CN112665237A - 冷冻水系统流量控制方法、装置和冷冻水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷冻水系统流量控制方法、装置和冷冻水系统，其中，控制方法包括至少一个控制周期，每个控制周期中首先确定最不利环路，然后获取冷冻水系统的相关参数，最后根据相关参数调节冷冻水流量。本申请方案在每个控制周期都确定一次最不利环路，解决了初始选定的最不利环路并不能在整个控制过程中代表系统负荷变化规律的问题，即使每个控制周期系统末端的调节阀的开度差异较大也不影响对最不利环路的确定，每个控制周期确定异常最不利环路能够有效的根据最不利环路的运行参数对冷冻水系统进行调节，符合实际运行情况，同时控制更加节能高效。

Description

冷冻水系统流量控制方法、装置和冷冻水系统

技术领域

本发明涉及冷冻水系统控制技术，特别地，涉及一种冷冻水系统流量控制方法、装置和冷冻水系统。

背景技术

冷冻总管定压差控制法、冷冻总管温差控制法和最不利环路压差控制法是传统空调冷冻水系统变流量控制的常用手段。在实际工程运用中，冷冻总管温差控制法存在明显时滞性和热惯性，易造成控制系统震荡，控制效果不理想；冷冻总管定压差控制法节能性有限，无法满足目前行业内对空调系统高效运行的需求；理论上，最不利环路压差控制法是一种高效的运行控制策略，传统的最不利环路压差控制法将离主机最远的末端所在的水环路作为最不利环路，整个控制过程一直采用初始选定的环路作为最不利环路进行控制；但在实际的空调系统控制运行过程中，末端冷负荷变化大，不同末端的调节阀的开度差异较大，初始选定的最不利环路并不能在整个控制过程中代表空调系统负荷变化规律，因此控制过程不符合实际且会浪费能源。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种冷冻水系统流量控制方法、装置和冷冻水系统，以解决控制过程不符合实际且会浪费较多能源的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，

包括至少一个控制周期，每个控制周期包括以下步骤：

确定最不利环路；

获取所述冷冻水系统的相关参数，所述相关参数包括需求负荷和最不利环路的运行参数；

根据所述相关参数调节所述冷冻水系统的流量。

进一步地，所述确定最不利环路包括：

获取当前所有环路调节阀开度；

将调节阀开度最大的环路作为最不利环路。

进一步地，所述获取所述冷冻水系统的相关参数包括：获取需求负荷变化情况和所述最不利环路两端的压差。

进一步地，所述根据所述相关参数调节所述冷冻水系统的流量包括：

根据所述需求负荷的变化情况调节所述最不利环路调节阀开度；

根据调节后所述最不利环路两端的压差调节水泵频率和所述最不利环路调节阀开度。

进一步地，所述根据所述需求负荷的变化情况调节所述最不利环路调节阀开度包括：

当所述需求负荷变小时，减小所述最不利环路调节阀开度；

当所述需求负荷变大时，增大所述最不利环路调节阀开度；

当所述需求负荷不变时，控制所述最不利环路调节阀开度不变。

进一步地，所述根据调节后所述最不利环路两端的压差调节水泵频率和所述最不利环路调节阀开度包括：

比较所述最不利环路两端的压差与预设压差的大小关系；

当所述压差大于所述预设压差时，降低水泵频率并增大调节阀开度；

当所述压差小于所述预设压差时，增加水泵频率并减小调节阀开度；

当所述压差等于所述预设压差时，保持所述水泵频率和调节阀开度不变。

进一步地，还包括：

监测所述最不利环路的调节阀开度；

当所述调节阀开度不在预设范围内时，重新设定预设压差以使所述调节阀开度位于预设范围内。

进一步地，所述预设范围为5％-95％。

第二方面，

最不利环路确定模块，用于确定最不利环路；

相关参数获取模块，用于获取所述冷冻水系统的相关参数，所述相关参数包括需求负荷和最不利环路的运行参数；

调节阀开度调节模块，用于根据所述相关参数调节所述冷冻水系统的流量。

第三方面，

一种冷冻水系统，包括：如上述技术方案所述的控制装置。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本申请技术方案提供了一种冷冻水系统流量控制方法、装置和冷冻水系统，其中，控制方法包括至少一个控制周期，每个控制周期中首先确定最不利环路，然后获取冷冻水系统的相关参数，最后根据相关参数调节冷冻水流量。本申请方案在每个控制周期都确定一次最不利环路，解决了初始选定的最不利环路并不能在整个控制过程中代表系统负荷变化规律的问题，即使每个控制周期系统末端的调节阀的开度差异较大也不影响对最不利环路的确定，每个控制周期确定异常最不利环路能够有效的根据最不利环路的运行参数对冷冻水系统进行调节，符合实际运行情况，同时控制更加节能高效。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种冷冻水系统流量控制方法流程图；

图2是本发明实施例提供的一种冷冻水系统流量具体控制方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种冷冻水系统流量控制装置结构图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细的描述说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

参照图1，本发明实施例提供了一种冷冻水系统流量控制方法，包括至少一个控制周期，每个控制周期包括以下步骤：

确定最不利环路；

获取冷冻水系统的相关参数，相关参数包括需求负荷和最不利环路的运行参数；

根据相关参数调节冷冻水系统的流量。

本发明实施例提供的一种冷冻水系统流量控制方法，控制方法包括至少一个控制周期，每个控制周期中首先确定最不利环路，然后获取冷冻水系统的相关参数，最后根据相关参数调节冷冻水流量。本发明实施例方法在每个控制周期都确定一次最不利环路，解决了初始选定的最不利环路并不能在整个控制过程中代表系统负荷变化规律的问题，即使每个控制周期系统末端的调节阀的开度差异较大也不影响对最不利环路的确定，每个控制周期确定异常最不利环路能够有效的根据最不利环路的运行参数对冷冻水系统进行调节，符合实际运行情况，同时控制更加节能高效。

作为对上述实施例的一种补充说明，如图2所示，本发明实施例还提供一种冻水系统流量具体控制方法，包括至少一个控制周期，每个控制周期包括以下步骤：

获取当前所有环路调节阀开度；

将调节阀开度最大的环路作为最不利环路。

获取需求负荷变化情况和最不利环路两端的压差。

根据需求负荷的变化情况调节最不利环路调节阀开度；

根据调节后最不利环路两端的压差调节水泵频率和最不利环路调节阀开度。

本发明实施例中采用阀位控制法和压差控制法进行控制；其中，阀位控制法为：根据需求负荷的变化情况调节最不利环路调节阀开度：当需求负荷变小，减小最不利环路调节阀开度；当需求负荷变大，增大最不利环路调节阀开度；当需求负荷不变，控制最不利环路调节阀开度不变。当需求负荷减小时，回风温度降低，需要的流量减少，故调节阀开度减小。反之，回风温度升高，需要的流量增大，故调节阀开度增大。

作为本发明实施例一种可选的实现方式，压差控制法为根据调节后最不利环路两端的压差调节水泵频率和最不利环路调节阀开度，具体为：比较最不利环路两端的压差与预设压差的大小关系；当压差大于预设压差，降低水泵频率并增大调节阀开度；当压差小于预设压差，增加水泵频率并减小调节阀开度；当压差等于预设压差，保持水泵频率和调节阀开度不变。示例性的，以最不利环路两侧为压差监测点，设置压差传感器，压差传感器检测到的压差值与设定值即预设压差做比较，将两者差值作为控制信号，通过调整水泵频率消除差值，稳定最不利环路两侧压差在设定值。如果检测值大于设定值，则调小变频器的频率，进而降低水泵转速，减小管中流量，使压差回落到设定值；反之，调大变频器的频率，进而提高水泵的频率，増大管中流量，使压差回升到设定值。由于经过阀位控制法控制后，此时系统内负荷稳定，若减小水泵频率，系统提供的冷量会减少，因此在减小水泵频率时要增加调节阀开度，使系统提供的冷量能够满足需求负荷。

采用压差控制法调节水泵频率，压差信号受环境温湿度的干扰较小，不存在温差控制中的滞后现象，系统压差响应快。因此，一旦系统用户侧负荷变化便会在压差检测点得到反映，压差控制器可以及时接收到压差信号并响应，采取控制动作，保证系统的及时性和舒适性。

需要说明的是，定压差控制法可提供最不利环路的资用压头，也可满足其他环路的压头需求，但水泵的设计扬程会比系统实际需要的压头大，耗能较大。因此本发明实施例采用变压差控制法，具体的：监测最不利环路的调节阀开度；当调节阀开度不在预设范围内时，重新设定预设压差以使调节阀开度位于预设范围内。

当最不利环路的阀门开度高于95％或低于5％时，调整最不利环路两侧的预设压差。根据公式DP＝SQ²，可知对于同一流量Q，预设压差DP和阻力S存在不同的搭配(S与阀门开度ρ负相关)。当最不利环路的需求负荷持续增加，ρ不断增加至100％，此时S达到最小值，系统提供的Q不能满足末端负荷要求，则调整DP预设值，当系统水量Q可满足负荷要求时ρ开始适当的调低，回到安全的最不利环路状态。反之，如果最不利环路的负荷降低，需要系统提供的Q也会降低，ρ开始调低，但是如果ρ调的过低系统阻力S增大，又会造成水泵的能耗増加。因此，可主动调低DP值，既能使系统提供的Q满足需求，又可使ρ保持在一个合适的值。

需要说明的是，上一控制周期调节完进入当前控制周期后，获取上一控制周期调节完成后的冷冻水系统的所有环路调节阀开度；将此时调节阀开度最大的环路作为当前控制周期的最不利环路。

本发明实施例提供的一种冷冻水系统流量具体控制方法，根据冷冻水系统不同环路的调节阀开度，快速确定代表整个空调系统负荷变化规律的最不利环路。根据冷冻水系统实际运行情况，结合阀位控制法和压差控制法调节流量。同时采用变压差控制法调节水泵频率，根据负荷变化不断的调整压差设定值，使系统在合理状态工作，尽量减少能量浪费。本发明实施例提供的具体控制方法能够降低系统控制时滞性，在线优化系统压力控制回路的设定值，使系统跟随工况实时变化，实现高效节能运行。

一个实施例中，本发明还提供一种冷冻水系统流量控制装置，如图3所示，包括：

最不利环路确定模块31，用于确定最不利环路；具体地，最不利环路确定模块获取当前所有环路调节阀开度；将调节阀开度最大的环路作为最不利环路。

相关参数获取模块32，用于获取冷冻水系统的相关参数，相关参数包括需求负荷和最不利环路的运行参数；具体地，相关参数获取模块获取需求负荷变化情况和最不利环路两端的压差。

调节阀开度调节模块33，用于根据相关参数调节冷冻水系统的流量。具体地，调节阀开度调节模块根据需求负荷的变化情况调节最不利环路调节阀开度；根据调节后最不利环路两端的压差调节水泵频率和最不利环路调节阀开度。

其中，根据需求负荷的变化情况调节最不利环路调节阀开度包括：当需求负荷变小，减小最不利环路调节阀开度；当需求负荷变大，增大最不利环路调节阀开度；当需求负荷不变，控制最不利环路调节阀开度不变。

作为本发明实施例一种可选的实现方式，根据调节后最不利环路两端的压差调节水泵频率和最不利环路调节阀开度包括：比较最不利环路两端的压差与预设压差的大小关系；当压差大于预设压差，降低水泵频率并增大调节阀开度；当压差小于预设压差，增加水泵频率并减小调节阀开度；当压差等于预设压差，保持水泵频率和调节阀开度不变。

一些可选实施例中，调节阀开度调节模块还用于监测最不利环路的调节阀开度；当调节阀开度不在预设范围内时，重新设定预设压差以使调节阀开度位于预设范围内。优选地，预设范围为5％-95％。

本发明实施例提供的一种冷冻水系统流量控制装置，最不利环路确定模块确定最不利环路；相关参数获取模块获取冷冻水系统的相关参数；调节阀开度调节模块根据相关参数调节冷冻水系统的流量。本发明实施例提供的控制装置实现实际工程中冷冻水系统最不利环路的快速选取，结合变压差控制法直接指导冷冻水系统流量控制，降低系统控制时滞性，在线优化系统压力控制回路的设定值，使系统跟随工况实时变化，实现高效节能运行。

一个实施例中，本发明还提供一种冷冻水系统，包括上述实施例提供的控制装置。通过该控制装置，本发明实施例的冷冻水系统根据不同环路的调节阀开度，快速确定代表整个空调系统负荷变化规律的最不利环路。根据冷冻水系统实际运行情况，结合阀位控制法和压差控制法快速调节流量。降低系统控制时滞性，在线优化系统压力控制回路的设定值，使系统跟随工况实时变化，实现高效节能运行。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种冷冻水系统流量控制方法，其特征在于，包括至少一个控制周期，每个控制周期包括以下步骤：

确定最不利环路；

获取所述冷冻水系统的相关参数，所述相关参数包括需求负荷和最不利环路的运行参数；

根据所述相关参数调节所述冷冻水系统的流量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述确定最不利环路包括：

获取当前所有环路调节阀开度；

将调节阀开度最大的环路作为最不利环路。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述获取所述冷冻水系统的相关参数包括：获取需求负荷变化情况和所述最不利环路两端的压差。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述根据所述相关参数调节所述冷冻水系统的流量包括：

根据所述需求负荷的变化情况调节所述最不利环路调节阀开度；

根据调节后所述最不利环路两端的压差调节水泵频率和所述最不利环路调节阀开度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述根据所述需求负荷的变化情况调节所述最不利环路调节阀开度包括：

当所述需求负荷变小时，减小所述最不利环路调节阀开度；

当所述需求负荷变大时，增大所述最不利环路调节阀开度；

当所述需求负荷不变时，控制所述最不利环路调节阀开度不变。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述根据调节后所述最不利环路两端的压差调节水泵频率和所述最不利环路调节阀开度包括：

比较所述最不利环路两端的压差与预设压差的大小关系；

当所述压差大于所述预设压差时，降低水泵频率并增大调节阀开度；

当所述压差小于所述预设压差时，增加水泵频率并减小调节阀开度；

当所述压差等于所述预设压差时，保持所述水泵频率和调节阀开度不变。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

监测所述最不利环路的调节阀开度；

当所述调节阀开度不在预设范围内时，重新设定预设压差以使所述调节阀开度位于预设范围内。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述预设范围为5％-95％。

9.一种冷冻水系统流量控制装置，其特征在于，包括：

最不利环路确定模块，用于确定最不利环路；

相关参数获取模块，用于获取所述冷冻水系统的相关参数，所述相关参数包括需求负荷和最不利环路的运行参数；

调节阀开度调节模块，用于根据所述相关参数调节所述冷冻水系统的流量。

10.一种冷冻水系统，其特征在于，包括：如权利要求9所述的控制装置。

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