[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

说明书

技术领域

本发明涉及变流量供热系统的控制领域。

背景技术

对于变流量供热系统，水泵并联采用定速运行，存在着能量的大量浪费。

非同步变速方案虽然在一定程度上可以减小对变频器的投资，但是其运行相当复杂，如果操作不当，不但不会节能，反而会使系统能耗更高。

在整个供暖季中始终采用多台水泵变频调速也是不合理的，不节能的。

在采用变速调节和运行台数控制的协同调节方法中，当单台水泵提供流量满足要求就采用单台水泵运行的调节方式存在不合理性。

根据流量-功率曲线确定并联水泵运行点的方法，解法复杂，不便应用。

发明内容

本发明针对变流量供热系统中，循环水泵采用变转速和变台数协同调节的运行方法中所存在的能耗高、调节不合理和不变应用的缺点，而提出了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。

本发明的步骤如下：

步骤一：对控制器进行初始化；将所选型号水泵样本中提供的单台水泵在额定转速n₀下运行工况点的流量、扬程、功率和效率值输入到控制器中，控制器通过最小二乘法拟合得到单台水泵的特性曲线；控制器再分别得到i台水泵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中，控制器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中，完成控制器的初始化，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、以及水泵台数切换点处的约束条件联立求解获得水泵的m-1个切换点，及每个切换点处的参数；

步骤三：进行运行水泵台数切换；在运行过程中，控制器通过流量计实时采集管网的循环流量值，并从水泵变频调速器中采集并记录水泵的流量、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，则控制器向水泵变频调速器发出指令，进行台数切换，否则就继续进行i台泵并联同步变频调速运行。

本发明适用于采用多台循环水泵并联运行的变流量供热系统。通过对水泵、电机、变频器、管网系统的已知参数的处理，得到各流量下水泵的最佳运行状态，指导水泵的运行，使管网循环水泵的能耗达到最低。该运行控制方式是以水泵的总体能耗作为目标函数的，与现在通用的各种调节方式相比较，在不增加投资的情况下，保证了水泵始终在能耗最低的工况下运行，所以按照该方式进行运行可使能耗达到最小，并且实现方法简便易行。与传统的调节方式相比较，节能达到10％-15％。

附图说明

图1为调节同步变速变流量供热系统的结构示意图；图2为单台水泵1变速调节和两台并联变速泵的能耗对比图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤如下：

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通过数学方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，否则就继续进行多台泵并联同步变频调速运行。