专利名称：一种中央空调冷冻站节能控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于中央空调控制技术领域，特别是涉及一种中央空调冷冻站节能控 制系统。
技术背景近年来低碳经济发展已经成为一个社会热点，建筑节能受到了前所未有的重视， 而中央空调能耗又占据了整个建筑能耗的很大比例，因此，如何降低中央空调系统的能量 消耗成为一个重要研究课题。在中央空调冷冻站系统中，水泵的变频节能技术目前已被较多地应用，作为一种 离心设备，水泵的功耗与转速的三次方成正比，因此通过变频器来调节水泵转速对降低水 系统的能耗意义重大。此外，变频离心式冷水机组也在国内外也有了一些应用案例，在部分 负荷状态下通过对离心式冷水机组的变频运行，能够达到明显的节能效果。由于冷冻站系统需要控制的输入变量和输出变量众多，且具有非线性、时变、时 滞、耦合、惯性特点，而且各生产厂家的供货设备性能不同，运行参数之间互相耦合且多变， 很难找出一个精确的动态数学模型，因而控制难度较大。传统中央空调冷冻站控制方法多为单点控制，例如，恒压差控制对水系统供回水 压差进行控制；恒温差控制对水系统供回水温差进行控制。所使用的典型单变量控制模式 是PID控制模式，作为最早发展起来的控制策略之一，由于其具有控制算法简单、通用性好 和可靠性高等优点，被广泛应用于工业过程控制。针对PID控制存在容易发生振荡、稳定性 较差的问题，一些改进的PID控制方法、模糊控制等也被应用到中央空调冷冻站控制中。但是，这些控制技术存在的一个主要问题是只着重中央空调冷冻站内某个单独设 备或局部小系统的节能，没有对系统整体节能进行考虑，因此节能效果受限，有时还会出现 某种设备节能，而影响另外设备耗能增加，最终可能出现整体负效益结果。例如，仅关注水 泵节电，忽略了可能出现的冷机能耗上升造成的系统能耗上升；冷冻水循环和冷却水循环 控制相对独立，不能实现系统效率的综合优化控制
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种中央空调冷冻站节能 控制系统，该系统通过采用滚动优化的关联数据库模型、直接针对冷冻站整体能耗的自寻 优方法，实现对中央空调冷冻站系统运行参数的监测和优化，提高中央空调冷冻站系统的 整体运行效率，达到节能降耗的效果。本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的一种中央空调冷冻站节能控制系统，包括关联数据库、能耗自寻优控制器、滚动优 化控制器、信号采集控制柜、冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜和若干个传感器， 其中关联数据库进行中央空调冷冻站关联数据库建模，形成关联数据库模型，并实时接收信号采集控制柜输出的状态参数，将所述关联数据库模型参数和所述状态参数输出给 能耗自寻优控制器进行自寻优处理；同时还将所述关联数据库模型参数输出给滚动优化控 制器进行实时滚动优化运算，并接收滚动优化控制器返回的优化参数，完成关联数据库模 型的更新；能耗自寻优控制器接收关联数据库输出的关联数据库模型参数和状态参数，同 时接收冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜、中央空调冷冻站冷水机组和各电动阀 门输出的状态参数，进行自寻优处理，得到最佳能耗运行参数，并将所述最佳能耗运行参数 分别输出给滚动优化控制器、冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜、中央空调冷冻 站冷水机组和各电动阀门；滚动优化控制器接收关联数据库输出的关联数据库模型参数，接收能耗自寻优 控制器输出的最佳能耗运行参数，在每次寻优过程中进行滚动优化运算，并将完成滚动优 化运算的参数返回给关联数据库，完成关联数据库模型的更新；信号采集控制柜采集若干个传感器测量的中央空调冷冻站中水系统运行参数及 环境参数，并将所述参数输出给关联数据库；冷却塔控制柜将冷却塔运行状态参数实时输出给关联数据库，并实时接收能耗 自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数，根据所述最佳能耗运行参数变频控制冷却塔的运 行；冷却泵控制柜将冷却泵运行状态参数实时输出给关联数据库，并实时接收能耗 自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数，根据所述最佳能耗运行参数变频控制冷却泵的运 行；冷冻泵控制柜将冷冻泵运行状态参数实时输出给关联数据库，并实时接收能耗 自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数，根据所述最佳能耗运行参数变频控制冷冻泵的运 行；传感器用于测量中央空调冷冻站内的水系统运行参数及环境参数，并将所述参 数输出给信号采集控制柜，其中水系统运行参数包括冷冻水流量、冷冻水出水温度、冷冻水 回水温度、冷却水流量、冷却水出水温度、冷却水回水温度、冷水机组功率及冷冻水末端压 差，环境参数包括室外湿球温度。在上述中央空调冷冻站节能控制系统中，在关联数据库中进行关联数据库建模， 形成关联数据库模型的具体方法如下(1)将中央空调冷冻站输出的制冷量在其冷量范围内进行离散，得到输出冷量的 Hl1项离散函数I
权利要求1.一种中央空调冷冻站节能控制系统，其特征在于包括关联数据库、能耗自寻优控 制器、滚动优化控制器、信号采集控制柜、冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜和若 干个传感器，其中关联数据库分别与滚动优化控制器、能耗自寻优控制器和信号采集柜连 接，能耗自寻优控制器分别连接滚动优化控制器、冷却塔控制柜、冷却泵控制柜和冷冻泵控 制柜，能耗自寻优控制器接收关联数据库输出的关联数据库模型参数和所述状态参数，同 时接收冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜、中央空调冷冻站冷水机组和各电动阀 门输出的状态参数，进行自寻优处理，得到最佳能耗运行参数，并将所述最佳能耗运行参数 分别输出给滚动优化控制器、冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜、中央空调冷冻 站冷水机组和各电动阀门；滚动优化控制器接收关联数据库输出的关联数据库模型参数，接收能耗自寻优控制 器输出的最佳能耗运行参数，在每次寻优过程中进行滚动优化运算，并将完成滚动优化运 算的参数返回给关联数据库，完成关联数据库模型的更新；关联数据库进行中央空调冷冻站关联数据库建模，形成关联数据库模型，并实时接收 信号采集控制柜输出的状态参数，将所述关联数据库模型参数和所述状态参数输出给能耗 自寻优控制器进行自寻优处理；同时还将所述关联数据库模型参数输出给滚动优化控制器 进行实时滚动优化运算，并接收滚动优化控制器返回的优化参数，完成关联数据库模型的 更新；信号采集控制柜采集若干个传感器测量的中央空调冷冻站中水系统运行参数及环境 参数，并将所述参数输出给关联数据库；冷却塔控制柜将冷却塔运行状态参数实时输出给关联数据库，并实时接收能耗自寻 优控制器输出的最佳能耗运行参数，根据所述最佳能耗运行参数变频控制冷却塔的运行；冷却泵控制柜将冷却泵运行状态参数实时输出给关联数据库，并实时接收能耗自寻 优控制器输出的最佳能耗运行参数，根据所述最佳能耗运行参数变频控制冷却泵的运行；冷冻泵控制柜将冷冻泵运行状态参数实时输出给关联数据库，并实时接收能耗自寻 优控制器输出的最佳能耗运行参数，根据所述最佳能耗运行参数变频控制冷冻泵的运行；传感器用于测量中央空调冷冻站内的水系统运行参数及环境参数，并将所述参数输 出给信号采集控制柜，其中水系统运行参数包括冷冻水流量、冷冻水出水温度、冷冻水回水 温度、冷却水流量、冷却水出水温度、冷却水回水温度、冷水机组功率及冷冻水末端压差，环 境参数包括室外湿球温度。
2.根据权利要求1所述的一种中央空调冷冻站节能控制系统，其特征在于还包括与 关联数据库连接的人机界面，用于对冷冻站及其组成设备的运行参数进行显示和管理，其 中运行参数包括能耗系数参数及运行状态参数。
专利摘要本实用新型涉及一种中央空调冷冻站节能控制系统，该控制系统是一种具有自学习功能的节能控制系统，包括关联数据库、能耗自寻优控制器、滚动优化控制器、信号采集控制柜、冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜和若干个传感器，通过对中央空调冷冻站内各主要耗电设备进行关联数据库建模，并对关联数据库进行滚动优化，以获得各主要耗电设备间的能耗关联信息，再通过进一步的能耗自寻优过程，获得冷冻站设备运行的优化参数，使整个中央空调冷冻站始终工作在高效节能状态。
文档编号F24F11/00GK201897294SQ201020652699
公开日2011年7月13日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者刘静瑜, 姜华, 宗文波, 杨丹, 杨谦 申请人:北京星达技术开发公司