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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明属于建筑环境控制技术领域，公开一种面向空调水系统适于在线应用的同型号并联变频水泵的优化控制方法，步骤如下：获取并联变频水泵的水泵特性曲线；监测水泵实时扬程与系统流量；监测并联变频水泵实时转速；确定水泵配置方案。本发明提出的方法可解决常规空调水系统中，并联水泵无法根据当前工况和压差目标来进行优化调节，导致运行效率低，实时性和普适性均较差的问题。本发明针对此问题提出了一种并联变频水泵的优化控制方法，包括并联变频水泵转速优化配置方法与台数优化配置方法，可明显提高水泵的运行效率，降低水泵的运行能耗。

主权项：1.一种面向空调水系统适于在线应用的同型号并联变频水泵的优化控制方法，其特征在于，步骤如下：S1、获取并联变频水泵的水泵特性曲线水泵对应额定转速运行时，水泵扬程、效率的计算模型分别如下式所示：HPR＝a1GPR2+a2GPR+a3式中，HPR是水泵额定转速运行状态下的扬程，GPR是水泵额定转速运行状态下的流量，a1、a2、a3为性能常数；ηPR＝b1GPR2+b2GPR+b3式中，ηPR是水泵额定转速运行状态下的效率，b1、b2、b3为性能常数；S2、监测水泵实时扬程与系统流量实时监测水泵扬程及系统流量，定期获取一次水泵实时流量和实时扬程；S3、监测并联变频水泵实时转速定义水泵当前转速与额定转速的比值为转速比，设为w；当w＝1即水泵对应额定转速运行；实时监测水泵实时转速，定期获取一次水泵实时转速比；S4、确定水泵配置方案设系统当前有n台同型号并联水泵，设第i台水泵的水泵效率、电机效率与变频器效率分别为ηPi、ηMi、ηVFDi，1in，实时转速比、实时扬程和实时流量通过S2、S3获取，分别记为wi、HPi、GPi；设定当前水泵运行的配置方案已满足系统需求，可根据下述方法定期对水泵配置方案进行实时优化，选择能效更高的水泵配置方案；定期根据实时工况优化水泵配置方案，设系统要求的水泵工作点扬程为HR，流量为GR，有如下两种台数配置方案均可以达到系统要求；配置方案1，一台水泵投入运行：单泵以转速比w1运行，水泵效率η0＝b1w1-2GR2+b2w1-1GR+b3；其中，w1与S3中获取到的水泵转速比一致，或者根据相似率和S1中获取到的水泵性能曲线，水泵转速比w1可根据下式计算获取：HR＝a1GR2+a2w1GR+a3w12；配置方案2，m台水泵投入运行：1m≤n，m台水泵均以转速比wm并联运行；水泵转速比wm可根据下式计算获取：HR＝a1GRm2+a2wmGRm+a3wm2；S4.1判断水泵工况分区：工况分区可表现在水泵性能曲线图中，有以下几个参数可辅助判断最佳的配置方案； 其中，GMIN、GMAX分别表示低流量阈值和高流量阈值，ηA、ηB分别表示效率阈值1和效率阈值2；以下是关于GMAX和ηA计算公式中的wc的具体说明：若当前工况下系统在配置方案1下运行，wc可直接通过水泵频率反馈信号得到，即wc＝w1；若当前工况下系统在配置方案2下运行，wc可通过下式求得：HR＝a1GR2+a2wcGR+a3wc2；GMIN与GMAX将系统流量划分为三个区域即G1区、G2区、G3区；划分原则为：当GRGMIN时，系统流量划分为G1区；当GR∈[GMIN,GMAX]时，系统流量划分为G2区；当GRGMIN时，系统流量划分为G3区；ηA与ηB将水泵效率划分为三个区域即η1区、η2区、η3区；划分原则为：当η0ηA，ηB中的较大值，水泵效率划分为η1区；当η0数值在ηA，ηB之间，水泵效率划分为η2区；当η0ηA，ηB中的较小值，水泵效率划分为η3区；由于GMIN、GMAX、ηA、ηB与系统水力工况密切相关，因此分区情况是随工况变化而变化的；S4.2根据工况点所处分区，优化配置方案通过参考相关工况参数即系统流量GR、配置方案1对应的水泵效率η0监测值所处范围，可根据以下方法对两种配置方案进行优化决策：当工作点在流量分区G1且效率分区为η1或η2时，应选择配置方案1；当工作点在流量分区G1且效率分区为η3时，应选择配置方案2；当工作点在流量分区G2且效率分区为η1或η2时，应选择配置方案1；当工作点在流量分区G2且效率分区为η3时，应选择配置方案2；当工作点在流量分区G3且效率分区为η1或η2时，应选择配置方案1；当工作点在流量分区G3且效率分区为η3时，应选择配置方案2。

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百度查询： 大连理工大学 一种面向空调水系统适于在线应用的同型号并联变频水泵的优化控制方法