一种制冷系统冷却水节能控制方法、系统及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及中央空调节能【技术领域】，尤其是一种制冷系统冷却水节能控制方法，在某一确定的制冷主机负荷和其确定的冷却水进口温度下，步骤为：S1、获取空调系统的包含某一参数的工况参数数据；S2、根据所述工况参数数据计算得到当前系统总功率；S3、将所述参数及其对应的当前系统总功率存入数据库内；S4、在数据库内寻找与所述参数数值相邻的两个工况参数、所对应的系统总功率，并将所述系统总功率与所述当前系统总功率进行比对得到节能工况参数；S5、依据所述节能工况参数调整相应设备运行。本发明还提供了制冷系统冷却水节能控制系统及装置，在保证应用性能需求的前提下，使空调系统制冷主机和冷却水泵以整体最佳效率运行，降低了系统总能耗。
【专利说明】一种制冷系统冷却水节能控制方法、系统及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及中央空调节能【技术领域】，具体是一种制冷系统冷却水节能控制方法、系统及装置。
【背景技术】
[0002]我国处于一个经济快速发展的时期，城市化发展进程逐步加快，为满足人们的工作和生活需求，需要新建大量的建筑，如何实现建筑的可持续发展，为人们创造节能舒适的工作及生活环境，是建筑行业急需解决的重要问题。
[0003]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。
[0004]就任何建筑设计来说，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，主机、水泵、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。
[0005]在中央空调的运行过程中，冷却水泵的流量及轴功率是恒定输出的，也就是一直处于最大负荷状态，浪费较多的能量。特别是在秋冬季节，空调制冷系统的输出功率大幅下降，而冷却水泵的负荷却不能相应随之降低，形成大流量小温差现象，浪费电能。但若实施冷却水泵变频控制，冷却水泵的能耗降低，而制冷机的冷却效果变差，引起制冷机效率COP值下降，制冷主机能耗上升。这时候控制不好往往得不偿失或不能实现最大化节能效果，如何调整冷却水泵的运行频率，权衡冷却水泵和制冷机的能耗变化就非常重要。由此可见，控制冷却水泵的运行状况对于提高制冷机和冷却水泵的整体节能非常有意义。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题在于提供一种制冷系统冷却水节能控制方法、系统及装置。以节能为目标，通过借助数据库的处理优势，自动匹配出符合当前系统制冷需求的节能工况参数，通过调整对系统总功率影响较大的某一工况参数来实现对整个空调系统的节能控制，起到了以点带面的良好效果。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种制冷系统冷却水节能控制方法，所述方法利用数据库对空调系统进行能效检测和调控，在某一确定的制冷主机负荷和其确定的冷却水进口温度下，包括以下步骤:51、获取空调系统的包含某一参数的工况参数数据；
52、根据所述工况参数数据计算得到当前系统总功率
^ ;
53、将所述参数及其对应的当前系统总功率R存入数据库内，替换数据库内与所述参数.V数值相等的工况参数及其对应的系统总功率；
54、在数据库内寻找与所述参数X数值相邻的两个工况参数X'所对应的系统总功率FT:,并将所述系统总功率Fr,、η:,与所述当前系统总功率JF:.进行比对，
若KSITf且$ ,则判定当前运行状态为节能状态，并转至步骤SI ；
若TFx- CTT1〈W+::,则判定当前运行状态为不节能状态，并将所述系统总功率所对应的参数X—的数值作为节能工况参数，
若<ff； < η:.,则判定当前运行状态为不节能状态，并将所述系统总功率所对
应的参数JT的数值作为节能工况参数；
S5、依据所述节能工况参数调整相应设备运行，并转至步骤SI。
[0008]对于不同的制冷主机负荷和其不同的冷却水进口温度的各种组合，利用数据库分类按上述步骤进行。
[0009]作为本发明的优选，所述参数为冷却水泵进出水温差，所述冷却水泵进出水温差X与I,或.Y'的步长间隔为0.2V ο
[0010]作为本发明的优选，所述参数X为冷却水进出口温差、冷却水流量或流速。
[0011]所述步骤S5具体包括:调整冷却水泵运行频率使所述某一参数X的数值等同于所述节能工况参数数值。
[0012]本发明还提供了一种制冷系统冷却水节能控制系统，包括获取模块、计算模块、存储模块、处理模块和控制模块，
获取模块，用于获取空调系统的包含某一参数X的工况参数数据；
计算模块，用于根据所述工况参数数据计算得到当前系统总功率；
存储模块，用于将所述参数Χ及其对应的当前系统总功率I存入数据库内，替换数据库内与所述参数数值相等的工况参数及其对应的系统总功率；
处理模块，用于在数据库内寻找与所述参数I数值相邻的两个工况参数.X，、X-所对应的系统总功率Wx-、r.，并将所述系统总功率Ιζ-、Fr.与所述当前系统总功率JFy进行比对，
若且则判定当前运行状态为节能状态，
若,则判定当前运行状态为不节能状态，并将所述系统总功率所对应的参数χ-的数值作为节能工况参数，
若JT:- < Ws < Wr，则判定当前运行状态为不节能状态,并将所述系统总功率所对应的参数:的数值作为节能工况参数； 所述控制模块，用于依据所述节能工况参数调整相应设备运行。
[0013]优选的，所述参数X为冷却水泵进出水温差，所述冷却水泵进出水温差X与X，或X-的步长间隔为0.2V O
[0014]优选的，所述参数I为冷却水进出口温差、冷却水流量或流速。
[0015]具体的，所述控制模块具体用于调整冷却水泵运行频率使所述某一参数1的数值等同于所述节能工况参数数值。
[0016]本发明还提供了一种制冷系统冷却水节能控制装置，包括中央智能控制器、冷却水泵节能控制装置、冷却塔节能控制装置、制冷主机节能控制采集装置、冷却水泵、冷却塔风机和制冷主机，所述冷却水泵节能控制装置、冷却塔节能控制装置和制冷主机节能控制采集装置分别内嵌有冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器，所述冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器分别与所述中央智能控制器连接；所述冷却水泵、冷却塔风机和制冷主机上分别设置有传感器，所述传感器分别与所述冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器连接并通过所述冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器向所述中央智能控制器发送工况参数数据；
所述冷却水泵节能控制装置和冷却塔节能控制装置上分别设置有变频器，所述变频器分别与冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器连接，所述冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器接收由所述中央智能控制器发送的指令并根据所述指令控制相应变频器的运行频率。
[0017]具体的，上述传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器和功率传感器，其中，所述冷却塔智能控制器与安装在室外的室外温度传感器连接，接收由所述室外温度传感器发送的室外温度并反馈给所述中央智能控制器；所述冷却水泵的供回水端口设置有温度传感器、压力传感器和流量传感器，所述温度传感器、压力传感器和流量传感器与所述冷却水泵智能控制器相连并向所述中央智能控制器反馈冷却水泵的供回水温度、压力和流量；所述制冷主机节能控制采集装置内设置有功率传感器，所述功率传感器与制冷主机智能控制器相连并向所述中央智能控制器反馈所述制冷主机的输出功率；
上述传感器通过冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器的TCP/IP协议向所述中央智能控制器发送工况参数数据；
上述制冷主机节能控制采集装置还包括连接所述制冷主机智能控制器和所述制冷主机的主机通信器；
上述中央智能控制器、冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器为嵌入式平台、PCL或工控机，且均包括CPU、通信模块、数据采集模块、显示模块和智能控制单元。
[0018]本发明通过采集空调系统的工况参数数据，将采集的工况参数数据作为数据库的输入，借助数据库的处理优势，自动匹配出符合当前系统制冷需求的节能工况参数，并根据该节能工况参数自动对系统设备的运行状况进行调整，在保证应用性能需求的前提下，使空调系统制冷主机和冷却水泵以整体最佳效率运行，达到降低系统总能耗的目的。
[0019]由于以上技术方案，本发明具有如下有益效果:
1、通过采集空调系统的工况参数数据，将采集的工况参数数据作为数据库的输入，借助数据库的处理优势，将不同的制冷主机负荷和其不同的冷却水进口温度的各种组合进行分类，在某一确定的制冷主机负荷和其确定的冷却水进口温度下，自动匹配出符合当前系统制冷需求的节能工况参数，并根据该节能工况参数自动对系统设备的运行状况进行调整，在保证应用性能需求的前提下，使空调系统以最佳效率运行，达到降低系统总能耗的目的。
[0020]2、通过调整对系统总功率影响较大的某一工况参数来实现对整个空调系统的节能控制，以点带面，具有投入少、操控简单、节能效果好的优点。
[0021]3、从冷却水泵运行状况对制冷主机运行效率和空调系统整体能耗的影响出发，将所述冷却水泵的进出水温差或冷却水泵的流量或流速作为降低空调系统整体能耗的重要因素，通过与存储于数据库内的相邻值对应的系统总功率比对从而找出满足当前系统制冷需求的节能目标值，然后根据节能目标值调整冷却水泵的运行频率来实现空调系统的整体节能。该方法操作简单、节能效果显著。
[0022]4、将获取的某一工况参数数据及对应的当前系统总功率以替换的方式存入数据库中，利用数据库的优化数据和存储数据，使数据库内的数据始终为最新数据，便于快速反馈节能工况参数。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本发明实施例提供的制冷系统冷却水节能控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的制冷系统冷却水节能控制系统的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的制冷系统冷却水节能控制装置的结构示意图；
图中:1_中央智能控制器，2-冷却水泵节能控制装置，3-冷却塔节能控制装置，4-制冷主机节能控制采集装置，5-冷却水泵，6-冷却塔风机，7-制冷主机，8-获取模块，9-计算模块，10-存储模块，11-处理模块，12-控制模块。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]本发明实施例公开了一种基于数据库的中央空调节能控制方法，所述方法利用基于数据库对空调系统进行能效检测和调控，在某一确定的制冷主机负荷和其确定的冷却水进口温度下，包括以下步骤:
51、获取空调系统的包含某一参数JT的工况参数数据；
52、根据所述工况参数数据计算得到当前系统总功率％；53、将所述参数Λ-及其对应的当前系统总功率I；存入数据库内，替换数据库内与所述参数λ.数值相等的工况参数及其对应的系统总功率；
54、在数据库内寻找与所述参数数值相邻的两个工况参数X+、χ_所对应的系统总功率 K- 并将所述系统总功率I;-、与所述当前系统总功率％进行比对，
若
【权利要求】
1.一种制冷系统冷却水节能控制方法，其特征在于，所述方法利用数据库对空调系统进行能效检测和调控，在某一确定的制冷主机负荷和其确定的冷却水进口温度下，包括以下步骤: S1、获取空调系统的包含某一参数X的工况参数数据； S2、根据所述工况参数数据计算得到当前系统总功率FTx； S3、将所述参数χ及其对应的当前系统总功率％存入数据库内，替换数据库内与所述参数λ.数值相等的工况参数及其对应的系统总功率； S4、在数据库内寻找与所述参数X数值相邻的两个工况参数所对应的系统总功率H。、并将所述系统总功率1-与所述当前系统总功率进行比对， 若
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数X为冷却水泵进出水温差，所述冷却水泵进出水温差X与f或^的步长间隔为0.2°C。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数X为冷却水进出口温差、冷却水流量或流速。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括:调整冷却水泵运行频率使所述某一参数X的数值等同于所述节能工况参数数值。
5.一种制冷系统冷却水节能控制系统，其特征在于，包括获取模块、计算模块、存储模块、处理模块和控制模块， 所述获取模块，用于获取空调系统的包含某一参数—Y的工况参数数据； 所述计算模块，用于根据所述工况参数数据计算得到当前系统总功率; 所述存储模块，用于将所述参数I及其对应的当前系统总功率％存入数据库内，替换数据库内与所述参数X数值相等的工况参数及其对应的系统总功率； 所述处理模块，用于在数据库内寻找与所述参数X数值相邻的两个工况参数X' X-所对应的系统总功率并将所述系统总功率与所述当前系统总功率t进行比对， 若
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述参数X为冷却水泵进出水温差，所述冷却水泵进出水温差X与jT或X—的步长间隔为0.2°C。
7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述参数X为冷却水进出口温差、冷却水流量或流速。
8.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述控制模块具体用于调整冷却水泵运行频率使所述某一参数*的数值等同于所述节能工况参数数值。
9.一种制冷系统冷却水节能控制装置，包括中央智能控制器(I)、冷却水泵节能控制装置(2)、冷却塔节能控制装置(3)、制冷主机节能控制采集装置(4)、冷却水泵(5)、冷却塔风机(6)和制冷主机(7)，其特征在于， 所述冷却水泵节能控制装置(2)、冷却塔节能控制装置(3)和制冷主机节能控制采集装置(4)分别内嵌有冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器，所述冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器分别与所述中央智能控制器(I)连接；所述冷却水泵(5)、冷却塔风机(6)和制冷主机(7)上分别设置有传感器，所述传感器分别与所述冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器连接并通过所述冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器向所述中央智能控制器(I)发送工况参数数据； 所述冷却水泵节能控制装置(2)和冷却塔节能控制装置(3)上分别设置有变频器，所述变频器分别与冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器连接，所述冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器接收由所述中央智能控制器(I)发送的指令并根据所述指令控制相应变频器的运行频率。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于， 所述传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器和功率传感器，其中，所述冷却塔智能控制器与安装在室外的室外温度传感器连接，接收由所述室外温度传感器发送的室外温度并反馈给所述中央智能控制器(I);所述冷却水泵(5)的供回水端口设置有温度传感器、压力传感器和流量传感器，所述温度传感器、压力传感器和流量传感器与所述冷却水泵智能控制器相连并向所述中央智能控制器(I)反馈冷却水泵(5)的供回水温度、压力和流量；所述制冷主机节能控制采集装置(4)内设置有功率传感器，所述功率传感器与制冷主机智能控制器相连并向所述中央智能控制器(I)反馈所述制冷主机(7)的输出功率； 所述传感器通过冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器的TCP/IP协议向所述中央智能控制器(I)发送工况参数数据； 所述制冷主机节能控制采集装置(4)还包括连接所述制冷主机智能控制器和所述制冷主机(7)的主机通信器； 所述中央智能控制器(I)、冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器为嵌入式平台、PCL或工控机，且均包括CPU、通信模块、数据采集模块、显示模块和智能控 制单元。
【文档编号】F24F11/00GK103994553SQ201410237232
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】张丰, 王燕波, 李开国, 朱国宏 申请人:厦门立思科技股份有限公司