一种调温系统和调温系统的诱导安全节能方法

技术领域

本发明涉及空调领域，尤其涉及一种调温系统的诱导安全节能方法。还涉及一种调温系统，包括上述调温系统的诱导安全节能方法。

背景技术

中央空调主机、采暖锅炉均属于温度调节系统的核心设备，而中央空调主机、采暖锅炉的设备能耗基本占系统总能耗的40％以上。同时考虑到空调主机、采暖锅炉是整个温度调节系统的关键设备，其工作性能对整个温度调节系统的影响较大，因此，为了充分保障空调主机、采暖锅炉的正常作业，目前的中央空调主机厂家、采暖锅炉厂家对设备的节能控制较排斥。

部分厂家会通过自配变频器的方式对中央空调主机、采暖锅炉进行节能控制，但这种节能方案只能用在自有品牌的主机上，应用范围窄，通用性差，设备成本高。此外，前述节能方案往往只能对电制冷设备起到一定作用，而对诸如溴化锂机组、采暖锅炉等使用燃料的设备基本无用。

发明内容

本发明的目的是提供一种调温系统的诱导安全节能方法，可以以低成本、高安全性、普遍的适用性实现调温系统的节能控制，明显降低调温系统的能耗。本发明的另一目的是提供一种调温系统，包括上述调温系统的诱导安全节能方法。

为实现上述目的，本发明提供一种调温系统的诱导安全节能方法，包括：

S1：获取调温系统的温控主机的实际负荷比；

S2：比较所述实际负荷比与目标能耗比所对应的目标负荷比；若所述实际负荷比等于所述目标负荷比，则维持当前作业并返回步骤S1；若所述实际负荷比小于所述目标负荷比，则进入步骤S3；若所述实际负荷比大于所述目标负荷比，则进入步骤S4；

S3：以增大所述温控主机的温差的趋势调节与所述温控主机连接的流量控制件，然后返回步骤S1；

S4：以降低所述温控主机的温差的趋势调节与所述温控主机连接的流量控制件，然后返回步骤S1。

优选地，所述温控主机具体为制冷主机；

所述步骤S3包括：降低与所述制冷主机连接的制冷设备的流量，和/或，增大与所述制冷主机连接的冷却塔的流量，然后返回步骤S1；

所述步骤S4包括：提高与所述制冷主机连接的制冷设备的流量，和/或，降低与所述制冷主机连接的冷却塔的流量，然后返回步骤S1。

优选地，所述降低与所述制冷主机连接的制冷设备的流量的步骤包括：降低与所述制冷主机连接的冷冻水泵的流量；

所述提高与所述制冷主机连接的制冷设备的流量的步骤包括：提高与所述制冷主机连接的冷冻水泵的流量。

优选地，所述降低与所述制冷主机连接的制冷设备的流量的步骤还包括：降低与所述制冷主机连接的冷却水泵的流量；

所述提高与所述制冷主机连接的制冷设备的流量的步骤还包括：提高与所述制冷主机连接的冷却水泵的流量。

优选地，所述步骤S1包括：

S11：获取与制冷主机连接的冷冻水循环回路的进水温度、进水流量、进水压力、出水温度、出水流量和出水压力，获取与所述制冷主机连接的冷却水循环回路的进水温度、进水流量、进水压力、出水温度、出水流量和出水压力；获取所述制冷主机所在的室内外温度；

S12：根据所述冷冻水循环回路的进水温度、进水流量、进水压力、出水温度、出水流量和出水压力，所述冷却水循环回路的进水温度、进水流量、进水压力、出水温度、出水流量和出水压力以及所述室内外温度计算所述制冷主机的实际负荷比。

优选地，所述温控主机具体为采暖主机；

所述步骤S3包括：降低与所述采暖主机连接的热水泵的流量，然后返回步骤S1；

所述步骤S4包括：提高与所述采暖主机连接的热水泵的流量，然后返回步骤S1。

本发明还提供一种调温系统，应用如上所述的调温系统的诱导安全节能方法，包括制冷主机、采暖主机和主控设备；所述制冷主机连接有冷冻水循环回路、冷却水循环回路和冷却塔；所述采暖主机连接有热水泵；所述冷冻水循环回路的冷冻水泵、所述冷却水循环回路的冷却水泵、所述冷却塔的风机和所述热水泵均电连接于所述主控设备；所述主控设备包括用以实现自动获取和调节制冷主机的实际负荷比和采暖主机的实际负荷比的控制单元。

优选地，所述主控设备设有人机界面和网络接口。

相对于上述背景技术，本发明所提供的调温系统的诱导安全节能方法包括以下步骤：

S1：获取调温系统的温控主机的实际负荷比；

S2：比较所述实际负荷比与目标能耗比所对应的目标负荷比；若所述实际负荷比等于所述目标负荷比，则维持当前作业；若所述实际负荷比小于所述目标负荷比，则进入步骤S3；若所述实际负荷比大于所述目标负荷比，则进入步骤S4；

S3：以增大所述温控主机的温差的趋势调节与所述温控主机连接的流量控制件，然后返回步骤S1；

S4：以降低所述温控主机的温差的趋势调节与所述温控主机连接的流量控制件，然后返回步骤S1。

上述调温系统的诱导安全节能方法基于温控主机的负荷比与温差之间的关系，通过控制温控主机的流量实现温差调节，由此诱导温控主机对其负荷产生操作人员预料中的判断，例如通过控制流量实现增大温差，从而诱导温控主机判断当前负荷较大，令温控主机主动提高自身的负荷比，由此实现实际能耗比向目标能耗比的趋近。

当然，该调温系统的诱导安全节能方法除了以增大能耗比为目标的调节以外，还可以用于诱导调温系统的温控主机在能耗比较低的运行点上运行，具体诱导方式应结合调温系统需要的作业状态判断。

可见，上述方法对原有调温系统不仅具有良好的节能效果，而且改动小、改造成本低、技术风险小、安全性高，并不局限于特定的产品，适用范围广。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的第一种调温系统的诱导安全节能方法的流程图；

图2为本发明实施例所提供的第二种调温系统的诱导安全节能方法的流程图；

图3为本发明实施例所提供的第三种调温系统的诱导安全节能方法的流程图；

图4为本发明实施例所提供的调温系统的结构示意图。

其中，1-主控设备、2-制冷主机、3-采暖主机、4-冷冻水泵、5-冷却水泵、6-冷却塔、7-热水泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图4，图1为本发明实施例所提供的第一种调温系统的诱导安全节能方法的流程图；图2为本发明实施例所提供的第二种调温系统的诱导安全节能方法的流程图；图3为本发明实施例所提供的第三种调温系统的诱导安全节能方法的流程图；图4为本发明实施例所提供的调温系统的结构示意图。

本发明提供一种调温系统的诱导安全节能方法，包括：

S1：获取调温系统的温控主机的实际负荷比；

S2：比较实际负荷比与目标能耗比所对应的目标负荷比；若实际负荷比等于目标负荷比，则维持当前作业并返回步骤S1；若实际负荷比小于目标负荷比，则进入步骤S3；若实际负荷比大于目标负荷比，则进入步骤S4；

S3：以增大温控主机的温差的趋势调节与温控主机连接的流量控制件，然后返回步骤S1；

S4：以降低温控主机的温差的趋势调节与温控主机连接的流量控制件，然后返回步骤S1。

其中，考虑到现有运算控制原理，前述步骤S2实际上可分为两次判断逻辑，例如，步骤S21中判断实际负荷比是否等于目标负荷比，若是，则维持当前作业；若否，则进入步骤S22。其中，步骤S22为判断实际负荷比是否大于目标负荷比，若否，则进入步骤S3，若是，则进入步骤S4。当然，其他能够满足步骤S2的运算目的的判断逻辑也可作为本发明中步骤S2的具体实现方式。

上述温控主机可以指用于实现降温冷却的制冷主机2，也可以指用于实现取暖升温的采暖主机。

无论温控主机具体设置为哪一设备，该调温系统的诱导安全节能方法均可以通过比较温控主机在作业过程中的实际负荷比与目标负荷比的大小关系，然后以调节温控主机的温差为目标调节与温控主机连接的流量控制件，通过温控主机的温差变化实现诱导温控主机调节自身的负荷比。此外，还需要强调的是，该调温系统的诱导安全节能方法的应用前提包括，调温系统的温控主机已经将介质的温度运行到设定温度，例如制冷主机2已经将冷冻水的温度运行至冷冻水设定温度。在这一前提下，调温系统才可以应用前述调温系统的诱导安全节能方法实现诱导节能或者达到其他目的。

例如，当温控主机在作业过程中的实际负荷比等于目标负荷比时，此时，温控主机的实际能耗比处于目标负荷比所对应的目标能耗比的区间内，无需对温控主机的作业状态进行调节，维持当前作业即可。

当温控主机在作业过程中的实际负荷比小于目标负荷比时，此时，温控主机需要通过提高实际负荷比来达到目标负荷比，基于温控主机的流量、温差与负荷比之间的关系，可通过改变流量大小来增大温差，则温控主机会因温差较大而判断当前负荷较大，进而主动提高自身的负荷比。

当温控主机在作业过程中的实际负荷比大于目标负荷比时，此时，温控主机需要通过降低实际负荷比来达到目标负荷比，基于温控主机的流量、温差与负荷比之间的关系，可通过改变流量大小来降低温差，则温控主机会因温差较小而判断当前负荷较小，进而主动降低自身的负荷比。

综上，本发明所提供的调温系统的诱导安全节能方法所采用的温控主机、流量控制件均为现有调温系统的原有结构，因此在具备节能效果的基础上，不必对现有调温系统做大幅调整，能够有效降低成本和技术风险，安全性好且应用范围广，还可以应用在其他热量搬运系统例如工业循环水系统。

下面结合附图和实施方式，对本发明所提供的调温系统的诱导安全节能方法做更进一步的说明。

在上述实施例中，温控主机具体为制冷主机2，相应地，

S1：获取调温系统的制冷主机2的实际负荷比；

S2：比较实际负荷比与目标能耗比所对应的目标负荷比；若实际负荷比等于目标负荷比，则维持当前作业；若实际负荷比小于目标负荷比，则进入步骤S3；若实际负荷比大于目标负荷比，则进入步骤S4；

S3：降低与制冷主机2连接的制冷设备的流量，和/或，增大与制冷主机2连接的冷却塔6的流量，然后返回步骤S1；

S4：提高与制冷主机2连接的制冷设备的流量，和/或，降低与制冷主机2连接的冷却塔6的流量，然后返回步骤S1。

根据上述步骤S3和S4可知，当温控主机设置为制冷主机2时，流量控制件包括制冷设备和冷却塔6。

该调温系统的诱导安全节能方法通过比较制冷主机2在作业过程中的实际负荷比与目标负荷比，实现对制冷主机2所连接的制冷设备或冷却塔6的流量调节。

以下以离心式冷水机组为例说明如何采用该调温系统的诱导安全节能方法诱导离心式冷水机组从较低的实际能耗比调整至维持在较高的目标能耗。

部分离心式冷水机组的负荷比处于79％～88％这一区间时，该离心式冷水机组的能耗比最高；而当离心式冷水机组的负荷比处于其他区间时，该离心式冷水机组的能耗比较低；其中，前述两类能耗比之差通常在30％～40％左右。

因此，为了采用本发明所提供的调温系统的诱导安全节能方法诱导提高能耗比，则令目标负荷比为79％～88％这一区间内的任一数值，并获取离心式冷水机组在当前作业状态下的实际负荷比。通过比较前述实际负荷比与前述目标负荷比的大小，判断当前离心式冷水机组是否处于高能耗比所对应的作业区间。

显然，若上述实际负荷比等于上述目标负荷比，则该离心式冷水机组已经处于高能耗比所对应的作业区间，此时继续维持当前作业状态即可。

若上述实际负荷比小于上述目标负荷比，则此时需要提高实际负荷比，令实际负荷比逐渐趋近目标负荷比，实现实际能耗比落入目标能耗比的区间内。由于离心式冷水机组主要依据制冷介质的温差来判断负载的大小，也就是说，当离心式冷水机组中制冷介质的温差较大时，该离心式冷水机组判断当前负载较大，因而会主动提高制冷主机2的负荷比。为此，本发明所提供的调温系统的诱导安全节能方法通过降低制冷设备和/或增大冷却塔6的流量来增大制冷介质的温差，这样一来，离心式冷水机组因被诱导为负载增大而提高自身的实际负荷比，直至实际负荷比等于目标负荷比。

若上述实际负荷比大于上述目标负荷比，则此时需要降低实际负荷比，令实际负荷比逐渐趋近目标负荷比，实现实际能耗比落入目标能耗比的区间内。为此，本发明所提供的调温系统的诱导安全节能方法通过提高制冷设备和/或降低冷却塔6的流量来减小制冷介质的温差，这样一来，离心式冷水机组因被诱导为负载降低而降低自身的实际负荷比，直至实际负荷比等于目标负荷比。

无论是为了增大温差还是减小误差，离心式冷水机组既可以单独通过增大和减小制冷设备的流量来改变温差，也可以单独通过增大和减小冷却塔6的流量来改变温差，还可以同时采用调整制冷设备的流量和冷却塔6的流量来实现温差调节。

除了上述以增大能耗比为目标的调节以外，该调温系统的诱导安全节能方法还可以用于诱导调温系统的温控主机在能耗比较低的运行点上运行。当前，前者是为了在正常作业状态实现节能目的，后者则是为了维持系统的安全性和稳定性。针对后者，举例来说，当调温系统的温控主机例如制冷主机2在高能耗比区间内运行时，可能会因制冷主机2所连接的冷冻水系统缺水或掺杂气泡而导致制冷主机2出现间隙性的高负荷喘振现象，进而造成系统故障或设备损坏。因此，将原本在高能耗比区间运行的制冷主机2诱导至在较低的能耗比区间运行，则可以避免前述高负荷喘振现象的发生，从而提供系统的安全性和稳定性。

在本发明所提供的调温系统的诱导安全节能方法中，制冷设备可包括冷冻水泵4在内的冷冻水循环系统和冷却水泵5在内的冷却水循环系统。由于该调温系统的温差主要取决于冷冻水循环系统，因此，上述实施例中，降低与制冷主机2连接的制冷设备的流量的步骤可包括：降低与制冷主机2连接的冷冻水泵4的流量；与之相适应地，提高与制冷主机2连接的制冷设备的流量的步骤包括：提高与制冷主机2连接的冷冻水泵4的流量。

简单来说，该调温系统的诱导安全节能方法通过降低和提高冷冻水泵4的流量来调整该调温系统的温差。

此外，尽管冷冻水对该调温系统的温差的影响大于冷却水对该调温系统的温差的影响，相较于仅仅调整冷冻水泵4的流量而言，以相同的变化趋势同时调节冷冻水泵4的流量和冷却水泵5的流量可提高温差调节的效率，有利于制冷主机2尽快进入高能耗比的工作区间内。因此，上述降低与制冷主机2连接的制冷设备的流量的步骤还包括：降低与制冷主机2连接的冷却水泵5的流量；提高与制冷主机2连接的制冷设备的流量的步骤还包括：提高与制冷主机2连接的冷却水泵5的流量。

至于该调温系统的诱导安全节能方法获取制冷主机2的实际负荷比的方式，可根据冷冻水循环回路中进出水的温度、流量和压力等参数以及冷却水循环回路中进出水的温度、流量和压力等参数综合分析。因此，可在冷冻水循环回路的进水端和出水端分别设置多个传感器，用于分别检测冷冻水的进水温度、进水流量、进水压力、出水温度、出水流量、出水压力以及冷却水的进水温度、进水流量、进水压力、出水温度、出水流量和出水压力。

除了冷冻水循环回路中进出水的温度、流量和压力等参数以及冷却水循环回路中进出水的温度、流量和压力等参数以外，还可结合制冷主机2所在场地的室内外温度进行分析。

至于如何根据上述多种参数具体计算制冷主机2的实际负荷比，可参考现有技术中的相关计算原理。

以上为针对具有制冷主机2的调温系统的诱导安全节能方法。对于调温系统而言，除了制冷功能以外，部分还具有采暖功能，因此，温控主机也可设置为采暖主机3，此时，该调温系统的诱导安全节能方法包括：

S1：获取调温系统的采暖主机3的实际负荷比；

S2：比较实际负荷比与目标能耗比所对应的目标负荷比；若实际负荷比等于目标负荷比，则维持当前作业；若实际负荷比小于目标负荷比，则进入步骤S3；若实际负荷比大于目标负荷比，则进入步骤S4；

S3：降低与采暖主机3连接的热水泵7的流量，然后返回步骤S1；

S4：提高与采暖主机3连接的热水泵7的流量，然后返回步骤S1。

根据上述步骤S3和S4可知，当温控主机设置为采暖主机3时，流量控制件包括热水泵7。

与具有制冷主机2的调温系统相较而言，具有采暖主机3的调温系统在诱导采暖主机3作业时，其实施步骤与前者类似，区别主要在于被操作对象由制冷主机2、与制冷主机2连接的制冷设备及冷却塔6替换为采暖主机3、与采暖主机3连接的热水泵7。因此，后者的具体实施方式可参照前者进行，此处不再重复说明。

通常，上述采暖主机3具体可设置为采暖锅炉。

本发明还提供一种调温系统，应用如上所述的调温系统的诱导安全节能方法。

该调温系统包括制冷主机2、采暖主机3和主控设备1。制冷主机2连接有冷冻水循环回路、冷却水循环回路、冷却塔6和多个传感器；采暖主机3连接有热水泵7。其中，冷冻水循环回路中设有冷冻水泵4、冷却水循环回路中设有冷却水泵5、冷却塔6设有风机；前述冷冻水泵4、冷却水泵5、风机和热水泵7均电连接于主控设备1。至于该主控设备1则包括用以实现自动获取和调节制冷主机2的实际负荷比和采暖主机3的实际负荷比的控制单元。

其中，主控设备1可通过多个传感器自动检测冷冻水循环回路、冷却水循环回路、冷却塔6的作业参数，从而获取制冷主机2的实际负荷比；并通过多个传感器自动检测热水泵7的作业参数，从而获取采暖主机3的实际负荷比。

可见，对于该调温系统而言，需要对制冷主机2进行诱导控制时，可通过多个传感器获取制冷主机2的实际负荷比，再结合主控设备1实现对冷冻水泵4、冷却水泵5、风机三者中任意一者或全部的流量调节，最终诱导制冷主机2、采暖锅炉运行至目标负荷比所应对的作业状态，达到节能目的。其中，除了调整冷冻水泵4、冷却水泵5、风机的流量以外，还可以通过调整冷冻水循环回路和冷却水循环回路的各个阀门实现流量调节。需要对采暖主机3进行诱导控制时，可通过多个传感器获取采暖主机3的实际负荷比，再结合主控设备1实现对热水泵7以及采暖主机3所在回路的阀门的流量调节。

为了便于区别，前文所提及的制冷主机2的实际负荷比和目标负荷比可分别视为第一实际负荷比和第一目标负荷比，前文所提及的采暖主机3的实际负荷比和目标负荷比可分别视为第二实际负荷比和第二目标负荷比。

进一步地，为了方便操作，上述调温系统的主控设备1设有人机界面和网络接口；人机界面用于供使用者直观获取制冷主机2和/或采暖主机3的实际负荷比，也便于使用者向主控设备1输入目标负荷比；网络接口用于实现主控设备1的数据传输，有利于主控设备1通过分级和计算制冷主机2和采暖主机3的运行规律，并反过来应用于制冷主机2和采暖主机3的诱导控制，例如实现诱导节能控制或者诱导安全控制。

以上对本发明所提供的调温系统和调温系统的诱导安全节能方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。