[发明专利]一种地铁站空调水系统变频控制节能方法

说明书

一种地铁站空调水系统变频控制节能方法，属于暖通空调领域，一种地铁站空调水系统变频控制节能方法，其特征在于对地铁站空调系统的水泵运行模式进行变频控制的修改，应用Trnsys软件搭建地铁站通风空调系统并对系统进行能耗模拟仿真，将节能控制方法在仿真平台进行实现，通过对比地铁现行运行状况，分析所采取的控制方法的节能效果。本发明的主要研究对象为空调水系统的冷冻水系统，控制对象为可以变频的冷冻水泵。本发明对地铁站空调水系统冷冻水泵定频运行方式进行修改，应用Trnsys软件搭建水系统变频控制仿真模型，并模拟冷冻水泵能耗变化曲线，与工频运行水泵能耗作对比，分析节能效果并计算得到变频控制方法的节能效率。

技术领域

本发明涉及到暖通空调领域，针对地铁站通风空调水系统存在能量浪费的问题，提出了一种水泵变频控制方法。具体是利用Trnsys软件对地铁站通风空调系统进行模型搭建以及能耗模拟仿真，通过节能控制算法对地铁站通风空调水系统进行改进，并分析节能效果。

背景技术

随着现代经济的不断发展和城市化趋势的改变，使得城市中车辆逐渐增多，人口迅速增长，因此也导致交通拥挤、环境污染等一系列问题，引起了世界各国的高度重视。地铁作为一种快速、高效的地下交通方式，能够有效改善地面交通状况，是解决城市道路交通阻塞和居民乘车困难最有效的途径，并且可以带来显著的社会效益和经济效益。

通风空调系统作为地铁车站的一个重要组成部分，其能耗约占地铁总能耗的30％～40％，主要原因是系统在最初设计时一般按照远期最大负荷预测设计并且留有一定的富裕量。然而，空调系统在日常运行时，长时间是在部分负荷情况下运行的，形成‘大马拉小车现象’，造成了能量的严重浪费。

地铁空调水系统运行方式为一次泵定频末端阀门变流量运行，系统仅仅依靠末端阀门开度控制水流量，而水泵始终在额定工况下运行，大量的能量浪费在阀门，使得水泵不节能。

变频技术作为一种有效的节能方式，在建筑空调系统中已经得到广泛采用，但我国已经建成的地铁空调水系统却很少应用。随着能源日益紧缺，地铁空调水系统采用新技术节能就显得尤为重要，如果可以把变频节能方法应用到地铁空调水系统中，将会大大减少系统的能耗，节省大量的资源。

发明内容

本发明针对地铁通风空调冷冻水系统存在的能源浪费问题，提出基于前馈-反馈变温差控制策略的一次泵变频调节方法，该方法通过改变水泵的运行状况，可以有效的节约空调系统能耗，并且节能效果显著。

一种地铁站空调水系统变频控制节能方法，其特征在于对地铁站空调系统的水泵运行模式进行变频控制的修改，应用Trnsys软件搭建地铁站通风空调系统并对系统进行能耗模拟仿真，将节能控制方法在仿真平台进行实现，通过对比地铁现行运行状况，分析所采取的控制方法的节能效果。

本发明的主要研究对象为空调水系统的冷冻水系统，控制对象为可以变频的冷冻水泵。

空调水系统的硬件系统示意图如说明书附图1所示。

系统主要包括冷水机组、冷冻水泵、负荷房间、温度传感器、PLC-200/235数据采集模块以及ABB变频器。首先将冷冻水泵与变频器相连接用以控制水泵转速。然后通过温度传感器采集冷冻水系统供回水温度，将采集到的模拟信号通过235数据采集模块传递给上位机。接着上位机通过计算将控制信号传递给PLC-200并通过变频器控制水泵的转速。

节能控制方法的具体控制流程图如说明书附图2所示。

具体的控制流程如下：

第一步，根据历史数据的总负荷变化趋势通过运算器由回水温度计算公式来计算冷冻水的回水温度，并将计算得到的回水温度的设定值传递给温度控制器，即PID控制器。

第二步，温度传感器采集冷冻水干管回水温度，并将采集到的数据传递给温度控制器，作为控制器的反馈信号。