Система и устройство адаптивного бездатчикового управления расходом насоса для энергосберегающих насосных применений - RU2016146468A

1. Устройство, содержащее:

сигнальный процессор или модуль обработки, выполненный с возможностью по меньшей мере:

принимать сигнальную информацию о расходах от бездатчиковых преобразователей в зонных циркуляционных насосах в зонах нагрева/охлаждения, управляемых датчиками температуры, в системе водяного отопления, для извлечения адаптивной уставки давления, чтобы обеспечить соответствие расходам, запрашиваемым зонами нагрева/охлаждения, используя адаптивную систему и уравнение кривой управления расходом, при этом полученная сигнальная информация также содержит информацию об общих расходах, запрашиваемых зонными циркуляционными насосами; и

определять необходимые скорости работы насосов для зонных циркуляционных насосов, чтобы удовлетворять температурным требованиям в зонах нагрева, на основе полученной сигнальной информации.

2. Устройство по п. 1, в котором сигнальный процессор или модуль обработки выполнен с возможностью предоставлять соответствующую сигнальную информацию, содержащую информацию о необходимых скоростях работы насосов.

3. Устройство по п. 2, в котором соответствующая сигнальная информация содержит информацию, используемую для управления водяной насосной системой.

4. Устройство по п. 1, в котором сигнальный процессор или модуль обработки выполнен в виде, или образует часть, центрального пульта управления насосом.

5. Устройство по п. 1, в котором зонные циркуляционные насосы содержат датчики для предоставления расходов.

6. Устройство по п. 1, в котором сигнальный процессор или модуль обработки выполнен с возможностью определять уравнение кривой адаптивного управления насосом на основе кривой адаптивной системы и в виде скользящего максимального расхода системы, который зависит от соотношения между адаптивной уставкой давления, расходом в системе, запрашиваемым температурными нагрузками, минимальным давлением в отсутствии расхода, параметром установки кривой управления и адаптивным скользящим максимальным расходом и давлением.

7. Устройство по п. 6, в котором сигнальный процессор или модуль обработки выполнен с возможностью:

1) определять уравнение кривой адаптивного управления насосом на основе адаптивной кривой системы и в виде скользящего максимального расхода системы, используя уравнение (2.1) следующим образом:

где P^*(t) представляет адаптивную уставку давления, Q^*(t) является расходом системы, запрашиваемым температурными нагрузками, b₀ является минимальным давлением в отсутствии расхода, α является установочным параметром кривой управления, изменяющимся в виде 1≤α≤2, определенным между линейной кривой и квадратичной кривой, a и являются адаптивными скользящими максимальными расходом и давлением; или

2) определять сигнал расхода для использования в способе ПИД-регулирования расхода на основе уставки расхода в функции управления с использованием уравнения (2.2) следующим образом:

в том числе тогда, когда сигнальный процессор или модуль обработки выполнен с возможностью принимать сигнал мгновенного давления Р^*(t) от датчика давления.

8. Устройство по п. 7, в котором сигнальный процессор или модуль обработки выполнен с возможностью принимать соответствующую сигнальную информацию, содержащую информацию о расходе Q^*(t) или давлении P^*(t) системы от расходомера или датчика давления, или бездатчикового преобразователя, соответственно.

9. Устройство по п. 7, в котором, для применения с множеством зон, сигнальный процессор или модуль обработки выполнен с возможностью определять расход Q^*(t) системы как суммы расходов в зонах, соответственно, используя уравнение (2.3) следующим образом:

где является расходом в зоне i, а n является общим количеством зон, в том числе тогда, когда сигнальный процессор или модуль обработки выполнен с возможностью принимать соответствующую сигнальную информацию, содержащую информацию о расходе или давлении P^*(t) системы от расходомера или датчика давления, или бездатчикового преобразователя в зоне i, соответственно.

10. Устройство по п. 7, в котором сигнальный процессор или модуль обработки выполнен с возможностью определять соответствующую сигнальную информацию, относящуюся к адаптивному скользящему максимальному расходу , посредством детектора скользящего среднего или скользящих пиков, по расходу Q системы, используя уравнение (2.4) следующим образом:

где функция MA(Q(t)) представляет детектор скользящего среднего, а функция MP(Q(t)) представляет детектор скользящих пиков, соответственно.

11. Устройство по п. 10, в котором сигнальный процессор или модуль обработки выполнен с возможностью определять соответствующую сигнальную информацию, содержащую информацию о путем использования уравнения расхода следующим образом:

в том числе тогда, когда сигнальный процессор или модуль обработки выполнен с возможностью определять соответствующую сигнальную информацию, содержащую информацию о характеристическом коэффициенте адаптивной системы, используя характеристический коэффициент C_ν эквивалентной системы, путем использования детектора скользящего среднего или максимума, определенный в уравнении (2.4) соответственно.

12. Устройство по п. 7, в котором параметры и изменяются в границах диапазонов и , в том числе тогда, когда характеристический коэффициент адаптивной системы является постоянной величиной C_ν, если расход системы регулируется с помощью циркуляционных насосов.

13. Устройство по п. 7, в котором сигнальный процессор или модуль обработки выполнен с возможностью определять соответствующую сигнальную информацию, содержащую информацию о расчетной точке или рабочей точке расхода и давления и системы, где кривая системы может проходить через кривую насоса при расчетной скорости, используя уравнение (2.5) следующим образом:

где a, b и с являются коэффициентами функции кривой второго порядка насоса наилучшего приближения, n_d и n_max являются скоростями работы насоса в расчетной точке и соответствующем максимуме, соответственно.

14. Устройство по п. 7, в котором сигнальный процессор или модуль обработки выполнен с возможностью определять соответствующую сигнальную информацию, содержащую информацию о функции ПИД-регулятора для скорости n работы двигателя относительно мгновенного давления в системе и адаптивной уставки давления, используя уравнение (3.1) следующим образом:

где P^*(t) является адаптивной уставкой давления, определяемой с помощью уравнения (2.1), P(t) является мгновенным давлением в системе, a pid представляет функцию ПИД-регулятора.

15. Устройство по п. 13, в котором сигнальный процессор или модуль обработки выполнен с возможностью определять соответствующую сигнальную информацию для ведомого ПИД-регулятора расхода для достижения работы насосов с минимальным энергопотреблением, используя уравнение (3.2) следующим образом:

где Q^*(t) является уставкой расхода системы, определяемой с помощью уравнения (2.2) с сигналом мгновенного давления в системе, или определяемой непосредственно для сигналов расходов для множества зон с использованием уравнения (2.3), соответственно, Q(t) является мгновенным расходом системы при скорости n работы двигателя.

16. Устройство по п. 1, которое содержит систему и устройство адаптивного бездатчикового управления насосами.

17. Способ, включающий:

прием, с помощью сигнального процессора или модуля обработки, сигнальной информации, содержащей информацию о расходах, от бездатчиковых преобразователей в зонных циркуляционных насосах в зонах нагрева/охлаждения, управляемых датчиками температуры, в системе водяного отопления, для извлечения адаптивной уставки давления, чтобы обеспечить соответствие расходам, запрашиваемым зонами нагрева/охлаждения, используя адаптивную систему и уравнение кривой управления расходом, при этом полученная сигнальная информация также содержит информацию об общих расходах, запрашиваемых зонными циркуляционными насосами; и

определение с помощью сигнального процессора или модуля обработки необходимых скоростей работы насосов для зонных циркуляционных насосов, чтобы удовлетворять температурным требованиям в зонах нагрева, на основе полученной сигнальной информации.

18. Способ по п. 17, который включает предоставление от сигнального процессора или модуля обработки соответствующей сигнальной информации, содержащей информацию о необходимых скоростях работы насосов.

19. Способ по п. 18, в котором соответствующая сигнальная информация содержит информацию, используемую для управления насосной водяной системой.

20. Способ по п. 17, который включает выполнение сигнального процессора или модуля обработки в виде центрального пульта управления насосами, или формирование сигнального процессора или модуля обработки в виде части центрального пульта управления насосами.

21. Способ по п. 17, который включает выполнение зонных циркуляционных насосов с датчиками для предоставления расходов.

22. Способ по п. 17, который включает определение, с помощью сигнального процессора или модуля обработки, уравнения кривой адаптивного управления насосом на основе кривой адаптивной системы и в виде скользящего максимального расхода системы, который зависит от соотношения между адаптивной уставкой давления, расходом в системе, запрашиваемым температурными нагрузками, минимальным давлением в отсутствии расхода, установочным параметром кривой управления и адаптивными скользящими максимальными расходом и давлением.