冷机停机后冷冻泵的控制方法、控制装置及中央空调系统

摘要

本发明提出一种冷机停机后冷冻泵的控制方法、控制装置及中央空调系统，在冷机停机时采集冷冻水系统中冷冻水的供水温度、回水温度、及冷冻水流量，获取冷冻水系统的剩余冷量，然后在停机后的第一时刻采集冷冻水的供水温度和回水温度，利用能量守恒使得前后时刻的冷量相等，计算出第一时刻的冷冻水流量，根据所述冷冻水流量控制第一时刻的冷冻泵变频运行，接着获取第二时刻的冷冻水流量，并控制冷冻泵变频运行，重复获取下一时刻的冷冻水流量并控制冷冻泵的变频运行，直至冷冻水的供回水温差小于1℃，该方法通过控制冷冻泵的变频运行，使冷冻水系统中的剩余冷量不断与室内环境进行换热，延缓室内温度的升高节省了能耗。

说明书

技术领域

本发明涉及大型中央空调技术领域，尤其涉及一种冷机停机后冷冻泵的控制方法、控制装置及中央空调系统。

背景技术

在我国，空调能耗占社会总能耗的比重越来越大，而空调能耗中冷机占用了相当大部分的能耗。传统的冷机控制一般是按照工作日上下班时间表进行启停控制，在冷机关闭后，冷冻水系统里剩余了很大一部分剩余冷量，而对冷冻泵的控制要么是随冷机停机而联动停机，要么是在冷机关闭后，将冷冻泵切换为工频控制，未能对冷冻水系统里的剩余冷量进行有效地利用，造成能耗的浪费。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种冷机停机后冷冻泵的控制方法，旨在实现对冷机停机后冷冻水系统内的剩余冷量进行有效利用，节约能源。

为实现上述目的，本发明提出一种冷机停机后冷冻泵的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

采集冷机停机时冷冻水系统中冷冻水的供水温度、回水温度、及冷冻水流量；

采集冷机停机后第一时刻的冷冻水的供水温度和回水温度，根据能量守恒设定第一时刻和冷机停机时的冷冻水系统冷量相等，计算出第一时刻的冷冻水流量；

依据第一时刻的冷冻水流量控制冷冻泵在第一时刻变频运行；

采集冷机停机后第二时刻的冷冻水的供水温度和回水温度，根据能量守恒设定第二时刻和第一时刻的冷冻水系统冷量相等，计算出第二时刻的冷冻水流量；

依据第二时刻的冷冻水流量控制冷冻泵在第二时刻变频运行；

重复获取下一时刻的冷冻水流量并对冷冻泵进行变频控制，直至冷冻水的供回水温差小于预设值。

进一步地，所述预设值为1℃。

进一步地，所述采集冷机停机时冷冻水系统中冷冻水的供水温度、回水温度、及冷冻水流量的步骤之前，还包括：

在冷机停机时，判断室内空气温度是否高于设定值，若是，则控制冷冻泵继续运行，若否，则控制冷冻泵停止运行，直至室内空气温度高于设定值时，控制冷冻泵启动。

进一步地，所述依据冷冻水流量控制冷冻泵变频运行的过程，具体包括：

依据所述冷冻水流量，判断冷冻水系统中冷冻水的供回水压差是否处于设定压力差值上下限之间，

若是，则控制冷冻泵转速保持不变，

若否，则在所述供回水压差高于设定压力差值上限时，降低冷冻泵的转速，

在所述供回水压差低于设定压力差值下限时，增加冷冻泵的转速。

进一步地，所述第一时刻的冷冻水流量的计算公式为其中，C_w为冷冻水的比热容，M^k_ch.w为冷机停机时的冷冻水流量，M^k+1_ch.w为第一时刻的冷冻水流量，为冷机停机时的回水温度与供水温度的温差，为第一时刻的回水温度与供水温度的温差。

本发明的另一目的在于提供一种冷机停机后冷冻泵的控制装置，该控制装置包括：

冷量测定模块，采集冷机停机时冷冻水系统中冷冻水的供水温度、回水温度、及冷冻水流量；

冷冻水流量获取模块，采集冷机停机后第一时刻的冷冻水的供水温度和回水温度，根据能量守恒设定第一时刻和冷机停机时的冷冻水系统冷量相等，计算出第一时刻的冷冻水流量；

变频控制模块，依据第一时刻的冷冻水流量控制冷冻泵在第一时刻变频运行；

所述冷冻水流量获取模块还用于采集冷机停机后第二时刻的冷冻水的供水温度和回水温度，根据能量守恒设定第二时刻和第一时刻的冷冻水系统冷量相等，计算出第二时刻的冷冻水流量；

所述变频控制模块还用于依据第二时刻的冷冻水流量控制冷冻泵在第二时刻变频运行；

连续运行模块，重复获取下一时刻的冷冻水流量并对冷冻泵进行变频控制，直至冷冻水的供回水温差小于预设值。

进一步地，该控制装置还包括：

判断模块，在冷机停机时，判断室内空气温度是否高于设定值，若是，则控制冷冻泵继续运行，若否，则控制冷冻泵停止运行，直至室内空气温度高于设定值时，控制冷冻泵启动。

进一步地，所述变频控制模块的控制过程具体包括：

依据所述冷冻水流量，判断冷冻水系统中冷冻水的供回水压差是否处于设定压力差值上下限之间，

若是，则控制冷冻泵转速保持不变，

若否，则在所述供回水压差高于设定压力差值上限时，降低冷冻泵的转速，

在所述供回水压差低于设定压力差值下限时，增加冷冻泵的转速。

进一步地，所述第二时刻的冷冻水流量的计算公式为其中，C_w为冷冻水的比热容，M^k+1_ch.w为第一时刻的冷冻水流量，M^k+2_ch.w为第二时刻的冷冻水流量，为第一时刻的回水温度与供水温度的温差，为第二时刻的回水温度与供水温度的温差。

本发明还提供一种中央空调系统，该中央空调系统包括如上所述的冷机停机后冷冻泵的控制装置。

本发明的冷机停机后冷冻泵的控制方法，在冷机停机时采集冷冻水系统中冷冻水的供水温度、回水温度、及冷冻水流量，获取冷冻水系统的剩余冷量，然后在停机后的第一时刻采集冷冻水的供水温度和回水温度，利用能量守恒使得前后时刻的冷量相等，计算出第一时刻的冷冻水流量，根据所述冷冻水流量控制第一时刻的冷冻泵变频运行，接着在停机后的第二时刻采集冷冻水的供水温度和回水温度，计算出第二时刻的冷冻水流量，进行第二时刻的冷冻泵变频运行，重复获取下一时刻的冷冻水流量并依据下一时刻的冷冻水流量控制冷冻泵的变频运行，直至冷冻水的供回水温差小于1℃，该控制方法通过在冷机停机后控制冷冻泵的变频运行，使冷冻水系统中的剩余冷量不断与室内环境进行换热，延缓室内温度的升高，充分利用了冷机停机后的剩余冷量，降低了能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明冷机停机后冷冻泵的控制方法一实施例的流程图；

图2为本发明冷机停机后冷冻泵的控制装置一实施例的功能模块图。

附图标号说明：

标号名称标号名称100冷机停机后冷冻泵的控制装置30冷冻水流量获取模块10判断模块40变频控制模块20冷量测定模块50连续运行模块

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出一种冷机停机后冷冻泵的控制方法。

参照图1，图1为本发明的冷机停机后冷冻泵的控制方法一实施例的流程图。

在本实施例中，该冷机停机后冷冻泵的控制方法，包括以下步骤：

S10：在冷机停机时，判断室内空气温度是否高于设定值，若是，则控制冷冻泵继续运行，若否，则控制冷冻泵停止运行，直至室内空气温度高于设定值时，控制冷冻泵启动；

S20：采集冷机停机时冷冻水系统中冷冻水的供水温度、回水温度、及冷冻水流量；

S30：采集冷机停机后第一时刻的冷冻水的供水温度和回水温度，根据能量守恒设定第一时刻和冷机停机时的冷冻水系统冷量相等，计算出第一时刻的冷冻水流量；

S40：依据第一时刻的冷冻水流量控制冷冻泵在第一时刻变频运行；

S50：采集冷机停机后第二时刻的冷冻水的供水温度和回水温度，根据能量守恒设定第二时刻和第一时刻的冷冻水系统冷量相等，计算出第二时刻的冷冻水流量；

S60：依据第二时刻的冷冻水流量控制冷冻泵在第二时刻变频运行；

S70：重复获取下一时刻的冷冻水流量并对冷冻泵进行变频控制，直至冷冻水的供回水温差小于预设值。

本实施例的冷机停机后冷冻泵的控制方法，主要用于建筑用的大型中央空调系统中，特别用于上下班时间固定的场所，在下班前的一段时间内将中央空调的冷机关闭后，利用关闭后的冷冻水系统中的剩余冷量与室内环境进行换热，进而减少空调的运行时长，降低能耗。

在中央空调系统中，在冷机停机时，冷冻泵或冷却泵一般不会立即停止运行，对于冷冻泵，在冷机停机时，会进入一个判断逻辑，即在冷机停机时判断室内温度是否高于设定值，该设定值根据该建筑内空间容量和空间人数进行人为设定，在室内温度低于该设定值时，不需要冷冻泵运行来进一步吸收室内空气的热量，进而控制冷冻泵停止运行，直至室内空气温度高于设定值时，控制冷冻泵启动执行步骤S20，若在冷机停机时，室内空气温度高于设定值，则控制冷冻泵继续运行，并执行步骤S20，也即采集冷机停机时冷冻水系统中冷冻水的供水温度、回水温度、及冷冻水流量，依据冷量等于冷冻水流量与冷冻水共回水温差之积，获取冷机关闭时冷冻水系统中的剩余冷量，接着采集下一时刻，也即冷机停机后第一时刻的冷冻水的供水温度和回水温度，根据能量守恒使下一时刻的冷冻水系统冷量等于上一时刻的冷冻水系统冷量，也即第一时刻和冷机停机时的冷冻水系统的冷量相等，然后根据公式计算出第一时刻的冷冻水流量，其中，C_w为冷冻水的比热容，M^k_ch.w为冷机停机时的冷冻水流量，M^k+1_ch.w为第一时刻的冷冻水流量，为冷机停机时的回水温度与供水温度的温差，为第一时刻的回水温度与供水温度的温差，在获取到第一时刻的冷冻水流量后，依据该第一时刻的冷冻水流量通过现场PLC或DDC控制箱控制冷冻泵在第一时刻变频运行；之后采集冷机停机后第二时刻的冷冻水的供水温度和回水温度，根据能量守恒使第二时刻的冷冻水系统冷量等于第一时刻冷冻水系统冷量，根据公式计算出第二时刻的冷冻水流量，其中，Cw为冷冻水的比热容，M^k+1_ch.w为第一时刻的冷冻水流量，M^k+2_ch.w为第一时刻的冷冻水流量，为第一时刻的回水温度与供水温度的温差，为第二时刻的回水温度与供水温度的温差，然后通过现场PLC或DDC控制箱控制冷冻泵在第二时刻变频运行，重复采集下一时刻的冷冻水的公式温度和回水温度，根据能量守恒使下一时刻的冷冻水系统冷量与上一时刻的冷冻水系统冷量相等，计算出下一时刻的冷冻水流量，然后根据下一时刻的冷冻水流量控制冷冻泵在下一时刻变频运行，直至采集到某一时刻冷冻水的共回水温差小于预设值，该预设值优选1℃，控制冷冻泵关闭。

本发明的冷机停机后冷冻泵的控制方法，在冷机停机时采集冷冻水系统中冷冻水的供水温度、回水温度、及冷冻水流量，获取冷冻水系统的剩余冷量，然后在停机后的第一时刻采集冷冻水的供水温度和回水温度，利用能量守恒使得前后时刻的冷量相等，计算出第一时刻的冷冻水流量，根据所述冷冻水流量控制第一时刻的冷冻泵变频运行，接着在停机后的第二时刻采集冷冻水的供水温度和回水温度，计算出第二时刻的冷冻水流量，进行第二时刻的冷冻泵变频运行，重复获取下一时刻的冷冻水流量并依据下一时刻的冷冻水流量控制冷冻泵的变频运行，直至冷冻水的供回水温差小于1℃，该控制方法通过在冷机停机后控制冷冻泵的变频运行，使冷冻水系统中的剩余冷量不断与室内环境进行换热，延缓室内温度的升高，充分利用了冷机停机后的剩余冷量，节省了能耗。

进一步地，所述依据冷冻水流量控制冷冻泵变频运行的过程，具体包括：

依据所述冷冻水流量，判断冷冻水系统中冷冻水的供回水压差是否处于设定压力差值上下限之间，

若是，则控制冷冻泵转速保持不变，

若否，则在所述供回水压差高于设定压力差值上限时，降低冷冻泵的转速，

在所述供回水压差低于设定压力差值下限时，增加冷冻泵的转速。

在本实施例中，在依据冷冻水流量进行冷冻泵的变频控制时，首先依据冷冻水管路中冷冻水的流量，判断冷冻水系统中冷冻水的供水水压和回水水压的压差是否处于设定的压力差值上下限之间，若供回水压差处于设定压力差值上下限之间，则控制冷冻泵转速保持不变，若冷冻水流量增大，且供回水压差高于设定压力差值上限，则由现场PLC或DDC控制箱控制冷冻泵的转速增加，若冷冻水流量减小，且供回水压差低于设定压力差值下限，则由现场PLC或DDC控制箱控制冷冻泵的转速减小，以使供回水压差尽可能地处于设定压力差值上下限之间，保证冷冻水系统与室内空气正常换热，延长剩余冷量的利用时间。

本发明进一步提出一种冷机停机后冷冻泵的控制装置。

参照图2，图2为本发明冷机停机后冷冻泵的控制装置一实施例的功能模块图。

在本实施例中，该冷机停机后冷冻泵的控制装置100，包括：

冷量测定模块20，采集冷机停机时冷冻水系统中冷冻水的供水温度、回水温度、及冷冻水流量；

冷冻水流量获取模块30，采集冷机停机后第一时刻的冷冻水的供水温度和回水温度，根据能量守恒设定第一时刻和冷机停机时的冷冻水系统冷量相等，计算出第一时刻的冷冻水流量；

变频控制模块40，依据第一时刻的冷冻水流量控制冷冻泵在第一时刻变频运行；

所述冷冻水流量获取模块30还用于采集冷机停机后第二时刻的冷冻水的供水温度和回水温度，根据能量守恒设定第二时刻和第一时刻的冷冻水系统冷量相等，计算出第二时刻的冷冻水流量；

所述变频控制模块40还用于依据第二时刻的冷冻水流量控制冷冻泵在第二时刻变频运行；

连续运行模块50，重复获取下一时刻的冷冻水流量并对冷冻泵进行变频控制，直至冷冻水的供回水温差小于预设值。

本实施例的基于冷机停机后冷冻泵的控制装置100，主要用于建筑用的大型中央空调系统中，特别用于上下班时间固定的场所，在下班前的一段时间内将中央空调的冷机关闭后，利用关闭后的冷冻水系统中的剩余冷量与室内环境进行换热，进而减少空调的运行时长，节省能耗。

在本实施例中，该基于冷机停机后冷冻泵的控制装置100包括冷量测定模块20、冷冻水流量获取模块30、变频控制模块40、及连续运行模块50，在控制冷冻泵继续运行时，首先由冷量测定模块20采集冷机停机时冷冻水系统中冷冻水的供水温度、回水温度、及冷冻水流量，依据冷量等于冷冻水流量与冷冻水共回水温差之积，获取冷机关闭时冷冻水系统中的剩余冷量，接着由冷冻水流量获取模块30采集下一时刻，也即冷机停机后第一时刻的冷冻水的供水温度和回水温度，根据能量守恒使下一时刻的冷冻水系统冷量等于上一时刻的冷冻水系统冷量，也即第一时刻和冷机停机时的冷冻水系统的冷量相等，然后根据公式计算出第一时刻的冷冻水流量，其中，C_w为冷冻水的比热容，M^k_ch.w为冷机停机时的冷冻水流量，M^k+1_ch.w为第一时刻的冷冻水流量，为冷机停机时的回水温度与供水温度的温差，为第一时刻的回水温度与供水温度的温差，在获取到第一时刻的冷冻水流量后，由变频控制模块40依据该第一时刻的冷冻水流量，通过现场PLC或DDC控制箱控制冷冻泵在第一时刻变频运行；之后由冷冻水流量获取模块30采集冷机停机后第二时刻的冷冻水的供水温度和回水温度，根据能量守恒使第二时刻的冷冻水系统冷量等于第一时刻冷冻水系统冷量，根据公式计算出第二时刻的冷冻水流量，其中，C_w为冷冻水的比热容，M^k+1_ch.w为第一时刻的冷冻水流量，M^k+2_ch.w为第一时刻的冷冻水流量，为第一时刻的回水温度与供水温度的温差，为第二时刻的回水温度与供水温度的温差，然后由变频控制模块40通过现场PLC或DDC控制箱控制冷冻泵在第二时刻变频运行，最后由连续运行模块50重复采集下一时刻的冷冻水的公式温度和回水温度，根据能量守恒使下一时刻的冷冻水系统冷量与上一时刻的冷冻水系统冷量相等，计算出下一时刻的冷冻水流量，然后根据下一时刻的冷冻水流量控制冷冻泵在下一时刻变频运行，直至采集到某一时刻冷冻水的共回水温差小于预设值，该预设值优选为1℃，控制冷冻泵关闭。

本发明的冷机停机后冷冻泵的控制装置100，由冷量测定模块20在冷机停机时采集冷冻水系统中冷冻水的供水温度、回水温度、及冷冻水流量，获取冷冻水系统的剩余冷量，然后由冷冻水流量获取模块30在停机后的第一时刻采集冷冻水的供水温度和回水温度，利用能量守恒使得前后时刻的冷量相等，计算出第一时刻的冷冻水流量，由变频控制模块40根据所述冷冻水流量控制第一时刻的冷冻泵变频运行，接着由冷冻水流量获取模块30在停机后的第二时刻采集冷冻水的供水温度和回水温度，计算出第二时刻的冷冻水流量，由变频控制模块40进行第二时刻的冷冻泵变频运行，再由连续运行模块50重复获取下一时刻的冷冻水流量并依据下一时刻的冷冻水流量控制冷冻泵的变频运行，直至冷冻水的供回水温差小于1℃，该基于冷机停机后冷冻泵的控制装置100通过在冷机停机后控制冷冻泵的变频运行，使冷冻水系统中的剩余冷量不断与室内环境进行换热，延缓室内温度的升高，充分利用了冷机停机后的剩余冷量，降低了能耗。

进一步地，参照图2，该冷机停机后冷冻泵的控制装置100还包括：

判断模块10，在冷机停机时，判断室内空气温度是否高于设定值，若是，则控制冷冻泵继续运行，若否，则控制冷冻泵停止运行，直至室内空气温度高于设定值时，控制冷冻泵启动。

在本实施例中，该冷机停机后冷冻泵的控制装置100还包括判断模块10，在中央空调系统中，在冷机停机时，冷冻泵或冷却泵一般不会立即停止运行，对于冷冻泵，在冷机停机时，会进入一个判断逻辑，即由判断模块10在冷机停机时判断室内温度是否高于设定值，该设定值根据该建筑内空间容量和空间人数进行人为设定，在室内温度低于该设定值时，不需要冷冻泵运行来进一步吸收室内空气的热量，进而控制冷冻泵停止运行，直至室内空气温度高于设定值时，控制冷冻泵启动，执行上述冷量测定模块20、冷冻水流量获取模块30、变频控制模块40进行的获取某一时刻的冷冻水流量并控制冷冻泵变频运行的逻辑，或者在室内温度高于该设定值时，直接控制冷冻泵运行并执行上述冷量测定模块20、冷冻水流量获取模块30、变频控制模块40进行的获取某一时刻的冷冻水流量并控制冷冻泵变频运行的逻辑。

进一步地，所述变频控制模块40的控制过程具体包括：

依据所述冷冻水流量，判断冷冻水系统中冷冻水的供回水压差是否处于设定压力差值上下限之间，

若是，则控制冷冻泵转速保持不变，

若否，则在所述供回水压差高于设定压力差值上限时，降低冷冻泵的转速，

在所述供回水压差低于设定压力差值下限时，增加冷冻泵的转速。

在本实施例中，所述变频控制模块40在依据冷冻水流量进行冷冻泵的变频控制时，首先依据冷冻水管路中冷冻水的流量，判断冷冻水系统中冷冻水的供水水压和回水水压的压差是否处于设定的压力差值上下限之间，若供回水压差处于设定压力差值上下限之间，则控制冷冻泵转速保持不变，若冷冻水流量增大，且供回水压差高于设定压力差值上限，则由现场PLC或DDC控制箱控制冷冻泵的转速增加，若冷冻水流量减小，且供回水压差低于设定压力差值下限，则由现场PLC或DDC控制箱控制冷冻泵的转速减小，以使供回水压差尽可能地处于设定压力差值上下限之间，保证冷冻水系统与室内空气正常换热，延长剩余冷量的利用时间。

本发明还提供一种中央空调系统，该中央空调系统包括如上所述的冷机停机后冷冻泵的控制装置100。

进一步参照图2，在本实施例中，该中央空调系统包括如上所述的冷机停机后冷冻泵的控制装置100，改基于冷机停机后冷冻泵的控制装置100包括判断模块10、冷量测定模块20、冷冻水流量获取模块30、变频控制模块40、及连续运行模块50，由冷量测定模块20在冷机停机时采集冷冻水系统中冷冻水的供水温度、回水温度、及冷冻水流量，获取冷冻水系统的剩余冷量，然后由冷冻水流量获取模块30在停机后的第一时刻采集冷冻水的供水温度和回水温度，利用能量守恒使得前后时刻的冷量相等，计算出第一时刻的冷冻水流量，由变频控制模块40根据所述冷冻水流量控制第一时刻的冷冻泵变频运行，接着由冷冻水流量获取模块30在停机后的第二时刻采集冷冻水的供水温度和回水温度，计算出第二时刻的冷冻水流量，由变频控制模块40进行第二时刻的冷冻泵变频运行，再由连续运行模块50重复获取下一时刻的冷冻水流量并依据下一时刻的冷冻水流量控制冷冻泵的变频运行，直至冷冻水的供回水温差小于1℃，通过在冷机停机后控制冷冻泵的变频运行，使冷冻水系统中的剩余冷量不断与室内环境进行换热，延缓室内温度的升高，充分利用了冷机停机后的剩余冷量，降低了能耗。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。