一种中央空调一次冷冻泵变频控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种中央空调一次冷冻泵变频控制系统及其控制方法，其包括制冷主机，所述制冷主机依次与一次供水管、二次冷冻泵、二次供水管、末端空调机组、回水管、一次冷冻泵相连，所述一次冷冻泵与所述制冷主机相连，形成回路；第一温度传感器和第二温度传感器与一次回水温度优化控制器电连接，一次回水温度优化控制器、第三温度传感器和一次冷冻泵变频器均与一次冷冻泵变频控制器电连接。本发明专利技术使用温度传感器测量一次供水管和二次回水管的实时温度，在保证一次冷冻泵变频控制稳定性和可靠性的前提下，调整一次冷冻泵变频器的运行频率，以解决二级泵系统中一次冷冻泵变频控制的不稳定问题，进而实现一次冷冻泵能耗的节约。进而实现一次冷冻泵能耗的节约。进而实现一次冷冻泵能耗的节约。

【技术实现步骤摘要】
一种中央空调一次冷冻泵变频控制系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及空调节能控制领域，尤其涉及一种中央空调一次冷冻泵变频控制系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]节约建筑运行能耗是减少碳排放的重要途径。建筑运行能耗中，中央空调系统的能耗占比40％以上，是建筑节能领域中的主要节能对象。当前针对中央空调系统的节能措施和控制方法很多，如采用制冷站冷冻泵变频控制，冷却泵变频控制和冷却塔变频控制等。
[0003]大型公共建筑、园区、工厂等因冷冻水输配距离较远且支路阻力差异大等因素，通常采用二级冷冻泵系统。二级冷冻泵系统相对于一级冷冻泵系统设备更多，系统结构更加复杂，运行控制难度也更大。二级冷冻泵系统中，通常对二次冷冻泵进行变频控制，一次冷冻泵采用定频运行，但这种控制方式能耗浪费较大。因此，近些年，设计师们开始尝试对二级冷冻泵系统的一次冷冻泵进行变频控制，但一直没有很好的控制方法。常用的一次冷冻泵变频控制是根据一次系统和二次系统之间的平衡管旁通水流量的大小进行控制，即直接控制平衡管旁通水流量。但水流量计通常测量精度较低，且易受干扰，测量值波动较大，这使得该方法在实际工程应用中稳定性和可靠性较差。

技术实现思路

[0004]为了克服以上技术问题，本专利技术目的是提出了一种中央空调一次冷冻泵变频控制系统及其控制方法，在保证一次冷冻泵变频控制稳定性的前提下，降低一次冷冻泵能耗，以解决二级泵系统中一次冷冻泵变频控制的不稳定问题，进而实现一次冷冻泵能耗的节约。
[0005]本专利技术提供了如下的技术方案：
[0006]一种中央空调一次冷冻泵变频控制系统，包括制冷主机(1)，所述制冷主机(1)依次与一次供水管(11)、二次冷冻泵(3)、二次供水管(13)、末端空调机组(4)、回水管、一次冷冻泵(2)相连，所述一次冷冻泵(2)与所述制冷主机(1)相连，形成回路；所述一次冷冻泵(2)上设有一次冷冻泵变频器 (9)，对所述一次冷冻泵(2)进行变频调节；所述一次供水管(11)与二次冷冻泵(3)连接的前端设有旁路，即为平衡管(15)，所述平衡管(15)连接至所述回水管，所述空调机组(4)与所述平衡管(15)之间的所述回水管即为二次回水管(14)，所述述平衡管(15)与一次冷冻泵(2)之间的所述回水管即为一次回水管(12)；
[0007]所述一次供水管(11)上设有第一温度传感器(6)，所述二次回水管(14) 上设有第二温度传感器(7)，所述一次回水管(12)上设有第三温度传感器(8)，所述第一温度传感器(6)和所述第二温度传感器(7)与一次回水温度优化控制器(5)电连接，所述一次回水温度优化控制器(5)、所述第三温度传感器(8) 和一次冷冻泵变频器(9)均与一次冷冻泵变频控制器(10)电连接；
[0008]所述第一温度传感器(6)和所述第二温度传感器(7)分别向所述一次回水温度优化控制器(5)实时传输对应管路内的温度检测信号T1和T2，所述一次回水温度优化控制器
(5)的一次回水温度优化计算模块根据T1和T2计算出一次回水温度优化设定值T
3,set
，并将所述一次回水温度优化设定值T
3,set
通过电信号传输至所述一次冷冻泵变频控制器(10)，所述一次冷冻泵变频控制器(10)的一次冷冻泵变频控制模块接收通过所述第三温度传感器(8)传来的所述一次回水管 (12)的温度信号T3和一次回水温度优化设定值T
3,set
，计算一次冷冻泵频率值，并向一次冷冻变频器(9)传输所述一次冷冻泵频率值，进而控制所述一次冷冻泵(2)按照所述一次冷冻泵频率值进行变频。
[0009]上述实施方式中，通过温度传感器检测各个管路的温度，以计算出一次回水温度优化设定值和一次冷冻泵频率，并进行一次冷冻泵的变频控制，按此设定值调整一次回水管中的实际一次回水温度。代替了传统的流量计调整温度的成本高，精度差的技术缺陷。在保证一次冷冻泵变频控制稳定性和可靠性的前提下，降低一次冷冻泵能耗，实现降低一次冷冻泵能耗的节能目的。
[0010]其中，一次回水温度优化计算模块为内置于一次回水温度优化控制器中的程序模块或运算模块，一次冷冻泵变频控制模块为内置于一次冷冻泵变频控制器中的程序模块或运算模块，一次回水温度优化计算模块进行根据T1和T2计算出一次回水温度优化设定值；一次冷冻泵变频控制模块进行需要的一次冷冻泵频率值的运算。一次回水温度优化控制器和一次冷冻泵变频控制器可选自独立的运算单元，也可集成组合在一个运算单元内，其中运算单元可选自现有的单片机、PLC 或DDC控制器。
[0011]使用温度传感器采集一次供水管、二次回水管和一次回水管的水温，来代替流量计对平衡管水量的检测和使用流量调节一次冷冻泵的频率，现有的温度传感器的温度检测相比流量计而言更加精确和可靠，通过一次回水温度优化控制器计算一次回水管优化温度设定值，并通过一次冷冻泵变频控制器根据实际检测的一次回水管温度计算一次冷冻泵频率值，并将一次冷冻泵频率值频率信号传递至一次冷冻泵变频器，进而调整平衡管内的水流量，将一次回水管的温度调整至优化温度设定值，间接通过一次回水管的温度控制实现对平衡管内水流量的精准控制和节能的目的。其中，通过一次回水温度优化计算模块的运算，将平衡管内的旁通水量控制目标传递到了一次回水温度优化设定值。
[0012]进一步，所述一次回水温度优化设定值T
3,set
计算公式如下：
[0013]T3，set＝KT1+(1
‑
K)T@
[0014]以上公式中，K为所述平衡管(15)的旁通水量比，即通过所述平衡管(15) 的旁通水量占通过所述一次供水管(11)水量的百分比；所述K为自定义目标值，其值范围为大于等于0且小于等于0.3。
[0015]根据上述实施方式，K值为权重值，也是旁通水流量的控制目标值，K值越大，旁通水量就越大，二次泵可支取冗余量就越大，但相应的一次泵能耗浪费就越大，工作人员可根据现场实际生产需求对此权重值进行自定义。将K设于以上公式得到的温度值，即为一次回水管的优化温度设定值，根据此值来控制一次回水管温度。K值设置在0～0.3的有益效果是保证适量的旁通水量，可保证系统稳定的供水温度，同时能降低一次泵能耗，其中K值优选为0.1，K值在0.1时，即旁通水量占总水量的10％，既可保证二次泵有一定的支取冗余量，确保系统供水温度稳定，又能尽可能地减少一次泵的能耗浪费。
[0016]进一步，所述一次回水温度优化设定值T
3,set
具有一定范围，该范围为10℃～20℃，当计算的一次回水温度优化设定值小于10℃，则T
3,set
＝10℃，当计算的一次回水温度优化
设定值大于20℃，则T
3,set
＝20℃。
[0017]本专利技术还提供了所述变频控制系统的控制方法，包括以下步骤：
[0018]S1：根据冷冻水系统运行状态，预设所述平衡管(15)的旁通水量比K值；所述第一温度传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中央空调一次冷冻泵变频控制系统，其包括制冷主机(1)，所述制冷主机(1)依次与一次供水管(11)、二次冷冻泵(3)、二次供水管(13)、末端空调机组(4)、回水管、一次冷冻泵(2)相连，所述一次冷冻泵(2)与所述制冷主机(1)相连，形成回路；所述一次冷冻泵(2)上设有一次冷冻泵变频器(9)，对所述一次冷冻泵(2)进行变频调节；所述一次供水管(11)与所述二次冷冻泵(3)连接的前端设有旁路，即为平衡管(15)，所述平衡管(15)连接至所述回水管，所述空调机组(4)与所述平衡管(15)之间的所述回水管即为二次回水管(14)，所述述平衡管(15)与一次冷冻泵(2)之间的所述回水管即为一次回水管(12)，其特征在于：所述一次供水管(11)上设有第一温度传感器(6)，所述二次回水管(14)上设有第二温度传感器(7)，所述一次回水管(12)上设有第三温度传感器(8)，所述第一温度传感器(6)和所述第二温度传感器(7)与所述一次回水温度优化控制器(5)电连接，所述一次回水温度优化控制器(5)、所述第三温度传感器(8)和所述一次冷冻泵变频器(9)均与所述一次冷冻泵变频控制器(10)电连接；所述第一温度传感器(6)和所述第二温度传感器(7)分别向所述一次回水温度优化控制器(5)实时传输对应管路内的温度检测信号T1和T2，所述一次回水温度优化控制器(5)的一次回水温度优化计算模块根据T1和T2计算出一次回水温度优化设定值T
3,set
，并将所述一次回水温度优化设定值T
3,set
通过电信号传输至所述一次冷冻泵变频控制器(10)，所述一次冷冻泵变频控制器(10)的一次冷冻泵变频控制模块接收通过所述第三温度传感器(8)传来的所述一次回水管(12)的温度信号T3和一次回水温度优化设定值T
3,set
，计算一次冷冻泵频率值，并向一次冷冻变频器(9)传输所述一次冷冻泵频率值，进而控制所述一次冷冻泵(2)按照所述一次冷冻泵频率值进行变频。2.根据权利要求1所述的变频控制系统，其特征在于：所述一...

【专利技术属性】
技术研发人员：高佳佳，刘雅琴，彭绮娴，汤立宽，熊琬钰，周传辉，李冠男，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：