CN202853049U

CN202853049U - 一种空调系统及其末端空调机的焓差控制系统

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Publication number: CN202853049U
Application number: CN 201220549693
Authority: CN
Inventors: 姚琛; 臧鸿远
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2022-10-24

Abstract

本实用新型提供了一种末端空调机的焓差控制系统，包括检测冷冻水回水温度T₁第一温度传感器；检测冷冻水进水温度T₂的第二温度传感器；检测冷冻水流量q的流量检测器；检测末端空调机的风机转速n₁的转速传感器；由Q=|（T₁-T₂）|*q计算所述末端空调机的实际负荷Q的第一处理器；获得负荷比值b的第二处理器，获得转速比值a的第三处理器；当转速比值a与负荷比值b相等时，维持所述风机的转速n₁，当a>b时，减小所述风机的转速n1直至a=b，当a<b时，增大所述风机的转速n₁直至a=b的第一控制器。上述焓差控制系统实现了较准确地控制末端空调机，提高了末端空调机的节能效果。本实用新型还提供了一种空调系统。

Description

一种空调系统及其末端空调机的焓差控制系统

技术领域

本实用新型涉及中央空调系统中末端空调机控制技术领域，更具体地说，涉及一种末端空调机的焓差控制系统及一种空调系统。

背景技术

末端空调机（风机盘管）是中央空调系统中的重要设备，负责将冷量（或者热量）传送给室内设备。末端空调机主要包括：机壳，位于机壳内部的换热器（盘管）和风机。

末端空调机的风机一般以定功率运行，但是由于空调的室内负荷受室内人员数目、室内发热设备数目及天气的影响，则实际上空调的室内负荷是波动变化的。为了满足最大可能负荷的需求，设计人员一般按最大的空调负荷设计，在非最大负荷时，风机运转能耗远大于系统所需，造成大量的能源浪费。

为了减少能源的浪费，实现节能，需要获得空调的室内负荷并根据室内负荷控制风机转速。空调的室内负荷包括显热负荷和潜热负荷，一般的温度探测设备只能够探测到显热负荷（空气的干球温度），无法探测潜热负荷（空气的湿球温度），湿度探测器的精度和使用寿命都较差，实际运用较难；而且，由于空调实际的焓湿变化为非线性物理过程，对空调的室内负荷无法较精确判断，那么，对末端空调机转速的调节无法完成，也就无法实现节能了。因此，目前没有直接获得室内负荷的方法，而是普遍使用探测风机的出风压力和回风压力及二者压差的方式，间接获得空调的室内负荷。但是由于压力变化并非空调室内负荷的直接反应指标，其并不能真正反应末端空调机的实际负荷，则该方法不能较准确地控制末端空调机，导致末端空调机的节能效果较差。

综上所述，如何较准确地控制末端空调机，提高末端空调机的节能效果，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种末端空调机的焓差控制系统，以较准确地控制末端空调机，提高末端空调机的节能效果。本实用新型的另一目的是提供一种空调系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供了一种末端空调机的焓差控制系统，该焓差控制系统包括：

检测冷冻水回流末端空调机的换热器时的回水温度T₁，并发出回水温度检测信号的第一温度传感器；

检测冷冻水进入所述换热器时的进水温度T₂，并发出进水温度检测信号的第二温度传感器；

检测冷冻水流经所述换热器的流量q，并发出流量检测信号的流量检测器；

检测所述末端空调机的风机转速n₁，并发出转速信号的转速传感器；

分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述流量检测器相连，并接收所述回水温度检测信号、所述进水温度检测信号和所述流量检测信号，由Q=|（T₁-T₂）|*q计算所述末端空调机的实际负荷Q的第一处理器；

分别与所述第一处理器相连，根据实际负荷Q获得负荷比值b的第二处理器，其中所述负荷比值b为所述实际负荷Q₁与所述末端空调机的额定负荷Q的比值；

分别与所述转速传感器相连，并接收所述转速信号，获得转速比值a的第三处理器，其中所述转速比值a为转速n₁与所述风机的额定转速n的比值；

分别与所述第二处理器、所述第三处理器和所述风机相连，接收负荷比值b和转速比值a，当转速比值a与负荷比值b相等时，维持所述风机的转速n₁，当a>b时，减小所述风机的转速n₁直至a=b，当a<b时，增大所述风机的转速n₁直至a=b的第一控制器。

优选的，上述焓差控制系统，还包括：

检测所述风机的回风温度T₃，并发出回风温度检测信号的第三温度传感器；

分别与所述第三温度传感器和所述风机相连，接收所述回风温度检测信号，所述末端空调机处于制冷工况时，当T₃>T时，增大所述风机的转速n₁直至T₃=T，当T₃=T时，维持所述风机的转速n₁，当T₃<T时，减小所述风机的转速n₁直至T₃=T；所述末端空调机处于制热工况时，当T₃<T时，增大所述风机的转速n₁直至T₃=T，当T₃=T时，维持所述风机的转速n₁，当T₃>T时，减小所述风机的转速n₁直至T₃=T的第二控制器。

优选的，上述焓差控制系统，还包括：

检测所述风机的回风压力P₁，并发出回风压力检测信号的第一压力传感器；

检测所述风机的出风压力P₂，并发出出风压力检测信号的第二压力传感器；

分别与所述第一压力传感器和所述第二压力传感器相连，接收所述回风压力检测信号和所述出风压力检测信号，当回风压力P₁与出风压力P₂的压力差|P₁-P₂|低于预设压力P时，增大所述风机转速的第三控制器；

当a>b，所述第一控制器减小所述风机的转速n₁时，当回风压力P₁与出风压力P₂的压力差|P₁-P₂|等于预设压力P时，维持所述风机的转速n₁的第四控制器。

优选的，上述焓差控制系统中，所述第一控制器、所述第二控制器、所述第三控制器和所述第四控制器分别通过变频器调节所述风机的转速。

优选的，上述焓差控制系统中，所述第一处理器、所述第二处理器、所述第三处理器、所述第一控制器、所述第二控制器、所述第三控制器和所述第四控制器均集成于控制主板上。

本实用新型实施例提供的末端空调机的焓差控制系统，通过第一温度传感器和第二温度传感器检测冷冻水回流末端空调机的换热器的回水温度T₁和冷冻水进入换热器时的进水温度T₂，流量检测器检测冷冻水流经换热器的流量q，通过第一处理器由Q₁=|（T₁-T₂）|*q计算末端空调机的实际负荷Q₁，与现有技术相比，较准确地获得了末端空调机的实际负荷，而且检测冷冻水的温度和流量较检测空气的湿球温度方便，同时通过第二处理器获得负荷比值，第三处理器获得转速比值，通过第一控制器比较负荷比值和转速比值，实现了较准确地控制风机的转速，故本实用新型提供的末端空调机的焓差控制系统，实现了较准确地控制风机，即较准确地控制末端空调机，从而减少了风机的能源消耗，进而提高了末端空调即的节能效果。

基于上述提供的末端空调机的焓差控制系统，本实用新型还提供了一种空调系统，包括：末端空调机和所述末端空调机的控制系统，其中，所述控制系统为上述任意一项所述的焓差控制系统。

优选的，上述空调系统中，所述末端空调机至少为两个。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的末端空调机的焓差控制系统的部分结构示意图。

上图1中：

风机1、回水管路2、换热器3、进水管路4、第二温度传感器5、第一温度传感器6、流量检测器7、新风管路8、回风管路9、第一压力传感器10、第二压力传感器11。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种末端空调机的焓差控制系统，实现了较准确地控制末端空调机，提高了末端空调机的节能效果。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种末端空调机的焓差控制系统，请参考附图1，图1为本实用新型实施例提供的末端空调机的焓差控制系统的部分结构示意图。该焓差控制系统包括：

检测冷冻水回流末端空调机的换热器3时的回水温度T₁，并发出回水温度检测信号的第一温度传感器6；

检测冷冻水进入换热器3时的进水温度T₂，并发出进水温度检测信号的第二温度传感器5；

检测冷冻水流经换热器3的流量q，并发出流量检测信号的流量检测器7；

检测末端空调机的风机1转速n₁，并发出转速信号的转速传感器；

分别与第一温度传感器6、第二温度传感器5和流量检测器7相连，并接收回水温度检测信号、进水温度检测信号和流量检测信号，由Q=|（T₁-T₂）|*q，计算所述末端空调机的实际负荷Q的第一处理器；

分别与第一处理器相连，根据实际负荷Q获得负荷比值b的第二处理器，其中负荷比值b为实际负荷Q₁与末端空调机的额定负荷Q的比值；

分别与转速传感器相连，并接收转速信号，获得转速比值a的第三处理器，其中转速比值a为转速n₁与风机1的额定转速n的比值；

分别与第二处理器、第三处理器和风机1相连，接收负荷比值b和转速比值a，当转速比值a与负荷比值b相等时，维持风机1的转速n₁，当a>b时，减小风机1的转速n₁直至a=b，当a<b时，增大风机1的转速n₁直至a=b的第一控制器。

本实用新型实施例提供的末端空调机的焓差控制系统，通过第一温度传感器6和第二温度传感器5检测冷冻水回流末端空调机的换热器3的回水温度T₁和冷冻水进入换热器3时的进水温度T₂，流量检测器7检测冷冻水流经换热器3的流量q，通过第一处理器由Q₁=|（T₁-T₂）|*q计算末端空调机的实际负荷Q₁，与现有技术相比，较准确地获得了末端空调机的实际负荷，而且检测冷冻水的温度和流量较检测空气的湿球温度方便，同时通过第二处理器获得负荷比值，第三处理器获得转速比值，通过第一控制器比较负荷比值和转速比值，实现了较准确地控制风机1的转速，故本实用新型提供的末端空调机的焓差控制系统，实现了较准确地控制风机1，即较准确地控制末端空调机，从而减少了风机1的能源消耗，进而提高了末端空调即的节能效果。

上述实施例提供的末端空调机的焓差控制系统中，例如当负荷比值b为80%，转速比值a为100%时，减小风机1的转速n₁，使得转动比值a降为80%；当负荷比值b为80%，转速比值a为60%时，增大风机1的转速n₁，使得转动比值a升为80%。

在末端空调机的实际工作过程中，由于使用环境的不同以及末端空调机自身的差异，当转速比值a与负荷比值b相等时，末端空调机还不能达到预期的工作效果，为了进一步优化上述技术方案，上述实施例提供的末端空调机的焓差控制系统，还包括：检测风机1的回风温度T₃，并发出回风温度检测信号的第三温度传感器；分别与第三温度传感器和风机相连，接收回风温度检测信号，末端空调机处于制冷工况时，当T₃>T时，增大风机1的转速n₁直至T₃=T，当T₃=T时，维持风机1的转速n₁，当T₃<T时，减小风机1的转速n₁直至T₃=T；末端空调机处于制热工况时，当T₃<T时，增大风机1的转速n₁直至T₃=T，当T₃=T时，维持风机1的转速n₁，当T₃>T时，减小风机1的转速n₁直至T₃=T的第二控制器。

具体的，a=b时，末端空调机处于制冷状态时，当预设温度T为20℃，回风温度T₃为21℃，那么末端空调机没有达到制冷要求，此时需要增大风机1的转速n₁直至T₃=T；当预设温度T为20℃，回风温度T₃为20℃，那么末端空调机达到了制冷要求，此时维持风机1的转速n₁；当预设温度T为20℃，回风温度T₃为19℃，那么末端空调机超过了制冷要求，此时需要减小风机1的转速n₁直至T₃=T。

具体的，a=b时，末端空调机处于制热状态时，当预设温度T为20℃，回风温度T₃为19℃，那么末端空调机没有达到制热要求，此时需要增大风机1的转速n₁直至T₃=T；当预设温度T为20℃，回风温度T₃为20℃，那么末端空调机达到了制冷要求，此时维持风机1的转速n₁；当预设温度T为20℃，回风温度T₃为21℃，那么末端空调机超过了制热要求，此时需要减小风机1的转速n₁直至T₃=T。

为了进一步优化上述技术方案，上述实施例提供的末端空调机的焓差控制系统，还包括：

检测风机1的回风压力P₁，并发出回风压力检测信号的第一压力传感器10；

检测风机1的出风压力P₂，并发出出风压力检测信号的第二压力传感器11；

分别与第一压力传感器10和第二压力传感器11相连，接收回风压力检测信号和出风压力检测信号，当回风压力P₁与出风压力P₂的压力差|P₁-P₂|低于预设压力P时，增大风机转速的第三控制器；

当a>b，第一控制器减小所述风机1的转速n₁时，当回风压力P₁与出风压力P₂的压力差|P₁-P₂|等于预设压力P时，维持风机1的转速n₁的第四控制器。

由于风机1的转速降低会导致风压降低，当风压降到一定的范围会造成风管路内的压力不够，导致末端空调机的一些位置没有出风，对末端空调机的制冷或者制热有一定的影响。为了避免因风压较低对末端空调机的工作造成影响，需要保证风机1的转速不能过低。因此需要第一压力传感器10检测风机1的回风压力P₁，第二压力传感器11检测出风压力P₂，为了更好地保证风压不会过低，采用第三控制器将回风压力P₁与出风压力P₂的压力差|P₁-P₂|与预设压力P比较，当回风压力P₁与出风压力P₂的压力差|P₁-P₂|等于预设压力P时，第三控制器维持风机1的转速n₁。当a>b，第一控制器减小风机1的转速n₁时，随着风机转速的降低，回风压力P₁与出风压力P₂的压力差|P₁-P₂|也会逐渐减小，当回风压力P₁与出风压力P₂的压力差|P₁-P₂|等于预设压力P时，第四控制器维持风机1当前的转速n₁，即第四控制器停止降低风机1的转速，使得风机1的转速维持当前转速。

在风系统最不利点检测出风口的内部压力和室内压力，并调低风机1的转速，当内部压力和室内压力的差值为5Pa时，标定此时风机1的出风压力和回风压力的差值为保护阀值，即为预设压力。当然，也可采用其他的方式测得预设压力，本实用新型实施例对此不作具体的限定。

上述实施例提供的末端空调机的焓差控制系统中，第一温度传感器6设置在回水管路2上，第二温度传感器5设置在进水管路4上，流量检测器7设置在回水管路2上或者设置在进水管路4上，第一压力传感器10和第三温度传感器分别设置在回风管路9上，第二压力传感器11设置在出风口处。末端空调机设置有与风机1相连的新风管路8。

优选的，上述实施例提供的末端空调机的焓差控制系统中，第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器分别通过变频器调节风机1的转速。当然，也可采用其他的部件实现对风机转速的调节，例如直流变压调速、交流滑差调速等各种调速设备。调速设备的采用具体根据实际末端空调机的风机1的电动机类型及控制方法选取，本实用新型实施例对此不作具体的限定。

上述实施例提供的末端空调机的焓差控制系统中，第一处理器、第二处理器、第三处理器、第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器均集成于控制主板上。焓差控制系统集成于中央控制计算机，中央控制计算机可以是PC、PLC、工控计算机、单片机、单板机等专业及通用控制设备。中央控制计算机还可与输入输出设备相连，实现人机交互以及数据存储、报表生成等功能。输入设备可为触摸屏、工控计算机、鼠标，输出设备可为打印机、各种存储卡、硬盘及各种闪存盘、各种组态软件等。

上述实施例提供的末端空调机的焓差控制系统中，各部件之间的相连为通讯连接，通过数据线相连，实时传输所需的数据，例如以太网、RS232、RS485等通用机专业通讯用总线。

上述实施例提供的末端空调机的焓差控制系统应用在末端空调机制冷过程中或者制热过程中，可以设定制冷状态和制热状态如下：

新风温度在18℃以下，冷冻水温度在30℃以上且有交换温度差，冷冻水流量在额定流量，为制热状态；

冷冻水温度在标准制冷工况（7~12℃）或其温度趋向标准工况温度，且冷冻水有交换温度差，同时冷冻水流量在额定流量，为制冷状态。

当然，末端空调机的工作状态还可根据其他方式来确定，本实用新型实施例对此不作具体地限定。

基于上述实施例提供的末端空调机的焓差控制系统，本实用新型实施例还提供了一种空调系统，该空调系统包括末端空调机和末端空调机的控制系统，其中，该控制系统为上述实施例所述的末端空调机的焓差控制系统。

由于上述末端空调机的焓差控制系统具有上述技术效果，上述空调系统具有上述末端空调机的焓差控制系统，则上述空调系统也具有相应的技术效果，本文不再赘述。

优选的，上述实施例提供的空调系统中，末端空调机至少为两个，末端空调机以分布式系统安装，本实用新型实施例对末端空调机的数目不作具体地限定。一个末端空调机可以单独使用一个焓差控制系统，也可多个末端空调机共用一个焓差控制系统。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种末端空调机的焓差控制系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的焓差控制系统，其特征在于，还包括：

3.如权利要求2所述的焓差控制系统，其特征在于，还包括：

4.如权利要求3所述的焓差控制系统，其特征在于，所述第一控制器、所述第二控制器、所述第三控制器和所述第四控制器分别通过变频器调节所述风机的转速。

5.如权利要求3所述的焓差控制系统，其特征在于，所述第一处理器、所述第二处理器、所述第三处理器、所述第一控制器、所述第二控制器、所述第三控制器和第四控制器均集成于控制主板上。

6.一种空调系统，包括末端空调机和所述末端空调机的控制系统，其特征在于，所述控制系统为如权利要求1-5中任意一项所述的焓差控制系统。

7.如权利要求6所述的空调系统，其特征在于，所述末端空调机至少为两个。