專利名稱：一種中央空調(diào)智能優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于中央空調(diào)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種中央空調(diào)智能優(yōu)化控制 系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
近年來隨著建筑能耗占全部能耗的比例不斷提高，全社會(huì)對(duì)建筑節(jié)能的關(guān) 注越來越大，而中央空調(diào)又占據(jù)了建筑能耗的大部分，因此，如何降低中央空 調(diào)的能量消耗是中央空調(diào)重點(diǎn)研究的技術(shù)之一 。
現(xiàn)有技術(shù)中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)中，包括水泵變頻技術(shù)、冷凍水系統(tǒng)模糊控制 技術(shù)等已普遍應(yīng)用于各類中央空調(diào)技術(shù)改造工程中，并取得比較可觀的節(jié)能效 果。
但是，這些技術(shù)存在的一個(gè)主要問題是只著重中央空調(diào)某個(gè)單獨(dú)設(shè)備或局 部小系統(tǒng)的節(jié)能，沒有對(duì)其全局進(jìn)行考慮，因此節(jié)能效果受限，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn) 某種設(shè)備節(jié)能，而影響另外設(shè)備耗能增加，最終可能出現(xiàn)整體負(fù)效益結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種中央空調(diào)智能優(yōu)化控制系統(tǒng)，旨在解決 現(xiàn)有技術(shù)中由于只著重中央空調(diào)某個(gè)單獨(dú)設(shè)備或局部^、系統(tǒng)的節(jié)能，沒有對(duì)其 全局進(jìn)行考慮，因此節(jié)能效果受限的問題。
本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的， 一種中央空調(diào)智能優(yōu)化控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)
包括傳感器，智能控制器、系統(tǒng)設(shè)備控制裝置
所述傳感器用于獲取各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)信息；
所述智能控制器根據(jù)所述傳感器獲取的多種參數(shù)與運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)用戶用冷需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)負(fù)荷分析預(yù)測；
所述智能控制器根據(jù)得出的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果控制所述系統(tǒng)設(shè)備控制裝置。 本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種中央空調(diào)智能優(yōu)化控制方法，所述
方法包4舌
獲取各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)信息；
根據(jù)所述傳感器獲取的多種參數(shù)與運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)用戶用冷需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)負(fù) 荷分析預(yù)測；
根據(jù)得出的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果控制相應(yīng)的裝置。
本發(fā)明實(shí)施例通過采集各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)信息，對(duì)用戶用冷需求進(jìn)行動(dòng) 態(tài)分析預(yù)測，并對(duì)預(yù)測結(jié)果、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)等利用智能數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析，提出 優(yōu)化運(yùn)行方案并實(shí)行控制，使中央空調(diào)節(jié)能潛力得到最大發(fā)揮，獲取最大經(jīng)濟(jì) 效益。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的中央空調(diào)智能優(yōu)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的中央空調(diào)智能優(yōu)化控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、扭、術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí) 施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅 僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明實(shí)施例通過采集各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)信息，對(duì)用戶用冷需求進(jìn)行動(dòng) 態(tài)分析預(yù)測，并對(duì)預(yù)測結(jié)果、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)等利用智能數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析，提出 優(yōu)化運(yùn)行方案并實(shí)行控制。
請參閱圖1,本發(fā)明實(shí)施例提供的中央空調(diào)智能優(yōu)化控制系統(tǒng)包括傳感器，智能控制器、系統(tǒng)設(shè)備控制裝置。
其中，所述系統(tǒng)設(shè)備控制裝置包括冷卻水泵控制拒、冷凍水泵控制拒以 及冷卻塔控制拒。
所述傳感器用于獲取各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)信息，傳感器主要采集室外環(huán)境 溫濕度、室內(nèi)溫濕度、冷凍水流量、冷凍進(jìn)回水溫度、冷卻進(jìn)回水溫度、最不 利末端用戶冷水壓差、冷凍主機(jī)設(shè)定出水溫度等。
所述傳感器通過通訊接口與智能控制器連接，在獲取以上數(shù)據(jù)后，經(jīng)通訊 接口傳輸給智能控制器。
所述智能控制器才艮據(jù)所述傳感器獲取的運(yùn)行參數(shù)信息，對(duì)用戶用冷需求進(jìn) 行動(dòng)態(tài)負(fù)荷分析預(yù)測。
優(yōu)選的，所述智能控制器根據(jù)所述傳感器獲取的多種參數(shù)與運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)
用戶用冷需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析預(yù)測時(shí)，使用以下公式 Q(t)=cpGtATt
Q(t+dt)= Q(t)+ [ Q(t) — Q(t-dt)], 其中，Q(t)為t時(shí)刻空調(diào)負(fù)荷； Cp為水定壓比熱； Gt為t時(shí)刻冷凍水流量； △ Tt為t時(shí)刻冷凍送回水溫差； 負(fù)荷預(yù)測值為Q(t+dt)= Q(t)+ [ Q(t) - Q(t-dt)] 式中Q(t+dt)—-下 一才全測周期空調(diào)負(fù)荷預(yù)測值 Q(t—dt)…上一檢測周期實(shí)測空調(diào)負(fù)荷值。 在得到負(fù)荷預(yù)測值后，所述智能控制器根據(jù)得出的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果控制相應(yīng) 的冷卻水泵控制拒、冷凍水泵控制拒以及冷卻塔控制拒的運(yùn)行。
在具體實(shí)施過程中，可以根據(jù)智能數(shù)據(jù)庫以及得到的負(fù)荷預(yù)測值提出運(yùn)行 方案，對(duì)系統(tǒng)各組成設(shè)備施行控制，作用包括以下三方面
1、群控按照分析出的用戶的需求，優(yōu)化組合啟停運(yùn)行設(shè)備，使其在高效
7區(qū)工作，最大限度發(fā)揮各設(shè)備潛能，系統(tǒng)效率最高
中央空調(diào)一般是由多臺(tái)冷水機(jī)組和配套水泵以及冷卻水塔組成，且空調(diào)負(fù) 荷隨時(shí)在變化，冷水機(jī)組供冷量也隨之調(diào)整，由于每臺(tái)機(jī)組在各負(fù)荷狀態(tài)下性 能指標(biāo)有很大差異，即隨著負(fù)荷的變化，機(jī)組所對(duì)應(yīng)的效率是不同的，每臺(tái)機(jī) 組都有固定高效區(qū)。在運(yùn)行過程中，通過優(yōu)化組合安排調(diào)整冷源設(shè)備始終在其 高效區(qū)工作，就能大幅度降低供冷能耗。
本發(fā)明實(shí)施例可以根據(jù)預(yù)測的空調(diào)負(fù)荷值，配置機(jī)組在高效區(qū)運(yùn)行，使得 單位供冷能耗最小，極大的優(yōu)化了能源的使用。
2、 優(yōu)化主機(jī)配置根據(jù)得出的用戶負(fù)荷需求及環(huán)境分析，控制冷水機(jī)組出 水溫度與冷卻水進(jìn)水溫度，保證主機(jī)在滿足要求前提下，高效運(yùn)行
/35°C,這組參數(shù)可以滿足空調(diào)系統(tǒng)各類需求，但是，中央空調(diào)負(fù)荷隨機(jī)變化幅 度較大，如果按照固定運(yùn)行參數(shù)供冷，將會(huì)造成浪費(fèi)能源的現(xiàn)象，根據(jù)理論計(jì) 算和實(shí)測分析，冷水機(jī)組出水溫度每調(diào)高rc，其供冷能耗可降低3%左右，由 于機(jī)組出水溫度是由空調(diào)潛熱負(fù)荷決定的，而潛熱負(fù)荷主要是由室內(nèi)人員和新 風(fēng)引起，對(duì)于人員流動(dòng)較大的商業(yè)建筑、會(huì)議室、體育場館等用戶潛熱負(fù)荷隨 機(jī)波動(dòng)很大，因此要適時(shí)做出運(yùn)行調(diào)整，使整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)能耗水平有很大改善。 本發(fā)明實(shí)施例可以按照前述負(fù)荷預(yù)測，按照檢測數(shù)據(jù)與智能數(shù)據(jù)庫作對(duì)比，給 出優(yōu)化方案，動(dòng)態(tài)調(diào)整冷水機(jī)組出水溫度，節(jié)省了能耗。
而且，冷水機(jī)組冷卻水溫每降低rc，同樣也可降低3。/。左右能耗，而冷卻 水溫是與環(huán)境濕球溫度和冷卻塔運(yùn)行有關(guān)。本發(fā)明實(shí)施例可以按照計(jì)算出的負(fù) 荷值，適時(shí)調(diào)整冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或增減冷卻塔運(yùn)行數(shù)量，使主機(jī)高效工作。
3、 設(shè)備協(xié)調(diào)運(yùn)行依據(jù)綜合COP最大原則，控制冷凍水泵、冷卻水泵、 冷卻塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率，使系統(tǒng)能耗最低
中央空調(diào)冷卻、冷凍水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)是根據(jù)進(jìn)回水溫差或 壓差，利用比例積分存i分(Proportion Integral Derivative, PID)或比例積分(Proportion Integral, ) PI方法對(duì)設(shè)備實(shí)施變頻調(diào)速控制，以達(dá)到變風(fēng)量變水量 降低能耗目的，這項(xiàng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于節(jié)能改造工程中，并取得較好的效果。 但是這項(xiàng)技術(shù)的 一個(gè)不足是僅考慮調(diào)控單體設(shè)備，而中央空調(diào)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)， 單個(gè)設(shè)備節(jié)能效果對(duì)系統(tǒng)來講不一定最佳，某種情況下還會(huì)出現(xiàn)負(fù)效益。如在 變水量調(diào)節(jié)過程中，水泵調(diào)節(jié)可以節(jié)能，而主機(jī)經(jīng)理論和實(shí)測均證明能耗有所 增加，因此要看系統(tǒng)整體效果如何。本發(fā)明實(shí)施例引入系統(tǒng)綜合COP概念，定 義為
綜合COP=-^-
+ + +
式中Q…-空調(diào)供冷量
乂.------主機(jī)耗電
......冷卻水泵井毛電
AV----冷凍水泵井C電 W,—…冷卻塔耗電
其中，主機(jī)能耗與水泵能耗的交叉點(diǎn)為綜合COP的極值點(diǎn)，其系統(tǒng)綜合效 益最大。本發(fā)明智能數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場檢測可找到該極值點(diǎn)，達(dá) 到最優(yōu)結(jié)果
本發(fā)明實(shí)施例還提供一種中央空調(diào)智能優(yōu)化控制方法，請參閱圖3。 在步驟01中，獲取各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)信息。
在步驟02中，根據(jù)所述傳感器獲取的多種參數(shù)與運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)用戶用冷需 求進(jìn)行動(dòng)態(tài)負(fù)荷分析預(yù)測；
根據(jù)所述傳感器獲取的多種參數(shù)與運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)用戶用冷需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)分 析預(yù)測時(shí)，使用以下7>式
Q(t)=cpGtATt
Q(t+dt)= Q(t)+ [ Q(t) - Q(t-dt)]，其中，Q(t)為t時(shí)刻空調(diào)負(fù)荷； Cp為水定壓比熱； Gt為t時(shí)刻冷凍水流量； △ Tt為t時(shí)刻冷凍送回水溫差； 負(fù)荷預(yù)測值為:Q(t+dt)= Q(t)+ [ Q(t) — Q(t-dt)] 式中Q(t+dt)—-下一檢測周期空調(diào)負(fù)荷預(yù)測值 Q(t_dt)--上一檢測周期實(shí)測空調(diào)負(fù)荷值。 在步驟03，根據(jù)預(yù)測結(jié)果判斷系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)所述負(fù)荷出現(xiàn)正趨勢 時(shí)，進(jìn)行步驟04;當(dāng)所述負(fù)荷出現(xiàn)負(fù)趨勢時(shí)，進(jìn)行步驟05;當(dāng)所述負(fù)荷不變時(shí)， 進(jìn)行步驟06;
步驟04，提示控制中心增加機(jī)組； 步驟05，提示控制中心減少機(jī)組 步驟06，提示控制中心維持機(jī)組不變。
所述系統(tǒng)設(shè)備控制裝置包括冷卻水泵控制拒、冷凍水泵控制拒以及冷卻 塔控制拒。
本發(fā)明實(shí)施例通過采集各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)信息，對(duì)用戶用冷需求進(jìn)行動(dòng) 態(tài)分析預(yù)測，并對(duì)預(yù)測結(jié)果、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)等利用智能數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析，提出 優(yōu)化運(yùn)行方案并實(shí)行控制，使中央空調(diào)節(jié)能潛力得到最大發(fā)揮，獲取最大經(jīng)濟(jì) 效益。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā) 明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種中央空調(diào)智能優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括傳感器，智能控制器、系統(tǒng)設(shè)備控制裝置所述傳感器用于獲取各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)信息；所述智能控制器根據(jù)所述傳感器獲取的運(yùn)行參數(shù)信息，對(duì)用戶用冷需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)負(fù)荷分析預(yù)測；所述智能控制器根據(jù)得出的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果控制所述系統(tǒng)設(shè)備控制裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央空調(diào)智能優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 智能控制器根據(jù)得出的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果控制所述系統(tǒng)設(shè)備控制裝置時(shí)，包括群 控、優(yōu)化主機(jī)配置以及設(shè)備協(xié)調(diào)運(yùn)行。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央空調(diào)智能優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 智能控制器根據(jù)所述傳感器獲取的多種參數(shù)與運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)用戶用冷需求進(jìn)行 動(dòng)態(tài)分析預(yù)測時(shí)，使用以下公式<formula>formula see original document page 2</formula>,其中，Q(t)為t時(shí)刻空調(diào)負(fù)荷；Cp為水定壓比熱；Gt為t時(shí)刻冷凍水流量；△ Tt為t時(shí)刻冷凍送回水溫差； 負(fù)荷預(yù)測值為Q(t+dt" Q(t)+ [ Q(t) - Q(t-dt)]; 式中Q(t+dt)—-下一檢測周期空調(diào)負(fù)荷預(yù)測值； Q(t-dt)…上一檢測周期實(shí)測空調(diào)負(fù)荷值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央空調(diào)智能優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 傳感器通過通訊接口與智能控制器連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央空調(diào)智能優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 系統(tǒng)設(shè)備控制裝置包括冷卻水泵控制拒、冷凍水泵控制拒以及冷卻塔控制才巨。
6、 一種中央空調(diào)智能優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述方法包括 獲取各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)信息；根據(jù)所述傳感器獲取的運(yùn)行參數(shù)信息，對(duì)用戶用冷需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)負(fù)荷分析 預(yù)測；根據(jù)得出的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果控制相應(yīng)的裝置。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的中央空調(diào)智能優(yōu)化控制方法，其特征在于，根據(jù) 得出的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果控制相應(yīng)的裝置時(shí)，包括群控、優(yōu)化主機(jī)配置以及設(shè)備 協(xié)調(diào)運(yùn)行。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的中央空調(diào)智能優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述 對(duì)用戶用冷需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)負(fù)荷分析預(yù)測時(shí)，包括 .當(dāng)所述負(fù)荷出現(xiàn)正趨勢時(shí)，提示控制中心增加機(jī)組； 當(dāng)所述負(fù)荷出現(xiàn)負(fù)趨勢時(shí)，提示控制中心減少機(jī)組 當(dāng)所述負(fù)荷不變時(shí)，提示控制中心維持機(jī)組不變。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的中央空調(diào)智能優(yōu)化控制方法，其特征在于，根據(jù) 所述傳感器獲取的多種參數(shù)與運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)用戶用冷需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析預(yù)測時(shí)， 使用以下公式Q(t)=cpGtATtQ(t+dt)= Q(t)+ [ Q(t) — Q(t-dt)]， 其中，Q(t)為t時(shí)刻空調(diào)負(fù)荷； Cp為水定壓比熱； Gt為t時(shí)刻冷凍水流量； ATt為t時(shí)刻冷凍送回水溫差； 負(fù)荷預(yù)測值為Q(t+dt)= Q(t)+ [ Q(t) - Q(t-dt)]; 式中Q(t+dt)…下一檢測周期空調(diào)負(fù)荷預(yù)測值； Q(t-dt)…上一檢測周期實(shí)測空調(diào)負(fù)荷值。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的中央空調(diào)智能優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述系統(tǒng)設(shè)備控制裝置包括冷卻水泵控制拒、冷凍水泵控制拒以及冷卻塔控制 拒。
全文摘要
本發(fā)明適用于中央空調(diào)控制技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種中央空調(diào)智能優(yōu)化控制系統(tǒng)及其方法，所述系統(tǒng)包括傳感器，智能控制器、系統(tǒng)設(shè)備控制裝置；所述傳感器用于獲取各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)信息；所述智能控制器根據(jù)所述傳感器獲取的運(yùn)行參數(shù)信息，對(duì)用戶用冷需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)負(fù)荷分析預(yù)測；所述智能控制器根據(jù)得出的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果控制所述系統(tǒng)設(shè)備控制裝置。本發(fā)明通過采集各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)信息，對(duì)用戶用冷需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析預(yù)測，并對(duì)預(yù)測結(jié)果、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)等利用智能數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析，提出優(yōu)化運(yùn)行方案并實(shí)行控制，使中央空調(diào)節(jié)能潛力得到最大發(fā)揮，獲取最大經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)F24F11/00GK101424436SQ20081021791
公開日2009年5月6日 申請日期2008年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月29日
發(fā)明者冰 肖 申請人:深圳市奧宇控制系統(tǒng)有限公司