CN115183408A - 冷却水系统变流量运行的控制方法及控制装置 - Google Patents

冷却水系统变流量运行的控制方法及控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种冷却水系统变流量运行的控制方法及控制装置，涉及制冷系统技术领域，解决了现有技术中存在的中央空调冷却水系统采用定流量运行时，存在水泵能耗浪费、不利于节能的技术问题。方法包括如下内容：判断室外湿球温度t0是否小于预设值T1；若是，系统以冷凝器出水温度为定值的模式运行，通过调整冷却泵的工作频率以稳定冷凝器出水温度；若室外湿球温度t0不小于预设值T1，控制系统以冷凝器出水温度与进水温度的差值为定值的模式运行，其中，通过调整冷却泵的工作频率以稳定冷凝器出水温度与进水温度的差值。本发明用于通过室外湿球温度的变化，结合冷却水定温差、定出水温度控制方式，使冷却水长时间处于小流量运行工况，极大的降低了冷却水泵的能耗。

Description

冷却水系统变流量运行的控制方法及控制装置
技术领域
本发明涉及制冷系统技术领域，尤其是涉及一种冷却水系统变流量运行的控制方法及控制装置。
背景技术
目前中央空调冷却水系统大部分是采用定流量运行，当冷水机组开启时，对应的冷却泵开启，而冷水机组大部分时间是在部分负荷下工作，但冷却泵满负荷运行，使冷却水处于大流量小温差的现象，存在水泵能耗浪费，不利于节能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冷却水系统变流量运行的控制方法及控制装置，解决了现有技术中存在的中央空调冷却水系统采用定流量运行时，存在水泵能耗浪费、不利于节能的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种冷却水系统变流量运行的控制方法，包括以下内容：判断室外湿球温度t0是否小于预设值T1；若是，控制系统以冷凝器出水温度为定值的模式运行，其中，通过调整冷却泵的工作频率以稳定冷凝器出水温度。
进一步地，关于所述系统以冷凝器出水温度为定值的模式运行，包括以下内容：判断冷凝器出水温度t2是否等于预设出水温度值T2；若否，当冷凝器出水温度t2大于预设出水温度值T2，控制提高所述冷却泵的工作频率；当冷凝器出水温度t2小于预设出水温度值T2，控制减小所述冷却泵的工作频率。
进一步地，判断冷凝出水温度t2与预设出水温度值T2的温差的绝对值与预设温差值T4的大小，以调节所述冷却泵工作频率的变化速度情况。
进一步地，具体包括以下内容：若|t2-T2|<T4，则调节所述冷却泵以每分钟H1的速度增加或减小频率；若|t2-T2|≥T4，则调节所述冷却泵以每分钟H2的速度增加或减小频率；其中，H2>H1。
进一步地，包括以下内容：若室外湿球温度t0不小于预设值T1，控制系统以冷凝器出水温度与进水温度的差值为定值的模式运行，其中，通过调整冷却泵的工作频率以稳定冷凝器出水温度与进水温度的差值。
进一步地，所述系统以冷凝器出水温度与进水温度的差值为定值的模式运行，包括以下内容：判断冷凝器出水温度t2与冷凝器进水温度t1的差值是否为定值T3；若否，当t2-t1>T3，控制提高所述冷却泵的工作频率，若t2-t1≤T3，控制减小所述冷却泵的工作频率。
进一步地，判断所述冷凝器出水温度t2与冷凝器进水温度t1的差值是否为定值T3之前，先判断冷凝器出水温度t2是否不大于预设温度值T5；若否，则调节所述冷却泵以每分钟H3的速度增加频率，以使冷凝器出水温度t2不大于预设温度值T5。
进一步地，具体包括以下内容：当t2-t1>T3，则调节所述冷却泵以每分钟H4的速度增加频率，当t2-t1≤T3，则调节所述冷却泵以每分钟H4的速度减小频率。
进一步地，包括：识别系统开机指令；判断冷却泵是否正常开启，若是，则执行冷水机组开机指令；系统开机一段时间T后，检测室外湿球温度、冷凝器出水温度以及冷凝器进水温度，判断室外湿球温度t0是否小于预设值T1；之后，每间隔T’检测一次测室外湿球温度、冷凝器出水温度以及冷凝器进水温度。
本发明提供一种用以实施所述的冷却水系统变流量运行的控制方法的控制装置，包括：数据采集模块，用以采集所需要的数据信息；处理模块，用以判断系统以冷凝器出水温度为定值的模式运行或以冷凝器出水温度与进水温度的差值为定值的模式运行；执行模块，用以实现冷凝器出水温度的调节以及用以实现冷凝器出水温度与进水温度差值的调节。
本发明提供了一种冷却水系统变流量运行的控制方法，包括如下内容：判断室外湿球温度t0是否小于预设值T1；若是，系统以冷凝器出水温度为定值的模式运行，通过调整冷却泵的工作频率以稳定冷凝器出水温度。当机组负荷不变时，若室外湿球温度较低(室外湿球温度t0小于预设值T1)，且从冷却塔排出来的水即冷凝器进水温度也较低，如果采用现有“定流量”(即冷却泵的频率为定值)的方式，冷凝器出水温度偏低，导致冷却泵耗能大且冷凝器进水的冷量也未得到合理利用的情况，若此时降低冷却泵的频率，可以降低冷却泵的耗能且也能提高冷凝器出水温度。因此，在室外湿球温度较低时(室外湿球温度t0小于预设值T1)，本发明采用冷凝器出水温度为定值的运行模式，调节冷却泵工作频率，调节冷却水流量，以实现冷凝器出水温度为定值，可降低冷却泵的能耗，降低系统能耗。在机组相同负荷下且室外湿球温度较低时(室外湿球温度t0小于预设值T1)时，采用“定流量”的方式，冷凝器出水温度值整体上低于在“冷凝器出水温度为定值的运行模式”下冷凝器出水温度值，使得在“冷凝器出水温度为定值的运行模式”下，冷却水长时间处于小流量运行工况，冷却泵的能耗降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的冷却水系统变流量运行的控制方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
目前，中央空调冷却水系统大部分是采用定流量运行，当冷水机组开启时，对应的冷却泵开启，而冷水机组大部分时间是在部分负荷下工作，但冷却泵满负荷运行，使冷却水处于大流量小温差的现象，存在水泵能耗浪费，不利于节能。基于此，本发明提供了一种冷却水系统变流量运行的控制方法，包括如下内容：判断室外湿球温度t0是否小于预设值T1；若是，系统以冷凝器出水温度为定值的模式运行，即控制冷凝器出水温度为定值，通过调整冷却泵的工作频率以稳定冷凝器出水温度。室外湿球温度t0可以为室外湿球温度，T1为设定室外湿球温度值，取值范围可以为10～35℃。当机组负荷不变时，若室外湿球温度较低(比如室外湿球温度t0小于预设值T1)，且从冷却塔排出来的水即冷凝器进水温度也较低，如果采用现有“定流量”(即冷却泵的频率为定值)的方式，冷凝器出水温度偏低，导致冷却泵耗能大且冷凝器进水的冷量也未得到合理利用的情况，若此时降低冷却泵的频率，可以降低冷却泵的耗能且也能提高冷凝器出水温度。
因此，在室外湿球温度较低时(室外湿球温度t0小于预设值T1)，本发明采用冷凝器出水温度为定值的运行模式，调节冷却泵工作频率，调节冷却水流量，以实现冷凝器出水温度为定值，可降低冷却泵的能耗，降低系统能耗。在机组相同负荷下且室外湿球温度较低时(室外湿球温度t0小于预设值T1)时，采用“定流量”的方式，冷凝器出水温度值整体上低于在“冷凝器出水温度为定值的运行模式”下冷凝器出水温度值，使得在“冷凝器出水温度为定值的运行模式”下，冷却水长时间处于小流量运行工况，冷却泵的能耗降低。
关于冷凝器出水温度为定值的运行模式，具体内容如下：设置预设出水温度值T2，T2取值范围在10～37℃之间，关于冷凝器出水温度定值的确认，根据机组的负荷，可设置一合理的系统预设值，在满足制冷需求的同时，达到降低系统能耗的目的，判断冷凝器出水温度t2是否等于预设出水温度值T2；若否，则调节冷却泵的工作频率，以使冷凝器出水温度t2等于预设出水温度值T2。当冷凝器出水温度t2等于预设出水温度值T2时，控制冷却泵的频率不变，当冷凝器出水温度t2大于预设出水温度值T2时，控制冷却泵的频率增加，增加冷却水流量，当冷凝器出水温度t2小于预设出水温度值T2时，控制冷却泵的频率降低，减小冷却水流量。
优选地，判断冷凝出水温度t2与预设出水温度值T2的温差的绝对值与预设温差值T4的大小，以调节所述冷却泵工作频率的变化速度情况。关于预设出水温度值T2，为系统设定值，T2的取值范围为10～37℃。若|t2-T2|<T4，则调节所述冷却泵以每分钟H1的速度增加或减小频率；若|t2-T2|≥T4，则调节所述冷却泵以每分钟H2的速度增加或减小频率；其中，H2>H1。
具体包括以下内容：若t2-T2<T4，则调节冷却泵以每分钟H1的速度增加频率；若t2-T2≥T4，则调节冷却泵以每分钟H2的速度增加频率。即在冷凝出水温度t2大于预设出水温度值T2的情况下，若冷凝出水温度t2与预设出水温度值T2的温差值偏大时，需要快速增加冷却泵的频率，当冷凝出水温度t2与预设出水温度值T2的温差值偏小时，可以慢些速度增加冷却泵的频率。
若T2-t2<T4，则调节冷却泵以每分钟H1的速度减小频率；若T2-t2≥T4，则调节冷却泵以每分钟H2的速度减小频率。即在冷凝出水温度t2小于预设出水温度值T2的情况下，若冷凝出水温度T2与预设出水温度值t2的温差值偏大时，需要快速减小冷却泵的频率，当冷凝出水温度T2与预设出水温度值t2的温差值偏小时，可以慢些速度减小冷却泵的频率。
T4为设定的温度偏差值，为系统设定值，T4的取值范围为0～10℃，H1的取值范围为0～10HZ，H2的取值范围为0～10HZ，如，H1的取值为1HZ，H2的取值为2HZ。
若室外湿球温度t0不小于预设值T1，控制系统以冷凝器出水温度与进水温度的差值为定值的模式运行，其中，通过调整冷却泵的工作频率以稳定冷凝器出水温度与进水温度的差值。当若室外湿球温度较高(比如室外湿球温度t0大于预设值T1)，冷凝器进水温度相对偏高，此时，可以采用冷凝器出水温度与进水温度的差值为定值的模式运行。
关于系统以冷凝器出水温度与进水温度的差值为定值的模式运行，包括以下内容：判断冷凝器出水温度t2与冷凝器进水温度t1的差值是否为定值T3；若否，当t2-t1>T3，控制提高所述冷却泵的工作频率，以增加冷却水流量，若t2-t1<T3，控制减小所述冷却泵的工作频率，以减小冷却水流量。T3为设定进出水温差，T3为系统设定值，T3取值范围为0～10℃。
另外，判断冷凝器出水温度t2与冷凝器进水温度t1的差值是否为定值T3之前，先判断冷凝器出水温度t2是否不大于预设温度值T5；若否，则调节冷却泵以每分钟H3的速度增加频率，以使冷凝器出水温度t2不大于预设温度值T5，H3的取值范围为0～10HZ。T5的取值可以为37℃，即当冷凝器出水温度大于37℃时，先提高冷却泵的频率，使得冷凝器出水温度快速降下来；当冷凝器出水温度不大于37℃时，再判断冷凝器出水温度t2与冷凝器进水温度t1的差值是否为定值T3。
另外，若t2-t1>T3，优选控制冷却泵以每分钟H4的速度增加频率，降低冷凝器出水温度t2与冷凝器进水温度t1的差值，若t2-t1≤T3，优选控制调节冷却泵以每分钟H4的速度减小频率，增加冷凝器出水温度t2与冷凝器进水温度t1的差值，H4的取值范围为0～10HZ，且H4≤H3。
参见图1，为本发明实施例提供的冷却水系统变流量运行的控制方法的流程图：
系统开机，在识别系统开机指令后，通过检测单元监测是否设备可用，如果不能，则提示故障报警；若设备可用，则判断冷却泵是否正常开启，若是，则执行冷水机组开机指令；若判断冷却泵不能正常开启，则提示故障报警。
系统开机一段时间T后，检测室外湿球温度、冷凝器出水温度以及冷凝器进水温度，判断室外湿球温度t0是否小于预设值T1；之后，每间隔T’检测一次测室外湿球温度、冷凝器出水温度以及冷凝器进水温度。其中，时间T的取值范围为0～120min，T’的取值范围为0～120min。
若室外湿球温度t0小于预设值T1，则判断冷凝器出水温度t2是否等于预设出水温度值T2，若等于，则冷却水系统变流量运行的控制过程结束；如果冷凝器出水温度t2不等于预设出水温度值T2，则判断冷凝出水温度t2是否大于预设出水温度值T2。
如果冷凝出水温度t2大于预设出水温度值T2，则判断t2-T2是否小于T4，如果t2-T2小于T4，调节冷却泵以每分钟H1的速度增加频率；若t2-T2不小于T4，则调节冷却泵以每分钟H2的速度增加频率。如果冷凝出水温度t2不大于预设出水温度值T2，则判断T2-t2是否小于T4，如果T2-t2小于T4，调节冷却泵以每分钟H1的速度减小频率；若T2-t2不小于T4，则调节冷却泵以每分钟H2的速度减小频率。调节冷却泵频率时，如果冷凝器出水温度t2等于预设出水温度值T2，则冷却水系统变流量运行的控制过程结束。如果在设定时间未判断出冷凝器出水温度t2等于预设出水温度值T2，则返回重新判断室外湿球温度t0与预设值T1的关系。
如果外温度t0不小于预设值T1，先判断冷凝器出水温度t2是否不大于预设温度值T5，如果冷凝器出水温度t2大于预设温度值T5，则调节冷却泵以每分钟H3的速度增加频率，直至判断得到冷凝器出水温度t2不大于预设温度值T5。
检测到冷凝器出水温度t2不大于预设温度值T5时，判断冷凝器出水温度t2与冷凝器进水温度t1的差值是否为定值T3，如果是，则冷却水系统变流量运行的控制过程结束；若果冷凝器出水温度t2与冷凝器进水温度t1的差值不等于定值T3，若t2-t1>T3，则调节冷却泵以每分钟H4的速度增加频率，若t2-t1≤T3，则调节冷却泵以每分钟H4的速度减小频率，调节冷却泵频率时，如果冷凝器出水温度t2与冷凝器进水温度t1的差值等于定值T3，则冷却水系统变流量运行的控制过程结束，如果在设定时间内未判断出冷凝器出水温度t2与冷凝器进水温度t1的差值等于定值T3，则返回重新判断室外湿球温度t0与预设值T1的关系。
一种用以实施冷却水系统变流量运行的控制方法的控制装置，包括：数据采集模块，用以采集所需要的数据信息；处理模块，用以判断系统以冷凝器出水温度为定值的模式运行或以冷凝器出水温度与进水温度的差值为定值的模式运行；执行模块，用以实现冷凝器出水温度的调节以及用以实现冷凝器出水温度与进水温度差值的调节。当机组负荷不变时，若室外湿球温度较低(比如室外湿球温度t0小于预设值T1)，且从冷却塔排出来的水即冷凝器进水温度也较低，如果采用现有“定流量”(即冷却泵的频率为定值)的方式，冷凝器出水温度偏低，导致冷却泵耗能大且冷凝器进水的冷量也未得到合理利用的情况，若此时降低冷却泵的频率，可以降低冷却泵的耗能且也能降低冷凝器出水温度。
因此，在室外湿球温度较低时(室外湿球温度t0小于预设值T1)，本发明采用冷凝器出水温度为定值的运行模式，调节冷却泵工作频率，调节冷却水流量，以实现冷凝器出水温度为定值，可降低冷却泵的能耗，降低系统能耗。因为在机组相同负荷下且室外湿球温度较低时(室外湿球温度t0小于预设值T1)时，采用“定流量”的方式，冷凝器出水温度值整体上低于在“冷凝器出水温度为定值的运行模式”下冷凝器出水温度值，使得在“冷凝器出水温度为定值的运行模式”下，冷却水长时间处于小流量运行工况，冷却泵的能耗降低。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种冷却水系统变流量运行的控制方法，其特征在于，包括以下内容：
判断室外湿球温度t0是否小于预设值T1；
若是，控制系统以冷凝器出水温度为定值的模式运行，其中，通过调整冷却泵的工作频率以稳定冷凝器出水温度。
2.根据权利要求1所述的冷却水系统变流量运行的控制方法，其特征在于，关于所述系统以冷凝器出水温度为定值的模式运行，包括以下内容：
判断冷凝器出水温度t2是否等于预设出水温度值T2；
若否，当冷凝器出水温度t2大于预设出水温度值T2，控制提高所述冷却泵的工作频率；当冷凝器出水温度t2小于预设出水温度值T2，控制减小所述冷却泵的工作频率。
3.根据权利要求2所述的冷却水系统变流量运行的控制方法，其特征在于，判断冷凝出水温度t2与预设出水温度值T2的温差的绝对值与预设温差值T4的大小，以调节所述冷却泵工作频率的变化速度情况。
4.根据权利要求3所述的冷却水系统变流量运行的控制方法，其特征在于，具体包括以下内容：
若|t2-T2|<T4，则调节所述冷却泵以每分钟H1的速度增加或减小频率；
若|t2-T2|≥T4，则调节所述冷却泵以每分钟H2的速度增加或减小频率；
其中，H2>H1。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的冷却水系统变流量运行的控制方法，其特征在于，包括以下内容：
若室外湿球温度t0不小于预设值T1，控制系统以冷凝器出水温度与进水温度的差值为定值的模式运行，其中，通过调整冷却泵的工作频率以稳定冷凝器出水温度与进水温度的差值。
6.根据权利要求5所述的冷却水系统变流量运行的控制方法，其特征在于，所述系统以冷凝器出水温度与进水温度的差值为定值的模式运行，包括以下内容：
判断冷凝器出水温度t2与冷凝器进水温度t1的差值是否为定值T3；
若否，当t2-t1>T3，控制提高所述冷却泵的工作频率，若t2-t1≤T3，控制减小所述冷却泵的工作频率。
7.根据权利要求6所述的冷却水系统变流量运行的控制方法，其特征在于，判断所述冷凝器出水温度t2与冷凝器进水温度t1的差值是否为定值T3之前，先判断冷凝器出水温度t2是否不大于预设温度值T5；
若否，则调节所述冷却泵以每分钟H3的速度增加频率，以使冷凝器出水温度t2不大于预设温度值T5。
8.根据权利要求6所述的冷却水系统变流量运行的控制方法，其特征在于，具体包括以下内容：
当t2-t1>T3，则调节所述冷却泵以每分钟H4的速度增加频率，当t2-t1≤T3，则调节所述冷却泵以每分钟H4的速度减小频率。
9.根据权利要求1所述的冷却水系统变流量运行的控制方法，其特征在于，包括：
识别系统开机指令；
判断冷却泵是否正常开启，若是，则执行冷水机组开机指令；
系统开机一段时间T后，检测室外湿球温度、冷凝器出水温度以及冷凝器进水温度，判断室外湿球温度t0是否小于预设值T1；
之后，每间隔T’检测一次测室外湿球温度、冷凝器出水温度以及冷凝器进水温度。
10.一种用以实施权利要求1-9中任一项所述的冷却水系统变流量运行的控制方法的控制装置，其特征在于，包括
数据采集模块，用以采集所需要的数据信息；
处理模块，用以判断系统以冷凝器出水温度为定值的模式运行或以冷凝器出水温度与进水温度的差值为定值的模式运行；
执行模块，用以实现冷凝器出水温度的调节以及用以实现冷凝器出水温度与进水温度差值的调节。
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