CN203869259U - 一种基于末端空调设备冷冻水阀门开度的变压差控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于末端空调设备冷冻水阀门开度的变压差控制装置，包括工业计算机、智能控制器、变频器、传感器和冷冻水泵。智能控制器与安装在室外的室外温度传感器、安装在室内的室内温度传感器及安装在末端设备上的温度传感器连接，并与安装在末端设备上的压差传感器连接进行数据采集。冷冻水泵的供回水端口设置有温度传感器、压力传感器和流量传感器，与智能控制器相连并向智能控制器反馈所述冷冻水泵的供回水温度、压力和流量。传感器通过TCP/IP协议向所述工业计算机发送工况参数数据，变频器设置在冷冻水泵上依据智能控制器发送的指令通过变频器控制冷冻水泵运行。本实用新型具有结构紧凑、节能效果好的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及中央空调节能控制领域，尤其涉及一种基于末端空调设备冷冻水阀门开度的变压差控制装置。
背景技术
在当今大型商用、民用高层建筑中，中央空调系统的能耗大约占整个建筑能耗的60%甚至更高。所以，对于空调系统的高效运行及节能设计标准也提出了更高的要求。
中央空调的能耗主要来自于输送系统运行，空调水系统的输送系统包括冷冻水泵、冷却水泵、冷冻水系统管网与冷却水系统管网。而冷水机组及水泵两者的输送能耗约占整个空调系统能耗的70%左右。众所周知，中央空调系统是按照满负荷工况进行设计的，而实际上空调机组绝大部分时间是在部分负荷下运行（通常在50%以下负荷运行时间超过70%），制冷机有完善的能量调节系统，可根据负荷变化来自动调节制冷机的功率已达到节能的目的，而冷媒水泵一般只进行简单的台数控制，不能根据系统所需要扬程和流量连续变化连续调节，多余的扬程消耗在末端设备的控制阀上。因此在部分负荷工况下运行时虽然冷源的产冷量已按需供给，但是水泵的输送动力能耗并没有相应减少；负荷计算偏大，阻力计算值会相对保守，致使水泵选配流量大、扬程偏高，在中央空调水系统中出现大流量小温差，系统稳定性差、应变能力差和运行能耗较高的情况。
目前中央空调的水系统的形式多采用一次泵变流量系统。传统的调速方法是在泵的出口处安装阀门，通过关小阀门，加大系统局部阻力，使流量减少。目前，采用变频器对交流电动机的转速进行调节是生产、生活中广泛采用的一种节能措施，在中央空调水系统中也有一定的应用。中央空调水系统中水泵变频调速的控制方法有温差控制法和压差控制法。温差控制法通过控制温差不变，使得流量随负荷变化而变化，动态变化关系满足方 （1），式中c—水的比热，; —水的密度，； —末端装置供回水温差，℃。其中一般设置为5℃，当负荷下降时，流量随之减少，通过温差控制器、变频器降低水泵转速来减少流量各末端设备的冷冻水流量按比例减少，对于要求冷冻水供给量基本不变的房间，会造成冷量不足，从而影响使用效果。因而温差控制系统适用于系统较小、房间功能简单的情况。而压差控制法，在末端装置的回水管上设置电动阀，当温差改变，末端装置的温控器通过调整电动阀的启闭度来使得流量正比于空调负荷的变小，使管道阻力增大，水泵流量减小，扬程增大，此时，流量变化引起的供回水管压差的变化，将此信号输入到变频控制器，与设定值进行比较，从而控制水泵转速。
水泵转速通常由系统最远端的压差变化来控制的，压差变化与回水管流量密切相关。而实际上管道特性是关于系统管道特性系数、不同温度流体的动力粘滞系数和末端电动阀的特性曲线及阀门开关数量的多少比例有关的复杂的多元函数关系。恒温差或者恒压及恒压差实际并不能满足系统的运行要求。
目前，变压差控制节能技术也已有相关报道。有研究以TRNSYS为仿真平台，建立中央空调二次泵变流量系统的仿真模型，以空调冷冻水系统最不利末端用户两端的压差作为二次泵变频控制的控制信号，对空调冷冻水系统变压差控制方案及其节能效果展开研究，发现与常用的定压差控制方案相比，变压差控制方案能够节约6.49%的二次泵输送能耗，节约5.10%的冷水机组运行能耗，具有明显的节能效果。但是该变压差控制节能技术系统复杂，参数繁多，成本高昂，应用受到了限制。
实用新型内容
针对以上问题，本实用新型提供一种基于末端空调设备冷冻水阀门开度的变压差控制装置，包括智能控制器、变频器、传感器、工业计算机和冷冻水泵；
智能控制器与安装在室外的室外温度传感器、安装在室内的室内温度传感器及安装在末端设备上的温度传感器连接，并接收由所述室外温度传感器、所述室内温度传感器和所述末端设备上的温度传感器反馈的室内外温度和空调设定温度；
智能控制器与安装在末端设备上的压差传感器连接，并接收直接和间接采集的数据；
冷冻水泵的供回水端口设置有温度传感器、压力传感器和流量传感器，所述温度传感器、压力传感器和流量传感器与所述工业计算机相连并向所述智能控制器反馈所述冷冻水泵的供回水温度、压力和流量；
工业计算机与智能控制器相连接。
传感器向所述工业计算机发送工况参数数据。
变频器与所述冷冻水泵连接。
本实用新型具有如下有益效果：可根据中央空调末端阀门动态开度找出阀门开度最大值与所在冷冻水系统循环管路供回水总管压差之间的动态关系来实现中央空调末端冷冻水系统变压差节能的控制作用，可以改善目前中央空调冷冻水系统定压差和恒温及恒温差技术的不足；本实用新型具有自动控制功能，可将专家的先进管理经验、管理模式与智能控制技术相结合，故可实现系统智能运行、高效管理、高效节能；具有节能控制功能，通过运算分析，选择最优的控制方案，及时调整各设备的运行工况，确保系统的流量、温度和压差等运行参数最优及设备运行效率最高，从而使系统能效最高；具有系统监控功能，系统参数设置功能，可方便根据实际需求修改或进行调整；具有数据统计分析功能，系统对能源电力进行监测、记录、统计和分析，并提供能耗曲线、主机效率曲线、操作记录和故障记录等数据，以对整个系统运行情况作全面分析和追溯；还具备故障报警功能，设有系统各工艺参数和设备报警管理，报警方式为声、光报警及软件画面显示报警提示等。
综上所述，本实用新型提供一种可用于降低冷冻水系统运行能耗和提供满足用户需求的负荷要求的装置，可以加强对于能耗系统的控制，减少不必要的能源消耗，对于提高能源利用效率具有重要的社会效益和经济效益。此外，本实用新型具有结构紧凑，运行效率高的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型所涉及中央空调末端冷冻水循环系统控制结构示意图；
图2是本实用新型所涉及基于末端空调设备冷冻水阀门开度的变压差控制装置组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
一种基于末端空调设备冷冻水阀门开度的变压差控制装置，包括工业计算机、智能控制器、变频器、传感器和冷冻水泵；
智能控制器与安装在室外的室外温度传感器、安装在室内的室内温度传感器及安装在末端设备上的温度传感器连接，并接收由所述室外温度传感器、所述室内温度传感器和所述末端设备上的温度传感器反馈的室内外温度和空调设定温度；
智能控制器与安装在末端设备上的压差传感器连接，并接收直接和间接采集的数据；
冷冻水泵的供回水端口设置有温度传感器、压力传感器和流量传感器，所述温度传感器、压力传感器和流量传感器与所述工业计算机相连并向所述智能控制器反馈所述冷冻水泵的供回水温度、压力和流量；
工业计算机与智能控制器相连接；
传感器向所述工业计算机发送工况参数数据；
变频器与所述冷冻水泵连接；冷冻水泵智能控制器依据工业计算机发送的指令通过变频器控制冷冻水泵运行。
该装置具有自动控制功能，可将专家的先进管理经验、管理模式与智能控制技术相结合，故可实现系统智能运行、高效管理、高效节能；具有节能控制功能，通过运算分析，选择最优的控制方案，及时调整各设备的运行工况，确保系统的流量、温度和压差等运行参数最优及设备运行效率最高，从而使系统能效最高；提供了电动阀自控模式；具有系统监控功能，系统参数设置功能，可方便根据实际需求修改或进行调整；具有数据统计分析功能，系统对能源电力进行监测、记录、统计和分析，并提供能耗曲线、主机效率曲线、操作记录和故障记录等数据，以对整个系统运行情况作全面分析和追溯；还具备故障报警功能，设有系统各工艺参数和设备报警管理，报警方式为声、光报警及软件画面显示报警提示等。
本实用新型实施例，具有如下有益效果：本实用新型可根据中央空调末端最不利端阀门动态开度找出阀门开度最大值与所在冷冻水系统循环管路供回水总管压差之间的动态关系来实现中央空调末端冷冻水系统变压差节能的控制作用，可以改善目前中央空调冷冻水系统定压差和恒温及恒温差技术的不足，提供一种可用于降低冷冻水系统运行能耗和提供满足用户需求的负荷要求的技术，可以加强对于能耗系统的控制，减少不必要的能源消耗，对于提高能源利用效率具有重要的社会效益和经济效益。本实用新型具有结构紧凑，运行效率高的优点。
Claims (3)
1. 一种基于末端空调设备冷冻水阀门开度的变压差控制装置，其特征在于，包括智能控制器、变频器、传感器、工业计算机和冷冻水泵；
所述智能控制器与安装在室外的室外温度传感器、安装在室内的室内温度传感器及安装在末端设备上的温度传感器连接，并接收由所述室外温度传感器、所述室内温度传感器和所述末端设备上的温度传感器反馈的室内外温度和空调设定温度；
所述智能控制器与安装在末端设备上的压差传感器连接，并接收直接和间接采集的数据；
所述冷冻水泵的供回水端口设置有温度传感器、压力传感器和流量传感器，所述温度传感器、压力传感器和流量传感器与所述工业计算机相连并向所述智能控制器反馈所述冷冻水泵的供回水温度、压力和流量；
所述工业计算机与智能控制器相连接。
2. 根据权利要求1所述的基于末端空调设备冷冻水阀门开度的变压差控制装置，其特征在于，所述传感器向所述工业计算机发送工况参数数据。
3. 根据权利要求1所述的基于末端空调设备冷冻水阀门开度的变压差控制装置，其特征在于，所述变频器与所述冷冻水泵连接。
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