一种空调系统联动节能控制系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及中央空调节能技术领域，尤其涉及一种空调系统联动节能控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着智能建筑技术的发展，中央空调计算机控制、恒压供水、智能照明等自动化系统为建筑物营造了舒适的工作和生活环境，同时也带来巨大的能耗需求。其中，中央空调系统作为建筑系统的重要组成部分，其占整个建筑系统能耗电量的比重很大，据统计，建筑行业的能源消耗占国家总能耗的30%，而空调系统所耗电能占整个建筑物耗能的60%?70%,占全公司总电耗18%左右，随着建筑人性化服务的需求，这个数字还会不断增长。如此巨大的电力消耗不仅给电力系统带来巨大的压力，同时也给业主带来了沉重的经济负担。因此，空调系统的节能对降低建筑系统耗能，节省企业用电支出，优化国家电力结构有着极为重要的意义和作用。就建筑设计来说，为使空调系统在全年任意时段都能保证建筑内部的冷量需求，在选用空调系统时都是按当地最热天气所需的制冷需求的115%左右来选取机型的。由于在中央空调的运行过程中，制冷主机、水栗、冷却塔等都没有任何负荷随动能力，从而导致空调长期在较高工况下运行，造成大量的能源浪费。
[0003]节能已经成为一个全球性话题，而空调节能作为其中举足轻重的一个项目，牵动着许多国家的神经。近几年，随着能源问题的日趋紧张，各国纷纷看到空调节能的重要性，采取了一系列措施鼓励节能产品入市。在取得能源节约的同时，推动了空调行业技术的升级换代。
[0004]在中央空调的运行过程中，现有的节能控制系统无法实现联动节能控制，只涉及某一种控制策略或二至三种控制策略单独运行，没有实现整个空调系统各控制环节的有机结合，实现各控制环节的联动节能控制，为此造成较多控制环节没有参与到节能控制系统中，而使得整个空调系统不能达到最佳的节能效果，使整个空调系统各控制环节联动控制对于提高整体节能非常有意义。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于如何克服现有的节能控制系统无法实现联动节能控制。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种空调系统联动节能控制系统，包括中央智能控制器、风水联动智能控制器、冷却水栗智能控制器、冷却塔智能控制器、制冷主机智能控制器、冷冻水栗智能控制器和空调末端智能控制器。风水联动智能控制器、冷却水栗智能控制器、冷却塔智能控制器、制冷主机智能控制器、冷冻水栗智能控制器、空调末端智能控制器分别内嵌有风水联动节能控制装置、冷却水栗节能控制装置、冷却塔节能控制装置、制冷主机节能控制采集装置、冷冻水栗节能控制装置和空调末端节能控制装置，所述风水联动智能控制器、冷却水栗智能控制器、冷却塔智能控制器、制冷主机智能控制器、冷冻水栗智能控制器和空调末端智能控制器分别与所述的中央智能控制器连接，所述冷却水栗智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器均设置有温度传感器，冷冻水栗智能控制器设置有压差传感器，空调末端智能控制器设置有风速传感器、静压传感器和温度传感器，冷却水栗智能控制器、冷却塔智能控制器、制冷主机智能控制器、冷冻水栗智能控制器和空调末端智能控制器向所述中央智能控制器发送工况参数数据。
[0007]所述冷却水栗智能控制器的控制对象是冷却水栗，所述冷却塔智能控制器的控制对象是冷却塔风机，所述制冷主机智能控制器的控制对象是制冷主机，所述冷冻水栗智能控制器的控制对象是冷冻水栗，所述空调末端智能控制器系统包括空调末端、送风支管末端风阀节能控制器、送风机节能控制器和冷冻水比例调节阀节能控制器，所述送风支管末端风阀节能控制器、送风机节能控制器和冷冻水比例调节阀节能控制器内嵌有送风支管末端风阀节能控制装置、送风机节能控制装置和冷冻水比例调节阀节能控制装置，所述冷却水栗智能控制器根据工况参数数据自动调节冷却水栗的运行频率及运行台数，冷却塔智能控制器根据工况参数自动启停冷却塔风机运行台数，制冷主机智能控制器根据工况参数自动调节制冷主机的运行台数，冷冻水栗智能控制器根据工况参数数据自动调节冷冻水栗的运行频率及运行台数，所述空调末端智能控制器根据所述工况参数通过送风支管末端风阀节能控制器、送风机节能控制器和冷冻水比例调节阀节能控制器分别调整送风支管末端风阀的开度、送风机的运行频率、冷冻水比例调节阀的开度。
[0008]进一步地，所述送风支管末端风阀为比例调节风阀，所述送风支管末端风阀节能控制装置内存储有风速设定值和温度设定值。
[0009]所述风速设定值根据温度传感器探测到的实际温度t与所述温度设定值t。的差异进行比较调节，当t多t。时，增大所述风速设定值，当t〈t。时，减小所述风速设定值。
[0010]根据风速传感器探测到的风速的实际值与所述风速设定值的差异对各末端风阀的开度进行调节。
[0011]所述送风机节能控制装置包括静压传感器，所述送风机节能控制装置内存储有静压设定值。
[0012]所述静压设定值根据各末端风阀开度的最大值Vniax进行调节，当85% <Vnax<95%,所述静压设定值不变，当V_〈85%时，降低所述静压设定值，当V_>95%时，增大所述静压设定值。
[0013]所述送风机根据静压传感器探测到的静压实际值与静压设定值的差异进行调节变频器的频率，从而改变送风量。
[0014]所述冷冻水比例调节阀节能控制装置包括送风主管内设置的温度传感器，所述冷冻水比例调节阀节能控制装置内存储有温度设定值。
[0015]根据温度传感器探测到的温度实际值与温度设定值的差异调节冷冻水比例调节阀的开度。
[0016]所述冷冻水栗节能控制装置包括冷冻水供回水主管内设置的压差传感器，所述冷冻水栗节能控制装置内存储有压差设定值。
[0017]所述压差设定值根据各冷冻水比例调节阀开度的最大值Mniax进行调节，当85%<M_〈95 %，所述压差设定值不变，当M_〈85 %时，降低所述压差设定值，当M_>95 %时，增大所述压差设定值。
[0018]根据压差实际值与压差设定值的差异调节冷冻水栗的变频器运行频率。
[0019]在某一确定的制冷主机负荷和确定的冷却水进水温度下，所述制冷主机节能控制采集装置用于获取空调系统的包含某一组参数X的工况参数数据，所述中央智能控制器包括计算模块、存储模块、处理模块和控制模块，
[0020]所述计算模块，用于根据所述工况参数数据X计算制冷主机和冷却水栗的总功率W ；
[0021 ] 所述处理模块，用于在数据库内查找与所述参数X数值相邻的工况参数^和X 2所对应的制冷主机和冷却水栗的总功率WjP W 2，并将所述总功率WjP W 2与所述当前制冷主机和冷却水栗的总功率W进行比对:
[0022]若W <胃1且W < W 2，则判定当前运行状态为最佳节能状态；
[0023]若W1OKW2,则判定当前运行状态不是最佳节能状态，并将所述系统总功率W1所对应的参数^的数值作为最佳节能工况参数；
[0024]若W2OKW1,则判定当前运行状态不是最佳节能状态，并将所述系统总功率W2所对应的参数&的数值作为最佳节能工况参数；
[0025]从而，使得制冷主机和冷却水栗的总能耗最低。
[0026]所述参数X为冷却水进水温度和制冷主机的负荷率。
[0027]所述冷却塔节能控制装置包括冷却水主管内设置的温度传感器，所述冷却塔节能控制装置内存储有冷却塔风机启停温度设定值，多台冷却塔风机时可以分组分别设定启停温度设定值，
[0028]根据温度传感器探测到的制冷主机冷却水进水总管温度实际值T与冷却塔风机启停温度设定值T。进行比较，当T多T。时，启动所对应的冷却塔风机，当τ〈τ。时，关闭所对应的冷却塔风机。
[0029]所述中央智能控制器根据制冷主机冷冻水的供水温度和其负荷的大小自动增开或减停制冷主机及其配套的冷冻水栗、冷却水栗和冷却塔风机。
[0030]当所述制冷主机冷冻水的供水温度在一定的时间内高于出水温度设定值且t > tset+A t°C，则增开所述制冷主机及其配套的冷冻水栗、冷却水栗和冷却塔风机。
[0031 ] 当空调系统的负荷满足Q+ [ (N-1) X P]〈 100 %时，减停所述制冷主机及其配套的冷冻水栗、冷却水栗和冷却塔风机，其中，Q为实际总制冷量，N为在线运行台数，P为制冷主机额定制冷量。
[0032]相应地，所述空调系统联动节能控制方法，包括以下三部分:
[0033]I)在空调系统中，主要的控制环节有以下七部分:
[0034]①空调末端送风支管末端风阀采用压力无关型变风量控制；
[0035]②空调末端送风机采用变静压控制；
[0036]③空调末端冷冻水比例调节阀采用PID控制；
[0037]④冷冻水栗采用变压差控制；
[0038]⑤冷却水栗采用最低能耗控制；
[0039]⑥冷却塔风机采用自动启停控制；
[0040]⑦机房群控，自动加减机；
[0041]2)所述控制环节的控制策略说明
[0042]①空调末端送风支管末端风阀采用压力无关型变风量控制
[0043]各空调末端送风支管末端设有比例调节风阀和风速(风量)传感器，其控制策略如下:
[0044]根据风速的实际值与设定值的差异来调节各送风支管末端风阀的开度，采用PID调节控制；
[0045]根据所辖区域的实际温度与设定温度的差异来改变所述风速的设定值，若区域实际温度大于设定温度，则增大风速设定值，反之亦然；
[0046]由上可知，区域送风量与风管内静压P的大小无关，区域温度控制稳定无振荡；
[0047]②空调末端送风机采用变静压控制
[0048]所述空调末端送风主管设有静压传感器，其控制策略如下:
[0049]根据静压的实际值与设定值的差异来调节送风机的变频器以改变送风