一种双冷源空调运行容错控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种双冷源空调运行容错控制系统，压缩机和冷冻水系统以级联模式运行，冷冻水系统设置有冷冻水阀，空调内设有温度传感器，压缩机的线路上设有电压检测装置，电压检测装置、冷冻水阀和温度传感器连接着控制器；多台机组使用屏蔽通信线手拉手环形接线组成一个群组，机组间使用CAN总线进行群控通信，各个机组分别连接着空调的控制器。本发明专利技术还提供了上述双冷源空调运行容错控制系统的控制方法。本发明专利技术的容错控制系统和方法，通过故障检测、故障分析和修复，使得空调双冷源能够根据故障情况来压缩机和冷冻水系统的制冷进行重新分配，从而保障整个空调系统的安全性和制冷稳定性，实现对发生的故障进行主动处理，具有很高的灵活性。

A Fault-Tolerant Control System and Method for Operation of Double Cooling Source Air Conditioner

The invention provides a fault-tolerant control system for dual-cold-source air conditioning operation. Compressors and chilled water systems operate in cascade mode, chilled water systems are provided with chilled water valves, temperature sensors in air conditioning, voltage detection devices on compressor lines, voltage detection devices, chilled water valves and temperature sensors are connected with controllers; multiple units use shielded communication lines hand in hand. The annular connection forms a group. The CAN bus is used for group control communication among the units. Each unit is connected with the air conditioning controller separately. The invention also provides the control method of the fault-tolerant control system for the operation of the dual cooling source air conditioner. The fault-tolerant control system and method of the invention enable the refrigeration of compressor and chilled water system to be redistributed according to the fault condition by fault detection, fault analysis and repair, thus ensuring the safety and refrigeration stability of the whole air-conditioning system, realizing active treatment of the faults, and having high flexibility.

【技术实现步骤摘要】
一种双冷源空调运行容错控制系统及方法
本专利技术涉及一种双冷源空调运行容错控制系统及方法，属于空调运行容错控制

技术介绍
双冷源和单冷源是空调的两种制冷模式，为了保证系统的经济性和安全性，有很多设计成双冷热源或多种冷热源结合使用的案例。单冷机房空调又称基站空调，机组从房间吸取热量通过冷凝器传递到室外空气中。机组安装完毕后，室内机组于室外冷凝器构成闭合回路。安装方便快捷，适用于水源缺乏的地区和无冷却水系统的场所。双冷源相比单冷源的优点是：节能，能充分利用能效比高的高温冷水机组（IPLV超过9），整个系统较常规空调系统节能25%以上；空气品质高，温湿度独立调节，室内末端在干工况运行，没有冷凝水产生，不会滋生细菌，引发空调病。在酒店、医院、写字楼、电子厂、烟厂、药厂等大空间公共场所有非常好的应用前景。双冷源系统的应用特点：一是适应性强，具备灵活的冷却方式。二是双系统互为备份，安全可靠性高。
技术实现思路
本专利技术针对现在单冷源存在的不足，利用双冷源的优点，提供一种双冷源空调运行容错控制方法，使得双冷源能够灵活切换和使用。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种双冷源空调运行容错控制系统，包括多台机组、压缩机和冷冻水系统；所述压缩机和所述冷冻水系统以级联模式运行，所述冷冻水系统设置有可调节开度的冷冻水阀，空调内设有温度传感器，所述压缩机的线路上设有电压检测装置，所述电压检测装置、所述冷冻水阀和所述温度传感器连接着控制器；多台所述机组使用屏蔽通信线手拉手环形接线组成一个群组，所述机组间使用CAN总线进行群控通信，各个所述机组分别连接着空调的所述控制器。本专利技术进一步设置为，所述压缩机连接着市电和油机，所述油机连接着EPS电源，本专利技术中的油机为柴油发电机。本专利技术还提供了上述双冷源空调运行容错控制系统的控制方法，包括以下步骤：预设定空调内特定位置的温度值；获得特定位置处的温度传感器输出的温度检测值，并对比预设定的温度值，计算制冷需求；根据制冷需求的大小，决定使用压缩机运行和/或冷冻水系统运行，以及，运行的开度。本专利技术进一步设置为，所述容错控制方法包括：第一层控制，为在正常情况下，压缩机正常运行即可满足负载对冷量的需求，冷冻水不需要开启；第二层控制，为制冷需求过大，启动冷冻水补充制冷；启动时，压缩机保持满载运行，冷冻水阀从待机开度50%逐步开大，并在50~100%区间内根据制冷需求线性调节，制冷需求越大，开度越大。本专利技术进一步设置为，制冷需求的计算方法为：制冷需求=设定温度+调节灵敏度；制冷需求为-50~100%，压缩机运行；制冷需求为120~200%，冷冻水运行；根据制冷需求线性计算开度，冷冻水阀开度范围为50~100%，并输出0~10V控制电压给到冷冻水阀，从而实现水阀开度调节。本专利技术进一步设置为，所述容错控制方法包括第三层控制，第三层控制包括压缩机自身系统故障及故障恢复过程，以及，压缩机供电中断故障及故障恢复过程；所述压缩机自身系统故障及故障恢复过程为：压缩机停止，无法满足制冷量，温度上升，制冷需求升高，当需求上升到120%时，冷冻水阀自动从50%开度启动运行，根据制冷需求逐步开大，并在50~100%区间内根据负载线性调节，负载越大，开度越大；压缩机系统故障恢复后，冷冻水阀保持当前开度，并开启压缩机，由于压缩机的启动，制冷需求降低，冷冻水阀根据需求从当前较大开度逐步减小，最终维持在待机开度50%；所述压缩机供电中断故障及故障恢复过程：市电中断并且对应的EPS电源故障，导致压缩机供电中断，压缩机停止，并且系统触发电源欠压告警，由于制冷需求升高，当制冷需求上升到120%时，冷冻水阀自动从50%开度启动运行，根据制冷需求逐步开大，并在50~100%区间内根据负载线性调节，负载越大，开度越大；压缩机供电中断恢复后，电源欠压告警解除，冷冻水阀保持当前开度，并开启压缩机，由于压缩机的启动，制冷需求降低，冷冻水阀根据需求从当前较大开度逐步减小，最终维持在待机开度50%。本专利技术进一步设置为，所述容错控制方法包括第四层控制，所述第四层控制用于冷冻水系统瘫痪、市电中断的故障；对于有EPS电源保障的机组：故障时，冷冻水阀保持待机开度50%，压缩机保持运行，在EPS电源带载运行过程中，油机启动，供电切换到油机，空调水阀保持待机开度50%，压缩机保持运行；整个过程空调机组均保持前一时刻正常运行状态。故障恢复时，水阀保持待机开度50%，油机带载，压缩机保持运行，市电恢复，切换到市电供电，空调水阀保持待机开度50%，压缩机保持运行；整个过程空调机组均保持前一时刻正常运行状态；对于无EPS电源保障压缩机的机组：故障时，供电中断后，压缩机停止，并且系统触发电源欠压告警，由于制冷需求升高，当制冷需求上升到120%时，冷冻水阀自动从50%开度启动运行，根据制冷需求逐步开大，并在50~100%区间内根据热负载线性调节，热负载越大，开度越大；冷冻水瘫痪，不能提供冷量，最终冷冻水阀会开到100%。故障恢复时，以压缩机供电中断恢复模式运行，即压缩机供电中断恢复后，电源欠压告警解除，冷冻水阀保持当前开度，并开启压缩机，由于压缩机的启动，制冷需求降低，制冷水阀根据需求从100%开度逐步减小，最终维持在待机开度50%。本专利技术进一步设置为，多台机组共享各自的压缩机状态、冷冻水系统状态及自身运行状态，每个机组均可通过总线获取所有空调的状态，并判断自身的运行状态，从而实现协同工作；机组分为2台以上主机和2台以上备机：当备机检测判断到系统出现高温告警或整个系统平均温度过高时，则切换为主机运行；当备机检测到群组内有故障机组时，则自动切换为主机运行；当机组获取不到其他机组的总线数据一段时间后，告群控通信故障；当群控掉线时，掉线机组切换为单机模式。本专利技术进一步设置为，所述容错控制方法还包括加湿除湿控制及故障检测，所述加湿除湿控制及故障检测包括：每台机组进行湿度检测，并根据自身检测的湿度进行湿度控制：当环境湿度>设定湿度时，关闭加湿模式，加湿模式下，关闭加湿器停止加湿；当环境湿度>（设定湿度+设定湿度灵敏度）时，开启除湿模式，除湿模式下，压缩机开启，风机降低转速进行除湿；当环境湿度<设定湿度时，退出除湿模式，如无制冷需求，则关闭压缩机，如有制冷需求，则按制冷模式运行，风机以制冷模式转速运行；当环境湿度<（设定湿度-设定湿度灵敏度）时，开启加湿模式，加湿模式下，开启加湿器进行加湿；加湿器会检测加湿电流，当检测到电流异常时则告加湿器故障；加湿器故障时，机组保持正常运行。本专利技术进一步设置为，所述容错控制方法还包括冷冻水阀控制及故障检测，所述冷冻水阀控制及故障检测包括：当压缩机制冷无法满足制冷冷量时，环境温度持续升高，则开启冷冻水阀进行补充制冷，冷冻水阀开度控制根据PID算法计算开度，当将温度控制在设定点上，通过对比冷冻水阀反馈的开度信号与控制信号的对应关系，若偏离过大，则告冷冻水阀故障，备机启动辅助制冷。本专利技术进一步设置为，所述容错控制方法还包括风机转速控制及故障检测，所述风机转速控制及故障检测包括：风机可选择回风或送风温度控制，例如回风控制时，当回风温度<设定风机控制温度时下限转速，当回风温度>设定风机控制温度+灵敏度时，风机上限转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双冷源空调运行容错控制系统，其特征在于，包括多台机组、压缩机和冷冻水系统；所述压缩机和所述冷冻水系统以级联模式运行，所述冷冻水系统设置有可调节开度的冷冻水阀，空调内设有温度传感器，所述压缩机的线路上设有电压检测装置，所述电压检测装置、所述冷冻水阀和所述温度传感器连接着控制器；多台所述机组使用屏蔽通信线手拉手环形接线组成一个群组，所述机组间使用CAN总线进行群控通信，各个所述机组分别连接着空调的所述控制器。

【技术特征摘要】
1.一种双冷源空调运行容错控制系统，其特征在于，包括多台机组、压缩机和冷冻水系统；所述压缩机和所述冷冻水系统以级联模式运行，所述冷冻水系统设置有可调节开度的冷冻水阀，空调内设有温度传感器，所述压缩机的线路上设有电压检测装置，所述电压检测装置、所述冷冻水阀和所述温度传感器连接着控制器；多台所述机组使用屏蔽通信线手拉手环形接线组成一个群组，所述机组间使用CAN总线进行群控通信，各个所述机组分别连接着空调的所述控制器。2.根据权利要求1所述的双冷源空调运行容错控制系统，其特征在于，所述压缩机连接着市电和油机，所述油机连接着EPS电源。3.根据权利要求1或2所述的双冷源空调运行容错控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：预设定空调内特定位置的温度值；获得特定位置处的温度传感器输出的温度检测值，并对比预设定的温度值，计算制冷需求；根据制冷需求的大小，决定使用压缩机运行和/或冷冻水系统运行，以及，运行的开度。4.根据权利要求3所述的双冷源空调运行容错控制方法，其特征在于，所述容错控制方法包括：第一层控制，为在正常情况下，压缩机正常运行即可满足负载对冷量的需求，冷冻水不需要开启；第二层控制，为制冷需求过大，启动冷冻水补充制冷；启动时，压缩机保持满载运行，冷冻水阀从待机开度50%逐步开大，并在50~100%区间内根据制冷需求线性调节，制冷需求越大，开度越大。5.根据权利要求3所述的双冷源空调运行容错控制方法，其特征在于，制冷需求的计算方法为：制冷需求=设定温度+调节灵敏度；制冷需求为-50~100%，压缩机运行；制冷需求为120~200%，冷冻水运行；根据制冷需求线性计算开度，冷冻水阀开度范围为50~100%，并输出0~10V控制电压给到冷冻水阀，从而实现水阀开度调节。6.根据权利要求3所述的双冷源空调运行容错控制方法，其特征在于，所述容错控制方法包括第三层控制，第三层控制包括压缩机自身系统故障及故障恢复过程，以及，压缩机供电中断故障及故障恢复过程；所述压缩机自身系统故障及故障恢复过程为：压缩机停止，无法满足制冷量，温度上升，制冷需求升高，当需求上升到120%时，冷冻水阀自动从50%开度启动运行，根据制冷需求逐步开大，并在50~100%区间内根据负载线性调节，负载越大，开度越大；压缩机系统故障恢复后，冷冻水阀保持当前开度，并开启压缩机，由于压缩机的启动，制冷需求降低，冷冻水阀根据需求从当前较大开度逐步减小，最终维持在待机开度50%；所述压缩机供电中断故障及故障恢复过程：市电中断并且对应的EPS电源故障，导致压缩机供电中断，压缩机停止，并且系统触发电源欠压告警，由于制冷需求升高，当制冷需求上升到120%时，冷冻水阀自动从50%开度启动运行，根据制冷需求逐步开大，并在50~100%区间内根据负载线性调节，负载越大，开度越大；压缩机供电中断恢复后，电源欠压告警解除，冷冻水阀保持当前开度，并开启压缩机，由于压缩机的启动，制冷需求降低，冷冻水阀根据需求从当前较大开度逐步减小，最终维持在待机开度50%。7.根据权利要求3所述的双冷源空调运行容错控制方...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜建春，徐明微，李家彬，
申请(专利权)人：杜建春，
类型：发明
国别省市：上海,31