本發(fā)明涉及空調(diào)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

2014年，建筑能耗總量超過12.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占社會(huì)總能耗的30％。中央空調(diào)能耗占建筑總能耗65％，其中制冷站能耗占空調(diào)系統(tǒng)能耗70％左右。冷凍水系統(tǒng)是否能夠高效運(yùn)行對(duì)空調(diào)機(jī)房能耗高低起差到頭重要的作用，傳統(tǒng)的冷凍水系統(tǒng)大小水泵并聯(lián)的情形一般采用工頻控制頻或者大小水泵等流量控制方法，會(huì)造成水泵壓頭的損失或水泵喘振的現(xiàn)象，縮短了水泵壽命，增加了水泵能耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制方法及裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制方法，包括以下步驟：

s11、獲取大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式、小冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式；

s12、結(jié)合所述大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式、所述小冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式，獲得所述大冷凍水泵與所述小冷凍水泵的流量關(guān)系式；

s13、基于冷凍水泵流量與頻率成正比，對(duì)所述大冷凍水泵和所述小冷凍水泵的流量關(guān)系式進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，以獲得所述小冷凍水泵與所述大冷凍水泵的頻率關(guān)系式；

s14、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述大冷凍水泵的頻率并依據(jù)所述小冷凍水泵與所述大冷凍水泵的頻率關(guān)系式，輸出控制信號(hào)調(diào)整所述小冷凍水泵的頻率。

在本發(fā)明所述的應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制方法中，優(yōu)選地，所述步驟s11包括：

根據(jù)所述大冷凍水泵和所述小冷凍水泵各自的壓頭與流量的性能曲線經(jīng)擬合回歸后獲取所述大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式、所述小冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式。

在本發(fā)明所述的應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制方法中，優(yōu)選地，

在空調(diào)制冷機(jī)組運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)采集所述大冷凍水泵和所述小冷凍水泵在兩個(gè)以上工況點(diǎn)下對(duì)應(yīng)的壓頭數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述兩個(gè)以上工況點(diǎn)下對(duì)應(yīng)的壓頭數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)，獲得所述大冷凍水泵的壓頭與流量的性能曲線、所述小冷凍水泵的壓頭與流量的性能曲線。

在本發(fā)明所述的應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制方法中，優(yōu)選地，采用壓差傳感器在所述兩個(gè)以上工況點(diǎn)下采集所述壓頭數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明所述的應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制方法中，優(yōu)選地，采用流量傳感器在所述兩個(gè)以上工況點(diǎn)下采集所述流量數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明所述的應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制方法中，優(yōu)選地，所述步驟s12包括：

基于并聯(lián)設(shè)計(jì)所述大冷凍水泵與所述小冷凍水泵輸送壓頭相等的原則，結(jié)合所述大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式、所述小冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式，計(jì)算得到所述大冷凍水泵與所述小冷凍水泵的流量關(guān)系式。

在本發(fā)明所述的應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制方法中，優(yōu)選地，所述大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式為：

所述小冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式為：

其中，

hbig：表示大冷凍水泵運(yùn)行時(shí)的壓頭；

hsmall：表示小冷凍水泵運(yùn)行時(shí)的壓頭；

qbig：表示大冷凍水泵運(yùn)行時(shí)的流量；

qsmall：表示小冷凍水泵運(yùn)行時(shí)的流量。

在本發(fā)明所述的應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制方法中，優(yōu)選地，所述大冷凍水泵與所述小冷凍水泵的流量關(guān)系式為：

在本發(fā)明所述的應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制方法中，優(yōu)選地，所述小冷凍水泵與所述大冷凍水泵的頻率關(guān)系式為：

其中，

fbig：表示大冷凍水泵和小冷凍水泵運(yùn)行的頻率；

fsmall：表示小冷凍水泵運(yùn)行的頻率。

本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式、小冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式；

第一計(jì)算模塊，用于結(jié)合所述大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式、所述小冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式，獲得所述大冷凍水泵與所述小冷凍水泵的流量關(guān)系式；

第二計(jì)算模塊，用于基于冷凍水泵流量與頻率成正比，對(duì)所述大冷凍水泵和所述小冷凍水泵的流量關(guān)系式進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，以獲得所述小冷凍水泵與所述大冷凍水泵的頻率關(guān)系式；

控制模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述大冷凍水泵的頻率并依據(jù)所述小冷凍水泵與所述大冷凍水泵的頻率關(guān)系式，輸出控制信號(hào)調(diào)整所述小冷凍水泵的頻率。

實(shí)施本發(fā)明的應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制方法及裝置，具有以下有益效果：該等壓變頻控制方法包括步驟：s11、獲取大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式、小冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式；s12、結(jié)合大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式、小冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式，獲得大冷凍水泵與小冷凍水泵的流量關(guān)系式；s13、基于冷凍水泵流量與頻率成正比，對(duì)大冷凍水泵和小冷凍水泵的流量關(guān)系式進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，以獲得小冷凍水泵與大冷凍水泵的頻率關(guān)系式；s14、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大冷凍水泵的頻率并依據(jù)小冷凍水泵與大冷凍水泵的頻率關(guān)系式，輸出控制信號(hào)調(diào)整小冷凍水泵的頻率。本發(fā)明避免造成水泵壓頭的損失或水泵喘振的現(xiàn)象，增加水泵壽命，及減少水泵能耗，實(shí)現(xiàn)的“按需”供冷及節(jié)能的目標(biāo)。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制的功能框圖；

圖3是本發(fā)明一實(shí)施例大冷凍水泵的壓頭與流量的性能曲線圖。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

參見圖1，為本發(fā)明一種應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制方法的流程示意圖；該控制方法可應(yīng)用于醫(yī)院制冷站冷凍水系統(tǒng)大小制冷主機(jī)及大小冷凍水泵并聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行。在實(shí)際變頻或變運(yùn)行中，在保持大小冷凍水泵輸送壓頭相等的前提下，各自按照運(yùn)行性能曲線輸送冷凍水流量以達(dá)到空調(diào)負(fù)荷末端的用能需求，區(qū)別于傳統(tǒng)的工頻或者大小水泵等流量控制方法，本發(fā)明避免了水泵壓頭損失或者水泵喘振的現(xiàn)象，延長(zhǎng)了水泵的壽命并實(shí)現(xiàn)了冷凍水系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能的目的。如圖1所示，該實(shí)施例的應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制方法包括以下步驟：

s11、獲取大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式、小冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式。

在該步驟中，大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式，可根據(jù)大冷凍水泵的壓頭與流量性能曲線經(jīng)擬合回歸后獲得。即在不同工況點(diǎn)下測(cè)量大冷凍水泵的壓頭和流量，獲得相應(yīng)的壓頭的數(shù)據(jù)及流量的數(shù)據(jù)，并根據(jù)所獲得的壓頭的數(shù)據(jù)與流量的數(shù)據(jù)畫出大冷凍水泵的壓頭與流量的性能曲線。如圖3所示，為本發(fā)明一實(shí)施例大冷凍水泵的壓頭與流量的性能曲線圖。例如，分別測(cè)量大冷凍水泵的流量在2m³/h、4m³/h、6m³/h、8m³/h、10m³/h下分別對(duì)應(yīng)的壓頭的數(shù)據(jù)為48m、44m、40m、36m、30m，根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)在第一象限上描點(diǎn)連線即可得到大冷凍水泵的壓頭與流量的性能曲線?？梢岳斫獾?，不同型號(hào)、類型的冷凍水泵在不同工況點(diǎn)下的壓頭與流量不同，因此其性能曲線也不同。但是均可采用該方式獲得冷凍水泵的壓頭與流量的性能曲線。因此小冷凍水泵的壓頭與流量的性能曲線亦可采用該方式獲得。

優(yōu)選地，在該實(shí)施例中，大冷凍水泵和小冷凍水泵的壓頭數(shù)據(jù)可采用壓差傳感器采集；大冷凍水泵和小冷凍水泵的流量數(shù)據(jù)可采用流量傳感器采集。

在分別獲得大冷凍水泵和小冷凍水泵的壓頭與流量的性能曲線后，再將各自的壓頭與流量的性能曲線進(jìn)行擬合回歸，獲得各自的線性關(guān)系式，即分別獲得大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式，小冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式。經(jīng)擬合回歸后，大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式為：

小冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式為：

其中，

hbig：表示大冷凍水泵運(yùn)行時(shí)的壓頭；

hsmall：表示小冷凍水泵運(yùn)行時(shí)的壓頭；

qbig：表示大冷凍水泵運(yùn)行時(shí)的流量；

qsmall：表示小冷凍水泵運(yùn)行時(shí)的流量。

s12、結(jié)合大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式、小冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式，獲得大冷凍水泵與小冷凍水泵的流量關(guān)系式。

根據(jù)大小冷凍水泵在冷凍水系統(tǒng)中的并聯(lián)設(shè)計(jì)方式，即大冷凍水泵與小冷凍水泵是并聯(lián)設(shè)計(jì)的，因此為了避免水泵壓頭損失或者水泵喘振的現(xiàn)象發(fā)生，在大冷凍水泵與小冷凍水泵在并聯(lián)設(shè)計(jì)中就保持大小冷凍水泵輸送壓頭相等，hbig＝hsmall，在此基礎(chǔ)上，再結(jié)合大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式、小冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式，獲得大冷凍水泵與小冷凍水泵的流量關(guān)系式。即大冷凍水泵與小冷凍水泵的流量關(guān)系式為：

s13、基于冷凍水泵流量與頻率成正比，對(duì)大冷凍水泵和小冷凍水泵的流量關(guān)系式進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，以獲得小冷凍水泵與大冷凍水泵的頻率關(guān)系式。

在該步驟中，由于冷凍水泵的流量與頻率是成正比的，即頻率越高，冷凍水泵輸出的水流量越大，因此，在該實(shí)施例中，可對(duì)大冷凍水泵和小冷凍水泵的流量與頻率用以下式子表示：

qbig＝c1×fbig；

qsmall＝c2×fsmall；

可以理解地，c1和c2為系數(shù)，均為大于0的正數(shù)。根據(jù)步驟s12中所獲得的大冷凍水泵和小冷凍水泵的流量關(guān)系式，可以獲得小冷凍水泵與大冷凍水泵的頻率關(guān)系式，如下所示：

其中，

fbig：表示大冷凍水泵和小冷凍水泵運(yùn)行的頻率；

fsmall：表示小冷凍水泵運(yùn)行的頻率。

優(yōu)選地，在獲得小冷凍水泵與大冷凍水泵之間的頻率關(guān)系式后，可預(yù)先將該頻率關(guān)系式輸入主控制器中或其他具有數(shù)據(jù)運(yùn)算處理功能的處理器或控制器，包括但不限于微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器、微型計(jì)算器、中央處理器、場(chǎng)編程門陣列、可編程邏輯設(shè)備、邏輯電路、模擬電路、數(shù)字電路和/或任何基于操作指令操作信號(hào)(模塊信號(hào)和/或數(shù)字)的設(shè)備，由其根據(jù)上述關(guān)系式和邏輯進(jìn)行邏輯運(yùn)算和控制。

在獲得大冷凍水泵和小冷凍水泵的頻率關(guān)系式后，可由用戶預(yù)先輸入得到，例如，用戶可在主控制器首次使用該邏輯計(jì)算時(shí)輸入大冷凍水泵和小冷凍水泵的頻率關(guān)系式，也可通過主控制器在使用過程中通過輸入某一預(yù)置口令后進(jìn)行條件設(shè)置，當(dāng)開始運(yùn)算和控制時(shí)通過觸發(fā)條件啟動(dòng)運(yùn)算和控制。

s14、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大冷凍水泵的頻率并依據(jù)小冷凍水泵與大冷凍水泵的頻率關(guān)系式，輸出控制信號(hào)調(diào)整小冷凍水泵的頻率。

通過變頻器在制冷機(jī)組運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大冷凍水泵的頻率，并根據(jù)所獲得的小冷凍水泵與大冷凍水泵的頻率關(guān)系式計(jì)算出小冷凍水泵對(duì)應(yīng)的頻率，進(jìn)而根據(jù)計(jì)算獲得的小冷凍水泵的頻率輸出相應(yīng)的控制信號(hào)調(diào)整小冷凍水泵的頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)小冷凍水泵的變頻控制。換句話說，本發(fā)明通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大冷凍水泵的頻率，并依據(jù)小冷凍水泵與大冷凍水泵的頻率關(guān)系式，達(dá)到了小冷凍水泵跟隨大冷凍水泵的頻率變化而變化的目的，實(shí)現(xiàn)了大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制。

上述應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制的方法可在ddc或plc器進(jìn)行邏輯運(yùn)算和變頻控制，效率高、簡(jiǎn)單易操作。

綜上，本發(fā)明的應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制的方法，根據(jù)大小冷凍水泵各自的運(yùn)行性能曲線，在實(shí)際系統(tǒng)變負(fù)荷的運(yùn)行過程中，在保持大小并聯(lián)冷凍水泵輸送壓頭相等的前提下，輸送相對(duì)應(yīng)的冷凍水流量以達(dá)到空調(diào)負(fù)荷末端的用能需求，當(dāng)大冷凍水泵變頻時(shí)，小冷凍水泵根據(jù)上述小冷凍水泵與大冷凍水泵的頻率關(guān)系式獲得小冷凍水泵在對(duì)應(yīng)條件下的頻率，并根據(jù)所獲得的小冷凍水泵的頻率進(jìn)行變頻控制，實(shí)現(xiàn)了冷凍水系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能的目的，同時(shí)還延長(zhǎng)了冷凍水泵的使用壽命。

如圖2所示，為本發(fā)明一種應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制裝置的功能框圖。該實(shí)施例的應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制裝置可由上述應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制方法實(shí)現(xiàn)。在該實(shí)施例中，應(yīng)用于醫(yī)院大小并聯(lián)冷凍水泵等壓變頻控制裝置包括：

獲取模塊10，用于獲取大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式、小冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式；

大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式為：

小冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式為：

其中，

hbig：表示大冷凍水泵運(yùn)行時(shí)的壓頭；

hsmall：表示小冷凍水泵運(yùn)行時(shí)的壓頭；

qbig：表示大冷凍水泵運(yùn)行時(shí)的流量；

qsmall：表示小冷凍水泵運(yùn)行時(shí)的流量。

第一計(jì)算模塊20，用于結(jié)合大冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式、小冷凍水泵的壓頭與流量之間的線性關(guān)系式，獲得大冷凍水泵與小冷凍水泵的流量關(guān)系式；

大冷凍水泵與小冷凍水泵的流量關(guān)系式為：

第二計(jì)算模塊30，用于基于冷凍水泵流量與頻率成正比，對(duì)大冷凍水泵和小冷凍水泵的流量關(guān)系式進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，以獲得小冷凍水泵與大冷凍水泵的頻率關(guān)系式；

小冷凍水泵與大冷凍水泵的頻率關(guān)系式為：

其中，

fbig：表示大冷凍水泵和小冷凍水泵運(yùn)行的頻率；

fsmall：表示小冷凍水泵運(yùn)行的頻率。

控制模塊40，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大冷凍水泵的頻率并依據(jù)小冷凍水泵與大冷凍水泵的頻率關(guān)系式，輸出控制信號(hào)調(diào)整小冷凍水泵的頻率。

可以理解地，可通過變頻器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大冷凍水泵的頻率并將大冷凍水泵的頻率信息傳輸至主控制器，主控制器根據(jù)大冷凍水泵的頻率信息及上述關(guān)系式即可進(jìn)行邏輯運(yùn)算并控制控制模塊40輸出相應(yīng)的控制信號(hào)對(duì)小冷凍水泵的頻率進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)變頻控制，從而有效避免了大小冷凍水泵壓頭損失和喘振的現(xiàn)象，延長(zhǎng)了冷凍水泵的壽命、減少能耗，實(shí)現(xiàn)“按需”供冷及節(jié)能的目的。

以上實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)此實(shí)施，并不能限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡跟本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。