CN114623570B - 空调制冷主机瞬时制冷功率的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调制冷主机瞬时制冷功率的计算方法。本发明采集水系统中有压管流的数据，通过安装其他对于直管段要求不高的传感器测量出压强差，利用水流量与压强差的准确计算公式，计算出流量，从而得到所需要的瞬时制冷功率数据，避免了主机侧直管段长度都不够时，无法安装热量表，监测主机瞬时功率的问题。实现实时监测主机实时运行状态与出力，有利于大型区域供冷供热系统的智能调节。

Description

空调制冷主机瞬时制冷功率的计算方法

技术领域

本发明涉及制冷技术及应用领域，具体地指一种空调制冷主机瞬时制冷功率的计算方法。

背景技术

大型区域供冷供热系统中，一般有多台制冷主机并联供冷，主机冷冻侧通过支管连接到冷冻水供回水总管，通过分集水器进行冷冻水的分配。但由于制冷机房条件影响，也为了减少管道阻力，制冷主机冷冻侧支管一般设计的都不会很长。且由于支管上还需设计阀门，止回阀，过滤器等原件，所以支管也不会是完整的直管段。

能量表在测量瞬时制冷功率时，需要测量管道的瞬时流量，但流量计测量流量时对于直管道有严格的要求，一般来说，安装距离上游应大于十倍直管径，下游应大于五倍直管径，且中间无任何阀门、弯头、变径。安装点应充分远离阀门、泵、高压电和变频器等干扰源。所以，制冷主机的瞬时制冷量测量无法用直接安装能量表的方法进行测量。

因此，在多台制冷主机并联情况下，只能测量总的制冷功率，以该总功率估计每台制冷主机的制冷功率，实际上制冷主机大小型号不同，估计量往往和实际量差异较大，当需要对制冷主机进行调控时，多台控制难以实现预计效果。

发明内容

本发明的目的在于填补现有技术的大型区域供冷供热系统中制冷主机的瞬时制冷量难以测量的缺陷，提供一种空调制冷主机瞬时制冷功率的计算方法，实现对单台制冷主机的精准控制。本发明的申请人采集水系统中有压管流的数据，通过安装其他对于直管段要求不高的传感器测量出压强差，利用水流量与压强差的准确计算公式，计算出流量，从而得到所需要的瞬时制冷功率数据，避免了主机侧直管段长度都不够时，无法安装热量表，监测主机瞬时功率的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种空调制冷主机瞬时制冷功率的计算方法，具体计算步骤如下：

步骤1：获取制冷主机的蒸发侧管路系统的综合阻力系数S，所述综合阻力系数与管路沿程阻力和几何形状有关；

步骤2：获取制冷主机的蒸发侧进出口瞬时压降ΔP；

步骤3：将综合阻力系数S和实时测量出的主机蒸发器进出口压降ΔP带入流量计算公式：

Q＝(ΔP/S)^(1/2)

计算得出制冷主机蒸发器瞬时流量Q；

步骤4：通过与制冷主机通讯，读取其内部的蒸发器侧进出水温度值，计算出实时温差ΔT；

步骤5：将上述数据代入瞬时制冷量计算公式：

PWR＝C×Q×ΔT

计算出制冷主机瞬时制冷功率PWR，公式中，C为常数1.163。

上述方案中，所述步骤1中的综合阻力系数S＝ΔPe/Qe²，其中是为Qe为制冷主机的蒸发侧的额定流量，ΔPe为制冷主机的蒸发侧的额定压降。

上述方案中，所述步骤2为根据安装在制冷主机的蒸发侧进出口的压力传感器计算出制冷主机的蒸发侧瞬时压降ΔP＝P_in-P_out；公式中，P_in为蒸发侧进口压力，P_out为蒸发侧出口压力。

本发明的有益效果：

1)利用本发明，可以在区域供冷供热和水系统管道领域，遇到直管段长度不够或者其他原因造成无法达到测量要求时，准确测量出管道内流体流量和瞬时制冷功率。

2)本发明安装设备较少，仅两支压力传感器即可，施工简单，造价低。

3)无论新项目初装，还是旧设备改造，本发明均适用。

4)实现实时监测主机实时运行状态与出力，有利于大型区域供冷供热系统的智能调节。

附图说明

图1为直管段长度不够的空调制冷主机的结构示意图。

图中，1.制冷主机；2.冷冻供水管；3.冷冻回水管；P1.主机供水管道压力传感器；P2.主机回水管道压力传感器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。以下实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1空调制冷主机瞬时制冷功率的计算方法

如图1所示，制冷主机蒸发侧进出水管道处安装有压力传感器，其中，P1为主机供水管道压力传感器，P2为主机回水管道压力传感器。

对于有压管流，水流量与压强差的准确计算公式为：

ΔP＝SQ²

Q水的体积流量

ΔP管路系统阻力(压力损失)

S与管路沿程阻力和几何形状有关的综合阻力系数

变换公式可得流量计算公式为：

Q＝(ΔP/S)^(1/2)

根据瞬时流量计算制冷主机瞬时制冷功率公式为：

PWR＝C*Q*ΔT

PWR瞬时制冷功率

C常数，取1.163

ΔT温差

Q水的体积流量

具体计算步骤：

步骤1：根据制冷主机蒸发器(即蒸发侧)额定流量Qe与额定压降ΔPe计算出主机蒸发器综合阻力系数S＝ΔPe/Qe²；

步骤2：根据安装在制冷主机蒸发侧进出口的压力传感器计算出制冷主机蒸发侧瞬时压降ΔP＝P_in-P_out；

P_in蒸发器进口压力

P_out蒸发器出口压力

步骤3：将已计算出的综合阻力系数S和实时测量出的主机蒸发器进出口压降ΔP带入流量计算公式即可计算出制冷主机蒸发器瞬时流量；

步骤4：通过与制冷主机通讯，读取主机内部蒸发器侧进出水温度值，计算出实时温差ΔT；

步骤5：根据瞬时制冷量计算公式计算出主机瞬时制冷量。

试验例1

运用上述方法对某大型区域供冷供热系统中的空调制冷主机LXJ_4，于2021年9月10日进行验证试验，运行该实验时，仅有制冷主机LXJ_4运行，因此总制冷功率约等于该制冷主机的功率，以下能量表安装在总管道处。

以上表格中，列名“计算水流量”、“计算瞬时制冷量”为使用本发明所计算出的数据。“能量表实测流量”、“能量表实测瞬时制冷量”为只开启4#离心机，其他主机未开机，且未开机主机相应支管上阀门全部关闭情况下，在满足直管段要求的位置安装高精度能量表，此时，能量表测得的数据仅为LXJ_4离心机单机的实际运行数据。两组数据分别进行对比，可得出本发明计算出的数据与能量表测得数据误差率均在5％以下，满足现场要求。

试验例2

运用上述方法对某大型区域供冷供热系统中的空调制冷主机LXJ_4、LXJ_1、LXJ_2，3台制冷主机，于2021年9月15日进行验证试验，其他未说明情况同试验例1。

以上表格中，列名“计算水流量”、“计算瞬时制冷量”为使用本发明所计算出的数据。“能量表实测流量”、“能量表实测瞬时制冷量”为开启4#离心机、1#离心机、2#离心机，其他主机未开机，且将未开机的主机相应支管上阀门全部关闭情况下，在满足直管段要求的位置安装高精度能量表，此时，能量表测得的数据为4#离心机、1#离心机、#2#离心机3台主机数据之和。两组数据分别进行对比，可得出本发明计算出的数据与能量表测得数据误差率均在5％以下，满足现场要求。

Claims (3)

1.一种空调制冷主机瞬时制冷功率的计算方法，其特征在于，具体计算步骤如下：

步骤1：获取制冷主机的蒸发侧管路系统的综合阻力系数S，所述综合阻力系数与管路沿程阻力和几何形状有关；

步骤2：获取制冷主机的蒸发侧进出口瞬时压降ΔP；

步骤3：将综合阻力系数S和实时测量出的主机蒸发器进出口压降ΔP带入流量计算公式：

Q＝(ΔP/S)^(1/2)

计算得出制冷主机蒸发器瞬时流量Q；

步骤4：通过与制冷主机通讯，读取其内部的蒸发器侧进出水温度值，计算出实时温差ΔT；

步骤5：将上述数据代入瞬时制冷量计算公式：

PWR＝C×Q×ΔT

计算出制冷主机瞬时制冷功率PWR，公式中，C为常数1.163。

2.根据权利要求1所述的一种空调制冷主机瞬时制冷功率的计算方法，其特征在于：所述步骤1中的综合阻力系数S＝ΔPe/Qe²，其中是为Qe为制冷主机的蒸发侧的额定流量，ΔPe为制冷主机的蒸发侧的额定压降。

3.根据权利要求1所述的一种空调制冷主机瞬时制冷功率的计算方法，其特征在于：所述步骤2为根据安装在制冷主机的蒸发侧进出口的压力传感器计算出制冷主机的蒸发侧瞬时压降ΔP＝P_in-P_out；公式中，P_in为蒸发侧进口压力，P_out为蒸发侧出口压力。