CN109237700B - 一种空调制冷机联机变水温控制方法 - Google Patents

Abstract

一种空调制冷机联机变水温控制方法，包括以下步骤：S1：制冷机组开机后，包括三种运行工况：降温模式、降湿模式和降温降湿模式；S2：选择运行工况后，制冷机组运行一段时间后对输出水温进行分析，包括出水温度递增模式、出水温度保持模式和出水温度递减模式。本发明能够更精准地判断系统总体变化是否在正常控制范围内，系统运行平稳，节能效率更高。

Description

一种空调制冷机联机变水温控制方法

技术领域

本发明涉及中央空调技术领域，特别是一种空调制冷机联机变水温控制方法。

背景技术

目前中央空调系统运行能耗巨大的现状主要体现为主机系统能耗，中央空调系统的设计通常按建筑物所在地的极端气候条件来计算其最大冷负荷，并由此确定空调主机的装机容量及空调水系统的供水流量。然而，实际上每年只有短时间出现最大冷负荷的情况。因此，中央空调系统在绝大部分时间里，都是在部分负荷（远小于其额定容量）条件下运行的。据统计，实际空调负荷平均只有设备能力的50%-60%左右，这无疑造成了大量的能源白白浪费。而且，空调水系统的水泵、风机等机电设备，长期处在定频额定状态下运行，机械磨损严重，导致设备故障增加和使用寿命缩短。

另一方面，空调负荷又具有变动性。由于季节交替、气候变幻、昼夜轮回等各种因素变化的影响，中央空调系统的负荷具有起伏变化和不恒定的特点，如果中央空调的运行方式不能根据负荷的变化而调节，始终在额定容量（即满负荷状态）下运行，也势必造成巨大的能源浪费。

现有技术中有通过对制冷机组进行变水温调节来对空调制冷系统联机运行进行节能控制。如《烟草科技》“设备与仪器”论文于2006年第6期（作者：林荣欣、敖顺荣）提出了一种卷烟厂空调与制冷系统联机运行节能策略。但该技术存在以下缺陷：

①在运行前未设置相应的运行模式，主要是未判断运行时的室外温湿度情况，未在确定

室外温湿度情况后确定系统的运行模式，此判断主要是确定及改变制冷机运行的温度范围调整；

②未结合室外温湿度情况进行分析，在出现极端或湿度较大的条件时，不能准确的进行判断，输出水温波动大，导致节能效果不理想，即节能效率低；

③联锁判断条件下，未按照温度递增递减阶梯进行改变制冷机组出水温度，而是先判断是否输出最大温度（最低温度），这样导致制冷机组出水温度变化大，运行负荷急剧增大而导致负荷大，节能效率低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种系统运行平稳，节能效率更高的空调制冷机联机变水温控制方法。

本发明的技术方案是：一种空调制冷机联机变水温控制方法，包括以下步骤：

S1：制冷机组开机后，包括三种运行工况：降温模式、降湿模式和降温降湿模式；

S2：选择运行工况后，制冷机组运行一段时间后对输出水温进行分析,包括：

a.出水温度递增模式：对各组合式空调机组的表冷阀开度进行判断，读取最大值进行比

较，若表冷阀开度小于70%时，对制冷机组的供回水温差进行判断，若温差小于设定值，计算各组合式空调机组的混风段露点温度，再将露点温度与当前计算的最佳出水温度进行比较，若出水温度小于露点温度，则对出水温度进行增温控制；

b.出水温度保持模式：若表冷阀开度在70%~90%之间，对制冷机组的供回水温差进行判

断，若温差在设定值范围内，说明系统负荷稳定，保持当前出水温度输出；

c.出水温度递减模式：若表冷阀开度大于90%时，对制冷机组的供回水温差进行判断，

若温差大于设定值，再对制冷机组实际出水温度值与制冷机组设定出水温度值进行比较，若小于设定值时，则对出水温度进行降温控制。

进一步，所述降温模式是通过对室外温湿度晗值以及室外温度、室外湿度与设定值进行比较后计算判断；或者所述降湿模式是通过对室外温度、室外湿度与设定值进行比较后计算判断；或者所述降温降湿模式是通过对室外温湿度晗值以及室外温度与设定值进行比较后计算判断。

进一步，S1中，制冷机组的开启同时满足以下四个条件：

1）车间平均温度值减去车间设定温度值大于或等于上位机的设定温度值；

2）车间平均温湿度的焓值与车间设定温湿度的焓值大于或等于上位机的设定温度值；

3）空调机房内的温度值大于或等于上位机的设定温度值；

4）车间设定温度值减去室外温度值大于或等于上位机的设定温度值。

进一步，步骤a中，出水温度每次递增的温度范围为0.2-0.5℃，整体温度递增范围为8-12℃。

进一步，步骤c中，出水温度每次递减的温度范围为0.2-0.5℃，整体温度递减范围为7-10℃。

进一步，所述出水温度递增和递减模式中，若所有判断条件满足后，通过预定循环时间对出水温度进行增温或降温控制。

优选地，所述预定时间为10~40min。

进一步，S2中，选择运行工况后，将该运行工况下的初始值赋值至制冷机组，制冷机组运行一段时间后对输出水温进行分析。

本发明的有益效果：

（1）递增过程增加了制冷机组进出水温差判断，主要是对系统总体负荷进行分析，更加稳定的判断是否需要进行出水温度递增调整，如温差大于4℃，此时说明系统负荷较大，不宜对出水温度进行增加，反之即可对制冷机出水温度进行调整， 优势主要体现在使系统运行更加稳定，系统温度波动小；

（2）针对极端条件时（即高温高湿、低温高湿、高温低湿时），判断更加精确，系统运行更加平稳；

（3）本发明的露点温度取样点为组合式空调机组的混风段，此段的露点温度反应了组合式空调机组是否需要除湿、降温（车间负荷需求大小）的关键点；

（4）本发明是以一定时间做为循环时间，如设定值为20分钟，即每隔20分钟判断一次，判断结果直接输出至制冷机组，此时间值可根据室外温湿度及车间负荷变化情况进行自动调整，优选设置最低时间进行保护，避免制冷机组温度调整波动大；

（5）递增、递减的判断均增加了不同的判断依据，使判断更加精准；

（6）技术优势主要体现为：系统运行平稳，节能效率更高。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

一种空调制冷机联机变水温控制方法，包括以下步骤：

S1：制冷机组开机后，包括三种运行工况：降温模式、降湿模式和降温降湿模式；

具体地，降温模式是通过对室外温湿度晗值以及室外温度、室外湿度与设定值进行比较后计算判断；降湿模式是通过对室外温度、室外湿度与设定值进行比较后计算判断；降温降湿模式是通过对室外温湿度晗值以及室外温度与设定值进行比较后计算判断。

另外，制冷机组的开启同时满足以下四个条件：

1）车间平均温度值减去车间设定温度值大于或等于上位机的设定温度值；

2）车间平均温湿度的焓值与车间设定温湿度的焓值大于或等于上位机的设定温度值；

3）空调机房内的温度值大于或等于上位机的设定温度值；

4）车间设定温度值减去室外温度值大于或等于上位机的设定温度值。

上述制冷机组的开启条件判断主要以车间负荷为主，具有以下优点：

（1）通过判断确定是否开启制冷机组，如不进行判断，始终开启制冷机组，能耗较大；判断后提示值班人员是否需要开启制冷机组或自动联动停止制冷机组，在室外温湿度及焓值结合车间负荷进行分析后可判断是否需要开启制冷机组，此项主要针对过渡季节时使用，室外温湿度不高时节能效率明显；

（2）空调机房内的温度值大于或等于上位机的设定温度值，此判断主要是针对新风口设置在机房内的组合式空调机组，如新风设置在室外即可不需要此判断（新风口设置在机房内可节约一定能耗）。

S2：选择运行工况后，制冷机组运行一段时间后对输出水温进行分析。

具体地，系统的负荷主要通过各组合式空调机组的表冷阀开度及制冷机组的供回水温差、系统流量进行分析，首先通过运行工况模式确认后将初始值赋值至机组，机组运行一定时间后对输出水温进行分析，分析以下三种模式来改变输出水温，分别为出水温度递增模式、出水温度保持模式、出水温度递减模式。

S201： 出水温度递增模式

具体地，该模式需要满足三个条件：

条件1：先对各组合式空调机组的表冷阀开度进行判断，例如有10台组合式空调机组负荷，对各机组表冷阀开度最大值进行对比，计算出最大表冷阀开度，当表冷阀开度小于70%时满足条件；

条件2：再对制冷机组的供回水温差进行判断，若温差小于设定值，如设定值为4℃，则满足条件；

条件3：最后计算各组合式空调机组的混风段露点温度，再将露点温度与当前计算的最佳出水温度进行比较，若出水温度小于露点温度，则递增模式条件满足。

以上三个条件均满足后，通过预定循环时间（如20min）对出水温度进行增温控制，即每隔20分钟判断一次条件是否满足，递增的阶梯温度可进行设定，本次测试验证的每次递增的温度范围为0.2-0.5℃，递增循环稳定时间也可通过上位机进行设定，本次测试验证为20-30分钟，此值越小调整越精确，但不能太小，对制冷机组加载、卸载运行频繁，反而引起机组不稳定；整体的温度递增范围为8-12℃。

S202：出水温度保持模式

具体地，首先对各组合式空调机组的表冷阀开度进行判断，读取最大值进行比较，若表冷阀开度在70%~90%之间时满足第一个条件；然后对供回水温差进行判断，若温差在设定值之间（如设定值为4℃-5℃），此时说明系统负荷比较稳定，保持当前出水温度输出。

S203：出水温度递减模式

具体地，首先对各组合式空调机组的表冷阀开度进行判断，读取最大值进行比较，若表冷阀开度大于90%时满足第一个条件；然后对制冷机组的供回水温差进行判断，若温差大于设定值，再对制冷机组实际出水温度值与制冷机组设定出水温度值进行比较，若小于设定值时，则对出水温度进行降温控制。

本实施例具有以下优点：

（1）通过总体判断制冷机组的工作工况，即是以哪种工况运行，工况的确定主要根据室外的环境数据及室内的环境数据结合进行判断，这样可以调整水温的范围内变化值，降温为主时温度变化递增递减的阶梯值及整个范围值（8-12℃），降湿为主时相应的缩小递增递减的阶梯值及整个范围值（7-10℃）；

（2）在判断过程中增加了供回水温差条件，以更好的判断系统总体变化是否在正常控制范围内，控制更加精准；

（3）在递增过程中加入判断各机组混风段露点温度，进一步判断增加温度对机组除湿效果有无影响；而现有技术的露点温度未明确取样点，本发明明确露点温度取样点为组合式空调机组的混风段，此段的露点温度反应了组合式空调机组是否需要除湿、降温（车间负荷需求大小）的关键点；

（4）在递减过程中加入制冷机实际出水温度值与制冷机设定出水温度值进行比较，小于设定值时条件满足，即说明后端各组合式空调机组的负荷大，此时可对负荷进行递减；如不满足，系统保持现有运行值输出，系统运行更稳定，制冷机组出水温度波动小，组合式空调机组调整系数小，车间温湿度波动小，节能效果更明显，可以说该技术特征大大提高了节能效率；

（5）在判断计算出水温度过程中，采用递增、递减及保持出水温度三种模式，判断条件更加完善，控制温度更加平稳；

（6）可建立数学模型，即建立数据模型及控制过程的程序设计，对负荷的变化区间值对应输出值，根据各种不同工况输出最佳出水温度值。

Claims (8)

1.一种空调制冷机联机变水温控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：制冷机组开机后，包括三种运行工况：降温模式、降湿模式和降温降湿模式；

S2：选择运行工况后，制冷机组运行一段时间后对输出水温进行分析,包括：

a. 出水温度递增模式：对各组合式空调机组的表冷阀开度进行判断，读取最大值进行比较，若表冷阀开度小于70%时，对制冷机组的供回水温差进行判断，若温差小于设定值，计算各组合式空调机组的混风段露点温度，再将露点温度与当前计算的最佳出水温度进行比较，若出水温度小于露点温度，则对出水温度进行增温控制；

b. 出水温度保持模式：若表冷阀开度在70%~90%之间，对制冷机组的供回水温差进行判断，若温差在设定值范围内，说明系统负荷稳定，保持当前出水温度输出；

c. 出水温度递减模式：若表冷阀开度大于90%时，对制冷机组的供回水温差进行判断，若温差大于设定值，再对制冷机组实际出水温度值与制冷机组设定出水温度值进行比较，若小于制冷机组设定出水温度值时，则对出水温度进行降温控制。

2.根据权利要求1所述的空调制冷机联机变水温控制方法，其特征在于，所述降温模式是通过对室外温湿度焓值以及室外温度、室外湿度与设定值进行比较后计算判断；或者所述降湿模式是通过对室外温度、室外湿度与设定值进行比较后计算判断；或者所述降温降湿模式是通过对室外温湿度焓值以及室外温度与设定值进行比较后计算判断。

3.根据权利要求1所述的空调制冷机联机变水温控制方法，其特征在于，S1中，制冷机组的开启同时满足以下四个条件：

1）车间平均温度值减去车间设定温度值大于或等于上位机的设定温度值；

2）车间平均温湿度的焓值减去车间设定温湿度的焓值大于或等于上位机的设定温度值；

3）空调机房内的温度值大于或等于上位机的设定温度值；

4）车间设定温度值减去室外温度值大于或等于上位机的设定温度值。

4.根据权利要求1或2或3所述的空调制冷机联机变水温控制方法，其特征在于，步骤a中，出水温度每次递增的温度范围为0.2-0.5℃，整体温度递增范围为8-12℃。

5.根据权利要求1或2或3所述的空调制冷机联机变水温控制方法，其特征在于，步骤c中，出水温度每次递减的温度范围为0.2-0.5℃，整体温度递减范围为7-10℃。

6.根据权利要求1或2或3所述的空调制冷机联机变水温控制方法，其特征在于，所述出水温度递增和递减模式中，若所有判断条件满足后，通过预定循环时间对出水温度进行增温或降温控制。

7.根据权利要求6所述的空调制冷机联机变水温控制方法，其特征在于，所述预定循环时间为10~40min。

8.根据权利要求1或2或3所述的空调制冷机联机变水温控制方法，其特征在于，S2中，选择运行工况后，将该运行工况下的初始值赋值至制冷机组，制冷机组运行一段时间后对输出水温进行分析。