一種中央空調(diào)系統(tǒng)的能效優(yōu)化智能控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及中央空調(diào)自動化控制領域，尤其涉及一種中央空調(diào)系統(tǒng)的能效優(yōu)化智能控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和人民生活水平的提高，環(huán)境、資源問題已受到社會各界的普遍關(guān)注，節(jié)能減排顯得尤為迫切。中央空調(diào)系統(tǒng)是建筑耗能大戶，普遍運行能效較低，存在較大的節(jié)能空間。采用一般的自動化控制手段可達到一定的節(jié)能效果，但現(xiàn)有的自動控制產(chǎn)品均是通過一般的經(jīng)驗，對冷凍站制冷機及其配套的水栗，冷卻塔等進行開停的控制，實現(xiàn)無人值守的運行，從而達到比人工開停設備更節(jié)能的目的，其節(jié)能效益是微小的。
[0003]目前，空調(diào)設備的技術(shù)改造、PLC智能控制、變頻控制等是中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)的主要手段。但中央空調(diào)系統(tǒng)設備協(xié)調(diào)運行技術(shù)復雜、運行環(huán)境參數(shù)多變，需要綜合考慮系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的技術(shù)因素，才能達到理想的節(jié)能效果，改造和控制方案僅憑經(jīng)驗進行，缺乏科學的數(shù)據(jù)依據(jù)，可以達到什么節(jié)能目標也沒有可以科學預測，故節(jié)能效果收效甚微。例如，冷卻水栗的變頻在沒有能效跟蹤系統(tǒng)的數(shù)值參照的情況下，往往冷卻水栗輸送能耗降低了，但制冷機組的能耗增大了，總體能耗反而增大了。所以水栗的變頻不能為中央空調(diào)的高效節(jié)能運行提供較好的幫助。制冷機組的運行策略是整個系統(tǒng)能效高低的關(guān)鍵，沒有能效跟蹤系統(tǒng)的實時跟蹤各項能效指標，很難找到變流量的最低值邊界點、冷水機組可變溫度控制的邊界條件以及多臺運行最佳運行搭配效率最高點等等，而這些恰恰是提高系統(tǒng)整體能效的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種中央空調(diào)系統(tǒng)的能效優(yōu)化智能控制系統(tǒng)，以解決上述技術(shù)問題。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種中央空調(diào)的能效優(yōu)化智能控制系統(tǒng)，包括:采集單元、監(jiān)測單元、運算單元、控制單元和顯示單元;采集單元用于采集冷水機組制冷循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻塔循環(huán)系統(tǒng)和空調(diào)末端循環(huán)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)參數(shù);采集單元包括電能表、功率變送器、流量變送器、溫度變送器、濕度變送器中的一種或幾種，用于監(jiān)測中央空調(diào)的溫度、功率、耗電量、冷量、濕度、能效和室內(nèi)外環(huán)境參數(shù);監(jiān)測單元與采集單元相連接，用于監(jiān)測采集單元，以得到監(jiān)測結(jié)果;運算單元與監(jiān)測單元連接，用于根據(jù)監(jiān)測單元監(jiān)測的數(shù)據(jù)運算出整個中央空調(diào)系統(tǒng)和冷水機組制冷循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻塔循環(huán)系統(tǒng)及空調(diào)末端循環(huán)系統(tǒng)的負荷率及能效;控制單元與運算單元相連接，用于判斷運算結(jié)果是否滿足預設判斷條件，并在滿足預設判斷條件時，采用與預設判斷條件相對應的控制策略控制冷水機組制冷循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、和冷卻塔循環(huán)系統(tǒng)的運行；顯示單元連接控制單元，用于顯示整個中央空調(diào)系統(tǒng)和冷水機組制冷循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、空調(diào)末端循環(huán)系統(tǒng)及冷卻塔循環(huán)系統(tǒng)的實時運行狀態(tài)、負荷率、能效以及能效等級。
[0006]進一步，還包括接收單元，與控制單元相連接，用于接收用戶輸入的控制策略，和/或用于接收用戶輸入的預設判斷條件。
[0007]進一步，控制單元包括冷水機組控制模塊、冷水機組糾錯模塊、冷凍水栗控制模塊、冷凍水栗糾錯模塊、冷卻水栗控制模塊、冷卻水栗糾錯模塊、冷卻塔控制模塊、冷卻塔糾錯模塊和群控模塊;冷水機組控制模塊連接冷水機組，用于控制冷水機組冷卻水和冷凍水供水管的電動蝶閥及機組本身的開啟和關(guān)閉，冷水機組糾錯模塊用于反饋冷水機組及對應的蝶閥的實時狀態(tài)至控制單元;冷凍水栗控制模塊連接冷凍水栗的控制開關(guān)，用于控制冷凍水栗控制開關(guān)的開啟和關(guān)閉，冷凍水栗糾錯模塊用于反饋冷凍水栗的實時狀態(tài)至控制單元;冷卻水栗控制模塊連接冷卻水栗的控制開關(guān)，用于控制冷卻水栗控制開關(guān)的開啟和關(guān)閉，冷卻水栗糾錯模塊用于反饋冷卻水栗的實時狀態(tài)至控制單元;冷卻塔控制模塊連接冷卻塔的控制開關(guān)，用于控制冷卻塔控制開關(guān)和冷卻塔的進水閥門的開啟和關(guān)閉，冷卻塔糾錯模塊用于反饋冷卻塔以及進水閥門的實時狀態(tài)至控制單元;控制單元根據(jù)運算單元運算的實時負荷率控制群控模塊加機或者減機。
[0008]進一步，冷水機組制冷循環(huán)系統(tǒng)包括制冷控制器，制冷控制器用于調(diào)節(jié)冷水機組的出水溫度設定值，冷水機組控制模塊連接制冷控制器，用于通過冷水機組控制模塊自動調(diào)節(jié)出水溫度設定值。
[0009 ] 一種如上述的中央空調(diào)的能效優(yōu)化智能控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:
[0010](1)控制單元的冷水機組控制模塊控制冷水機組冷卻水和冷凍水進出水管的電動蝶閥，若電動蝶閥未正常開啟，冷水機組糾錯模塊發(fā)出警報，停止開啟電動蝶閥，并將錯誤信息發(fā)送至控制單元;如果是多臺冷水機組聯(lián)合運行，冷水機組控制模塊控制開啟下一臺冷水機組的電動蝶閥，并重復該運行邏輯；
[0011](2)冷水機組的電動蝶閥正常開啟后，控制單元的冷卻塔控制模塊控制冷卻塔控制開關(guān)及冷卻塔的進水閥門開啟，若冷卻塔及進水閥門均未正常開啟，冷卻塔糾錯模塊發(fā)出警報，停止開啟冷卻塔控制開關(guān)及關(guān)閉進水閥門；如果是多臺冷卻塔聯(lián)合運行，冷卻塔控制模塊控制開啟下一臺冷卻塔的控制開關(guān)和進水閥門，并重復該運行邏輯；
[0012](3)冷卻塔正常開啟后，控制單元的冷凍水栗控制模塊控制冷凍水栗的控制開關(guān)開啟，若冷凍水栗未正常開啟，冷凍水栗糾錯模塊發(fā)出警報，停止開啟冷凍水栗控制開關(guān)；如果是多臺冷凍水栗聯(lián)合運行，冷凍水栗控制模塊控制下一臺冷凍水栗開啟，并重復該運行邏輯；
[0013](4)冷凍水栗正常開啟后，控制單元的冷卻水栗控制模塊控制冷卻水栗的控制開關(guān)開啟，若冷卻水栗未正常開啟，冷卻水栗糾錯模塊發(fā)出警報，停止開啟冷卻水栗控制開關(guān);如果是多臺冷卻水栗聯(lián)合運行，冷卻水栗控制模塊控制下一臺冷凍水栗開啟，并重復該運行邏輯；
[0014](5)冷卻水栗正常開啟后，控制單元的冷水機組控制模塊控制冷水機組開啟，若冷水機組未正常開啟，冷水機組糾錯模塊停止開啟冷水機組，并將錯誤信息發(fā)送至控制單元并報警;如果是多臺冷水機組聯(lián)合運行，則冷水機組控制模塊控制下一臺冷水機組開啟，并重復該運行邏輯。
[0015]進一步，在步驟(2)中，冷卻塔控制模塊連接一個風機變頻器，當冷卻塔控制模塊開啟冷卻塔控制開關(guān)及進水閥門后，風機變頻器由低頻漸漸變大直至工頻，然后再根據(jù)冷卻水出水溫度跟空氣的濕球溫度的溫差設定值調(diào)整變頻器頻率，直至冷卻水出水溫度跟空氣的濕球溫度的實際溫差趨近冷卻塔循環(huán)系統(tǒng)的溫差設定值；如果是多臺冷卻塔聯(lián)合運行，則當冷卻水出水溫度跟空氣的濕球溫度的溫差小于溫差設定值但單臺冷卻塔運行不能滿足調(diào)節(jié)需求時，控制單元通過運算單元的運算結(jié)果，開啟新的運行組合;溫差設定值為5-15。。。
[0016]進一步，在步驟(3)中，冷凍水栗控制模塊連接一個冷凍水栗變頻器，當冷凍水栗控制模塊開啟冷凍水栗的控制開關(guān)，冷凍水栗變頻器由低頻漸漸變大直至工頻，然后再根據(jù)冷凍水供回水的溫差設定值調(diào)整冷凍水栗變頻器的頻率，直至冷凍水供回水的實際溫差值趨近冷凍水回路的溫差設定值;如果是多臺冷凍水栗聯(lián)合運行，則當冷凍水供回水的實際溫差值小于溫差設定值但單臺冷凍水栗運行不能滿足調(diào)節(jié)需求時，控制單元通過運算