，可确保水栗在所有负荷条件下都在最高工作点上工作，提高了水栗的工作效率， 且水栗数量的合理调配明显减少了不必要的资源浪费现象;也可以预防水栗的电机不能正 常运行和在低负荷条件下超载，使得系统运行更加稳定，减少了栗输送系统的能耗。
[0055] 实施例二：
[0056] 请参阅图2,本发明实施例二提供一种基于水栗台数优化调节的节能控制方法，包 括步骤：
[0057] S10、查出水栗的额定扬程为Hd，额定流量值为Qd，流量设定值为Qset，水栗运行台数 为N〇
[0058] S20、由压差传感器检测出水栗出水前后压差为△ P，由流量计检测到总管水流量 为Q〇
[0059] S30、根
的计算值与预设值进行比较来判断是否需要加、减水栗运行的 台数。
[0060] 具体地，控制器根?』
的计算值与预设值进行比较来判断是否需要加、减 水栗运行的台数，并发出控制信息；
[0061 ]当
则减少一台水栗运行，但是要至少保证一台水栗运行；
[0062] Μ
则加开一台水栗运行；
[0063] ξ1
>则保持现有水栗台数。
[0064] 其中，ΔΡ表示水栗出水前后压差；
[0065] Q表示总管水流量；
[0066] Hd为额定扬程；
[0067] Qd为额定流量值；
[0068] Qset为流量设定值；
[0069] N为水栗运行台数。
[0070] S40、在根_
的计算值与预设值进行比较来判断加、减水栗运行台数的过 程中，需要保持加、减水栗数量前水栗的流量设定值Qset不变，直至完成加、减栗动作后且
后，恢复对流量设定值Qset的调节。
[0071 ] S50、变频器根据控制信息控制水栗的运行台数。
[0072] 所述变频器频率下限为25HZ，上限为50HZ。
[0073]在本发明实施例提供的一种基于水栗台数优化调节的节能控制方法通过增减水 栗的数量，可确保水栗在所有负荷条件下都在最高工作点上工作，提高了水栗的工作效率， 且水栗数量的合理调配明显减少了不必要的资源浪费现象;也可以预防水栗的电机不能正 常运行和在低负荷条件下超载，使得系统运行更加稳定，减少了栗输送系统的能耗。
[0074]本发明实施例使得管网流量变化与末端负荷更加匹配，极大地减轻了水力失调现 象;本发明所述控制方法通过建立了总管流量监控、水栗并联压差与水栗增减调节的关系， 使系统能实现协调控制，而且对栗输送系统运行而言，极大地减少了维护所需的时间和费 用，延长了系统的使用寿命。
[0075] 实施例三：
[0076] 请参阅图3及图4,本发明实施例三提供一种基于水栗台数优化调节的节能控制系 统，本实施例中，所述基于水栗台数优化调节的节能控制系统用于控制水流通过终端用户， 能使水栗流量与末端负荷更加匹配，极大降低了运行成本，可确保水栗在所有负荷条件下 都在最高工作点上工作，系统运行更加节能高效。
[0077] 所述基于水栗台数优化调节的节能控制系统包括控制器101、与控制器101信号连 接的压差传感器301、变频器以及流量计302,所述变频器连接有水栗，所述每个水栗对应连 接有一个变频器，所述压差传感器301与水栗并联连接。
[0078]所述压差传感器301用于检测出水栗前后压差为ΔΡ。
[0079]所述流量计302用于检测总管的水流量，流量计安装在供水总管上。
[0080] 本实施例中，所述水栗个数至少为三个，分别为第一水栗201、第二水栗202、第三 水栗203。所述每个水栗对应连接一个变频器，每台变频器同步调节所述水栗。即第一水栗 201连接第一变频器111，所述第二水栗202连接第二变频器112,第三水栗连接第三变频器 113。所述第一变频器111、第二变频器112、第三变频器113分别与所述控制器101连接。
[0081 ] 所述变频器频率下限为25HZ，上限为50HZ。
[0082] 本发明实施例基于水栗台数优化调节的节能控制系统在工作时，控制器101通过 继电器控制开启或关停第一水栗201、第二水栗202、第三水栗203,并根据控制器101内预编 程的控制逻辑程序通过变频器111、112、113分别对第一水栗201、第二水栗202、第三水栗 203的流水速度和开关状态进行控制调节;并且通过控制器内预编程计羞
的计算 值，并根据该计算值与预设值进行比较来判断是否需要加、减水栗运行的台数。具体地，
[0083] ξ1
咸少一台水栗运行，但是要至少保证一台水栗运行；
[0084] 当
?加开一台水栗运行；
[0085] 当
>则保持现有水栗台数。
[0086] 本发明实施例基于水栗台数优化调节的节能控制系统既保证了水栗高效节能运 行，又避免了水栗电机超载或不能正常运行的情况。在加减水栗过程中，管网流量变化适应 负荷变化，基本稳定在与设定流量值5%偏差内，极大地减轻水力失调现象。
[0087] 本发明实施例提供的一种基于水栗台数优化调节的节能控制方法通过实时的频 率控制，可使水栗在不同负荷条件下保持最佳的工作效率。这跟现有的系统相比较，能极大 地提高水栗的工作效率，增强了系统控制的稳定性，降低了能耗和运行维护成本。
[0088] 在本发明实施例提供的一种基于水栗台数优化调节的节能控制系统通过增、减水 栗的数量，可确保水栗在所有负荷条件下都在最高工作点上工作，提高了水栗的工作效率， 且水栗数量的合理调配明显减少了不必要的资源浪费现象;也可以预防水栗的电机不能正 常运行和在低负荷条件下超载，使得系统运行更加稳定，减少了栗输送系统的能耗。
[0089] 本发明实施例当总管上的流量和水栗阻力变化时，通过控制器和变频器控制水栗 运行台数，得到不同流量和阻力下最优的水栗运行数量。可确保水栗在所有负荷条件下都 在最高工作点上工作，系统运行更加节能高效，大大降低了运行和维护成本。同时，管网中 控制流量与需求流量的一致性增强，与末端负荷更加的匹配，也极大地减轻了水力失调现 象。
[0090] 本发明实施例的所述系统的运行方法在上述实施例一中已经详细描述，在此不作 赘述。
[0091] 需要说明的是，在本文中，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖非排 他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而 且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有 的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个……"限定的要素，并不排除在包括该 要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0092] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0093]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造 性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优 选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0094]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1. 一种基于水栗台数优化调节的节能控制方法，其特征在于，包括： 查出水栗的额定扬程为Hd，额定流量值为Qd，流量设定值为Qset，水栗运行台数为N; 检测出水栗出水前后压差为△ P，检测出总水管流量为Q; 根据^的计算值与预设值进行比较来判断是否需要加、减水栗运行的台数。 QK^tQd)2. 根据权利要求1所述的基于水泵台数优化调节的节能控制方法，其特征在于，所述在 根据、的计算值与预设值进行比较来判断加、减水栗运行台数的过程中，需要保持 QfiN-QdJ 在加、减水栗数量前水栗的流量设定值Qw不变。3. 根据权利要求2所述的基于水栗台数优化调节的节能控制方法，其特征在于，包括步 骤:加、减水栗动作后且S 5%后，恢复对流量设定值Qse3t的调节。 I：4. 根据权利要求1~3任一项所述的基于水栗台数优化调节的节能控制方法，其特征在 于，所述根据的计算值与预设值进行比较来判断是否需要加、减水栗运行的台数， Q/CN*Qd)具体包括:控制器根据；^^的计算值与预设值进行比较来判断是否需要加减水栗 运行的台数，并发出棹制信息： 一台水栗运行，但是要至少保证一台水栗运行； 一台水栗运行； 则保持现有水栗台数； 其中，△ P表示水栗出水前后压差； Q表示总管水流量； Hd为额定扬程； Qd为额定流量值； Qset为流量设定值； N为水栗运行台数。5. 根据权利要求4所述的基于水栗台数优化调节的节能控制方法，其特征在于，还包括 步骤:变频器根据控制信息控制水栗的运行台数。6. 根据权利要求5所述的洁净空调待产阶段的的节能控制方法，其特征在于，所述变频 器频率下限为25HZ，上限为50HZ。7. -种基于水栗台数优化调节的节能控制系统，其特征在于，包括控制器、与控制器信 号连接的压差传感器、变频器以及流量计，所述变频器连接有水栗，所述每个水栗对应连接 有一个变频器，所述压差传感器与水栗并联连接;所述压差传感器用于检测出水栗前后压 差;所述流量计用于检测总管的水流量。8. 根据权利要求7所述的基于水栗台数优化调节的节能控制系统，其特征在于，所述水 栗个数至少为三个。9. 根据权利要求8所述的基于水栗台数优化调节的节能控制系统，其特征在于，所述水 栗分别为第一水栗、第二水栗、第三水栗;所述变频器分别为第一变频器、第二变频器、第三 变频器;所述第一水栗连接第一变频器;所述第二水栗连接第二变频器，第三水栗连接第三 变频器;所述第一变频器、第二变频器、第三变频器分别与所述控制器信号连接。10. 根据权利要求7~9任一项所述的基于水栗台数优化调节的节能控制系统，其特征 在于，所述变频器频率下限为25HZ，上限为50HZ。
【文档编号】F04B49/06GK105889046SQ201610196512
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】李光裕, 钟如仕, 杜军
【申请人】深圳市新环能科技有限公司