一种空调系统及提高该空调系统运行稳定性的控制方法

摘要

本发明公开了一种空调系统及提高该空调系统运行稳定性的控制方法。所述的空调系统包括水冷机组和一组设于室内的风机盘管，所述水冷机组与各风机盘管之间的管道上设有电动调节阀，所述空调系统的控制主板采集各风机盘管的实际温度并与设定温度进行比较，进而控制各个电动调节阀的开度。本发明不仅可以在平时提高空调系统热舒适性、减少空调系统能耗，而且在用电高峰时还可以根据各风机盘管的室内重要性级别控制空调系统的稳定运行。

说明书

技术领域

本发明涉及空调领域，尤其涉及一种空调系统及提高该空调系统运行稳定性的控制方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，人们对舒适性的要求越来越高，但是随之而来的是能耗的过度消耗，特别是建筑能耗。据统计，我国国家机关办公建筑和大型公共建筑总面积不足城镇建筑总面积的4%，但年耗电量约占全国城镇总耗电量的22%，每平方米年耗电量是普通居民住宅的10～20倍，是欧洲、日本等发达国家同类建筑的1.5～2倍，在建筑耗电量中空调系统能耗占着举足轻重的分量。我国公共建筑空调系统不仅能耗高，而且往往在用电高峰（最大制冷）时运行不稳定，甚至停机，这极大的影响了空调系统的热舒适性。

因此，如何提供一种提高公共建筑风机盘管空调系统运行稳定性的控制方法是业内亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提出一种空调系统及提高该空调系统运行稳定性的控制方法。

本发明提出的空调系统包括水冷机组和一组设于室内的风机盘管，所述水冷机组与各风机盘管之间的管道上设有电动调节阀，本发明还包括用于设定和显示各风机盘管和电动调节阀参数的显示板，所述各个风机盘管设有温度传感器，所述空调系统的控制主板采集各风机盘管的实际温度并与设定温度进行比较，进而控制各个电动调节阀的开度。

所述的控制主板包括：

通讯模块，用于与各温度传感器、各电动调节阀进行通讯；

第一比较模块，用于判断各风机盘管室内的设定温度T′与实际温度T的差值是否小于零；

第二比较模块，用于判断各风机盘管室内的设定温度T′与实际温度T的差值是否等于零；

执行模块，用于根据第一和第二比较模块做出的比较结果，控制各电动调节阀的开度。

在一实施例中，本发明还包括：

第三比较模块，用于判断空调系统是否过载；

第四比较模块，用于判断各分级盘管的重要性级别；

所述执行模块根据第一至第四比较模块的比较结果，控制各电动调节阀的开度。

本发明还提出一种提高上述空调系统运行稳定性的控制方法。

在一实施例中，所述的控制方法包括以下步骤:

步骤1. 通过显示板设定各风机盘管室内的设定温度T′及各电动调节阀的开度；

步骤2. 采集各风机盘管室内实际温度T并发送至水冷机组的控制主板；

步骤3. 控制主板将各风机盘管室内的实际温度T与设定温度T′进行比较，当实际温度大于设定温度，T＇- T＜0时，转步骤4，否则转步骤5；

步骤4. 控制主板发出指令，增大电动调节阀的开度；

步骤5. 控制主板将各风机盘管室内的实际温度与设定温度进行比较，当实际温度与设定温度相同，T＇- T=0时，转步骤6，否则转步骤7；

步骤6. 控制主板发出指令，维持电动调节阀开度不变；

步骤7. 控制主板发出指令，减小电动调节阀开度。

在另一实施例中，所述的控制方法包括以下步骤:

步骤1. 通过显示板设定各风机盘管室内的设定温度T′、各电动调节阀的开度，以及各风机盘管室内的重要性级别；

步骤2. 采集各风机盘管室内实际温度T并发送至空调系统的控制主板；

步骤3. 控制主板将各风机盘管室内的实际温度T与设定温度T′进行比较，当实际温度大于设定温度，T＇- T＜0时，转步骤4，否则转步骤8；

步骤4. 控制主板判断空调系统是否过载，如果否，则转步骤5，如果是，则转步骤6；

步骤5. 增大电动调节阀的开度；

步骤6. 控制主板判断各风机盘管室内的重要性级别，当重要性级别高时，转步骤5，增大电动调节阀开度；当重要性级别低时，转步骤7；

步骤7. 维持电动调节阀开度不变，或减小电动调节阀开度；

步骤8. 控制主板将各风机盘管室内的实际温度与设定温度进行比较，当实际温度与设定温度相同，T＇- T=0时，转步骤9，否则转步骤14；

步骤9.控制主板判断空调系统是否过载，如果否，转步骤10，如果是，则转步骤11；

步骤10. 维持电动调节阀开度不变；

步骤11. 控制主板判断各风机盘管室内的重要性级别，当重要性级别高时，转步骤12，当重要性级别低时，转步骤13；

步骤12. 维持电动调节阀的开度不变；

步骤13. 减小电动调节阀的开度；

步骤14. 减小电动调节阀的开度。

与现有技术相比，本发明根据建筑区域的使用功能及重要性分配水冷机组的冷量,真正实现了空调系统的分时、分区控制，不仅可以减少空调系统的能耗，而且在用电高峰期（最大制冷）还能提高空调系统的运行稳定性，过载时还能保证空调系统的运行，特别是重要区域空调系统的运行。

附图说明

图1为本发明空调系统的水冷机组示意图；

图2是本发明的控制原理示意图；

图3是本发明控制主板的示意图；

图4是本发明方法第一实施例的工作流程图；

图5是本发明方法第二实施例的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对发明进行详细的说明。应当理解到，本发明的应用不限于该实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和变化，这些变形和变化都应属于本发明的保护范围。

本发明创造的发明点在于：对公共建筑空调系统的划分除了根据其使用功能之外，还考虑了其重要性，即公共建筑空调系统的划分是根据建筑区域的重要性及使用功能进行的。冷水机组的控制主板根据接收到的各风机盘管的温度数据控制电动调节阀的开度及动作顺序，从而在用电高峰期（最大制冷）提高空调系统的运行稳定性，过载时保证重要区域空调系统的运行。

图1为空调冷水机组的系统图，包括：水冷机组1，一组设于室内的风机盘管21、22和23，水冷机组与各风机盘管之间的管道上设有电动调节阀31、32、33和循环水泵（图中未示）。各个风机盘管上设有温度传感器4。冷水机组通过供水管网向末端风机盘管输送冷冻水，达到制冷的目的。

图2为空调系统的控制原理图。显示板5用于记录、设定、查询空调系统运行参数以及控制空调系统的启停。由显示板5向控制主板6设定运行参数，包括各风机盘管的设定温度、各控制电动调节阀的开度、各风机盘管的重要性顺序等。温度传感器4实施采集室内的实际温度T1 、T2 、T3……Tn，然后将实际温度发送至冷水机组的控制主板6。控制主板将集各风机盘管的实际温度并与显示板设定的设定温度进行比较，并向各电动调节阀发出控制指令，进而控制各个电动调节阀的开度。各风机盘管的运行参数也可以通过显示板进行显示。

如图3所示，控制主板包括：

通讯模块，用于与各温度传感器、各电动调节阀进行通讯；

第一比较模块，用于判断各风机盘管室内的设定温度T′与实际温度T的差值是否小于零；

第二比较模块，用于判断各风机盘管室内的设定温度T′与实际温度T的差值是否等于零；

第三比较模块，用于判断空调系统是否过载；

第四比较模块，用于判断各分级盘管的重要性级别；

执行模块根据第一至第四比较模块的比较结果，控制各电动调节阀的开度。

下面以3个风机盘管为例，对本发明进行说明。

设定公共建筑风机盘管系统一、风机盘管系统二、风机盘管系统三室内的设定温度分别为T1＇、T2＇、T3＇，各风机盘管的实际温度为T1、T2、T3,则各风机盘管室内的温差为：△T1=T1＇- T1，△T2=T2＇- T2，△T3=T3＇- T3。

冷量的计算公式为Q=mc△t=ρv A*c*△t=a*A（a=5ρv c即a为常数，换热温差△t=5℃），则各风机盘管空调系统的冷量为Q1= a*A1、Q2= a*A2、Q3= a*A3，空调系统的总冷量为Q= Q1+ Q2 +Q3。

其中：m为水的质量流量，c水的比热容，ρ水的密度，v水的流速，A为供水管的横截面积，该数值与电动调节阀的开度有关，是随着电动调节阀开度的不同而变化的数值。

当机组开机时，电动调节阀31、32、33的开度为设计开度，各电动调节阀可以相同，也可以不同。△A为管道截面积的增量，仅为数值没有正负。△T为温度的变量。

当△T1=T1＇- T1＜0时，电动调节阀31开度增大，此时管道截面积A1增大△A，则冷量为Q1=a* （A1+△A）；

当△T1=T1＇- T1=0时，电动调节阀31开度不变，此时管道截面积A1不变，则冷量为Q1=a* A1；

当△T1=T1＇- T1＞0时，电动调节阀31开度减小，此时管道截面积A1减少△A，则冷量为Q1=a* （A1-△A）；

其他两个电动调节阀的原理与上述一致，不再赘述。

如图4所述，本发明提高空调系统运行稳定性的控制方法包括以下步骤:

步骤1. 通过显示板设定各风机盘管室内的设定温度T′及各电动调节阀的开度；

步骤2. 采集各风机盘管室内实际温度T并发送至水冷机组的控制主板；

步骤3. 控制主板将各风机盘管室内的实际温度T与设定温度T′进行比较，当实际温度大于设定温度，T＇- T＜0时，转步骤4，否则转步骤5；

步骤4. 控制主板发出指令，增大电动调节阀的开度；

步骤5. 控制主板将各风机盘管室内的实际温度与设定温度进行比较，当实际温度与设定温度相同，T＇- T=0时，转步骤6，否则转步骤7；

步骤6. 控制主板发出指令，维持电动调节阀开度不变；

步骤7. 控制主板发出指令，减小电动调节阀开度。

当出现负荷过载时，即空调系统的总冷量为Q= Q1+ Q2 +Q3＞Qe（额定值）时，根据风机盘管空调系统一、风机盘管空调系统二、风机盘管空调系统三的重要性序列，阀门动作情况分以下几种情况：

（1）同等重要时，电动调节阀31、32、33同时动作；

（2）当重要性为系统一＞系统二＞系统三，阀门的动作顺序为电动调节阀33、电动调节阀32、电动调节阀31；

（3）当重要性为系统一＞系统三＞系统二，阀门的动作顺序为电动调节阀32、电动调节阀33、电动调节阀31；

（4）当重要性为系统二＞系统一＞系统三，阀门的动作顺序为电动调节阀33、电动调节阀31、电动调节阀32；

（5）当重要性为系统二＞系统三＞系统一，阀门的动作顺序为电动调节阀31、电动调节阀33、电动调节阀32；

（6）当重要性为系统三＞系统一＞系统二，阀门的动作顺序为电动调节阀32、电动调节阀31、电动调节阀33；

（7）当重要性为系统三＞系统二＞系统一，阀门的动作顺序为电动调节阀31、电动调节阀32、电动调节阀33。

图5是另一实施例的流程图，该实施例考虑了各风机盘管室内重要性级别，其控制方法包括以下步骤：

步骤1. 通过显示板设定各风机盘管室内的设定温度T′、各电动调节阀的开度，以及各风机盘管室内的重要性级别；

步骤 2. 采集各风机盘管室内实际温度T并发送至空调系统的控制主板；

步骤 3. 控制主板将各风机盘管室内的实际温度T与设定温度T′进行比较，当实际温度大于设定温度，T＇- T＜0时，转步骤4，否则转步骤8；

步骤 4. 控制主板判断空调系统是否过载，如果否，则转步骤5，如果是，则转步骤6；

步骤 5. 增大电动调节阀的开度；

步骤 6. 控制主板判断各风机盘管室内的重要性级别，当重要性级别高时，转步骤5，增大电动调节阀开度；当重要性级别低时，转步骤7；

步骤 7. 维持电动调节阀开度不变，或减小电动调节阀开度；

步骤8. 控制主板将各风机盘管室内的实际温度与设定温度进行比较，当实际温度与设定温度相同，T＇- T=0时，转步骤9，否则转步骤14；

步骤9.控制主板判断空调系统是否过载，如果否，转步骤10，如果是，则转步骤11；

步骤 10. 维持电动调节阀开度不变；

步骤11. 控制主板判断各风机盘管室内的重要性级别，当重要性级别高时，转步骤12，当重要性级别低时，转步骤13；

步骤 12. 维持电动调节阀的开度不变；

步骤 13. 减小电动调节阀的开度；

步骤 14. 减小电动调节阀的开度。

本发明提出的提高公共建筑风机盘管空调系统运行稳定性的控制方法不仅可以在平时提高空调系统热舒适性、减少空调系统能耗，而且在用电高峰（最大制冷）时还可以根据各风机盘管的室内重要性级别控制空调系统的稳定运行。