CN216845062U - 一种基于冷量优化的地铁站空调高效运行控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于中央空调系统控制技术领域，具体涉及一种基于冷量优化的地铁站空调高效运行控制系统，包括制冷主机、空气处理机组、产热区、控制器，冷冻供水管上还设有可检测冷冻供水管中流体温度的冷冻供水管温度传感器；冷冻回水管上设有冷冻回水管温度传感器；送风管上设有送风温度传感器，回风管上设有回风温度传感器，所述控制器可控制阀门执行器动作；本实用新型以供冷量为控制点，调节各设备的工作状态，使设备始终处于高效运行阶段。

Description

一种基于冷量优化的地铁站空调高效运行控制系统

技术领域

本实用新型属于中央空调系统控制技术领域，具体的讲涉及一种基于冷量优化的地铁站空调高效运行控制系统。

背景技术

以往中央空调控制系统中，一般采用PID等自动控制方法，以空调机组送风温度、送回风温差等为控制目标，这样单一的控制目标无法有效的匹配负荷变化，按照负荷的冷量需求来进行优化，在控制方法上是被动的，在控制时间上是滞后的，在控制准确性上是存在震荡的，一方面无法使设备长期处于高效率状态，另一方面，其控制结果的波动也使舒适性降低。

实用新型内容

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种基于冷量优化的地铁站空调高效运行控制系统；构建基于冷量控制的中央空调节能控制系统，该系统以供冷量为控制点，调节各设备的工作状态，使设备始终处于高效运行阶段。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种基于冷量优化的地铁站空调高效运行控制系统，包括制冷主机、空气处理机组、产热区、控制器，所述制冷主机与空气处理机组之间设有冷冻供水管和冷冻回水管，所述冷冻供水管上设有可控制冷冻供水管开度的阀门执行器，所述冷冻供水管上还设有可检测冷冻供水管中流体温度的冷冻供水管温度传感器；所述冷冻回水管上设有冷冻回水管温度传感器；所述空气处理机组上设有通入产热区的送风管，和从产热区通入空气处理机组的回风管，所述送风管上设有送风温度传感器，所述回风管上设有回风温度传感器，所述冷冻供水管温度传感器、冷冻回水管温度传感器、送风温度传感器和回风温度传感器分别与控制器数据连接，所述控制器可控制阀门执行器动作。

进一步地，所述冷冻回水管上还设有用于测量冷冻回水管中流体流量的冷冻水流量传感器；所述回风管上设有用于检测回风管中空气流量的风量传感器。

进一步地，冷冻水流量传感器和风量传感器分别与所述控制器数据连接。

进一步地，控制器接收各个传感器数据之后，根据需要控制阀门执行器控制冷冻供水管开度。

本方案的技术原理和有益效果如下：

本方案可以采用以下方式进行控制，系统启动前，先进行现场参数的测定，包括空调房间区域面积S，单位面积的辐射功率P，并计算空调区域的总热功率P_总＝S×P。

之后，控制器根据送风温度传感器、回风温度传感器与风量传感器数据可计算空气处理机组的总供冷功率P_气＝(T11-T12)×F1×c_气×ρ_气。其中c_气为空气的比热容，ρ_气为空气的密度；送风温度为T12、回风温度为T11，风量为F1；

控制器根据冷冻供水管温度传感器、冷冻回水管温度传感器、冷冻水流量传感器数据可计算冷源也就是制冷主机的总供冷功率P_水＝(T21-T22)×F2× c_水×ρ_水。其中c_水为水的比热容，ρ_水为水的密度；冷冻供水温度为T22、冷冻回水温度为T21，冷冻水流量为F2。

当产热区空调区域温度T1等于目标温度T2时，空调系统负荷即空调区域的总热功率P_总。此时控制器调节冷冻水的阀门执行器的开度V1，如果P_气＞P_总，则调小V1；如果P_气＜P_总，则调大V1；直至P_气＝P_总。

空调区域室内温度设为T1,目标温度设为T2，当T1≠T2时，首先计算其偏离系数k＝T1/T2。

并调节冷冻水阀门执行器，使总供冷功率P_水2＝P_总×k，直至T1＝T2。在调节过程中，冷冻供水温度T22、冷冻回水温度T21、送风温度T12、回风温度 T11等传感器值可能不断变化，在此过程中动态调整阀门执行器，以确保总供冷功率P_水2的有效调节。

本案中各个传感器均是现有技术中常见设备，控制器可选用常规的控制芯片或者处理器等设备。

本方案使用基于冷量优化的空调高效运行控制系统，通过具体的系统架构和传感器的布置，可以避免以往中央空调系统在控制上的滞后性，提升用户体验；通过冷量计算，冷源系统可按需供冷，避免了单纯控制冷冻供水温度，从而提高空调系统整体能效。本系统既可用于改造现有系统，也可用于安装新系统。

附图说明

图1为本实用新型一种基于冷量优化的地铁站空调高效运行控制系统实施例1的结构示意图。

附图标记：制冷主机1、空气处理机组2、产热区3、阀门执行器4、冷冻供水管温度传感器5、冷冻回水管温度传感器6、冷冻水流量传感器7、送风温度传感器8、回风温度传感器9、风量传感器10、控制器11。

具体实施方式

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围内。

实施例1

如图1所示，一种基于冷量优化的地铁站空调高效运行控制系统，制冷主机1即冷源，用于向系统提供冷量，在空气处理机组2进水处安装冷冻供水管温度传感器5、阀门执行器4，在出水处安装冷冻回水管温度传感器6、冷冻水流量传感器7。在空气处理机组2回风口的回风管上安装回风温度传感器9、风量传感器10，在空气处理机组2送风口的送风管上安装送风温度传感器8，在产热区3的空调区域安装温度传感器，并将以上设备接入控制器11。

其中各个传感器测量的对应数据为：送风温度为T12、回风温度为T11，风量为F1；冷冻供水温度为T22、冷冻回水温度为T21，冷冻水流量为F2。

系统启动前，通过测量空调区域面积S，及单位面积的辐射功率P，先计算得到产热区3的空调区域的总热功率P_总。

空调区域室内温度设为T1,目标温度设为T2；系统启动时，室内温度T1> 目标温度T2，由控制器11计算其偏离系数k＝T1/T2，计算总供冷功率P_水2＝P _总×k，并以此调节冷冻水阀门，在此过程中，冷冻供水温度T22、冷冻回水温度T21会不断变化，因此需不断调整冷冻水阀门V1的开度，使P_水2＝(T21-T22) ×F2×c_水×ρ_水始终成立，直至T1＝T2，系统进入运行阶段。

系统运行阶段，判断P气是否等于P总，如果相等，则维持当前状态；如果P_气＞P_总，则调小V1；如果P_气＜P_总，则调大V1；直至P气＝P总。

本系统可以避免以往中央空调系统在控制上的滞后性，提升用户体验；通过冷量计算，冷源系统可按需供冷，避免了单纯控制冷冻供水温度，从而提高空调系统整体能效。本系统既可用于改造现有系统，也可用于安装新系统。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种基于冷量优化的地铁站空调高效运行控制系统，其特征在于，包括制冷主机、空气处理机组、产热区、控制器，所述制冷主机与空气处理机组之间设有冷冻供水管和冷冻回水管，所述冷冻供水管上设有可控制冷冻供水管开度的阀门执行器，所述冷冻供水管上还设有可检测冷冻供水管中流体温度的冷冻供水管温度传感器；所述冷冻回水管上设有冷冻回水管温度传感器；所述空气处理机组上设有通入产热区的送风管，和从产热区通入空气处理机组的回风管，所述送风管上设有送风温度传感器，所述回风管上设有回风温度传感器，所述冷冻供水管温度传感器、冷冻回水管温度传感器、送风温度传感器和回风温度传感器分别与控制器数据连接，所述控制器可控制阀门执行器动作。

2.根据权利要求1所述的一种基于冷量优化的地铁站空调高效运行控制系统，其特征在于，所述冷冻回水管上还设有用于测量冷冻回水管中流体流量的冷冻水流量传感器；所述回风管上设有用于检测回风管中空气流量的风量传感器。

3.根据权利要求2所述的一种基于冷量优化的地铁站空调高效运行控制系统，其特征在于，所述冷冻水流量传感器和风量传感器分别与所述控制器数据连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于冷量优化的地铁站空调高效运行控制系统，其特征在于，所述控制器接受各个传感器数据，根据需要控制阀门执行器控制冷冻供水管开度。

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