适于舒适性中央空调制冷机的节能控制系统的制作方法
适于舒适性中央空调制冷机的节能控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明一种适于舒适性中央空调制冷机的节能控制系统，其特征在于：包括依次连接的传感器、数据采集器、控制器和执行器，还包括人机交互显示屏，其与所述控制器连接；所述传感器包括温度传感器和电流传感器，所述执行器包括若干控制开关；所述温度传感器和电流传感器分别检测相应测点的温度或电流，所述数据采集器记录所述温度和电流的值并将其传输给所述控制器，所述控制器根据所述测量值和事先的设定值进行判断并发送控制指令，所述控制开关接收相应的指令并执行相应的动作。本发明的控制系统可以使制冷机的温度参数变化时保持制冷性能，具有很好的鲁棒性。且可对设定值进行修订，达到对舒适性中央空调制冷机的合理的控制。
【专利说明】适于舒适性中央空调制冷机的节能控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适于舒适性中央空调制冷机的节能控制系统，属于空调【技术领域】。
【背景技术】
[0002]对于常见的离心式制冷机或螺杆式制冷机来说，其内部效率与其相对冷量(实际制冷量与额定制冷量之比，也常被称为负荷率)有关，相对冷量越大，内部效率越高。广泛应用于建筑中舒适性中央空调，其制冷系统一般配置多台制冷机，以最常见的3台大小相同的制冷机配置为例。针对3台制冷机的运行控制尽管方法有别，但控制结果均如图1所示，图1为现有的控制方法的理想控制结果图。从图1中可以看出，采用目前的控制方法，即使在理想的控制情况下，制冷机的内部效率也在约0.15?0.6之间变化，总体效率并不高，特别是当建筑物的总冷负荷较低时，制冷机的效率更是难以提高。
[0003]现有的控制方法一般均需实时地测量供冷量，并以此为依据进行控制。测量冷量需要安装流量计和温度计等测量仪表，长期使用时，这些仪表(特别是流量计)测量结果往往会发生较大偏差。既有的控制方法因为控制回差等原因，实际控制结果一般如图2所示，图2为现有的控制方法的实际控制结果图。从图中可看出，控制结果常常不佳，离理想情况相去较远。
【发明内容】
[0004]基于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种适于舒适性中央空调制冷机的节能控制系统，对部分或全部制冷机进行间歇性控制，使制冷机的效率大幅提高，同时节省电倉泛。
[0005]本发明的技术内容:
[0006]一种适于舒适性中央空调制冷机的节能控制系统，其特征在于:包括依次连接的传感器、数据采集器、控制器和执行器，还包括人机交互显示屏，其与所述控制器连接；所述传感器包括温度传感器和电流传感器，所述执行器包括若干控制开关；所述温度传感器和电流传感器分别检测相应测点的温度或电流，所述数据采集器记录所述温度和电流的值并将其传输给所述控制器，所述控制器根据所述测量值和事先的设定值进行判断并发送控制指令，所述控制开关接收相应的指令并执行相应的动作。
[0007]所述事先的设定值通过所述人机交互显示屏输入到所述控制器，其包括运行中制冷机平均电流比设定值A%、冷冻水回水温度设定值B°C、制冷机停机时间设定值C min、标志房间的温度设定值D°C、停开制冷机后标志房间的温度设定值E°C。
[0008]所述温度传感器包括冷冻水回水温度传感器和标志房间温度传感器，分别测量冷冻水回水温度、标志房间温度。
[0009]所述电流传感器具有若干个，分别测量运行中制冷机a、b...(η个)的电流Ia、Ib…In，得到制冷机的平均电流比I =
[0010]所述控制开关包括制冷机控制开关、对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关，所述每个控制开关具有若干个，与制冷机的数目对应。
[0011]一种适于舒适性中央空调制冷机的节能控制方法，采用上述的节能控制系统，所述方法包括:
[0012](I)检测相应测点的温度或电流；
[0013](2)若所述测量值小于所述第一设定值，则关闭一台运行中的制冷机控制开关，反之则结束所述方法；
[0014](3)关闭对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关；
[0015](4)检测所述被关闭的制冷机的另一相应测点的温度；
[0016](5)若所述另一测定值大于所述第二设定值，则判断所述被关闭的制冷机的停机时间，反之则结束所述方法；
[0017](6)若所述被关闭的制冷机的停机时间大于所述设定值C min，则重启所述被停止的对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关以及制冷机控制开关，结束所述方法；
[0018](7)若所述被关闭的制冷机的停机时间小于等于设定值C min，则判断是够有其它停开的制冷机；
[0019](8)若有其它停开的制冷机，则开启对应的冷却塔和冷却水泵，并增开I台新的制冷机，结束所述方法；
[0020](9)若没有其它停开的制冷机，则修订所述第二设定值，结束所述方法。
[0021]当所述方法在制冷机房内进行时，所述相应测点的电流为运行中制冷机a、b...(η个)的电流Ia、Ib…In，所述第一设定值为A% ;所述另一相应测点的温度为冷冻水回水温度，所述第二设定值为B°C。
[0022]当所述方法在整个建筑范围内进行时，所述相应测点的温度为标志房间的温度，所述第一设定值为D°C ;所述另一相应测点的温度为停开制冷机后标志房间的温度，所述第二设定值为E°C。
[0023]当所述方法在制冷机房和整个建筑范围内同时进行时，所述相应测点的温度为标志房间的温度，所述第一设定值为D°C ;所述另一相应测点的温度为冷冻水回水温度，所述第二设定值为B°C。
[0024]本发明的技术效果:
[0025]本发明提供的节能控制系统，电流传感器、冷冻水和标志房间温度传感器分别测量运行中的制冷机的电流、冷送水回水温度和标志房间温度。所述测量值通过数据采集器传输给控制器，所述控制器根据所述测量值和通过人机交互显示屏事先输入的第一设定值判断是否需要关闭I台制冷机，所述控制开关接收相应的指令并执行相应的动作。当所述运行中的制冷机的平均电流比或标志房间的温度测量值小于所述第一设定值时，制冷房间的供冷量大于需求，所述控制器向控制开关输出关闭命令，关闭I台制冷机和相应的冷却塔和冷却水泵的控制开关，让制冷机停机一段时间，以提高运行中的制冷机的负荷率，进而提高制冷机的内部效率。停机的制冷机节省了大量电能，且制冷房间利用积累的冷量慢慢向室内散发冷量，满足了制冷需求。避免了现有控制系统中制冷机的内部效率不高且耗电量大的问题。当冷冻水回水温度测量值或关闭I台制冷机后的标志房间温度测量值大于第二设定值时，即所述温度超出空调范围，若所述被关闭的制冷机的停机时间超出设定值时，控制器向控制开关输出开启命令，重启对应的冷却塔和冷却水泵以及所述停开的制冷机的控制开关；若所述被关闭的制冷机的停机时间小于第二设定值时，则控制器系统检测是否有其它停开着的制冷机，若有则向控制开关输出开启命令，开启对应的冷却塔和冷却水泵以及I台新的冷制机的控制开关；若没有则控制器输出修订所述第二设定值。本发明的控制系统可以使制冷机的温度参数变化时保持制冷性能，具有很好的鲁棒性。且可对设定值进行修订，达到对舒适性中央空调制冷机的合理的控制。
[0026]本发明的控制方法，通过对比较测量值和设定值，对制冷机达到间隙性控制。当所述运行中的制冷机的平均电流比或标志房间的温度测量值小于所述第一设定值时，制冷房间的供冷量大于需求，关闭I台制冷机和相应的冷却塔和冷却水泵，让制冷机停机一段时间，以提高运行中的制冷机的负荷率，进而提高制冷机的内部效率。停机的制冷机节省了大量电能，且制冷房间利用积累的冷量慢慢向室内散发冷量，满足了制冷需求。避免了现有控制方法中制冷机的内部效率不高且耗电量大的问题。当冷冻水回水温度测量值或关闭I台制冷机后的标志房间温度测量值大于第二设定值时，即所述温度超出空调范围，若所述被关闭的制冷机的停机时间超出设定值时，重启对应的冷却塔和冷却水泵以及所述停开的制冷机；若所述被关闭的制冷机的停机时间小于第二设定值时，则控制器系统检测是否有其它停开着的制冷机，若有则开启对应的冷却塔和冷却水泵以及I台新的冷制机；若没有则修订所述第二设定值。本发明的控制方法可以使制冷机的温度参数变化时保持制冷性能，且可对设定值进行修订，达到对舒适性中央空调制冷机的合理的控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为现有的控制方法的理想控制结果图；
[0028]图2为现有的控制方法的实际控制结果图；
[0029]图3为本发明的节能控制系统的结构示意图；
[0030]图4为本发明的节能控制方法的第一实施例的实现流程图；
[0031]图5为本发明的节能控制方法的第二实施例的实现流程图；
[0032]图6为本发明的节能控制方法的第三实施例的实现流程图；
[0033]图7为本发明的节能控制方法的理想控制结果图；
[0034]图8为本发明的节能控制方法的实际控制结果图。
[0035]【专利附图】
【附图说明】:
[0036]在图1和图7中:负荷率的定义以单台制冷机的额定冷量为满负荷；开机率是表示在对应的负荷下运行，制冷机需要开机的时长。开机率为1，则表示在对应负荷下，制冷机需要一直开机。当开机率为“1+0.5”时，表示开2台制冷机，其中I台连续运行，另I台则只有一半的时间开启。
[0037]在图2和图8中:负荷率的定义以3台制冷机的总额定冷量为满负荷。
【具体实施方式】
[0038]为了详细地了解本发明的技术内容，将通过实施例和附图具体说明如下。
[0039]本发明的节能控制系统的结构组成如图3所示，图3为本发明的控制系统的结构示意图。包括传感器:冷冻水回水温度传感器(即图3中的冷冻水温度计)、标志房间温度传感器(即图3中的房间温度计)、若干个电流传感器(即图3中的电流表)，数据采集仪器(即图3中的数据采集器)，控制器，人机交互显示屏，执行器:若干个制冷机开关执行器、水泵开关执行器、冷却塔开关执行器(数据均根据现场制冷机台数确定)。
[0040]舒适性空调具有以下特性:(I)建筑物的冷负荷与耗冷量之间并不完全一致，由于空调房间存在热惰性，当供冷量短时间突然发生变化不按照冷负荷需求供给时，房间温度变化并不显著。(2)舒适性空调是允许室内温度存在一定的波动的。基于这种特性，可以采用一种节能的制冷机运行控制方法，即对部分或全部制冷机实行间隙性控制，控制的原则是尽量使制冷机处于满负荷率下运行。比如当某时刻建筑冷负荷仅为单台制冷机额定冷量的一半时，我们设法让该台制冷机不运行在50%的负荷率下工作，而是让它运行于100%的负荷率，如此一来，制冷机的内部效率便可大幅度提高。但此时对房间的供冷量必然大于需求，于是可以让制冷机停机一段时间，在此期间，空调房间内的各物体利用积累的冷量慢慢向室内散发冷量，使室内的温度慢慢上升并处于空调要求范围之内。当达到设定的温度时再重新启动关闭的制冷机，满足房间的供冷量。
[0041]本发明不依据冷量来控制，而是采用测量更为容易和可靠的功率参数来进行控制。本实施例采用仅在制冷机房内解决问题的方法来实现，具体过程参见图4。
[0042]所述方法包括:
[0043](I)检测运行中制冷机a、b...(η个)的电流Ia、IfIn ;
[0044](2)若所述测量值小于所述运行中制冷机平均电流比设定值A%，则关闭一台运行中的制冷机控制开关，反之则结束所述方法；
[0045](3)关闭对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关；
[0046](4)检测所述被关闭的制冷机的停开制冷机后冷冻水回水温度；
[0047](5)若所述测定值大于所述冷冻水回水温度设定值B°C，则判断所述被关闭的制冷机的停机时间，反之则结束所述方法；
[0048](6)若所述被关闭的制冷机的停机时间大于所述设定值C分钟，则重启所述被停止的对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关以及制冷机控制开关，结束所述方法；
[0049](7)若所述被关闭的制冷机的停机时间小于等于设定值C分钟，则判断是够有其它停开的制冷机；
[0050](8)若有其它停开的制冷机，则开启对应的冷却塔和冷却水泵，并增开I台新的制冷机，结束所述方法；
[0051](9)若没有其它停开的制冷机，则修订所述第二设定值，结束所述方法。
[0052]另一实施例采用仅在整个建筑范围内解决问题的方法来实现，具体过程参见图5。
[0053]所述方法包括:
[0054](I)检测标志房间的温度；
[0055](2)若所述测量值小于所述标志房间的温度D°C，则关闭一台运行中的制冷机控制开关，反之则结束所述方法；
[0056](3)关闭对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关；
[0057](4)检测所述被关闭的制冷机的停开制冷机后标志房间的温度；
[0058](5)若所述测定值大于所述停开制冷机后标志房间的温度设定值E°C，则判断所述被关闭的制冷机的停机时间，反之则结束所述方法；
[0059](6)若所述被关闭的制冷机的停机时间大于所述设定值C min,则重启所述被停止的对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关以及制冷机控制开关，结束所述方法；
[0060](7)若所述被关闭的制冷机的停机时间小于等于设定值C min，则判断是够有其它停开的制冷机；
[0061](8)若有其它停开的制冷机，则开启对应的冷却塔和冷却水泵，并增开I台新的制冷机，结束所述方法；
[0062](9)若没有其它停开的制冷机，则修订所述第二设定值，结束所述方法。
[0063]再一实施例采用以上两种方法相结合的方法，即同时在制冷机房和整个建筑范围内解决问题的方法，具体过程参见图6。
[0064](I)检测标志房间的温度；
[0065](2)若所述测量值小于所述标志房间的温度D°C，则关闭一台运行中的制冷机控制开关，反之则结束所述方法；
[0066](3)关闭对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关；
[0067](4)检测所述被关闭的制冷机的停开制冷机后冷冻房间的温度；
[0068](5)若所述测定值大于所述停开制冷机后冷冻水回水温度设定值B°C，则判断所述被关闭的制冷机的停机时间，反之则结束所述方法；
[0069](6)若所述被关闭的制冷机的停机时间大于所述设定值C min，则重启所述被停止的对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关以及制冷机控制开关，结束所述方法；
[0070](7)若所述被关闭的制冷机的停机时间小于等于设定值C min，则判断是够有其它停开的制冷机；
[0071](8)若有其它停开的制冷机，则开启对应的冷却塔和冷却水泵，并增开I台新的制冷机，结束所述方法；
[0072](9)若没有其它停开的制冷机，则修订所述第二设定值，结束所述方法。
[0073]当所述方法在制冷机房和整个建筑范围内同时进行时，所述相应测点的温度为标志房间的温度，所述第一设定值为D°C ;所述另一相应测点的温度为冷冻水回水温度，所述第二设定值为B°C。
[0074]与现有的控制器和控制方法相比，本发明可大幅提高制冷机的运行效率、鲁棒性更好、初投资更省。图7种为本发明的节能控制方法的理想控制结果。可以看出，制冷机的效率不再波动，而是一直处于最高值0.6。本发明的节能控制方法的实际控制结果如图8所示。与图2中的现有的控制方法的实际控制结果相比，本发明能使制冷机的效率提高约50 %,节能效果显著。
[0075]本发明可获得的节能成果与项目本身的特性有关，包括项目的制冷机选型配置情况、建筑物的负荷情况等。节能潜力最大的情况是只配置I台制冷机的项目。假设情况如下:
[0076]某项目配置I台制冷机，额定制冷量是2000kW，理想效率一直保持为10。运行负荷率为25%?100%，且各个负荷率发生的概率相等，该项目全年运行2000小时。在此种情况下，根据图2和图8可以判断出在本发明可使制冷机效率提高60%。在本例条件下，每年可节省制冷机电量约24万度。此外还可节省一定量的冷却水泵和冷却塔电耗。
【权利要求】
1.一种适于舒适性中央空调制冷机的节能控制系统，其特征在于:包括依次连接的传感器、数据采集器、控制器和执行器，还包括人机交互显示屏，其与所述控制器连接；所述传感器包括温度传感器和电流传感器，所述执行器包括若干控制开关；所述温度传感器和电流传感器分别检测相应测点的温度或电流，所述数据采集器记录所述温度和电流的值并将其传输给所述控制器，所述控制器根据所述测量值和事先的设定值进行判断并发送控制指令，所述控制开关接收相应的指令并执行相应的动作。
2.根据权利要求1所述的节能控制系统，其特征在于:所述事先的设定值通过所述人机交互显示屏输入到所述控制器，其包括运行中制冷机平均电流比设定值A%、冷冻水回水温度设定值B°C、制冷机停机时间设定值C min、标志房间的温度设定值D°C、停开制冷机后标志房间的温度设定值E°C。
3.根据权利要求1或2所述的节能控制系统，其特征在于:所述温度传感器包括冷冻水回水温度传感器和标志房间温度传感器，分别测量冷冻水回水温度、标志房间温度。
4.根据权利要求1或2所述的节能控制系统，其特征在于:所述电流传感器具有若干个，分别测量运行中制冷机a、b...(η个)的电流Ia、Ib…In，得到制冷机的平均电流比I =L+Ib+...Ιη/η。
5.根据权利要求1或2所述的节能控制系统，其特征在于:所述控制开关包括制冷机控制开关、对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关，所述每个控制开关具有若干个，与制冷机的数目对应。
6.根据权利要求3所述的节能控制系统，其特征在于:所述电流传感器具有若干个，分别测量运行中制冷机a、b...(η个)的电流Ia、Ib…In，得到制冷机的平均电流比I = Ia+IfIn/n。
7.根据权利要求3所述的节能控制系统，其特征在于:所述控制开关包括制冷机控制开关、对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关，所述每个控制开关具有若干个，与制冷机的数目对应。
8.根据权利要求4所述的节能控制系统，其特征在于:所述控制开关包括制冷机控制开关、对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关，所述每个控制开关具有若干个，与制冷机的数目对应。
9.根据权利要求6所述的节能控制系统，其特征在于:所述控制开关包括制冷机控制开关、对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关，所述每个控制开关具有若干个，与制冷机的数目对应。
【文档编号】F24F11/00GK104296325SQ201410605365
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】黄自宇 申请人:黄自宇
【专利摘要】本发明一种适于舒适性中央空调制冷机的节能控制系统，其特征在于：包括依次连接的传感器、数据采集器、控制器和执行器，还包括人机交互显示屏，其与所述控制器连接；所述传感器包括温度传感器和电流传感器，所述执行器包括若干控制开关；所述温度传感器和电流传感器分别检测相应测点的温度或电流，所述数据采集器记录所述温度和电流的值并将其传输给所述控制器，所述控制器根据所述测量值和事先的设定值进行判断并发送控制指令，所述控制开关接收相应的指令并执行相应的动作。本发明的控制系统可以使制冷机的温度参数变化时保持制冷性能，具有很好的鲁棒性。且可对设定值进行修订，达到对舒适性中央空调制冷机的合理的控制。
【专利说明】适于舒适性中央空调制冷机的节能控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适于舒适性中央空调制冷机的节能控制系统，属于空调【技术领域】。
【背景技术】
[0002]对于常见的离心式制冷机或螺杆式制冷机来说，其内部效率与其相对冷量(实际制冷量与额定制冷量之比，也常被称为负荷率)有关，相对冷量越大，内部效率越高。广泛应用于建筑中舒适性中央空调，其制冷系统一般配置多台制冷机，以最常见的3台大小相同的制冷机配置为例。针对3台制冷机的运行控制尽管方法有别，但控制结果均如图1所示，图1为现有的控制方法的理想控制结果图。从图1中可以看出，采用目前的控制方法，即使在理想的控制情况下，制冷机的内部效率也在约0.15?0.6之间变化，总体效率并不高，特别是当建筑物的总冷负荷较低时，制冷机的效率更是难以提高。
[0003]现有的控制方法一般均需实时地测量供冷量，并以此为依据进行控制。测量冷量需要安装流量计和温度计等测量仪表，长期使用时，这些仪表(特别是流量计)测量结果往往会发生较大偏差。既有的控制方法因为控制回差等原因，实际控制结果一般如图2所示，图2为现有的控制方法的实际控制结果图。从图中可看出，控制结果常常不佳，离理想情况相去较远。
【发明内容】
[0004]基于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种适于舒适性中央空调制冷机的节能控制系统，对部分或全部制冷机进行间歇性控制，使制冷机的效率大幅提高，同时节省电倉泛。
[0005]本发明的技术内容:
[0006]一种适于舒适性中央空调制冷机的节能控制系统，其特征在于:包括依次连接的传感器、数据采集器、控制器和执行器，还包括人机交互显示屏，其与所述控制器连接；所述传感器包括温度传感器和电流传感器，所述执行器包括若干控制开关；所述温度传感器和电流传感器分别检测相应测点的温度或电流，所述数据采集器记录所述温度和电流的值并将其传输给所述控制器，所述控制器根据所述测量值和事先的设定值进行判断并发送控制指令，所述控制开关接收相应的指令并执行相应的动作。
[0007]所述事先的设定值通过所述人机交互显示屏输入到所述控制器，其包括运行中制冷机平均电流比设定值A%、冷冻水回水温度设定值B°C、制冷机停机时间设定值C min、标志房间的温度设定值D°C、停开制冷机后标志房间的温度设定值E°C。
[0008]所述温度传感器包括冷冻水回水温度传感器和标志房间温度传感器，分别测量冷冻水回水温度、标志房间温度。
[0009]所述电流传感器具有若干个，分别测量运行中制冷机a、b...(η个)的电流Ia、Ib…In，得到制冷机的平均电流比I =
[0010]所述控制开关包括制冷机控制开关、对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关，所述每个控制开关具有若干个，与制冷机的数目对应。
[0011]一种适于舒适性中央空调制冷机的节能控制方法，采用上述的节能控制系统，所述方法包括:
[0012](I)检测相应测点的温度或电流；
[0013](2)若所述测量值小于所述第一设定值，则关闭一台运行中的制冷机控制开关，反之则结束所述方法；
[0014](3)关闭对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关；
[0015](4)检测所述被关闭的制冷机的另一相应测点的温度；
[0016](5)若所述另一测定值大于所述第二设定值，则判断所述被关闭的制冷机的停机时间，反之则结束所述方法；
[0017](6)若所述被关闭的制冷机的停机时间大于所述设定值C min，则重启所述被停止的对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关以及制冷机控制开关，结束所述方法；
[0018](7)若所述被关闭的制冷机的停机时间小于等于设定值C min，则判断是够有其它停开的制冷机；
[0019](8)若有其它停开的制冷机，则开启对应的冷却塔和冷却水泵，并增开I台新的制冷机，结束所述方法；
[0020](9)若没有其它停开的制冷机，则修订所述第二设定值，结束所述方法。
[0021]当所述方法在制冷机房内进行时，所述相应测点的电流为运行中制冷机a、b...(η个)的电流Ia、Ib…In，所述第一设定值为A% ;所述另一相应测点的温度为冷冻水回水温度，所述第二设定值为B°C。
[0022]当所述方法在整个建筑范围内进行时，所述相应测点的温度为标志房间的温度，所述第一设定值为D°C ;所述另一相应测点的温度为停开制冷机后标志房间的温度，所述第二设定值为E°C。
[0023]当所述方法在制冷机房和整个建筑范围内同时进行时，所述相应测点的温度为标志房间的温度，所述第一设定值为D°C ;所述另一相应测点的温度为冷冻水回水温度，所述第二设定值为B°C。
[0024]本发明的技术效果:
[0025]本发明提供的节能控制系统，电流传感器、冷冻水和标志房间温度传感器分别测量运行中的制冷机的电流、冷送水回水温度和标志房间温度。所述测量值通过数据采集器传输给控制器，所述控制器根据所述测量值和通过人机交互显示屏事先输入的第一设定值判断是否需要关闭I台制冷机，所述控制开关接收相应的指令并执行相应的动作。当所述运行中的制冷机的平均电流比或标志房间的温度测量值小于所述第一设定值时，制冷房间的供冷量大于需求，所述控制器向控制开关输出关闭命令，关闭I台制冷机和相应的冷却塔和冷却水泵的控制开关，让制冷机停机一段时间，以提高运行中的制冷机的负荷率，进而提高制冷机的内部效率。停机的制冷机节省了大量电能，且制冷房间利用积累的冷量慢慢向室内散发冷量，满足了制冷需求。避免了现有控制系统中制冷机的内部效率不高且耗电量大的问题。当冷冻水回水温度测量值或关闭I台制冷机后的标志房间温度测量值大于第二设定值时，即所述温度超出空调范围，若所述被关闭的制冷机的停机时间超出设定值时，控制器向控制开关输出开启命令，重启对应的冷却塔和冷却水泵以及所述停开的制冷机的控制开关；若所述被关闭的制冷机的停机时间小于第二设定值时，则控制器系统检测是否有其它停开着的制冷机，若有则向控制开关输出开启命令，开启对应的冷却塔和冷却水泵以及I台新的冷制机的控制开关；若没有则控制器输出修订所述第二设定值。本发明的控制系统可以使制冷机的温度参数变化时保持制冷性能，具有很好的鲁棒性。且可对设定值进行修订，达到对舒适性中央空调制冷机的合理的控制。
[0026]本发明的控制方法，通过对比较测量值和设定值，对制冷机达到间隙性控制。当所述运行中的制冷机的平均电流比或标志房间的温度测量值小于所述第一设定值时，制冷房间的供冷量大于需求，关闭I台制冷机和相应的冷却塔和冷却水泵，让制冷机停机一段时间，以提高运行中的制冷机的负荷率，进而提高制冷机的内部效率。停机的制冷机节省了大量电能，且制冷房间利用积累的冷量慢慢向室内散发冷量，满足了制冷需求。避免了现有控制方法中制冷机的内部效率不高且耗电量大的问题。当冷冻水回水温度测量值或关闭I台制冷机后的标志房间温度测量值大于第二设定值时，即所述温度超出空调范围，若所述被关闭的制冷机的停机时间超出设定值时，重启对应的冷却塔和冷却水泵以及所述停开的制冷机；若所述被关闭的制冷机的停机时间小于第二设定值时，则控制器系统检测是否有其它停开着的制冷机，若有则开启对应的冷却塔和冷却水泵以及I台新的冷制机；若没有则修订所述第二设定值。本发明的控制方法可以使制冷机的温度参数变化时保持制冷性能，且可对设定值进行修订，达到对舒适性中央空调制冷机的合理的控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为现有的控制方法的理想控制结果图；
[0028]图2为现有的控制方法的实际控制结果图；
[0029]图3为本发明的节能控制系统的结构示意图；
[0030]图4为本发明的节能控制方法的第一实施例的实现流程图；
[0031]图5为本发明的节能控制方法的第二实施例的实现流程图；
[0032]图6为本发明的节能控制方法的第三实施例的实现流程图；
[0033]图7为本发明的节能控制方法的理想控制结果图；
[0034]图8为本发明的节能控制方法的实际控制结果图。
[0035]【专利附图】
【附图说明】:
[0036]在图1和图7中:负荷率的定义以单台制冷机的额定冷量为满负荷；开机率是表示在对应的负荷下运行，制冷机需要开机的时长。开机率为1，则表示在对应负荷下，制冷机需要一直开机。当开机率为“1+0.5”时，表示开2台制冷机，其中I台连续运行，另I台则只有一半的时间开启。
[0037]在图2和图8中:负荷率的定义以3台制冷机的总额定冷量为满负荷。
【具体实施方式】
[0038]为了详细地了解本发明的技术内容，将通过实施例和附图具体说明如下。
[0039]本发明的节能控制系统的结构组成如图3所示，图3为本发明的控制系统的结构示意图。包括传感器:冷冻水回水温度传感器(即图3中的冷冻水温度计)、标志房间温度传感器(即图3中的房间温度计)、若干个电流传感器(即图3中的电流表)，数据采集仪器(即图3中的数据采集器)，控制器，人机交互显示屏，执行器:若干个制冷机开关执行器、水泵开关执行器、冷却塔开关执行器(数据均根据现场制冷机台数确定)。
[0040]舒适性空调具有以下特性:(I)建筑物的冷负荷与耗冷量之间并不完全一致，由于空调房间存在热惰性，当供冷量短时间突然发生变化不按照冷负荷需求供给时，房间温度变化并不显著。(2)舒适性空调是允许室内温度存在一定的波动的。基于这种特性，可以采用一种节能的制冷机运行控制方法，即对部分或全部制冷机实行间隙性控制，控制的原则是尽量使制冷机处于满负荷率下运行。比如当某时刻建筑冷负荷仅为单台制冷机额定冷量的一半时，我们设法让该台制冷机不运行在50%的负荷率下工作，而是让它运行于100%的负荷率，如此一来，制冷机的内部效率便可大幅度提高。但此时对房间的供冷量必然大于需求，于是可以让制冷机停机一段时间，在此期间，空调房间内的各物体利用积累的冷量慢慢向室内散发冷量，使室内的温度慢慢上升并处于空调要求范围之内。当达到设定的温度时再重新启动关闭的制冷机，满足房间的供冷量。
[0041]本发明不依据冷量来控制，而是采用测量更为容易和可靠的功率参数来进行控制。本实施例采用仅在制冷机房内解决问题的方法来实现，具体过程参见图4。
[0042]所述方法包括:
[0043](I)检测运行中制冷机a、b...(η个)的电流Ia、IfIn ;
[0044](2)若所述测量值小于所述运行中制冷机平均电流比设定值A%，则关闭一台运行中的制冷机控制开关，反之则结束所述方法；
[0045](3)关闭对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关；
[0046](4)检测所述被关闭的制冷机的停开制冷机后冷冻水回水温度；
[0047](5)若所述测定值大于所述冷冻水回水温度设定值B°C，则判断所述被关闭的制冷机的停机时间，反之则结束所述方法；
[0048](6)若所述被关闭的制冷机的停机时间大于所述设定值C分钟，则重启所述被停止的对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关以及制冷机控制开关，结束所述方法；
[0049](7)若所述被关闭的制冷机的停机时间小于等于设定值C分钟，则判断是够有其它停开的制冷机；
[0050](8)若有其它停开的制冷机，则开启对应的冷却塔和冷却水泵，并增开I台新的制冷机，结束所述方法；
[0051](9)若没有其它停开的制冷机，则修订所述第二设定值，结束所述方法。
[0052]另一实施例采用仅在整个建筑范围内解决问题的方法来实现，具体过程参见图5。
[0053]所述方法包括:
[0054](I)检测标志房间的温度；
[0055](2)若所述测量值小于所述标志房间的温度D°C，则关闭一台运行中的制冷机控制开关，反之则结束所述方法；
[0056](3)关闭对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关；
[0057](4)检测所述被关闭的制冷机的停开制冷机后标志房间的温度；
[0058](5)若所述测定值大于所述停开制冷机后标志房间的温度设定值E°C，则判断所述被关闭的制冷机的停机时间，反之则结束所述方法；
[0059](6)若所述被关闭的制冷机的停机时间大于所述设定值C min,则重启所述被停止的对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关以及制冷机控制开关，结束所述方法；
[0060](7)若所述被关闭的制冷机的停机时间小于等于设定值C min，则判断是够有其它停开的制冷机；
[0061](8)若有其它停开的制冷机，则开启对应的冷却塔和冷却水泵，并增开I台新的制冷机，结束所述方法；
[0062](9)若没有其它停开的制冷机，则修订所述第二设定值，结束所述方法。
[0063]再一实施例采用以上两种方法相结合的方法，即同时在制冷机房和整个建筑范围内解决问题的方法，具体过程参见图6。
[0064](I)检测标志房间的温度；
[0065](2)若所述测量值小于所述标志房间的温度D°C，则关闭一台运行中的制冷机控制开关，反之则结束所述方法；
[0066](3)关闭对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关；
[0067](4)检测所述被关闭的制冷机的停开制冷机后冷冻房间的温度；
[0068](5)若所述测定值大于所述停开制冷机后冷冻水回水温度设定值B°C，则判断所述被关闭的制冷机的停机时间，反之则结束所述方法；
[0069](6)若所述被关闭的制冷机的停机时间大于所述设定值C min，则重启所述被停止的对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关以及制冷机控制开关，结束所述方法；
[0070](7)若所述被关闭的制冷机的停机时间小于等于设定值C min，则判断是够有其它停开的制冷机；
[0071](8)若有其它停开的制冷机，则开启对应的冷却塔和冷却水泵，并增开I台新的制冷机，结束所述方法；
[0072](9)若没有其它停开的制冷机，则修订所述第二设定值，结束所述方法。
[0073]当所述方法在制冷机房和整个建筑范围内同时进行时，所述相应测点的温度为标志房间的温度，所述第一设定值为D°C ;所述另一相应测点的温度为冷冻水回水温度，所述第二设定值为B°C。
[0074]与现有的控制器和控制方法相比，本发明可大幅提高制冷机的运行效率、鲁棒性更好、初投资更省。图7种为本发明的节能控制方法的理想控制结果。可以看出，制冷机的效率不再波动，而是一直处于最高值0.6。本发明的节能控制方法的实际控制结果如图8所示。与图2中的现有的控制方法的实际控制结果相比，本发明能使制冷机的效率提高约50 %,节能效果显著。
[0075]本发明可获得的节能成果与项目本身的特性有关，包括项目的制冷机选型配置情况、建筑物的负荷情况等。节能潜力最大的情况是只配置I台制冷机的项目。假设情况如下:
[0076]某项目配置I台制冷机，额定制冷量是2000kW，理想效率一直保持为10。运行负荷率为25%?100%，且各个负荷率发生的概率相等，该项目全年运行2000小时。在此种情况下，根据图2和图8可以判断出在本发明可使制冷机效率提高60%。在本例条件下，每年可节省制冷机电量约24万度。此外还可节省一定量的冷却水泵和冷却塔电耗。
【权利要求】
1.一种适于舒适性中央空调制冷机的节能控制系统，其特征在于:包括依次连接的传感器、数据采集器、控制器和执行器，还包括人机交互显示屏，其与所述控制器连接；所述传感器包括温度传感器和电流传感器，所述执行器包括若干控制开关；所述温度传感器和电流传感器分别检测相应测点的温度或电流，所述数据采集器记录所述温度和电流的值并将其传输给所述控制器，所述控制器根据所述测量值和事先的设定值进行判断并发送控制指令，所述控制开关接收相应的指令并执行相应的动作。
2.根据权利要求1所述的节能控制系统，其特征在于:所述事先的设定值通过所述人机交互显示屏输入到所述控制器，其包括运行中制冷机平均电流比设定值A%、冷冻水回水温度设定值B°C、制冷机停机时间设定值C min、标志房间的温度设定值D°C、停开制冷机后标志房间的温度设定值E°C。
3.根据权利要求1或2所述的节能控制系统，其特征在于:所述温度传感器包括冷冻水回水温度传感器和标志房间温度传感器，分别测量冷冻水回水温度、标志房间温度。
4.根据权利要求1或2所述的节能控制系统，其特征在于:所述电流传感器具有若干个，分别测量运行中制冷机a、b...(η个)的电流Ia、Ib…In，得到制冷机的平均电流比I =L+Ib+...Ιη/η。
5.根据权利要求1或2所述的节能控制系统，其特征在于:所述控制开关包括制冷机控制开关、对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关，所述每个控制开关具有若干个，与制冷机的数目对应。
6.根据权利要求3所述的节能控制系统，其特征在于:所述电流传感器具有若干个，分别测量运行中制冷机a、b...(η个)的电流Ia、Ib…In，得到制冷机的平均电流比I = Ia+IfIn/n。
7.根据权利要求3所述的节能控制系统，其特征在于:所述控制开关包括制冷机控制开关、对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关，所述每个控制开关具有若干个，与制冷机的数目对应。
8.根据权利要求4所述的节能控制系统，其特征在于:所述控制开关包括制冷机控制开关、对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关，所述每个控制开关具有若干个，与制冷机的数目对应。
9.根据权利要求6所述的节能控制系统，其特征在于:所述控制开关包括制冷机控制开关、对应的冷却水泵控制开关和冷却塔控制开关，所述每个控制开关具有若干个，与制冷机的数目对应。
【文档编号】F24F11/00GK104296325SQ201410605365
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】黄自宇 申请人:黄自宇
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