中央空调变频节能控制方法技术

中央空调变频节能控制方法，采用微电脑主控制器执行以下步骤：初始化系统，实时监测设定的系统参数；检测冷冻水和冷却水进行温度和蒸发器蒸发压力并输入主控制器Ｉ；主控制器Ｉ将监测和检测到的参数进行专家控制复合运算，算出冷冻水泵和冷却水泵电机的运转频率；主控制器判断系统在该工作状况下是否要加开或关闭一台冷冻泵或冷却泵；若不需要则输出控制频率转换模拟电信号至变频器控制水泵电机变频运转。本发明专利技术采用硬件结构与控制软件相结合，具有较佳的温度控制效果，可实现多台水泵电机的变频切换，对冷却水和冷冻水流量实施复合频率控制，使制冷系统达到最佳工作状态，为中央空调变频节能系统开辟新途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及中央空调变频节能的一种控制方法，特别是关于吸收式制冷机的中央空调变频节能的控制方法。
技术介绍
中央空调系统的耗电一般要占整座建筑物电耗的40％以上，而中央空调机组是以满足使用场所的最大冷热量来进行设计的，在实际应用中一般都运行在非满载负荷状态；由中央空调系统使用的年变化及日变化得知，中央空调绝大多数时间都在低效率运转。而热交换器最佳转换效率在冷冻水设计温差为5～7℃，冷却水的设计温差为4～6℃，在系统流量固定的情况下，全年绝大部份运行时间温差仅为1～3℃，即在低温差、大流量的情况下工作，不但增加了管路系统的能量损失，而且热交换率大大降低。 传统节能控制是单独控制冷却水泵或者冷冻水泵进行节能控制的，由于离心泵输出功率具有最佳工作点的特性，单独的变频调试使得水泵的工作点经常远离效率最佳工作点能量，浪费相当严重，空调水泵的耗电量占空调系统耗电的20～30％，因此在低负载时节约水泵系统能量具有很重要意义。CN01107645.3提出一种中央空调智能节能系统，其采用可编程控制器PLC，由专家经验知识库控制，只检测水温和空气温度变化，模拟量设置产生偏差以及单独变频调试使得泵的工作点远离最佳状态等影响节能效果。
技术实现思路
本专利技术是在已提出的中央空调变频节能控制系统的基础上，采用微电脑控制软件控制中央空调变频节能系统运行的方法，以提高中央空调的工作效率达到节约能源的目的。 中央空调变频节能控制系统包括CPU芯片组成主控制器I和CPU芯片组成的温度采样控制器A，主控制器I的输入端分别接入485通讯、存贮器、模拟量输入和开关量输入，主控制器I的输出端分别接有继电器输出控制和变频器输出控制，温度采样控制器A的输入端分别接采样芯片a、b、c，温度采样控制器A的输出端由485通讯接口与主控制器I的485通讯接口相连接。 主控制器I通过键盘输入控制参数，通过485通讯接口接收温度采样器A传来的温度信号，通过模拟量输入中央空调蒸发器和冷凝器中的压力信号。 输入主控制器I设专家控制计算模块，运算参数包括系统设定的参数和环境监测到的参数。系统初始化设定的监控参数有P1-制冷剂溶液的水蒸气压，P2-从制冷机流出的冷冻水的饱和蒸气压，f0-冷冻水泵初始运行频率，f0′冷却水泵初始运行频率。由温度采样控制器A定时采样的冷冻水进出温度T1、T2，冷却水进出温度T3、T4。由压力检测制冷剂与冷冻水进行热交换时蒸发器内的压力P3。 上述设定和检测的参数通过设在主控制器I中存贮的运算程序和控制程序执行，该运算和控制程序执行以下步骤 ，其特征是微电脑主控制器执行以下步骤 ①初始化系统，实时监测设定的系统参数，P1、P2、f0、f0′； ②温度采样控制器A检测冷冻水进出温度T1、T2，和冷却水进出温度T3、T4，并输入主控制器I； ③压力检测蒸发器内蒸发压力P3，并输入主控制器I； ④主控制器I将输入的温度T1～T4、压力P1～P3进行专家控制复合算法，运算出冷冻水泵和冷却水泵电机的运转频率； ⑤主控制器I判断中央空调系统在该工作状况下是否要加开或关闭一台冷冻水泵或冷却水泵，是，执行相对应的开或关的子程序操作； ⑥否，主控制器I输出控制频率转换模拟电信号至变频器控制水泵电机变频运转； ⑦返回检测程序，继续执行检测设定参数和环境变化参数。 主控制器I通过继电器输出模块8输出控制信号，控制交流接触器工作，交流接触器通过与变频器的并联或串联，使本专利技术只使用两台变频器控制三台电机，可以实现其中任意两台电机的变频控制，另一台做备用或者检修。 温度采样控制器A，既控制各采样芯片的工作，又控制采样信号传输到主控制器I，根据系统实际情况将温度采样模块安装在中央空调冷却系统的冷却水入出水口、冷冻水的入出水口。温度采样芯片为高性能数字温度传感器，与采样点紧贴放置，能够最大程度的实现现场温度快速准确记录，温度采样控制器A与主控制器I之间采用485标准通讯，既能实现即时传输温度数据至主控制系统，又能够防止现场强电及电磁场干扰，而且避免了采样信号长距离传输造成的衰减，为变频节能控制系统提供了良好的控制基础。 本专利技术与传统的中央空调节能系统相比，温度控制效果良好节能效果显著。主要优点有可实现多台电机的变频切换，而不需要重新接线，从而合理的分配电机的使用时间，降低电机磨损，延长电机平均使用寿命，可以在变频控制装置故障的时候，工频切换到备用电机，不影响系统的正常运转；在变频输出50Hz但系统流量仍然不足时，可以自动开启第二台水泵工频运转，对第一台水泵继续进行变频控制，若此时第一台水泵的控制频率又达50Hz，则再开启第三台水泵工频运转，第一台水泵的继续变频控制。以此类推从而保证系统所需流量，工作在最佳状态，对温度采样采点布置紧邻采样点用485通讯传输温度采样精度高，采样数据传输可靠。根据制冷系统的特点对冷却水和冷冻水流量实施复合频率控制，使制冷系统达到最佳工作效率，从而避免了在泵上节能，却在制冷机上浪费能量的现象。 附图说明 图1为主控制器控制流程图。 图2为主控制器I和温度采样控制器A结构框图。 图3为计算控制频率流程图。 图4为采用PID算法计算流程图。 图5为系统控制开或关水泵流程图。 具体实施例方式 图2为在图1结构存在的基础上，支持本实施例的主控制程序流程图，用以实现本专利技术的算法控制策略。具体描述如下启动系统后，将整个系统初始化(例如步骤101)，开始采集环境温度、蒸发器压力以及系统状态(步骤102、103)，计算冷却水、冷冻水的输出控制频率(步骤104)，根据计算得到的频率判断是否要增开(关闭)一台冷却(冻)水泵电机(步骤105、107)，是，则执行相应的操作(步骤106、109)，否，则输出变频器的控制频率(步骤109)。 基于上述的控制策略，其子程序可以采用如下方法实现 在启动步骤100之后，步骤101将系统初始化，包括①针对采用吸收式机组的各种中央空调系统，设定p1(制冷剂溶液的水蒸气压)和p2(从制冷机流出的冷冻水的饱和蒸汽压)；②设定冷却水和冷冻水泵的初始运行频率f0和f0′为50Hz，并开启一台冷冻水泵和一台冷却水泵在初始频率下运行，使空调系统运行起来，并均匀管道温度；③在经过初始运行时间(可设定，系统默认设定15分钟)后，初始化完毕。 初始化步骤101完成之后，开始采集温度信号(步骤102)和压力信号(步骤103)。 步骤104是本程序的控制算法部分，图3为计算控制频率流程子程序流程图。步骤401对采集得到的信号进行数字滤波处理，剔除异常数值，避免系统误操作；步骤402是一个周期为100秒的延时子程序，延时时间到则计算一次控制频率，否则输出前一个周期计算得到的控制频率，这样做可以避免由于水泵运行频率的频繁变化而造成的蒸发器和冷凝器中的液位波动；步骤403为基于环境温度的冷却水控制温差自动修订算法，由于环境温度的不同会引起冷却塔回水温度的变化，为此我们引入了冷却水控制温差的“修正因子”。在白天以及夏天等温度高的时段，因子值变小，使控制温差减小，提高冷却水系统循环流量；在晚上以及春夏等温度稍低的时段，修正因子值变大，增大控制温差，减小系统循环流量，进一步节约能源。 一般系统设定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
中央空调变频节能控制方法，其特征是微电脑主控制器执行以下步骤：①初始化系统，实时监测设定的系统参数，Ｐ↓［１］、Ｐ↓［２］、ｆ↓［０］、ｆ↓［０］′；②温度采样控制器Ａ检测冷冻水进出温度Ｔ↓［１］、Ｔ↓［２］，和冷却水进出温 度Ｔ↓［３］、Ｔ↓［４］，并输入主控制器Ｉ；③压力检测蒸发器内蒸发压力Ｐ↓［３］，并输入主控制器Ｉ；　④主控制器Ｉ将输入的温度Ｔ↓［１］～Ｔ↓［４］、压力Ｐ↓［１］～Ｐ↓［３］进行专家控制复合算法，运算出冷冻水泵和冷却水泵电 机的运转频率；⑤主控制器Ｉ判断中央空调系统在该工作状况下是否要加开或关闭一台冷冻水泵或冷却水泵，是，执行相对应的开或关的子程序操作；⑥否，主控制器Ｉ输出控制频率转换模拟电信号至变频器控制水泵电机变频运转；⑦返回检测程 序，继续执行检测设定参数和环境变化参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翁振涛，曹建伟，李勇，王海虹，
申请(专利权)人：宁波华普工业控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]