[发明专利]基于最不利空调末端动态变化的水泵变频控制方法

说明书

本发明涉及空调水系统控制领域，为搜寻计算实际运行工况下的最不利环路和水泵变频所需的进出口压差，优化现有的水泵变频控制，在保证建筑房间舒适度的同时降低水泵能耗。为此，本发明采取的技术方案是，基于最不利空调末端动态变化的水泵变频控制方法，根据各个末端环路上采集的电动二通阀开度信号，反馈各个末端的流量需求变化，利用管网计算模型，搜寻变化后新的最不利末端并计算压差控制点所需压差，将该压差值传输给变频器，变频器通过调节水泵转速保证压差控制点所需压差，以适应各用户末端阀位调节而引发的最不利末端动态变化，实现水泵在最不利末端动态变化过程中的变频控制。本发明主要应用于空调水系统控制。

技术领域

本发明涉及空调水系统控制领域，具体涉及基于最不利空调末端动态变化的水泵变频控制方法。

背景技术

随着现代城市建筑的密集化，建筑空调系统的控制与能耗问题逐渐显现，其中系统设计的水泵输送能耗约占空调总能耗的20％，而实际运行能耗约占空调总能耗的25～30％，是目前节能的重点之一。

对既有建筑的空调水系统而言，水泵变频运行是目前主要的节能运行方式，主要分为压差控制和温差控制。目前温差控制策略适用于冷冻水温差明显的系统，节能效果相较压差控制更好，但由于影响温差变化的因素不明确，易受其他因素干扰，在调节过程中会出现水力失调、负荷难以满足要求、调节准确度差等问题。压差控制分为近端压差控制和末端压差控制两种，相较于温差控制，反应速度较快，在工程中较为常见。

近端压差控制的压力传感器位于水系统中靠近水泵的总供回水干管环路上，可以准确反映水流的变化情况，但部分负荷运行，调节水泵使流量减少，可能会造成部分远端用户发生“过流”现象，影响房间舒适性，同时存在能耗较高的问题。

末端压差控制采集最不利环路末端的差压值作为水泵的控制信号，在负荷变化时，相应地水泵变频动作使末端环路始终维持在设计压差值。随着系统规模或用户数量越大，其相应的节能效果也越明显。

然而末端压差控制过程中一般默认最不利用户不变，即为设计工况下的最不利用户。但当系统处于部分负荷时，随着不同末端对流量需求的变化，系统中的最不利用户有可能发生“漂移”，此时若仍采用该种控制方式可能会导致最末端用户之前的环路出现“欠流”现象，无法满足送风温度的要求，导致房间舒适性下降。

发明内容

为克服现有技术的不足，针对目前建筑实际运行过程中出现的水泵电耗偏高、控制效果差、负荷变化时出现的最不利末端“漂移”等问题，本发明旨在根据采集的末端电动二通阀开度信号，通过建立管网模型，搜寻计算实际运行工况下的最不利环路和水泵变频所需的进出口压差，优化现有的水泵变频控制，在保证建筑房间舒适度的同时降低水泵能耗。为此，本发明采取的技术方案是，基于最不利空调末端动态变化的水泵变频控制方法，根据各个末端环路上采集的电动二通阀开度信号，反馈各个末端的流量需求变化，利用管网计算模型，搜寻变化后新的最不利末端并计算压差控制点所需压差，将该压差值传输给变频器，变频器通过调节水泵转速保证压差控制点所需压差，以适应各用户末端阀位调节而引发的最不利末端动态变化，实现水泵在最不利末端动态变化过程中的变频控制。

具体控制策略如下：

(1)采集末端电动二通阀的开度信号K

当末端电动二通阀处于关闭状态，反馈开度信号K＝0；当末端电动二通阀处于开通状态，反馈开度信号K＝1，通过各个末端电动二通阀K的反馈值，得到实际n个用户末端需求流量G′_j的动态变化：

式中：

G′_j-某末端j的需求流量，m³/h；

G_js-某末端j的设计流量，m³/h；

(2)计算压差控制点所需压差值