中央空调监控系统中冷冻泵智能节电控制方法与流程

本发明涉及为中央空调监控系统，是一种中央空调监控系统中冷冻泵智能节电控制方法。

背景技术：

中央空调系统由一个或多个冷热源系统和多个空气调节系统组成，一般采用液体汽化制冷的原理为空气调节系统提供所需冷量，用以抵消室内环境的热负荷；制热系统为空气调节系统提供所需热量，用以抵消室内环境冷负荷。制冷系统是中央空调系统至关重要的部分，其采用种类、运行方式、结构形式等直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。现有中央空调系统为了达到节能省电的效果，一般通过控制系统或监控系统实现自动调节；如中国专利文献中披露的申请号201510593195.X，申请公布日2015.12.09，发明名称“中央空调变流量优化系统”；其要点是该系统的制冷主机、冷却泵、冷冻泵、热水泵分别设有动态控制器、冷却泵动态节流仪、冷冻泵动态节流仪、热水泵动态节流仪，并分别通过信号控制柜与计算机连接；分水器和集水器的各支路管分别设有电动调节阀和温度传感器，冷却泵和冷冻泵分别设有流量计、压差传感器、温度传感器，制冷主机的出水管设有温度传感器，计算机对数据进行分析，控制对应的动态节流仪和动态控制器，以及出水和进水；楼栋管理器通过温控器对房间内的温度进行调节，计算机通过风机盘管的电路对温控器的温度进行监控。但上述方法和系统中冷冻泵(冷却泵)的智能节电自动、人工控制方式效果较差，温差设定、恒压温差、标准温差、最佳供回水温差选择设置等方面有待进一步完善。

技术实现要素：

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种中央空调监控系统中冷冻泵智能节电控制方法，使其解决现有中央空调监控系统中冷冻泵和冷却泵智能节电控制方法对于温差设置不便，冷冻泵、冷却泵的智能节电自动和人工控制方式切换、设置不便的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种中央空调监控系统中冷冻泵智能节电控制方法，该控制方法包括冷冻站机房、计算机，及其管路连接的房间末端，冷冻站机房包括制冷主机、冷冻泵、冷却泵、集水器、分水器、热水泵，及其变频控制柜和信号控制柜，计算机与计算机的相关设备、控制程序，以及变频控制柜和信号控制柜构成模糊控制器，计算机的控制程序为中央空调监控系统，分水器连接供水总管，供水总管与冷冻泵的出水管、制冷主机的出水管连接，集水器连接回水总管，回水总管与冷冻泵的进水管连接，制冷主机的出水管、冷却泵的进水管与冷却塔的冷却塔风机的变频水泵连接，冷却泵的出水管与制冷主机的进水管连接处设有冷却阀，冷冻泵的出水管与制冷主机的出水管连接处设有冷冻阀，热水泵分别与分水器、集水器连接；房间末端包括风机、风机盘管、楼栋管理器和温控器，风机盘管分别设置于房间的出风口，房间内分别设有温控器，温控器与风机盘管的电路连接，房间的楼层分别设有楼栋管理器，风机盘管的电路分别与楼栋管理器连接，楼栋管理器分别通过信号控制柜与计算机连接；所述制冷主机冷却泵、冷冻泵、热水泵分别设有动态控制器、冷却泵动态节流仪、冷冻泵动态节流仪、热水泵动态节流仪，并分别通过信号控制柜与计算机连接；所述分水器的各支路管分别设有电动调节阀，集水器的各支路管分别温度传感器，冷却泵的出水总管设有流量计、温度传感器，冷冻泵的进水总管设有流量计、压差传感器、温度传感器，制冷主机的出水管和供水总管分别设有温度传感器，上述电动调节阀、温度传感器、流量计、压差传感器、动态节流仪和动态控制器分别通过信号控制柜与计算机连接，信号控制柜设有智能节电管理器，以及内环和外环控制器；所述计算机对流量计、压差传感器、温度传感器传输的数据进行分析，通过变频控制柜内的变频器对冷冻泵、冷却泵、热水泵的动态节流仪，以及制冷主机的动态控制器进行控制，通过电动调节阀对分水器的出水进行控制；楼栋管理器通过温控器对房间内的温度进行调节，计算机通过风机盘管的电路对温控器的温度进行监控；其特征在于：当中央空调的末端负荷发生变化时，水系统供回水温度、温差、压差和流量亦随之变化，流量计、压差传感器和温度传感器将检测到的这些参数送至智能节电管理器，智能节电管理器依据所采集的实时数据及系统的历史数据，按照变频水泵效率最高，变频水泵总电耗最低为原则自动调整冷冻泵运行台数和频率，进而控制冷冻水泵的做功，改变冷冻水流量，使系统输出能量与末端负荷需求相匹配。

所述频率根据“温差作为外环、压差作为内环构成的先进复合环控制算法”进行智能调节，且温差设定值能够智能地根据末端冷量的供需平衡动态调整和优化。同时，所述中央空调监控系统中的内环和外环控制器程序设有恒压差值设定，首先将内环和外环控制器由自动控制方式切换到手动控制模式，将恒压差值用键盘输入回车确认，检查确定合理后，投入内环控制器，即将内环压差控制器原手动控制方式投入到自动控制方式。所述中央空调监控系统中的内环和外环控制器程序设有标准温差设定，首先将标准温差用键盘输入回车确认，检查确定合理后，投入内环控制器，即将内环压差控制器原手动控制方式投入到自动控制方式；待内环控制器自动运行一段时间，压差PV值与压差SP值基本接近稳定时，准备投入外环控制器；确认外环控制器所有参数设置合理后，内环控制器稳定跟踪后，开始投入外环控制器，即将外环温差控制器原手动控制方式投入到自动控制方式。所述中央空调监控系统中的内环和外环控制器程序设有最佳的供回水温差搜索功能，首先登陆中央空调监控系统的工程师级别权限账号；接着在“优化调节”中的“智能控制”一栏中勾选，将冷冻泵供回水温差设定值切换到“智能控制模式”，然后在“调节模式”一栏中勾选“自动调节”，中央空调监控系统即可在投用COP极大值搜索算法自动搜索最佳的供回水温差设定值SP。

所述中央空调监控系统设有管理员人工手动控制的管理员模式，即在中央空调监控系统退出变频水泵台数的自动控制逻辑，由管理员人工手动决定开启，则需要切换“系统设置”画面，将当前的模式选择切换到“管理员模式”，手动输入频率百分比值，设定变频器最低下限频率。

本发明的调温精度高、动态性能好，人工或自动设置方便，操作简单；适合作为中央空调监控系统中冷冻泵和冷却泵的智能节电控制方法，及其同类中央空调监控系统的进一步改进。

附图说明

图1是本发明的结构方框示意图。

图2是本发明的结构原理示意图。

图3是本发明的主画面窗口。

图4是本发明的系统设置画面窗口，图中变频水泵台数人工手动开启需切换到管理员模式。

图5是本发明的管理员模式人工手动远程启动1#冷冻泵画面窗口。

图6是本发明的系统进入冷冻温差调节面板入口按钮位置画面和复合环温差设定值极大值搜索算法操作画面窗口。

图7是本发明的系统进入冷冻泵内环恒压差控制器面板画面和复合环智能调节画面窗口。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的改造、使用和工作原理作进一步描述。图1-图7所示，当中央空调的末端负荷发生变化时，水系统供回水温度、温差、压差和流量亦随之变化，流量计、压差传感器和温度传感器将检测到的这些参数送至智能节电管理器，智能节电管理器依据所采集的实时数据及系统的历史数据，按照变频水泵效率最高，变频水泵总电耗最低为原则自动调整冷冻泵运行台数和频率，进而控制冷冻水泵的做功，改变冷冻水流量，使系统输出能量与末端负荷需求相匹配。其中，频率根据“温差作为外环、压差作为内环构成的先进复合环控制算法”进行智能调节，且温差设定值能够智能地根据末端冷量的供需平衡动态调整和优化，使得变频水泵消耗的功耗最低，达到最佳的节能效果。

其具体操作如下：切除冷冻泵台数的智能控制，改为管理员模式人工手动开启。当空调系统运行在智能模式下，此时变频水泵台数控制逻辑交由智能节电管理器执行，智能节电管理器依据所采集的水系统供回水温度、温差、压差和流量及系统的历史数据，按照变频水泵效率最高，变频水泵总电耗最低为原则自动调整冷冻泵运行台数，若此时管理员想退出变频水泵台数的自动控制逻辑，由管理员人工手动决定开启，则需要切换至“系统设置”画面，将当前的模式选择切换到红色框图所示的“管理员模式”，此时管理员重新将页面切换到“主画面”，在1#～4#冷冻泵的画面相应位置鼠标单击，假设用户想增加1#冷冻泵并联变频运行，单击1#冷冻泵弹出，按照画面上的按钮指示操作即可。

切除冷冻泵频率自动调节功能，改为管理员模式人工手动设定。在制冷系统主画面中，点击红色框区域中的“冷冻温差”按钮；鼠标点击“冷冻温差”按钮后，将弹出画面。在标示区域，首先将“自动调节”切换到“手动调节”模式，然后在“输出MAN：70.00％”这一栏中，手动输入频率百分比值后，假设需要将变频器手动设定45HZ运行，则通过以下计算公式换算成百分比数据：45Hz/50Hz*100％＝90％，输入90％后回车确认。

设定变频器最低下限频率，保障冷冻泵正常运行的转速。鼠标点击“冷冻温差”按钮后，将弹出画面。将“手动调节”切换到“自动调节”模式，即可实现冷冻泵的频率自动调节功能，在“控制下限”一栏中输入70％则实现下限频率35HZ运行，此外在变频器本体上上设置最低频率也是防止变频器最低转速的最后一道有效保障。

切除智能复合环的外环温差PID回路，冷冻泵频率根据内环0.3bar恒压差PID调节。在制冷系统主画面中，鼠标右键点击红色框区域中的“冷冻温差”按钮。鼠标右键点击“冷冻温差”按钮后，将弹出画面。首先将内环和外环控制器由自动控制方式切换到手动控制模式，然后按照标示区域中找到“设定SP”设置区域，将恒压差值0.3bar用键盘输入回车确认，最后重新检查一遍参数设置是否合理，确定合理后，投入内环控制器，即将内环压差控制器原手动控制方式投入到自动控制方式。

投用冷冻泵频率根据供回水恒温差5℃，供回水压差不低于0.2bar智能复合环调节。在制冷系统主画面中，鼠标右键点击红色框区域中的“冷冻温差”按钮，将弹出画面。首先将内环和外环控制器切换到手动控制模式，此时内环和外环控制器保持先前输出状态，然后按照标示区域中找到“压差下限”设置区域，将最低压差值0.2bar用键盘输入回车确认，再在红色框图所示区域找到“设定SP”设置区域，将标准温差5℃用键盘输入回车确认，最后重新检查一遍参数设置是否合理，准备投入内环和外环控制器的操作步骤。第一步：首先确认内环控制器所有参数设置是否合理，确定合理后，投入内环控制器，即将内环压差控制器原手动控制方式投入到自动控制方式。第二步：待内环控制器自动运行一段时间，压差PV值与压差SP值基本接近稳定时，准备投入外环控制器。第三步：确认外环控制器所有参数设置是否合理，待确定合理后，内环控制器稳定跟踪后，开始投入外环控制器，即将外环温差控制器原手动控制方式投入到自动控制方式。

投用COP极大值搜索算法自动搜索最佳的供回水温差设定值SP。首先登陆工程师级别的权限账号，然后在制冷系统主画面中，鼠标左键点击红色框区域中的“冷冻温差”按钮，将弹出画面。画面为冷冻泵供回水温差设定值根据COP能效比极大值搜索算法实现智能设定的操作画面。为实现此操作，工程师首先在“优化调节”中的“智能控制”一栏中勾选，将冷冻泵供回水温差设定值切换到“智能控制模式”，然后在“调节模式”一栏中勾选“自动调节”。不修改“PID调节”一栏中的比例P、积分I、微分D，以及控制上限和控制下限数据，这些数据厂家已经在设备调试中，已经调整为最优，用户无需修改；同时，不修改“参数设置”一栏中的滤波h、频率W、幅值a、增益K，以及寻优上限和寻优下限数据，这些数据厂家已经在设备调试中，已经调整为最优，用户无需修改。

综上所述，本发明的供冷热空调系统变频水泵的优化控制是实现变流量技术节能效益的重要途径，为适应供冷热空调系统用户的个性化调节而导致的系统流量变化范围较宽的特性，需要多台变频水泵同时并联变频运行，系统对水力工况的频繁变化制定并联变频水泵节能运行策略带来了一定的难度。在并联变频水泵控制系统中，变频水泵频率控制回路位于底层，且通常参考压差或流量而实现，变频水泵台数控制逻辑位于频率控制回路的上层，台数控制逻辑的优化目标即保证在同一水力工况点下各台水泵工作状态处在高效区，使并联变频水泵总电耗尽可能低。

同时，根据上述冷冻泵相同的操作方法和工作原理，亦可对该中央空调系统中的冷却泵进行相同的操作，各操作对应选择冷却泵的按键即可。