CN108224695A - 一种运行工况自动切换的变风量末端系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种运行工况自动切换的变风量末端系统及控制方法，变风量末端系统包括变风量末端箱体、风量调节阀、风量传感器、变风量末端控制器以及温度传感器；风量调节阀、风量传感器以及温度传感器分别和变风量末端控制器连接；风量调节阀设置于变风量末端箱体内，用于调节风量大小；风量传感器设置于变风量末端箱体内，用于采集送风量；温度传感器用于检测室内温度和送风温度；变风量末端控制器设置于变风量末端箱体外，用于接收所述室内温度、送风温度以及室内设定温度信息，并控制切换变风量末端的运行模式；采用上述方案，能够有效提高工作效率，同时提高系统工况设定的准确性，降低成本。

Description

一种运行工况自动切换的变风量末端系统及控制方法

技术领域

本发明属于暖通空调自动控制领域，具体涉及一种运行工况自动切换的变风量末端系统及控制方法。

背景技术

变风量空调系统亦称VAV系统（Variable Air Volume System），是一种通过改变送风量来调节室内温、湿度环境的空调系统；变风量空调系统中在各房间或区域安装若干个变风量末端装置（VAV-BOX），变风量末端装置能根据室内温度和设定值调节送风量，保证房间内的温度控制精度，同时起到降低空调机组风机能耗的目的。因其具有室内空气品质良好、部分负荷时节能明显以及空调区域控制灵活等特点，已经被广泛应用于国外的各类办公、商业建筑内。

现有的变风量末端装置的制冷/制热工况一般由人为在室内控制面板上操作完成，或者由运行管理人员通过中央监视器统一向各变风量末端下发制冷/制热运行工况，在冬季和夏季的大部分负荷下，管理人员能够正确设置变风量末端的运行工况。但在过渡季节及其前后，室内冷热负荷变化较大，空调机组根据末端的冷热状态自动变更送风温度，且不同朝向房间的负荷和室内温度设定值均存在差异，现有技术将可能出现以下情况：

（1）实际送风温度高于室内温度设定值，而末端实际运行制冷工况，当室内环境温度高于设定值时，变风量末端需求风量增大，由于送入房间的是热风，将导致室内温度环境进一步上升而发生恶化，同时末端运行最大风量导致风机能耗增加；

（2）实际送风温度低于室内温度设定值，而末端实际运行制热工况，当室内环境温度低于设定值时，变风量末端需求风量增大，由于送入房间的是冷风，将导致室内温度环境进一步上升而发生恶化，同时末端运行最大风量导致风机能耗增加。

发明内容

本发明设计了一种运行工况自动切换的变风量末端系统及控制方法，其解决了现有变风量末端系统控制复杂、成本高的问题。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种运行工况自动切换的变风量末端系统，包括变风量末端箱体、风量调节阀、风量传感器、变风量末端控制器以及温度传感器；风量调节阀、风量传感器以及温度传感器分别和变风量末端控制器连接；风量调节阀设置于变风量末端箱体内，用于调节风量大小；风量传感器设置于变风量末端箱体内，用于采集送风量；温度传感器用于检测室内温度和送风温度；变风量末端控制器设置于变风量末端箱体外，用于接收所述室内温度、送风温度以及室内设定温度信息，并控制切换变风量末端的运行模式。

进一步地，温度传感器包括有送风温度传感器和室内温度传感器；送风温度传感器设置于变风量末端箱体内，用于检测送风温度；室内温度传感器设置于室内温控区域，用于检测室内温度。

进一步地，变风量末端控制器控制变风量末端的运行模式包括制冷工况和制热工况；当送风温度实测值高于室内温度设定值，变风量末端运行制热工况；当送风温度实测值低于室内温度设定值，变风量末端运行制冷工况。

进一步地，还包括有控制面板；控制面板设置于室内温控区域墙面上，并和变风量末端控制器通讯连接，用于提供系统操作界面。

进一步地，沿送风方向，送风温度传感器设置于风量调节阀的前端；风量传感器设置于风量调节阀的后端。

相应地，结合上述方案，本发明还提供一种运行工况自动切换的控制方法，包括有变风量末端系统；所述变风量末端系统为上述所述的运行工况自动切换的变风量末端系统。

该运行工况自动切换的变风量末端系统及控制方法具有以下有益效果：

（1）运行工况自动切换模式，无需人为对变风量末端的制冷/制热工况进行切换，能够有效提高工作效率，同时提高工况设定的准确性；

（2）通过系统工况自动正确的切换，能够保证变风量末端装置按正确逻辑运行，可有效避免室内环境温度恶化，使室内温度控制在理想的设定值；

（3）通过系统工况自动正确的切换，能够保证变风量末端装置按正确逻辑运行，可有效避免空调机组风机能耗增加，降低空调运行成本。

附图说明

图1：本发明一种运行工况自动切换的变风量末端系统示意图；

图2：本发明变风量末端装置的工况切换逻辑图；

图3：本发明变风量末端装置的制冷/制热工况运行逻辑图。

附图标记说明：

1—变风量末端箱体；2—风量调节阀；3—风量传感器；4—送风温度传感器；5—室内温度传感器；6—变风量末端控制器；7—控制面板。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步说明：

图1至图3示出了一种运行工况自动切换的变风量末端系统，包括变风量末端箱体1、风量调节阀2、风量传感器3、变风量末端控制器6以及温度传感器；风量调节阀2、风量传感器3以及温度传感器分别和变风量末端控制器6连接；风量调节阀2包括两个，均设置于变风量末端箱体1内，用于调节风量大小；风量传感器3设置于变风量末端箱体1内，用于采集送风量；温度传感器用于检测室内温度T2和送风温度T1；变风量末端控制器6设置于变风量末端箱体1外的温控区域墙面上，用于接收室内温度、送风温度以及室内设定温度信息，并控制切换变风量末端的运行模式。

优选地，结合上述方案，如图1至图3所示，本实施例中，温度传感器包括有送风温度传感器4和室内温度传感器5；送风温度传感器4设置于变风量末端箱体1内，用于检测送风温度T1；室内温度传感器5设置于室内温控区域，用于检测室内温度T2;进一步地，沿送风方向，送风温度传感器4设置于风量调节阀2的前端，便于检测送风温度的精确值；风量传感器3设置于风量调节阀2的后端，便于检测送风量。

优选地，结合上述方案，如图1至图3所示，本实施例中，变风量末端控制器6控制变风量末端的运行模式包括制冷工况和制热工况；当送风温度实测值高于室内温度设定值，变风量末端运行制热工况；当送风温度实测值低于室内温度设定值，变风量末端运行制冷工况。

优选地，结合上述方案，如图1至图3所示，本实施例中，还包括有控制面板7；控制面板7设置于室内温控区域墙面上，并和变风量末端控制器6通讯连接，用于提供系统操作界面；通过送风温度传感器检测机组送风温度，控制面板7设置供冷自动切换模式和室内温度设定值，比较机组送风温度实测值和室内温度设定值，确定变风量末端的制冷/制热运行工况。

本发明提供的一种运行工况自动切换的变风量末端系统，能根据实际送风温度和室内温度设定值自动切换变风量末端的制冷/制热工况，能够有效避免因人为操作不当而引起的室内环境温度恶化，同时可降低空调机组风机能耗，对变风量空调系统的自动控制具有非常重要的实现意义。

相应地，结合上述方案，本发明还提供一种运行工况自动切换的控制方法，包括有变风量末端系统；变风量末端系统为上述所述的运行工况自动切换的变风量末端系统。

优选地，结合上述方案，本实施例中，还包括以下步骤：

S1: 温度传感器检测采集室内温度T2和送风温度T1;

S2: 将室内温度T2或送风温度T1和室内设定温度TSP比较，获取温度差值Td;

S3: 当温度差值Td大于零时；变风量末端控制器控制变风量末端系统处于制冷工况；当温度差值Td小于零时；变风量末端控制器控制变风量末端系统处于制热工况。

优选地，结合上述方案，本实施例中，温度传感器包括有送风温度传感器和室内温度传感器；送风温度传感器设置于变风量末端箱体内，用于检测送风温度；室内温度传感器设置于室内温控区域，用于检测室内温度；变风量末端的运行模式包括自动运行模式、制冷模式和制热模式；

当变风量末端在自动运行模式下时，包括以下步骤：

S10: 送风温度传感器检测采集送风温度T1；

S20: 当送风温度T1大于室内设定温度TSP时，变风量末端控制器控制变风量末端系统切换至制热模式；当送风温度T1小于室内设定温度TSP时，变风量末端控制器控制变风量末端系统切换至制冷模式；例如：在自动运行模式下，当前实际运行模式为制冷模式，当送风温度采集值T1（26℃）>室内温度设定值TSP(24℃)+0.5℃，实际运行模式切换到制热模式；室内设定温度TSP的波动范围在0.5℃之间；在自动运行模式下，当前实际运行模式为制热模式，当送风温度采集值T1（22℃）<室内温度设定值TSP(24℃)-0.5℃，实际运行模式切换到制冷模式；或

当变风量末端在制冷模式下时，包括以下步骤：

S10: 室内温度传感器检测采集室内温度T2；具体为：根据室内温度传感器采集值T2和控制面板上的室内温度设定值TSP的差值通过比例积分算法计算变风量末端的需求风量，需求风量在最大设定风量和最小设定风量之间变化，使室内温度维持在设定值；

S20: 当室内温度T2大于室内设定温度TSP时，变风量末端控制器控制变风量末端系统增加风量；当室内温度T2小于室内设定温度TSP时，变风量末端控制器控制变风量末端系统降低风量；例如：当室内温度T1（25℃）>室内温度设定值TSP(24℃)，变风量末端的需求风量增加；当室内温度T1（23℃）<室内温度设定值TSP(24℃)，变风量末端的需求风量减小；或

当变风量末端在制热模式下时，包括以下步骤：

S10: 室内温度传感器检测采集室内温度T2；

S20: 所述变风量末端控制器通过比例积分算法计算变风量末端的需求风量；所述需求风量在最大设定风量和最小设定风量之间变化，以使室内温度处于设定值；例如：当室内温度T2（23℃）>室内温度设定值TSP(22℃)，变风量末端的需求风量减少；当室内温度T2（21℃）<室内温度设定值TSP(22℃)，变风量末端的需求风量增加。

优选地，结合上述方案，本实施例中，当所述变风量末端在制热模式下时，还包括以下步骤：

S30: 当室内温度T2大于室内设定温度TSP时，所述变风量末端控制器控制所述变风量末端系统减少风量；当室内温度T2小于室内设定温度TSP时，所述变风量末端控制器控制所述变风量末端系统增加风量。

采用上述方案，与现有技术相比，由于可实现变风量末端装置的制冷/制热工况自动切换，本发明的有益效果是：

（1）运行工况自动切换模式，无需人为对变风量末端的制冷/制热工况进行切换，能够有效提高工作效率，同时提高工况设定的准确性；

（2）通过系统工况自动正确的切换，能够保证变风量末端装置按正确逻辑运行，可有效避免室内环境温度恶化，使室内温度控制在理想的设定值；

（3）通过系统工况自动正确的切换，能够保证变风量末端装置按正确逻辑运行，可有效避免空调机组风机能耗增加，降低空调运行成本。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种运行工况自动切换的变风量末端系统，其特征在于，包括变风量末端箱体、风量调节阀、风量传感器、变风量末端控制器以及温度传感器；所述风量调节阀、所述风量传感器以及所述温度传感器分别和所述变风量末端控制器连接；

所述风量调节阀设置于所述变风量末端箱体内，用于调节风量大小；

所述风量传感器设置于所述变风量末端箱体内，用于采集送风量；

所述温度传感器用于检测室内温度和送风温度；

所述变风量末端控制器设置于所述变风量末端箱体外，用于接收所述室内温度、所述送风温度以及室内设定温度信息，并控制切换所述变风量末端的运行模式。

2.根据权利要求1所述的运行工况自动切换的变风量末端系统，其特征在于，所述温度传感器包括有送风温度传感器和室内温度传感器；所述送风温度传感器设置于所述变风量末端箱体内，用于检测送风温度；所述室内温度传感器设置于室内温控区域，用于检测室内温度。

3.根据权利要求1所述的运行工况自动切换的变风量末端系统，其特征在于，所述变风量末端控制器控制所述变风量末端的运行模式包括制冷工况和制热工况；当送风温度实测值高于室内温度设定值，变风量末端运行制热工况；当送风温度实测值低于室内温度设定值，变风量末端运行制冷工况。

4.根据权利要求1所述的运行工况自动切换的变风量末端系统，其特征在于，还包括有控制面板；所述控制面板设置于室内温控区域墙面上，并和所述变风量末端控制器通讯连接，用于提供系统操作界面。

5.根据权利要求2所述的运行工况自动切换的变风量末端系统，其特征在于，沿送风方向，所述送风温度传感器设置于所述风量调节阀的前端；所述风量传感器设置于所述风量调节阀的后端。

6.一种运行工况自动切换的控制方法，包括有变风量末端系统；其特征在于，所述变风量末端系统为上述权利要求1所述的运行工况自动切换的变风量末端系统。

7.根据权利要求6所述的运行工况自动切换的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S1: 温度传感器检测采集室内温度T2和送风温度T1;

S2: 将所述室内温度T2或所述送风温度T1和室内设定温度TSP比较，获取温度差值Td;

S3: 当所述温度差值Td大于零时；所述变风量末端控制器控制所述变风量末端系统处于制冷工况；当所述温度差值Td小于零时；所述变风量末端控制器控制所述变风量末端系统处于制热工况。

8.根据权利要求6所述的运行工况自动切换的控制方法，其特征在于，所述温度传感器包括有送风温度传感器和室内温度传感器；所述送风温度传感器设置于所述变风量末端箱体内，用于检测送风温度；所述室内温度传感器设置于室内温控区域，用于检测室内温度；所述变风量末端的运行模式包括自动运行模式、制冷模式和制热模式；

当所述变风量末端在自动运行模式下时，包括以下步骤：

S10: 送风温度传感器检测采集送风温度T1；

S20: 当送风温度T1大于室内设定温度TSP时，所述变风量末端控制器控制所述变风量末端系统切换至制热模式；当送风温度T1小于室内设定温度TSP时，所述变风量末端控制器控制所述变风量末端系统切换至制冷模式；或

当所述变风量末端在制冷模式下时，包括以下步骤：

S10: 室内温度传感器检测采集室内温度T2；

S20: 当室内温度T2大于室内设定温度TSP时，所述变风量末端控制器控制所述变风量末端系统增加风量；当室内温度T2小于室内设定温度TSP时，所述变风量末端控制器控制所述变风量末端系统降低风量；或

当所述变风量末端在制热模式下时，包括以下步骤：

S10: 室内温度传感器检测采集室内温度T2；

S20: 所述变风量末端控制器通过比例积分算法计算变风量末端的需求风量；所述需求风量在最大设定风量和最小设定风量之间变化，以使室内温度处于设定值。

9.根据权利要求8所述的运行工况自动切换的控制方法，其特征在于，当所述变风量末端在制热模式下时，还包括以下步骤：

S30: 当室内温度T2大于室内设定温度TSP时，所述变风量末端控制器控制所述变风量末端系统减少风量；当室内温度T2小于室内设定温度TSP时，所述变风量末端控制器控制所述变风量末端系统增加风量。