基于舒適度的分區供水變流量控制系統的制作方法

本發明涉及空調技術領域，尤其涉及一種基于舒適度的分區供水變流量控制系統。

背景技術：

空調大系統中按供水支路可劃分多個分支供能區域(即分區)，分區供水通常可通過調質、調量來實現，在采用調量手段下，現有技術通常根據供回水差壓、供回水溫差對供水流量進行調節。然而，由于該調節過程存在嚴重的滯后，分區房間末端溫度、溫控器運行狀態等信息沒有得到充分利用，且供用能優化控制功能還不夠完善，容易造成過度供能或者是難以滿足舒適度要求的問題。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種基于舒適度的分區供水變流量控制系統，用于解決針對空調大系統分區供水，采用傳統的控制系統難以滿足用能的經濟性或舒適度要求的問題。

本發明提供的基于舒適度的分區供水變流量控制系統包括：

供回水溫差計算器，供水溫度和回水溫度分別作為供回水溫差計算器的輸入1和輸入2，該供水溫度與該回水溫度的差值作為供回水溫差，該供回水溫差作為供回水溫差計算器的輸出；

供回水溫差控制器，所述供回水溫差計算器的輸出作為該供回水溫差控制器的輸入，且作為該供回水溫差控制器的測量值，該供回水溫差控制器采用PID控制算法；

超溫房間比率計算器，分區內各房間的房間實際溫度、房間設定溫度以及溫度控制系統運行狀態分別作為該超溫房間比率計算器的輸入；該超溫房間比率計算器用于，在所述房間的房間實際溫度與房間設定溫度的差值達到預設的閾值且該房間內的溫度控制系統處于運行狀態的情況下，將該房間定義為超溫房間，計算分區內超溫房間的總數與溫度控制系統處于運行狀態的房間總數的比值，作為超溫房間比率；該超溫房間比率作為超溫房間比率計算器的輸出，

超溫房間比率控制器，所述超溫房間比率計算器的輸出作為超溫房間比率控制器的輸入，并作為超溫房間比率控制器的測量值，所述超溫房間比率控制器采用PID控制算法；

供水壓力設定器，供回水溫差控制器的輸出和超溫房間比率控制器的輸出分別作為該供水壓力設定器的輸入1和輸入2；對該輸入1和輸入2進行加權求和計算，得到供水壓力設定值，對該供水壓力設定值進行上、下限幅處理，得到供水壓力設定范圍，作為該供水壓力設定器的輸出；

供水壓力控制器；所述供水壓力設定器的輸出和對供水壓力進行測量得到的供水壓力測量信號分別作為該供水壓力控制器的輸入1和輸入2，其中，所述供水壓力設定器的輸出作為該供水壓力控制器的設定值，所述供水壓力測量信號作為該供水壓力控制器的測量值，該供水壓力控制器采用PID控制算法；以及

執行器，所述供水壓力控制器的輸出作為該執行器的輸入，該執行器調節對應分區的供水流量。

根據本發明提供的基于舒適度的分區供水變流量控制系統能夠獲得如下有益效果：

合理的供回水溫差不僅代表經濟性，也對舒適度有影響。溫差過小，系統能效低下，反之，難以保證舒適度的要求，而供水溫差變化比較緩慢，是對其進行控制的不利因素，本發明供回水溫差控制器與供水壓力控制器采用串級控制系統，能夠有效克服整個回路滯后大的問題，當空調負荷變化時，首先很快反映在供水壓力的變化，供水壓力控制器會自動進行調節，從而能夠在一定程度上保證供回水溫差不會有太大的波動。

并且，在供回水壓力根據負荷變化自動控制的基礎上，當供回水溫差發生變化時，因其變化是較小的，供回水溫差控制器就可以采用較慢的速度進行調節，這正好能夠適應其滯后大的特點，供回水溫差控制器輸出會自動改變供水壓力控制器的設定值，進一步實現溫差的精確調整；

此外，通過設置供回水溫差控制器輸出的上下限，就等于設定供水壓力上下限，能夠保證分區供水的合理性，避免熱力最不利回路的用能不足，供水壓力過低會導致水力失衡，即阻力最大的回路供水不足。

最后，引入超溫房間比率控制器，校正供水壓力設定值的合理性。通過樓控系統獲取分區內各個房間舒適度的實際狀態，使得分區供水更加合理。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明實施例所提供的中央空調系統的結構示意圖。

圖2為本發明實施例所提供的供水變流量控制系統的結構框圖。

具體實施方式

為了進一步說明本發明實施例提供的基于舒適度的分區供水變流量控制系統，下面結合說明書附圖進行詳細描述。

如圖1所示，本發明實施例提供一種基于舒適度的分區變流量控制系統，其應用于圖1所示的空調系統中，該空調系統覆蓋多個分區(圖1中為分區1～分區m)，每個分區包括多個房間(圖1中每個分區包括房間1～房間n)，每個房間內安裝有一個空調，該空調配置有溫度控制器，該溫度控制器用于對該房間內的實際溫度進行控制。對應每個分區設有變頻泵，該變頻泵用于控制對應分區內的供水流量，在本實施例中，分區1內設置變頻泵P201，分區m內設置變頻泵P202。在供冷季，通過冷水機組向各分區供水，借此向各分區房間內提供冷量。

以分區1為例，其供水溫度為T1，回水溫度為T2，供水壓力為P。對于分區1中的第i個房間而言，其房間實際溫度為TZi，房間設定溫度為TZisp，房間內的溫度控制系統的運行狀態為Ri。具體地，以分區1內的房間1為例，其房間實際溫度為TZ1，房間設定溫度為TZ1sp，房間內的溫度控制系統的運行狀態為R1。

如圖2所示，本發明實施例提供的供水變流量控制系統包括供回水溫差計算器D，供回水溫差控制器E，超溫房間比率計算器I，超溫房間比率控制器J，供水壓力設定器F，供水壓力控制器G，執行器H以及相關測控儀表(未圖示)。

在上述供回水溫差計算器D中，供水溫度T1，回水溫度T2分別作為供回水溫差計算器D的輸入1和輸入2，二者之差稱作供回水溫差，該供回水溫差作為供回水溫差計算器D的輸出。

在上述供回水溫差控制器E中，供回水溫差計算器D的輸出作為供回水溫差控制器E的輸入，并且，該供回水溫差計算器D的輸出作為供回水溫差控制器E的測量值，供回水溫差控制器E采用PID控制算法或其他控制算法。

在上述超溫房間比率計算器I中，分區內的各個房間的房間實際溫度TZi、房間設定溫度TZisp及溫度控制系統運行狀態Ri分別作為超溫房間比率計算器I的輸入，在某個房間的房間實際溫度TZi與房間設定溫度TZisp的差值達到預設的閾值且溫度控制系統處于運行狀態的情況下，將該房間記作超溫房間，進而計算該分區內的超溫房間的總數與溫度控制系統處于運行狀態的房間總數的比值，將該比值稱為超溫房間比率，該超溫房間比率作為超溫房間比率計算器I的輸出。

在上述超溫房間比率控制器J中，超溫房間比率計算器I的輸出作為超溫房間比率控制器J的輸入，且作為超溫房間比率控制器J的測量值，該超溫房間比率控制器J采用PID控制算法或其他控制算法。

在上述供水壓力設定器F中，供回水溫差控制器E的輸出作為該供水壓力設定器F的輸入1，超溫房間比率控制器J的輸出作為該供水壓力設定器F的輸入2，對該輸入1和輸入2進行加權求和計算，得到供水壓力設定值Psp1。具體地，在本實施例中，供水壓力設定值Psp1＝輸入1×k1+輸入2×k2，取k1＝0.8，k2＝0.2，Psp1經過上、下限幅處理得到供水壓力設定范圍Psp。其中，供水壓力設定范圍Psp的上限值為系統最大負荷時的供水壓力設定值，下限值為系統最低負荷時的供水壓力設定值，上限值與下限值根據運行經驗得到，由此得到的供水壓力設定范圍Psp作為供水壓力設定器F的輸出。

在上述供水壓力控制器G中，供水壓力設定器F的輸出作為供水壓力控制器G的設定值，供水壓力測量信號作為供水壓力控制器G的測量值，供水壓力控制器G采用PID控制算法或其他控制算法。

供水壓力控制器G的輸出作為上述執行器H的輸入信號，該執行器H對應圖1中的P201或P202，該執行器H可采用變頻泵或調節閥。

根據本發明實施例提供的基于舒適度的分區供水變流量控制系統能夠實現如下有益效果：

首先，合理的供回水溫差不僅代表經濟性，也對舒適度有影響。溫差過小，系統能效低下，反之，難以保證舒適度的要求，而供水溫差變化比較緩慢，是對其進行控制的不利因素，本發明供回水溫差控制器與供水壓力控制器采用串級控制系統，能夠有效克服整個回路滯后大的問題，當空調負荷變化時，首先很快反映在供水壓力的變化，供水壓力控制器會自動進行調節，從而能夠在一定程度上保證供回水溫差不會有太大的波動。

并且，在供回水壓力根據負荷變化自動控制的基礎上，當供回水溫差發生變化時，因其變化是較小的，供回水溫差控制器就可以采用較慢的速度進行調節，這正好能夠適應其滯后大的特點，供回水溫差控制器輸出會自動改變供水壓力控制器的設定值，進一步實現溫差的精確調整；

此外，通過設置供回水溫差控制器輸出的上下限，就等于設定供水壓力上下限，能夠保證分區供水的合理性，避免熱力最不利回路的用能要求，供水壓力過低會導致水力失衡，即阻力最大的回路供水不足。

最后，引入超溫房間比率控制器，校正供水壓力設定值的合理性。在本實施例中，超溫房間比率控制器的設定值可在0％～5％范圍內取值，通過樓控系統獲取分區內各個房間舒適度的實際狀態，來校正供水壓力設定值，使得分區供水更加合理。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。