一种中央空调系统控制方法及其系统、设备、存储介质与流程

文档序号:17431388发布日期:2019-04-17 03:32阅读:347来源:国知局
一种中央空调系统控制方法及其系统、设备、存储介质与流程

本发明涉及中央空调系统领域,尤其是一种中央空调系统控制方法及其系统、设备、存储介质。



背景技术:

中央空调系统设备间的运行是相互耦合且彼此影响联系的,同一个冷负荷需求,系统可以有很多种不同的运行方式来满足。如何在保证室内舒适性环境的前提下,根据不断变化的实际运行工况,寻优发现中央空调系统最佳运行模式与最优运行参数,保证系统综合能耗最低和综合能效最高,是中央空调系统节能运行的关键。

现有的空调节能控制系统,普遍存在“头痛医头、脚痛医脚、有骨无脑”的现象,各个设备控制彼此独立运行,仅满足设备的基本控制,常常导致某个设备节能而系统里另一个关联设备却费能,从而系统整体节能效果不佳,甚至还可能更加费能,或牺牲室内舒适性。

因此,亟需对这一技术进行改进。



技术实现要素:

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的是提供一种中央空调系统控制方法及其系统、设备、存储介质,用于实现系统综合能耗最低且系统综合能效最高。

本发明所采用的技术方案是:

第一方面,本发明提供一种中央空调系统控制方法,包括以下步骤:

系统能耗模型建立步骤,根据中央空调系统的实际运行参数校核、过滤建立中央空调系统能耗模型,所述中央空调系统能耗模型包括冷水机组能耗模型、冷冻水泵能耗模型、冷却水泵能耗模型、冷却塔能耗模型和末端设备能耗模型,所述中央空调系统能耗模型的目标函数为ptotal,ptotal=pchiller+pchwpump+pcwpump+ptfan+pcfan,pchiller为冷水机组能耗,pchwpump为冷冻水泵能耗,pcwpump为冷却水泵能耗,ptfan为冷却塔能耗,pcfan为末端设备能耗;

系统能效模型建立步骤,建立中央空调系统能效模型,所述中央空调系统能效模型包括冷水机组能效模型、冷却系统能效模型和冷源系统能效模型;

其中,冷水机组能效模型为:cop为冷水机组能效系数,qchiller为冷水机组总供冷量;

冷却系统能效模型为:eer1为冷却系统能效系数,qchiller为冷水机组总供冷量;

冷源系统能效模型为:qchiller为冷水机组总供冷量;

冷水机组控制步骤,获取冷水机组出水温度,根据所述冷水机组出水温度和冷水机组出水温度设定值控制冷水机组加减载运行;

冷冻水泵控制步骤,根据最不利环路设定压差调整冷冻水泵的变频器频率;

冷却水泵控制步骤,获取冷却水供回水温差,根据所述冷却水供回水温差与冷却水供回水设定温差控制冷却水泵变速调节运行;

冷却塔控制步骤,获取冷却塔出水温度,根据所述冷却塔出水温度和冷却塔出水温度设定值调整冷却塔风机的运行台数及冷却塔风机的运行频率,所述冷却塔出水温度设定值为室外温度与预设偏差值之和;

优化参数获取步骤,根据所述中央空调系统能耗模型和所述中央空调系统能效模型获取系统优化参数,所述系统优化参数包括冷水机组出水温度设定值、最不利环路设定压差、冷却水供回水设定温差和冷却塔出水温度设定值;

反馈控制步骤,将所述系统优化参数反馈至所述冷水机组控制步骤、所述冷冻水泵控制步骤、所述冷却水泵控制步骤和所述冷却塔控制步骤,根据所述系统优化参数控制中央空调系统实现系统综合能耗最低和系统综合能效最高。

进一步地,所述优化参数获取步骤包括:

综合能耗目标函数建立子步骤,根据所述中央空调系统能耗模型建立综合能耗目标函数f,

其中,penalty为惩罚函数;

冷源系统能效模型转化子步骤,对所述冷源系统能效模型的约束条件及控制参数进行简化以获取冷源系统能效转化模型,所述冷源系统能效转化模型为:eersys=f(tchws,pset,tx,ty),tchws为冷水机组出水温度设定值;pset为最不利环路设定压差;tx为冷却水供回水设定温差;ty为冷却塔出水温度设定值;

优化参数获取子步骤,根据所述综合能耗目标函数和所述冷源系统能效转化模型获取所述系统优化参数。

进一步地,所述优化参数获取子步骤具体包括:

根据遗传算法或蜜蜂进化型算法、所述综合能耗目标函数和所述冷源系统能效转化模型获取所述系统优化参数。

进一步地,所述冷水机组能耗模型为:pchiller=w·plradj,

其中,w为冷水机组的总功率,plradj为水冷机组能耗负荷率,qchiller为水冷机组的实际制冷量,qnom为冷水机组的额定制冷量,ai为部分负荷修正系数i=0,1,2。

进一步地,所述冷冻水泵能耗模型为:

其中,mchw为冷冻水泵实际流量,hchw为冷冻水泵实际扬程,gc为流量扬程系数;ηchw为冷冻泵效率。

进一步地,所述冷却水泵能耗模型为:

pchpump=pchpump,nom·(d0+d1·plrcwpump+d2·plr2cwpump+d3·plr3cwpump),

其中,mcw为冷却泵实际流量,mcw,nom为冷却水泵额定流量,di为模型参数,i=0,1,2,3。

进一步地,所述冷却塔能耗模型为:

ptfan=ptfan·nom·(e0+e1·plrtfan+e2·plr2tfan+e3·plr3tfan),

其中,ptfan,nom为冷却塔的额定功率,ma为冷却塔风机实际空气流量,ma,nom为冷却塔风机额定风量,ei为模型参数,i=0,1,2,3。

第二方面,本发明提供一种中央空调系统控制系统,包括:

系统能耗模型建立单元,用于根据中央空调系统的实际运行参数校核、过滤建立中央空调系统能耗模型,所述中央空调系统能耗模型包括冷水机组能耗模型、冷冻水泵能耗模型、冷却水泵能耗模型、冷却塔能耗模型和末端设备能耗模型,所述中央空调系统能耗模型的目标函数为ptotal,ptotal=pchiller+pchwpump+pcwpump+ptfan+pcfan,pchiller为冷水机组能耗,pchwpump为冷冻水泵能耗,pcwpump为冷却水泵能耗,ptfan为冷却塔能耗,pcfan为末端设备能耗;

系统能效模型建立单元,用于建立中央空调系统能效模型,所述中央空调系统能效模型包括冷水机组能效模型、冷却系统能效模型和冷源系统能效模型;冷水机组能效模型为:cop为冷水机组能效系数,qchiller为冷水机组总供冷量;

冷却系统能效模型为:eer1为冷却系统能效系数,qchiller为冷水机组总供冷量;

冷源系统能效模型为:qchiller为冷水机组总供冷量;

冷水机组控制单元,用于获取冷水机组出水温度,根据所述冷水机组出水温度和冷水机组出水温度设定值控制冷水机组加减载运行;

冷冻水泵控制单元,用于根据最不利环路设定压差调整冷冻水泵的变频器频率;

冷却水泵控制单元,用于获取冷却水供回水温差,根据所述冷却水供回水温差与冷却水供回水设定温差控制冷却水泵变速调节运行;

冷却塔控制单元,用于获取冷却塔出水温度,根据所述冷却塔出水温度和冷却塔出水温度设定值调整冷却塔风机的运行台数及冷却塔风机的运行频率,所述冷却塔出水温度设定值为室外温度与预设偏差值之和;

优化参数获取单元,用于根据所述中央空调系统能耗模型和所述中央空调系统能效模型获取系统优化参数,所述系统优化参数包括冷水机组出水温度设定值、最不利环路设定压差、冷却水供回水设定温差和冷却塔出水温度设定值;

反馈控制单元,用于将所述系统优化参数反馈至所述冷水机组控制步骤、所述冷冻水泵控制步骤、所述冷却水泵控制步骤和所述冷却塔控制步骤,根据所述系统优化参数控制中央空调系统实现系统综合能耗最低和系统综合能效最高。

第三方面,本发明提供一种中央空调系统控制设备,包括:

至少一个处理器;以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行所述的中央空调系统控制方法。

第四方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使计算机执行所述的中央空调系统控制方法。

本发明的有益效果是:

本发明通过获取系统优化参数,并将系统优化参数反馈至冷水机组控制步骤、冷冻水泵控制步骤、冷却水泵控制步骤和冷却塔控制步骤实现中央空调系统控制,实现系统综合能耗最低及系统综合能效最高,克服现有空调控制系统存在整体节能效果不佳的技术问题。

另外,本发明还通过采用遗传算法或蜜蜂进化型算法获取系统优化参数,可以准确获得系统优化参数。

附图说明

图1是本发明中一种中央空调系统控制方法的一具体实施例原理示意图;

图2是本发明中一种中央空调系统控制方法的冷水机组控制步骤的一具体实施例流程图;

图3是本发明中一种中央空调系统控制方法的最不利环路设定压差的一具体实施例控制策略图;

图4是本发明中一种中央空调系统控制方法的冷却塔控制步骤的一具体实施例流程图;

图5是本发明中一种中央空调系统控制方法的遗传算法的一具体实施例流程图;

图6是本发明中一种中央空调系统控制方法的蜜蜂进化型算法的一具体实施例流程图;

图7是本发明中一种中央空调系统控制方法的系统能耗的一具体实施例示意图。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

一种中央空调系统控制方法,可应用于民用建筑中安装的中央空调系统及设备上,参考图1,图1是本发明中一种中央空调系统控制方法的一具体实施例原理示意图;包括以下步骤:

(1)系统能耗模型建立步骤,根据中央空调系统的实际运行参数校核、过滤建立中央空调系统能耗模型,中央空调系统的主要能耗设备分为冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔及末端设备,因此,中央空调系统能耗模型包括冷水机组能耗模型、冷冻水泵能耗模型、冷却水泵能耗模型、冷却塔能耗模型和末端设备能耗模型,中央空调系统能耗模型的目标函数为ptotal:

ptotal=pchiller+pchwpump+pcwpump+ptfan+pcfan,

其中,pchiller为冷水机组能耗,单位为kw;pchwpump为冷冻水泵能耗,单位为kw;pcwpump为冷却水泵能耗,单位为kw;ptfan为冷却塔能耗,单位为kw;pcfan为末端设备能耗,单位为kw;具体地:

实际工作情况下的冷水机组能耗模型为:pchiller=w·plradj,其中,w为冷水机组的总功率,单位为kw;plradj为水冷机组能耗负荷率;qchiller为水冷机组的实际制冷量,单位为kw;qnom为冷水机组的额定制冷量,单位为kw;ai为部分负荷修正系数i=0,1,2。

冷冻水泵能耗模型为:其中,mchw为冷冻水泵实际流量,单位为kg/s;hchw为冷冻水泵实际扬程,单位为m;gc为流量扬程系数;ηchw为冷冻泵效率。

冷却水泵能耗模型为:

pchpump=pchpump,nom·(d0+d1·plrcwpump+d2·plr2cwpump+d3·plr3cwpump),

其中,mcw为冷却泵实际流量,单位为kg/s;mcw,nom为冷却水泵额定流量,单位为kg/s,di为模型参数,i=0,1,2,3。

冷却塔能耗模型为:

ptfan=ptfan·nom·(e0+e1·plrtfan+e2·plr2tfan+e3·plr3tfan),

其中,ptfan,nom为冷却塔的额定功率,单位为kw;ma为冷却塔风机实际空气流量,单位为kg/s,ma,nom为冷却塔风机额定风量,单位为m3/s;ei为模型参数,i=0,1,2,3。

而末端设备能耗模型为:其中,pcfan为末端设备的实际能耗,单位为kw;msa为末端设备的实际风量,单位为m3/s;hsa为末端设备的实际风压,单位为pa;gc为风量风压系数;ηsa为末端设备(即风机)的效率。

(2)系统能效模型建立步骤,建立中央空调系统能效模型,中央空调系统能效模型包括冷水机组能效模型、冷却系统能效模型和冷源系统能效模型,考虑中央空调系统的设备之间的相互约束,从系统层次得出其能效情况,而不是局部某一设备的能效。

其中,冷水机组能效模型为:cop为冷水机组能效系数,qchiller为冷水机组总供冷量,单位为kw;

冷却系统能效模型为:eer1为冷却系统能效系数,qchiller为冷水机组总供冷量,单位为kw;

本实施例中,冷源系统能效模型以水冷式空调机组为例,则冷源系统能效模型为:qchiller为冷水机组总供冷量,单位为kw;末端设备的能效模型在本发明中暂不考虑。而冷源系统能效模型不局限于水冷式空调机组,水冷机组是一种比较普遍的形式,其它类型机组也可建立系统能效模型,如空气源热泵机组,是建立以热泵机组、冷冻水泵为基础的整体能效模型。

(3)单独优化控制步骤,即在中央空调系统中,对于冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔等有专门独立的优化控制程序,优化控制程序用于控制每个设备到达各自的最佳运行状态;具体步骤如下:

1)冷水机组控制步骤,根据实际运行参数校核、过滤建立的冷水机组能效模型,计算出在不同冷冻水供水温度、部分负荷率等运行工况下的主机能效cop。根据满足工艺设计、冷量需求和冷冻站全局优化的原则,动态设定冷水机组出水温度设定值,并动态进行合理的加减机判断,降低耗电量,即获取冷水机组出水温度,根据冷水机组出水温度和冷水机组出水温度设定值控制冷水机组加减载运行。请参照图2,图2是本发明中一种中央空调系统控制方法的冷水机组控制步骤的一具体实施例流程图;可分为以下阶段:

开机阶段:一键启动时,根据室外温度开启一台主机;优先启动运行时间少的主机;本实施例中,以室外湿球温度作为室外温度,即在室外设置温度传感器以获取室外温度数据,当室外湿球温度大于设定值时,优先启动大主机,否则优先启动小主机。

关机阶段:一键停止时,逐台停止启动的机组。

工作时间段加载判断:当获取的冷水机组出水温度大于冷水机组出水温度设定值与偏差值△t(如1℃)之和,且负载率大于主机负载率设定值的设定比例,如90%,以上条件均满足且持续时间达到设定时间,如10分钟,则加载机组。例如,冷水机组出水温度设定值tchws为7度,负载率设定值为95%,当冷水机组出水温度大于8度且负载率大于85.5%,此条件稳定满足10分钟后加载机组。

工作时间段减载判断:冷水机组出水温度小于冷水机组出水温度设定值与偏差值△t(如1℃)之差,且机组负载率之和小于可修正的限制值,以上条件均满足且持续时间达到设定时间,则减载机组。例如,冷水机组出水温度设定值tchws为7度,负载率设定值为95%,当冷水机组出水温度小于6度且负载率之和小于95%,此条件稳定满足30分钟后减载机组。

冷水机组出水温度设定值根据室外气象条件决定,一般取7℃-10℃,偏差值可以调整,如设置偏差值为1℃,本实施例中,冷水机组出水温度设定值可按如下规则决定:

其中,t冷冻水出水温度上限值、t冷冻水出水温度下限值、t室外湿球温度上限值、t室外湿球温度下限值及偏差值△t的具体设定值为现场调试时给出。例如,当t冷冻水出水温度上限值为11℃,t冷冻水出水温度下限值为7℃,t室外湿球温度上限值为30℃,t室外湿球温度下限值为12℃时,

2)冷冻水泵控制步骤,根据实际运行参数校核、过滤建立的冷冻水泵能耗模型,可计算出在不同的流量、扬程和运行频率等运行工况下的水泵能耗。根据满足系统总冷量需求和冷站全局优化的原则,优化确定最不利环路设定压差,根据最不利环路设定压差来动态调整冷冻水泵台数与冷冻水泵的变频器频率。参照图3,图3是本发明中一种中央空调系统控制方法的最不利环路设定压差的一具体实施例控制策略图;冷冻水泵根据最不利环路设定压差来控制流量变化策略:最不利环路设定压差pset与室外温度成一定比例关系,本实施例中,以室外湿球温度作为室外温度,则pset=f(t室外湿球温度)。当室外湿球温度发生变化时,最不利环路设定压差也随着变化,冷冻水泵的频率也随最不利环路设定压差改变而改变。

最不利环路设定压差可按如下规则设置:

其中,p1为冷水机组部分负荷时保证最不利环路流量和冷水机组高效率的压差值;p2为冷水机组满负荷时保证最不利环路流量和冷水机组额定流量的压差值;t室外湿球温度上限值、t室外湿球温度下限值等具体设定值为现场调试时给出。例如,当t室外湿球温度上限值为30℃,t室外湿球温度下限值为12℃时,

3)冷却水泵控制步骤,根据实际运行参数校核、过滤建立的冷却水泵能耗模型,通过进出水温差控制法,在冷却水供回水总管上各安装一个温度传感器,以获取冷却水供回水温差,将此温差信号传给温度控制器,控制器将此实测温度差值与冷却水供回水设定温差(一般为5℃)进行比较,控制冷却水泵变速调节运行。冷却水供回水设定温差根据室外温度进行设定,室外温度以室外湿球温度为例,冷却水供回水设定温差(即tx)计算可按如下规则确定:

例如,当t室外湿球温度上限值为30℃,t室外湿球温度下限值为12℃时,tx为:

4)冷却塔控制步骤,根据实际运行参数校核、过滤建立的冷却塔能耗模型,可计算出在不同的室外湿球温度、冷却塔进出水温度等运行工况下的冷却塔能耗。根据冷站全局优化的原则,优化确定当前工况下的最佳出塔水温(即冷却塔出水温度设定值),获取冷却塔出水温度,并根据冷却塔出水温度设定值动态调整冷却塔风机的运行台数及冷却塔风机的运行频率。冷却塔出水温度设定值为室外温度(本实施例中,以室外湿球温度作为室外温度)与预设偏差值△t之和,预设偏差值△t可为正偏差值或负偏差值,分别对应冷却塔出水温度上限值和冷却塔出水温度下限值。通过温湿度传感器(安装在室外以获取室外温度)和变频器,冷却塔的变速调节采用“室外空气湿球温度+冷却塔出水温度逼近度”控制方法。冷机在满负荷状态下运行时,冷却塔出水温度设定值应设定为室外湿球温度+3℃,即冷却塔出水温度与室外湿球温度的温差△t=3℃,冷机在部分负荷工况下运行时,冷却塔换热达到极限时,预设偏差值△t可以比3℃大一些,如4℃,即湿球温度较低时,预设偏差值△t可以取较大值。当系统处于部分负荷工况且冷却水流量不变时,冷却塔出水温度偏离设定值,控制器根据偏差信号控制水泵变速调节运行,以维持设定温度值不变。请参照图4,图4是本发明中一种中央空调系统控制方法的冷却塔控制步骤的一具体实施例流程图;以南方夏热冬暖地区某城市的超市为例,可分为以下阶段:

开机/关机阶段:如当接收到主机运行信号,且冷却水回水温度大于启动设定温度,优先启动单组排序靠前3的冷却塔,即运行6台冷却塔(总共2组8台);

当检测到所有主机停机,或冷却水回水温度小于t冷却塔出水温度下限值,如16℃时,停止所有冷却塔;

加减载:当冷却塔风机频率小于等于f1=40hz且维持达t1=15分钟时,减载每组塔中排序第3的冷却塔,即运行4台冷却塔;

当冷却塔风机频率小于等于f2=30hz且维持达t2=15分钟时,减载每组塔中排序第2的冷却塔,即运行2台冷却塔;

当冷却塔风机频率大于等于f3=35hz且维持达t3=2分钟时,加载每组塔中排序第2的冷却塔,即运行4台冷却塔;

当冷却塔风机频率大于等于f4=45hz且维持达t4=5分钟时,加载每组塔中排序第3的冷却塔,即运行6台冷却塔,以此类推。

冷却塔出水温度设定值根据室外温度进行设定,室外温度以室外湿球温度为例,冷却塔出水温度设定值可按如下规则设定:

其中,t室外湿球温度上限值、t室外湿球温度下限值、t冷却塔出水温度上限、t冷却塔出水温度下限等具体设定值为现场调试时给出。例如,当t室外湿球温度上限值为30℃,t室外湿球温度下限值为12℃,t冷却塔出水温度上限为33℃,t冷却塔出水温度下限为16℃时,冷却塔出水温度设定值为:

(4)优化参数获取步骤,根据中央空调系统能耗模型和中央空调系统能效模型获取系统优化参数,系统优化参数包括冷水机组出水温度设定值、最不利环路设定压差、冷却水供回水设定温差和冷却塔出水温度设定值;具体包括以下步骤:

综合能耗目标函数建立子步骤,系统综合能耗目标是得到最小值,能耗越小适应度值越大,同时通过对系统综合能耗值加以一个惩罚函数penalty以降低末端能耗适应度,进而减小此个体被遗传到下一代群体中的概率,从而根据中央空调系统能耗模型建立综合能耗目标函数f:

其中,penalty为惩罚函数。

冷源系统能效模型转化子步骤,对冷源系统能效模型的约束条件及控制参数进行简化以获取冷源系统能效转化模型,冷源系统能效转化模型为:

eersys=f(tchws,pset,tx,ty),tchws为冷水机组出水温度设定值,单位为℃;pset为最不利环路设定压差,单位为pa;tx为冷却水供回水设定温差,单位为℃;ty为冷却塔出水温度设定值,单位为℃。冷源系统能效转化模型的约束条件包括冷水机组约束、冷冻水泵、冷却水泵约束等。如冷水机组约束:对于冷冻水出水温度,一方面收到制冷能力的限制,温度不能过低,防止蒸发器出现冻裂的现象,温度过高不能满足空调房间冷负荷的要求;冷却水温度范围保证冷凝压力不过高,在压力容器设备的安全标准之内,保证设备的安全可靠运行。冷冻水泵、冷却水泵约束:冷水机组要求冷冻水流量不能过低,否则蒸发器将有冻裂的危险;冷却水流量也不应过小,否则冷凝器容易结构将严重影响冷凝器的换热性能,从而影响冷水机组的运行能效。

优化参数获取子步骤,根据遗传算法或蜜蜂进化型算法、综合能耗目标函数和冷源系统能效转化模型获取系统优化参数。通过遗传算法或蜜蜂进化型算法,从平衡关联设备间的能效关系出发,对系统进行优化计算,找到空调系统运行所需的综合最低能耗和综合最高能效,并形成中央空调运行参数数据库。优化计算以“最大允许进化代数”及“最优个体适应度和群体平均适应度是否增加”两项指标来控制整个计算过程。

参照图5,图5是本发明中一种中央空调系统控制方法的遗传算法的一具体实施例流程图;遗传算法运行流程分为七步:step1:生成初始种群,其中每个个体为二进制位串的形式,也就是染色体,一组控制参数即一个个体;step2:计算初始种群适应度,单一目标控制模式下的能耗越低,能效越高,适应度越高;step3:采用轮盘赌的方法将选出父代种群,每个个体依据适应度的概率进行遗传,概率高的表面适应性强存活下来,概率低的被淘汰,体现了遗传特性的优胜劣汰的法则。个体适应度值高即生存能力越强,生存的可能性就越大,被选中的可能性就越大;step4:父代种群采用单点交叉产生子代种群;step5:新个体随机变异;step6:计算子代种群适应度;step7:若发现最优解或达到迭代次数,则算法停止,否则,转step2。

参照图6,图6是本发明中一种中央空调系统控制方法的蜜蜂进化型算法的一具体实施例流程图,蜜蜂进化型算法运行流程分为八步:step1:生成初始种群,其中每个个体为二进制位串的形式,也就是染色体,一组控制参数即一个个体;step2:根据适应度函数选择蜂王,所述蜂王为蜂群中的精英体格与备选出来的优质雄蜂进行交叉交配,使蜂王的优质基因遗传给交配雄蜂进入下一代;step3:采用轮盘赌的方法将种群中产生的新个体与生命力旺盛的个体结合产生新个体;step4:父代与蜂王采用单点交叉产生子代种群;step5:新个体随机变异;step6:在子代中选择新蜂王;step7:计算子代适应度;step8:若发现最优解或达到迭代次数,则算法停止,否则,转step2。

(5)反馈控制步骤,参考图1,将系统优化参数反馈至冷水机组控制步骤、冷冻水泵控制步骤、冷却水泵控制步骤和冷却塔控制步骤,根据系统优化参数控制中央空调系统实现系统综合能耗最低和系统综合能效最高。参考图2,系统中,每个设备的控制除了受各自的优化控制程序(如图2)控制之外,还受群控优化程序控制,群控优化程序即优化参数获取步骤和反馈控制步骤,设备各自的优化控制程序和群控优化程序控制中央空调系统实现综合能耗最低和综合能效最高。请参照图7,图7是本发明中一种中央空调系统控制方法的系统能耗的一具体实施例示意图,示意了各设备在某运行条件下的能耗情况,系统最低能耗时各设备的最优运行工况点为c点,c点并不是单一设备能耗的最低点,而是中央空调系统的设备相互耦合且彼此影响联系下的最低能耗。

本发明从平衡系统各个关联设备间的能效关系出发,将中央空调系统作为一个整体来考虑,以整个系统综合能耗最低及能效最高为控制优化目标,通过采集系统运行参数,建立系统设备能耗模型及冷源系统能效模型,采用遗传算法或蜜蜂进化型算法对系统进行优化计算,动态寻找出优化解,保证室内环境舒适度需求的情况下,实现各设备最优运行工况时系统能耗最低综合能效最高,优化后系统年节能率可达15%~40%,从而实现“系统”层次的节能优化控制,相当于为中央空调系统装上一个智能“大脑”,从而解决常见系统有“骨”无“脑”,节能效果不佳等问题。

实施例2

基于实施例1提出实施例2,实施例2提供一种中央空调系统控制系统,包括:

系统能耗模型建立单元,用于根据中央空调系统的实际运行参数校核、过滤建立中央空调系统能耗模型,中央空调系统能耗模型包括冷水机组能耗模型、冷冻水泵能耗模型、冷却水泵能耗模型、冷却塔能耗模型和末端设备能耗模型,中央空调系统能耗模型的目标函数为ptotal,ptotal=pchiller+pchwpump+pcwpump+ptfan+pcfan,pchiller为冷水机组能耗,单位为kw;pchwpump为冷冻水泵能耗,单位为kw;pcwpump为冷却水泵能耗,单位为kw;ptfan为冷却塔能耗,单位为kw;pcfan为末端设备能耗,单位为kw;

系统能效模型建立单元,用于建立中央空调系统能效模型,中央空调系统能效模型包括冷水机组能效模型、冷却系统能效模型和冷源系统能效模型;冷水机组能效模型为:cop为冷水机组能效系数,qchiller为冷水机组总供冷量,单位为kw;

冷却系统能效模型为:eer1为冷却系统能效系数,qchiller为冷水机组总供冷量,单位为kw;

冷源系统能效模型为:qchiller为冷水机组总供冷量,单位为kw;

冷水机组控制单元,用于获取冷水机组出水温度,根据冷水机组出水温度和冷水机组出水温度设定值控制冷水机组加减载运行;

冷冻水泵控制单元,用于根据最不利环路设定压差调整冷冻水泵的变频器频率;

冷却水泵控制单元,用于获取冷却水供回水温差,根据冷却水供回水温差与冷却水供回水设定温差控制冷却水泵变速调节运行;

冷却塔控制单元,用于获取冷却塔出水温度,根据冷却塔出水温度和冷却塔出水温度设定值调整冷却塔风机的运行台数及冷却塔风机的运行频率,冷却塔出水温度设定值为室外温度与预设偏差值之和;

优化参数获取单元,用于根据中央空调系统能耗模型和中央空调系统能效模型获取系统优化参数,系统优化参数包括冷水机组出水温度设定值、最不利环路设定压差、冷却水供回水设定温差和冷却塔出水温度设定值;

反馈控制单元,用于将系统优化参数反馈至冷水机组控制步骤、冷冻水泵控制步骤、冷却水泵控制步骤和冷却塔控制步骤,根据系统优化参数控制中央空调系统实现系统综合能耗最低和系统综合能效最高。

关于中央空调系统控制系统的具体工作过程描述参照实施例1的描述,不再赘述。

实施例3

一种中央空调系统控制设备,包括:

至少一个处理器;以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行所述的中央空调系统控制方法。关于中央空调系统控制方法的具体描述参照实施例1的描述,不再赘述。

实施例4

一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使计算机执行所述的中央空调系统控制方法。关于中央空调系统控制方法的具体描述参照实施例1的描述,不再赘述。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

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