冰场用的热负荷计算方法、检测仪、制冷控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种冰场用的热负荷计算方法，根据冰场的环境参数，包括冰面温度、场顶温度、冰场温度、冰场风速，测算冰场的导热负荷、对流传热负荷、辐射热负荷，以及测算溜冰者的热负荷，综合考虑得到更为精确的冰场实时热负荷，利用该较为精确的冰场实时热负荷控制制冷机组，有利于达到节能的目的。本发明专利技术还公开了一种冰场用的制冷控制方法，测算冰场在不同时刻下的热负荷，从而计算对应的冷冻水流量和制冷负荷，将不同时刻下的冷冻水流量的计算值和制冷负荷的计算值，实时反馈到水泵和制冷机组中提供变频的冷量输出，进一步达到节能的目的。的。的。

【技术实现步骤摘要】
冰场用的热负荷计算方法、检测仪、制冷控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及冰场制冷的
，尤其是一种冰场用的热负荷计算方法、检测仪、制冷控制方法及系统。

技术介绍

[0002]冰场是电能消耗大户，其中制冷控制系统耗电量占用整个冰场用电的40％以上。过去的冰场制冷负荷测算，多用于建设冰场之前的制冷机组选型中。在冰场实际维护过程，受辐射、对流和传导等多种类型热负荷影响，制冷机组的制冷负荷随之发生变化。如果不能根据冰场负荷实时调整制冷输出，过量的冷量会造成能耗的浪费。
[0003]经检索，中国专利公开号为CN111665880A公开了一种冰场温度控制系统及冰场温度控制方法，该专利将冰场温度测量值与冰场温度目标值
±
冰场温度浮差进行比较，以作出是否启动制冷机组的判断，以及在制冷机组启动时，根据冰场温度目标值与预设目标温差计算出水温度目标值，并将出水温度测量值与出水温度目标值
±
预设出水温度浮差进行比较，以对制冷机组进行加减载能量调节控制。虽然，该专利一定程度上能够降低制冷机组能耗，但是，该专利仅通过测量冰面温度，同冰面目标温度的偏差值进行比较，来控制制冷机组的启停，不能准确的模拟整个场馆的实时热负荷，进而无法实时调整制冷主机的制冷负荷，节能效果有限。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种冰场制冷负荷实时监测方法，根据冰场的环境参数，包括冰面温度、场顶温度、冰场温度、冰场风速，测算冰场的导热负荷、对流传热负荷、辐射热负荷，以及测算溜冰者的热负荷，综合考虑得到更为精确的冰场实时热负荷，利用该较为精确的冰场实时热负荷控制制冷机组，有利于达到节能的目的。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案，包括：
[0006]一种冰场用的热负荷计算方法，包括以下步骤：
[0007]S1，检测冰场的环境参数，包括冰面温度、冰场温度、冰场风速、场顶温度；
[0008]S2，根据冰场的环境参数，分别计算冰场的导热负荷q1、传热负荷q2、辐射热负荷q3，以及溜冰者的热负荷q4；
[0009]S3，根据冰场的导热负荷q1、传热负荷q2、辐射热负荷q3，以及溜冰者的热负荷q4，计算冰场的热负荷Q，计算方式如下：
[0010]Q＝q1+q2+q3+q4。
[0011]进一步地，步骤S2中，所述冰场的导热负荷q1的计算方式如下所示：
[0012][0013]q1＝K
·
A
·
ΔT；
[0014]其中，K为总导热系数，δ1、δ2、δ3分别为冰场建筑的混凝土、保温层、水泥层的厚度；
U1、U2、U3分别为混凝土、保温层、水泥层的导热系数；A为冰场面积；ΔT为冰面温度与地下层温度之间的温差。
[0015]进一步地，步骤S2中，所述冰场的传热负荷q2的计算方式如下所示：
[0016]h＝3.41+3.55V；
[0017]q2＝[h(T
a
‑
T
l
)+32.75]·
A；
[0018]其中，h为对流传热系数；V为冰场风速；T
a
为冰场温度；T
l
为冰面温度。
[0019]进一步地，步骤S2中，所述冰场的场顶为天花板，冰场的辐射热负荷q3由天花板的灯辐射产生，所述冰场的辐射热负荷q3的计算方式如下所示：
[0020][0021]其中，A
c
为天花板面积；f
ci
为角系数；σ为斯特藩
‑
玻耳兹曼常量；T
c
为场顶温度；T
l
为冰面温度；q
l
为照明功率；β为冰面的辐射吸收系数。
[0022]进一步地，步骤S2中，所述冰场中溜冰者的热负荷q4的计算方式如下所示：
[0023]q4＝αn；
[0024]其中，n为某一时间段内溜冰者的人数；α为单个溜冰者的热负荷。
[0025]一种冰场用的检测仪，检测仪包括：第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、刻度杆、可移动底座、风速传感器；
[0026]所述可移动底座用于实现检测仪在冰面上的移动；所述刻度杆的底端与可移动底座连接；所述刻度杆的顶端远离冰面；
[0027]所述第一温度传感器设置于可移动底座的底部，用于测量冰面温度；
[0028]所述第二温度传感器设置于刻度杆的顶端，用于测量场顶温度；
[0029]所述第三温度传感器设置在刻度杆上且可在刻度杆上下移动，用于测量冰场温度；
[0030]所述风速传感器设置在刻度杆上且可在刻度杆上下移动，用于测量冰场风速。
[0031]进一步地，检测仪还包括：湿度传感器；所述湿度传感器设置在刻度杆上且可在刻度杆上下移动，用于测量冰场湿度。
[0032]一种冰场用的制冷控制方法，包括以下步骤：
[0033]S21，根据冰场的实时热负荷Q，以及制冷主机预设定的进出水温差，实时得到冷冻水流量的计算值q
w
：
[0034]q
w
＝Q/(3600
·
ρ
w
ΔT
w
c)；
[0035]其中，ρ
w
为冷冻水密度，ΔT
w
为制冷主机预设定的进出水温差，c为冷冻水热容；
[0036]S22，根据冷冻水流量的计算值q
w
，并通过调节水泵的频率实时控制冷冻水流量，使得实际冷冻水流量达到(1+x％)q
w
；x为实际冷冻水流量的裕度；
[0037]S23，根据冰场的实时热负荷Q，实时得到制冷负荷的计算值Q
c
：
[0038]Q
c
＝Q；
[0039]S24，根据制冷负荷的计算值Q
c
，并通过制冷负荷调节制冷主机中的压缩机负荷实时控制制冷负荷，使得实际制冷负荷达到(1+y％)Q
c
；y为实际制冷负荷的裕度。
[0040]进一步地，还根据实时检测的冰面温度进行判断，若冰面温度低于预先设定的低温阈值，则控制制冷主机的压缩机停止运行；若冰面温度高于预先设定的高温阈值，则控制
制冷主机的压缩机满负荷运行。
[0041]一种冰场用的制冷控制系统，包括：检测仪、数据处理单元、控制器、水泵、温度保护装置、制冷主机；
[0042]所述检测仪用于采集冰场的环境参数，包括：冰场温度、冰场风速、场顶温度、冰面温度；所述检测仪与数据处理单元之间的通讯连接，将检测仪所采集的冰场的环境参数传输给数据处理单元；
[0043]所述数据处理单元用于根据冰场的环境参数实时计算冰场的热负荷Q；所述数据处理单元与控制器通讯连接，将冰场的环境参数和所计算的冰场的热负荷Q均传输给控制器；
[0044]所述控制器分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冰场用的热负荷计算方法，其特征在于，S1，检测冰场的环境参数，包括冰面温度、冰场温度、冰场风速、场顶温度；S2，根据冰场的环境参数，分别计算冰场的导热负荷q1、传热负荷q2、辐射热负荷q3，以及溜冰者的热负荷q4；S3，根据冰场的导热负荷q1、传热负荷q2、辐射热负荷q3，以及溜冰者的热负荷q4，计算冰场的热负荷Q，计算方式如下：Q＝q1+q2+q3+q4。2.根据权利要求1所述的一种冰场用的热负荷计算方法，其特征在于，步骤S2中，所述冰场的导热负荷q1的计算方式如下所示：q1＝K
·
A
·
ΔT；其中，K为总导热系数，δ1、δ2、δ3分别为冰场建筑的混凝土、保温层、水泥层的厚度；U1、U2、U3分别为混凝土、保温层、水泥层的导热系数；A为冰场面积；ΔT为冰面温度与地下层温度之间的温差。3.根据权利要求1所述的一种冰场用的热负荷计算方法，其特征在于，步骤S2中，所述冰场的传热负荷q2的计算方式如下所示：h＝3.41+3.55V；q2＝[h(T
a
‑
T
l
)+32.75]
·
A；其中，h为对流传热系数；V为冰场风速；T
a
为冰场温度；T
l
为冰面温度。4.根据权利要求1所述的一种冰场用的热负荷计算方法，其特征在于，步骤S2中，所述冰场的场顶为天花板，冰场的辐射热负荷q3由天花板的灯辐射产生，所述冰场的辐射热负荷q3的计算方式如下所示：其中，A
c
为天花板面积；f
ci
为角系数；σ为斯特藩
‑
玻耳兹曼常量；T
c
为场顶温度；T
l
为冰面温度；q
l
为照明功率；β为冰面的辐射吸收系数。5.根据权利要求1所述的一种冰场用的热负荷计算方法，其特征在于，步骤S2中，所述冰场中溜冰者的热负荷q4的计算方式如下所示：q4＝αn；其中，n为某一时间段内溜冰者的人数；α为单个溜冰者的热负荷。6.一种适用于权利要求1所述的冰场用的热负荷计算方法的检测仪，其特征在于，检测仪(20)包括：第一温度传感器(21)、第二温度传感器(22)、第三温度传感器(23)、刻度杆(24)、可移动底座(25)、风速传感器(27)；所述可移动底座(25)用于实现检测仪(20)在冰面上的移动；所述刻度杆(24)的底端与可移动底座(25)连接；所述刻度杆(24)的顶端远离冰面；所述第一温度传感器(21)设置于可移动底座(25)的底部，用于测量冰面温度；所述第二温度传感器(22)设置于刻度杆(24)的顶端，用于测量场顶温度；所述第三温度传感器(23)设置在刻度杆(24)上且可在刻度杆(24)上下移动，用于测量冰场温度；
所述风速传感器(27)设...

【专利技术属性】
技术研发人员：付炜，周坤，包继虎，谢鸿玺，刘骏亚，赵宗彬，谢宝刚，王顶东，于晓琳，李亚运，胡永胜，陆磊，郭扬，曹晨，沈鹏飞，徐军，牛晓文，
申请(专利权)人：合肥通用机电产品检测院有限公司，
类型：发明
国别省市：