[发明专利]一种循环泵综合变频节能系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及中央空调控制领域，特别是一种通过循环泵综合变频控制实现节能的系统和方法。

背景技术

水冷冷水机组是指靠水循环来达到冷凝效果，然后靠水循环来带走预设的冷量的空调机组。目前水冷冷水机组及水-水热泵机组配套的一次冷冻泵和冷却泵的变频控制采用的是供水和回水的压力差控制，极少量的还包含了供水和回水的温度差控制，其中一次冷冻泵指在冷源侧和负荷侧合用一组循环泵的冷冻泵系统。

一次冷冻泵和冷却泵不同于给排水等专业使用的水泵，它们的功能是热量循环，介质的循环是为了传递热量，且泵的功耗与转速的三次方成正比，所以一次冷冻泵和冷却泵的变频调节的目的是节能降耗而非满足工艺要求。由于介质流量越大热量的传递效果越好但一次冷冻泵和冷却泵的能耗却越大而介质流量偏小又会造成制冷或制热的效率降低、能耗上升，另外系统在没有二次冷冻泵的情况下会使频率降低过多也会导致末端冷量/热量不足。

目前已知一次冷冻泵和冷却泵变频均需要考量的因素包括水冷冷水机组及水-水热泵机组的工作需求。另外一次冷冻泵还需要考量末端空调设备的需求；冷却泵需要考量冷却水温度的变化对水冷冷水机组及水-水热泵机组的需求影响。

传统的一次冷冻泵和冷却泵变频技术多为单点式控制，只满足上述考量的因素中的一项，而且由于水冷冷水机组及水-水热泵机组的技术保护较强，通常一次冷冻泵变频技术是根据末端空调设备的需求，冷却泵变频技术是根据冷却水温度；然后为了保护水冷冷水机组及水-水热泵机组而设定了一个最小变频值。如此结果就是一次冷冻泵和冷却泵的能耗降低了，而水冷冷水机组及水-水热泵机组的能耗升高了，甚至少量出现了总体能耗升高的情况，使节能的效果大打折扣。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种通过循环泵综合变频控制实现节能的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种循环泵综合变频系统，包括由可编程控制器、数模转换输入模块、数模转换输出模块、开关输入模块、开关输出模块组成的主控制模块，由水冷冷水机组与水冷冷水机组所属的一次冷冻泵和冷却泵组成冷水机组系统，由水-水热泵机组与水-水热泵机组所属一次冷冻泵和冷却泵组成热泵机系统，其中所述数模转换输入模块与冷水机组系统和热泵机系统的压差温度传感器连接，数模转换输出模块与冷水机组系统和热泵机系统的变频器连接并输出变频器的调节负荷指令，开关输入模块与冷水机组系统和热泵机系统的变频器、水泵连接并接受变频器、水泵的状态数据，开关输出模块与冷水机组系统和热泵机系统的变频器和水泵连接并输出变频器的开关指令和水泵的工频、变频开关指令。

一种循环泵综合变频节能方法，包括由水冷冷水机组、水-水热泵机组、与水冷冷水机组配套的一次冷冻泵和冷却泵、与水-水热泵机组配套的一次冷冻泵和冷却泵、以及末端空调机组组成的循环供冷系统，包括以下步骤：

1）采集水冷冷水机组和水-水热泵机组的工作状态，包括功率P_W和工作电流I；

2）根据步骤1所采集的数据算出当前百分比负载，并按照水冷冷水机组和水-水热泵机组在各工作区间等百分比分级；

3）判断每一级的流量要求是否均满足区间内的上限流量和符合机组加载要求的流量，并调整变频输出；

4）一次冷冻泵直接供冷的变流量的控制，采集冷却水的供/回水压力差ΔP，根据当前压差ΔP和设定压差ΔP_ad的对比来调整变频输出；

5）冷却泵变频控制，采集冷却水的进/出水温度温度数据，当进/出水温差ΔT大于设定值或进水温度T_in高于设定值时则增加变频输出。

为了使检测控制更方便，所述步骤1中，当制冷/制热量在1000KW以内且压缩机台数≥3的机组仅监测压缩机工作台数。

为了保证在大功率时控制准确，所述步骤1中，当制冷/制热量在1000KW以内且压缩机台数≥3的机组通过加装电流变送器来监测机组运行负载。

为了使一次冷冻泵在定流量状态也能实现变频节能，所述步骤4中，当一次冷冻泵直接供冷为定流量时，在采集冷却水的供/回水压力差数据后再采集供水温度和回水温度，当供/回水温差大于设定值时增加变频输出。

为了进一步提高节能效果，所述步骤4中，水冷冷水机组所属一次冷冻泵或冷却泵根据工作时压差温差在对应基础上增加水泵数目。