CN104654522B - 变频冷冻水泵的控制方法和系统 - Google Patents

变频冷冻水泵的控制方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种变频冷冻水泵的控制方法和系统，包括：获取变频冷冻水泵的实际水流量和实际扬程；根据所述实际水流量计算出目标扬程；将所述实际扬程与所述目标扬程进行比较；根据比较结果控制所述变频冷冻水泵的频率，以使所述变频冷冻水泵的实际扬程接近目标扬程。从而使变频冷冻水泵始终运行在最佳效率工作点上，降低了变频冷冻水泵的运行能耗，提高了空调系统的运行效率。

Description

变频冷冻水泵的控制方法和系统
技术领域
本发明涉及空调技术领域，更具体地说，涉及一种变频冷冻水泵的控制方法和系统。
背景技术
冷冻水泵变频节能技术已经越来越多地在中央空调系统中得到应用，但是，应用效果却不尽相同。与一次泵定流量系统和二次泵变流量系统相比，一次泵变流量系统虽然具有更好的节能效果，但是，由于其变频冷冻水泵控制策略的多样性，如包括恒温差控制方式、恒压差控制方式等，因此，会导致一次泵变流量系统的节能效果差异较大，从而导致中央空调系统变频冷冻水泵运行耗能较高以及中央空调系统运行效率较低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种变频冷冻水泵的控制方法和系统，以解决现有中央空调系统变频冷冻水泵运行耗能较高、系统运行效率较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种变频冷冻水泵的控制方法，包括：
获取变频冷冻水泵的实际水流量和实际扬程；
根据所述实际水流量计算出目标扬程；
将所述实际扬程与所述目标扬程进行比较；
根据比较结果控制所述变频冷冻水泵的频率，以使所述变频冷冻水泵的实际扬程接近目标扬程。
优选的，所述目标扬程是根据公式H＝aQn+bQn-1+…+c计算出的，其中，H为目标扬程，Q为实际水流量，n为变频冷冻水泵的转速，a、b…c为由中央空调水系统管路特性决定的常数。
优选的，所述将所述实际扬程与所述目标扬程进行比较的过程包括：
将所述实际扬程与所述目标扬程与扬程偏差的差进行比较；
以及将所述实际扬程与所述目标扬程与扬程偏差的和进行比较。
优选的，所述根据比较结果控制所述变频冷冻水泵的频率的过程包括：
当所述实际扬程大于所述目标扬程与扬程偏差的和时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率小于当前频率；
当所述实际扬程小于所述目标扬程与扬程偏差的差时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率大于当前频率；
当所述实际扬程小于或等于所述目标扬程与扬程偏差的和，且大于或等于所述目标扬程与扬程偏差的差时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率等于当前频率。
优选的，所述实际扬程是根据设置在所述变频冷冻水泵进出口的压力传感器测得的压力值得到的。
一种变频冷冻水泵的控制系统，包括：
获取模块，用于获取变频冷冻水泵的实际水流量和实际扬程；
计算模块，用于根据所述实际水流量计算出目标扬程；
比较模块，用于将所述实际扬程与所述目标扬程进行比较；
控制模块，用于根据比较结果控制所述变频冷冻水泵的频率，以使所述变频冷冻水泵的实际扬程接近目标扬程。
优选的，所述获取模块是根据设置在所述变频冷冻水泵进出口的压力传感器测得的压力值得到的所述实际扬程。
优选的，所述计算模块是根据公式H＝aQn+bQn-1+…+c计算出所述目标扬程的，其中，H为目标扬程，Q为实际水流量，n为变频冷冻水泵的转速，a、b…c为由中央空调水系统管路特性决定的常数。
优选的，所述比较模块包括：
第一比较单元，用于将所述实际扬程与所述目标扬程与扬程偏差的差进行比较；
第二比较单元，用于将所述实际扬程与所述目标扬程与扬程偏差的和进行比较。
优选的，所述控制模块包括：
第一控制单元，用于在所述实际扬程大于所述目标扬程与扬程偏差的和时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率小于当前频率；
第二控制单元，用于在所述实际扬程小于所述目标扬程与扬程偏差的差时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率大于当前频率；
第三控制单元，用于在所述实际扬程小于或等于所述目标扬程与扬程偏差的和，且大于或等于所述目标扬程与扬程偏差的差时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率等于当前频率。
与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：
本发明所提供的变频冷冻水泵的控制方法和系统，获取变频冷冻水泵的实际水流量和实际扬程；根据所述实际水流量计算出目标扬程；将所述实际扬程与所述目标扬程进行比较；根据比较结果控制所述变频冷冻水泵的频率，以使所述变频冷冻水泵的实际扬程接近目标扬程，从而使变频冷冻水泵始终运行在最佳效率工作点上，降低了变频冷冻水泵的运行能耗，提高了空调系统的运行效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的一个实施例提供的变频冷冻水泵的控制方法流程图；
图2为本发明的另一个实施例提供的变频冷冻水泵的控制系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一个实施例提供了一种变频冷冻水泵的控制方法，该控制方法应用于中央空调水系统的变频冷冻水泵，该方法的流程图如图1所示，包括：
S101：获取变频冷冻水泵的实际水流量和实际扬程；
其中，所述实际扬程可以根据设置在所述变频冷冻水泵进出口的压力传感器测得的压力值得到，而实际水流量可根据设置在所述变频冷冻水泵进出口的流量传感器或温度传感器测得的数据得到，当然，本发明并不对此进行限定。
S102：根据所述实际水流量计算出目标扬程；
所述目标扬程是根据公式H＝aQn+bQn-1+…+c计算出的，其中，H为目标扬程，Q为实际水流量，n为变频冷冻水泵的转速，a、b…c为由中央空调水系统管路特性和水泵特性决定的常数，对于不同的水系统，a、b…c的值也不同。
任何一个中央空调水系统都有理想的冷冻水泵运行曲线，即中央空调水系统管路特性曲线，而变频冷冻水泵的比较理想的控制运行曲线则可用一个一元n次多项式，如用公式H＝aQn+bQn-1+…+c来表示，基于此，变频冷冻水泵机组的控制系统需要做的就是让变频冷冻水泵运行在这条控制曲线上。
S103：将所述实际扬程与所述目标扬程进行比较；
所述将所述实际扬程与所述目标扬程进行比较的过程包括：
将所述实际扬程与所述目标扬程与扬程偏差的差进行比较；以及将所述实际扬程与所述目标扬程与扬程偏差的和进行比较。
例如，当中央空调系统的末端阀门关小时，冷冻水泵的实际水流量会减少，实际扬程会增大，此时，将所述实际扬程与所述目标扬程与扬程偏差的和进行比较，如果实际扬程大于目标扬程与扬程偏差的和，则控制变频冷冻水泵进行减频，减少水流量。
当中央空调系统的末端阀门开大时，冷冻水泵的实际水流量会增大，实际扬程会减小，此时，将所述实际扬程与所述目标扬程与扬程偏差的差进行比较，如果实际扬程小于目标扬程与扬程偏差的差，则控制变频冷冻水泵进行加频，增大水流量。
S104：根据比较结果控制所述变频冷冻水泵的频率，以使所述变频冷冻水泵的实际扬程接近目标扬程。
所述根据比较结果控制所述变频冷冻水泵的频率的过程包括：
当所述实际扬程大于所述目标扬程与扬程偏差的和时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率小于当前频率；
当所述实际扬程小于所述目标扬程与扬程偏差的差时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率大于当前频率；
当所述实际扬程小于或等于所述目标扬程与扬程偏差的和，且大于或等于所述目标扬程与扬程偏差的差时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率等于当前频率。
其中，当中央空调系统的末端阀门关小时，即当所述实际扬程大于所述目标扬程与扬程偏差的和时，控制变频冷冻水泵进行减频，减少水流量，即控制变频冷冻水泵的实际频率小于当前频率，以使实际扬程近似等于目标扬程，允许实际扬程在一定的偏差范围内波动。
当中央空调系统的末端阀门开大时，即当所述实际扬程小于所述目标扬程与扬程偏差的差时，控制变频冷冻水泵进行加频，增大水流量，即控制所述变频冷冻水泵的实际频率大于当前频率，以使实际扬程近似等于目标扬程。
本实施例提供的变频冷冻水泵的控制方法，获取变频冷冻水泵的实际水流量和实际扬程；根据所述实际水流量计算出目标扬程；将所述实际扬程与所述目标扬程进行比较；根据比较结果控制所述变频冷冻水泵的频率，以使所述变频冷冻水泵的实际扬程接近目标扬程，从而使变频冷冻水泵始终运行在最佳效率工作点上，降低了变频冷冻水泵的运行能耗，提高了空调系统的运行效率。
本发明的另一个实施例提供了一种变频冷冻水泵的控制系统，应用于中央空调水系统的变频冷冻水泵，如图2所示，该控制系统包括获取模块201、计算模块202、比较模块203和控制模块204，其中，获取模块201用于获取变频冷冻水泵的实际水流量和实际扬程；计算模块202用于根据所述实际水流量计算出目标扬程；比较模块203用于将所述实际扬程与所述目标扬程进行比较；控制模块204用于根据比较结果控制所述变频冷冻水泵的频率，以使所述变频冷冻水泵的实际扬程接近目标扬程。
其中，获取模块201是根据设置在变频冷冻水泵进出口的压力传感器测得的压力值得到的实际扬程。
计算模块202是根据公式H＝aQn+bQn-1+…+c计算出的目标扬程，其中，H为目标扬程，Q为实际水流量，n为变频冷冻水泵的转速，a、b…c为由中央空调水系统管路特性决定的常数。
比较模块203包括第一比较单元和第二比较单元，第一比较单元用于将所述实际扬程与所述目标扬程与扬程偏差的差进行比较；第二比较单元用于将所述实际扬程与所述目标扬程与扬程偏差的和进行比较。
控制模块204包括第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元，其中，第一控制单元用于在所述实际扬程大于所述目标扬程与扬程偏差的和时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率小于当前频率；第二控制单元用于在所述实际扬程小于所述目标扬程与扬程偏差的差时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率大于当前频率；第三控制单元用于在所述实际扬程小于或等于所述目标扬程与扬程偏差的和，且大于或等于所述目标扬程与扬程偏差的差时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率等于当前频率。
本实施例提供的变频冷冻水泵的控制系统，通过获取模块获取变频冷冻水泵的实际水流量和实际扬程；通过计算模块根据所述实际水流量计算出目标扬程；通过比较模块将所述实际扬程与所述目标扬程进行比较；通过控制模块根据比较结果控制所述变频冷冻水泵的频率，以使所述变频冷冻水泵的实际扬程接近目标扬程，从而使变频冷冻水泵始终运行在最佳效率工作点上，降低了变频冷冻水泵的运行能耗，提高了空调系统的运行效率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种变频冷冻水泵的控制方法，其特征在于，包括：
获取变频冷冻水泵的实际水流量和实际扬程；
根据所述实际水流量计算出目标扬程；
将所述实际扬程与所述目标扬程进行比较；
根据比较结果控制所述变频冷冻水泵的频率，以使所述变频冷冻水泵的实际扬程接近目标扬程；
其中，所述目标扬程是根据公式H＝aQn+bQn-1+…+c计算出的，其中，H为目标扬程，Q为实际水流量，n为变频冷冻水泵的转速，a、b…c为由中央空调水系统管路特性决定的常数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述实际扬程与所述目标扬程进行比较的过程包括：
将所述实际扬程与所述目标扬程与扬程偏差的差进行比较；
以及将所述实际扬程与所述目标扬程与扬程偏差的和进行比较。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据比较结果控制所述变频冷冻水泵的频率的过程包括：
当所述实际扬程大于所述目标扬程与扬程偏差的和时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率小于当前频率；
当所述实际扬程小于所述目标扬程与扬程偏差的差时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率大于当前频率；
当所述实际扬程小于或等于所述目标扬程与扬程偏差的和，且大于或等于所述目标扬程与扬程偏差的差时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率等于当前频率。
4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述实际扬程是根据设置在所述变频冷冻水泵进出口的压力传感器测得的压力值得到的。
5.一种变频冷冻水泵的控制系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取变频冷冻水泵的实际水流量和实际扬程；
计算模块，用于根据所述实际水流量计算出目标扬程；
比较模块，用于将所述实际扬程与所述目标扬程进行比较；
控制模块，用于根据比较结果控制所述变频冷冻水泵的频率，以使所述变频冷冻水泵的实际扬程接近目标扬程；
其中，所述计算模块是根据公式H＝aQn+bQn-1+…+c计算出所述目标扬程的，其中，H为目标扬程，Q为实际水流量，n为变频冷冻水泵的转速，a、b…c为由中央空调水系统管路特性决定的常数。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述比较模块包括：
第一比较单元，用于将所述实际扬程与所述目标扬程与扬程偏差的差进行比较；
第二比较单元，用于将所述实际扬程与所述目标扬程与扬程偏差的和进行比较。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制模块包括：
第一控制单元，用于在所述实际扬程大于所述目标扬程与扬程偏差的和时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率小于当前频率；
第二控制单元，用于在所述实际扬程小于所述目标扬程与扬程偏差的差时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率大于当前频率；
第三控制单元，用于在所述实际扬程小于或等于所述目标扬程与扬程偏差的和，且大于或等于所述目标扬程与扬程偏差的差时，控制所述变频冷冻水泵的实际频率等于当前频率。
8.根据权利要求5～7任一项所述的系统，其特征在于，所述获取模块是根据设置在所述变频冷冻水泵进出口的压力传感器测得的压力值得到的所述实际扬程。
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