CN102003376A

CN102003376A - 混水泵系统及其控制方法

Info

Publication number: CN102003376A
Application number: CN2010105269815A
Authority: CN
Inventors: 刘明生
Original assignee: HUNAN BAISHIDE ENERGY ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Best Energy Environmental Protection Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2010-11-01
Filing date: 2010-11-01
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2030-11-01
Also published as: CN102003376B

Abstract

本发明公开了混水泵系统，包括控制阀、循环泵单元、混水泵单元、第一温度传感器、压力传感器和包括阀门模块、循环泵模块和混水泵模块的控制系统，第一温度传感器设置在进水管或回水管，压力传感器两端分别设置在进水管和回水管，混水单元的出水侧与进水管相连，进水侧与回水管相连。还公开了混水泵系统的控制方法：根据温度传感器的数值与设定温度值的比较结果，调节或维持混水泵的流量；根据压力传感器的数值与设定压力值的比较结果，调节或维持控制阀的开启度或循环泵的流量大小。有益效果是：采用了混水泵单元及混水泵模块，使区域回路能够充分利用供回水温度；采用了控制阀、循环泵单元、阀门模块和循环泵模块，充分利用了区域回路压差。

Description

混水泵系统及其控制方法

【技术领域】

本发明涉及泵系统及其控制方法领域，尤其涉及一种混水泵系统及其控制方法。

【背景技术】

在集中供热和供冷、校园供热和供冷系统甚至小型锅炉系统中，混水是一种常见的形式。在中央和/或区域供冷系统中，要求回水温度高于最低温度值，这可提高冷却装置的工作效率，减少泵能耗，避免终端用户的成本损失。在中央和/或区域供热系统中，要求终端用户的供水温度低于一定的值。对于一些小型锅炉系统，要求采用最低回水温度，以防止锅炉表面出现冷凝。为满足这些要求，人们已开发出并实施了一些工程系统和方法。

最常见的系统和方法是在供水和回水管上安装上两个自动阀、带或不带变频器的循环泵和连接在循环泵入口处和回水管自动阀后的旁通管。为了使回水能返回到供水管，供水管上的自动阀必须消耗掉中央系统提供的压差。因此，循环泵必须提供建筑物回路中水循环所需的全部能量，这将会导致大量的能量浪费。

理想状态下,供热或供冷系统的设计应充分利用已有正压差。但是，目前尚未有能提供此类解决方案的方法或系统。因此，本发明的目的在于改善混水系统及其控制系统，并能充分利用区域系统提供的压差，从而达到节能的目的。

【发明内容】

本发明提供了混水泵系统及其控制方法，以解决以下几个技术问题：1.区域系统压差利用不充分，循环泵不节能；2.区域供水和回水的温度利用不充分；3.供水和回水温度控制不灵活。

为了解决上述技术问题，本发明采用了混水泵系统，包括进水管、回水管、控制阀、循环泵单元、第一温度传感器、压力传感器和控制系统，子回路或者终端用户分别与所述进水管和回水管连接，所述控制阀安装在所述进水管或回水管，所述循环泵单元安装在进水管，所述第一温度传感器设置在进水管或回水管，所述压力传感器两端分别设置在进水管和回水管，所述控制系统包括调节循环泵单元流量大小的循环泵控制模块，还包括混水泵单元，所述混水泵单元包括变频器、与所述变频器连接的混水泵、与所述混水泵串联的混水止回阀，所述控制系统还包括阀门模块和混水泵控制模块，所述混水单元的出水侧与所述进水管相连，进水侧与所述回水管相连，所述阀门模块根据所述压力传感器的数值与设定压力值的比较结果，调节控制阀的开启度；所述混水泵控制模块根据所述第一温度传感器的数值与设定温度值的比较结果，调节所述混水泵的流量。

为了进一步解决上述技术问题，还采用以下技术方案，

所述混水单元的出水侧与循环泵单元的进水侧相连。

如果设置在所述进水管的温度传感器的数值低于设定温度值，则通过混水泵模块降低所述混水泵的流量，如果设置在所述进水管的温度传感器的数值高于设定温度值，则通过混水泵提高所述混水泵的流量。

还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器安装在没有安装所述第一温度传感器的所述进水管或回水管上，若设置在所述回水管的温度传感器的数值低于设定温度值，则通过混水泵模块提高所述混水泵的流量，若高于设定温度值，则通过混水泵模块降低所述混水泵的流量。

为了解决上述技术问题，本发明还采用了对所述的混水泵系统进行控制的混水泵系统控制方法，包括以下步骤：

A.根据所述温度传感器的数值与所述设定温度值的比较结果，调节或维持所述混水泵的流量；

B.根据所述压力传感器的数值与所述设定压力值的比较结果，调节或维持所述控制阀的开启度或所述循环泵的流量大小。

为了进一步解决上述技术问题，还采用以下技术方案：

所述步骤B还包括：

B-1.若所述压力传感器的数值大于所述设定压力值，则降低所述循环泵的泵流量；

B-2.若所述压力传感器的数值大于所述设定压力值且所述循环泵的流量为零，则降低所述控制阀的开启度；

B-3.若所述压力传感器的数值小于所述设定压力值，则提高控制阀的开启度；

B-4.若所述压力传感器的数值低于所述设定压力值且所述控制阀处于最大开启度，此时，则提高所述循环泵的泵流量。

所述步骤A还包括：

若设置在所述进水管的温度传感器的数值低于设定温度值，则降低所述混水泵的流量，若高于设定温度值，则提高所述混水泵的流量。

所述步骤A还包括：若设置在所述回水管的温度传感器的数值低于设定温度值，则提高所述混水泵的流量，若高于设定温度值，则降低所述混水泵的流量；若设置在所述进水管的温度传感器的数值高于设定温度值，则发出警报。

本发明的有益效果是：由于采用了混水泵单元及混水泵模块，使得区域回路能够充分利用供水和回水温度，灵活的调节供水或者回水温度；由于采用了控制阀、循环泵单元、阀门模块和循环泵模块，从而充分利用了区域回路压差，降低了循环泵的能耗；将混水泵单元的出水侧设置在循环泵单元的入水侧，大大降低了混水泵所需要的工作压差，进而节省了混水泵的能耗。

【附图说明】

图1为混水泵系统图；

图2为混水泵系统的控制系统的组成框图。

图3为循环泵及控制阀的控制流程图。

【具体实施方式】

以下将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

混水泵系统，包括进水管100、回水管009、终端用户或者子回路或者建筑物回路U、控制阀101、设置在进水管的温度传感器110、设置在回水管的温度传感器109、压力传感器111、循环泵单元和混水泵单元。

控制阀 101 安装在供水管上，也可以安装在回水管上。阀门的安装位置对阀门的性能及其控制序列没有影响。

其中压力传感器111一端设置在进水管端、另一端设置在回水管端，其用以检测子回路或者终端用户或者建筑物回路两端的压力差。

循环泵单元包括：循环泵103、控制循环泵103的变频器104、与循环泵出水侧串连的第一止回阀105、第二止回阀102，其中第二止回阀的一端与循环泵102的进水侧连接，另一端与第一止回阀105的出水侧连接；第二止回阀 102 用于防止当循环泵 103 启动时水的回流。如果止回阀使用了电动双位阀，则当循环泵关闭时必须完全打开它，反之亦然。如果安装了多个泵，必须配有止回阀 105，以防止水从未工作的循环泵倒流。如果只安装一个泵，可不配止回阀。可使用电动双位阀替换止回阀 105。第二止回阀102的作用在于，当子回路或者终端用户的压差足够，循环泵不需要工作，则水从第二止回阀102通过。

混水泵单元包括：混水泵107、控制混水泵107的变频器106、串联在混水泵出水侧的混水止回阀108。可使用电动双位阀替换止回阀 108。如果使用了电动双位阀，当泵关闭时必须关闭该阀。混水单元可以使用多个混水泵 107并联而成，如果使用了多个混水泵，每个混水泵支路必须安装止回阀或电动双位阀，以防止水从未工作的混水泵倒流进回水管。

混水泵单元的出水侧设置在循环泵单元的进水侧，因为在循环泵单元工作时，循环泵出水侧的水压比进水侧的水压要大，如果混水泵单元的出水侧设置在循环泵的出水侧，混水泵则要克服更大的压差才能工作。当然，混水泵单元的出水侧设置在循环泵单元的出水侧也在本发明的保护之中。

安装供水温度传感器110，用于监视实时供水温度。安装回水温度传感器 109，用于监视实时回水温度，也可以将回水温度传感器109安装在主回水管上。建筑物回路压差由压差传感器 111 监视，也可以将此传感器安装在回路的尾端或用户指定的位置。

每个控制设备控制阀101、循环泵103 和混水泵107的两侧需要安装隔离阀，这些隔离阀只用于维修之用，在附图中未标出。

混水泵控制系统由三个控制模块阀门模块、循环泵模块和混水泵模块组成。阀门模块可调节阀门101，以维持所需的建筑物回路或子回路压力要求。循环泵模块可调节泵速度，以维持回路所需压差。

阀门模块与循环泵模块是相配合工作的。当压力传感器111测量得到的回路压力高于设定压力值，则首先通过循环泵模块降低循环泵的转速，如果循环泵的转速降低至零，回路压力值仍高于设定压力值，则通过阀门模块关小阀门101。当压力传感器111测量得到的回路压力低于设定压力值，则首先通过阀门模块增加控制阀的开启度，如果阀门101全开且压差仍低于所需值，循环模块会被激活，阀门101保持在全开位置。这样能最大地节省循环泵的能耗。

混水泵模块是通过传感器探测得的温度值和所需的设定温度值比较来控制混水泵的转速。

对于供冷系统，可以分别在供水管和回水管安装传感器110和109，如果传感器 109探测的回水温度低于某个设定值T1，则加快混水泵107的转速，即提高混水泵的泵流量，反之亦然。如果传感器 110 测量的供水温度高于某个设定值T2，不能保证终端用户的舒适或者系统的安全时，此时则发出警报。也可以只在供水管安装传感器110，如果传感器 110探测得到的供水温度低于的某个设定值T1，则加快混水泵107的转速，反之依然。也可以只在回水管安装传感器109，但是只在供水管或回水管安装温度传感器的效果没有在两处都安装传感器的效果好。

对于供热系统，通常要求控制供水温度。这种情况下，如果传感器 110 测量的供水温度低于所需的设定值，变频器106会减慢混水泵107的马达运转速度，即降低混水泵的流量，反之亦然。另一种方案是检测控制回水温度，如果传感器109测量的回水温度低于设定温度值，则减慢混水泵107的运转速度，如果高于设定温度值，则加快混水泵107的运转速度。

混水泵系统的控制方法如下：

如图3所示，循环泵单元的控制方法如下：

步骤S1.判断压力传感器的数值是否小于设定的压力值，若是则执行步骤S2，若否则执行步骤S5。

步骤S2.判断控制阀的开启度是否达到最大，若是则执行步骤S4，若否则执行步骤S3。

步骤S3.如果控制阀的开启度不是最大，则提高控制阀的开启度。这样可以在增加回路压差的同时，节省循环泵的工作能耗。

步骤S4.如果控制阀的开启度是最大，则提高循环泵的流量，并执行步骤S1。

步骤S5.判断压力传感器的数值是否大于设定的压力值，若是则执行步骤S6，若否则执行步骤S9。

步骤S6.判断循环泵是否工作，若是则执行步骤S6，若否则执行步骤S8，并执行步骤S5。

步骤S7.降低循环泵的流量。首先通过降低循环泵的流量，节省能耗。

步骤S8.降低控制阀的开启度。此时循环泵已经停止工作，只能通过降低控制阀的开启度来调节回路压差。

步骤S9.判断压力传感器的数值是否等于设定压力值，若是则执行步骤S10维持循环泵的流量和控制阀的开启度，若否则执行步骤S1。

步骤S10.维持循环泵的流量和控制阀的开启度不变。

混水泵的控制方法则如上文所述，此处不再赘述。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.混水泵系统，包括进水管、回水管、控制阀、循环泵单元、第一温度传感器、压力传感器和控制系统，子回路或者终端用户分别与所述进水管和回水管连接，所述控制阀安装在所述进水管或回水管，所述循环泵单元安装在进水管，所述第一温度传感器设置在进水管或回水管，所述压力传感器两端分别设置在进水管和回水管，所述控制系统包括调节循环泵单元流量大小的循环泵控制模块，其特征在于：

还包括混水泵单元，所述混水泵单元包括变频器、与所述变频器连接的混水泵、与所述混水泵串联的混水止回阀，所述控制系统还包括阀门模块和混水泵控制模块，所述混水单元的出水侧与所述进水管相连，进水侧与所述回水管相连，所述阀门模块根据所述压力传感器的数值与设定压力值的比较结果，调节控制阀的开启度；所述混水泵控制模块根据所述第一温度传感器的数值与设定温度值的比较结果，调节所述混水泵的流量。

2.如权利要求1所述的混水泵系统，其特征在于：所述混水单元的出水侧与循环泵单元的进水侧相连。

3.如权利要求1所述的混水泵系统，其特征在于：如果设置在所述进水管的温度传感器的数值低于设定温度值，则通过混水泵模块降低所述混水泵的流量，如果设置在所述进水管的温度传感器的数值高于设定温度值，则通过混水泵提高所述混水泵的流量。

4.如权利要求1所述的混水泵系统，其特征在于：还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器安装在没有安装所述第一温度传感器的所述进水管或回水管上，若设置在所述回水管的温度传感器的数值低于设定温度值，则通过混水泵模块提高所述混水泵的流量，若高于设定温度值，则通过混水泵模块降低所述混水泵的流量。

5.对如权利要求1所述的混水泵系统进行控制的混水泵系统控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的混水泵系统控制方法，其特征在于，所述步骤B还包括：

7.如权利要求5所述的混水泵系统控制方法，其特征在于，所述步骤A还包括：

8.如权利要求5所述的混水泵系统控制方法，其特征在于，所述步骤A还包括：若设置在所述回水管的温度传感器的数值低于设定温度值，则提高所述混水泵的流量，若高于设定温度值，则降低所述混水泵的流量；若设置在所述进水管的温度传感器的数值高于设定温度值，则发出警报。