CN107588504A - 空调水***泵阀一体控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及中央空调控制***技术领域，特别涉及一种空调水***泵阀一体控制装置及控制方法；所述装置包括控制器，所述控制器包括依次相连接的能量阀信息获取单元、最不利环路选择单元；所述能量阀信息获取单元与至少一个智能能量阀相连接，获取智能能量阀的阀位开度值；所述最不利环路选择单元根据各个智能能量阀的阀位开度值确定最不利环路，输出最不利环路的阀位开度值；所述泵组变频控制器根据最不利环路的阀位开度值计算调整频率，将调整频率发送给水泵的电机；本发明以最不利环路为依据，对水泵进行变频控制，使最不利环路的开度值达到较合理的开度范围，并且本发明周期性重复，使得各个环路都可保持在合理的开度范围内，从而达到最优的节能效果。

Description

空调水***泵阀一体控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及中央空调控制***技术领域，特别涉及一种空调水***泵阀一体控制装置及控制方法。

背景技术

中央空调作为大型制冷或制热设备已经在我国广泛普及。一般的中央空调***如图1所示，包括水泵60、供水总管10、回水总管20，供水总管带有供水支管11，供水支管11连接至空调末端30(包括组合式空调箱AHU、空调箱PAU、风机盘管FCU等中的任意一种)的进水端口，回水总管20带有回水支管21，回水支管21连接至空调末端30的出水端口，回水支管21上连接有二通阀40。水泵60将供水从供水总管10泵至供水支管11，从空调末端3进水端口进入空调末端30内部，然后从空调末端3出水端口流出，经回水支管21回到回水总管20，然后经空调主机处理后再次到达水泵60。供水支管11、空调末端30和回水支管21构成的水流循环路径形成环路。目前，大多数中央空调***都采用定流量供水或者根据供回水管路的温差或压差来控制供水量，在低负荷时可能出现供水量过大的情况，从而造成能量的浪费。而且有可能某些环路已经超过额定供水量，而有些环路还处于欠流状态，通过水泵增大或减小水量不能使超过额定供水量的环路降低供水量，也不能使欠流状态的环路提高供水量，使各个环路的供水量不能达到最佳控制，既不能满足基本负荷要求，也存在浪费，不能达到节能的目的。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提出一种空调水***泵阀一体控制装置及控制方法。

本发明空调水***泵阀一体控制装置，包括控制器，所述控制器包括依次相连接的能量阀信息获取单元、最不利环路选择单元；所述能量阀信息获取单元与至少一个智能能量阀相连接，获取智能能量阀的阀位开度值；所述最不利环路选择单元根据各个智能能量阀的阀位开度值确定最不利环路，输出最不利环路的阀位开度值；所述泵组变频控制器根据最不利环路的阀位开度值计算调整频率，将调整频率发送给水泵的电机。

本发明空调水***泵阀一体控制方法，包括通过各智能能量阀获取各环路开度值；根据各环路开度值确定最不利环路；根据最不利环路的开度值计算调整频率，将调整频率发送给水泵的电机。

本发明基于智能能量阀，能够准确和方便地获取阀体的开度信息，从智能能量阀获取阀位开度值，根据各环路开度值确定最不利环路，根据最不利环路的开度值计算调整频率，使水泵电机根据调整频率运转，本发明以最不利环路为依据，对水泵进行变频控制，使最不利环路的开度值达到较合理的开度范围，并且本发明周期性重复，使得各个环路流量和负荷按需分配，达到最优的节能效果。

附图说明

图1为现有中央空调***结构示意图；

图2为本发明空调水***泵阀一体控制装置第一优选实施例示意图；

图3为本发明空调水***泵阀一体控制装置第二优选实施例示意图；

图4为本发明空调水***泵阀一体控制装置控制器优选实施例示意图；

图5为本发明空调水***泵阀一体控制方法第一优选实施例示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明空调水***泵阀一体控制装置，如图2、图3所示，包括控制器70，所述控制器与至少一个智能能量阀41相连接，所述控制器70与水泵60相连接；所述控制器70获取智能能量阀41的阀位开度值，根据各个智能能量阀41的阀位开度值计算调整频率，将调整频率发送给水泵60的电机。

所述控制器通过485总线与至少一个智能能量阀41相连接。本发明控制器与智能能量阀41之间既可以通过485总线相连接，也可以通过网线(双绞线、同轴电缆或者光缆)相连接。

所述智能能量阀41连接在供水支管上或\和回水支管上。所述智能能量阀41是能够提供阀位、能耗、流量、温差信息等的智能水阀的总称，相对于二通阀，其能够向控制中心发送阀位、能耗、流量、温差信息等，是现代中央空调实现智能监控的核心节点。通过智能能量阀41能够准确控制本环路或末端的负荷、流量、温差，起到按需分配的作用。

优选地，所述控制器70包括最不利环路选择单元74，用于根据各个智能能量阀的阀位开度值确定最不利环路，输出最不利环路的阀位开度值。

所述确定最不利环路采用以下方式：各个智能能量阀的阀位开度值中最大的环路认为该环路为可能的最不利环路，如果可能的最不利环路为一个时，则该环路为最不利环路。

优选地，当存在两个或两个以上的可能的最不利环路时，根据智能能量阀远近位置确定最不利环路，即选择智能能量阀离水泵60更远的环路为最不利环路。

一般说来，在安装智能能量阀时，会将智能能量阀的编号及安装位置记录下来，本实施例中，将智能能量阀的编号及对应的安装位置记录存入控制器的存储区，当两个或两个以上的可能的最不利环路时，可以根据智能能量阀的编号查找对应的安装位置，以便确定哪个智能能量阀离水泵更远，从而确定最不利环路。

优选地，所述控制器70包括泵组变频控制器65，如图4所示；

优选地，所述控制器70与水泵60之间设置有泵组变频控制器65，如图2所示；

优选地，所述水泵60之中设置有泵组变频控制器65，如图3所示；

上述泵组变频控制器65根据最不利环路的阀位开度值计算调整频率；即如果最不利环路的阀位开度值超过第一开度阀值K1，则提高一个频率等级，如果最不利环路的阀位开度值第二开度阀值K2，则降低一个频率等级；如果最不利环路的阀位开度值在第二阀值K2与第一阀值K1之间，则频率等级不做变化。上述第一开度阀值K1大于第二开度阀值K2。第一开度阀值K1可以设置值的范围为85％－100％，第二开度阀值K2可以设置的值范围为75％－90％，优选地，将K1设置为90％，将K2设置为85％。上述泵组变频控制器65用于控制至少1台水泵，一般说来，会同时控制多台水泵，即泵组。

一个等级的频率具体为多少，可根据具体情况而定，典型地，可以根据电机最大工作频率来进行设置，比如，可以为电机最大工作频率的10％，比如频率降低一个等级，则可以在当前工作频率基础上降低10％，等等，以此类似。

优选地，所述空调水***泵阀一体控制装置包括定时单元72，用于设定定时，当定时到达时唤醒控制器工作。一般说来，在泵组变频控制器65输出调整变频时，向定时单元72写入定时时长，定时单元72的定时时长可以设为固定值，比如设为默认定时时长5－30分钟，但由于中央空调***的末端具有多样性，安装环境复杂，设为固定值并不能起到最佳节能效果。

优选地，定时单元72的定时时长可以自适应设置，包括：

T_f＝T_p×β

其中，T_f表示本次定时时长，T_p表示默认定时时长，β表示时长调整因子，C表示可能的最不利环路数量，K表示最不利环路的开度值，K1表示第一开度阀值，K2表示第二开度阀值，K1>K2。

上述β的公式中，如果可能的最不利环路数量超过2个，则将时长调整因子设置为0.5；如果可能的最不利环路数量为1个且该最不利环路的开度值介于K1与K2之间，则时长调整因子设置为1，此时处于一个相对较长的定时时长，在该定时时长过程中，本发明控制器停止工作，当定时时长到达时控制器才被唤醒；如果可能的最不利环路数量为1个且该最不利环路的开度值大于K1或者小于K2，则时长调整因子设置为0，也即是是没有定时，立马进行下一轮的能量阀信息获取并进行后续过程，直到最不利环路开度值达到较合适的区间，即[K2，K1]区间。

本发明基于智能能量阀，能够准确和方便地获取阀体的开度信息，从智能能量阀获取阀位开度值，根据各环路开度值确定最不利环路，根据最不利环路的开度值计算调整频率，使水泵电机根据调整频率运转，本发明以最不利环路为依据，对水泵进行变频控制，使最不利环路的开度值达到较合理的开度范围，并且本发明周期性重复，使得各个环路流量和负荷按需分配，达到最优的节能效果。

本发明空调水***泵阀一体控制方法，如图5所示，包括：

步骤A、通过各智能能量阀获取各环路开度值

步骤B、根据各环路开度值确定最不利环路

步骤C、根据最不利环路的开度值计算调整频率

步骤D、将调整频率发送给水泵的电机

步骤E、水泵根据调整频率泵送供水

所述智能能量阀连接在供水支管上或\和回水支管上。所述智能能量阀是能够提供阀位、能耗、流量、温差信息等的智能水阀的总称，相对于二通阀，其能够向控制中心发送阀位、能耗、流量、温差信息等，是现代中央空调实现智能监控的核心节点。通过智能能量阀能够准确控制本环路或末端的负荷、流量、温差，起到按需分配的作用。

本发明控制器与智能能量阀之间既可以通过485总线相连接，也可以通过网线(双绞线、同轴电缆或者光缆)相连接。

所述根据各环路开度值确定最不利环路采用以下方式：选取各个智能能量阀的阀位开度值中最大的环路认为该环路为可能的最不利环路，如果可能的最不利环路为一个时，则该环路为最不利环路。

优选地，当存在两个或两个以上的可能的最不利环路时，根据智能能量阀远近位置确定最不利环路，即选择智能能量阀离水泵更远的环路为最不利环路。

一般说来，在安装智能能量阀时，会将智能能量阀的编号及安装位置记录下来，本实施例中，将智能能量阀的编号及对应的安装位置记录存入控制器的存储区，当两个或两个以上的可能的最不利环路时，可以根据智能能量阀的编号查找对应的安装位置，以便确定哪个智能能量阀离水泵更远，从而确定最不利环路。

所述根据最不利环路的开度值调整变频幅度，包括如果最不利环路的阀位开度值超过第一开度阀值K1，则提高一个频率等级，如果最不利环路的阀位开度值第二开度阀值K2，则降低一个频率等级；如果最不利环路的阀位开度值在第二阀值K2与第一阀值K1之间，则频率等级不做变化。上述第一开度阀值K1大于第二开度阀值K2。第一开度阀值K1可以设置值的范围为85％－100％，第二开度阀值K2可以设置的值范围为75％－90％，优选地，将K1设置为90％，将K2设置为85％。

一个等级的频率具体为多少，可根据具体情况而定，典型地，可以根据电机最大工作频率来进行设置，比如，可以为电机最大工作频率的10％，比如频率降低一个等级，则可以在当前工作频率基础上降低10％，等等，以此类似。优选地，在步骤C之后包括启动定时的步骤，用于设定定时，当定时到达时启动下一次操作，即重复步骤A－E。

定时时长可以设为固定值，比如设为默认定时时长5－30分钟，但由于中央空调***的末端具有多样性，安装环境复杂，设为固定值并不能起到最佳节能效果。

优选地，定时的时长可以自适应设置，包括：

T_f＝T_p×β

其中，T_f表示本次定时时长，T_p表示默认定时时长，β表示时长调整因子，C表示可能的最不利环路数量，K表示最不利环路的开度值，K1表示第一开度阀值，K2表示第二开度阀值，K1>K2。

上述β的公式中，如果可能的最不利环路数量超过2个，则将时长调整因子设置为0.5；如果可能的最不利环路数量为1个且该最不利环路的开度值介于K1与K2之间，则时长调整因子设置为1，此时处于一个相对较长的定时时长，在该定时时长过程中，本发明控制器停止工作，当定时时长到达时控制器才被唤醒；如果可能的最不利环路数量为1个且该最不利环路的开度值大于K1或者小于K2，则时长调整因子设置为0，也即是是没有定时，立马进行下一轮的能量阀信息获取，即步骤A，并接着进行后续步骤，直到最不利环路开度值达到较合适的区间，即[K2，K1]区间。

本发明基于智能能量阀，能够准确和方便地获取阀体的开度信息，从智能能量阀获取阀位开度值，根据各环路开度值确定最不利环路，根据最不利环路的开度值计算调整频率，使水泵电机根据调整频率运转，本发明以最不利环路为依据，对水泵进行变频控制，使最不利环路的开度值达到较合理的开度范围，并且本发明周期性重复，使得各个环路流量和负荷按需分配，达到最优的节能效果。

本发明装置与方法在部分特征上具有相似性，具有相似性的特征的具体实现方式可以相互引证。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

以上所举实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所举实施例仅为本发明的优选实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.空调水***泵阀一体控制装置，包括控制器，其特征在于：所述控制器包括依次相连接的能量阀信息获取单元、最不利环路选择单元；所述能量阀信息获取单元与至少一个智能能量阀相连接，获取智能能量阀的阀位开度值；所述最不利环路选择单元根据各个智能能量阀的阀位开度值确定最不利环路，输出最不利环路的阀位开度值；所述泵组变频控制器根据最不利环路的阀位开度值计算调整频率，将调整频率发送给水泵的电机。

2.根据权利要求1所述空调水***泵阀一体控制装置，其特征在于：所述智能能量阀连接在供水支管上或\和回水支管上。

3.根据权利要求1所述空调水***泵阀一体控制装置，其特征在于：所述控制装置包括泵组变频控制器，根据最不利环路的阀位开度值计算调整频率，将调整频率发送给水泵的电机；所述泵组变频控制器采用以下方式之一设置：设置于控制器之中，与最不利环路选择单元相连接；或者设置于控制器与水泵之间；或者设置于水泵之中。

4.根据权利要求1所述空调水***泵阀一体控制装置，其特征在于：所述最不利环路选择单元根据各个智能能量阀的阀位开度值确定最不利环路，包括各个智能能量阀的阀位开度值中最大的环路认为该环路为可能的最不利环路，如果可能的最不利环路为一个时，则该环路为最不利环路；当可能的最不利环路存在两个或两个以上时，根据智能能量阀远近位置确定最不利环路，即选择智能能量阀离水泵更远的环路为最不利环路。

5.根据权利要求1所述空调水***泵阀一体控制装置，其特征在于：所述泵组变频控制器根据最不利环路的阀位开度值计算调整频率包括如果最不利环路的阀位开度值超过第一开度阀值K1，则提高一个频率等级，如果最不利环路的阀位开度值第二开度阀值K2，则降低一个频率等级；如果最不利环路的阀位开度值在第二阀值K2与第一阀值K1之间，则频率等级不做变化。

6.根据权利要求1所述空调水***泵阀一体控制装置，其特征在于：所述控制装置包括定时单元，与控制器相连接，用于设定定时，当定时到达时唤醒控制器工作；定时的时长自适应设置，包括：

T_f＝T_p×β

其中，T_f表示本次定时时长，T_p表示默认定时时长，β表示时长调整因子，C表示可能的最不利环路数量，K表示最不利环路的开度值，K1表示第一开度阀值，K2表示第二开度阀值，K1>K2。

7.空调水***泵阀一体控制方法，其特征在于：包括通过各智能能量阀获取各环路开度值；根据各环路开度值确定最不利环路；根据最不利环路的开度值计算整频率，将调整频率发送给水泵的电机。

8.根据权利要求7所述空调水***泵阀一体控制方法，其特征在于：所述根据各环路开度值确定最不利环路包括：选取各个智能能量阀的阀位开度值中最大的环路认为该环路为可能的最不利环路，如果可能的最不利环路为一个时，则该环路为最不利环路；当可能的最不利环路存在两个或两个以上时，根据智能能量阀远近位置确定最不利环路，即选择智能能量阀离水泵更远的环路为最不利环路。

9.根据权利要求7所述空调水***泵阀一体控制方法，其特征在于：所述根据最不利环路的开度值计算整频率，包括如果最不利环路的阀位开度值超过第一开度阀值K1，则提高一个频率等级，如果最不利环路的阀位开度值第二开度阀值K2，则降低一个频率等级；如果最不利环路的阀位开度值在第二阀值K2与第一阀值K1之间，则频率等级不做变化。

10.根据权利要求7所述空调水***泵阀一体控制方法，其特征在于：在将调整频率发送给水泵的电机后，开启定时，当定时到达时启动下一次操作，即重复上述步骤；定时的时长自适应设置，包括：

T_f＝T_p×β

其中，T_f表示本次定时时长，T_p表示默认定时时长，β表示时长调整因子，C表示可能的最不利环路数量，K表示最不利环路的开度值，K1表示第一开度阀值，K2表示第二开度阀值，K1>K2。