CN104390321A - 中央空调系统及其水处理设备的控制装置和控制方法 - Google Patents

中央空调系统及其水处理设备的控制装置和控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中央空调系统及其水处理设备的控制装置和控制方法。水处理设备用于对中央空调系统中的水管道中的水进行水处理操作，以使其符合中央空调系统运行的要求。该控制装置包括：电导率测量仪，用于检测水管道中的水的电导率；以及控制器，用于在电导率大于或等于第一预定电导率阈值时，向水处理设备发送启动水处理操作的指令。根据本发明，能够通过监测实际运行参数来实现自动启动水处理设备的运行，从而有可能确保水管中的水质在一定范围之内，即确保不易于结垢。

Description

中央空调系统及其水处理设备的控制装置和控制方法
技术领域
本发明涉及中央空调系统，特别涉及中央空调系统的水处理设备的控制装置和控制方法。
背景技术
随着我国城镇化进程的发展，越来越多的大型公共建筑和住宅使用中央空调系统进行采暖和制冷，而中央空调系统中冷冻水管或采暖水管中的冷冻水或采暖水的水质对于制冷主机的高效运行非常重要。
当冷冻水或采暖水中含钙镁离子等较多时，容易结垢。一方面，结垢会影响冷冻水管或采暖水管的流通截面。另一方面，污垢一般为热的不良导体，不利于传热。
在一些中央空调系统中添加了水处理设备，用来对冷冻水管或采暖水管中的冷冻水或采暖水的水质进行调整。一般而言，可以通过在水管中添加缓蚀剂或阻垢剂(也可称为“药”或“药物”)例如磷酸盐，来防止结垢。通过添加缓蚀剂或阻垢剂来防止结垢的原理和方案在本领域是已知的。
目前，一般定期添加缓蚀剂或阻垢剂，按照一定的周期，定时或人工启动水处理设备来添加药物。
使用传统方法，由于未能很好地了解水质，不能判断何时需要加药，何时尚不需要加药。有可能水质已经变得非常容易结垢了，但是没有及时添加药物。也有可能水质尚好，还不易结垢，却过于频繁地启动了水处理操作添加了药物。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是提供一种中央空调系统及其水处理设备的控制装置和控制方法，其能够通过监测实际运行参数来实现自动启动水处理设备的运行，从而有可能确保水管中的水质在一定范围之内，即确保不易于结垢。
根据本发明的一个方面，提供了一种水处理设备的控制装置，水处理设备用于对中央空调系统中的水管道中的水进行水处理操作，以使其符合中央空调系统运行的要求，该控制装置包括：电导率测量仪，用于检测水管道中的水的电导率；以及控制器，用于在电导率大于或等于第一预定电导率阈值时，向水处理设备发送启动水处理操作的指令。
优选地，该控制装置还可以包括：在启动水处理操作之后，当电导率测量仪检测到的电导率降低到小于或等于第二预定电导率阈值时，控制器向水处理设备发送停止水处理操作的指令，第二预定电导率阈值小于第一电导率阈值。
优选地，水处理操作可以包括通过向水管道中添加药物，药物为缓蚀剂或阻垢剂，该控制装置还可以包括：药量累计装置，用于确定水处理设备向水管道中添加的药物累计量；以及报警装置，用于在水处理设备向水管道中添加的药物累计量大于或等于预定药量阈值时发出报警信号，其中，在启动水处理操作之后，当电导率测量仪检测到的电导率降低到小于或等于第二预定电导率阈值时，控制器还指令药量累计装置将累计量清零。
优选地，药量累计装置可以包括：计时装置，用于对水处理设备向水管道中添加药物的持续时间进行计时；或者药量计量装置，用于对水处理设备向水管道中添加的药物的量进行实时计量。
优选地，该控制装置还可以包括：通信模块，用于与远程控制设备进行通信，将电导率发送到远程控制设备，并从远程控制设备接收启动水处理设备的控制指令，并将控制指令发送给控制器。
根据本发明的另一个方面，提供了一种中央空调系统，包括：水管道；以及水处理设备，用于对中央空调系统的水管道中的水进行水处理，以降低水管道中的水的电导率；以及如权利要求1至5中任何一项的控制装置。
根据本发明的另一个方面，提供了一种水处理设备的控制方法，水处理设备用于对中央空调系统中的水管道中的水进行水处理操作，以使其符合中央空调系统运行的要求，该控制方法包括：获取水管道中的水的电导率；比较电导率和第一预定电导率阈值；以及当电导率大于或等于第一预定电导率阈值时，向水处理设备发送启动水处理操作的指令。
优选地，该控制方法还可以包括：当电导率降低到小于或等于第二预定电导率阈值时，向水处理设备发送停止水处理操作的指令，第二预定电导率阈值小于第一预定电导率阈值。
优选地，水处理操作可以包括通过向水管道中添加药物，药物为缓蚀剂或阻垢剂，该控制方法还可以包括：确定水处理设备向水管道中添加的药物累计量；当药物累计量大于或等于预定药量阈值时发出报警信号；以及当电导率降低到小于或等于第二预定电导率阈值时，将药物累计量清零。
优选地，确定药物累计量的步骤可以包括：对水处理设备向水管道中添加药物的持续时间进行计时；或者对水处理设备向水管道中添加的药物的量进行实时计量。
根据本发明，能够通过监测实际运行参数来实现自动启动水处理设备的运行，从而有可能确保水管中的水质在一定范围之内，即确保不易于结垢。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的水处理设备的控制装置的示意性方框图；
图2是根据本发明另一个实施例的水处理设备的控制装置的示意性方框图；
图3是根据本发明一个实施例的水处理设备的控制方法的示意性流程图；
图4是在启动水处理设备之后可以采用的进一步控制方法的示意性流程图。
具体实施方式
下面参考附图详细描述根据本发明的水处理设备的控制装置和控制方法以及中央空调系统。
导致水管道中的水结垢的主要因素在于水中存在的钙离子(Ca2+)和镁离子(Mg2+)。钙离子和/或镁离子浓度越大，越容易结垢。水处理操作的原理则正是通过在水中添加药物(缓蚀剂或阻垢剂，例如磷酸盐)，来降低钙离子和/或镁离子的浓度，从而减缓结垢的速度。
另一方面，随着钙离子和/或镁离子浓度的增大，水的电导率也会相应增加。因此，水的电导率可以在一定程度上反应水中的钙离子和/或镁离子的浓度。
本发明的发明人提出，可以基于对水的电导率的监测结果来决定是否执行水处理操作，即添加药物，以减小钙离子和/或镁离子的浓度。
图1示意性地示出了根据本发明一个实施例的水处理设备的控制装置。
如图1所示，中央空调系统除了包括水管道200、水处理设备300(以及在此没有示出的其它设备)之外，还包括控制装置100。其中，水处理设备300和控制装置100共同构成水处理系统。
水管道200可以是冷冻水管道或采暖水管道。
水处理设备300通过向水管道200中添加药物，一般为缓蚀剂或阻垢剂，例如磷酸盐，来执行水处理操作，以降低水中的钙离子和/或镁离子的浓度，如上所述，会相应地降低水的电导率。
该控制装置100包括电导率测量仪110和控制器120。
电导率测量仪110设置在水管道200附近，例如附在水管道200外壁上，或插入水管道200中，用于检测水管道中流动的水的电导率。
电导率测量仪110可以是电导率传感器或其它适于测量水管道200中的水的电导率的测量仪器。电导率测量仪110及其测量方法属于本领域已知，在此不再赘述。
控制器120根据(来自电导率测量仪110的)电导率来控制水处理设备300的开启。
当电导率大于或等于第一预定电导率阈值时，可以认为水管道中的水中的钙离子和/或镁离子浓度已经较大，比较容易产生结垢现象，需要启动水处理设备300执行水处理操作，即添加药物。
第一预定电导率阈值对应于水管道中的水中的钙离子和/或镁离子浓度较大的情况下，电导率将会呈现的数值。
此时，控制器120可以向水处理设备300发送指令，水处理设备300启动，开始对水管道200进行水处理操作，即添加药物。
通过监测电导率，从而了解水中的钙离子和/或镁离子的浓度，判定水管道中的水是否容易结垢，并在电导率大于或等于第一预定电导率阈值时，启动水处理操作，使得能够自动控制水处理设备300在必要时启动水处理操作。
在启动水处理操作之后，可以由操作人员根据实时监测的运行参数，例如电导率等，来决定是否及何时停止水处理操作，即停止加药。
或者，也可以由控制器120自动控制水处理操作的停止。例如，当电导率测量仪110检测到的电导率降低到小于或等于第二预定电导率阈值时，控制器120向水处理设备300发送停止水处理操作的指令。
第二预定电导率阈值小于第一预定电导率阈值。第二预定电导率阈值对应于水管道中的水中的钙离子和/或镁离子浓度较大的情况下，电导率将会呈现的数值。
通过设置代表水管道200中的水中的钙离子和/或镁离子浓度较小从而较不容易结垢的状态的第二预定电导率阈值，并且在电导率降低到小于或等于第二预定电导率阈值时，发出指令以停止水处理操作，可以在能够实现自动启动水处理操作的基础上，进一步实现自动停止水处理操作，进一步实现了水处理操作的自动化。
通过测量电导率，并且根据电导率来控制水处理设备300，可以自动控制水处理设备300的运行，从而有可能确保水管道200中的水中的钙离子和/或镁离子浓度在一定范围之内，以保证不容易结垢。
图2示意性地示出了根据本发明另一个实施例的水处理设备的控制装置。
除了如图1所示的控制装置100、水管道200、水处理设备300之外，中央空调系统还可以包括远程控制设备400。
同时，除了如图1所示的电导率测量仪110和控制器120，控制装置100还可以包括药量累计装置140、报警装置150以及通信模块160。
通信模块160与远程控制设备400进行通信，将电导率测量仪110所测量的电导率发送到远程控制设备400，并从远程控制设备400接收启动水处理设备300的控制指令，并将控制指令发送给控制器120。由此可以实现对水处理设备300的远程控制。
另一方面，药量累计装置140确定水处理设备300向水管道200中添加的药物累计量。
药量累计装置140可以包括计时装置(图中未示出)。计时装置对水处理设备300向水管道200中添加药物的持续时间进行计时。在此可以假定，水处理设备300向水管道200中添加药物的速度大致保持恒定。这样，添加药物的持续时间也就与所添加的药物累计量成正比。累计持续时间也就可以代表药物累计量。
或者，药量累计装置140可以包括药量计量装置(图中未示出)。药量计量装置对水处理设备300向水管道200中添加的药物的量进行实时计量，随时计量添加了多少药物(可以以体积计，也可以以质量(重量)计)，并且累计，从而可以得到药量累计量。
在启动水处理操作之后，当如上所述，电导率测量仪110检测到的电导率降低到小于或等于第二预定电导率阈值时，在指令停止水处理操作之外，控制器120还可以指令药量累计装置140将药物累计量清零，以便在下一次执行水处理操作时重新累计水处理操作的持续时间。
当药量累计装置140累计得到的药物累计量大于或等于预定药量阈值时，报警装置150发出报警信号。
预定药量阈值例如可以基于正常情况下执行水处理操作达到降低钙离子和/或镁离子浓度从而使得不易结垢的目的所需添加的药量来设置，例如可以设置为通常所需添加的药量的一定倍数，例如1.5倍或2倍。
这样，当添加了相当多(预定药量阈值)的药物之后，电导率仍然较高时，可能是水处理设备300或电导率测量仪110或其它设备出现了故障，也可能是水管道200中的钙离子和/或镁离子浓度过大，难以通过水处理设备200的水处理操作充分降低浓度，也可能是水中包含了其它导致电导率增大的物质，不能通过使用所添加药物来减小这种物质在水中的浓度。
此时，报警装置150发出报警信号，以提醒操作人员。操作人员可以选择采用其它方式进行水处理操作，或者进行检修。
通信模块160也可以将报警装置150发出的报警信号转发给远程控制设备400，以便在远程控制设备400处向执行远程控制的操作人员发出报警信号。
或者，药量累计装置140和报警装置150也可以直接设置在远程控制设备400处。
通过设置药量累计装置140和报警装置150，使得能够在水处理设备300不能够通过添加预定量的药物来实现目标的情况下，及时发出报警信号。
当报警装置150发出报警信号时，控制装置120可以向水处理设备300发出停止水处理操作的指令，从而停止水处理操作，等待操作人员的进一步处理。或者，控制装置120也可以不向水处理设备300发出停止水处理操作的指令。水处理设备300继续尝试向水管道200添加药物以进行水处理操作。
下面参考图3和4描述本发明的水处理设备的控制方法。
图3示意性地示出了根据本发明一个实施例的水处理设备的控制方法的流程图。
在步骤S100，获取水管道中的水的电导率。例如，电导率可以由电导率测量仪(例如电导率传感器)进行检测来获得。获取水管道中的水的电导率的仪器和方法已为本领域所已知。
在步骤S200，比较在步骤S100中获得的电导率和第一预定电导率阈值。
第一预定电导率阈值可以是预先设定的值。当电导率达到甚至超过第一预定电导率阈值时，可以认为水管道中的水中的钙离子和/或镁离子浓度已经较大，比较容易产生结垢现象，需要启动水处理设备执行水处理操作，即添加药物。
第一预定电导率阈值对应于水管道中的水中的钙离子和/或镁离子浓度较大的情况下，电导率将会呈现的数值。
当在步骤S200中判定电导率还小于第一预定电导率阈值时，返回步骤S100，继续监控电导率。
当在步骤S200中判定电导率已经大于或等于第一预定电导率阈值时，进入步骤S300。
在步骤S300，向水处理设备发送启动水处理操作的指令。
通过监测电导率，从而了解水中的钙离子和/或镁离子的浓度，判定水管道中的水是否容易结垢，并在电导率大于或等于第一预定电导率阈值时，启动水处理操作，添加药物(缓蚀剂或阻垢剂)，使得能够自动控制水处理设备在必要时启动水处理操作。
图4示意性地示出了在启动水处理设备之后可以采用的进一步控制方法的流程图。
在步骤S400，累计所添加的药物累计量。
在此，可以对水处理设备向水管道中添加药物的持续时间进行计时。在此可以假定，水处理设备向水管道中添加药物的速度大致保持恒定。这样，添加药物的持续时间也就与所添加的药物累计量成正比。累计持续时间也就可以代表药物累计量。
或者，也可以对水处理设备向水管道中添加的药物的量进行实时计量，随时计量添加了多少药物(可以以体积计，也可以以质量(重量)计)，并且累计，从而可以得到药量累计量。
在步骤S500，判断药物累计量是否大于或等于预定药量阈值。
预定药量阈值例如可以基于正常情况下执行水处理操作达到降低钙离子和/或镁离子浓度从而使得不易结垢的目的所需添加的药量来设置，例如可以设置为通常所需添加的药量的一定倍数，例如1.5倍或2倍。
这样，当添加了相当多(预定药量阈值)的药物之后，电导率仍然较高时，可能是水处理设备或电导率测量仪或其它设备出现了故障，也可能是水管道中的钙离子和/或镁离子浓度过大，难以通过水处理设备的水处理操作充分降低浓度，也可能是水中包含了其它导致电导率增大的物质，不能通过使用所添加药物来减小这种物质在水中的浓度。
此时，在步骤S600，发出报警信号。在这种情况下，可以继续执行水处理操作，直到操作人员发出相反指令，也可以停止执行水处理操作，等待操作人员处理。
如果药物累计量还小于预定药量阈值，则进入步骤S700。
在步骤S700，判断电导率是否已降低到小于或等于第二预定电导率阈值。
第二预定电导率阈值小于第一预定电导率阈值。第二预定电导率阈值对应于水管道中的水中的钙离子和/或镁离子浓度较大的情况下，电导率将会呈现的数值。
如果在步骤S700判定，电导率还没有降低到小于或等于第二预定电导率阈值，则表示水管道中的水中的钙离子和/或镁离子浓度仍然较大，仍然容易结垢。这种情况下，水处理设备继续执行水处理操作。而该控制方法则返回步骤S500继续累计所添加的药物累计量。
如果在步骤S700判定，电导率已经降低到小于或等于第二预定电导率阈值，则表示水管道中的水中的钙离子和/或镁离子的浓度已经较小，已经不易结垢。这种情况下，进入步骤S800，向水处理设备发送停止水处理操作的指令。
另一方面，还可以在步骤S900，将药物累计量清零，以便在下一次执行水处理操作时重新累计水处理操作的持续时间。
这里，两个判断步骤，步骤S500和步骤S700的执行顺序可以颠倒，也可以同时执行。不论以何种顺序执行这两个判断步骤和相应操作，同样都可以实现本发明的目的。
另一方面，根据需要，也可以只执行步骤S500和步骤S700中的任何一个判断步骤而不执行另一个判断步骤。
通过设置代表水管道200中的水中的钙离子和/或镁离子浓度较小从而较不容易结垢的状态的第二预定电导率阈值，并且在电导率降低到小于或等于第二预定电导率阈值时，发出指令以停止水处理操作，可以在能够实现自动启动水处理操作的基础上，进一步实现自动停止水处理操作，进一步实现了水处理操作的自动化。
通过累计向水管道中添加的药物累计量，并在药物累计量大于或等于预定药量阈值时发出报警信号，使得能够在水处理操作出现异常时，及时提醒操作人员，以便操作人员及时发现问题，并做出恰当的处理。
至此，已详细描述了根据本发明的水处理设备的控制装置和控制方法以及中央空调系统的具体实施例。然而本领域技术人员应该明白，本发明不限于这里描述的各种细节，而是可以做出适当的修改。本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种水处理设备的控制装置，所述水处理设备用于对中央空调系统中的水管道中的水进行水处理操作，以使其符合中央空调系统运行的要求，该控制装置包括：
电导率测量仪，用于检测所述水管道中的水的电导率；以及
控制器，用于在所述电导率大于或等于第一预定电导率阈值时，向所述水处理设备发送启动所述水处理操作的指令。
2.根据权利要求1所述的控制装置，还包括：
在启动水处理操作之后，当所述电导率测量仪检测到的电导率降低到小于或等于第二预定电导率阈值时，所述控制器向所述水处理设备发送停止水处理操作的指令，所述第二预定电导率阈值小于所述第一电导率阈值。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述水处理操作包括通过向所述水管道中添加药物，所述药物为缓蚀剂或阻垢剂，该控制装置还包括：
药量累计装置，用于确定所述水处理设备向所述水管道中添加的药物累计量；以及
报警装置，用于在所述水处理设备向所述水管道中添加的药物累计量大于或等于预定药量阈值时发出报警信号，
其中，在启动水处理操作之后，当所述电导率测量仪检测到的电导率降低到小于或等于第二预定电导率阈值时，所述控制器还指令所述药量累计装置将所述累计量清零。
4.根据权利要求3所述的控制装置，所述药量累计装置包括：
计时装置，用于对所述水处理设备向所述水管道中添加药物的持续时间进行计时；或者
药量计量装置，用于对所述水处理设备向所述水管道中添加的药物的量进行实时计量。
5.根据权利要求1所述的控制装置，还包括：
通信模块，用于与远程控制设备进行通信，将所述电导率发送到所述远程控制设备，并从所述远程控制设备接收启动所述水处理设备的控制指令，并将所述控制指令发送给所述控制器。
6.一种中央空调系统，包括：
水管道；以及
水处理设备，用于对中央空调系统的水管道中的水进行水处理，以降低所述水管道中的水的电导率；以及
如权利要求1至5中任何一项所述的控制装置。
7.一种水处理设备的控制方法，所述水处理设备用于对中央空调系统中的水管道中的水进行水处理操作，以使其符合中央空调系统运行的要求，该控制方法包括：
获取水管道中的水的电导率；
比较所述电导率和第一预定电导率阈值；以及
当所述电导率大于或等于第一预定电导率阈值时，向所述水处理设备发送启动所述水处理操作的指令。
8.根据权利要求7所述的控制方法，还包括：
当所述电导率降低到小于或等于第二预定电导率阈值时，向所述水处理设备发送停止所述水处理操作的指令，
所述第二预定电导率阈值小于所述第一预定电导率阈值。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其中，所述水处理操作包括通过向所述水管道中添加药物，所述药物为缓蚀剂或阻垢剂，该控制方法还包括：
确定所述水处理设备向所述水管道中添加的药物累计量；
当所述药物累计量大于或等于预定药量阈值时发出报警信号；以及
当所述电导率降低到小于或等于第二预定电导率阈值时，将所述药物累计量清零。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其中，所述确定药物累计量的步骤包括：
对所述水处理设备向所述水管道中添加药物的持续时间进行计时；或者
对所述水处理设备向所述水管道中添加的药物的量进行实时计量。
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