CN112665102A - 一种基于冷量计算的风机盘管控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于冷量计算的风机盘管控制方法，首先风机盘管温控器与空调自动控制系统初始化参数，然后空调自动控制系统采集特定数据发送给风机盘管温度控制器，风机盘管温度控制器通过内置数学表达式计算得出实时冷量Q，接着将冷量输入值Q与预测值Qy进行比较，根据两者的差值大小，提前调整风机盘管水阀的开度、风速参数，保证调整后冷量Q提前满足未来一定时间段房间冷负荷需求。本发明解决了风机盘管运行调整响应房间冷负荷需求变化不及时造成的滞后，并且根据实时得出的使用侧冷量需求，可较准确的调整冷源侧主机运行状态，降低了空调系统的总能耗，实现了智能控制管理。
Description
技术领域
本发明涉及暖通空调控制领域，属于暖通空调节能控制中的一种基于冷量计算的风机盘管控制方法。
背景技术
风机盘管作为以建筑热湿环境为主要控制对象的空气调节系统中一种普遍使用的末端设备。现有的控制方式是，每个风机盘管均需要配置温控器，温控器监测其安装位置的环境温度，来控制对应风机盘管的电动水阀和风扇，从而实现室内温度控制。目前风机盘管温控器可独立控制风机盘管，也可接入楼宇自控系统，这类风机盘管控制器带有通信接口与楼宇自控系统连接。楼宇自控系统远程监测区域内风机盘管运行、停止、故障状态，集中控制风机盘管温控器的温度、风速等参数设定。
风机盘管无论是独立运行还是接入楼宇自控系统，均是依据室内的温度变化来调节风机盘管的水阀和风扇来控制室内温度维持在设定温度的合理偏差范围内。这种控制方法存在一定的时间滞后问题。当温控器监测到房间内温度发生变化，随机对风机盘管运行做出相应的调整，但室内空气温度的变化需要时间，此时房间内的温度可能已再次变化，此时温控器再次对风机盘管做出调整。这样无法稳定维持室内温度，并且频繁的对风机盘管运行调整，对空调系统冷源也造成一定的负面影响。
另外，房间内的空调负荷一天内并非一成不变。主要的影响因素有太阳辐射、围护结构传热、室内照明、设备、人员散热等。而风机盘管的控制，根本的目标是控制房间空调冷量输入与房间实时空调负荷达成一个动态平衡，室内温度稳定维持在设定值。因此，控制风机盘管向房间内合理适量的输送空调冷量，并减小为响应房间空调负荷变化而进行控制调整的时间滞后问题是十分有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于冷量计算的风机盘管控制方法，以解决风机盘管运行调整响应房间冷负荷需求变化不及时造成的滞后问题。
本发明采取的技术方案之一是：一种基于冷量计算的风机盘管控制方法，具体控制方法如下：
(1)空调自动控制系统提前录入好系统集中控制的风机盘管对应的房间基本参数；
(2)空调自动控制系统根据上述参数，经过计算得出未来一个时间段内房间逐时冷负荷的预测值Qy，并将该时间段内逐时冷负荷值数据发送给风机盘管温控器；
(3)空调自动控制系统将实时的空调水计算流量w、空调水实时计算温度t发送给风机盘管温控器；
(4)风机盘管温控器接收来自空调自动系统发送来的未来一定时间段的房间冷负荷预测值Qy，并实时接收空调水计算流量w和空调水实时计算温度t；
(5)风机盘管温控器通过连接房间温度传感器采集房间实时温度，并且空调自动控制系统将监测到的室外空气湿球温度反馈给风机盘管温度控制器；
(6)风机盘管温控器根据实时的进入风机盘管空调水计算流量w、空调水实时计算温度t、房间实时温度、室外空气湿球温度，计算出当前房间风机盘管冷量输入值Q；
(7)将实时计算的风机盘管冷量输入值Q与空调自动控制系统计算得出预测值Qy进行比较，根据两者的差值大小，提前调整风机盘管水阀的开度、风速参数，保证调整后风机盘管冷量输入值Q提前满足未来一定时间段房间冷负荷需求。
进一步的，所述风机盘管温控器在提前将该时间段冷量输入值Q满足预测值Qy后，在该时间段内再根据房间内实时温度与设定温度差值对风机盘管运行状态进行微调，以满足房间该时间段内实际冷负荷需求，并将调整后得出的冷量输入值Qt数据回传给空调自动控制系统。
进一步的，所述空调自动控制系统接受到所有受控风机盘管回传的冷量输入值Qt，总和即为当前整个空调系统使用侧总的冷负荷需求Qz，通过该值空调自动控制系统即可修整冷源系统主机运行状态，从而调整冷源制冷量输出值，最终达到中央空调系统冷源侧和使用侧冷量的动态平衡。
进一步的，所述风机盘管冷量输入值Q的表达式为：
Q＝a·Q0·wb·tc·F·H
其中：
Q：风机盘管实时工况下冷量输入值；
Q0：风机盘管标准工况下额定供冷量；
w：空调水实时计算流量；
t：空调水实时计算温度；
F：送风量计算系数；
H：室内湿球温度系数；
a，b，c：供冷量计算系数。
进一步的，空调自动控制系统监测冷冻站空调水主管流量变化，根据实时工况流量与标准工况流量的比例，乘以风机盘管标准工况流量得出风盘空调水实时计算流量w。
进一步的，空调自动控制系统监测自空调水主管的温度得出风机盘管空调水实时计算温度t。
进一步的，通过风机盘管温控器读取风机盘管当期的送风风速，根据风机盘管样本的各风速下风量数据求取得出送风量计算系数F。
进一步的，通过空调自动控制系统反馈的室外湿球温度，换算出湿度计算系数H。
本发明采取的技术方案之二是：一种基于冷量计算的风机盘管控制系统，其包括空调自动控制系统和室内风机盘管温度控制器，所述风机盘管温度控制器通过标准的通讯协议与空调自动控制系统联控，实现远程自动控制与监控的集中化运行管理，所述风机盘管温度控制器将实时监测到的室内温度数值反馈给空调自动控制系统，同时空调自动控制系统将监测到的室外空气湿球温度反馈给风机盘管温度控制器。
本系统开始运行时，风机盘管温控器与空调自动控制系统初始化参数，分别包括风机盘管标准工况下性能数据和房间结构参数、室外气象参数等。
空调自动控制系统采集实时空调水计算温度与流量并发送给风机盘管温度控制器，温控器收到空调水温度、流量数据后，另采集室内房间温度、室外空气湿球温度数据，通过内置数学表达式计算得出实时冷量Q。
空调自动控制系统计算得出房间冷负荷预测值Qy，并发送风机盘管温控器。温控器将实时冷量Q与冷负荷预测值Qy进行比较，提前调整风机盘管运行状态，以满足下一时段房间冷负荷需求。
根据房间实时温度与风机盘管的设定温度的差值，对风机盘管运行状态进行修正，并得出修正后实时冷量值Qt，并发送会空调自动控制系统。
空调自动控制系统汇总所有受控风机盘管的冷量修正值得出实时的空调使用侧总的冷量Qz，并依据该数据对冷源侧主机运行状态进行调整，以达到制冷量使用侧与冷源侧的动态平衡。
本发明的有益效果是：本发明解决了风机盘管运行调整响应房间冷负荷需求变化不及时造成的滞后，并且根据实时得出的使用侧冷量需求，可较准确的调整冷源侧主机运行状态，降低了空调系统的总能耗，实现了智能控制管理。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种基于冷量计算的风机盘管控制方法，该方法基于风机盘管集中控制系统实现，风机盘管集中控制系统包括空调自动控制系统和室内风机盘管温度控制器。
风机盘管温度控制器通过标准的通讯协议与空调自动控制系统联控，实现远程自动控制与监控的集中化运行管理。风机盘管温度控制器将实时监测到的室内温度数值反馈给空调自动控制系统，而空调自动控制系统将监测到的室外空气湿球温度反馈给风机盘管温度控制器。
风机盘管温度控制器内置有冷量计算算法。影响风机盘管实时冷量的因素包括室内温度、室内空气湿球温度、空调水流量、空调水温度、风机送风量。不同规格型号的风机盘管都有其标准工况(国标试验工况)下供冷量Q0，而标准工况对室内温湿度、空调水流量温度、送风量均有具体要求，这些数据通过风机盘管的铭牌或者样本均可得到。
风机盘管实时供冷量Q与标准工况下额定供冷量Q0之间存在一定的关联，即实时工况与标准工况下的比值与各影响因素两种工况下比值存在一定的关联。因此可建立下述表达式：
Q＝a·Q0·wb·tc·F·H
其中：
Q：风机盘管实时工况下供冷量；
Q0：风机盘管标准工况下额定供冷量；
w：空调水实时计算流量；
t：空调水实时计算温度；
F：送风量计算系数；
H：室内湿球温度系数；
a,b,c：供冷量计算系数。
空调自动控制系统监测冷冻站空调水主管流量变化，根据实时工况流量与标准工况流量的比例，乘以风机盘管标准工况流量即可近似得出风盘实时流量w。
冷冻站总供水温度与风机盘管进口温度非常接近，这对冷量计量精度不会产生太大的影响，空调自动控制系统监测自空调水主管的温度可近似等于风机盘管空调水实时温度t。
通过风机盘管温控器可读取到风机盘管当期的送风风速，根据风机盘管样本的各风速下风量数据求取得出送风量计算系数F。
安装风机盘管的房间并不是完全密闭的空间，故室内湿球温度在风机盘管运行前近似等同室外空气湿球温度，为抵消室外空气湿度对室内温湿度的影响，风机盘管实时工况下的释冷量计算需考虑该影响因素。通过空调自动控制系统反馈的室外湿球温度，即可换算出湿度计算系数H。
为了保证室内热湿环境，风机盘管向输送的冷量需满足室内冷负荷需求。室内冷负荷值并非一成不变，会受到室外的逐时气象状态，与房间的围护结构传热，室内热源等因素有关。为了控制风机盘管向房间内合理适量的输送空调冷量，并减小为响应房间空调负荷变化而进行控制调整的时间滞后问题。基于上述内置冷量计算的风机盘管温控器，具体控制方法如下：
(1)空调自动控制系统提前录入好系统集中控制的风机盘管对应的房间基本参数包括围护结构特点，太阳辐射强度，当地气象参数信息，室内其他热源等因素；
(2)空调自动控制系统根据上述参数，经过计算得出未来一个时间段内房间逐时冷负荷的预测值Qy，并将该时间段内逐时冷负荷值数据发送给风机盘管温控器；
(3)空调自动控制系统将实时的空调水计算流量w、计算温度t发送给风机盘管温控器；
(4)风机盘管温控器接收来自空调自动系统发送来的未来一定时间段的房间冷负荷预测值；并实时接收空调水计算流量和温度；
(5)风机盘管温控器通过连接房间温度传感器采集房间实时温度。而空调自动控制系统将监测到的室外空气湿球温度反馈给风机盘管温度控制器；
(6)风机盘管温控器根据实时的进入风机盘管空调水流量和温度，房间实时温度、室外空气湿球温度，依据前文所述的风机盘管冷量数学表达式，实时计算出当前房间风机盘管冷量输入值Q；
(7)将实时计算的风机盘管冷量输入值Q与空调自动控制系统计算得出预测值Qy进行比较，根据两者的差值大小，提前调整风机盘管水阀的开度、风速等参数，保证调整后风机盘管冷量输入值Q提前满足未来一定时间段房间冷负荷需求；
(8)风机盘管温控器在提前将该时间段冷量输入值Q满足预测值Qy后，在该时间段内再根据房间内实时温度与设定温度差值对风机盘管运行状态进行微调，以满足房间该时间段内实际冷负荷需求，并将调整后得出的冷量输入值Qt数据回传给空调自动控制系统；
(9)空调自动控制系统接受到所有受控风机盘管回传的冷量输入值Qt，总和即为当前整个空调系统使用侧总的冷负荷需求Qz，通过该值空调自动控制系统即可修整冷源系统主机运行状态，从而调整冷源制冷量输出值，最终达到中央空调系统冷源侧和使用侧冷量的动态平衡。并最大可能减小空调系统运行调整的时间滞后问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (9)
1.一种基于冷量计算的风机盘管控制方法，其特征在于，具体控制方法如下：
(1)空调自动控制系统提前录入好系统集中控制的风机盘管对应的房间基本参数；
(2)空调自动控制系统根据上述参数，经过计算得出未来一个时间段内房间逐时冷负荷的预测值Qy，并将该时间段内逐时冷负荷值数据发送给风机盘管温控器；
(3)空调自动控制系统将实时的空调水计算流量w、空调水实时计算温度t发送给风机盘管温控器；
(4)风机盘管温控器接收来自空调自动系统发送来的未来一定时间段的房间冷负荷预测值Qy，并实时接收空调水计算流量w和空调水实时计算温度t；
(5)风机盘管温控器通过连接房间温度传感器采集房间实时温度，并且空调自动控制系统将监测到的室外空气湿球温度反馈给风机盘管温度控制器；
(6)风机盘管温控器根据实时的进入风机盘管空调水计算流量w、空调水实时计算温度t、房间实时温度、室外空气湿球温度，计算出当前房间风机盘管冷量输入值Q；
(7)将实时计算的风机盘管冷量输入值Q与空调自动控制系统计算得出预测值Qy进行比较，根据两者的差值大小，提前调整风机盘管水阀的开度、风速参数，保证调整后风机盘管冷量输入值Q提前满足未来一定时间段房间冷负荷需求。
2.根据权利要求1所述的一种基于冷量计算的风机盘管控制方法，其特征在于，所述风机盘管温控器在提前将该时间段冷量输入值Q满足预测值Qy后，在该时间段内再根据房间内实时温度与设定温度差值对风机盘管运行状态进行微调，以满足房间该时间段内实际冷负荷需求，并将调整后得出的冷量输入值Qt数据回传给空调自动控制系统。
3.根据权利要求2所述的一种基于冷量计算的风机盘管控制方法，其特征在于，所述空调自动控制系统接受到所有受控风机盘管回传的冷量输入值Qt，总和即为当前整个空调系统使用侧总的冷负荷需求Qz，通过该值空调自动控制系统即可修整冷源系统主机运行状态，从而调整冷源制冷量输出值，最终达到中央空调系统冷源侧和使用侧冷量的动态平衡。
4.根据权利要求1所述的一种基于冷量计算的风机盘管控制方法，其特征在于，所述风机盘管冷量输入值Q的表达式为：
Q＝a·Q0·wb·tc·F·H
其中：
Q：风机盘管实时工况下冷量输入值；
Q0：风机盘管标准工况下额定供冷量；
w：空调水实时计算流量；
t：空调水实时计算温度；
F：送风量计算系数；
H：室内湿球温度系数；
a，b，c：供冷量计算系数。
5.根据权利要求4所述的一种基于冷量计算的风机盘管控制方法，其特征在于，空调自动控制系统监测冷冻站空调水主管流量变化，根据实时工况流量与标准工况流量的比例，乘以风机盘管标准工况流量得出风盘空调水实时计算流量w。
6.根据权利要求4所述的一种基于冷量计算的风机盘管控制方法，其特征在于，空调自动控制系统监测自空调水主管的温度得出风机盘管空调水实时计算温度t。
7.根据权利要求4所述的一种基于冷量计算的风机盘管控制方法，其特征在于，通过风机盘管温控器读取风机盘管当期的送风风速，根据风机盘管样本的各风速下风量数据求取得出送风量计算系数F。
8.根据权利要求4所述的一种基于冷量计算的风机盘管控制方法，其特征在于，通过空调自动控制系统反馈的室外湿球温度，换算出湿度计算系数H。
9.一种基于冷量计算的风机盘管控制系统，其特征在于，包括空调自动控制系统和室内风机盘管温度控制器，所述风机盘管温度控制器通过标准的通讯协议与空调自动控制系统联控，实现远程自动控制与监控的集中化运行管理，所述风机盘管温度控制器将实时监测到的室内温度数值反馈给空调自动控制系统，同时空调自动控制系统将监测到的室外空气湿球温度反馈给风机盘管温度控制器。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210416 |