【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及模块机组调度方法，尤其涉及一种风冷热泵模块机组及控制方法。
技术介绍
1、半导体企业的空调系统需要全年不间断的热源供热，热源由风冷热泵模块机组，简称模块机组提供。由于季节变化、环境温度的改变等因素，模块机组的制热量变化范围很大，比如在模块机组的制热范围内，不同环境温度、不同出水温度的条件下，模块机组的制热效率的波动也很大。常规的模块机组的组合方式是将多台独立的模块机组整合为一个整体式的机组，仅将其中一台模块机组配置为主机模块，其余的模块机组作为从机模块与主机模块顺次并联，主机模块控制投切的主机模块和从机模块的数量，但是这种方式存在如下缺点：1、采用并联模式扩展，当唯一的主机模块出现故障时，整个整体式机组将无法正常运行；2、无法很好的监测当前投入的模块的制热能力与负载实际的热量需求的匹配程度，因开启的模块过剩或者不足的调整比较滞后；3、整体式的机组制热量超出热量需求时，部分模块会频繁的启动/停止，对系统的稳定性有不利影响。
2、因此，针对上述现状，提供一种风冷热泵模块机组及控制方法，改进模块的组合方式，并能够根据热量供求关系，动态的调节投入的模块机组的数量，避免机组整体宕机的风险，是非常必要的。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出了一种通过负荷的实时热量需求关系，来估算需要实时投入的模块单元的组合方式的风冷热泵模块机组及控制方法。
2、一方面，本专利技术提供了一种风冷热泵模块机组，包括：
3、若干模块单元，顺次且间隔的设置在循
4、负荷单元，设置在循环管路上，用于与送入的介质进行热交换，并将介质送回循环管路中；
5、水泵单元，设置在若干模块单元的输入端与负荷单元的输出端之间的循环管路上，用于驱动介质循环流动，并获取循环水量信号；
6、温度监测单元，实时监测循环管路各处的温度，获得温度信号；
7、主控单元，分别与若干模块单元、负荷单元、水泵单元和温度监测单元通信连接，用于获取循环水量信号和温度信号，并根据当前负荷单元的需求，调节连入循环管路的模块单元的数量。
8、在以上技术方案的基础上，优选的，所述若干模块单元均包括线控器、主机和若干从机，线控器与主机通信连接；主机与若干从机顺次排布，且相邻的主机或者从机的通信模块相互通信连接；主机和若干从机的进水端与循环管路的进水端连通，主机和若干从机的出水端与循环管路的出水端连通；线控器根据主控单元的指令，控制对应的模块单元的启动或者停止；主机根据循环管路的出水温度与设定的出水温度的差值，调整接入循环管路中的主机和从机的总数，从而调节出水温度；各模块单元的主机和若干从机的规格完全相同。
9、优选的，所述若干模块单元的从机数量不完全相等。
10、进一步优选的，若干模块单元配置方式为：若干模块单元所包含的主机和从机的总数n0，模块单元的数量配置为m个；当n0＝[m(m+1)]/2时，第1个模块单元包含1台主机，第2个模块单元包含1台主机和1台从机，依此类推，第m个模块单元包括1台主机和m-1台从机；各模块单元包含的主机和从机的数量依次递增；
11、当当n0＝[m(m-1)]/2+d时，且前m-1个模块单元包含的主机和从机的数量依次递增，第1个模块单元包含1台主机，第2个模块单元包含1台主机和1台从机，依此类推，第m-1个模块单元包括1台主机和m-2台从机；第m个模块单元为冗余模块单元，包含1个主机和d-1个从机，且d＜m。
12、优选的，所述温度监测单元获取的温度信号包括：当前环境温度、负荷单元的设定出水温度、循环管路的进水端温度和循环管路的出水端温度。
13、进一步优选的，所述主控单元根据当前负荷单元的需求，调节连入循环管路的模块单元的数量，是执行如下步骤：
14、1)估算当前环境温度下，任一模块单元中单独的主机或者从机的制热量；
15、2)根据循环管路的出水端与进水端温度差，结合循环水量信号对应的流量，计算负荷单元热量需求；
16、3)根据单独的主机或者从机的制热量和负荷单元的热量需求，匹配需要开启的模块单元的数量。
17、更进一步优选的，所述估算当前环境温度下，任一模块单元中单独的主机或者从机的制热量，是令单独的主机或者从机在当前环境温度下的制热量为q1，满足如下关系式：q1＝q0×k1×k2×k3，其中，q0为单独的主机或者从机的最大制热量；k1为环境温度修正系数，取值满足如下关系：其中t1为环境温度，k1≤1；k2为进出水温度修正系数，表明了当前运行中的模块单元引起的实际的循环管路的出水端与进水端温度差△t实际，与最优的循环管路的出水端与进水端温度差△t的比值，k2≤1；k3为循环管路的设定出水温度修正系数，满足如下取值关系
18、再进一步优选的，所述根据单独的主机或者从机的制热量和负荷单元的热量需求，匹配需要开启的模块单元的数量，是根据下式计算负荷单元热量需求：cp为介质的比热容，单位为千焦/(千克·摄氏度)，为流量质量，单位千克/秒，△t为最优的循环管路的出水端与进水端温度差；求得负荷单元热量需求q2后，根据下式计算所需的主机和从机的总数n：q2＝0.8×η×n×q1，η为热量传导效率，通过向上取整的方式得到主机和从机的总数n，根据主机和从机的总数n进一步判断需要投入的模块单元的数量。
19、更进一步优选的，如果已开启的模块单元的数量中包含的主机与从机的数量n’不等于计算得到的主机和从机的总数n，则调整一个或者多个模块单元的组合状态使已开启的主机与从机的数量n’与计算得到的主机和从机的总数n相等；如果已开启的模块单元的数量中包含的主机与从机的数量n’等于计算得到的主机和从机的总数n，则保持当前开启的一个或者多个模块单元的状态不变。
20、另一方面，一种风冷热泵模块机组的控制方法，包括如下步骤：
21、s1：配置上述的风冷热泵模块机组，使得不同的模块单元包含的从机数量不完全相同；
22、s2：根据当前环境温度下，估算任一模块单元中单独的主机和从机的制热量；
23、s3：主控单元根据当前负荷单元的需求，求得需要投入使用的主机和从机的总数n；并拟定可能得模块单元的组合方式；
24、s4：根据已投入使用的模块单元的主机和从机的总数，与主控单元拟定的模块单元的组合方式进行对比，使投入使用的模块单元的组合，以及主机和从机的总数与主控单元拟定的一种组合方式相符合；
25、s5：如果某一个模块单元无法正常工作，则切换到主控单元拟定的剩余可用的模块单元的组合方式中的一种。
26、本专利技术提供的一种风冷热泵模块机组及控制方法，相对于现有技术，具有以下有益效果：
27、(1)本申请采用了多个模块单元独立运行的方式，可分散风险，防止因单个主机故障导致整个系统宕机的风险；通过实时估算热量需求与单个主机或者从机的制热能力，灵活本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风冷热泵模块机组，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种风冷热泵模块机组，其特征在于，所述若干模块单元均包括线控器、主机和若干从机，线控器与主机通信连接；主机与若干从机顺次排布，且相邻的主机或者从机的通信模块相互通信连接；主机和若干从机的进水端与循环管路的进水端连通，主机和若干从机的出水端与循环管路的出水端连通；线控器根据主控单元的指令，控制对应的模块单元的启动或者停止；主机根据循环管路的出水温度与设定的出水温度的差值，调整接入循环管路中的主机和从机的总数，从而调节出水温度；各模块单元的主机和若干从机的规格完全相同。
3.根据权利要求2所述的一种风冷热泵模块机组，其特征在于，所述若干模块单元的从机数量不完全相等。
4.根据权利要求3所述的一种风冷热泵模块机组，其特征在于，若干模块单元配置方式为：若干模块单元所包含的主机和从机的总数N0，模块单元的数量配置为M个；当N0＝[M(M+1)]/2时，第1个模块单元包含1台主机，第2个模块单元包含1台主机和1台从机，依此类推，第M个模块单元包括1台主机和M-1台从机；各模块单元包含的主
5.根据权利要求2所述的一种风冷热泵模块机组，其特征在于，所述温度监测单元获取的温度信号包括：当前环境温度、负荷单元的设定出水温度、循环管路的进水端温度和循环管路的出水端温度。
6.根据权利要求5所述的一种风冷热泵模块机组，其特征在于，所述主控单元根据当前负荷单元的需求，调节连入循环管路的模块单元的数量，是执行如下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种风冷热泵模块机组，其特征在于，所述估算当前环境温度下，任一模块单元中单独的主机或者从机的制热量，是令单独的主机或者从机在当前环境温度下的制热量为Q1，满足如下关系式：Q1＝Q0×k1×k2×k3，其中，Q0为单独的主机或者从机的最大制热量；k1为环境温度修正系数，取值满足如下关系：其中T1为环境温度，k1≤1；k2为进出水温度修正系数，表明了当前运行中的模块单元引起的实际的循环管路的出水端与进水端温度差ΔT实际，与最优的循环管路的出水端与进水端温度差ΔT的比值，k2≤1；k3为循环管路的设定出水温度修正系数，满足如下取值关系
8.根据权利要求7所述的一种风冷热泵模块机组，其特征在于，所述根据单独的主机或者从机的制热量和负荷单元的热量需求，匹配需要开启的模块单元的数量，是根据下式计算负荷单元热量需求：Cp为介质的比热容，单位为千焦/(千克·摄氏度)，为流量质量，单位千克/秒，ΔT为最优的循环管路的出水端与进水端温度差；求得负荷单元热量需求Q2后，根据下式计算所需的主机和从机的总数N：Q2＝0.8×η×N×Q1，η为热量传导效率，通过向上取整的方式得到主机和从机的总数N，根据主机和从机的总数N进一步判断需要投入的模块单元的数量。
9.根据权利要求8所述的一种风冷热泵模块机组，其特征在于，如果已开启的模块单元的数量中包含的主机与从机的数量N’不等于计算得到的主机和从机的总数N，则调整一个或者多个模块单元的组合状态使已开启的主机与从机的数量N’与计算得到的主机和从机的总数N相等；如果已开启的模块单元的数量中包含的主机与从机的数量N’等于计算得到的主机和从机的总数N，则保持当前开启的一个或者多个模块单元的状态不变。
10.一种风冷热泵模块机组的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种风冷热泵模块机组，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种风冷热泵模块机组，其特征在于，所述若干模块单元均包括线控器、主机和若干从机，线控器与主机通信连接；主机与若干从机顺次排布，且相邻的主机或者从机的通信模块相互通信连接；主机和若干从机的进水端与循环管路的进水端连通，主机和若干从机的出水端与循环管路的出水端连通；线控器根据主控单元的指令，控制对应的模块单元的启动或者停止；主机根据循环管路的出水温度与设定的出水温度的差值，调整接入循环管路中的主机和从机的总数，从而调节出水温度；各模块单元的主机和若干从机的规格完全相同。
3.根据权利要求2所述的一种风冷热泵模块机组，其特征在于，所述若干模块单元的从机数量不完全相等。
4.根据权利要求3所述的一种风冷热泵模块机组，其特征在于，若干模块单元配置方式为：若干模块单元所包含的主机和从机的总数n0，模块单元的数量配置为m个；当n0＝[m(m+1)]/2时，第1个模块单元包含1台主机，第2个模块单元包含1台主机和1台从机，依此类推，第m个模块单元包括1台主机和m-1台从机；各模块单元包含的主机和从机的数量依次递增；
5.根据权利要求2所述的一种风冷热泵模块机组，其特征在于，所述温度监测单元获取的温度信号包括：当前环境温度、负荷单元的设定出水温度、循环管路的进水端温度和循环管路的出水端温度。
6.根据权利要求5所述的一种风冷热泵模块机组，其特征在于，所述主控单元根据当前负荷单元的需求，调节连入循环管路的模块单元的数量，是执行如下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种风冷热泵模块机组，其特征在于，所述估算当前环境温度下，任一模块...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦志强，周全，杨锋，
申请(专利权)人：武汉锐晶激光芯片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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