CN101440988A - 中央空调均衡送风动态调节方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中央空调均衡送风动态调节方法及装置，属于空调均衡送风技术；旨在提供一种动态调节送风量的方法及装置。其方法是通过对各空调区域实际温度及回风主干道回风温度的采集，算出回风温差及回风温度偏差，然后进行逻辑判断，输出控制量并对送风机和电动风门进行自动调节控制。其装置包括送风机和电动风门；回风主干道中的回风温度传感器(6)与控制器(7)电连接，该控制器通过变频器(8)与送风机(1)电连接；各空调区域中的温度传感器(5)各自通过采集执行单元(4)与控制器(7)电连接，各电动风门(2)与各自对应的采集执行单元(4)电连接。本发明主要用于调节中央空调送风量的调节。
Description
技术领域：本发明涉及一种中央空调均衡送风的调节方法，尤其涉及一种中央空调均衡送风的动态调节方法；本发明还涉及一种实现该方法的装置。
背景技术：在建筑物中央空调系统中，往往采用风机将室外新鲜空气作降温(升温)处理、或采用空气处理机将室外新鲜空气和室内回风作降温(升温)处理，加压后通过送风风道输送到各个末端的空调区域，从而达到改善工作环境、提高舒适度的目的。然而，在实际运行过程中，由于各个空调区域的负荷情况不一致以及各个送风支路的风阻不同，致使各空调区域的空调效果不一致。空调送风不均衡的现象会导致空调冷(热)量分配不合理，造成某些空调区域冷(热)量过剩或不足；另外，冷(热)量分配不合理还会造成大量的能量浪费。
为解决上述问题，最常用的办法是加大空调送风机的流量和扬程，但这仍会产生冷(热)不均以及造成更大的电能浪费。在工程实践中，为了实现均衡送风，往往采用手动调节风门的方式来调节管路阻力和流量，但这种静态均衡送风的调节方法仍无法保证空调区域负荷动态变化的要求。这是由于现代建筑内部功能的复杂性、多样性及负荷的时变性，各空调区域对冷(热)量的需求量是动态变化的，加之各空调区域出现最大负荷的时刻也不相同等诸多因素的影响；因此即使做到了各个区域送风风压的平衡，各个区域的空调效果依然达不到平衡；一些区域末端负荷的变化，必然会使空调系统冷(热)量需求情况发生变化，从而破坏空调系统送风的均衡性。
由此可见，空调系统送风不均衡的现象十分普遍，它是随机变化的、动态的，只有按照负荷的变化对送风量进行动态调节才能真正有效解决均衡送风的问题。
发明内容：针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种中央空调均衡送风动态调节方法，该方法可保障各分支送风道中的风量分配能够满足各空调区域冷量或热量的需求；本发明的目的还在于提供一种实现该方法的装置。
为了实现上述目的，本发明所提供的方法采用以下技术方案：包括数据采集、数据处理、逻辑判断、控制量输出、调节控制；通过对各空调区域实际温度以及回风主干道中回风温度的采集，计算出各空调区域的回风温差以及回风主干道中的回风温度偏差，根据上述温度差值进行逻辑判断，输出控制量，根据该控制量由控制器通过变频器对送风机进行自动调节控制、由各采集执行单元对设置在各分支送风道处的电动风门进行自动调节控制；具体方法如下：
(1)数据采集，由设置在各空调区域的温度传感器将采集到的某空调区域的实际温度tn通过对应的采集执行单元传送给控制器，由设置在回风主干道中的回风温度传感器将采集到的回风温度to传送给控制器；
(2)数据处理，控制器根据上述数据分别按下列公式计算出某空调区域的回风温差Δtn、以及回风主干道中的回风温度偏差Δt′：
Δtn＝tn-to
Δt′＝to-to′
在上述公式中，
n——空调区域的个数；
to′——设定的回风温度；
(3)逻辑判断，控制器根据步骤(1)采集到的数据以及步骤(2)的计算结果按以下三种情况进行逻辑判断：
①当系统各空调区域之间的负荷需要保持一致时，根据某空调区域的回风温差Δtn确定电动风门的控制量：若Δtn<0，则表明该空调区域的供风量过剩(或不足)，需要减小(或增大)该空调区域的供风量；反之，则表明该空调区域的供风量不足(或过剩)，需要增大(或减小)该空调区域的供风量；若Δtn≈0，则表明该空调区域的供风量平衡，不需调节该空调区域的供风量；
②当系统总送风量与各空调区域的负荷总量需要保持平衡时，根据回风温度偏差Δt′确定送风机的控制量：若Δt′<0，则表明系统总送风量过剩(或不足)，需要减小(或增大)系统总送风量；反之，则表明系统总送风量不足(或过剩)，需要增大(或减小)系统总送风量；若Δt′≈0，则表明系统总送风量与各空调区域的负荷总量基本平衡；
③当系统各空调区域的负荷发生动态变化时，根据回风温度偏差Δt′以及某空调区域的回风温差Δtn来同时确定送风机和电动风门的控制量：若Δt′<0，则表明系统总送风量过剩(或不足)，需要减小(或增大)系统总送风量；反之，则表明系统总送风量不足(或过剩)，需要增大(或减小)系统总送风量；若Δt′≈0，则表明系统总送风量与各空调区域的负荷总量基本平衡；与此同时，还要再按情况①进行判断并确定电动风门的控制量；
(4)控制量输出和调节控制，控制器将控制量传送给采集执行单元并对电动风门进行自动调节控制，使各分支送风道中的送风量与各空调区域的负荷需求相匹配，直至各空调区域的温度趋于一致或满足预先设定的温度要求；以此同时，控制器根据控制量通过变频器对送风机进行自动调节控制，改变送风机的供风量，直至回风主干道中的回风温度to与设定的回风温度to′趋于一致。
为了实现上述方法，本发明所提供的装置采用以下技术方案：它包括送风机、设置在各分支送风道上的电动风门；回风主干道中设有与控制器电连接的回风温度传感器，控制器通过变频器与送风机电连接；设置在各空调区域中的温度传感器各自通过采集执行单元与控制器电连接，各电动风门与各自对应的采集执行单元电连接。
在所述各分支送风道的风口处设有风压传感器，各风压传感器与对应的采集执行单元电连接。
与现有技术比较，本发明由于采用了上述技术方案，将各分支送风道中风量的均衡调节与送风机总输出风量调节有机的结合起来，在实现各个分支风道送风均衡分配的同时还实现了系统总送风量按需供给，因此不仅有效降地减少了空调系统的能量浪费，而且还解决了传统中央空调送风系统因送风不均衡而造成某些空调区域冬天不热、夏天不冷的问题。
附图说明：
图1是本发明的原理示意图。
图中：送风机1 电动风门2 风压传感器3 采集执行单元4温度传感器5 回风温度传感器6 控制器7 变频器8
具体实施方式：下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明：
以夏季制冷为例，本发明提供的方法具体如下：
(1)数据采集，由设置在各空调区域的温度传感器将采集到的各空调区域实际温度t1、t2……通过与所述各空调区域对应的采集执行单元传送给控制器，由设置在回风主干道中的回风温度传感器将采集到的回风温度to传送给控制器；
(2)数据处理，控制器根据上述数据分别按下列公式计算出各空调区域的回风温差Δt1、Δt2……以及回风主干道中的回风温度偏差Δt′：
Δt1＝t1-to
Δt2＝t2-to
Δtn＝tn-to
Δt′＝to-to′
(3)逻辑判断，控制器根据步骤(1)采集到的数据以及步骤(2)的计算结果按以下三种情况进行逻辑判断：
①当系统各空调区域之间的温度需要保持一致时，根据各空调区域的回风温差Δt1、Δt2……确定电动风门的控制量：若某空调区域的回风温差Δtn<0，则表明该空调区域的供风量过剩，需要适度关小设置在该空调区域的分支送风道中的电动风门，以减小供风量；反之，则表明该空调区域的供风量不足，需要增大设置在该空调区域的分支送风道中的电动风门，以增大供风量；若Δtn≈0，则表明该空调区域的供风量平衡，不需调节该空调区域的供风量。经过上述多次调节直至各空调区域的实际温度t1、t2……逐渐趋于一致，从而使得各空调区域所获得的制冷量大致相等，最终达到各空调区域温度均衡的目的。
②当系统总送风量与各空调区域的负荷总量需要保持平衡时，根据回风温度偏差Δt′确定送风机的控制量：若Δt′<0，则表明系统总送风量过剩，能量供给超过了各空调区域需求的制冷量总和，需要降低送风机的运行频率以减小系统的送风总量，减小能量浪费；反之，则表明系统总送风量不足，不能满足各空调区域的制冷量总和的需求，需要升高送风机的运行频率以增大系统的送风总量，满足制冷需求；若Δt′≈0，则表明系统总送风量与各空调区域需求的制冷量总和基本平衡，送风机运行频率应当保持不变。
③当系统各空调区域的负荷发生动态变化时，根据回风温度偏差Δt′以及某空调区域的回风温差Δtn来同时确定送风机和电动风门的控制量：若Δt′<0，则表明系统总送风量过剩，能量供给超过了各空调区域需求的制冷量总和，需要降低送风机的运行频率以减小系统送风总量，减小能量浪费；反之，则表明系统总送风量不足，不能满足各空调区域的制冷量总和的需求，需要升高送风机的运行频率以增大系统送风总量；若Δt′≈0，则表明系统总送风量与系统负荷总量基本平衡；在此基础上，还要再按情况①进行判断并确定电动风门的控制量。这是因为：
当系统处于稳定运行过程时，若某空调区域的负荷发生变化必然会引起该空调区域的分支送风道中的风量需求发生变化，因此不仅需要对送风机的运行频率进行调节控制以维持系统总送风量与负荷总量保持平衡，而且还要再按情况①进行判断并对电动风门的开度进行调节控制。比如：当某空调区域的人员减少时，该空调区域的实际温度tn会下降，制冷量需求随之减少，回风主干道中的回风温度to也会随之下降；同理，当某空调区域的人员增加时，该空调区域的实际温度tn会升高，制冷量需求随之增大，回风主干道中的回风温度to也会随之上升；当某空调区域的人员转移到其它空调区域时，系统总送风量与负荷总量虽然仍然保持平衡，但各空调区域间的实际温度t1、t2……却发生了变化，制冷量需求随之也会发生变化。
(4)控制量输出和调节控制，控制器将控制量传送给采集执行单元并由其对电动风门的开度进行自动调节控制，使各分支送风道中的送风量与各空调区域的制冷需求相匹配，直至各空调区域的实际温度趋于一致或满足预先设定的温度要求；与此同时，控制器根据控制量通过变频器对送风机进行自动调节控制，改变送风机的供风量，直至回风主干道的回风温度to与设定的回风温度to′趋于一致。
本发明所提供的装置如图1所示：回风主干道中设有与控制器7电连接的回风温度传感器6，控制器7通过变频器8与送风机1电连接；设置在各空调区域中的温度传感器5各自通过采集执行单元4与控制器7电连接，设置在各分支送风道上的电动风门2与各自对应的采集执行单元4电连接。在所述各分支送风道的风口处设有风压传感器3，各风压传感器3与对应的采集执行单元4电连接。当送风压力小于设定值时，风压传感器3通过控制器7发出报警信号。
Claims (3)
1.一种中央空调均衡送风动态调节方法，包括数据采集、数据处理、逻辑判断、控制量输出、调节控制；其特征在于：通过对各空调区域实际温度以及回风主干道中回风温度的采集，计算出各空调区域的回风温差以及回风主干道中的回风温度偏差，根据上述温度差值进行逻辑判断，输出控制量，根据该控制量由控制器通过变频器对送风机进行自动调节控制、由各采集执行单元对设置在各分支送风道处的电动风门进行自动调节控制；具体方法如下：
(1)数据采集，由设置在各空调区域的温度传感器将采集到的某空调区域的实际温度tn通过对应的采集执行单元传送给控制器，由设置在回风主干道中的回风温度传感器将采集到的回风温度to传送给控制器；
(2)数据处理，控制器根据上述数据分别按下列公式计算出某空调区域的回风温差Δtn、以及回风主干道中的回风温度偏差Δt′：
Δtn＝tn-to
Δt′＝to-to′
在上述公式中，
n——空调区域的个数；
to′——设定的回风温度；
(3)逻辑判断，控制器根据步骤(1)采集到的数据以及步骤(2)的计算结果按以下三种情况进行逻辑判断：
①当系统各空调区域之间的负荷需要保持一致时，根据某空调区域的回风温差Δtn确定电动风门的控制量：若Δtn<0，则表明该空调区域的供风量过剩(或不足)，需要减小(或增大)该空调区域的供风量；反之，则表明该空调区域的供风量不足(或过剩)，需要增大(或减小)该空调区域的供风量；若Δtn≈0，则表明该空调区域的供风量平衡，不需调节该空调区域的供风量；
②当系统总送风量与各空调区域的负荷总量需要保持平衡时，根据回风温度偏差Δt′确定送风机的控制量：若Δt′<0，则表明系统总送风量过剩(或不足)，需要减小(或增大)系统总送风量；反之，则表明系统总送风量不足(或过剩)，需要增大(或减小)系统总送风量；若Δt′≈0，则表明系统总送风量与各空调区域的负荷总量基本平衡；
③当系统各空调区域的负荷发生动态变化时，根据回风温度偏差Δt′以及某空调区域的回风温差Δtn来同时确定送风机和电动风门的控制量：若Δt′<0，则表明系统总送风量过剩(或不足)，需要减小(或增大)系统总送风量；反之，则表明系统总送风量不足(或过剩)，需要增大(或减小)系统总送风量；若Δt′≈0，则表明系统总送风量与各空调区域的负荷总量基本平衡；与此同时，还要再按情况①进行判断并确定电动风门的控制量；
(4)控制量输出和调节控制，控制器将控制量传送给采集执行单元并对电动风门进行自动调节控制，使各分支送风道中的送风量与各空调区域的负荷需求相匹配，直至各空调区域的温度趋于一致或满足预先设定的温度要求；以此同时，控制器根据控制量通过变频器对送风机进行自动调节控制，改变送风机的供风量，直至回风主干道中的回风温度to与设定的回风温度to′趋于一致。
2.一种实现权利要求1所述的中央空调均衡送风动态调节方法的装置，包括送风机、设置在各分支送风道上的电动风门；其特征在于：回风主干道中设有与控制器(7)电连接的回风温度传感器(6)，控制器(7)通过变频器(8)与送风机(1)电连接；设置在各空调区域中的温度传感器(5)各自通过采集执行单元(4)与控制器(7)电连接，各电动风门(2)与各自对应的采集执行单元(4)电连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：在所述各分支送风道的风口处设有风压传感器(3)，各风压传感器(3)与对应的采集执行单元(4)电连接。
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