專利名稱：中央空調(diào)系統(tǒng)中循環(huán)泵的恒壓變頻節(jié)能控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中央空調(diào)系統(tǒng)，尤其涉及一種中央空調(diào)系統(tǒng)中循環(huán)泵 的控制方法。
背景技術(shù)：
中央空調(diào)系統(tǒng)中冷凍泵、冷卻泵和循環(huán)泵的設(shè)計(jì)流量是按最惡劣工況
下流量(即最大流量)外加10%左右的余量選定的，即水泵系統(tǒng)長期以最大
水流量運(yùn)行。由于季節(jié)、晝夜的溫度變化及用戶熱負(fù)荷的不同，空調(diào)系統(tǒng)
實(shí)際的負(fù)荷在全年80%的時(shí)間內(nèi)遠(yuǎn)比設(shè)計(jì)負(fù)荷低得多，運(yùn)行所需水量也比最 大運(yùn)行水流量小的多。
如何設(shè)計(jì)一種更節(jié)能的循環(huán)泵的控制方法是技術(shù)人員要解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供了一種中央空調(diào)系統(tǒng)中循環(huán)泵的恒 壓變頻節(jié)能控制方法，旨在解決上述的問題。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的 設(shè)定管網(wǎng)壓力值(揚(yáng)程)為#。，管網(wǎng)初始用水量為G，初始工況點(diǎn)為A， 水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速為"/，工作點(diǎn)A的軸功率即為Z〃"秘四點(diǎn)所圍的面積；
當(dāng)管網(wǎng)負(fù)載減小時(shí)，管網(wǎng)壓力升高，壓力傳感器將檢測到升高壓力轉(zhuǎn) 換成4 20W電流信號送往模糊調(diào)節(jié)器，經(jīng)比較處理后，輸出一個(gè)令變頻器 頻率降低的信號，從而降低電機(jī)轉(zhuǎn)速至仏，水泵轉(zhuǎn)速的下降造成運(yùn)行工況 點(diǎn)沿著水泵的相似工況拋物線下降，也就是從點(diǎn)A移至B點(diǎn)，在此過程中 水泵輸出的流量和壓力都會相應(yīng)減小；
3恒壓供水系統(tǒng)中壓力值恒定在私，因此水泵工作點(diǎn)又沿著轉(zhuǎn)速仏所對
應(yīng)的水泵性能曲線從點(diǎn)B移至C點(diǎn)，在此階段水泵輸出壓力升高，流量減
少，水泵運(yùn)行在新的工作點(diǎn)C點(diǎn)；
找出C點(diǎn)的揚(yáng)程仗、流量必以及效率7/c，工作點(diǎn)C的軸功率即為C力^ft 四點(diǎn)所圍的面積。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是節(jié)電效果相當(dāng)顯著，經(jīng)濟(jì)效益十 分可觀。
圖l是本發(fā)明的工作曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述 由圖1可見本發(fā)明是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的
設(shè)定管網(wǎng)壓力值為私，管網(wǎng)初始用水量為&，初始工況點(diǎn)為A，水泵電 機(jī)的轉(zhuǎn)速為";，工作點(diǎn)A的軸功率即為力〃"W四點(diǎn)所圍的面積；
當(dāng)管網(wǎng)負(fù)載減小時(shí)，管網(wǎng)壓力升高，壓力傳感器將檢測到升高壓力轉(zhuǎn)
換成4 20W電流信號送往模糊調(diào)節(jié)器，經(jīng)比較處理后，輸出一個(gè)令變頻器
頻率降低的信號，從而降低電機(jī)轉(zhuǎn)速至仏，水泵轉(zhuǎn)速的下降造成運(yùn)行工況
點(diǎn)沿著水泵的相似工況拋物線下降，也就是從點(diǎn)A移至B點(diǎn)，在此過程中 水泵輸出的流量和壓力都會相應(yīng)減小；
恒壓供水系統(tǒng)中壓力值恒定在私，因此水泵工作點(diǎn)又沿著轉(zhuǎn)速仏所對 應(yīng)的水泵性能曲線從點(diǎn)B移至C點(diǎn)，在此階段水泵輸出壓力升高，流量減 少，水泵運(yùn)行在新的工作點(diǎn)C點(diǎn)；
在圖中可以找出C點(diǎn)的揚(yáng)程仗、流量&以及效率^，工作點(diǎn)C的軸功 率即為C力W &四點(diǎn)所圍的面積。
考察水泵的效率曲線;rfi,水泵轉(zhuǎn)速的工況調(diào)節(jié)必須限制在一定范圍之
4內(nèi)，也就是不要使變頻器頻率下降得過低，避免水泵在低效率段運(yùn)行。
水泵工頻和變頻效果對比:
內(nèi)容水泵工頻水泵變頻
電機(jī)啟動方式直接啟動，啟動時(shí)沖擊電流大軟啟動，啟動時(shí)無沖擊電流
電機(jī)工作物理 現(xiàn)象強(qiáng)烈噪音、振動大、電機(jī)本體有明 顯溫升.噪音、振動小、電機(jī)本體溫升現(xiàn) 象不明顯.
機(jī)械壽命啟動轉(zhuǎn)距大，使用時(shí)振動造成電機(jī) 個(gè)部分發(fā)散性磨損大，管阻大，維修 周期短，機(jī)械壽命短.啟動轉(zhuǎn)距小，使用時(shí)振動造成電 機(jī)個(gè)部分發(fā)散性磨損小，管阻 小，維修與機(jī)械壽命至少延長 2-3倍.
全年節(jié)電率無40%以上
設(shè)備管理人為管理自動化控制,無人管理
成本分析
循環(huán)水泵功率22KW 2臺(并聯(lián))，使用狀態(tài)；l開l備 年平均節(jié)電率冷凍水泵48. 3%
該循環(huán)水泵全年運(yùn)行時(shí)間為7560小時(shí)(即24小時(shí)/天、30天/月、10. 5
個(gè)月/年)
電價(jià)Y0. 95元/度(KW/h)
全年可節(jié)省電費(fèi)為電機(jī)功率(KW) X負(fù)荷率(％) X節(jié)電率(％) X 全年運(yùn)行時(shí)間(小時(shí))X電價(jià)
即22KWX 100% X 48. 3呢X7560h/年X0. 923元/度=75842元/年。 本發(fā)明的原理是這樣的
A:水泵轉(zhuǎn)速與流量成正比關(guān)系(Q^n)， Ql/Q2=nl/n2 B:水泵揚(yáng)程與流量的二次方成正比關(guān)系(H =KQ2)， Hl/H2=(nl/n2)2 C:電機(jī)的耗電量與電機(jī)軸上的輸出功率成正比關(guān)系，而電機(jī)軸上的輸出 功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比(P^n3)， Pl/P2 =(nl/n2)3
由上可見，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可使水泵流量。、揚(yáng)程W和軸功率P以相應(yīng)
5的規(guī)律改變。
交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電源頻率f具有如下關(guān)系<formula>formula see original document page 6</formula>若將電機(jī)的運(yùn)行頻率由原來的50HZ下調(diào)到40HZ，則電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速大約 降為額定轉(zhuǎn)速(nN)的80%.因此運(yùn)行在40HZ時(shí)的實(shí)際功率為 P=Kn3=K(0. 8nN) 3=0. 512KnN 3=0. 512PN 節(jié)電率=(pN -p)/ pN =( pN -0.512 PN)=48.8% K:比例系數(shù) PN:額定功率<formula>formula see original document page 6</formula>
由此可見，如水泵運(yùn)行在40HZ時(shí)，理論上電機(jī)軸上的輸出功率只有額定 功率的一半左右，節(jié)電率為48. 8%，節(jié)電效果相當(dāng)顯著，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。
權(quán)利要求
1.一種中央空調(diào)系統(tǒng)中循環(huán)泵的恒壓變頻節(jié)能控制方法，是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的設(shè)定管網(wǎng)壓力值為H0，管網(wǎng)初始用水量為QA，初始工況點(diǎn)為A，水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速為n1，工作點(diǎn)A的軸功率即為AH0OQA四點(diǎn)所圍的面積；當(dāng)管網(wǎng)負(fù)載減小時(shí)，管網(wǎng)壓力升高，壓力傳感器將檢測到升高壓力轉(zhuǎn)換成4~20mA電流信號送往模糊調(diào)節(jié)器，經(jīng)比較處理后，輸出一個(gè)令變頻器頻率降低的信號，從而降低電機(jī)轉(zhuǎn)速至n2，水泵轉(zhuǎn)速的下降造成運(yùn)行工況點(diǎn)沿著水泵的相似工況拋物線下降，也就是從點(diǎn)A移至B點(diǎn)，在此過程中水泵輸出的流量和壓力都會相應(yīng)減??；恒壓供水系統(tǒng)中壓力值恒定在H0，因此水泵工作點(diǎn)又沿著轉(zhuǎn)速n2所對應(yīng)的水泵性能曲線從點(diǎn)B移至C點(diǎn)，在此階段水泵輸出壓力升高，流量減少，水泵運(yùn)行在新的工作點(diǎn)C點(diǎn)；找出C點(diǎn)的揚(yáng)程HC、流量QC以及效率ηC，工作點(diǎn)C的軸功率即為CH0OQC四點(diǎn)所圍的面積。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中央空調(diào)系統(tǒng)中循環(huán)泵的恒壓變頻節(jié)能控制方法，是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的設(shè)定管網(wǎng)壓力值為H<sub>0</sub>，管網(wǎng)初始用水量為Q<sub>A</sub>，初始工況點(diǎn)為A，水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速為n<sub>1</sub>，工作點(diǎn)A的軸功率即為AH<sub>0</sub>OQ<sub>A</sub>四點(diǎn)所圍的面積；當(dāng)管網(wǎng)負(fù)載減小時(shí)，管網(wǎng)壓力升高，輸出一個(gè)令變頻器頻率降低的信號，降低電機(jī)轉(zhuǎn)速至n<sub>2</sub>，從點(diǎn)A移至B點(diǎn)，；恒壓供水系統(tǒng)中壓力值恒定在H<sub>0</sub>，因此水泵工作點(diǎn)又沿著轉(zhuǎn)速n<sub>2</sub>所對應(yīng)的水泵性能曲線從點(diǎn)B移至C點(diǎn)，在此階段水泵輸出壓力升高，流量減少，水泵運(yùn)行在新的工作點(diǎn)C點(diǎn)；找出C點(diǎn)的揚(yáng)程H<sub>C</sub>、流量Q<sub>C</sub>以及效率η<sub>C</sub>，工作點(diǎn)C的軸功率即為CH<sub>0</sub>OQ<sub>C</sub>四點(diǎn)所圍的面積；本發(fā)明的有益效果是節(jié)電效果相當(dāng)顯著，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。
文檔編號F24F11/00GK101556068SQ20081003594
公開日2009年10月14日 申請日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日
發(fā)明者峰 姚, 立 陳 申請人:上海瀚藝?yán)鋬鰴C(jī)械有限公司