CN111256202B - 一种集中供热系统热源热侧变频循环泵群控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于变频循环泵控制领域，尤其是一种集中供热系统热源热侧变频循环泵群控方法，针对现有的无法保证换热器热侧供热满足冷侧负荷需求，变频水泵输送效率低的问题，现提出如下方案，其包括以下步骤：S1：启动变频水泵群控流程，检测变频水泵运行数量，如为0停止变频水泵频率控制子程序，并设置变频水泵频率为初始频率，同时启动累计运行时间最短的待机变频水泵；S2：如存在正常运行的变频水泵，即运行数量>0，启动变频水泵频率控制子程序进行运行频率的闭环控制；S3：变频水泵加泵流程，本发明可以保证换热器热侧供热满足冷侧负荷需求，可以减小管道阻力，提升变频水泵输送效率。
Description
技术领域
本发明涉及变频循环泵控制技术领域，尤其涉及一种集中供热系统热源热侧变频循环泵群控方法。
背景技术
集中供热是指由集中热源所产生的蒸汽、热水，通过管网供给一个城市或部分区域生产、采暖和生活所需的热量的方式，集中供热系统由热源、供热管网、热用户三部分组成，热由锅炉通过燃烧化石能源产生高温热水，然后通过热侧循环泵、换热器和冷侧循环泵等设备逐级传递热能到达用户处。
现有技术中，无法保证换热器热侧供热满足冷侧负荷需求，变频水泵输送效率低，因此我们提出了一种集中供热系统热源热侧变频循环泵群控方法，用来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在无法保证换热器热侧供热满足冷侧负荷需求，变频水泵输送效率低的缺点，而提出的一种集中供热系统热源热侧变频循环泵群控方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种集中供热系统热源热侧变频循环泵群控方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：启动变频水泵群控流程，检测变频水泵运行数量，如为0停止变频水泵频率控制子程序，并设置变频水泵频率为初始频率，同时启动累计运行时间最短的待机变频水泵；
S2：如存在正常运行的变频水泵，即运行数量>0，启动变频水泵频率控制子程序进行运行频率的闭环控制；
S3：变频水泵加泵流程，如计算加泵后变频水泵的运行频率大于变频水泵频率下限设定值，或者运行频率大于等于设定的上限频率，经延时确认后增加变频水泵，启动累计运行时间最短的待机变频水泵；
S4：变频水泵减泵流程，如变频水泵运行频率小于变频水泵频率下下限设定值，经延时确认后减少变频水泵，关闭累计运行时间最长的在运行变频水泵；
S5：停止变频水泵群控流程：直接关闭所有变频水泵。
优选的，所述变频水泵启停控制包括以下步骤：A1：接收主程序启动信号，启动变频水泵；A2：检测变频水泵是否正常启动运行，如未运行程序进行故障报警并跳转至变频水泵关闭控制流程；A3：接收主程序关闭信号或者故障报警信号，关闭变频水泵。并延时确认是否关闭，如未正常关闭程序进行故障报警。
优选的，所述变频水泵运行频率控制包括以下步骤：T1：检测正常运行换热器的热侧调节阀阀度，相互比较取得最大值和最小值；T2：如最大值大于等于阀度上限设定值，判断热侧循环泵供给不足，在现有运行频率基础上增加一定值α，以提高循环泵供给能力使阀度下降，保持换热器合理的可控裕度；T3：如最大值小于阀度下限设定值，而最小值小于等于阀度下限设定值，判断热侧循环泵供给过量，在现有运行频率基础上减少一定值β使阀度上升，以降低换热器阻力；T4：如最大值和最小值均处于阀度上限设定值和阀度下限设定值，判断热侧循环泵供给合理，维持现状。
优选的，所述S1中，变频水泵为并联结构，运行变频水泵的频率需统一设置以保证相同，避免水泵压头不同导致压头较低的水泵无流量或低流量运行；累计运行时间最短的待机变频水泵：基于设备运行维护的综合成本考虑，如过度使用单台设备将造成损坏，所以需均衡各设备的运行时间；待机：故障和检修设备将在程序中确认，在自动控制流程中屏蔽，避免误操作。
优选的，所述S4中，累计运行时间最长的在运行变频水泵：基于设备运行维护的综合成本考虑，如过度使用单台设备将造成损坏，所以需均衡各设备的运行时间。
优选的，所述S4中，变频水泵频率下下限设定值：受水泵特性曲线和管道阻力曲线的影响，变频水泵频率下降到某一频率以下时，水泵出水量极低甚至不出水，要使水泵正常运行必须设置一个最低频率保障水泵安全运行，变频水泵频率下下限设定值可等于或略大于最低频率。
优选的，所述S4中，变频水泵频率下限设定值：必须大于变频水泵频率下下限设定值。根据比例定律G2/G1＝n2/n1，G：流量，n：转速，流量与转速成正比，理论上加泵后频率降至下限设定值总流量应相同，但实际上还会受异步电动机转差率和水泵并联运行的影响，首先转差率使加泵降频后的实际转速会低于比例定律理论转速，另外加泵并联会导致实际总流量低于理论总流量，两个因素均使实际流量低于理论流量，如下限设定值比下下限设定值小或者相差幅度不足，加泵后运行频率将小于变频水泵频率下下限设定值，随之进入减机流程，频繁的切换导致冷侧出水温度波动影响供热质量，所以变频水泵频率下限设定值必须在不同情况下经过多次实验确认。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本方案在保证换热器热侧调节阀可控裕度的前提下尽量提高调节阀阀度，以降低换热器阻力，从而降低流体传输功率；
本方案在水泵合理运行区间内，通过加泵的方式降低运行频率。根据比例定律可知，N2/N1＝(n2/n1)3，N：功率，n：转速，功率与转速的3次方成正比关系，虽然受转差率和并联运行衰减的影响，无法达到理论的节能量，但根据大量的实验分析，正比关系可达到N2/N1＝(n2/n1)2.5，加泵降频仍然有很大的节能空间；
本发明可以保证换热器热侧供热满足冷侧负荷需求，可以减小管道阻力，提升变频水泵输送效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种集中供热系统热源热侧变频循环泵群控方法的流程图；
图2为本发明提出的一种集中供热系统热源热侧变频循环泵群控方法的主程序停止流程图；
图3为本发明提出的一种集中供热系统热源热侧变频循环泵群控方法的变频水泵启停控制流程图；
图4为本发明提出的一种集中供热系统热源热侧变频循环泵群控方法的变频水泵运行频率控制流程图；
图5为现有的集中供热系统热源原理图；
图6为现有的热源热传递流程图。
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。
参照图1-6，一种集中供热系统热源热侧变频循环泵群控方法，包括以下步骤：
S1：启动变频水泵群控流程，检测变频水泵运行数量，如为0停止变频水泵频率控制子程序，并设置变频水泵频率为初始频率，同时启动累计运行时间最短的待机变频水泵；
S2：如存在正常运行的变频水泵，即运行数量>0，启动变频水泵频率控制子程序进行运行频率的闭环控制；
S3：变频水泵加泵流程，如计算加泵后变频水泵的运行频率大于变频水泵频率下限设定值，或者运行频率大于等于设定的上限频率，经延时确认后增加变频水泵，启动累计运行时间最短的待机变频水泵；
S4：变频水泵减泵流程，如变频水泵运行频率小于变频水泵频率下下限设定值，经延时确认后减少变频水泵，关闭累计运行时间最长的在运行变频水泵；
S5：停止变频水泵群控流程：直接关闭所有变频水泵。
本发明中，变频水泵启停控制包括以下步骤：A1：接收主程序启动信号，启动变频水泵；A2：检测变频水泵是否正常启动运行，如未运行程序进行故障报警并跳转至变频水泵关闭控制流程；A3：接收主程序关闭信号或者故障报警信号，关闭变频水泵。并延时确认是否关闭，如未正常关闭程序进行故障报警。
本发明中，变频水泵运行频率控制包括以下步骤：T1：检测正常运行换热器的热侧调节阀阀度，相互比较取得最大值和最小值；T2：如最大值大于等于阀度上限设定值，判断热侧循环泵供给不足，在现有运行频率基础上增加一定值α，以提高循环泵供给能力使阀度下降，保持换热器合理的可控裕度；T3：如最大值小于阀度下限设定值，而最小值小于等于阀度下限设定值，判断热侧循环泵供给过量，在现有运行频率基础上减少一定值β使阀度上升，以降低换热器阻力；T4：如最大值和最小值均处于阀度上限设定值和阀度下限设定值，判断热侧循环泵供给合理，维持现状。
本发明中，变频水泵为并联结构，运行变频水泵的频率需统一设置以保证相同，避免水泵压头不同导致压头较低的水泵无流量或低流量运行；累计运行时间最短的待机变频水泵：基于设备运行维护的综合成本考虑，如过度使用单台设备将造成损坏，所以需均衡各设备的运行时间；待机：故障和检修设备将在程序中确认，在自动控制流程中屏蔽，避免误操作。
本发明中，累计运行时间最长的在运行变频水泵：基于设备运行维护的综合成本考虑，如过度使用单台设备将造成损坏，所以需均衡各设备的运行时间。
本发明中，变频水泵频率下下限设定值：受水泵特性曲线和管道阻力曲线的影响，变频水泵频率下降到某一频率以下时，水泵出水量极低甚至不出水，要使水泵正常运行必须设置一个最低频率保障水泵安全运行，变频水泵频率下下限设定值可等于或略大于最低频率。
本发明中，变频水泵频率下限设定值：必须大于变频水泵频率下下限设定值。根据比例定律G2/G1＝n2/n1，G：流量，n：转速，流量与转速成正比，理论上加泵后频率降至下限设定值总流量应相同，但实际上还会受异步电动机转差率和水泵并联运行的影响，首先转差率使加泵降频后的实际转速会低于比例定律理论转速，另外加泵并联会导致实际总流量低于理论总流量，两个因素均使实际流量低于理论流量，如下限设定值比下下限设定值小或者相差幅度不足，加泵后运行频率将小于变频水泵频率下下限设定值，随之进入减机流程，频繁的切换导致冷侧出水温度波动影响供热质量，所以变频水泵频率下限设定值必须在不同情况下经过多次实验确认。
本方案在保证换热器热侧调节阀可控裕度的前提下尽量提高调节阀阀度，以降低换热器阻力，从而降低流体传输功率；
本方案在水泵合理运行区间内，通过加泵的方式降低运行频率。根据比例定律可知，N2/N1＝(n2/n1)3，N：功率，n：转速，功率与转速的3次方成正比关系，虽然受转差率和并联运行衰减的影响，无法达到理论的节能量，但根据大量的实验分析，正比关系可达到N2/N1＝(n2/n1)2.5，加泵降频仍然有很大的节能空间；
本发明可以保证换热器热侧供热满足冷侧负荷需求，可以减小管道阻力，提升变频水泵输送效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种集中供热系统热源热侧变频循环泵群控方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：启动变频水泵群控流程，检测变频水泵运行数量，如为0停止变频水泵频率控制子程序，并设置变频水泵频率为初始频率，同时启动累计运行时间最短的待机变频水泵；
S2：如存在正常运行的变频水泵，即运行数量>0，启动变频水泵频率控制子程序进行运行频率的闭环控制；
S3：变频水泵加泵流程，如计算加泵后变频水泵的运行频率大于变频水泵频率下限设定值，或者运行频率大于等于设定的上限频率，经延时确认后增加变频水泵，启动累计运行时间最短的待机变频水泵；
S4：变频水泵减泵流程，如变频水泵运行频率小于变频水泵频率下下限设定值，经延时确认后减少变频水泵，关闭累计运行时间最长的在运行变频水泵；
S5：停止变频水泵群控流程：直接关闭所有变频水泵；
所述变频水泵启停控制包括以下步骤：A1：接收主程序启动信号，启动变频水泵；A2：检测变频水泵是否正常启动运行，如未运行程序进行故障报警并跳转至变频水泵关闭控制流程；A3：接收主程序关闭信号或者故障报警信号，关闭变频水泵；并延时确认是否关闭，如未正常关闭程序进行故障报警，所述变频水泵运行频率控制包括以下步骤：T1：检测正常运行换热器的热侧调节阀阀度，相互比较取得最大值和最小值；T2：如最大值大于等于阀度上限设定值，判断热侧循环泵供给不足，在现有运行频率基础上增加一定值α，以提高循环泵供给能力使阀度下降，保持换热器合理的可控裕度；T3：如最大值小于阀度下限设定值，而最小值小于等于阀度下限设定值，判断热侧循环泵供给过量，在现有运行频率基础上减少一定值β使阀度上升，以降低换热器阻力；T4：如最大值和最小值均处于阀度上限设定值和阀度下限设定值，判断热侧循环泵供给合理，维持现状，所述S1中，变频水泵为并联结构，运行变频水泵的频率需统一设置以保证相同，避免水泵压头不同导致压头较低的水泵无流量或低流量运行；累计运行时间最短的待机变频水泵：基于设备运行维护的综合成本考虑，如过度使用单台设备将造成损坏，所以需均衡各设备的运行时间；待机：故障和检修设备将在程序中确认，在自动控制流程中屏蔽，避免误操作。
2.根据权利要求1所述的一种集中供热系统热源热侧变频循环泵群控方法，其特征在于，所述S4中，累计运行时间最长的在运行变频水泵：基于设备运行维护的综合成本考虑，如过度使用单台设备将造成损坏，所以需均衡各设备的运行时间。
3.根据权利要求1所述的一种集中供热系统热源热侧变频循环泵群控方法，其特征在于，所述S4中，变频水泵频率下下限设定值：受水泵特性曲线和管道阻力曲线的影响，变频水泵频率下降到某一频率以下时，水泵出水量极低甚至不出水，要使水泵正常运行必须设置一个最低频率保障水泵安全运行，变频水泵频率下下限设定值可等于或略大于最低频率。
4.根据权利要求1所述的一种集中供热系统热源热侧变频循环泵群控方法，其特征在于，所述S4中，变频水泵频率下限设定值：必须大于变频水泵频率下下限设定值；根据比例定律G2/G1=n2/n1，G：流量，n：转速，流量与转速成正比，理论上加泵后频率降至下限设定值总流量应相同，但实际上还会受异步电动机转差率和水泵并联运行的影响，首先转差率使加泵降频后的实际转速会低于比例定律理论转速，另外加泵并联会导致实际总流量低于理论总流量，两个因素均使实际流量低于理论流量，如下限设定值比下下限设定值小或者相差幅度不足，加泵后运行频率将小于变频水泵频率下下限设定值，随之进入减机流程，频繁的切换导致冷侧出水温度波动影响供热质量，所以变频水泵频率下限设定值必须在不同情况下经过多次实验确认。
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Address after: 518000 201, 202, building 7, Shenzhen Software Park, high tech Industrial Park, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee after: Shenzhen Aoyu Low Carbon Technology Co.,Ltd. Address before: 518000 201, 202, building 7, Shenzhen Software Park, high tech Industrial Park, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: SHENZHEN AOTO-UNION ENERGY SAVING TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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Denomination of invention: A group control method for variable frequency circulating pumps on the heat source side of a centralized heating system Effective date of registration: 20231031 Granted publication date: 20211026 Pledgee: Shenzhen Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Nanshan Sub branch Pledgor: Shenzhen Aoyu Low Carbon Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980063565 |