CN106123254A - 一种暖通空调系统风机或水泵的节能控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种暖通空调系统风机或水泵的节能控制方法，它包括以下步骤：1)当暖通空调系统开启时，主管道的压强预先设置为初始值；2)若需求侧末端的电动阀执行器能发出风阀门或水阀门实际位置的反馈信号，则进入3)，否则进入4)；3)中央控制器接收所有需求侧末端电动阀执行器发出的反馈信号，获得最大风阀或水阀的阀位，然后与预先设定值进行比较，进而调整主管道的压强；4)中央控制器对接收所有需求侧末端发出的需求信号的数量进行检测，若需求信号的数量低于或等于最小忽略值，则将静压设定点的压强降低预先设定压强值；否则将静压设定点的压强升高需求信号的数量与预先设定值的乘积。本发明能保证风压和水压的稳定性。

Description

一种暖通空调系统风机或水泵的节能控制方法

技术领域

本发明涉及一种节能控制方法，特别是关于一种在暖通空调系统风机或水泵的节能控制方法。

背景技术

在大型暖通空调系统中，为达到节能的目的，风机或水泵通常根据需求侧末端负荷的变化进行变频控制。在风机控制中，分为定静压和变静压两种方法。定静压方法是始终保持最大设计负荷下的压强设定点，风机能耗比较高；变静压方法是传统实施模式PID(比例积分微分)控制，既根据需求侧末端风阀开度和设定点计算PID输出以调整风机转速，此种方法运算逻辑比较复杂，并且风压不稳定，难于实施和调试。在水泵控制中，常用的是压差控制和温差控制。压差控制类似于风机控制的定静压方法，需保持最大设计符合或满足最不利环路的压强设定，水泵能耗较高；温差控制无法满足每个个体需求侧末端的需求，容易出现水利失衡。目前，水泵控制也提出变静压方法，但仍然会出现风机变静压方法控制中算法复杂、难以调试的问题。

无论是风机控制还是水泵的控制，变静压方法是根据需求侧末端负荷的变化智能调整风管或水管的压强设定点，是普遍公认的最节能的控制方法，但如前所述，采用传统的PID编程会出现算法复杂、压强震荡、不易调试、风压和水压的不稳定等诸多问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种暖通空调系统风机或水泵的节能控制方法，其简单实用、方便调试，并能保证风压和水压的稳定性。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种暖通空调系统风机或水泵的节能控制方法，其特征在于它包括以下步骤：1)当暖通空调系统开启时，将主管道的压强预先设置为初始值，暖通空调系统开启运行至预定时间后对风机或水泵进行节能控制；2)若需求侧末端的电动阀执行器能发出风阀门或水阀门实际位置的反馈信号，则根据需求侧末端的最大阀位来进行控制风机或水泵，并进入步骤3)，否则通过需求侧末端需求信号的数量来进行控制风机或水泵，并进入步骤4)；3)中央控制器在预先设定时间段内接收所有需求侧末端电动阀执行器发出的反馈信号，获得风阀门或水阀门的实际位置并得到最大风阀或水阀的阀位，然后与预先设定值进行比较，进而调整主管道的压强；4)中央控制器在预先设定时间段内对接收所有需求侧末端发出的需求信号的数量进行检测，若需求信号的数量低于或等于预先设定的最小忽略值，则将静压设定点的压强降低预先设定压强值；否则，将静压设定点的压强升高需求信号的数量与预先设定压强值的乘积。

优选地，所述步骤3)中，需求侧末端的最大风阀或水阀的阀位与预先设定值进行比较，进而调整主管道压强的具体步骤如下：(3.1)判断最大风阀或水阀的阀位是否小于预先设定值L3，若小于预先设定值L3，则将主管道压强降低预先设定压强值TM3；否则进行下一步；(3.2)判断最大风阀或水阀的阀位是否小于预先设定值L2，若小于预先设定值L2，则将主管道压强降低预先设定压强值TM2；否则进行下一步；(3.3)判断最大风阀或水阀的阀位是否小于预先设定值L1，若小于预先设定值L1，则将主管道压强降低预先设定压强值TM1；否则进行下一步；(3.4)判断最大风阀或水阀的阀位是否大于预先设定值L6，若大于预先设定值L6，则将主管道压强增加预先设定压强值TM6；否则进行下一步；(3.5)判断最大风阀或水阀的阀位是否大于预先设定值L5，若大于预先设定值L5，则将主管道压强增加预先设定压强值TM5；否则进行下一步；(3.6)判断最大风阀或水阀的阀位是否大于预先设定值L4，若大于预先设定值L4，则将主管道压强增加预先设定压强值TM4；否则进行下一步；(3.7)判断最大风阀或水阀的阀位是否在预先设定值L1和预先设定值L4之间，若在预先设定值L1和预先设定值L4之间，则不做任何调整，否则返回步骤(3.1)。

优选地，所述步骤(3.1)至所述步骤(3.7)中，预先设定值L1、L2、L3、L4、L5和L6相互之间的关系为：L3＜L2＜L1＜L4＜L5＜L6；预先设定的压强值TM1、TM2、TM3、TM4、TM5和TM6的关系为：TM1＜TM2＜TM3，TM4＜TM5＜TM6。

优选地，所述步骤4)中，每一个需求侧的实际风量或水量和阀位控制命令制定发出需求信号规则的具体步骤如下：(4.1)判断需求侧末端实际风量或水量是否持续一分钟小于预先设定值的x％，若小于预先设定值的x％，则发送3个需求信号，否则进行下一步；(4.2)判断需求侧末端实际风量或水量是否持续一分钟小于预先设定值的y％，若小于预先设定值的y％，则发送2个需求信号；(4.3)判断任何一个需求侧末端阀位控制命令是否大于预先设定值H2，若有大于预先设定值H2，则发出2个需求信号，否则进行下一步；(4.4)判断任何一个需求侧末端阀位控制命令是否大于预先设定值H1，若有大于预先设定值H1，则发出1个需求信号，否则不发需求信号。

优选地，所述步骤(4.1)至所述步骤(4.4)中，预先设定值H1和H2的关系为：H1＜H2；x和y为预先设定的数值，并且其相互关系为：0＜x＜y＜100。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明根据需求侧负荷变化对风压和水压设定点进行层级式的增加或减小，保证需求侧末端的阀位总处于较高的位置以最大程度的降低压阻从而降低能耗，既可以在低负荷下最大程度的节能也可以在高负荷下迅速满足需要，并且相对PID控制模式比较简单、实用，降低编程配置的时间和人力成本。2、本发明采用节能控制方法，容易在暖通空调系统中应用，方便现场调试。3、本发明采用反馈信号或需求信号进行控制和检测，可调参数比较多，能保证风压和水压的稳定性，避免个别末端由于设计不当带来的负面影响。4、本发明采用节能控制方法，降低了自控程序的规模，节省自控系统内存，提升运算效率，同时降低自控网络传输通信量，节省带宽。

附图说明

图1是本发明中根据需求侧最大阀位控制风机或水泵的流程示意图；

图2是本发明中根据需求侧的需求信号控制风机或水泵的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明提供一种暖通空调系统风机或水泵的节能控制方法，其具体步骤如下：

1)当暖通空调系统开启时，将主管道的压强预先设置为初始值，暖通空调系统开启运行至预定时间后对风机或水泵进行节能控制；

2)若需求侧末端的电动阀执行器能发出风阀门或水阀门实际位置的反馈信号，则根据需求侧的最大阀位来进行控制风机或水泵，并进入步骤3)，否则通过需求侧末端的需求信号的数量来进行控制风机或水泵，并进入步骤4)；

3)如图1所示，中央控制器在预先设定时间段内接收所有需求侧末端电动阀执行器发出的反馈信号，获得风阀门或水阀门的实际位置并得到最大风阀或水阀的阀位，然后与预先设定值进行比较，进而调节主管道的压强，其具体步骤如下：

(3.1)判断最大风阀或水阀的阀位是否小于L3，若小于L3，则将主管道压强降低TM3；否则进行下一步；

(3.2)判断最大风阀或水阀的阀位是否小于L2，若小于L2，则将主管道压强降低TM2；否则进行下一步；

(3.3)判断最大风阀或水阀的阀位是否小于L1，若小于L1，则将主管道压强降低TM1；否则进行下一步；

(3.4)判断最大风阀或水阀的阀位是否大于L6，若大于L6，则将主管道压强增加TM6；否则进行下一步；

(3.5)判断最大风阀或水阀的阀位是否大于L5，若大于L5，则将主管道压强增加TM5；否则进行下一步；

(3.6)判断最大风阀或水阀的阀位是否大于L4，若大于L4，则将主管道压强增加TM4；否则进行下一步；

(3.7)判断最大风阀或水阀的阀位是否在L1和L4之间，若在L1和L4之间，则不做任何调整，否则返回步骤(3.1)；

4)如图2所示，中央控制器在预先设定时间段内对接收所有需求侧末端发出的需求信号的数量(R)进行检测，若需求信号的数量低于或等于最小忽略值(I)，则将静压设定点的压强降低RP1；否则，将静压设定点的压强升高RP2×R；其中，单次升高值应有最大限制以稳定压强，压强值应该在最小值和最大值范围内进行调整。

上述步骤(3.1)到步骤(3.7)中，L1、L2、L3、L4、L5和L6均为预先设定风阀或水阀的开度值，一般为百分比(0-100％)，并且L3＜L2＜L1＜L4＜L5＜L6；TM1、TM2、TM3、TM4、TM5和TM6均为预先设定的压强值，单位为Pa，并且TM1＜TM2＜TM3，TM4＜TM5＜TM6。

上述步骤4)中，RP1、RP2均为预先设置的压强值，单位为Pa；RP2×R即预先设定的压强值与需求信号数量的乘积；最小忽略值(I)为预先设定值。

上述步骤4)中，每一个需求侧末端的实际风量或水量和阀位控制命令制定发出需求信号规则的具体步骤如下：

(4.1)判断需求侧末端实际风量或水量是否持续一分钟小于预先设定值的x％，若小于预先设定值的x％，则发送3个需求信号，否则进行下一步；

(4.2)判断需求侧末端实际风量或水量是否持续一分钟小于预先设定值的y％，若小于预先设定值的y％，则发送2个需求信号；

(4.3)判断任何一个需求侧末端阀位控制命令是否大于H2，若有大于H2，则发出2个需求信号，否则进行下一步；

(4.4)判断任何一个需求侧末端阀位控制命令是否大于H1，若有大于H1，则发出1个需求信号，否则不发需求信号。

上述步骤(4.1)至步骤(4.4)中，x和y均为预先设定数值，并且0＜x＜y＜100；H1和H2为预先设置的风阀或水阀开度值，一般为百分比,并且H1＜H2；H1、H2、x和y均可以在实际应用中调整优化。

上述步骤3)中，根据需求侧的最大阀位控制风机或水泵的方法可以应用到整个楼宇自控的中央控制器中，也可以加载到控制风机或水阀的局域控制器中，中央控制器控制强化了系统集成，但需要需求侧末端阀位和风机或水泵转速的信号传输，局域控制器控制只需要需求侧末端阀位的信息传输便可直接控制风机水泵转速，独立性相对较高。

上述步骤4)中，据需求侧的需求信号控制风机或水泵的方法可以应用到整个楼宇自控的中央控制器中，也可以分散到各个局域控制器中。基于需求信号的控制模式比基于最大阀位的控制模式更复杂，尤其是对每一个需求侧末端制定需求信号发出的规则，需要将需求信号发出规则的相关程序植入需求侧末端控制器，预先将压强值逻辑植入风机或水泵的控制器内，发挥各个局域控制器的优势。

上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (5)

1.一种暖通空调系统风机或水泵的节能控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1)当暖通空调系统开启时，主管道的压强预先设置为初始值，暖通空调系统开启运行至预定时间后对风机或水泵进行节能控制；

2)若需求侧末端的电动阀执行器能发出风阀门或水阀门实际位置的反馈信号，则根据需求侧末端的最大阀位来进行控制风机或水泵，并进入步骤3)，否则通过需求侧末端的需求信号来进行控制风机或水泵，并进入步骤4)；

3)中央控制器在预先设定时间段内接收所有需求侧末端电动阀执行器发出的反馈信号，获得风阀门或水阀门的实际位置并得到最大风阀或水阀的阀位，然后与预先设定值进行比较，进而调整主管道的压强；

4)中央控制器在预先设定时间段内对接收所有需求侧末端发出的需求信号的数量进行检测，若需求信号的数量低于或等于预先设定的最小忽略值，则将静压设定点的压强降低预先设定压强值；否则，将静压设定点的压强升高需求信号的数量与预先设定压强值的乘积。

2.如权利要求1所述的一种暖通空调系统风机或水泵的节能控制方法，其特征在于：所述步骤3)中，需求侧末端的最大风阀或水阀的阀位与预先设定值进行比较，进而调整主管道压强的具体步骤如下：

(3.1)判断最大风阀或水阀的阀位是否小于预先设定值L3，若小于预先设定值L3，则将主管道压强降低预先设定压强值TM3；否则进行下一步；

(3.2)判断最大风阀或水阀的阀位是否小于预先设定值L2，若小于预先设定值L2，则将主管道压强降低预先设定压强值TM2；否则进行下一步；

(3.3)判断最大风阀或水阀的阀位是否小于预先设定值L1，若小于预先设定值L1，则将主管道压强降低预先设定压强值TM1；否则进行下一步；

(3.4)判断最大风阀或水阀的阀位是否大于预先设定值L6，若大于预先设定值L6，则将主管道压强增加预先设定压强值TM6；否则进行下一步；

(3.5)判断最大风阀或水阀的阀位是否大于预先设定值L5，若大于预先设定值L5，则将主管道压强增加预先设定压强值TM5；否则进行下一步；

(3.6)判断最大风阀或水阀的阀位是否大于预先设定值L4，若大于预先设定值L4，则将主管道压强增加预先设定压强值TM4；否则进行下一步；

(3.7)判断最大风阀或水阀的阀位是否在预先设定值L1和预先设定值L4之间，若在预先设定值L1和预先设定值L4之间，则不做任何调整，否则返回步骤(3.1)。

3.如权利要求2所述的一种暖通空调系统风机或水泵的节能控制方法，其特征在于：所述步骤(3.1)至所述步骤(3.7)中，预先设定值L1、L2、L3、L4、L5和L6相互之间的关系为：L3＜L2＜L1＜L4＜L5＜L6；预先设定的压强值TM1、TM2、TM3、TM4、TM5和TM6的关系为：TM1＜TM2＜TM3，TM4＜TM5＜TM6。

4.如权利要求1所述的一种暖通空调系统风机或水泵的节能控制方法，其特征在于：所述步骤4)中，每一个需求侧的实际风量或水量和阀位控制命令制定发出需求信号规则的具体步骤如下：

(4.1)判断需求侧末端实际风量或水量是否持续一分钟小于预先设定值的x％，若小于预先设定值的x％，则发送3个需求信号，否则进行下一步；

(4.2)判断需求侧末端实际风量或水量是否持续一分钟小于预先设定值的y％，若小于预先设定值的y％，则发送2个需求信号；

(4.3)判断任何一个需求侧末端阀位控制命令是否大于预先设定值H2，若有大于预先设定值H2，则发出2个需求信号，否则进行下一步；

(4.4)判断任何一个需求侧末端阀位控制命令是否大于预先设定值H1，若有大于预先设定值H1，则发出1个需求信号，否则不发需求信号。

5.如权利要求4所述的一种暖通空调系统风机或水泵的节能控制方法，其特征在于：所述步骤(4.1)至所述步骤(4.4)中，预先设定值H1和H2的关系为：H1＜H2；x和y为预先设定的数值，并且其相互关系为：0＜x＜y＜100。