CN113916044A - 一种中央空调冷却塔风机实时变频控制方法及控制器 - Google Patents

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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Abstract

本发明适用于中央空调控制领域，提供一种中央空调冷却塔风机实时变频控制方法及控制器，为解决传统控制方法或者手动变频控制模式存在不同季节、不同时段环境温度和负荷变化时冷却塔风机运行不合理造成能源浪费的问题。所述控制器为触摸屏，控制器通过RS485总线与控制空调冷却塔风机的变频器连接，所述方法其特征在于：实时采集空调冷却塔的出水温度和环境温湿度，并根据出水温度和湿球温度计算当前工况下冷却塔风机所需频率，实时通过控制变频器输出间接对冷却塔风机进行变频控制。本发明具体用于实时跟随中央空调负荷、冷却水温和环境温湿度的变化而精确调节冷却塔风机的频率，使其运行在合理区间，降低冷却塔能耗。

Description

一种中央空调冷却塔风机实时变频控制方法及控制器
技术领域
本发明涉及中央空调系统控制领域，具体涉及一种中央空调冷却塔风机实时变频控制方法及控制器。
背景技术
中央空调系统中冷却塔风机的容量是按照主机满负荷运行时选定的，且留有余量。由于季节、昼夜和用户负荷的变化，中央空调实际负荷在绝大部分时间内远比设计负载低，且一般冷却水系统的供回水温差设计为7℃，中央空调冷却塔风机满负荷或在不合理区间运行，使得空调冷却水系统的供回水温差远小于设计温差，造成能源浪费问题。虽然可以采用冷却塔组部分运行或者人工方式调节其运行频率，但依然存在不足，无法实时、自动和准确调节运行频率，使其合理运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中央空调冷却塔风机实时变频控制方法及控制器，旨在解决传统控制方法或者手动变频控制模式存在不同季节、不同时段环境温度和负荷变化时冷却塔风机运行不合理造成能源浪费的问题。
一种中央空调冷却塔风机实时变频控制方法，包括以下步骤：
S1：系统预设空调冷却塔风机运行频率上下限值；
S2：系统预设空调冷却塔风机初始运行频率；
S3：系统预设调频系数K值；
S4：系统预设调频时间；
S5：分别采集第t时刻冷却塔的出水温度To、环境温度Td和湿度H；
S6：根据环境温湿度计算湿球温度Tw；
S7：计算冷却塔风机第t时刻的频率，其计算方法是：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
，其中Fmax是预设频率上限值，Ft是当前时刻的频率，Ft-1是上一时刻的频率，当前时刻t与上一时刻t-1的时间间隔即是S4所述调频时间；
S8：检测冷却塔风机当前时刻的计算频率是否在预设的运行频率上下限值范围内；
S9：若是，则按照当前时刻的计算频率运行冷却塔；
S10：若否，计算频率小于频率下限值，则按照预设频率下限值运行冷却塔；计算频率大于频率上限值，则按照预设频率上限值运行冷却塔。
中央空调冷却塔风机实时变频控制器，所述控制器为触摸屏，其与控制空调冷却塔风机的变频器相连，控制器的功能模块包括：
温度采集功能模块，用于实时采集冷却塔的出水温度和环境温湿度；
湿球温度计算功能模块，用于实时根据环境温湿度计算湿球温度；
冷却塔风机频率计算功能模块，用于实时根据冷却塔出水温度和湿球温度计算冷却塔风机的频率；
冷却塔风机频率调节功能模块，用于与控制冷却塔风机的变频器通信，调节变频器输出频率，即调节冷却塔风机运行频率。
本发明的有益效果是实时跟随中央空调负荷、冷却水温和环境温湿度的变化而精确、快速、自动调节冷却塔风机的频率，使其运行在合理区间，即能保障冷却水的供回水有着合理温差，又能降低冷却塔能耗，减少能源浪费。
附图说明
图1是本发明实施例提供的中央空调冷却塔风机实时变频控制器系统的结构框图。
图2是本发明实施例提供的中央空调冷却塔风机实时变频控制方法的流程框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行详细的说明。
图1是本发明实施例提供的中央空调冷却塔风机实时变频控制器系统的结构框图。本实施例所述控制器系统包括空调主机、冷冻水系统、冷却水系统、控制器、变频器和温湿度传感器；冷冻水系统连接在空调主机的冷冻水进出口两端，包括通过冷冻水管连接的冷冻泵；冷却水系统连接在空调主机的冷却水进出口两端，包括通过冷却水管连接的冷却泵和冷却塔；控制器通过RS485总线连接变频器和温湿度传感器，用于控制变频器和采集冷却塔的出水温度及环境温湿度；变频器与冷却塔风机电气连接，用于输出驱动冷却塔风机，实现变频控制；温湿度传感器安装在大气环境通风处，用于采集环境温湿度；温度传感器安装在冷却塔的出水管道上，即图中所示To处，用于采集冷却塔的出水温度。
图2是本发明实施例提供的中央空调冷却塔风机实时变频控制方法的流程框图，如图所示，本实施例提供的中央空调冷却塔风机实时变频控制方法包括：
S1：系统预设空调冷却塔风机运行频率上下限值，即在控制器触摸屏上预设冷却塔风机的运行频率上下限值，设置上限为50Hz和下限为25Hz；
S2：系统预设空调冷却塔风机初始运行频率，即在控制器触摸屏上预设每次启动冷却塔风机的工作频率为上述预设上限值50Hz；
S3：系统预设调频系数K值，即在控制器触摸屏上预设调频系数K值，其调节范围为10～20，根据空调冷却塔风机及空调主机制冷的实际情况，本实施例最优值设为18；
S4：系统预设调频时间，即在控制器触摸屏上预设调频时间，根据实际情况，本实施例设置为45秒；
S5：分别采集第t时刻冷却塔的出水温度To、环境温度Td和湿度H；
S6：根据环境温湿度计算湿球温度Tw，其计算方法是：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
S7：计算冷却塔风机第t时刻的频率，其计算方法是：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，其中Fmax是预设频率上限值，Ft是当前时刻的频率，Ft-1是上一时刻的频率，To是冷却塔当前时刻的出水温度，Tw是当前时刻的计算湿球温度，当前时刻t与上一时刻t-1的时间间隔即是S4所述调频时间45秒；
S8：检测冷却塔风机当前时刻的计算频率是否在预设的运行频率上下限值范围内；
S9：若是，则按照当前时刻的计算频率运行冷却塔；
S10：若否，计算频率小于频率下限值，则按照预设频率下限值运行冷却塔，计算频率大于频率上限值，则按照预设频率上限值运行冷却塔。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，其描述较为具体和详细，但并不用于限制本发明；应当指出，在不脱离本发明精神的前提下，对上述技术特点做任何修改、等同替换和改进等，都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (2)

1.一种中央空调冷却塔风机实时变频控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：系统预设空调冷却塔风机运行频率上下限值；
S2：系统预设空调冷却塔风机初始运行频率；
S3：系统预设调频系数K值；
S4：系统预设调频时间；
S5：分别采集第t时刻冷却塔的出水温度To、环境温度Td和湿度H；
S6：根据环境温湿度计算湿球温度Tw；
S7：计算冷却塔风机第t时刻的频率，其计算方法是：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，其中Fmax是预设频率上限值，Ft是当前时刻的频率，Ft-1是上一时刻的频率，当前时刻t与上一时刻t-1的时间间隔即是S4所述调频时间；
S8：检测冷却塔风机当前时刻的计算频率是否在预设的运行频率上下限值范围内；
S9：若是，则按照当前时刻的计算频率运行冷却塔；
S10：若否，计算频率小于频率下限值，则按照预设频率下限值运行冷却塔；计算频率大于频率上限值，则按照预设频率上限值运行冷却塔。
2.中央空调冷却塔风机实时变频控制器，其特征在于，所述控制器为触摸屏，其与控制空调冷却塔风机的变频器相连，控制器的功能模块包括：
温度采集功能模块，用于实时采集冷却塔的出水温度和环境温湿度；
湿球温度计算功能模块，用于实时根据环境温湿度计算湿球温度；
冷却塔风机频率计算功能模块，用于实时根据冷却塔出水温度和湿球温度计算冷却塔风机的频率；
冷却塔风机频率调节功能模块，用于与控制冷却塔风机的变频器通信，调节变频器输出频率，即调节冷却塔风机运行频率。
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