[发明专利]基于动态响应末端总负荷变化的中央空调冷冻水控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及能源与节能技术领域，具体是一种基于动态响应末端总负荷变化的中央空调冷冻水控制方法。

背景技术

随着现代科学技术的发展和人民生活水平的提高，中央空调的应用非常广泛，为人民生活和工作环境质量的提高做出了巨大贡献，同时也带来了很大的电能消耗，一般占整个建筑用电负荷的40％～60％。冷冻水系统是中央空调系统的中央组成部分，是冷量的搬运工，冷冻水系统的能耗占整个中央空调系统能耗10％～15％。冷冻水系统的运行不仅直接消耗大量电能而且直接影响末端制冷效果以及冷冻机的运行效率，是保证中央空调系统稳定运行及性能质量的重要环节。所以对冷冻水系统的节能优化控制研究非常重要，大量科技和实践证明冷冻水变流量控制的先进性，目前最常用的冷冻水变流量控制主要有恒压差控制和恒温差控制。恒温差控制节能性高但是由于温度变化缓慢加上变流量导致的冷冻水循环周期的不确定性大大影响系统对负荷变化的响应速度及系统的稳定性；由于压差响应的时滞性较小，能够较快的反应流量的变化，所以恒压差控制具有很好的快速性能，但是由于冷冻水压差与负荷之间没有直接的关系，空调的负荷的变化不能准确通过压差的变化来描述，这样使恒压差控制准确性差甚至出现控制失效的现象。本发明根据上述恒温差及恒压差控制的特点与不足，提出基于动态响应末端负荷变化的中央空调冷冻水优化控制技术，使系统具有恒温控制的节能性又有恒压差控制的快速性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于动态响应末端总负荷变化的中央空调冷冻水控制方法，以克服现有技术中中央空调冷冻水系统方式中的两个问题，一是为恒温差控制方式中由于冷冻水系统的大惰性、大时滞特性影响系统快速性及稳定性问题，二是为恒压差控制中压差不能准确反映末端负荷变化而导致的准确性差及控制失效的问题。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于动态响应末端总负荷变化的中央空调冷冻水控制方法:

a1：第一温度传感器采集冷冻水供水的温度T_g,第二温度传感器采集冷冻水回水的温度T_h,计算冷冻水供回水温度差ΔT＝T_g-T_h；设定冷冻水供回水温度差设定值ΔT_sp；计算冷冻水供回水温度差设定值ΔT_sp与冷冻水供回水温度差ΔT的差值，该差值送入控制器；

a2：压差传感器采集冷冻水的供回水压差ΔP；设定冷冻水供回水最小压差为ΔP_sp；计算冷冻水供回水最小压差设定值ΔP_sp与冷冻水供回水压差ΔP的差值，该差值送入控制器；

a3：末端总负荷Q送入前馈控制器，前馈控制器的传递函数记为G_ff，前馈控制器的输出送入控制器；

b：控制器对a1、a2、a3的输入数据进行数据处理，控制器的输出数据控制变频器以频率f控制冷冻水泵的冷冻水质量流量为M；

c：冷水机组将冷冻水回水处理为冷冻水供水，冷冻水泵将冷冻水供水送入各楼宇中的表冷器群；

d：冷冻水供水在表冷器群中与各楼宇中的空气或新风进行换热后变为冷冻水回水并回流至冷水机组中完成整个循环；

所述前馈控制器的传递函数G_ff采用不变性原理通过计算获得，具体是根据末端总负荷Q对冷冻水供回水温度差ΔT的影响恒为0的条件下进行求解。

所述控制器包括温差控制器、压差控制器、加法器、高值选择器、限幅处理器、换算器，控制策略为：

1)温差处理器对冷冻水供回水设定温差ΔT_sp与冷冻水供回水温差ΔT之差进行处理，得出输出v2；

2)加法器将输出v2与前馈控制器的输出v1相加得到输出v3；

3)压差传感器对冷冻水供回水设置最低压差ΔP_sp与冷冻水供回水压差ΔP之差进行计算，得出输出v4；

4)高值选择器选择输出v3和输出v4中的较大者为输出v5；

5)限幅处理器根据系统设定的冷冻水最大质量流量M_max和最小质量流量M_min对输出V5进行限幅操作并输出V6：若输出V5小于等于M_min则以M_min输出；若输出V5大于等于M_min且小于等于M_max则以输出V5的值输出；如输出V5大于M_max则以M_max输出；