技术领域
[0001] 本实用新型属于建筑节能及空调水系统领域，具体涉及一种空调冷却水二次泵变流量系统。
背景技术
[0002] 随着我国城镇化的不断发展，中心城市人口越来越多，从而也促进了地
铁和其他大型公共建筑的建设。大型公共建筑的空调系统复杂、庞大，在整个建筑能耗中的比重也很大。通常，空调系统运行能耗占整个建筑能耗60％以上，因此空调节能显得日益重要。大型的中央空调系统主要由冷却水系统、冷水机组、冷冻水系统和
风系统组成；新型的水环
热泵空调系统、水源多联空调系统，均有冷却水系统部分，且随着系统的增大而变得越来越复杂。空调冷却水系统的主要耗能部件包括
冷却塔和冷却水泵，其运行能耗在整个空调系统中占有重要的比重。因此，一种良好的空调冷却水系统及其控制方法对空调系统的节能及系统稳定都具有重要的意义。
[0003]
现有技术中，空调冷却水系统均采用一次泵定流量系统或一次泵变流量水系统对冷却水进行集中处理、输配。为满足制冷主机
冷凝器的冷却需求，该系统通常通过室外湿球
温度的逼近度控制冷却塔风机变频，通过供回水温差控制一次泵(冷却水泵)变频，从而达到节能运行的目的。对于多台制冷主机、多台水环热泵机组、多台水源多联空调主机的大型空调系统，各机组对冷却水的需求，只能通过各支管上的
阀门和管网的平衡来实现；必然存在
冷却水流量难以按需调节、分配不均衡、混合温差减小、总流量过流等问题，造成输配
能量的较大浪费。另外，由于阀门是一个阻
力构件，阀门开度减小将增加管路系统的阻力，在相同流量情况下，增加了水泵的功耗；所以，通过阀门控制冷却水流量平衡，也是一种
能源浪费。实用新型内容
[0004] 针对现有技术以上
缺陷或改进需求中的至少一种，本实用新型提供了一种空调冷却水二次泵变流量系统，通过在各冷却水的支路上分别设置二次泵，对各支路流量进行控制，可以满足各支路对冷却水量的需求；另一方面，将阀门阻力改为二次泵动力，解决了水阀造成的能量浪费问题。
[0005] 为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种空调冷却水二次泵变流量系统，其中：包括并联的若干冷却塔，冷却塔的进水端连接并联的若干末端机组支路，冷却塔的出水端连接并联的若干一次阀支路，一次阀支路回水至末端机组支路形成循环；还包括末端控制柜和冷源控制柜，分别用于各末端机组支路流量调节和冷却塔、各一次阀支路的流量调节；
[0006] 每个一次阀支路上设置有一次阀、第一水阀；
[0007] 冷却塔与一次阀支路之间的冷却水回水管上设有第一温度
传感器；
[0008] 冷却塔与末端机组支路之间的冷却水供水管上设有第二
压力传感器；
[0009] 一次阀支路和末端机组支路之间的冷却水回水管上设有第一压力传感器、第四温度传感器、第一流量传感器；
[0010] 每个末端机组支路上设置有二次泵，第二温度传感器、第二流量传感器、第二水阀；
[0011] 在末端机组支路两端的冷却水供水管和冷却水回水管之间的平衡管上设置有第三水阀。
[0012] 优选地，每个冷却塔包括冷却塔风机，每个冷却塔支路的进水端设置有第二水阀、出水端设置有第五水阀；
[0013] 优选地，空调冷却水二次泵变流量系统还包括设置于室外的
湿度传感器、第三温度传感器。
[0014] 优选地，冷源控制柜包括第一电源空气
开关，一次泵控制装置，冷却塔风机控制装置，第一水阀控制装置，第二水阀控制装置，第五水阀控制装置，一次泵
变频器，冷却塔风机变频器，第一水阀执行器，第二水阀执行器，第五水阀执行器。
[0015] 优选地，第一温度传感器、第三温度传感器、湿度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三水阀、第一流量传感器与冷源控制柜电连接，将温度
信号、湿度信号、压力信号、水阀开闭信号、流量信号传递给冷源控制柜中冷却塔风机控制装置、一次泵控制装置、第一水阀控制装置、第二水阀控制装置、第五水阀控制装置；
[0016] 优选地，冷却塔风机变频器、冷却塔风机、第一水阀执行器、第二水阀执行器、第五水阀执行器与冷源控制柜电连接；冷却塔风机变频器接受风机控制装置输出的
控制信号，控制冷却塔风机的变频；
[0017] 优选地，一次泵变频器接受一次泵控制装置输出的控制信号，控制一次泵的变频；
[0018] 优选地，第一水阀执行器接受第一水阀控制装置输出的控制信号，控制水阀的开关；
[0019] 优选地，第二水阀执行器接受第二水阀控制装置输出的控制信号，控制第二水阀的开关；
[0020] 优选地，第五水阀执行器接受第五水阀控制装置输出的控制信号，控制水阀的开关；
[0021] 优选地，第一电源空气开关控制主控制柜各部件的电源输入。
[0022] 优选地，末端控制柜包括第二电源空气开关，二次泵控制装置，第三水阀控制装置，第四水阀控制装置，二次泵变频器，第三水阀执行器，第四水阀执行器；
[0023] 优选地，第二温度传感器、第二流量传感器、第四温度传感器、第一流量传感器与末端控制柜电连接，将温度信号、流量信号传递给末端控制柜中二次泵控制装置、第三水阀控制装置、第四水阀控制装置；
[0024] 优选地，二次泵变频器、第二水阀、第三水阀与末端控制柜电连接；二次泵变频器接受二次泵控制装置输出的控制信号，控制二次泵的变频；
[0025] 优选地，第三水阀执行器接受第三水阀控制装置输出的控制信号，控制第二水阀的开关；
[0026] 优选地，第四水阀执行器接受第四水阀控制装置输出的控制信号，控制第三水阀的开关；
[0027] 优选地，第二电源空气开关控制主控制柜各部件的电源输入。
[0028] 上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0029] 总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0030] 1、本实用新型的空调冷却水二次泵变流量系统，将二次泵取代末端水阀，利用水泵的动力对支管上的流量进行调节，消除了末端水阀的局部阻力，特别是在异程式系统中，避免了近端水阀带来的能量消耗，同时减少了一次泵的扬程，最终达到了减少输配系统功耗的目的。另一方面，该系统控制策略对水泵进行变频调节和台数控制，克服了输配系统中小温差大水量的弊端，进一步降低了输配系统的功耗；同时，根据室外气象参数，确定最佳的冷却塔出水温度，对冷却塔风机进行变频调节，并提高了末端机组的制冷性能，使得系统处于更加节能的状态下运行。以此同时，分别利用干管上供回水压差、末端支路上的供回水温差、冷却水回水温度分别对一次泵、二次泵和冷却塔风机进行控制，保证了控制策略的准确性和时效性。
[0031] 2、本实用新型的空调冷却水二次泵变流量系统，末端机组型式多样化，可以为水冷式冷水机组、水冷柜机、水环热泵空调机组、水源多联空调主机等多种水冷型机组，具有广泛的适用性。
[0032] 3、本实用新型的空调冷却水二次泵变流量系统，利用水泵的动力对支管上的流量进行调节，能满足各末端对冷却水量的动态需求，同时，消除了末端水阀的局部阻力，特别是在异程式系统中，避免了近端水阀带来的能量消耗，并减少了一次泵的扬程，最终达到了减少输配系统功耗的目的。
[0033] 4、本实用新型的空调冷却水二次泵变流量系统，一次泵、二次泵采用变频调节和台数控制，克服了输配系统中小温差大水量的弊端，进一步降低了输配系统的功耗。
[0034] 5、本实用新型的空调冷却水二次泵变流量系统，根据室外气象参数，确定最佳的冷却塔出水温度，对冷却塔风机进行变频调节，并提高了末端机组的制冷性能，使得系统处于更加节能的状态下运行。
[0035] 6、本实用新型的空调冷却水二次泵变流量系统，在末端机组管路上设置温度传感器，在冷却塔出水管上设置温度传感器、在供回水干管上设置压力传感器，分别利用末端支路上的供回水温差、供回水压差和冷却水回水温度分别对一次泵、二次泵和冷却塔风机进行控制，保证了控制的准确性和时效性。
[0036] 综上所述，本实用新型的一种空调冷却水二次泵变流量系统，末端机组型式具有多样化，具有广泛的适用性；采用二次泵取代阀门进行调节的方法和变频技术，减少了输配系统的功耗；根据室外气象参数确定最优冷却塔出水温度，提高了末端机组的制冷性能，使得系统处于更加节能的状态下运行；同时，利用独立参数对各设备进行控制，保证了控制的准确性和时效性；空调冷却水二次泵变流量系统具有广泛的适用性、明显的技术先进性、显著的经济性和很强的实用性，必将拥有广阔的市场应用前景。
附图说明
[0037] 图1是本实用新型的空调冷却水二次泵变流量系统的原理示意图。
具体实施方式
[0038] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及
实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本实用新型进一步详细说明。
[0039] 作为本实用新型的一种较佳实施方式，如图1所示，本实用新型提供一种空调冷却水二次泵变流量系统包括一次泵1，第一水阀3，第一温度传感器4，冷却塔风机5，第二水阀7，第一压力传感器8，第二压力传感器9，第三水阀10，冷源控制柜11，第二温度传感器15，二次泵17，第二水阀19，末端控制柜21，湿度传感器22，第三温度传感器23，第五水阀32，第四温度传感器35，第二流量传感器36，第一流量传感器37。
[0040] 冷源控制柜11包括第一电源空气开关12，一次泵控制装置13，冷却塔风机控制装置14，第一水阀控制装置24，第二水阀控制装置25，第五水阀控制装置33，一次泵变频器2，冷却塔风机变频器6，第一水阀执行器26，第二水阀执行器27，第五水阀执行器34。
[0041] 末端控制柜21包括第二电源空气开关18，二次泵控制装置20，第三水阀控制装置28，第四水阀控制装置30，二次泵变频器16，第三水阀执行器29，第四水阀执行器31。
[0042] 在冷源控制柜11中，第一温度传感器4、第三温度传感器23、湿度传感器22、第一压力传感器8、第二压力传感器9、第三水阀10、第一流量传感器37与冷源控制柜11电连接，将温度信号、湿度信号、压力信号、水阀开闭信号、流量信号传递给冷源控制柜11中冷却塔风机控制装置14、一次泵控制装置13、第一水阀控制装置24、第二水阀控制装置25、第五水阀控制装置33。冷却塔风机变频器6、冷却塔风机5、第一水阀执行器26、第二水阀执行器27、第五水阀执行器34与冷源控制柜11电连接。冷却塔风机变频器6接受风机控制装置14输出的控制信号，控制冷却塔风机5的变频。一次泵变频器2接受一次泵控制装置13输出的控制信号，控制一次泵1的变频，第一水阀执行器26接受第一水阀控制装置24输出的控制信号，控制水阀3的开关，第二水阀执行器27接受第二水阀控制装置25输出的控制信号，控制第二水阀7的开关，第五水阀执行器34接受第五水阀控制装置33输出的控制信号，控制水阀32的开关。第一电源空气开关12控制主控制柜11各部件的电源输入。
[0043] 在末端控制柜21中，第二温度传感器15、第二流量传感器36、第四温度传感器35、第一流量传感器37与末端控制柜21电连接，将温度信号、流量信号传递给末端控制柜21中二次泵控制装置20、第三水阀控制装置28、第四水阀控制装置30。二次泵变频器16、第二水阀19、第三水阀10与末端控制柜21电连接。二次泵变频器16接受二次泵控制装置20输出的控制信号，控制二次泵17的变频，第三水阀执行器29接受第三水阀控制装置28输出的控制信号，控制第二水阀19的开关，第四水阀执行器31接受第四水阀控制装置30输出的控制信号，控制第三水阀10的开关。第二电源空气开关18控制主控制柜21各部件的电源输入。
[0044] 其具体控制方法如下：
[0045] 一、装置启动时，一个或多个末端机组接受运行信号后，开启该末端机组所在支路上的第二水阀19和平衡管上的第三水阀10，延迟一定时间(默认1s)开启末端机组所在支路上的二次泵17。开启冷却塔进水端的第二水阀7和出水端的第五水阀32、一次泵的第一水阀3，延迟一定时间(默认1s),并在确认平衡管上的第三水阀10开到位后，开启一次泵1。冷却塔进水端的第二水阀7和出水端的第五水阀32开到位后，启动冷却塔风机5。开启需要运行的末端机组及相应的冷冻水系统。
[0046] 二、装置停止时，关闭运行中的末端机组，延迟一定时间(默认10s)关闭冷却塔风机5，延迟一定时间(默认180s)关闭一次泵1和二次泵17，延迟一定时间(默认120s)关闭冷冻水系统，在确认二次泵17关闭后，关闭支路上的第二水阀19，在确认一次泵1关闭后，关闭冷却塔进水端的第二水阀7和出水端的第五水阀32、一次泵的第一水阀3。
[0047] 三、装置工作时，末端控制柜21接受设置于二次泵所在支管上的第二温度传感器15、冷却水回水管上的第四温度传感器35的温度信号，计算出供回水温差，二次泵控制装置
20输出控制信号，通过二次泵变频器16对二次泵17的运行
频率进行控制。当支管供回水温差高于设定值(默认5.5℃)，连续满足该条件一定时间(默认20s)后，二次泵17运行频率提高一定值(默认0.5Hz)；当所在支管供回水温差低于设定值(默认4.5℃)，连续满足该条件一定时间(默认20s)后，二次泵17运行频率降低一定值(默认0.5Hz)。
[0048] 四、装置工作时，冷源控制柜11接受设置于冷却水回水管上的第一压力传感器8、冷却水供水管上第二压力传感器9的压力信号，计算出供回水压差，一次泵控制装置13输出控制信号，通过一次泵变频器2对一次泵1的运行频率进行控制。当供回水压差高于设定值(默认5Pa)，连续满足该条件一定时间(默认20s)后，一次泵1运行频率提高一定值(默认0.5Hz)；当供回水压差低于设定值(默认-5Pa)，连续满足该条件一定时间(默认20s)后，一次泵1运行频率降低一定值(默认0.5Hz)。
[0049] 五、装置工作时，冷源控制柜11接受设置于冷却水回水管上的第一流量传感器37的流量信号，与预设的多个流量值进行比较(如预设值由大到小依次为m1、m2、m3…mn，分别对应一台、两台、三台…n台一次泵的供水能力)，一次泵控制装置13输出控制信号，通过一次泵变频器2对一次泵1的启停进行控制。如果总冷却水量大于某个预设值(比如在只有两台一次泵在运行的情况下，总冷却水量大于m2，即超过了两台一次泵的供水能力)时，连续满足该条件一定时间(默认20s)后，增加一台一次泵1运行，同时联
锁开启该一次泵的第一水阀3。如果总冷却水量小于某个预设值(比如只有两台一次泵在运行的情况下，总冷却水量小于m1，即一台一次泵就能满足供水要求)时，关闭一台一次泵1，同时联锁关闭该一次泵的第一水阀3。
[0050] 六、装置工作时，冷源控制柜11接受设置于室外的第三温度传感器23的温度信号、湿度传感器22的湿度信号、设置于冷却塔出水管上的第一温度传感器4的温度信号，计算出最优冷却塔出水温度，最优冷却塔出水温度等于室外空气
湿球温度加一定值(默认2.5℃)，计算出冷却塔出水温度与最优冷却塔出水温度差值，冷却塔风机控制装置14输出控制信号，通
过冷却塔风机变频器6对冷却塔风机5的运行频率进行控制。当差值高于设定值(默认0.5℃)，连续满足该条件一定时间(默认10s)后，冷却塔风机5运行频率提高一定值(默认
5Hz)；差值低于设定值(默认-0.5℃)，连续满足该条件一定时间(默认20s)后，冷却塔风机5运行频率降低一定值(默认5Hz)，所有的冷却塔风机5采用频率同调方式。当冷却塔出水温度低于设定值(默认18℃)时，冷却塔风机5全部关闭。
[0051] 七、装置工作时，末端控制柜21接受设置于所在支路上的第一流量传感器37的流量信号，二次泵控制装置20输出控制信号，通过二次泵变频器16对二次泵17的运行频率进行控制。当所在支路上的流量低于某一设定值(默认为末端机组额定流量的50％)时，二次泵17运行频率提高一定值(默认0.5Hz)。
[0052] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
