[發明專利]一種中央空調水泵的變頻控制系統

有效

• 申請號: 201610238636.9
• 申請日: 2016-04-18
• 公開（公告）號: CN107305055B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 杭建東
• 申請（專利權）人: 上海統力控制技術有限公司
• 主分類號: F24F11/85
• 分類號: F24F11/85;F24F11/50
• 代理公司: 上海宏京知識產權代理事務所(普通合伙) 31297
• 代理人: 鄧文武

本發明公開了一種中央空調水泵的變頻控制系統，包括PLC控制器、觸摸屏、變頻器、水泵、差壓變送器和流量變送器，所述的PLC控制器分別通過變頻器、水泵、差壓變送器和流量變送器與空調水系統串聯；所述的變頻器和空調水系統之間并聯設置有多個水泵，所述的差壓變送器和流量變送器并聯于所述的PLC控制器和空調水系統之間，所述的PLC控制器內設置有PID調節器。本發明將根據瞬時流量值和系統特性確定水泵并聯運行數量和理想運轉頻率，然后再由接收到的差壓信號與目標差壓值進行比較，通過PID調節，確定并聯水泵的實際運行頻率，達到消除系統剩余揚程的目的。

技術領域

本發明涉及中央空調控制領域，特別是一種中央空調水泵的變頻控制系統。

背景技術

在采用大型空調的現代建筑中，空調系統的能耗大約占整個建筑能耗的百分之四十以上，所以，空調系統的節能設計和可靠的運行成了人們關注的焦點。

當空調使用的用戶數發生較大變化時，整個系統的循環水量將產生一定的改變，這將導致系統實際需用壓差發生較大波動。在實際運行中，系統差壓值總是大大超過系統設計差壓值，造成了能源的巨大浪費。要避免這一現象，必須由運行工及時地調節閥門節流或增加水泵運行臺數來解決，這無疑增加了大量的人工，并造成能源的巨大浪費。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種中央空調水泵的變頻控制系統，該空調變頻控制系統，旨在通過計算機和變頻調速技術的運用，根據系統的瞬時流量值，自動辨識出系統水泵最佳運行臺數和運轉頻率，并實現系統的最大運行效率，做到真正意義上的節能。

本發明的技術方案是：

一種中央空調水泵的變頻控制系統，包括PLC控制器、變頻器、水泵、差壓變送器和流量變送器，所述的PLC控制器分別通過變頻器、水泵、差壓變送器和流量變送器與空調水系統串聯；所述的變頻器和空調水系統之間并聯設置有多個水泵，所述的變頻器是使水泵實現變頻調速的控制器,所述的差壓變送器和流量變送器并聯于所述的PLC控制器和空調水系統之間，所述的差壓變送器和流量變送器用于將空調水系統的差壓和流量信號轉換成電量信號，送給PLC控制器進行信號處理，所述的PLC控制器內設置有PID調節器。

優選的，所述的PLC控制器還連接有觸摸屏，所述的觸摸屏用于提供PLC的人機界面，同時還用于顯示記錄系統數據統計和歷史數據。

所述PLC控制器的控制過程是：

（1）、開始以一臺水泵變頻啟動直至工頻運行，并判斷差壓的實際采樣值△P是否大于設定值△P₀，如實際采樣值△P小于設定值△P₀將再啟動第二臺、第三臺…、到第n臺,且皆在工頻下運行，一直到實際采樣值△P大于設定值△P₀，然后再通過PID調節器調節，同上同下地改變n臺泵的運行頻率，直到實際差壓值△P基本等于設定值△P₀，記錄下此時的系統臨界流量Q₀，通過查該水泵系統的控制曲線(即系統特性曲線上移△P₀)和單臺泵的等效率曲線，可以確定滿足系統臨界流量Q₀的水泵最佳運行臺數n，再通過查單臺泵的變頻曲線，求得此時的n臺泵的最佳運行頻率。

（2）、當末段差壓變化時，PID調節器將改變變頻器的頻率，從而改變流量，當流量的改變量ΔQ大于系統設計流量的一定百分比后，該變頻控制系統將在新的流量Q₀+ΔQ下按照步驟（1）計算滿足系統的差壓要求所需要的水泵數量和水泵的工作頻率。

優選的，所述的一定百分比是指流量的改變量ΔQ大于系統設計流量的0.5%。后，該變頻系統將在新的流量Q₀+ΔQ下按照步驟（1）中所述的方法計算滿足系統的差壓要求所需要的水泵數量和水泵的工作頻率。

優選的，所述的PLC控制器為西門子PLC控制器，所述的變頻器為丹佛斯變頻器，所述的差壓變送器和流量變送器為西門子變送器。