一種變風量空調系統定靜壓與總風量雙重控制方法
2023-05-20 19:15:36 1
專利名稱：一種變風量空調系統定靜壓與總風量雙重控制方法
技術領域：
本發明涉及通風技術，尤其涉及空調風量的控制方法，特別是一種變風量空調系統定靜壓與總風量雙重控制方法。
背景技術：
現有技術中，變風量空調系統中風量控制採用定靜壓控制方法或者變靜壓控制方法。定靜壓控制方法是在送風系統管網的適當位置，例如在離風機2/3處設置靜壓傳感器，在保持該點靜壓一定值的前提下，通過調節風機受電頻率來改變空調系統的送風量。而變靜壓控制方法是在保持每個VAV末端的閥門開滿在85％-100％之間，在使閥門儘可能全開和使風管中靜壓儘可能減小的前提下，通過調節風機受電頻率來改變空調系統的送風量。定靜壓控制方法在理論上不能科學地確定靜壓點和定靜壓值，在實踐過程中往往被迴風溫度控制取代，因而將被淘汰。而變靜壓控制方法產生的送風溫度偏低，影響舒適效果，系統反應速度遲緩，通訊速度低。
發明內容
本發明的目的是提供一種變風量空調系統定靜壓與總風量雙重控制方法，所述的這種變風量空調系統定靜壓與總風量雙重控制方法要解決現有技術中定靜壓控制方法或者變靜壓控制方法不適合變風量空調系統中風量控制的技術問題。
本發明的這種變風量空調系統定靜壓與總風量雙重控制方法包括一個通過變頻器來調節變風量空調系統中風機轉速的過程，其中，在所述的調節風機轉速的過程中包括一個確定風機預測轉速的步驟和一個確定風機修正轉速的步驟，在所述的確定風機預測轉速的步驟中，採用定靜壓控制方法計算得到風機預測轉速，在所述的確定風機修正轉速的步驟中，通過測量取得系統實時運行總風量，並將所述的系統實時運行總風量與實時最佳需求總風量進行比較，再根據比較得到的系統實時運行總風量和實時最佳需求總風量的差異量計算得到風機修正轉速，在確定風機預測轉速和風機修正轉速之後，利用數字控制器通過變頻器調節風機的轉速。
進一步的，所述的採用定靜壓控制方法計算得到風機預測轉速的過程中，首先在送風系統管網中一個選定點設置靜壓傳感器，在保持該選定點靜壓值固定的前提下，根據房間內的需要溫度設置一個送風量，將該送風量相對應的風機轉速設定為所述的風機預測轉速。
進一步的，所述的系統實時運行總風量是在房間末端風閥全開的狀態下直接通過畢託管或超聲波測得的風量。
進一步的，所述的風機修正轉速的確定符合以下規則(∑Gi_demand-∑Gi_run)/∑Gi_run＞1％時，Δf＝1；-1％≤(∑Gi_demand-∑Gi_run)/∑Gi_run≤1％時，Δf＝0；(∑Gi_demand-∑Gi_run)/∑Gi_run＜-1％時，Δf＝1。
其中，∑Gi_run表示空調箱在末端風閥全開時對應的一定風機頻率的風量值，∑Gi_demand表示用戶總風量的需求值，Δf表示修正轉速。
或者，所述的風機修正轉速的確定符合以下規則Δf＝(∑Gi_demand-∑Gi_run)/(∑Gi0+1_run--∑Gi0_run)*Δf0，其中，所述的∑Gi0+1_run和所述的∑Gi0_run分別表示對應頻率範圍內所運行的風量。Δf表示修正轉速，∑Gi_run表示空調箱在末端風閥全開時對應的一定風機頻率的風量值，∑Gi_demand表示用戶總風量的需求值。
或者，所述的修正轉速的確定採用模糊PID自整定控制方法，由模糊控制器控制輸出量的大小。
進一步的，所述的靜壓傳感器設置在送風系統管路長度中距離風機2/3處。
具體的，所述的模糊PID自整定控制方法是目前以模糊集合論、模糊數學、模糊語言形式的知識表達和模糊邏輯的規則推理為理論基礎、採用計算機控制技術構成的一種具有反饋通道的閉環結構的數字控制系統。模糊PID控制不依賴於被控對象的數學模型，而是在總結操作經驗的基礎上實現自動化的一種手段，它根據人工控制規則組織控制決策表，然後由該表決定控制量的大小。其組成核心是具有智能性的模糊控制器。
本發明與已有技術相對照，其效果是積極和明顯的。本發明將定靜壓控制方法與總風量控制方法相結合，通過總風量法來不斷修正風機修正轉速，從而獲得相應的節能效果。
本發明的目的、特徵及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。
圖1是本發明一種變風量空調系統定靜壓與總風量雙重控制方法的一個優選實施例的原理示意圖。
圖2是本發明一種變風量空調系統定靜壓與總風量雙重控制方法的一個優選實施例中採用的用以確定風機修正轉速的模糊PID自整定控制方法示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明的變風量空調系統定靜壓與總風量雙重控制方法，包括一個通過變頻器來調節變風量空調系統中風機1轉速的過程，其中，在所述的調節風機轉速的過程中包括一個確定風機預測轉速的步驟和一個確定風機修正轉速的步驟，在所述的確定風機預測轉速的步驟中，採用定靜壓控制方法計算得到風機預測轉速，在所述的確定風機修正轉速的步驟中，通過測量取得系統實時運行總風量，並將所述的系統實時運行總風量與實時最佳需求總風量進行比較，再根據比較得到的系統實時運行總風量和實時最佳需求總風量的差異量計算得到風機修正轉速，在確定風機預測轉速和風機修正轉速之後，利用數字控制器3通過變頻器調節風機1的轉速。
進一步的，所述的採用定靜壓控制方法計算得到風機預測轉速的過程中，首先在送風系統管網中一個選定點設置靜壓傳感器，在保持該選定點靜壓值固定的前提下，根據房間內的需要溫度設置一個送風量，將該送風量相對應的風機轉速設定為所述的風機預測轉速。
進一步的，所述的系統實時運行總風量是在房間末端風閥2全開的狀態下直接通過畢託管或超聲波測得的風量。
進一步的，所述的風機修正轉速的確定符合以下規則(∑Gi_demand-∑Gi_run)/∑Gi_run＞1％時，Δf＝1；-1％≤(∑Gi_demand-∑Gi_run)/∑Gi_run≤1％時，Δf＝0；(∑Gi_demand-∑Gi_run)/∑Gi_run＜-1％時，Δf＝1。
其中，∑Gi_run表示空調箱在末端風閥全開時對應的一定風機頻率的風量值，∑Gi_demand表示用戶總風量的需求值，Δf表示修正轉速。
或者，所述的風機修正轉速的確定符合以下規則Δf＝(∑Gi_demand-∑Gi_run)/(∑Gi0+1_run--∑Gi0_run)*Δf0，其中，所述的∑Gi0+1_run和所述的∑Gi0_run分別表示對應頻率範圍內所運行的風量。Δf表示修正轉速，∑Gi_run表示空調箱在末端風閥全開時對應的一定風機頻率的風量值，∑Gi_demand表示用戶總風量的需求值。
或者，所述的修正轉速的確定採用模糊PID自整定控制方法，由模糊控制器控制輸出量的大小。
進一步的，所述的靜壓傳感器設置在送風系統管路長度中距離風機1的三分之二處。
具體的，所述的模糊PID自整定控制方法是目前以模糊集合論、模糊數學、模糊語言形式的知識表達和模糊邏輯的規則推理為理論基礎、採用計算機控制技術構成的一種具有反饋通道的閉環結構的數字控制系統。模糊PID控制不依賴於被控對象的數學模型，而是在總結操作經驗的基礎上實現自動化的一種手段，它根據人工控制規則組織控制決策表，然後由該表決定控制量的大小。其組成核心是具有智能性的模糊控制器。如圖2所示，R為設定值(精確量)e，ec分別為系統誤差與誤差變化率(精確量)E，EC分別反映誤差與誤差變化的語言變量的模糊集合(模糊量)U為模糊控制器輸出信號論域上的模糊集合(模糊量)U為模糊控制器輸出的控制作用(精確量)，y為系統輸出(精確量)。
模糊自整定PID控制也稱為比例—積分—微分控制，其控制性能決定於比例係數Kp、積分係數K1和微分係數Kd，設計和調試者的任務就是決定這3個係數。模糊自整定PID就是在PID算法的基礎上，通過計算當前的誤差e和誤差的變化率ec，利用工程人員的技術知識和實際操作經驗建議知識庫(模糊規則)，通過模糊推理來進行參數調整的。
權利要求
1，一種變風量空調系統定靜壓與總風量雙重控制方法，包括一個通過變頻器來調節變風量空調系統中風機轉速的過程，其特徵在於在所述的調節風機轉速的過程中包括一個確定風機預測轉速的步驟和一個確定風機修正轉速的步驟，在所述的確定風機預測轉速的步驟中，採用定靜壓控制方法計算得到風機預測轉速，在所述的確定風機修正轉速的步驟中，通過測量取得系統實時運行總風量，並將所述的系統實時運行總風量與實時最佳需求總風量進行比較，再根據比較得到的系統實時運行總風量和實時最佳需求總風量的差異量計算得到風機修正轉速，在確定風機預測轉速和風機修正轉速之後，利用數字控制器通過變頻器調節風機的轉速。
2，如權利要求1所述的變風量空調系統定靜壓與總風量雙重控制方法，其特徵在於所述的採用定靜壓控制方法計算得到風機預測轉速的過程中，首先在送風系統管網中一個選定點設置靜壓傳感器，在保持該選定點靜壓值固定的前提下，根據房間內的需要溫度設置一個送風量，將該送風量相對應的風機轉速設定為所述的風機預測轉速。
3，如權利要求1所述的變風量空調系統定靜壓與總風量雙重控制方法，其特徵在於所述的系統實時運行總風量是在房間末端風閥全開的狀態下直接通過畢託管或超聲波測得的風量。
4，如權利要求1所述的變風量空調系統定靜壓與總風量雙重控制方法，其特徵在於所述的風機修正轉速的確定符合以下規則(∑Gi_demand-∑Gi_run)/∑Gi_run＞1％時，Δf＝1；-1％≤(∑Gi_demand-∑Gi_run)/∑Gi_run≤1％時，Δf＝0；(∑Gi_demand-∑Gi_run)/∑Gi_run＜-1％時，Δf＝1。其中，∑Gi_run表示空調箱在末端風閥全開時對應的一定風機頻率的風量值，∑Gi_demand表示用戶總風量的需求值，Δf表示修正轉速。
5，如權利要求1所述的變風量空調系統定靜壓與總風量雙重控制方法，其特徵在於所述的風機修正轉速的確定符合以下規則Δf＝(∑Gi_demand-∑Gi_run)/(∑Gi0+1_run--∑Gi0_rnn)*Δf0，其中，所述的∑Gi0+1_run和所述的∑Gi0_run分別表示對應頻率範圍內所運行的風量。Δf表示修正轉速，∑Gi_run表示空調箱在末端風閥全開時對應的一定風機頻率的風量值，∑Gi_demand表示用戶總風量的需求值。
6，如權利要求1所述的變風量空調系統定靜壓與總風量雙重控制方法，其特徵在於所述的修正轉速的確定採用模糊PID自整定控制方法，由模糊控制器控制輸出量的大小。
7，如權利要求2所述的變風量空調系統定靜壓與總風量雙重控制方法，其特徵在於所述的靜壓傳感器設置在送風系統管路長度中距離風機2/3處。
全文摘要
一種變風量空調系統定靜壓與總風量雙重控制方法，包括一個通過變頻器來調節變風量空調系統中風機轉速的過程，調節風機轉速的過程中包括一個確定風機預測轉速的步驟和一個確定風機修正轉速的步驟，在確定風機預測轉速的步驟中，採用定靜壓控制方法計算得到風機預測轉速，在確定風機修正轉速的步驟中，通過測量取得系統實時運行總風量，並將系統實時運行總風量與實時最佳需求總風量進行比較，再根據比較得到的系統實時運行總風量和實時最佳需求總風量的差異量計算得到風機修正轉速，在確定風機預測轉速和風機修正轉速之後，利用數字控制器通過變頻器調節風機的轉速。本發明將定靜壓控制方法與總風量控制方法相結合，可以獲得理想的節能效果。
文檔編號F24F11/00GK1854625SQ20051002515
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月18日 優先權日2005年4月18日
發明者霍小平 申請人:上海大智科技發展有限公司