本發(fā)明涉及中央空調(diào)領(lǐng)域，具體為一種用于實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)制冷站運(yùn)行節(jié)能控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

中央空調(diào)是公共建筑能耗占比非常大的一塊，而制冷站更是占到中央空調(diào)能耗近70%，實(shí)現(xiàn)制冷站的節(jié)能運(yùn)行對(duì)公共建筑的節(jié)能降耗具有非常重要的意義。目前，中央空調(diào)制冷站的控制系統(tǒng)存在以下問(wèn)題：第一、制冷站的控制系統(tǒng)往往是在運(yùn)行初期經(jīng)過(guò)一次調(diào)試，完成預(yù)設(shè)，終身按照此設(shè)定進(jìn)行自動(dòng)控制運(yùn)行，無(wú)法適應(yīng)項(xiàng)目實(shí)際中的需求變化，而造成很多項(xiàng)目在運(yùn)行一段時(shí)間即廢棄自控，改用手動(dòng)；第二、現(xiàn)有的制冷站控制系統(tǒng)調(diào)試方法（即采用短時(shí)間的系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)反饋，調(diào)整預(yù)設(shè)“參數(shù)”，以達(dá)到調(diào)試的目的），一方面對(duì)于調(diào)試人員經(jīng)驗(yàn)和水平要求較高，另一方面短時(shí)間的數(shù)據(jù)反饋往往比較片面，不光造成調(diào)試難度大，更有很多項(xiàng)目調(diào)試失敗，達(dá)不到節(jié)能運(yùn)行目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)制冷站運(yùn)行節(jié)能控制系統(tǒng)及控制方法，具有提高自控系統(tǒng)在實(shí)際項(xiàng)目中的可靠性和有用性，以降低其被廢棄的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)制冷站的長(zhǎng)期持續(xù)節(jié)能優(yōu)化，簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種用于實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)制冷站運(yùn)行節(jié)能控制系統(tǒng)，包括制冷系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)包括制冷主機(jī)、冷凍泵、冷卻泵和冷卻塔，制冷主機(jī)并聯(lián)成的制冷主機(jī)組和冷凍泵并聯(lián)形成的冷凍泵機(jī)組通過(guò)管道串聯(lián)，冷凍泵并聯(lián)形成的冷凍泵機(jī)組和冷卻泵并聯(lián)形成的冷卻泵機(jī)組通過(guò)管道串聯(lián)，冷卻泵并聯(lián)形成的冷卻泵機(jī)組和冷卻塔并聯(lián)形成的冷卻塔組通過(guò)管道串聯(lián)，冷卻塔并聯(lián)形成的冷卻塔組和冷凍泵并聯(lián)形成的冷凍泵機(jī)組通過(guò)管道連接在一起；

控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元、策略?xún)?yōu)化接口單元、“云”數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、“云”優(yōu)化分析單元和結(jié)果反饋單元，數(shù)據(jù)采集單元的輸出端和“云”數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的輸入端電連接，“云”數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的輸出端和結(jié)果反饋單元的輸入端電連接，“云”數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和“云”優(yōu)化分析單元電連接，“云”優(yōu)化分析單元的輸出端和策略?xún)?yōu)化接口單元的輸入端電連接，“云”優(yōu)化分析單元的輸出端和結(jié)果反饋單元的輸入端電連接。

優(yōu)選的，制冷主機(jī)、冷凍泵、冷卻泵和冷卻塔的電功率通過(guò)按類(lèi)別而非按設(shè)備的實(shí)時(shí)電功率計(jì)量。

優(yōu)選的，數(shù)據(jù)采集單元包括用于制冷站按類(lèi)能耗指標(biāo)量計(jì)量和用于制冷站各設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)（自變量）跟蹤。

優(yōu)選的，“云”優(yōu)化分析單元在云端部署的策略?xún)?yōu)化程序模塊，定期調(diào)用采集數(shù)據(jù)，運(yùn)算分析指標(biāo)量與自變量的關(guān)系。

本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)制冷站運(yùn)行節(jié)能控制系統(tǒng)及控制方法，包括以下步驟：

第一步、將制冷站系統(tǒng)劃分為幾個(gè)獨(dú)立子單元，如針對(duì)共用集管式的一次泵制冷站系統(tǒng)，可劃分為冷凍環(huán)路、主機(jī)單元組、冷卻泵環(huán)路、冷卻塔組；針對(duì)“一對(duì)一”式制冷站系統(tǒng)，可將每個(gè)“主機(jī)-冷凍泵-冷卻泵-冷塔”設(shè)為獨(dú)立子單元；

第二步、確定每個(gè)獨(dú)立子單元的能效指標(biāo)量和影響自變量，如“冷凍環(huán)路”子單元的能效指標(biāo)為冷凍水流量、自變量為每臺(tái)水泵的啟/停和運(yùn)行頻率；如主機(jī)單元組的能效指標(biāo)為實(shí)時(shí)冷量、自變量為每臺(tái)主機(jī)的啟/停和運(yùn)行負(fù)載率；

第三步、獲取并記錄每個(gè)獨(dú)立子單元的指標(biāo)量和自變量，記錄頻率可為1min~5min；

第四步、分析每個(gè)子單元的指標(biāo)值與自變量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，進(jìn)行數(shù)學(xué)關(guān)系式擬合；

第五步、按照一定的“遺忘”規(guī)律，遺忘“以前”的數(shù)據(jù)，更新新的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，以曲線圖的形式確定當(dāng)前的關(guān)聯(lián)關(guān)系；

第六步、通過(guò)當(dāng)前確定的關(guān)聯(lián)關(guān)系，修正制冷站控制系統(tǒng)的運(yùn)行策略，調(diào)整“預(yù)設(shè)參數(shù)”，實(shí)現(xiàn)持續(xù)優(yōu)化目標(biāo)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的用于實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)制冷站運(yùn)行節(jié)能控制系統(tǒng)及控制方法，通過(guò)按類(lèi)別而非按設(shè)備的實(shí)時(shí)電功率計(jì)量，如制冷主機(jī)、冷凍泵、冷卻泵和冷卻塔的電功率，以及按設(shè)備個(gè)體進(jìn)行運(yùn)行指令跟蹤，如設(shè)備啟/停、冷機(jī)電流百分比、變頻器頻率等，通過(guò)動(dòng)態(tài)分析以上數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，來(lái)持續(xù)優(yōu)化控制系統(tǒng)的“預(yù)設(shè)參數(shù)”，通過(guò)對(duì)冷凍環(huán)路、冷卻環(huán)路、冷機(jī)單元組、冷卻塔單元組分別進(jìn)行優(yōu)化分析，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)制冷站的系統(tǒng)綜合節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)制冷站的運(yùn)行節(jié)能，提高了自控系統(tǒng)在實(shí)際項(xiàng)目中的可靠性和有用性，以降低其被廢棄的風(fēng)險(xiǎn)；通過(guò)對(duì)控制系統(tǒng)“預(yù)設(shè)參數(shù)”動(dòng)態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)制冷站的長(zhǎng)期持續(xù)節(jié)能優(yōu)化，且簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過(guò)程。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的中央空調(diào)制冷站系統(tǒng)原理圖；

圖2為本發(fā)明的節(jié)能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明的水泵組運(yùn)行性能示意圖a；

圖4為本發(fā)明的水泵組運(yùn)行性能示意圖b。

圖中：1制冷主機(jī)、2冷凍泵、3冷卻泵、4冷卻塔、5數(shù)據(jù)采集單元、6策略?xún)?yōu)化接口單元、7“云”數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、8“云”優(yōu)化分析單元、9結(jié)果反饋單元。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參閱圖1-4，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種用于實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)制冷站運(yùn)行節(jié)能控制系統(tǒng)，包括制冷系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)包括制冷主機(jī)1、冷凍泵2、冷卻泵3和冷卻塔4，制冷主機(jī)1并聯(lián)成的制冷主機(jī)組和冷凍泵2并聯(lián)形成的冷凍泵機(jī)組通過(guò)管道串聯(lián)，冷凍泵2并聯(lián)形成的冷凍泵機(jī)組和冷卻泵3并聯(lián)形成的冷卻泵機(jī)組通過(guò)管道串聯(lián)，冷卻泵3并聯(lián)形成的冷卻泵機(jī)組和冷卻塔4并聯(lián)形成的冷卻塔組通過(guò)管道串聯(lián)，冷卻塔4并聯(lián)形成的冷卻塔組和冷凍泵2并聯(lián)形成的冷凍泵機(jī)組通過(guò)管道連接在一起，制冷主機(jī)1、冷凍泵2、冷卻泵3和冷卻塔4的電功率通過(guò)按類(lèi)別而非按設(shè)備的實(shí)時(shí)電功率計(jì)量，以及按設(shè)備個(gè)體進(jìn)行運(yùn)行指令跟蹤，如設(shè)備啟/停、冷機(jī)電流百分比、變頻器頻率等，通過(guò)動(dòng)態(tài)分析以上數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，來(lái)持續(xù)優(yōu)化控制系統(tǒng)的“預(yù)設(shè)參數(shù)”，從而實(shí)現(xiàn)制冷站的運(yùn)行節(jié)能。

控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元5、策略?xún)?yōu)化接口單元6、“云”數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元7、“云”優(yōu)化分析單元8和結(jié)果反饋單元9，數(shù)據(jù)采集單元5的輸出端和“云”數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元7的輸入端電連接，“云”數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元7的輸出端和結(jié)果反饋單元9的輸入端電連接，“云”數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元7和“云”優(yōu)化分析單元8電連接，“云”優(yōu)化分析單元8的輸出端和策略?xún)?yōu)化接口單元6的輸入端電連接，“云”優(yōu)化分析單元8的輸出端和結(jié)果反饋單元9的輸入端電連接。

一種用于實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)制冷站運(yùn)行節(jié)能控制系統(tǒng)及控制方法，包括以下步驟：

第一步、將制冷站系統(tǒng)劃分為幾個(gè)獨(dú)立子單元，如針對(duì)共用集管式的一次泵制冷站系統(tǒng)，可劃分為冷凍環(huán)路、主機(jī)單元組、冷卻泵環(huán)路、冷卻塔組；針對(duì)“一對(duì)一”式制冷站系統(tǒng)，可將每個(gè)“主機(jī)-冷凍泵-冷卻泵-冷塔”設(shè)為獨(dú)立子單元；

第二步、確定每個(gè)獨(dú)立子單元的能效指標(biāo)量和影響自變量，如“冷凍環(huán)路”子單元的能效指標(biāo)為冷凍水流量、自變量為每臺(tái)水泵的啟/停和運(yùn)行頻率；如主機(jī)單元組的能效指標(biāo)為實(shí)時(shí)冷量、自變量為每臺(tái)主機(jī)的啟/停和運(yùn)行負(fù)載率；

第三步、獲取并記錄每個(gè)獨(dú)立子單元的指標(biāo)量和自變量，記錄頻率可為1min~5min；

第四步、分析每個(gè)子單元的指標(biāo)值與自變量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，進(jìn)行數(shù)學(xué)關(guān)系式擬合；

第五步、按照一定的“遺忘”規(guī)律，遺忘“以前”的數(shù)據(jù)，更新新的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，以曲線圖的形式確定當(dāng)前的關(guān)聯(lián)關(guān)系；

第六步、通過(guò)當(dāng)前確定的關(guān)聯(lián)關(guān)系，修正制冷站控制系統(tǒng)的運(yùn)行策略，調(diào)整“預(yù)設(shè)參數(shù)”，實(shí)現(xiàn)持續(xù)優(yōu)化目標(biāo)。

數(shù)據(jù)采集單元5，包括用于制冷站按類(lèi)能耗指標(biāo)量計(jì)量，用于制冷站各設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)（自變量）跟蹤；

策略?xún)?yōu)化接口單元6，用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)化策略下發(fā)至現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的程序接口；

“云”數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元7，用于將數(shù)據(jù)采集單元采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程存儲(chǔ)；

“云”優(yōu)化分析單元8，在云端部署的策略?xún)?yōu)化程序模塊，定期調(diào)用采集數(shù)據(jù)，運(yùn)算分析指標(biāo)量與自變量的關(guān)系；

結(jié)果反饋單元9，一方面用于實(shí)現(xiàn)用戶主動(dòng)訪問(wèn)采集數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，另一方面實(shí)現(xiàn)“預(yù)設(shè)參數(shù)”的自動(dòng)下發(fā)給現(xiàn)場(chǎng)自控系統(tǒng)。

具體實(shí)施步驟：

步驟1：獲取冷凍環(huán)路中水泵的總耗電功率，以及獲取每臺(tái)水泵的開(kāi)關(guān)狀態(tài)和水泵當(dāng)前的運(yùn)行頻率。對(duì)于中央空調(diào)制冷站實(shí)例而言，劃分為主機(jī)單元組、冷凍環(huán)路單元、冷卻泵環(huán)路單元、冷卻塔組單元，共4個(gè)單元組。

步驟2：確定每個(gè)獨(dú)立子單元組的能效指標(biāo)量和影響自變量，通常能效指標(biāo)量為本單元的耗電功率，影響自變量為本單元的需求輸出指標(biāo)（如需求流量、需求冷量等）。對(duì)于中央空調(diào)制冷站實(shí)例而言，以冷凍環(huán)路為例，能效指標(biāo)量為冷凍泵的總耗電功率p，影響自變量為環(huán)路總流速m。

步驟3：實(shí)時(shí)采集并記錄每個(gè)獨(dú)立子單元的能效指標(biāo)和影響自變量的數(shù)據(jù)，并擬合數(shù)學(xué)關(guān)系。對(duì)于中央空調(diào)制冷站實(shí)例而言，以冷凍環(huán)路為例，建立如圖3所示的曲線圖。

步驟4：分析每個(gè)獨(dú)立單元的“指標(biāo)-自變量”的關(guān)系圖，得出其優(yōu)化運(yùn)行策略，以及修正自控系統(tǒng)的“預(yù)設(shè)參數(shù)”。對(duì)于中央空調(diào)制冷站實(shí)例而言，以冷凍環(huán)路為例，得到的優(yōu)化策略具體為：對(duì)于情況a，1臺(tái)增加到2臺(tái)的頻率切換點(diǎn)為45hz，2臺(tái)增加到3臺(tái)的頻率切換點(diǎn)位47hz，3臺(tái)降低為2臺(tái)時(shí)的頻率切換點(diǎn)位30hz，2臺(tái)降低為1臺(tái)的頻率切換點(diǎn)位30hz；對(duì)于情況b，1臺(tái)增加到2臺(tái)的頻率切換點(diǎn)為50hz，2臺(tái)增加到3臺(tái)的頻率切換點(diǎn)位50hz，3臺(tái)降低為2臺(tái)時(shí)的頻率切換點(diǎn)位33hz，2臺(tái)降低為1臺(tái)的頻率切換點(diǎn)位35hz。

步驟5：將優(yōu)化運(yùn)行策略以“預(yù)設(shè)參數(shù)”的形式下發(fā)給控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)具體執(zhí)行運(yùn)行策略。

步驟6：定期重復(fù)步驟1-5，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)制冷站系統(tǒng)的長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)運(yùn)行優(yōu)化

綜上所述：本發(fā)明的用于實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)制冷站運(yùn)行節(jié)能控制系統(tǒng)及控制方法，通過(guò)按類(lèi)別而非按設(shè)備的實(shí)時(shí)電功率計(jì)量，如制冷主機(jī)1、冷凍泵2、冷卻泵3和冷卻塔4的電功率，以及按設(shè)備個(gè)體進(jìn)行運(yùn)行指令跟蹤，如設(shè)備啟/停、冷機(jī)電流百分比、變頻器頻率等，通過(guò)動(dòng)態(tài)分析以上數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，來(lái)持續(xù)優(yōu)化控制系統(tǒng)的“預(yù)設(shè)參數(shù)”，通過(guò)對(duì)冷凍環(huán)路、冷卻環(huán)路、冷機(jī)單元組、冷卻塔單元組分別進(jìn)行優(yōu)化分析，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)制冷站的系統(tǒng)綜合節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)制冷站的運(yùn)行節(jié)能，提高了自控系統(tǒng)在實(shí)際項(xiàng)目中的可靠性和有用性，以降低其被廢棄的風(fēng)險(xiǎn)；通過(guò)對(duì)控制系統(tǒng)“預(yù)設(shè)參數(shù)”動(dòng)態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)制冷站的長(zhǎng)期持續(xù)節(jié)能優(yōu)化，且簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過(guò)程。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。