CN109163415B - 中央空调水系统调试方法、故障诊断方法、运行优化方法 - Google Patents

中央空调水系统调试方法、故障诊断方法、运行优化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中央空调水系统调试方法、故障诊断方法、运行优化方法，根据流体网络分析理论采用构建关联矩阵和基本回路矩阵的计算方法，通过中央空调水系统平衡阀支路的设计水流量，计算出中央空调水系统支路平衡阀的开度值，按照计算出的开度值进行水力平衡调试，同时根据监测平台实时监测的数据值和设定的正常运行目标值进行对比分析实现故障诊断和运行优化，本发明使中央空调水系统调试具有科学的依据，提高了水力调试效率，同时实现了水系统的故障诊断和运行优化，保证了系统安全、高效的运行。

Description

中央空调水系统调试方法、故障诊断方法、运行优化方法
技术领域
本发明涉及中央空调领域，具体涉及一种中央空调水系统调试方法、故障诊断方法、运行优化方法。
背景技术
中央空调水系统担负着把能源站主机生产的冷热量向末端设备有效输送的重任，水系统运行效率的高低，不仅影响温、湿度控制的效果，而且直接影响系统的输送能效比和系统能耗状况。目前，能源站主机的COP值、水泵的效率、末端设备的换热效率不断提高，但由于水系统输配存在的问题，中央空调系统的整体能耗和运行效果仍然没有取得明显的改善。因此，如何保障中央空调水系统稳定、安全、高效的运行，是中央空调精细化管理所面临的重要任务。
中央空调水系统的水力平衡和热力平衡，即水系统各环路的实际流量、冷热量能否达到并优于设计要求，是实现空调系统正常运行和节能控制的必要条件。通常，在设计阶段，设计院会进行详细的水力计算，使空调水系统输配管网各环路达到水力平衡和热力平衡状态。然而，建筑的复杂性、设计阶段的计算误差、设备选型与设计参数的不一致、施工过程中的变更、冬夏季负荷差异、后期运营维护过程中的设备检修和更换等多种因素，会导致实际工程中出现水力、热力失调问题，输配管网各环路的实际流量无法达到设计要求，导致各空调区域的冷热不均匀，极大的影响了人的舒适度，并造成输配能耗居高不下。同时，水系统输配管网中的排气不畅，管网中末端设备、平衡阀的堵塞及失效，楼宇控制系统BMS的控制策略不合理等，会导致空调水系统经常出现运行故障。基于上述原因，空调水系统的运行亟待一种合理、高效、便捷的水力调试、故障诊断、运行优化方法。
目前，空调水系统很少对运行中的数据进行监测，数据的不透明导致了水力调试、故障诊断、运行优化的困难。实际工程上，空调水系统的水力平衡调试主要采用补偿法，该方法需要人工反复试调，而且实际情况下，现场条件非常复杂，多数项目的水力平衡调试不但时间、次数大大增加，而且无法达到预期值，系统运行效果不理想。另外，调试结束后，物业管理人员无法实时了解空调系统的实际运行状况，仅能通过业主的投诉或直观感觉的方式得知空调系统运行不合理或发生故障，最终仍需通过专业工程师赴现场进行检测，排除故障，对运行进行优化。上述表明，目前中央空调水系统的水力调试、故障诊断、运行优化方法，具有难度大、耗时长、专业度高、不直观等特点，因此，需要开发一套系统，实现中央空调的智能水力调试、故障诊断、运行优化。
发明内容
本发明针对现有中央空调水系统调试、故障诊断、运行优化的不足，提供一种中央空调水系统调试方法、故障诊断方法、运行优化方法，实现中央空调水系统的合理水力调试，并实时监测评价以及实时故障诊断，保证中央空调水系统安全、高效的运行。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
中央空调水系统调试方法，包括以下步骤：
步骤一：将中央空调水系统的支路分为安装有平衡阀的平衡阀支路和未安装平衡阀的普通支路，将中央空调水系统中平衡阀支路的平衡阀全开，计算出平衡阀全开时各平衡阀支路的流通系数K；
步骤二：通过设置在中央空调水系统的平衡阀两端的压力温度一体传感器采集各平衡阀两端的压力值，获得各平衡阀两端的压差，计算出各平衡阀支路的水流量；
步骤三：通过步骤二所得的各平衡阀支路的水流量，列出该中央空调水系统流体网络的关联矩阵与基本回路矩阵，计算出各普通支路的水流量；
步骤四：通过步骤三所计算的各普通支路的水流量，根据流体网络分析理论，构建第一线性方程组；
步骤五：关闭任一平衡阀支路的平衡阀，重复步骤二和步骤三，构建第二线性方程组；
步骤六：联立第一线性方程组和第二线性方程组，计算出各普通支路的阻抗系数；
步骤七：计算全开时的平衡阀阻抗系数；
步骤八：根据步骤六所计算的各平衡阀支路的阻抗系数和步骤七所计算出的平衡阀全开时的平衡阀阻抗系数，计算出各平衡阀支路除平衡阀之外的各其它部件的阻抗系数；
步骤九：根据平衡阀支路设计要求的水流量、步骤六所计算出的各普通支路的阻抗系数和流体网络分析理论，计算出各平衡阀所需的开度值；
步骤十：将各平衡阀支路上的平衡阀的开度值调整至步骤九中所计算出来的开度值，完成调试。
进一步地，所述步骤九中计算所述开度值的具体过程为：
(1)根据平衡阀支路设计要求的水流量，依据步骤三的计算方法，计算出与该设计要求相匹配的普通支路的水流量；
(2)通过步骤六所计算出的各普通支路的阻抗系数和流体网络分析理论，构建第三线性方程组，计算出各平衡阀支路的阻抗系数；
(3)根据上述步骤所得的各平衡阀支路的阻抗系数和步骤八中所得的各平衡阀支路除平衡阀之外的各其它部件的阻抗系数，计算出各平衡阀的阻抗系数；
(4)根据上述步骤所得的平衡阀阻抗系数，计算出各平衡阀的流通系数；
(5)根据上述步骤所得的各平衡阀的流通系数，计算出各平衡阀所需的开度值。
进一步地，所述步骤一中流通系数K根据所述平衡阀对应厂家提供的参数数据进行拟合所得。
进一步地，所述步骤二中，各平衡阀支路的水流量通过以下公式进行计算，具体为：
Δp＝P前-P后；
Figure GDA0001833766820000031
其中：Q为水流量，Δp为平衡阀两端压差，P前为平衡阀进水端压力，P后为平衡阀出水端压力。
进一步地，所述第一线性方程组和所述第二线性方程组均由以下公式构建：
A·Q＝0
B·|Qm|·Qm·S＝B·D
其中，A为流体网络关联矩阵，B为基本回路矩阵，Q为各支路的水流量的列向量，Qm为对角矩阵，主对角线上的数值分别为各支路的水流量，D为各支路上水泵动力压头组成的列向量，S为各支路阻抗系数组成的列向量。
进一步地，所述步骤七中，各平衡阀全开时的平衡阀阻抗系数由以下公式进行计算，具体为：
Figure GDA0001833766820000041
其中，Sf,qk为平衡阀全开时的平衡阀阻抗系数，Kqk为平衡阀全开时平衡阀的流通系数。
进一步地，所述步骤八中，各平衡阀支路除平衡阀之外的各其它部件的阻抗系数由以下公式进行计算，具体为：
St＝Sqk-Sf,qk
其中，St为平衡阀支路除平衡阀之外的其它部件的阻抗系数，Sqk为平衡阀全开时平衡阀支路的阻抗系数，Sf,qk为平衡阀全开时平衡阀的阻抗系数。
中央空调水系统的运行优化方法，包括以下步骤：
步骤1：设定运行优化的目标值；
步骤2：通过设置在中央空调水系统的平衡阀两端的压力温度一体传感器，实时监测各支路的流量、压力和温度，并反馈其监测值；
步骤3：将监测值与步骤1中设定的运行优化目标值进行对比分析，对中央空调水系统运行进行评价，评价条件包括水力平衡度和供回水温差；
步骤4：根据步骤3中评价结果，制定中央空调水系统运行的优化方案；
步骤5：根据该优化方案采用权利要求1-6任意一项所述的中央空调水系统调试方法进行调试。
中央空调水系统的故障诊断方法，包括以下步骤：
步骤1)：设定系统正常运行的目标值和故障诊断阈值；
步骤2)：通过设置在中央空调水系统的平衡阀两端的压力温度一体传感器，实时监测各支路的流量、压力和温度，并反馈其监测值；
步骤3)：将监测值与步骤1)中设定的正常运行目标值进行对比分析，判断各支路中的参数值与所述故障诊断阈值的关系，若某支路的参数值超过所述故障诊断阈值，则判定该支路出现故障；
步骤4)：对步骤3)中所判定的故障支路进行检修。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过对中央空调水系统的实时监测，按照中央空调水系统各支路设计要求所需的水流量，计算出中央空调水系统中各平衡阀的开度，再通过工程师将各支路上平衡阀的开度值调节至计算出来的开度值，使中央空调水系统水力调试具有科学的依据，大大的减少了人工的反复试调，提高了水力调试的准确性。
(2)本发明实时监测中央空调水系统中各支路的运行情况，为中央空调水系统的运行优化提供了合理有效的科学依据。
(3)本发明实时监测中央空调水系统各支路的运行参数，如若运行参数与正常运行参数相差较大，可以判定中央空调水系统支路故障，并及时对故障支路进行检修，保证了故障检修的专业度，减少了故障检修的时间，提高了故障检修的效率。
附图说明
图1为本发明水力调试方法流程框图。
图2为本发明运行优化方法流程框图。
图3为本发明故障诊断方法流程框图。
图4为实施例水系统运行示意图。
图5为实施例关闭一个平衡阀后水系统运行示意图。
其中，附图标记对应的名称为：
1-空调箱、11-第一支路、12-第二支路、13-第三支路、14-第四支路、15-第五支路、16-第六支路、17-第七支路、18-第八支路、19-第九支路、2-平衡阀、3-水泵。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
如图1所示：中央空调水系统调试方法，包括以下步骤：
步骤一：将中央空调水系统的支路分为安装有平衡阀的平衡阀支路和未安装平衡阀的普通支路，将中央空调水系统中平衡阀支路的平衡阀全开，计算出平衡阀全开时各平衡阀支路的流通系数K，流通系数K根据所述平衡阀对应厂家提供的参数数据进行拟合所得；
步骤二：通过设置在中央空调水系统的平衡阀两端的压力温度一体传感器采集各平衡阀两端的压力值，获得各平衡阀两端的压差，计算出各平衡阀支路的水流量，各平衡阀支路的水流量通过以下公式进行计算，具体为：
Δp＝P前-P后；
Figure GDA0001833766820000061
其中：Q为水流量，Δp为平衡阀两端压差，P前为平衡阀进水端压力，P后为平衡阀出水端压力；
步骤三：通过步骤二所得的各平衡阀支路的水流量，列出该中央空调水系统流体网络的关联矩阵与基本回路矩阵，计算出各普通支路的水流量；
步骤四：通过步骤三所计算的各普通支路的水流量，根据流体网络分析理论，构建第一线性方程组；
步骤五：关闭任一平衡阀支路的平衡阀，重复步骤二和步骤三，构建第二线性方程组；
步骤六：联立第一线性方程组和第二线性方程组，计算出各普通支路的阻抗系数和各平衡阀支路的阻抗系数，所述第一线性方程组和所述第二线性方程组均由以下公式构建：
A·Q＝0
B·|Qm|·Qm·S＝B·D
其中，A为流体网络的关联矩阵，B为基本回路矩阵，Q为各支路的水流量的列向量，Qm为对角矩阵，主对角线上的数值分别为各支路的水流量，D为各支路上水泵动力压头组成的列向量，S为各支路阻抗系数组成的列向量；
步骤七：计算全开时的各平衡阀阻抗系数，各平衡阀全开时的平衡阀阻抗系数由以下公式进行计算，具体为：
Figure GDA0001833766820000071
其中，Sf,qk为平衡阀全开时的平衡阀阻抗系数，Kqk为平衡阀全开时平衡阀的流通系数；
步骤八：根据步骤六所计算的各平衡阀支路的阻抗系数和步骤七所计算出的平衡阀全开时的平衡阀阻抗系数，计算出各平衡阀支路除平衡阀之外的各其它部件的阻抗系数，各平衡阀支路除平衡阀之外的各其它部件的阻抗系数由以下公式进行计算，具体为：
St＝Sqk-Sf,qk
其中，St为平衡阀支路除平衡阀之外的其它部件的阻抗系数，Sqk为平衡阀全开时平衡阀支路的阻抗系数，Sf,qk为平衡阀全开时平衡阀的阻抗系数；
步骤九：根据平衡阀支路设计要求的水流量、步骤六所计算出的各普通支路的阻抗系数和流体网络分析理论，计算出各平衡阀所需的开度值，计算所述开度值的具体过程为：
(1)根据平衡阀支路设计要求的水流量，依据步骤三的计算方法，计算出与该设计要求相匹配的普通支路的水流量；
(2)通过步骤六所计算出的各普通支路的阻抗系数和流体网络分析理论，构建第三线性方程组，计算出各平衡阀支路的阻抗系数；
(3)根据上述步骤所得的各平衡阀支路的阻抗系数和步骤八中所得的各平衡阀支路除平衡阀之外的各其它部件的阻抗系数，计算出平衡阀的阻抗系数；
(4)根据上述步骤所得的平衡阀阻抗系数，计算出各平衡阀的流通系数；
(5)根据上述步骤所得的各平衡阀的流通系数，计算出各平衡阀所需的开度值。
步骤十：将各平衡阀支路上的平衡阀的开度值调整至步骤九中所计算出来的开度值，完成调试。
如图2所示：本发明提供的中央空调水系统的运行优化方法，包括以下步骤：
步骤1：设定运行优化的目标值；
步骤2：通过设置在中央空调水系统的平衡阀两端的压力温度一体传感器，实时监测各支路的流量、压力和温度，并反馈其监测值；
步骤3：将监测值与步骤1中设定的运行优化目标值进行对比分析，对中央空调水系统运行进行评价，评价条件包括水力平衡度和供回水温差；
步骤4：根据步骤3中评价结果，制定中央空调水系统运行的优化方案；
步骤5：根据该优化方案采用权利要求1-6任意一项所述的中央空调水系统调试方法进行调试。
如图3所示：本发明提供的中央空调水系统的故障诊断方法，包括以下步骤：
步骤1)：设定系统正常运行的目标值和故障诊断阈值；
步骤2)：通过设置在中央空调水系统的平衡阀两端的压力温度一体传感器，实时监测各支路的流量、压力和温度，并反馈其监测值；
步骤3)：将监测值与步骤1)中设定的正常运行目标值进行对比分析，判断各支路中的参数值与所述故障诊断阈值的关系，若某支路的参数值超过所述故障诊断阈值，则判定该支路出现故障；
步骤4)：对步骤3)中所判定的故障支路进行检修。
为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明的技术方案，本发明人特提供以下实例对本发明进行阐述。
本实例中：中央空调设有4条安装有平衡阀2和空调箱1的平衡阀支路，其水系统运行示意图如图4所示，其中，水泵3压力为70.2kPa，4条平衡阀支路设计水流量分别为第一支路11为250L/h、第二支路12为499L/h、第三支路13为250L/h、第四支路14为499L/h。
通过平衡阀厂家给出的数据参数，拟合出的平衡阀流通系数计算公式为：
K＝-1.472x3+19.04x2+9.659x+4.716 (1)
式(1)中：K为流通系数，平衡阀全关时K取0；x为开度，平衡阀全开时取4，全关时取0。
平衡阀全开时，计算出个平衡阀流通系数K为253.784。
通过压力温度一体传感器，测量平衡阀的前后两端的压力P前和P后，计算两端的压差Δp，具体计算公式：Δp＝P前-P后，计算出4条平衡阀支路平衡阀两端的压差分别为2.8kPa，1.2kPa，5.1kPa，1.8kPa。
通过公式：
Figure GDA0001833766820000091
计算出平衡阀支路的流量分别为424L/h、278L/h、573L/h、340L/h。
表1各支路平衡阀全开时，平衡阀所在支路的计算数据
支路 K Δp(kPa) Q(L/h)
第一支路 253.784 2.8 424
第二支路 253.784 1.2 278
第三支路 253.784 5.1 573
第四支路 253.784 1.8 340
列出流体网络关联矩阵与基本回路矩阵，如下：
流体网络关联矩阵与基本回路矩阵的构建依据为流体网络分析理论，具体可参见《复杂流体网络分析与控制》一书。
如图4所示：流体网络关联矩阵A的构建规则，以节点为行，支路为列，当支路中的水流方向指向节点时取-1，为离开节点时取1，与节点不相连接时取0；
基本回路矩阵B的构建，构建之前需要对流体网络结构进行划分，其中，平衡阀所在支路即第一支路、第二支路、第三支路和第四支路为链支，其余为树枝，基本回路为多条树枝与一条链支组成的回路，显然，本实例中含有4个链支，即可组成4个基本回路。基本回路的构建原则：以第一支路、第二支路、第三支路、第四支路为行，即以基本回路为行，所有支路为列，构建某一行时，当支路的水流方向与基本回路方向相同取1，相反取-1，不在基本回路中取0。
Figure GDA0001833766820000101
Figure GDA0001833766820000102
对下式进行求解，得到第五支路、第六支路、第七支路、第八支路、第九支路的流量：
A·Q＝0 (3)
式(3)中，A为流体网络关联矩阵，Q为各管路流量的列向量，如下：
Q＝[Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9]T
第一支路、第二支路、第三支路和第四支路的流量已知，见表1，根据式(3)最终得到各支路流量如下：
Q＝[424 278 573 340 1615 1275 702 702 1275]T
d.根据流体网络分析理论，有：
B·|Qm|·Qm·S＝B·D (4)
式(4)中，B为基本回路矩阵，Qm为对角矩阵，主对角线上的数值分别为各支路的流量，D为各支路上水泵动力压头组成的列向量，S为各支路阻抗系数组成的列向量，如下：
S＝[S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9]T
由于第六支路与第九支路为对应的供回水管段，二者的流量相同，因此，为减少计算工作量，将二者的阻抗系数统一为S6，第七支路与第八支路也具有相同的性质，阻抗系数可统一为S7，此时，流体网络各支路阻抗系数的列向量可表示为：
S＝[S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S7 S6]T
D为各支路上水泵动力压头组成的列向量，如下：
D＝[D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9]T
此处，仅有第五支路含有水泵，因此D可以表示为：
D＝[0 0 0 0 70.2 0 0 0 0]T
式(4)展开后为线性方程组，其中，方程个数4个，未知量7个，无法求得唯一解。
如图5所示：各支路平衡阀全开的基础上，关闭第一支路的平衡阀，按照上述计算方法开展相关计算；
a.计算各平衡阀所在支路流量，计算数据见表2
表2各支路平衡阀全开时的计算数据
支路 K Δp(kPa) Q(L/h)
第二支路 253.784 2.1 368
第三支路 253.784 7.6 700
第四支路 253.784 2.5 401
b.列出流体网络的关联矩阵Ag1与基本回路矩阵Bg1，如下：
Figure GDA0001833766820000111
Figure GDA0001833766820000112
c.求解第五支路、第六支路、第七支路、第八支路、第九支路的流量，最终得到各支路流量如下：
Qg1＝[368 700 401 1469 1068 368 368 1068]T
d.根据流体网络分析理论，构建线性方程组，如下：
Bg1·|Qg1|·Qg1·Sg1＝Bg1·Dg1 (5)
其中，Sg1与Dg1分别如下：
Sg1＝[S2 S3 S4 S5 S6 S7 S7 S6]T
Dg1＝[0 0 0 70.2 0 0 0 0]T
式(5)展开后为线性方程组，其中，方程个数3个，与式(4)共计方程个数7个，未知量7个，可以求得唯一解。
3)求解
a.计算平衡阀全开时，各支路的阻抗系数
联立式(4)与式(5)，计算结果如下：
Sqk＝[85.9229 199.8717 57.0887 185.9928 18.6714 0.848 3.3451 3.34510.848]T×10-6
根据流体力学原理，平衡阀所在支路，即第一支路、第二支路、第三支路和第四支路，其阻抗系数会随着平衡阀开度的变化而变化，而其他支路，即第五支路、第六支路、第七支路和第八支路，由于管路结构及管路中的部件恒定不变，其阻抗系数亦为恒定值。
b.计算第一支路中，除平衡阀外其他部件的阻抗系数
根据流体力学原理，可采用以下公式进行计算
St＝Sqk-Sf，qk (6)
式(6)中，St为平衡阀支路除平衡阀之外的其它部件的阻抗系数，Sqk为平衡阀全开时平衡阀支路的阻抗系数，Sf，qk为平衡阀全开时平衡阀的阻抗系数。
其中，
Figure GDA0001833766820000121
Sf，qk为平衡阀全开时的平衡阀阻抗系数，Kqk为平衡阀全开时平衡阀的流通系数，计算得到平衡阀全开时的阻抗系数为15.5264×10-6
将数据代入式(6)，可得第一支路、第二支路、第三支路和第四支路中，除平衡阀外其他部件的阻抗系数为：
SSJ＝[70.3965 184.3453 41.5623 170.4664]T×10-6
第一支路、第二支路，第三支路和第四支路中，除平衡阀外的其他部件为恒定，其阻抗系数亦为恒定值。
(3)计算设计状态下，平衡阀的开度值
1)构建平衡阀所在支路的阻抗计算方程组
a.设计状态下，平衡阀所在支路的流量即前述的设计流量，见表3
表3设计状态下，平衡阀所在支路的流量
支路 Q(L/h)
第一支路 499
第二支路 250
第三支路 499
第四支路 250
b.构建流体网络关联矩阵与基本回路矩阵
设计状态下该两矩阵与平衡阀全开时相同，如下：
Figure GDA0001833766820000131
Figure GDA0001833766820000132
c.求解第五支路、第六支路、第七支路、第八支路和第九支路的流量
计算方法与前述相同，得到各支路的流量为：
Qsj＝[499 250 499 250 1498 1248 749 749 1248]T
其中，Qsj为设计要求是个支路的流量；
d.根据流体网络分析理论，构建线性方程组，方法与前述相同，如下：
B·|Qsj，m|·Qsj，m·Ssj＝B·D (7)
其中，B为基本回路矩阵，Qsj，m为对角矩阵，主对角线上的数值分别为各支路的水流量，D为各支路上水泵动力压头组成的列向量，Ssj为设计要求水流量时各支路阻抗系数组成的列向量。
支路中的水泵动力D不变，与前述相同，为
D＝[D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9]T
第五支路、第六支路、第七支路、第八支路和第九支路的阻抗系数与前述相同，则Ssj可表示为：
Ssj＝[Ssj，1×106Ssj，2×106Ssj，3×106Ssj，4×10618.6714 0.848 3.3451 3.34510.848]T×10-6
式(7)展开后为线性方程组，其中，方程个数4个，未知量4个，有唯一解
2)求解平衡阀所在支路的阻抗
对式(7)进行求解，得到平衡阀所在支路的阻抗为：
SSJ＝[87.9778 350.5051 103.0509 452.8209]T×10-6
3)求解平衡阀开度
a.平衡阀阻抗系数
平衡阀阻抗系数可按下式求解：
Sf，sj＝Ssj-St (8)
代入数据得：
Sf，sj＝[17.5813 166.1598 61.4886 2823545]T×10-6
b.平衡阀流通系数
平衡阀流通系数按下式计算：
Figure GDA0001833766820000141
代入数据得：
Ksj＝[238.4922 77.5777 127.5271 59.5117]T
c.平衡阀开度
采用式(1)求解平衡阀开度，精度为0.05，得：
xsj＝[3.85 1.85 2.55 1.55]T
(4)按照计算出的平衡阀开度，对空调水系统进行调试，并与设计流量进行对比
调节结果见表4
表4水系统的调试结果
支路 平衡阀开度 Δp(kPa) Q(L/h) Q<sub>sj</sub>(L/h) 误差(％)
第一支路 3.85 4.3 497 499 0.4
第二支路 1.85 9.8 246 250 1.6
第三支路 2.55 14.9 498 499 0.2
第四支路 1.55 17.9 254 250 1.6
通过本实例可以看出，本发明可以有效的实现空调水系统的水力调试。
本实例故障诊断：空调系统如图4所示，系统在上述调试的水力平衡条件下运行，采用监测的数据对系统进行故障诊断，以进一步说明本发明的效果。
(1)平衡阀堵塞：一段时间后，由于管内杂质导致某平衡阀局部堵塞，第二支路平衡阀发生局部堵塞，该平衡阀的阻抗系数增大，系统监测到该平衡阀两端的压差值增大，系统运行一段时间后，监测到第二支路平衡阀的压差值为16.8kPa，偏离正常运行值9.8kPa约71.4％，判定该平衡阀被堵塞。
(2)水系统管网中排气不净诊断原理：排气不净会导致水在管网中无法流动，此时，平衡阀两端监测到压力差值为0，当出现该现象时，即可判断管网排气不净。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.中央空调水系统调试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将中央空调水系统的支路分为安装有平衡阀的平衡阀支路和未安装平衡阀的普通支路，将中央空调水系统中平衡阀支路的平衡阀全开，计算出平衡阀全开时各平衡阀支路的流通系数K；
步骤二：通过设置在中央空调水系统的平衡阀两端的压力温度一体传感器采集各平衡阀两端的压力值，获得各平衡阀两端的压差，计算出各平衡阀支路的水流量；
步骤三：通过步骤二所得的各平衡阀支路的水流量，列出该中央空调水系统流体网络的关联矩阵与基本回路矩阵，计算出各普通支路的水流量；
步骤四：通过步骤三所计算的各普通支路的水流量，根据流体网络分析理论，构建第一线性方程组；
步骤五：关闭任一平衡阀支路的平衡阀，重复步骤二和步骤三，构建第二线性方程组；
步骤六：联立第一线性方程组和第二线性方程组，计算出各普通支路的阻抗系数和各平衡阀支路的阻抗系数；
步骤七：计算全开时的平衡阀阻抗系数；
步骤八：根据步骤六所计算的各平衡阀支路的阻抗系数和步骤七所计算出的平衡阀全开时的平衡阀阻抗系数，计算出各平衡阀支路除平衡阀之外的各其它部件的阻抗系数；
步骤九：根据平衡阀支路设计要求的水流量、步骤六所计算出的各普通支路的阻抗系数和流体网络分析理论，计算出各平衡阀所需的开度值；
步骤十：将各平衡阀支路上的平衡阀的开度值调整至步骤九中所计算出来的开度值，完成调试。
2.根据权利要求1所述的中央空调水系统调试方法，其特征在于，所述步骤九中计算所述开度值的具体过程为：
(1)根据平衡阀支路设计要求的水流量，依据步骤三的计算方法，计算出与该设计要求相匹配的普通支路的水流量；
(2)通过步骤六所计算出的各普通支路的阻抗系数和流体网络分析理论，构建第三线性方程组，计算出各平衡阀支路的阻抗系数；
(3)根据上述步骤所得的各平衡阀支路的阻抗系数和步骤八中所得的各平衡阀支路除平衡阀之外的各其它部件的阻抗系数，计算出各平衡阀的阻抗系数；
(4)根据上述步骤所得的各平衡阀阻抗系数，计算出各平衡阀的流通系数；
(5)根据上述步骤所得的各平衡阀的流通系数，计算出各平衡阀所需的开度值。
3.根据权利要求2所述的中央空调水系统调试方法，其特征在于，所述步骤一中流通系数K根据所述平衡阀对应厂家提供的参数数据进行拟合所得。
4.根据权利要求3所述的中央空调水系统调试方法，其特征在于，所述步骤二中，各平衡阀支路的水流量通过以下公式进行计算，具体为：
Δp＝P前-P后；
Figure FDA0002605781520000021
其中：Q为水流量，Δp为平衡阀两端压差，P前为平衡阀进水端压力，P后为平衡阀出水端压力。
5.根据权利要求4所述的中央空调水系统调试方法，其特征在于，所述第一线性方程组和所述第二线性方程组均由以下公式构建：
A·Q＝0
B·|Qm|·Qm·S＝B·D
其中，A为流体网络关联矩阵，B为基本回路矩阵，Q为各支路的水流量的列向量，Qm为对角矩阵，主对角线上的数值分别为各支路的水流量，D为各支路上水泵动力压头组成的列向量，S为各支路阻抗系数组成的列向量。
6.根据权利要求5所述的中央空调水系统调试方法，其特征在于，所述步骤七中，各平衡阀全开时的平衡阀阻抗系数由以下公式进行计算，具体为：
Figure FDA0002605781520000022
其中，Sf,qk为平衡阀全开时的平衡阀阻抗系数，Kqk为平衡阀全开时平衡阀的流通系数。
7.根据权利要求6所述的中央空调水系统调试方法，其特征在于，所述步骤八中，各平衡阀支路除平衡阀之外的各其它部件的阻抗系数由以下公式进行计算，具体为：
St＝Sqk-Sf,qk
其中，St为平衡阀支路除平衡阀之外的其它部件的阻抗系数，Sqk为平衡阀全开时平衡阀支路的阻抗系数，Sf,qk为平衡阀全开时平衡阀的阻抗系数。
8.中央空调水系统的运行优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：设定运行优化的目标值；
步骤2：通过设置在中央空调水系统的平衡阀两端的压力温度一体传感器，实时监测各支路的流量、压力和温度，并反馈其监测值；
步骤3：将监测值与步骤1中设定的运行优化目标值进行对比分析，对中央空调水系统运行进行评价，评价条件包括水力平衡度和供回水温差；
步骤4：根据步骤3中评价结果，制定中央空调水系统运行的优化方案；
步骤5：根据该优化方案采用权利要求1-6任意一项所述的中央空调水系统调试方法进行调试。
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