[發(fā)明專利]一種分布式集中空調(diào)的冷水系統(tǒng)控制方法與裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910478977.7
• 申請(qǐng)日: 2019-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110195927B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉新民;董哲生;曾競(jìng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海潤(rùn)風(fēng)智能科技有限公司
• 主分類號(hào): F24F11/89
• 分類號(hào): F24F11/89;F24F11/64;F24F11/88;F24F11/58
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種分布式集中空調(diào)的冷水系統(tǒng)控制方法與裝置，控制方法基于對(duì)事物本質(zhì)的基本判斷，系統(tǒng)中所有末端支路FCU控制器是由智能DDC數(shù)字控制器或智能溫控器組成，末端FCU獨(dú)立實(shí)施分布式控制，該末端FCU控制器內(nèi)置智能PID控制器，采用反饋閉環(huán)自動(dòng)控制技術(shù)以減少不確定性，通過(guò)測(cè)量被控溫度變量的實(shí)際值，與用戶設(shè)定值相比較，計(jì)算兩者的偏差來(lái)糾正系統(tǒng)的響應(yīng)，采用對(duì)溫控調(diào)節(jié)閥開(kāi)度的調(diào)節(jié)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)流經(jīng)冷盤(pán)管的冷水流量q實(shí)施控制的目的。本發(fā)明在滿足用戶空調(diào)服務(wù)質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理，獲取節(jié)能運(yùn)行收益，同時(shí)控制系統(tǒng)更為簡(jiǎn)單明朗，迅速可靠，具有顯著的節(jié)能效果和實(shí)際應(yīng)用意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集中式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中冷水系統(tǒng)的節(jié)能控制技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種分布式集中空調(diào)的冷水系統(tǒng)控制方法與裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50155-2015《供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)》第5.3.2條將對(duì)工作介質(zhì)進(jìn)行集中處理、輸送和分配的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)定義為集中式空調(diào)系統(tǒng)(central airconditioning system)，俗稱中央空調(diào)系統(tǒng)，在現(xiàn)代文明社會(huì)中已得到廣泛應(yīng)用，成為現(xiàn)代建筑及工業(yè)化生產(chǎn)中能耗最大的設(shè)施之一，其節(jié)能運(yùn)行控制技術(shù)及裝置的開(kāi)發(fā)研究和創(chuàng)新應(yīng)用在全球范圍內(nèi)得到廣泛重視。

集中式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制參量的確定包括兩個(gè)方面：一是作為終極控制目標(biāo)的被控對(duì)象使用參數(shù)，例如房間溫濕度等；二是保證終極控制目標(biāo)所需的中間過(guò)程及其控制參量，例如對(duì)運(yùn)行設(shè)備的啟停控制、電氣與機(jī)械連鎖以及投入臺(tái)數(shù)控制等等均屬中間過(guò)程，控制參量則包括例如壓力、壓差、溫度、溫差、流量以及閥門控制、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)等等。

目前包括中央空調(diào)冷凍水系統(tǒng)模糊預(yù)期控制方法及裝置、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的中央空調(diào)節(jié)能控制裝置等專利技術(shù)在內(nèi)的節(jié)能控制技術(shù)，多采用溫度傳感器、壓力傳感器、水流壓差傳感器、流量計(jì)以及制冷機(jī)組負(fù)荷傳感器等裝置對(duì)集中式空調(diào)系統(tǒng)冷源側(cè)系統(tǒng)的供回水溫度、溫差、壓力、壓差、供水流量、制冷機(jī)組負(fù)荷以及室外環(huán)境溫濕度等運(yùn)行過(guò)程參數(shù)進(jìn)行采集，通過(guò)不同的計(jì)算機(jī)智能控制算法技術(shù)調(diào)節(jié)變頻調(diào)速水泵的轉(zhuǎn)速以改變冷水系統(tǒng)水泵的揚(yáng)程和流量，從而獲得一定的節(jié)能效果。即通過(guò)過(guò)程參量的采集實(shí)施過(guò)程參量控制，控制的是冷水的過(guò)程參量。

現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)質(zhì)是研究者試圖使冷水系統(tǒng)的某些或者全部過(guò)程參量的物理量數(shù)值(溫差或壓差)在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中盡可能地維持不變或者逼近恒定，從而忽視了冷水將冷源側(cè)制冷機(jī)組產(chǎn)生的冷量不斷輸送至用冷側(cè)末端用戶，在系統(tǒng)中是一種載冷介質(zhì)，僅起著承載冷量輸配的作用。對(duì)應(yīng)既有末端換熱器而言，末端冷盤(pán)管換熱器被處理空氣與冷水之間的換熱溫差是保障空氣調(diào)節(jié)的基本因素，可以說(shuō)，沒(méi)有換熱溫差就沒(méi)有換熱。其處理空氣的能力取決于冷盤(pán)管的相對(duì)供冷量P與相對(duì)冷水流量q之間的函數(shù)關(guān)系P％＝f(q％)，即其換熱特性，是末端冷負(fù)荷變化和冷水量調(diào)節(jié)的結(jié)果。

當(dāng)冷水系統(tǒng)末端用戶采用溫控調(diào)節(jié)閥進(jìn)行冷水量調(diào)節(jié)時(shí)，其調(diào)節(jié)的本質(zhì)是通過(guò)增大流經(jīng)末端冷盤(pán)管的冷水量來(lái)降低冷盤(pán)管水側(cè)溫度，增大被處理空氣與冷水之間的換熱溫差，使得從載冷劑(冷水)傳遞到被處理介質(zhì)(空氣)側(cè)的冷量增加；或者減少流經(jīng)末端冷盤(pán)管的冷水量以提高冷盤(pán)管水側(cè)溫度，減少傳至空氣側(cè)的冷量。若服務(wù)區(qū)內(nèi)終極被控目標(biāo)的溫度偏離設(shè)定值，溫控器則發(fā)出相應(yīng)的閥門開(kāi)度調(diào)節(jié)指令自動(dòng)調(diào)節(jié)溫控閥門開(kāi)度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)末端冷盤(pán)管產(chǎn)冷量的自動(dòng)控制。

部分負(fù)荷工況下出現(xiàn)冷水系統(tǒng)的流量變化就其根本原因在于末端冷負(fù)荷變化引起的用戶末端溫控調(diào)節(jié)閥的自動(dòng)調(diào)節(jié)和系統(tǒng)冷水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)或者轉(zhuǎn)速的控制。其中末端溫控調(diào)節(jié)閥開(kāi)度的自動(dòng)調(diào)節(jié)則是系統(tǒng)管網(wǎng)特性曲線變化的主要因素；冷水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)則改變了系統(tǒng)水泵特性曲線。無(wú)論是系統(tǒng)管網(wǎng)特性曲線的變化還是系統(tǒng)水泵特性曲線的改變都直接導(dǎo)致系統(tǒng)水泵實(shí)際工作點(diǎn)的移動(dòng)，造成系統(tǒng)循環(huán)水泵流量與揚(yáng)程的變化。這種調(diào)節(jié)是主動(dòng)性的、本質(zhì)性的，且具有顯著的非線性和互擾多變的系統(tǒng)屬性。因此，建立在載冷介質(zhì)系統(tǒng)冷水運(yùn)行物理參數(shù)采集與控制基礎(chǔ)之上的現(xiàn)有中央空調(diào)節(jié)能控制技術(shù)難以滿足系統(tǒng)中所有末端用戶對(duì)服務(wù)質(zhì)量的技術(shù)要求，存在不斷改進(jìn)和完善的技術(shù)空間。