一种制冷系统的参数优化方法及装置与流程

本发明涉及制冷系统控制领域，尤其涉及一种制冷系统的参数优化方法及装置。

背景技术：

1、中央空调不管是在民用建筑还是工业建筑中，都得到了广泛的应用，而中央空调制冷系统在工业建筑中与民用建筑中不同的是，工业建筑中的制冷系统主要是为了满足各种工艺车间的用冷需求，例如某些工艺需求恒温恒湿的环境，微小的温湿度变化对产品的良品率都大有影响，因此，工业建筑的制冷系统首先需要确保的是满足工业要求，其次才是节能。通常，在中央空调制冷系统设计时，通过考虑气温最高、负荷最大的工作环境来确定其最大负载能力，然而，在实际运行中，制冷系统很少在该情况下工作，因此，中央空调制冷系统具备很大的冗余空间，不满足节能的目的。

2、中央空调制冷系统一般由冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔和末端风机等设备组成，在相关技术中，通常优化冷冻水泵相关参数的方式实现制冷系统的节能，或者通过冷冻水和冷却水变流量解耦的正交试验方法，来确定制冷系统总能耗最小的冷冻水流量、冷却水流量、冷冻水供水温度和冷却水进水温度参数值，从而实现制冷系统的节能目的。但是，上述的方法并没有对整个制冷系统进行各设备参数的综合优化，也未给出相关参数的具体设定方法，制冷系统各个设备之间是强耦合的，更改某一个设备的参数会同时导致其他设备的状态变化，各单一系统或设备的运行达到最优不代表整个制冷系统达到最佳状态，并且在用流量数据进行参数优化的方式对于没有流量计的制冷系统来说适用性较差，均不能得到制冷系统各设备参数的最优组合，导致制冷系统不能达到较好的节能效果。

技术实现思路

1、为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

2、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明公开了一种制冷系统的参数优化方法及装置，以获得制冷系统各设备参数的最优组合，使制冷系统达到较好的节能效果。

3、本发明提供了一种制冷系统的参数优化方法，包括：实时采集当前的环境温度值、冷冻水供回水温差值、冷却水供回水温差值、冷却塔出水温度值、冷却塔风机开启台数值与湿球温度值，并统计预设时间内的环境温度值、冷冻水供水温度值、冷冻水供回水压差值、冷冻水供回水温差值、冷却水供回水压差值、冷却水供回水温差值与冷却塔出水温度值；依据预设时间内的环境温度值、冷冻水供水温度值、冷冻水供回水压差值、冷冻水供回水温差值、冷却水供回水压差值、冷却水供回水温差值与冷却塔出水温度值的统计值，计算环境温度、冷冻水供水温度、冷冻水供回水压差、冷冻水供回水温差、冷却水供回水压差、冷却水供回水温差各自的上限值、下限值以及冷却塔出水温度的下限值；依据当前实时采集的环境温度值、冷冻水供回水温差值、冷却水供回水温差值以及环境温度、冷冻水供水温度、冷冻水供回水压差、冷冻水供回水温差、冷却水供回水压差、冷却水供回水温差、冷却塔出水温度各自的上限值、下限值，计算冷冻水供水温度、冷冻水供回水压差、冷冻水供回水温差、冷却水供回水压差、冷却水供回水温差各自的设定值；根据当前冷却塔出水温度值与当前湿球温度值及冷却塔出水温度下限的比较结果确定冷却塔风机开启台数与冷却塔出水温度各自的设定值；建立制冷系统功耗方程，并根据各个设定值的预设波动范围计算获得的最小总功率求解出冷冻水供水温度、冷冻水供回水压差、冷冻水供回水温差、冷却水供回水压差、冷却水供回水温差及冷却塔风机开启台数各自的最优值。

4、可选地，计算冷冻水供水温度、冷冻水供回水压差、冷冻水供回水温差、冷却水供回水压差、冷却水供回水温差各自的设定值，包括：根据当前环境温度值、环境温度上限、下限与冷冻水供回水温度上限、下限计算冷冻水供水温度，并将所述冷却水供水温度分别与冷冻水供水温度上限、下限进行比较得出冷冻水供水温度设定值；根据当前冷冻水供回水温差值、冷冻水供回水压差上限、下限与冷冻水供回水温差上限、下限，或，根据当前环境温度值、冷冻水供回水压差上限、下限与环境温度上限、下限计算冷冻水供回水压差，并将所述冷冻水供回水压差分别与冷冻水供回水压差上限、下限进行比较得出冷冻水供回水压差设定值；根据当前环境温度值、当前冷冻水供回水温差值、冷冻水供回水温差上限、下限与环境温度下限计算冷冻水供回水温差，并将所述冷冻水供回水温差分别与冷冻水供回水温差上限、下限进行比较得出冷冻水供回水温差设定值；根据当前冷却水供回水温差值、冷却水供回水压差上限、下限与冷却水供回水温差上限、下限，或，根据当前环境温度值、冷冻水供回水压差上限、下限与环境温度上限、下限计算冷却水供回水压差，并将所述冷却水供回水压差分别与冷冻水供回水温度上限、下限进行比较得出冷却水供回水压差设定值；根据当前环境温度值、当前冷却水供回水温差值、冷却水供回水温差上限、下限与环境温度下限计算冷却水供回水温差，并将所述冷却水供回水温差分别与冷却水供回水温差上限、下限进行比较得出冷却水供回水温差设定值。

5、可选地，冷冻水供水温度设定值的获得包括：根据所述当前环境温度值、所述环境温度上限、下限与所述冷冻水供回水温度上限、下限计算获得冷冻水供水温度；将所述冷冻水供水温度分别与冷冻水供回水温度上限、下限进行比较；若所述冷冻水供水温度小于冷冻水供回水温度下限，则将所述冷冻水供回水温度下限作为冷冻水供水温度设定值；若所述冷冻水供水温度大于冷冻水供回水温度上限，则将所述冷冻水供回水温度上限作为冻水供水温度设定值；若所述冷冻水供水温度大于或等于所述冷冻水供回水温度下限，且小于或等于所述冷冻水供回水温度上限，则将所述冷冻水供水温度作为冻水供水温度设定值。

6、可选地，冷冻水供回水压差设定值的获得包括：根据所述当前冷冻水供回水温差值、所述冷冻水供回水压差上限、上限与所述冷冻水供回水温差上限、下限计算获得所述冷冻水供回水压差，或，根据所述当前环境温度值、所述冷冻水供回水压差上限、下限与所述环境温度上限、下限计算获得所述冷冻水供回水压差；将所述冷冻水供回水压差与冷冻水供回水压差上限进行比较；若所述冷冻水供回水压差大于所述冷冻水供回水压差上限，则将所述冷冻水供回水压差上限作为冷冻水供回水压差设定值；若所述冷冻水供回水压差小于或等于所述冷冻水供回水压差上限，则将所述冷冻水供回水压差作为冷冻水供回水压差设定值。

7、可选地，冷冻水供回水温差设定值的获得包括：根据所述当前环境温度值、当前冷冻水供回水温差值、冷冻水供回水温差上限、下限与环境温度下限计算获得所述冷冻水供回水温差；将所述冷冻水供回水温差分别与所述冷冻水供回水温差上限、下限进行比较；若所述冷冻水供回水温差小于冷冻水供回水温差下限，则将所述冷冻水供回水温差下限作为冷冻水供回水温差；若所述冷冻水供回水温差大于冷冻水供回水温差上限，则将所述冷冻水供回水温差上限作为冷冻水供回水温差；若所述冷冻水供回水温差大于或等于所述冷冻水供回水温差下限，且小于或等于所述冷冻水供回水温差上限，则将所述冷冻水供回水温差作为冷冻水供回水温差设定值。

8、可选地，冷却水供回水压差设定值的获得包括：根据所述当前冷却水供回水温差值、所述冷却水供回水压差上限、上限与所述冷却水供回水温差上限、下限计算获得所述冷却水供回水压差，或，根据所述当前环境温度值、所述冷却水供回水压差上限、下限与所述环境温度上限、下限计算获得所述冷却水供回水压差；将所述冷却水供回水压差与冷却水供回水压差上限进行比较；若所述冷却水供回水压差大于冷却水供回水压差上限，则将所述冷却水供回水压差上限作为冷却水供回水压差设定值；若所述冷却水供回水压差小于或等于所述冷却水供回水压差上限，则将所述冷却水供回水压差作为冷却水供回水压差设定值。

9、可选地，冷却水供回水温差设定值的获得包括：根据所述当前环境温度值、所述当前冷却水供回水温差值、所述冷却水供回水温差上限、下限与所述环境温度下限计算获得所述冷却水供回水温差；将所述冷却水供回水温差分别与所述冷却水供回水温差上限、下限进行比较；若所述冷却水供回水温差小于冷却水供回水温差下限，则将所述冷却水供回水温差下限作为冷却水供回水温差；若所述冷却水供回水温差大于冷却水供回水温差上限，则将所述冷却水供回水温差上限作为冷却水供回水温差；若所述冷却水供回水温差大于或等于所述冷却水供回水温差下限，且小于或等于所述冷却水供回水温差上限，则将所述冷却水供回水温差作为冷却水供回水温差设定值。

10、可选地，根据当前冷却塔出水温度值与当前湿球温度值及冷却塔出水温度下限的比较结果确定冷却塔风机开启台数与冷却塔出水温度各自的设定值，包括：若所述当前冷却塔出水温度值小于所述冷却塔出水温度下限，则将冷却塔风机开启台数设定值增减为一台；若所述当前冷却塔出水温度值与所述当前湿球温度值的差值小于第一温度差值，且大于或等于第二温度差值，则将冷却塔风机开启台数设定值保持所述当前冷却塔风机开启台数不变；若所述差值大于所述第一温度差值，则冷却塔风机开启台数设定值在所述当前冷却塔风机开启台数上增一台；若所述差值小于第三温度差值，则冷却塔风机开启台数设定值在所述当前冷却塔风机开启台数上减一台，其中，所述第一温度差值大于所述第二温度差值，所述第二温度差值大于所述第三温度差值；在确定所述冷却塔风机开启台数设定值后，根据所述冷却塔风机开启台数设定值确定冷却塔出水温度设定值。

11、可选地，根据各个设定值的预设波动范围计算获得的最小总功率求解出冷冻水供水温度、冷冻水供回水压差、冷冻水供回水温差、冷却水供回水压差、冷却水供回水温差及冷却塔风机开启台数各自的最优值，包括：获取冷冻水泵频率、冷却水泵频率、冷却塔风机频率和冷却塔风机功率，并建立冷冻水泵功率和对应拟合参数之间的第一函数、冷却水泵功率和对应拟合参数之间的第二函数以及冷水机组功率和对应拟合参数之间的第三函数；根据所述第一函数对冷冻水供水温度、冷冻水供回水压差、冷冻水供回水温差的设定值各自不同的取值与所述冷冻水泵频率进行计算，获得多个冷冻水泵功率；根据所述第二函数对冷却塔风机开启台数、冷却塔出水温度、冷却水供回水温差、冷却水供回水压差的设定值各自不同的取值、所述冷却水泵频率与所述冷却塔风机功率进行计算，获得多个冷却水泵功率；根据所述第三函数对冷冻水供水温度、冷却塔出水温度的设定值各自不同的取值以及所述冷却塔风机频率进行计算，获得多个冷水机组功率；根据所述多个冷冻水泵功率、所述多个冷却水泵功率与所述多个冷水机组功率计算获得多个制冷系统总功率，并将所述最小总功率对应的冷冻水供水温度、冷冻水供回水温差、冷冻水供回水压差、冷却水供回水温差、冷却水供回水压差与冷却塔风机开启台数各自的取值确定为各自的最优值。

12、本发明提供了一种制冷系统的参数优化装置，包括：数据采集模块，用于实时采集当前的环境温度值、冷冻水供回水温差值、冷却水供回水温差值、冷却塔出水温度值、冷却塔风机开启台数值与湿球温度值，并统计预设时间内的环境温度值、冷冻水供水温度值、冷冻水供回水压差值、冷冻水供回水温差值、冷却水供回水压差值、冷却水供回水温差值与冷却塔出水温度值；第一计算模块，用于依据预设时间内的环境温度值、冷冻水供水温度值、冷冻水供回水压差值、冷冻水供回水温差值、冷却水供回水压差值、冷却水供回水温差值与冷却塔出水温度值的统计值，计算环境温度、冷冻水供水温度、冷冻水供回水压差、冷冻水供回水温差、冷却水供回水压差、冷却水供回水温差各自的上限值、下限值以及冷却塔出水温度的下限值；第二计算模块，用于依据当前实时采集的环境温度值、冷冻水供回水温差值、冷却水供回水温差值以及环境温度、冷冻水供水温度、冷冻水供回水压差、冷冻水供回水温差、冷却水供回水压差、冷却水供回水温差、冷却塔出水温度各自的上限值、下限值，计算冷冻水供水温度、冷冻水供回水压差、冷冻水供回水温差、冷却水供回水压差、冷却水供回水温差各自的设定值；确定模块，用于根据当前冷却塔出水温度值与当前湿球温度值及冷却塔出水温度下限的比较结果确定冷却塔风机开启台数与冷却塔出水温度各自的设定值；优化模块，用于建立制冷系统功耗方程，并根据各个设定值的预设波动范围计算获得的最小总功率求解出冷冻水供水温度、冷冻水供回水压差、冷冻水供回水温差、冷却水供回水压差、冷却水供回水温差及冷却塔风机开启台数各自的最优值。

13、本发明的有益效果：

14、结合制冷系统的当前运行数据、待优化参数的历史实际值与历史环境温度，对制冷系统的冷冻水泵、冷冻水泵、冷却塔涉及到的冷冻水供水温度、冷冻水供回水温差、冷冻水供回水压差、冷却水供回水温差、冷却水供回水压差、冷却塔风机开启台数进行单个设备的初始参数优化，获得各待优化参数的最优的设定值，然后再根据各待优化参数的预设波动范围确定各待优化参数的取值范围，在各自不同的取值下结合当前运行数据进行计算，获得多个制冷系统总功耗，其中，将最小制冷系统总功耗对应的各待优化参数的取值确定为各待优化参数各自的最优值设定值。提供了冷冻水供水温度、冷冻水供回水温差、冷冻水供回水压差、冷却水供回水温差、冷却水供回水压差、冷却塔风机开启台数参数的具体设定方法，在满足工艺需求的前提下，先对制冷系统各个设备控制参数进行优化，再通过使整个制冷系统能耗达到较优的方式，对制冷系统各个设备参数进行综合优化，从而获得最优的参数组合，使整个制冷系统达到最优，实现制冷系统节能的目的。