一种冷冻机房节能控制系统的制作方法与工艺

本发明涉及一种冷冻机房节能控制系统。

背景技术：
近年来中国许多大中城市电力短缺现象日趋严重，夏季空调设备的耗电量在高峰时甚至消耗约40%的城市电力供应，因此节约用电迫在眉睫。由于楼宇的空调电费取决于整个空调系统的能耗，因此不仅需要提高空调设备本身的效率，而且要优化空调系统设计，降低楼宇空调系统的整体能耗。楼宇空调的冷水系统一般包括冷水机组、冷却塔、冷冻水泵及冷却水泵等几个主要的耗能部件。如何控制冷水机组、冷却塔、冷冻水泵及冷却水泵的启停频率，以达到节约电能的目的，这需要优化空调系统的设计方案，调整各部件所占系统能耗的分配比例来降低整个系统的能耗。

技术实现要素：
为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种冷冻机房节能控制系统。本发明通过以下技术方案实现的：本发明包括需求预测系统，智能优化系统和可编程控制器，所述需求预测系统对现场控制器从冷冻机房设备所采集的温度、湿度、压力、流量等数据进行分析，对负荷进行预测，对参数进行估计；所述智能优化系统对末端负荷及室外环境情况进行分析，对冷水机组，冷冻水泵，冷却水泵性能与运行参数进行拟合函数，匹配冷却塔运行模式，运用数学模型得出初步结果，对初步结果进行智能优化运算得出冷冻机房最优运行结果，并且可选输出给可编程控制器；所述可编程控制器与冷冻机房设备、温度测量传感器、压力测量传感器、流量测量传感器、变频控制装置、管道开关阀、水流调节阀连接，并可控制冷冻机房设备开、停，也可控制变频控制装置、管道开关阀、水流调节阀的运转。一种冷冻机房节能控制系统，还包括环境监控系统，该系统能够采集末端负荷及室外环境情况，对采集的数据进行分析处理及存储，并将数据传送给需求预测系统和智能优化系统。一种冷冻机房节能控制系统，还包括分别与需求预测系统，智能优化系统和可编程控制器相连接的冷水机组系统、冷冻冷却水泵系统和冷却塔系统；所述冷水机组系统对冷冻机房的冷水机组的种类、类型、冷量、品牌、型号和数量进行配置，能够采集冷水机组的性能参数，包括冷冻水进出口温度，冷冻水流量、冷却水进出口温度，冷却水流量、压缩机频率，压缩机进出口压力，压缩机油压等参数；所述冷冻冷却水泵系统需对冷冻机房的冷冻水泵和冷却水泵的种类、品牌、流量、扬程、功率、型号和数量的配置，所述冷却塔系统对冷冻机房的冷却塔的运行模式进行配置，根据冷冻机机房的冷却塔设备，冷却塔系统提供了常规定频模式，高低度模式，节能变频模式共三种模式以满足不同种类的冷冻机房。一种冷冻机房节能控制系统，还包括Enerefsys冷冻机房能耗分析决策系统，所述系统通过对末端负荷及室外环境的分析，通过对冷水机组、冷冻水泵、冷冻水泵和冷却塔频率进行精确地调节。本发明的有益效果是：本发明的需求预测系统能够通过采集现场设备的负荷数据能够预期短期内的负荷值，并且利用智能优化系统优化得出冷冻机房最优运行结果，智能优化系统将最优结果输出给可编程控制器，可编程控制器控制冷冻机房中各个设备的频率使各设备在最低能耗下运行，以此实现节能和减少能耗费用的支出。附图说明图1是本发明的结构框图；图2是环境监控系统的运行原理框图；图3是冷水机组系统的运行原理框图；图4是冷冻冷却水泵系统的运行原理框图；图5是冷却塔系统的运行原理框图；图6是智能优化系统的运行原理框图；图7是Enerefsys冷冻机房能耗分析决策系统的运行原理框图。具体实施方式如图1和图6所示，本发明包括需求预测系统，智能优化系统和可编程控制器，所述需求预测系统对现场控制器从冷冻机房设备所采集的温度、湿度、压力、流量等数据进行分析，对负荷进行预测，对参数进行估计；所述智能优化系统对末端负荷及室外环境情况进行分析，对冷水机组，冷冻水泵，冷却水泵性能与运行参数进行拟合函数，匹配冷却塔运行模式，运用数学模型得出初步结果，对初步结果进行智能优化运算得出冷冻机房最优运行结果，并且可选输出给可编程控制器；所述可编程控制器与冷冻机房设备、温度测量传感器、压力测量传感器、流量测量传感器、变频控制装置、管道开关阀、水流调节阀连接，并可控制冷冻机房设备开、停，也可控制变频控制装置、管道开关阀、水流调节阀的运转。如图2所示，一种冷冻机房节能控制系统，还包括环境监控系统，该系统能够采集末端负荷及室外环境情况，对采集的数据进行分析处理及存储，并将数据传送给需求预测系统和智能优化系统。环境监控系统需对建筑物类型，建筑物面积，尖峰负荷，日供冷小时等建筑物供冷概况参数配置。对电价类型，分时电价等用电信息配置。环境监控系统能够采集末端负荷及室外环境情况，并对采集的数据进行分析处理及存储。一种冷冻机房节能控制系统，还包括分别与需求预测系统，智能优化系统和可编程控制器相连接的冷水机组系统、冷冻冷却水泵系统和冷却塔系统；如图3所示，所述冷水机组系统对冷冻机房的冷水机组的种类、类型、冷量、品牌、型号和数量进行配置，能够采集冷水机组的性能参数，包括冷冻水进出口温度，冷冻水流量、冷却水进出口温度，冷却水流量、压缩机频率，压缩机进出口压力，压缩机油压等参数；如图4所示，所述冷冻冷却水泵系统需对冷冻机房的冷冻水泵和冷却水泵的种类、品牌、流量、扬程、功率、型号和数量的配置。如图5所示，所述冷却塔系统对冷冻机房的冷却塔的运行模式进行配置，根据冷冻机机房的冷却塔设备，冷却塔系统提供了常规定频模式，高低度模式，节能变频模式共三种模式以满足不同种类的冷冻机房。如图7所示，一种冷冻机房节能控制系统，还包括Enerefsys冷冻机房能耗分析决策系统，所述系统通过对末端负荷及室外环境的分析，通过对冷水机组、冷冻水泵、冷冻水泵和冷却塔频率进行精确地调节。智能优化系统与可编程控制器通过OPC协议通讯。采用编程算法设计，使用最多的是逻辑结构的判断语句，还有顺序结构，还有当型循环结构。当型循环算法的算法程序实例如下：vari，k：integer；begini=10；k=0；while（i>=10）and(i<=30)dobegink=k+ii=i+2end;writeln(s:5,a:5,n:5);end这种算法简单，方便操作，容易上手，方便操作工人的操作。在满足数据采集完毕的情况下，常规系统对冷冻机房能耗进行模拟计算，不会对各个设备的性能与运行参数进行拟合函数，不会运用数学模型，只能对负荷进行判断。冷冻机房常规结果是各个设备均处于定频情况下，冷冻机房提供的冷量一般远大于末端负荷的运行结果。这种冷冻机房系统能源利用率低，但是普遍运用于现在的冷冻机房。在满足数据采集完毕的情况下，智能优化系统会对末端负荷及室外环境情况进行分析，对冷水机组，冷冻水泵，冷却水泵性能与运行参数进行拟合函数，匹配冷却塔运行模式，运用数学模型得出初步结果，对初步结果进行智能优化运算得出冷冻机房最优运行结果，并且可选输出给可编程控制器。在满足数据采集完毕的情况下，某特定室外湿球的温度下，已知末端负荷的情况下，单次计算得出冷冻机房最低能耗、冷却水流量、冷水机组负载、冷水机组开启台数、冷水机组能耗，冷却水泵能耗、冷冻水泵能耗、冷却塔状态等结果。还包括可以储存历史数据的历史数据系统，它能够对已经存储的数据进行查询，报表生成。对全年系统总负荷、总能耗、总电费和总能耗的求和。历史数据系统对历史全年负荷进行分析，结合实时采集的负荷和室外环境情况进行负荷预测。根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。