[發明專利]調節同步變速變流量供熱系統中水泵臺數的節能控制方法

無效

• 申請號: 200910071551.6
• 申請日: 2009-03-16
• 公開（公告）號: CN101509680A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 王昭俊;姜永成;董立華;張治菊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F24D19/10
• 分類號: F24D19/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 徐愛萍

技術領域

本發明涉及變流量供熱系統的控制領域。

背景技術

對于變流量供熱系統，水泵并聯采用定速運行，存在著能量的大量浪費。

非同步變速方案雖然在一定程度上可以減小對變頻器的投資，但是其運行相當復雜，如果操作不當，不但不會節能，反而會使系統能耗更高。

在整個供暖季中始終采用多臺水泵變頻調速也是不合理的，不節能的。

在采用變速調節和運行臺數控制的協同調節方法中，當單臺水泵提供流量滿足要求就采用單臺水泵運行的調節方式存在不合理性。

根據流量-功率曲線確定并聯水泵運行點的方法，解法復雜，不便應用。

發明內容

本發明針對變流量供熱系統中，循環水泵采用變轉速和變臺數協同調節的運行方法中所存在的能耗高、調節不合理和不變應用的缺點，而提出了調節同步變速變流量供熱系統中水泵臺數的節能控制方法。

本發明的步驟如下：

步驟一：對控制器進行初始化；將所選型號水泵樣本中提供的單臺水泵在額定轉速n₀下運行工況點的流量、揚程、功率和效率值輸入到控制器中，控制器通過最小二乘法擬合得到單臺水泵的特性曲線；控制器再分別得到i臺水泵并聯同步變頻調速時的特性曲線；然后將熱網管網的設定流量和設定流量下的管網阻力輸入到控制器中，控制器計算得到管網的阻力特性曲線；最后將水泵電機和水泵變頻器的效率輸入到控制器中，完成控制器的初始化，其中1≤i≤m臺，i是正在運行的水泵的臺數，m為熱網管網中水泵的總臺數；

步驟二：計算m-1個切換點；將步驟一中得到的i臺水泵并聯同步變頻調速時的特性曲線和管網的阻力特性曲線、以及水泵臺數切換點處的約束條件聯立求解獲得水泵的m-1個切換點，及每個切換點處的參數；

步驟三：進行運行水泵臺數切換；在運行過程中，控制器通過流量計實時采集管網的循環流量值，并從水泵變頻調速器中采集并記錄水泵的流量、轉速、電流、電壓、運行臺數值；隨著管網流量的變化，若某一時刻管網的總流量值等于計算所得到的切換點處的流量值，則控制器向水泵變頻調速器發出指令，進行臺數切換，否則就繼續進行i臺泵并聯同步變頻調速運行。

本發明適用于采用多臺循環水泵并聯運行的變流量供熱系統。通過對水泵、電機、變頻器、管網系統的已知參數的處理，得到各流量下水泵的最佳運行狀態，指導水泵的運行，使管網循環水泵的能耗達到最低。該運行控制方式是以水泵的總體能耗作為目標函數的，與現在通用的各種調節方式相比較，在不增加投資的情況下，保證了水泵始終在能耗最低的工況下運行，所以按照該方式進行運行可使能耗達到最小，并且實現方法簡便易行。與傳統的調節方式相比較，節能達到10％-15％。

附圖說明

圖1為調節同步變速變流量供熱系統的結構示意圖；圖2為單臺水泵1變速調節和兩臺并聯變速泵的能耗對比圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1說明本實施方式，本實施方式的步驟如下：

步驟一：對控制器4進行初始化；將所選型號水泵1樣本中提供的單臺水泵1在額定轉速n₀下運行工況點的流量、揚程、功率和效率值輸入到控制器4中，控制器4通過數學方法擬合得到單臺水泵1的特性曲線；控制器4再分別得到i臺水泵1并聯同步變頻調速時的特性曲線；然后將熱網管網的設定流量和設定流量下的管網阻力輸入到控制器4中，控制器4計算得到管網的阻力特性曲線；最后將水泵電機和水泵變頻器的效率輸入到控制器4中，完成控制器4的初始化，其中1≤i≤m臺，i是正在運行的水泵的臺數，m為熱網管網中水泵1的總臺數；

步驟二：計算m-1個切換點；將步驟一中得到的i臺水泵1并聯同步變頻調速時的特性曲線和管網的阻力特性曲線、以及水泵1臺數切換點處的約束條件聯立求解獲得水泵1的m-1個切換點，及每個切換點處的參數；

步驟三：進行運行水泵1臺數切換；在運行過程中，控制器4通過流量計3實時采集管網的循環流量值，并從水泵變頻調速器2中采集并記錄水泵1的流量、轉速、電流、電壓、運行臺數值；隨著管網流量的變化，若某一時刻管網的總流量值等于計算所得到的切換點處的流量值，則控制器4向水泵變頻調速器2發出指令，進行臺數切換，否則就繼續進行多臺泵并聯同步變頻調速運行。