[发明专利]调节同步变速变流量供热系统中水泵台数的节能控制方法

权利要求书

1.调节同步变速变流量供热系统中水泵台数的节能控制方法，其特征在于它的步骤如下：

步骤一：对控制器(4)进行初始化；将所选型号水泵(1)样本中提供的单台水泵(1)在额定转速n₀下运行工况点的流量、扬程、功率和效率值输入到控制器(4)中，控制器(4)通过最小二乘法拟合得到单台水泵(1)的特性曲线；控制器(4)再分别得到i台水泵(1)并联同步变频调速时的特性曲线；然后将热网管网的设定流量和设定流量下的管网阻力输入到控制器(4)中，控制器(4)计算得到管网的阻力特性曲线；最后将水泵电机和水泵变频器的效率输入到控制器(4)中，完成控制器(4)的初始化，其中1≤i≤m台，i是正在运行的水泵的台数，m为热网管网中水泵(1)的总台数；

步骤二：计算m-1个切换点；将步骤一中得到的i台水泵(1)并联同步变频调速时的特性曲线和管网的阻力特性曲线、以及水泵(1)台数切换点处的约束条件联立求解获得水泵(1)的m-1个切换点，及每个切换点处的参数；

步骤三：进行运行水泵(1)台数切换；在运行过程中，控制器(4)通过流量计(3)实时采集管网的循环流量值，并从水泵变频调速器(2)中采集并记录水泵(1)的流量、转速、电流、电压、运行台数值；随着管网流量的变化，若某一时刻管网的总流量值等于计算所得到的切换点处的流量值，则控制器(4)向水泵变频调速器(2)发出指令，进行台数切换，否则就继续进行i台水泵并联同步变频调速运行。

2.根据权利要求1所述的调节同步变速变流量供热系统中水泵台数的节能控制方法，其特征在于，步骤一中，将所选型号水泵(1)样本中提供的单台水泵(1)在额定转速n₀下运行工况点的流量、扬程、功率和效率值输入到控制器(4)中；控制器(4)用最小二乘法对输入的数据进行多项式拟合，多项式的形式如公式1：

通过上述拟合就可以得到式中系数A₁、A₂、B₁、B₂、C₀、C₁、C₂的值，从而得到所选型号的单台水泵(1)在额定转速n₀下的特性曲线，然后根据相似定律得到单台水泵(1)在任意转速n下的的Q-H、Q-N、Q-η特性曲线，如公式2： 

式中Q——单台水泵变频调速运行的流量值，m³/h；

    H——单台水泵变频调速运行的扬程，mH₂O；

    N——单台水泵变频调速运行的功率，kW；

    η——单台水泵变频调速运行的效率，％；

    κ——调速比， 

控制器(4)从水泵变频调速器(2)中采集水泵(1)运行台数值为i台，然后根据多台水泵(1)并联运行的特点就能得到i台同型号水泵(1)并联同步变频调速的特性曲线如下式所示：

式中Q_i——i台水泵并联同步变频调速运行的总流量，m³/h；

H_i——i台水泵并联同步变频调速运行的扬程，mH₂O

N_i——i台水泵并联同步额定转速运行的总功率，kW；

η_i——i台水泵并联同步额定转速运行的效率，％；

κ——调速比， 

公式2和公式3中的系数A₁、A₂、B₁、B₂、C₀、C₁、C₂采用公式1得到的系数值；

管网的阻力特性曲线公式：

H_i＝H_ST+SQ_i²                         (4)

H_ST-对于采用末端压差控制的管网，应保证的末端压差值，为一常数；

S-管网的阻力特性系数

水泵电机的效率公式：

η_d＝0.94187×(1-e^-9.04k)                 (5) 

水泵变频器的效率公式：

η_V＝0.5087+1.283k-1.42k²+0.5834k³              (6)

输入信息完成控制器(4)的初始化。