CN112032860A - 一种集中空调系统风力平衡自动调适方法及系统 - Google Patents

一种集中空调系统风力平衡自动调适方法及系统 Download PDF

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于佳佳
杨晓娇
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Abstract

本发明公开了一种集中空调系统风力平衡自动调适方法及系统，包括多级管道机构，每级管道机构的每根管道连接多个并联的下级管道，调适方法通过分级调节，调节各管道的风量比达到要求，简化传统人工风力平衡调节繁琐的步骤，同时为业主节约空调风力平衡调适的人工开支；另外解决空调风系统风力不平衡现象，不仅解决由于空调末端冷热不均导致租户(顾客)投诉的问题，而且为业主空调运行节能起到关键作用。调适系统通过各个管道上的风量计计算该管道的风量比，并传输至集中控制器，集中控制器处理分析，控制各个管道的调节阀调节各个管道的风量，使管道的风量比达到要求，进而使集中空调风系统风力平衡。

Description

一种集中空调系统风力平衡自动调适方法及系统
技术领域
本发明涉及空调调适领域，尤其涉及一种集中空调系统风力平衡自动调适方法及系统。
背景技术
目前，集中空调系统已广泛应用于各种公共建筑中，但运行后往往出现集中空调风系统风力不平衡，各管道实际风量与设计风量差距较大，导致出现同一楼层空调末端冷热不均，不同楼层的温度梯度较大的现象。
特别是一些商业建筑的公共区域，其采用的集中空调系统仅在项目竣工时做了空调系统的试运行，在后期建筑实际运行过程中，大部分未做空调风系统风力平衡的调适。故在制冷和供暖季常常出现各楼层公共区域冷热不均，导致商户或者顾客投诉的现象。少数公共建筑的业主在第三方节能咨询单位的建议下，虽然逐步开始做空调风系统的风力平衡调节，但仍采用传统的人工调节，且很难做到空调风系统的动态平衡。
风速计已广泛用于工业生产、能源计量、环境保护等领域。随着人们对建筑节能意识、环境舒适的关注日益增强，集中空调的风系统的风力平衡也越来越受关注。而风力平衡调适中，管道的风量比是风力平衡调适的重要参数，现常用风速计/风量罩测量。
目前在建筑领域中，用于集中空调风系统风管上的风速计/风量罩显示的参数一般为当前风速/风量，没有可显示实时风量比(管道实际风量/管道设计风量)的风量计，现获得风量比的方法是调适人员根据现有风速计/风量罩显示的实时风速/风量，通过计算与对应的设计风量相比而得到。
发明内容
为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种集中空调系统风力平衡自动调适方法及系统，其可根据各管道的风量比(实际风量/设计风量)的变化，实现自动化调节。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：
一种集中空调系统风力平衡自动调适方法，包括多级管道机构，每级管道机构的每根管道连接多个并联的下级管道，所述调适方法包括以下步骤：
S1、选择离风机距离最远的管道；
S2、在该管道所在的支管道机构中，调适各个管道的风量比；
S3、在该支管道机构同级的支管道机构中，选择离风机距离仅次于上次选择的管道，并重复S2步骤；
S4、重复S3步骤，直至完成各同级管道风量的调适；
S5、返回上一级管道机构，在该管道机构中，选择离风机距离最远以及次远的管道；
S6、调节上述两根管道的风量；
S7、选择两根管道中离风机距离较小的管道，以及离风机距离仅次于该管道的另外管道，在该两根管道中，重复S6步骤；
S8、重复S7步骤，直至完成各同级管道风量的调适；
S9、重复S5-S8步骤，直至调适到最高等级的上级管道机构，使其风量比达到要求。
进一步的是，所述S2步骤，具体包括以下步骤：
S21、选择最小风量比的风口所在管道作为基准风口；
S22、选择除基准风口以外的其他管道，并调节该管道的风量；
S23、当其他管道的风量比等于基准风口时，停止调节。
进一步的是，所述S6步骤，具体包括以下步骤：
S61、在两根管道的各下级管道中，选择该管道最低等级的下级管道；
S62、调节两根管道的风量，使其对应的两根最低等级下级管道风量比相等。
进一步的是，所述风量比为管道实际风量与设计风量的比值。
进一步的是，所述最高等级的上级管道机构为与风机连接的总风管，S9步骤中，该总风管的风量比为设计风量±10范围内时，调适结束。
基于上述方法，本发明还提供了一种集中空调系统风力平衡自动调适系统，所述系统包括多级管道机构，上级管道机构的每根管道连接下级管道机构并联的多根管道，还包括风量计、调节阀和集中控制器；
所述风量计安装在多级管道机构的出风口处，以及风机连接的总风管上；所述调节阀安装在多级管道机构的各个管道上，风量计和调节阀均与所述集中控制器连接；
所述风量计包括：
按键模块，用于输入管道的设计风量；
处理器，与所述按键模块连接，接收管道的实际风速信号并换算成实际风量，计算实际风量与设计风量的比值，并将比值传输至集中控制器；
显示模块，与所述处理器连接，显示管道实际风量与设计风量的比值。
进一步的是，所述风量计还包括分别与所述处理器连接的电源模块、数据储存模块、报警模块、无线通讯模块和信号转换模块。
进一步的是，所述风量计包括分体设置的主机和检测组件，所述按键模块、处理器、显示模块、电源模块、数据储存模块、报警模块、无线通讯模块和信号转换模块均安装在所述主机内。
进一步的是，所述检测组件包括探测杆和安装在所述探测杆前端的探头；所述探头内设置有加热棒和热电偶，所述加热棒和热电偶均通过线路与所述主机连接；
所述探头旁设置有风向指示件，探头外罩设有外罩，所述探测杆后端设置有手持外壳，所述手持外壳外壁沿周向设置有挡板。
进一步的是，所述调节阀为自动积分调节阀。
本发明的有益效果：
本发明提供的调适方法，通过分级调节，调节各管道的风量比达到要求，简化传统人工风力平衡调节繁琐的步骤，同时为业主节约空调风力平衡调适的人工开支；另外解决空调风系统风力不平衡现象，不仅解决由于空调末端冷热不均导致租户(顾客)投诉的问题，而且为业主空调运行节能起到关键作用。
本发明的分级调节，根据风量比按“基准风口调节法”分级调节，从最远最小风量比的管道依次调节。完成同一级的风管风量调节后，依次调节它的上一级，上两级…直到总风管上的实际风量调节到设计风量±10％范围内，停止调节，以便于使集中空调风系统风力平衡。
本发明提供的调适系统，通过各个管道上的风量计计算该管道的风量比，并传输至集中控制器，集中控制器处理分析，控制各个管道的调节阀调节各个管道的风量，使管道的风量比达到要求，进而使集中空调风系统风力平衡。
本发明提供的风量计，可显示以及传输空调风系统管道的风量比，解决了目前空调风系统管道风量计不能显示风量比的问题，为集中空调风系统风力平衡调适提供基础条件，同时省去人工现场测量并计算风量比的繁琐过程。
本发明提供的风量计，加热棒对探头加热，被测管道气流通过探头时，热电偶检测探头的温度变化，并将变化信号传输至信号转换模块转换，转换为处理器可识别的信号，处理器计算管道的风量比，并控制显示模块显示风量比，处理器控制无线通讯模块将风量比信息传输至集中控制器，以便于集中控制器控制调节阀调节管道的风量，以及调适人员快速知道风管的实际风量与设计风量的比值。
附图说明
图1为本发明风量计和调节阀安装在集中空调风力系统管道的示意图；
图2为本发明的控制示意图；
图3为本发明风量计的示意图；
图4为本发明风量计主机的示意图；
图5为图3中的A部分放大图；
图中：1、风量计；10、主机；101、按键模块；102、处理器；103、显示模块；104、电源模块；105、数据储存模块；106、报警模块；107、无线通讯模块；108、信号转换模块；11、检测组件；111、探测杆；112、探头；113、加热棒；114、热电偶；115、风向指示件；116、外罩；117、手持外壳；118、挡板；2、调节阀；3、集中控制器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
一种集中空调系统风力平衡自动调适方法，包括多级管道机构，每级管道机构的每根管道连接多个并联的下级管道，所述调适方法包括以下步骤：
S1、选择离风机距离最远的管道；
S2、在该管道所在的支管道机构中，调适各个管道的风量比，具体包括以下步骤：
S21、选择最小风量比的风口所在管道作为基准风口；
S22、选择除基准风口以外的其他管道，并调节该管道的风量；
S23、当其他管道的风量比等于基准风口时，停止调节；
S3、在该支管道机构同级的支管道机构中，选择离风机距离仅次于上次选择的管道，并重复S2步骤；
S4、重复S3步骤，直至完成各同级管道风量的调适；
S5、返回上一级管道机构，在该管道机构中，选择离风机距离最远以及次远的管道；
S6、调节上述两根管道的风量，具体包括以下步骤：
S61、在两根管道的各下级管道中，选择该管道最低等级的下级管道；
S62、调节两根管道的风量，使其对应的两根最低等级下级管道风量比相等；
S7、选择两根管道中离风机距离较小的管道，以及离风机距离仅次于该管道的另外管道，在该两根管道中，重复S6步骤；
S8、重复S7步骤，直至完成各同级管道风量的调适；
S9、重复S5-S8步骤，直至调适到最高等级的上级管道机构，使其风量比达到要求。
其中，所述风量比为管道实际风量与设计风量的比值。所述最高等级的上级管道机构为与风机连接的总风管，S9步骤中，该总风管的风量比为设计风量±10范围内时，调适结束。
该调适方法，通过分级调节，调节各管道的风量比达到要求，简化传统人工风力平衡调节繁琐的步骤，同时为业主节约空调风力平衡调适的人工开支；另外解决空调风系统风力不平衡现象，不仅解决由于空调末端冷热不均导致租户(顾客)投诉的问题，而且为业主空调运行节能起到关键作用。
根据风量比按“基准风口调节法”分级调节，从最远最小风量比的管道依次调节。完成同一级的风管风量调节后，依次调节它的上一级，上两级…直到总风管上的实际风量调节到设计风量±10％范围内，停止调节。
实施例2
一种集中空调系统风力平衡自动调适系统，如图1-5所示，系统包括多级管道机构，上级管道机构的每根管道连接下级管道机构并联的多根管道，还包括风量计1、调节阀2和集中控制器3；
风量计1安装在多级管道机构的出风口处，以及风机连接的总风管上；调节阀2安装在多级管道机构的各个管道上，风量计1和调节阀2均与集中控制器3连接；
风量计1包括：按键模块101，用于输入管道的设计风量；处理器102，与按键模块101连接，接收管道的实际风速信号并换算成实际风量，计算实际风量与设计风量的比值，并将比值传输至集中控制器3；显示模块103，与处理器102连接，显示管道实际风量与设计风量的比值。
本实施例中，通过各个多级管道机构的出风口处的风量计1计算该管道的风量比，并传输至集中控制器3，集中控制器3处理分析，控制各个管道的调节阀2调节各个管道的风量，使管道的风量比达到要求，进而使集中空调风系统风力平衡。
风量计1安装在多级管道机构的出风口处，以及风机连接的总风管上，并非安装在每根管道上，结合实施例1的调适方法，减少了风量计1的数量，节约了风量计1的支出成本。
现有技术的风速计/风量罩不能显示实时的风量比，需通过人工后续的计算得出，对于集中空调风系统调适人员而言，调适过程繁琐，本实施例增加实时计算以及显示风量比的功能，省去人工现场测量并计算风量比的繁琐过程，同时，也为集中控制器3的处理分析提供基础。
其中，按键模块101用于输入相关信息，如管道的设计风量信息，以及风量计的启停等；处理器102为该风量计的计算控制中心，接收管道的实际风速信号，并换算成管道的实际风量，然后计算实际风量与设计风量的比值，即风量比；显示模块103用于显示风量计的相关信息，如风量比。
处理器102可为常规的现有技术，如单片机等，植入常规的计算控制程序，以及创新性地植入计算实际风量与设计风量的比值，得到风量比的计算程序。集中控制器3为该系统的控制中心，接收风量计1所上传的风量比信息，并综合处理分析，控制管道上的调节阀2调节风量比达到要求，其也可为现有技术，植入常规的计算控制程序，控制调适系统的运行。
作为本实施例的优化方案，如图4所示，风量计1还包括分别与处理器102连接的电源模块104、数据储存模块105、报警模块106、无线通讯模块107和信号转换模块108。
电源模块104用于为风量计供电；数据储存模块105用于储存数据；报警模块106用于风量计异常时报警；无线通讯模块107用于风量计的无线通讯；信号转换模块108用于将接收到的信号进行转换，转换为处理器102可识别的信号。电源模块104、数据储存模块105、报警模块106、无线通讯模块107和信号转换模块108均可为现有技术的常规选择，如选用现有技术的某一型号的该部件进行组装，本实施例的创新点不在于各个具体部件创新，而在于整体部件组装后的整体创新。
其中，信号转换模块108可包括放大电路、滤波电路和模数转换电路，通过放大电路、滤波电路和模数转换电路可以将热电偶输出的感应信号依次进行放大、滤波和模数转换处理，提高信号的准确性和可识别性，有利于提高检测结果的精确度，提高处理器102的识别。
作为本实施例的优化方案，如图3和4所示，风量计1包括分体设置的主机10和检测组件11，按键模块101、处理器102、显示模块103、电源模块104、数据储存模块105、报警模块106、无线通讯模块107和信号转换模块108均安装在主机1内。
作为本实施例的优化方案，如图3和5所示，检测组件11包括探测杆111和安装在探测杆111前端的探头112；探头112内设置有加热棒113和热电偶114，加热棒113和热电偶114均通过线路与主机10连接。
探测杆111用于伸入管道进行风速测量，探头112用于探测风速，加热棒113用于加热探头112，热电偶114用于检测探头的温度变化。上述组件的原理与热球式电风速计的原理类似，气流通过探头112时，热电偶114热端和冷端的电势差改变，通过测量该电势可测定管道的风速。
探头112旁设置有风向指示件115，用于测量时正对风向，以减小测量误差，提高测量精度。探头112外罩设有外罩116，在不使用时对探测杆111前端进行保护。探测杆111后端设置有手持外壳117，手持外壳117外壁沿周向设置有挡板118，以便于调适人员拿放检测组件11。
作为本实施例的优化方案，调节阀2为自动积分调节阀。
为了更好的理解本实施例，下面对本实施例的工作原理作一次完整的描述：
在使用时，将检测组件11安装在被测管路上，并与主机10连接。通过按键模块101输入管道气体的设计风量。
在空调风系统的某一被测管道上，加热棒113对探头112加热，被测管道气流通过探头112时，热电偶114热端和冷端的电势差改变，并通过线路将电势差改变的信号传输至信号转换模块108，信号转换模块108对其进行放大、滤波和模数转换处理，再传输至处理器102，处理器102将其转化为实际风速信号，并换算成管道的实际风量，计算实际风量与设计风量的比值，处理器102控制显示模块103显示管道实际风量与设计风量的比值(即风量比)。
与此同时，处理器102将计算得到的风量比信息，通过无线通讯模块107传输至集中控制器3，集中控制器3综合处理分析，控制该管道的调节阀2调节风速，通过风量计1不断的传输风量比信息，最终通过调节阀2调节，使该管道的风量比达到要求。
通过集中控制器3接收各个管道风量计1的风量比信息，并控制该管道的调节阀2调节，使各个管道的风量比达到要求，进而使集中空调风系统风力平衡。
实施例3
本实施例将结合实施例1和实施例2，对集中空调系统风力平衡自动调适方法进行详细阐述。
如图1所示，本实施例中，该调适方法针对三级管道机构进行调适，第一级管道机构为空调系统风机直接连接的一根第一管道，即总风管，在总风管上安装有调节阀1和风量计1；第二级管道机构为第一管道分支的三根第二管道，三根第二管道上分别安装有调节阀2、调节阀3和调节阀4；第三管道机构为每根第二管道分支的三根第三管道，总共九根管道，九根第三管道上依次安装有调节阀21、调节阀22、调节阀23、调节阀31、调节阀32、调节阀33、调节阀41、调节阀42、调节阀43，九根第三管道末端的出风口依次安装有风量计21、风量计22、风量计23、风量计31、风量计32、风量计33、风量计41、风量计42、风量计43。风量计和调节阀均与集中控制器连接，集中控制器接收风量计的上传信息，并控制调节阀的运行。
在图1的空调风系统三级管道机构中，从左到右依次离风机较远，从上至下依次离风机较远。
集中控制器统计空调风系统中所有风量计的实时风量比，当有10％风量计的实际风量超过设计风量的±10％，调适开始。同时集中控制器向自动积分调节阀发出控制命令，全开所有调节阀的阀门进行调节，具体调适方法如下：
1、集中控制器选择离风机距离最远的管道，即调节阀43所在的管道；
2、在该管道所在的支管道机构中(即调节阀4所在管道的三根下级管道)，调节三根管道的风量比，具体如下：
21、集中控制器选择最小风量比的风口所在管道作为基准风口(假设调节阀41所在管道的风量比最小)；
22、在调节阀42和调节阀43所在的管道中，集中控制器控制该管道的调节阀，调节两根管道的风量；
23、当风量计42和风量计43的风量比等于风量计41时，停止调节；
3、在调节阀3所在的三根下级管道中，调节三根管道的风量比，具体如下：
31、集中控制器选择最小风量比的风口所在管道作为基准风口(假设调节阀31所在管道的风量比最小)；
32、在调节阀32和调节阀33所在的管道中，集中控制器控制该管道的调节阀，调节两根管道的风量；
33、当风量计32和风量计33的风量比等于风量计31时，停止调节。
4、在调节阀2所在的三根下级管道中，调节三根管道的风量比，具体方法与调节阀3和4的下级管道调节相同。
5、在调节阀3和调节阀4所在的管道中，集中控制器控制调节阀3和调节阀4，使风量计31和风量计41的风量比相等；
6、在调节阀2和调节阀3所在的管道中，集中控制器控制调节阀2和调节阀3，使风量计21和风量计31的风量比相等；
7、集中控制器选择总风管的风量计1，并控制调节阀1，当风量计1的实际风量在设计风量的±10％范围内，调适结束。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种集中空调系统风力平衡自动调适方法，其特征在于，包括多级管道机构，每级管道机构的每根管道连接多个并联的下级管道，所述调适方法包括以下步骤：
S1、选择离风机距离最远的管道；
S2、在该管道所在的支管道机构中，调适各个管道的风量比；
S3、在该支管道机构同级的支管道机构中，选择离风机距离仅次于上次选择的管道，并重复S2步骤；
S4、重复S3步骤，直至完成各同级管道风量的调适；
S5、返回上一级管道机构，在该管道机构中，选择离风机距离最远以及次远的管道；
S6、调节上述两根管道的风量；
S7、选择两根管道中离风机距离较小的管道，以及离风机距离仅次于该管道的另外管道，在该两根管道中，重复S6步骤；
S8、重复S7步骤，直至完成各同级管道风量的调适；
S9、重复S5-S8步骤，直至调适到最高等级的上级管道机构，使其风量比达到要求。
2.如权利要求1所述的调适方法，其特征在于，所述S2步骤，具体包括以下步骤：
S21、选择最小风量比的风口所在管道作为基准风口；
S22、选择除基准风口以外的其他管道，并调节该管道的风量；
S23、当其他管道的风量比等于基准风口时，停止调节。
3.如权利要求1所述的调适方法，其特征在于，所述S6步骤，具体包括以下步骤：
S61、在两根管道的各下级管道中，选择该管道最低等级的下级管道；
S62、调节两根管道的风量，使其对应的两根最低等级下级管道风量比相等。
4.如权利要求1所述的调适方法，其特征在于，所述风量比为管道实际风量与设计风量的比值。
5.如权利要求1所述的调适方法，其特征在于，所述最高等级的上级管道机构为与风机连接的总风管，S9步骤中，该总风管的风量比为设计风量±10范围内时，调适结束。
6.一种根据权利要求1-5任意一项所述调适方法的系统，所述系统包括多级管道机构，上级管道机构的每根管道连接下级管道机构并联的多根管道，其特征在于，还包括风量计(1)、调节阀(2)和集中控制器(3)；
所述风量计(1)安装在多级管道机构的出风口处，以及风机连接的总风管上；所述调节阀(2)安装在多级管道机构的各个管道上，风量计(1)和调节阀(2)均与所述集中控制器(3)连接；
所述风量计(1)包括：
按键模块(101)，用于输入管道的设计风量；
处理器(102)，与所述按键模块(101)连接，接收管道的实际风速信号并换算成实际风量，计算实际风量与设计风量的比值，并将比值传输至集中控制器(3)；
显示模块(103)，与所述处理器(102)连接，显示管道实际风量与设计风量的比值。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述风量计(1)还包括分别与所述处理器(102)连接的电源模块(104)、数据储存模块(105)、报警模块(106)、无线通讯模块(107)和信号转换模块(108)。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述风量计(1)包括分体设置的主机(10)和检测组件(11)，所述按键模块(101)、处理器(102)、显示模块(103)、电源模块(104)、数据储存模块(105)、报警模块(106)、无线通讯模块(107)和信号转换模块(108)均安装在所述主机(1)内。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述检测组件(11)包括探测杆(111)和安装在所述探测杆(111)前端的探头(112)；所述探头(112)内设置有加热棒(113)和热电偶(114)，所述加热棒(113)和热电偶(114)均通过线路与所述主机(10)连接；
所述探头(112)旁设置有风向指示件(115)，探头(112)外罩设有外罩(116)，所述探测杆(111)后端设置有手持外壳(117)，所述手持外壳(117)外壁沿周向设置有挡板(118)。
10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述调节阀(2)为自动积分调节阀。
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