專利名稱：暖通空調水力管網輸配節(jié)能的控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種空調系統(tǒng)控制方法,特別涉及一種暖通空調水力管網輸配節(jié)能的控制方法。
背景技術：
目前我國在能耗指標上遠遠低于世界先進水平，普遍存在能耗高、浪費嚴重等現象。如何 貫徹執(zhí)行節(jié)能減排技術已日益引起人們的重視，尤其在我國北方，采暖能耗是同類氣候條件下 發(fā)達國建的3-5倍，不僅是由于在用戶使用過程中普遍缺少有效的計量裝置，取暖收費普遍采 用按房間面積計算，導致用戶節(jié)能意識淡薄，能量浪費嚴重，違背了公平與公正的原則，同時 也是由于北方大部分供暖管網沒有進行供熱控制，導致能耗嚴重；在國家大力提倡節(jié)能減排的 情況下，諸多供暖管網也僅僅是對一次供熱管網進行了簡單的控制，而對真正耗能的二次供熱 管網缺乏有效的控制。在樓宇的供冷控制中，目前也是采用比較粗糙的控制方法，基本上是對 每個支路進行管網的靜態(tài)平衡或者動態(tài)平衡，同時根據管網總的回水管路的溫度調整水泵頻率 或者制冷設備的功率。雖然這樣的控制方案起到了很大的節(jié)能作用，但是其依舊忽視了一些關 鍵問題，管網支路的靜態(tài)平衡比較閑難，且容易在系統(tǒng)波動中導致系統(tǒng)失衡，即使是動態(tài)平衡 也存在這個問題；水泵頻率和制冷設備的功率根據總的回水管路調整，其忽視了支路回水溫度 和管網總的回水溫度的差異，以及各個支路間回水溫度的差異。
目前公知的還沒有類似的暖通空調水力管網輸配節(jié)能的控制方法，利用該控制方法可以簡 潔、高效、優(yōu)化的對管道供暖和供冷系統(tǒng)進行控制。

發(fā)明內容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于克服現有暖通控制方法中存在的缺陷，提供一種應用于管道供暖和 供冷系統(tǒng)控制的暖通空調水力管網輸配節(jié)能的控制方法。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現的 本發(fā)明提供了一種暖通空調水力管網輸配節(jié)能的控制方法，包括以下步驟 (1)智能功率控制器和PID控制器根據回水溫傳感器測量的溫度值確定制冷或者制熱模 式，制冷模式下PID控制器執(zhí)行PID正作用算法，制熱模式下PID控制器執(zhí)行PID反作用算法;
4(2) 在PID控制器中設定支路回水溫度設定值；、支路回水溫度上限值《和支路回水溫 度下限值《；
(3) PID控制器通過回水溫度傳感器獲得支路回水溫度測量值；當支路回水溫度測量 值r》大于支路回水溫度上限值7):或者小于支路回水溫度下限值《時，PID控制器對比支路回 水溫度設定值；和支路回水溫度測量值；運行PID算法，輸出單位化的電子開度x;
(4) 調節(jié)閥根據單位化的電子開度x調整開度，使支路回水溫度設定值r力和支路回水溫 度測量值4相等；
(5) 在智能功率控制器中設定功率溫度上限值g.、功率溫度下限值《；
(6) 在制熱模式下，當出現下述任意一種狀況時，智能功率控制器對比支路回水溫度設定 值7^和支路回水溫度測量值 ;p運行PID反作用算法，輸出單位化控制信號;ir，變頻器根據單 位化控制信號7調整頻率
a、 至少一支路回水溫度測量值；低于功率溫度下限值7^且該支路調節(jié)閥開度接近于全
開；
b、 至少一支路回水溫度測量值^高于功率溫度上限值《且剩余支路回水溫度領懂值7^均 高于支路回水溫度下限值《；
c、 所有支路回水溫度測量值r》均高于支路回水溫度下限值7^且所有支路上無一調節(jié)閥接
近于全開；
(7) 在制冷模式下，當出現下述任意一種狀況時，智能功率控制器對比支路回水溫度設定 值；和支路回水溫度測量值7)p運行PID正作用算法，輸出單位化控制信號;r，變頻器根據單
位化控制信號義調整頻率
a、 至少一支路回水溫度測量值；高于功率溫度上限值《且該支路調節(jié)閥開度接近于全
開；
b、 至少一支路回水溫度測量值；低于功率溫度下限值《且剩余支路回水溫度測量值；均 低于支路回水溫度上限值"；
c、 所有支路回水溫度測量值r》均低于支路回水溫度上限值rj且所有支路上無一調節(jié)閥接
近于全開。
作為一種改進，所述的支路回水溫度上限值"大于支路回水溫度設定值；，支路回水溫度 下限值《小于支路回水溫度設定值；。
作為一種改進，所述的功率溫度上限值《大于功率溫度設定值 ；，功率溫度下限值g小 于功率溫度設定值 ；。
5作為一種改進，所述的功率溫度上限值7;t在制熱模式下大于支路回水溫度設定值；，且 小于支路回水溫度上限值g;在制冷模式下功率溫度上限值《大于支路回水溫度上限值r;。
作為一種改進，所述的功率溫度下限值g在制熱模式下小于支路回水溫度下限值《；在
制冷模式下功率溫度下限值《大于支路回水溫度下限值《'且小于支路回水溫度設定值；。
作為一種改進，智能功率控制器和PID控制器根據回水溫傳感器測量的溫度值作定性判斷，
以決定制冷模式或制熱模式工作當回水溫度小于20度時自動選擇制冷模式；當回水溫度大于
30度時自動選擇制熱模式；20 30度為過渡區(qū)，維持上一次運行模式(空調制冷模式的水溫一 般小于10度，制熱模式的水溫一般大于50度)。 與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是
(1) 本發(fā)明以支路回水溫度作為控制目標，使得控制更加直接，不會出現由于管網系統(tǒng)波 動而造成管網系統(tǒng)失調。
(2) 本發(fā)明以各個支路回水溫度作為調整功率的依據，而不是管網總的回水管路的溫度，
功率調整更加精確、靈敏，能耗損失更小。


圖1是實施本發(fā)明方法的結構示意具體實施例方式
參考附圖1，下面將對本發(fā)明進行詳細描述
具體實施例l提供了實施本發(fā)明方法的暖通空調水力管網，包括供水水泵l、變頻器2、智 能功率控制器3、調節(jié)閥4、回水溫度傳感器5、 PID控制器6;調節(jié)閥4和回水溫度傳感器5 分別通過電纜與PID控制器6相連接；PID控制器6通過通訊電纜與智能功率控制器3相連接； 變頻器2通過電纜分別與智能功率控制器3和供水水泵1相連接。
本實施例中，變頻器2可選用西門子公司生產的MICROMASTER 4系列變頻器；智能功率控 制器3可選用西門子公司生產的S7-200或者S7-300或者S7-400系列PLC產品；PID控制器6 可選用杭州優(yōu)穩(wěn)自動化系統(tǒng)有限公司生產的UWinUIC120通用顯示控制儀表。
根據附圖1，本實施例的具體工作原理和步驟如下所述-(l)智能功率控制器3和PID控制器6根據回水溫傳感器5測量的溫度值確定制冷或者制 熱模式，制冷模式下PID控制器6執(zhí)行PID正作用算法，制熱模式下PID控制器6執(zhí)行PID反 作用算法；
6(2) 在PID控制器6中設定支路回水溫度設定值；、支路回水溫度上限值《和支路回水 溫度下限值g;
(3) PID控制器6通過回水溫度傳感器5獲得支路回水溫度測量值；；當支路回水溫度 測量值&大于支路回水溫度上限值"或者小于支路回水溫度下限值7^時，PID控制器6對比 支路回水溫度設定值；和支路回水溫度測量值；運行PID算法，輸出單位化的電子開度x;
(4) 調節(jié)閥4根據單位化的電子開度x調整開度，使支路回水溫度設定值；和支路回水 溫度測量值7^相等；
(5) 在智能功率控制器3中設定功率溫度上限值《、功率溫度下限值g;
(6) 在制熱模式下，當出現下述任意一種狀況時，智能功率控制器3對比支路回水溫度設 定值；和支路回水溫度測量值；運行PID反作用算法，輸出單位化控制信號;f,變頻器2根
據單位化控制信號/調整頻率
a、 至少一支路回水溫度測量值7)p低于功率溫度下限值7^且該支路調節(jié)閥4開度接近于全
開；
b、 至少一支路回水溫度測量值7)p高于功率溫度上限值7;:且剩余支路回水溫度測量值r》均
高于支路回水溫度下限值r;;
c、 所有支路回水溫度測量值7^均高于支路回水溫度下限值7^且所有支路上無一調節(jié)閥4 接近于全開；
(7) 在制冷模式下，當出現下述任意一種狀況時，智能功率控制器3對比支路回水溫度設 定值；和支路回水溫度測量值；運行PID正作用算法，輸出單位化控制信號;jr,變頻器2根 據單位化控制信號;r調整頻率-
a、 至少一支路回水溫度測量值7)p高于功率溫度上限值7;:且該支路調節(jié)閥4開度接近于全
開；
b、 至少一支路回水溫度測量值r》低于功率溫度下限值7^且剩余支路回水溫度測量值；均 低于支路回水溫度上限值7):;
c、 所有支路回水溫度測量值r^均低于支路回水溫度上限值rj且所有支路上無一調節(jié)閥4
接近于全開。
本實施例中，支路回水溫度上限值《大于支路回水溫度設定值；，支路回水溫度下限值rj 小于支路回水溫度設定值；。功率溫度上限值《大于功率溫度設定值7;，功率溫度下限值《 小于功率溫度設定值；。功率溫度上限值r:在制熱模式下大于支路回水溫度設定值^，且小 于支路回水溫度上限值zt;在制冷模式下功率溫度上限值r:大于支路回水溫度上限值7t。功率溫度下限值7^在制熱模式下小于支路回水溫度下限值r;;在制冷模式下功率溫度下限值r二 大于支路回水溫度下限值r;，且小于支路回水溫度設定值；。
智能功率控制器3和PID控制器6根據回水溫傳感器5測量的溫度值作定性判斷，以決定 制冷模式或制熱模式工作當回水溫度小于20度時自動選擇制冷模式；當回水溫度大于30度 時自動選擇制熱模式；20 30度為過渡區(qū)，維持上一次運行模式。
顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發(fā)明 公開的內容直接導出或聯(lián)想到的所有變形，均應認為是本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1、一種暖通空調水力管網輸配節(jié)能的控制方法，其特征在于，包括以下步驟(1)智能功率控制器和PID控制器根據回水溫傳感器測量的溫度值確定制冷或者制熱模式，制冷模式下PID控制器執(zhí)行PID正作用算法，制熱模式下PID控制器執(zhí)行PID反作用算法；(2)在PID控制器中設定支路回水溫度設定值Tfs、支路回水溫度上限值Tfsh和支路回水溫度下限值Tfsl；(3)PID控制器通過回水溫度傳感器獲得支路回水溫度測量值Tfp；當支路回水溫度測量值Tfp大于支路回水溫度上限值Tfsh或者小于支路回水溫度下限值Tfsl時，PID控制器對比支路回水溫度設定值Tfs和支路回水溫度測量值Tfp運行PID算法，輸出單位化的電子開度x；(4)調節(jié)閥根據單位化的電子開度x調整開度，使支路回水溫度設定值Tfs和支路回水溫度測量值Tfp相等；(5)在智能功率控制器中設定功率溫度上限值Tgsh、功率溫度下限值Tgsl；(6)在制熱模式下，當出現下述任意一種狀況時，智能功率控制器對比支路回水溫度設定值Tfs和支路回水溫度測量值Tfp運行PID反作用算法，輸出單位化控制信號χ，變頻器根據單位化控制信號χ調整頻率a、至少一支路回水溫度測量值Tfp低于功率溫度下限值Tgsl且該支路調節(jié)閥開度接近于全開；b、至少一支路回水溫度測量值Tfp高于功率溫度上限值Tgsh且剩余支路回水溫度測量值Tfp均高于支路回水溫度下限值Tfsl；c、所有支路回水溫度測量值Tfp均高于支路回水溫度下限值Tfsl且所有支路上無一調節(jié)閥接近于全開；(7)在制冷模式下，當出現下述任意一種狀況時，智能功率控制器對比支路回水溫度設定值Tfs和支路回水溫度測量值Tfp運行PID正作用算法，輸出單位化控制信號χ，變頻器根據單位化控制信號χ調整頻率a、至少一支路回水溫度測量值Tfp高于功率溫度上限值Tgsh且該支路調節(jié)閥開度接近于全開；b、至少一支路回水溫度測量值Tfp低于功率溫度下限值Tgsl且剩余支路回水溫度測量值Tfp均低于支路回水溫度上限值Tfsh；c、所有支路回水溫度測量值Tfp均低于支路回水溫度上限值Tfsh且所有支路上無一調節(jié)閥接近于全開。
2、 根據權利要求1所述的暖通空調水力管網輸配節(jié)能的控制方法，其特征在于，所述的支路回水溫度上限值《大于支路回水溫度設定值7;，支路回水溫度下限值r;小于支路回 水溫度設定值；。
3、 根據權利要求1所述的暖通空調水力管網輸配節(jié)能的控制方法，其特征在于，所述的功率溫度上限值《大于功率溫度設定值7;,功率溫度下限值7j小于功率溫度設定值；。
4、 根據權利要求l所述的暖通空調水力管網輸配節(jié)能的控制方法，其特征在于，所述 的功率溫度上限值7^在制熱模式下大于支路回水溫度設定值；，且小于支路回水溫度上限 值7>:;在制冷模式下功率溫度上限值《大于支路回水溫度上限值7}:。
5、 根據權利要求1所述的暖通空調水力管網輸配節(jié)能的控制方法，其特征在于，所述 的功率溫度下限值《在制熱模式下小于支路回水溫度下限值《；在制冷模式下功率溫度下限值C大于支路回水溫度下限值r;，且小于支路回水溫度設定值r力。
6、 根據權利要求1所述的暖通空調水力管網輸配節(jié)能的控制方法，其特征在于，智能 功率控制器和PID控制器根據回水溫傳感器測量的溫度值作定性判斷，以決定制冷模式或 制熱模式工作當回水溫度小于20度時自動選擇制冷模式；當回水溫度大于30度時自動 選擇制熱模式；20 30度為過渡區(qū)，維持上一次運行模式。
全文摘要
本發(fā)明涉及空調系統(tǒng)控制方法，旨在提供一種暖通空調水力管網輸配節(jié)能的控制方法。該方法中智能功率控制器和PID控制器根據回水溫傳感器測量溫度值確定制冷或者制熱模式，PID控制器對比支路回水溫度設定值和支路回水溫度測量值運行PID算法，輸出單位化的電子開度，調節(jié)閥據此調整開度；智能功率控制器在不同模式下對比支路回水溫度設定值和支路回水溫度測量值運行PID作用算法，輸出單位化控制信號，變頻器據此調整頻率。本發(fā)明以支路回水溫度作為控制目標，使得控制更加直接，不會出現由于管網系統(tǒng)波動而造成管網系統(tǒng)失調；以各個支路回水溫度作為調整功率的依據，而不是管網總的回水管路的溫度，功率調整更加精確靈敏，能耗損失更小。
文檔編號F24F11/00GK101561172SQ20091009899
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權日2009年5月26日
發(fā)明者單力鈞, 周金躍, 楊春節(jié), 林雄偉, 沈新榮, 王小華, 章威軍, 馳 羅, 鵬 胡, 郁輝球, 韓玲娟, 麻劍鋒 申請人:杭州浙大人工環(huán)境工程技術有限公司