一种中央空调系统的能效优化智能控制系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及中央空调自动化控制领域，尤其涉及一种中央空调系统的能效优化智能控制系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的高速发展和人民生活水平的提高，环境、资源问题已受到社会各界的普遍关注，节能减排显得尤为迫切。中央空调系统是建筑耗能大户，普遍运行能效较低，存在较大的节能空间。采用一般的自动化控制手段可达到一定的节能效果，但现有的自动控制产品均是通过一般的经验，对冷冻站制冷机及其配套的水栗，冷却塔等进行开停的控制，实现无人值守的运行，从而达到比人工开停设备更节能的目的，其节能效益是微小的。
[0003]目前，空调设备的技术改造、PLC智能控制、变频控制等是中央空调节能技术的主要手段。但中央空调系统设备协调运行技术复杂、运行环境参数多变，需要综合考虑系统各环节的技术因素，才能达到理想的节能效果，改造和控制方案仅凭经验进行，缺乏科学的数据依据，可以达到什么节能目标也没有可以科学预测，故节能效果收效甚微。例如，冷却水栗的变频在没有能效跟踪系统的数值参照的情况下，往往冷却水栗输送能耗降低了，但制冷机组的能耗增大了，总体能耗反而增大了。所以水栗的变频不能为中央空调的高效节能运行提供较好的帮助。制冷机组的运行策略是整个系统能效高低的关键，没有能效跟踪系统的实时跟踪各项能效指标，很难找到变流量的最低值边界点、冷水机组可变温度控制的边界条件以及多台运行最佳运行搭配效率最高点等等，而这些恰恰是提高系统整体能效的关键。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种中央空调系统的能效优化智能控制系统，以解决上述技术问题。
[0005]为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:一种中央空调的能效优化智能控制系统，包括:采集单元、监测单元、运算单元、控制单元和显示单元;采集单元用于采集冷水机组制冷循环系统、冷冻水循环系统、冷却水循环系统、冷却塔循环系统和空调末端循环系统的数据参数;采集单元包括电能表、功率变送器、流量变送器、温度变送器、湿度变送器中的一种或几种，用于监测中央空调的温度、功率、耗电量、冷量、湿度、能效和室内外环境参数;监测单元与采集单元相连接，用于监测采集单元，以得到监测结果;运算单元与监测单元连接，用于根据监测单元监测的数据运算出整个中央空调系统和冷水机组制冷循环系统、冷冻水循环系统、冷却水循环系统、冷却塔循环系统及空调末端循环系统的负荷率及能效;控制单元与运算单元相连接，用于判断运算结果是否满足预设判断条件，并在满足预设判断条件时，采用与预设判断条件相对应的控制策略控制冷水机组制冷循环系统、冷冻水循环系统、冷却水循环系统、和冷却塔循环系统的运行；显示单元连接控制单元，用于显示整个中央空调系统和冷水机组制冷循环系统、冷冻水循环系统、冷却水循环系统、空调末端循环系统及冷却塔循环系统的实时运行状态、负荷率、能效以及能效等级。
[0006]进一步，还包括接收单元，与控制单元相连接，用于接收用户输入的控制策略，和/或用于接收用户输入的预设判断条件。
[0007]进一步，控制单元包括冷水机组控制模块、冷水机组纠错模块、冷冻水栗控制模块、冷冻水栗纠错模块、冷却水栗控制模块、冷却水栗纠错模块、冷却塔控制模块、冷却塔纠错模块和群控模块;冷水机组控制模块连接冷水机组，用于控制冷水机组冷却水和冷冻水供水管的电动蝶阀及机组本身的开启和关闭，冷水机组纠错模块用于反馈冷水机组及对应的蝶阀的实时状态至控制单元;冷冻水栗控制模块连接冷冻水栗的控制开关，用于控制冷冻水栗控制开关的开启和关闭，冷冻水栗纠错模块用于反馈冷冻水栗的实时状态至控制单元;冷却水栗控制模块连接冷却水栗的控制开关，用于控制冷却水栗控制开关的开启和关闭，冷却水栗纠错模块用于反馈冷却水栗的实时状态至控制单元;冷却塔控制模块连接冷却塔的控制开关，用于控制冷却塔控制开关和冷却塔的进水阀门的开启和关闭，冷却塔纠错模块用于反馈冷却塔以及进水阀门的实时状态至控制单元;控制单元根据运算单元运算的实时负荷率控制群控模块加机或者减机。
[0008]进一步，冷水机组制冷循环系统包括制冷控制器，制冷控制器用于调节冷水机组的出水温度设定值，冷水机组控制模块连接制冷控制器，用于通过冷水机组控制模块自动调节出水温度设定值。
[0009 ] 一种如上述的中央空调的能效优化智能控制系统的控制方法，包括以下步骤:
[0010](1)控制单元的冷水机组控制模块控制冷水机组冷却水和冷冻水进出水管的电动蝶阀，若电动蝶阀未正常开启，冷水机组纠错模块发出警报，停止开启电动蝶阀，并将错误信息发送至控制单元;如果是多台冷水机组联合运行，冷水机组控制模块控制开启下一台冷水机组的电动蝶阀，并重复该运行逻辑；
[0011](2)冷水机组的电动蝶阀正常开启后，控制单元的冷却塔控制模块控制冷却塔控制开关及冷却塔的进水阀门开启，若冷却塔及进水阀门均未正常开启，冷却塔纠错模块发出警报，停止开启冷却塔控制开关及关闭进水阀门；如果是多台冷却塔联合运行，冷却塔控制模块控制开启下一台冷却塔的控制开关和进水阀门，并重复该运行逻辑；
[0012](3)冷却塔正常开启后，控制单元的冷冻水栗控制模块控制冷冻水栗的控制开关开启，若冷冻水栗未正常开启，冷冻水栗纠错模块发出警报，停止开启冷冻水栗控制开关；如果是多台冷冻水栗联合运行，冷冻水栗控制模块控制下一台冷冻水栗开启，并重复该运行逻辑；
[0013](4)冷冻水栗正常开启后，控制单元的冷却水栗控制模块控制冷却水栗的控制开关开启，若冷却水栗未正常开启，冷却水栗纠错模块发出警报，停止开启冷却水栗控制开关;如果是多台冷却水栗联合运行，冷却水栗控制模块控制下一台冷冻水栗开启，并重复该运行逻辑；
[0014](5)冷却水栗正常开启后，控制单元的冷水机组控制模块控制冷水机组开启，若冷水机组未正常开启，冷水机组纠错模块停止开启冷水机组，并将错误信息发送至控制单元并报警;如果是多台冷水机组联合运行，则冷水机组控制模块控制下一台冷水机组开启，并重复该运行逻辑。
[0015]进一步，在步骤(2)中，冷却塔控制模块连接一个风机变频器，当冷却塔控制模块开启冷却塔控制开关及进水阀门后，风机变频器由低频渐渐变大直至工频，然后再根据冷却水出水温度跟空气的湿球温度的温差设定值调整变频器频率，直至冷却水出水温度跟空气的湿球温度的实际温差趋近冷却塔循环系统的温差设定值；如果是多台冷却塔联合运行，则当冷却水出水温度跟空气的湿球温度的温差小于温差设定值但单台冷却塔运行不能满足调节需求时，控制单元通过运算单元的运算结果，开启新的运行组合;温差设定值为5-15。。。
[0016]进一步，在步骤(3)中，冷冻水栗控制模块连接一个冷冻水栗变频器，当冷冻水栗控制模块开启冷冻水栗的控制开关，冷冻水栗变频器由低频渐渐变大直至工频，然后再根据冷冻水供回水的温差设定值调整冷冻水栗变频器的频率，直至冷冻水供回水的实际温差值趋近冷冻水回路的温差设定值;如果是多台冷冻水栗联合运行，则当冷冻水供回水的实际温差值小于温差设定值但单台冷冻水栗运行不能满足调节需求时，控制单元通过运算