一種空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)水聯(lián)調(diào)控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空氣調(diào)節(jié)領(lǐng)域，具體涉及一種空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)水聯(lián)調(diào)控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，中央空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備運(yùn)行能耗高于冷凍水栗、冷卻水栗和冷卻塔能耗，占系統(tǒng)能耗的比例高達(dá)1/3，有效降低中央空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備的運(yùn)行能耗對空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能有重要意義。
[0003]表面冷卻器是中央空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備的重要部件，室外空氣經(jīng)表面冷卻器熱濕處理后送入用戶室內(nèi)，滿足用戶舒適性要求，改變流經(jīng)表面冷卻器的水流量和送風(fēng)量均可以改變換熱器輸出的送風(fēng)參數(shù);如果在改變末端設(shè)備表面冷卻器冷凍水流量的同時(shí)，也能改變流經(jīng)換熱器的風(fēng)量，可以獲得更好的節(jié)能效果和舒適性;但由于同時(shí)調(diào)節(jié)表面冷卻器的冷凍水流量和風(fēng)量是一個(gè)復(fù)雜的換熱過程，相互間耦合程度高，實(shí)現(xiàn)物理解耦控制非常困難，為回避調(diào)節(jié)過程的耦合性，目前基本上采用調(diào)節(jié)單一參數(shù)模式，工程應(yīng)用中一般采用送風(fēng)量不變、調(diào)節(jié)表面冷卻器的冷凍水流量的方式;在部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，通過調(diào)節(jié)表面冷卻器的冷凍水流量改變送風(fēng)參數(shù)，在滿足用戶給定溫度的前提下，降低冷凍水流量，進(jìn)而降低空調(diào)系統(tǒng)制冷主機(jī)能耗及水栗輸送能耗。
[0004]理論分析表明，表面冷卻器換熱過程具有飽和非線性特性，如果送風(fēng)量不變，當(dāng)水流量增大到一定程度后，幾乎不影響表面冷卻器送風(fēng)空氣溫度;如果水流量不變，當(dāng)空氣流量增大到一定程度后，也幾乎不影響空氣出口溫度，采用調(diào)節(jié)冷凍水流量的方式，如果設(shè)備運(yùn)行在飽和區(qū)，則調(diào)節(jié)冷凍水流量對送風(fēng)參數(shù)的影響緩慢，調(diào)節(jié)時(shí)間長，影響用戶舒適性；如果將冷凍水流量降低到線性區(qū)，雖然可以降低空調(diào)水系統(tǒng)傳輸能耗，但是可能出現(xiàn)供冷不足，而且頻繁調(diào)節(jié)末端設(shè)備冷凍水流量，不利于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，會影響制冷主機(jī)的性能，降低效率。
[0005]前已述及，調(diào)節(jié)流經(jīng)表面冷卻器的送風(fēng)量也可以改變表面冷卻器送風(fēng)參數(shù)；與調(diào)節(jié)冷凍水流量不同，調(diào)節(jié)送風(fēng)量只涉及末端設(shè)備本身，不影響系統(tǒng)其他設(shè)備和管網(wǎng)水力平衡，對系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響較小;在部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，如果采用變頻調(diào)速方式控制送風(fēng)機(jī)，根據(jù)相似定律，降低末端設(shè)備送風(fēng)量可以獲得明顯的節(jié)能效益;如果調(diào)節(jié)模式得當(dāng)，在調(diào)節(jié)末端設(shè)備冷凍水流量的同時(shí)，也調(diào)節(jié)送風(fēng)量，既可以獲得降低冷凍水流量的節(jié)能收益，也可獲得降低送風(fēng)量的節(jié)能收益，并可改善系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低調(diào)節(jié)時(shí)間，提升用戶舒適性。
[0006]隨著運(yùn)行節(jié)能要求提高和控制技術(shù)發(fā)展，變頻調(diào)速方式已經(jīng)非常普及，同時(shí)調(diào)節(jié)冷凍水流量和送風(fēng)量是進(jìn)一步降低末端設(shè)備運(yùn)行能耗、改善系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的途徑。要實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，關(guān)鍵在于尋求合適、可行的解決表面冷卻器水流量與送風(fēng)量在換熱過程的耦合問題的調(diào)節(jié)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提出一種空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)水聯(lián)調(diào)控制方法及系統(tǒng)，同時(shí)調(diào)節(jié)冷凍水流量和送風(fēng)量是進(jìn)一步降低末端設(shè)備運(yùn)行能耗、改善系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的途徑。
[0008]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0009]—種空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)水聯(lián)調(diào)控制方法，包括如下步驟:
[0010]I)設(shè)置初始參數(shù):初始參數(shù)中包括給定溫度T以及溫度允許差值A(chǔ)T，還設(shè)定了給定空氣質(zhì)量參數(shù)C，滿足送風(fēng)要求的最低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；
[0011]2)啟動調(diào)節(jié)冷卻水閥門及風(fēng)機(jī):將空調(diào)表面冷卻器的冷卻水閥門開到最大值，并且將空調(diào)表面冷卻器的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速開到最大值；
[0012]3)檢測并得到室內(nèi)溫度Ts和室內(nèi)空氣質(zhì)量Cs;
[0013]4)就給定溫度T與實(shí)測室內(nèi)溫度Ts之差的絕對值為Ta，并比較Ta與AT進(jìn)行對比；
[0014]5)Ta 2 AT時(shí):并且實(shí)測室內(nèi)溫度Ts大于或等于給定溫度Τ-ΛΤ與Ts的差，調(diào)節(jié)冷凍水閥開度F和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速N;
[0015]進(jìn)一步地，所述步驟4)還包括步驟6):當(dāng)Ta< ΛΤ時(shí)，先保持冷卻水當(dāng)前開度，之后根據(jù)T與Ts的差調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并且檢測室內(nèi)空氣質(zhì)量Cs和給定空氣質(zhì)量C之間的關(guān)系是否為Cs > C，當(dāng)Cs<C則重復(fù)該步驟，直至Cs > C后維持當(dāng)前風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0016]較佳地，所述步驟4)還包括步驟7):Ta 2 AT時(shí)，當(dāng)實(shí)測室內(nèi)溫度Ts小于給定溫度T，并且風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速不大于或等于最低轉(zhuǎn)速，則根據(jù)(Τ-ΛΤ)與Ts的差調(diào)節(jié)冷凍水閥開度。
[0017]進(jìn)一步地，所述步驟4)還包括步驟8):Ta > ΛΤ時(shí)，當(dāng)實(shí)測室內(nèi)溫度Ts小于給定溫度T，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于或等于最低轉(zhuǎn)速，則根據(jù)給定溫度T與實(shí)測室內(nèi)溫度Ts的差調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并且檢測室內(nèi)空氣質(zhì)量Cs和給定空氣質(zhì)量C之間的關(guān)系是否為Cs 2 C，當(dāng)&<(:則重復(fù)該步驟，直至Cs > C后維持當(dāng)前風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0018]一種空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)水聯(lián)調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:
[0019]主控制器:用于設(shè)定溫度允許差值A(chǔ)T和給定溫度T，并且具有數(shù)據(jù)收集運(yùn)算及指令發(fā)送功能；
[0020]水閥調(diào)節(jié)器:用于接收并執(zhí)行主控制器的指令，并且具有調(diào)整水閥開度的功能；
[0021]風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)器:用于接收并執(zhí)行主控制器的指令，并且具有連續(xù)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的功會K;
[0022]表面冷卻器:通過處理水閥輸出的冷凍水以及風(fēng)機(jī)輸出的風(fēng)來產(chǎn)生溫度并輸送至空調(diào)房內(nèi)；
[0023]溫度及空氣檢測裝置:實(shí)時(shí)收集空調(diào)房內(nèi)的溫度及空氣質(zhì)量的狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)反應(yīng)到主控制器中，以便于主控制器及時(shí)的生成出合適的控制數(shù)據(jù)；
[0024]上述系統(tǒng)及用于該系統(tǒng)的方法在調(diào)整溫度時(shí)，采用了同時(shí)調(diào)節(jié)冷凍水流量和送風(fēng)量的方式，此舉是為了進(jìn)一步降低末端設(shè)備運(yùn)行能耗、改善系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明所述的一個(gè)實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)水聯(lián)調(diào)控制系統(tǒng)框圖；
[0026]圖2本發(fā)明所述的一個(gè)實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)水聯(lián)調(diào)控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0028]參照附圖2，一種空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)水聯(lián)調(diào)控制方法，包括如下步驟:
[0029]I)設(shè)置初始參數(shù):初始參數(shù)中包括給定溫度T以及溫度允許差值A(chǔ)T，還設(shè)定了給定空氣質(zhì)量參數(shù)C，并且風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為低擋；
[0030]2)啟動調(diào)節(jié)冷卻水閥門及風(fēng)機(jī):將空調(diào)表面冷卻器的冷卻水閥門開到最大值，并且將空調(diào)表面冷卻器的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速開到最大值；
[0031]3)檢測并得到室內(nèi)溫度Ts和室內(nèi)空氣質(zhì)量Cs;
[0032]4)就給定溫度T與實(shí)測室內(nèi)溫度Ts之差的絕對值為Ta，并比較Ta與AT進(jìn)行對比；
[0033]5)Ta 2 AT時(shí):并且實(shí)測室內(nèi)溫度Ts大于或等于給定溫度T，則根據(jù)室內(nèi)溫度Ts的差值調(diào)節(jié)冷卻水閥門直到室內(nèi)溫度Ts處于給定溫度T。
[0034]6):Ta<AT時(shí):先保持冷卻水當(dāng)前開度，之后根據(jù)T與Ts的差調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，直到檢測到Ta在AT的范圍內(nèi)。
[0035]7):Ta 2 ΛΤ時(shí)，當(dāng)實(shí)測室內(nèi)溫度Ts小于給定溫度T，并且風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速不大于或等于最低轉(zhuǎn)速，則根據(jù)(Τ-ΛΤ)與Ts的差調(diào)節(jié)冷凍水閥開度。
[0036]8):Ta 2 ΛΤ時(shí)，當(dāng)實(shí)測室內(nèi)溫度Ts小于給定溫度T，并且風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于或等于最低轉(zhuǎn)速，則根據(jù)給定溫度T與實(shí)測室內(nèi)溫度Ts的差調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0037]較佳地，所述步驟I)還設(shè)定了給定空氣質(zhì)量參數(shù)C;所述步驟3)中還檢測并得到了室內(nèi)空氣質(zhì)量Cs。
[0038]進(jìn)一步地，所述步驟6)當(dāng)Ta<AT時(shí):先保持冷卻水當(dāng)前開度，之后根據(jù)T與Ts的差調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并且檢測室內(nèi)空氣質(zhì)量Cs和給定空氣質(zhì)量C之間的關(guān)系是否為Cs 2 C，當(dāng)Cs<C則重復(fù)該步驟，直至Cs > C后維持當(dāng)前風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0039]進(jìn)一步地，所述步驟8)Ta 2 ΛΤ時(shí)，當(dāng)實(shí)測室內(nèi)溫度Ts小于給定溫度T，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于或等于最低轉(zhuǎn)速，則根據(jù)給定溫度T與實(shí)測室內(nèi)溫度Ts的差調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并且檢測室內(nèi)空氣質(zhì)量Cs和給定空氣質(zhì)量C之間的關(guān)系是否為Cs > C，當(dāng)Cs<C則重復(fù)該步驟，直至Cs > C后維持當(dāng)前風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0040]單變量負(fù)反饋方式分別調(diào)節(jié)冷凍水流量和送風(fēng)量，獲得更好的舒適性和節(jié)能效果，在冷凍水流量達(dá)設(shè)計(jì)流量的60%以上時(shí)，表面換熱器的換熱量已經(jīng)達(dá)到了額定流量的80 %左右，繼續(xù)增加冷凍水流量對送風(fēng)溫度的影響較小，而且送風(fēng)溫度對冷凍水流量變化相應(yīng)較慢，優(yōu)先調(diào)節(jié)冷凍水流量，以室內(nèi)