專利名稱：流量溫差比例冷量分配系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種冷量分配系統及方法。
背景技術：
我國冷量計量起步較晚，大多既有建筑沒有安裝冷量計量設施，很少一部分新建建筑的集中空調系統設置了冷量計量儀表。目前國內應用的計量收費方法有面積法、水側冷量表法(整體式、分體式)、電量法、時間法；國內學者的理論研究有風側冷量法、風側焓差法、諧波反應法。I.面積法由于以前在國內暖通空調設計和物業管理中沒有考慮計量的要求，空調系統未設計量裝置。因此，供冷部門按使用者的面積收取冷量費用。這種方法由于不關心用戶實際用能的多少，容易使用戶產生“用和不用一樣，用多用少一樣”的觀念，不利于調動用戶的節能意識。2.水側冷量表法水側冷量表法有整體式冷量表法和分散式冷量表法兩種。整體式冷量表由流量傳感器、配對溫度傳感器和積分儀組成。整體式冷量表直接安裝在需要測量冷量的位置，如直接在風機盤管的冷凍水供回水管上各裝一個溫度傳感器，供(回)水管上裝一個流量傳感器，直接測量出系統供冷量。該種方法原理清楚，計量結果精度高，安裝簡單，但初投入高，壽命受流量傳感器制約，產品壽命較短。分散式冷量表的設備組成與整體式冷量表相近，只不過用計算機代替整體式冷量表的積分儀來完成冷量計算。該方法在每組風機盤管的冷凍水供回水管上各裝一個溫度傳感器，供(回)水管上裝一個流量傳感器，通過測量流過風機盤管的冷水流量和供回水溫差并進行時間上的累積計算得到冷量。該方法利用有線或無線 技術，將流量傳感器及溫度傳感器檢測的數據送到計算中心集中進行冷量計算。該種方法原理清楚，但初投入高，壽命受流量傳感器制約，產品壽命較短。3.時間法時間法是根據風機盤管的風速狀態，計算風機高、中、低檔時的制冷系數和冷水閥在三種風速下對應的開啟時間，來計算風機盤管的冷量系數從而實現計費。在計算冷量系數之前，還需要通過一個溫度聯鎖計量算法，檢測室內溫度和風機盤管送風溫度，在盤管處于供冷狀態時，才能開始計算冷量系數。該法的優點是成本低，初投資小，安裝維修簡單，運行可靠。但是它沒有考慮盤管水量變化、冷水溫度的變化、室內空氣狀態對風機盤管機組冷量的影響，而直接采用風機盤管的額定冷量作為計量基礎，這將會因實際工況與額定工況的差別而帶來較大誤差。該方法僅適用于分級固定風速的系統，不適用變風量系統。4.風側冷量法該方法從正交試驗的角度出發，確定影響風機盤管冷量的主要因素是風機盤管空氣入口溫度、空氣入口濕度和風量，通過測量空氣入口溫濕度和風量，來計算風機盤管的供冷量。此方法需要設置空氣入口溫濕度測量傳感器，風量可以由風機盤管三速開關檔位信息近似得到。該法測量參數少，初投資低，安裝施工簡單。但是當系統為變流量時，可能產生較大的測量誤差，故要求末端水路無閥。另外，不同的風機盤管的結構參數存在差別，產品性能不同的影響必須通過試驗進行修正。該法濕度傳感器價格較高，整體計量精度不及水側計量方法高。5.風側焓差法該方法將出口空氣相對濕度取為定值，由風機盤管三速開關檔位信息近似得到盤管的電功率，根據功率和風量的關系來間接得到風量，通過測量進出風機盤管的空氣溫度、進口空氣相對濕度和盤管耗電功率得到冷量。該方法出口溫度測點位置需要通過實驗確定；焓差法冷量計量的大致誤差限約為20%。若想減小誤差，則必須提高傳感器的精度而這又將導致造價的提高。
6.諧波反應法該方法根據空調建筑諧波反應系數法冷負荷計算的基本原理，對用戶各個用冷時刻的冷負荷進行理論計算，再根據用冷時間得到用戶的用冷量。該方法在每個房間的適當位置安裝一個高靈敏度溫度傳感器，精確測量室內溫度，在四面外墻的適當位置各安裝一個電子輻射計和一個溫度傳感器，分別測量各時刻太陽照度和室外空氣溫度，并判斷用戶是否在用冷，利用諧波反應系數法計算出冷負荷。諧波反應法計量精度高于計時法，初投資低于冷量表法。由于室內熱源和人員情況沒考慮，因此當室內熱源變化較大或者開關機頻率高時可能引起較大的誤差。
發明內容
本發明是為了解決采用風機盤管空調系統的公寓及辦公類建筑的冷量分配問題，以及為了解決采用水側冷量表方法的初投資高及維護工作量大的問題，再及為了解決時間分配表方法僅能用于分級固定風速的系統，不能計量變風量系統冷量問題，又及回避風側計量過程中相對濕度、風量等難以測量及校驗的困難的問題，從而提供一種流量溫差比例冷量分配系統及方法。流量溫差比例冷量分配系統，它包括無線信號發射設備I、總冷量表2、A個數據采集顯示器3、計算機8、無線信號接收設備9、第三通訊線14、N組風機盤管4、N個供水溫度傳感器6、N個回水溫度傳感器7、N個單點平衡閥10-1、N個單點閘閥11-1、M個支路平衡閥10-2、M個支路閘閥11-2、Z組總平衡閥10-3和Z個總閘閥11_3 ;所述N組風機盤管4分成A組，A、N、M和Z均為正整數；每組風機盤管4的供水管通過一個單點閘閥11-1與一個供水支路連通，所述每個供水支路通過一個支路平衡閥10-2與一個供水總路連通；每個供水總路上均通過一個總平衡閥10-3與供水干路連通；每個風機盤管4的供水管上均設置有一個供水溫度傳感器6，該供水溫度傳感器6用于測量該風機盤管4的供水溫度；每組風機盤管4的回水管通過一個單點平衡閥10-1與一個回水支路連通，所述每個回水支路通過一個回路閘閥11-2與一個回水總路連通；每個回水總路上均通過一個總閘閥11-3與回水干路連通；每個風機盤管4的回水管上均設置有一個回水溫度傳感器7，該回水溫度傳感器7用于測量該風機盤管4的回水溫度；總冷量表2設置在供水干路或回水干路上，用于檢測系統總冷量；A個數據采集顯示器3與A組風機盤管4相對應，每個數據采集顯示器3采集一組風機盤管4中每個風機盤管4的供水溫度和回水溫度；A個數據采集顯示器3之間通過第三通訊線14進行數據交互；無線信號發射設備I用于將A個數據采集顯示器3的數據發射至無線信道，還用于將總冷量表2的數據發射至無線信道；無線信號接收設備9用于接收無線信號發射電路I發射的無線信號； 所述無線信號接收設備9的無線信號輸出端與計算機8的無線信號輸入端連接。流量溫差比例冷量分配方法，它由以下步驟實現步驟一、將系統循環水泵的頻率設為恒定值，通過N個單點平衡閥10-1調節N組風機盤管4的水流量達到預設值，并鎖定每個單點平衡閥10-1的開度，同時記錄每組風機盤管4中的水流量值Gi ；步驟二、采用總冷量表采集系統的總流量值Gz，并根據步驟一記錄的流量值Gi，通過公式a J=GiZGz 獲得每組風機盤管4的流量分配系數；步驟三、計算每組風機盤管4的冷量分配根據第i組風機盤管4的供、回水溫差、系統總供、回水溫差，以及總冷量表測得的系統總冷量值，利用公式
權利要求
1.流量溫差比例冷量分配系統，其特征是它包括無線信號發射設備(I)、總冷量表(2)、A個數據采集顯示器(3)、計算機(8)、無線信號接收設備(9)、第三通訊線(14)、N組風機盤管(4)、N個供水溫度傳感器(6)、N個回水溫度傳感器(7)、N個單點平衡閥(10-1)、N個單點閘閥(11-1)、M個支路平衡閥(10-2 )、M個支路閘閥(11-2 )、Z組總平衡閥(10_3 )和Z個總閘閥(11-3);所述N組風機盤管(4)分成A組，A、N、M和Z均為正整數； 每組風機盤管(4)的供水管通過一個單點閘閥(11-1)與一個供水支路連通，所述每個供水支路通過一個支路平衡閥(10-2)與一個供水總路連通；每個供水總路上均通過一個總平衡閥(10-3)與供水干路連通； 每個風機盤管(4)的供水管上均設置有一個供水溫度傳感器(6)，該供水溫度傳感器(6)用于測量該風機盤管(4)的供水溫度； 每組風機盤管(4)的回水管通過一個單點平衡閥(10-1)與一個回水支路連通，所述每個回水支路通過一個回路閘閥(11-2)與一個回水總路連通；每個回水總路上均通過一個總閘閥(11-3 )與回水干路連通； 每個風機盤管(4)的回水管上均設置有一個回水溫度傳感器(7)，該回水溫度傳感器(7)用于測量該風機盤管(4)的回水溫度； 總冷量表(2)設置在供水干路或回水干路上，用于檢測系統總冷量； A個數據采集顯示器(3 )與A組風機盤管(4 )相對應，每個數據采集顯示器(3 )采集一組風機盤管(4)中每個風機盤管(4)的供水溫度和回水溫度； A個數據采集顯示器(3)之間通過第三通訊線(14)進行數據交互； 無線信號發射設備(I)用于將A個數據采集顯示器(3 )的數據發射至無線信道，還用于將總冷量表(2)的數據發射至無線信道； 無線信號接收設備(9 )用于接收無線信號發射電路(I)發射的無線信號； 所述無線信號接收設備(9)的無線信號輸出端與計算機(8)的無線信號輸入端連接。
2.根據權利要求I所述的流量溫差比例冷量分配系統，其特征在于它還包括第五通訊線(16)，所述總冷量表(2)的冷量信號輸出端通過第五通訊線(16)與無線信號發射電路(I)的冷量信號輸入端連接。
3.根據權利要求I所述的流量溫差比例冷量分配系統，其特征在于它還包括A個第二通訊線(13)，N/A個供水溫度傳感器(6)的供水溫度信號輸出端接入一個第二通訊線(13);N/A個回水溫度傳感器(7)的回水溫度信號輸出端也接入該一個第二通訊線(13)；A個數據采集顯示器(3)分別接入A個第二通訊線(13)。
4.根據權利要求I所述的流量溫差比例冷量分配系統，其特征在于它還包括第四通訊線(15 )，A個數據采集顯示器(3 )通過第四通訊線(15 )與無線信號發射電路(I)進行通訊。
5.基于權利要求I所述的流量溫差比例冷量分配系統的流量溫差比例冷量分配方法，其特征是它由以下步驟實現 步驟一、將系統循環水泵的頻率設為恒定值，通過N個單點平衡閥(10-1)調節N組風機盤管(4)的水流量達到預設值，并鎖定每個單點平衡閥(10-1)的開度，同時記錄每組風機盤管(4)中的水流量值Gi ； 步驟二、采用總冷量表采集系統的總流量值Gz，并根據步驟一記錄的流量值Gi,通過公式α尸嗔 獲得每組風機盤管(4)的流量分配系數； 步驟三、計算每組風機盤管(4)的冷量分配根據第i組風機盤管(4)的供、回水溫差、系統總供、回水溫差，以及總冷量表測得的系統總冷量值，利用公式
6.根據權利要求5所述的流量溫差比例冷量分配方法，其特征在于用于測量總供冷量的總冷量表設在冷源處的總供水干管或總回水干管上；支路的供水管上或回水支路的管上。
7.根據權利要求6所述的流量溫差比例冷量分配方法，其特征在于總冷量表為能夠計量總供冷量的儀表或者是能夠計量電量的電量表。
8.根據權利要求6所述的流量溫差比例冷量分配方法，其特征在于各部件之間采用有線或無線的方式進行通信。
9.根據權利要求6所述的流量溫差比例冷量分配方法，其特征在于單點閘閥(11-1)、支路閘閥(11-2)和總閘閥(11-3)均采用蝶閥、球閥或其他具有關閉功能的閥門實現。
10.根據權利要求6所述的流量溫差比例冷量分配方法，其特征在于平衡閥和閘閥設置在在供水管或回水管上。
全文摘要
流量溫差比例冷量分配系統及方法，涉及一種冷量分配系統及方法。發明解決了目前所應用冷計量方法的缺陷，計量出的結果準確、可靠。本方法為每個末端風機盤管前設置帶有流量測量功能的平衡閥，借助該平衡閥門進行系統水力平衡調節及測量流經風機盤管的流量；在冷源出口或總分支干管設置冷量表，在用戶末端進、出水管上設置供、回水溫度傳感器，將所測得的供、回水溫度和系統總供冷量通過有線或無線方式送到積算器或數據中心完成冷量計算分配工作。本發明適用于對末端風速實行通斷調節、三檔變速調節、無級變速調節的空調系統，也適用于末端風速實行通斷調節與無級調速相結合調節的空調系統。
文檔編號G01K17/08GK102914390SQ20121044366
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月8日 優先權日2012年11月8日
發明者方修睦, 姜永成, 李輝 申請人:哈爾濱工業大學