[发明专利]一种基于主机COP值的制冷机组群控方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制冷机组群控方法，尤其是一种基于主机COP值的制冷机组群控方法，属于空调制冷技术领域。

背景技术

据申请人了解，传统的制冷机组群控策略常见的方法有：回水温度控制法、供-回水温差控制法、流量控制法、压差控制法和温差/流量控制法。这些传统的控制法都通过对当前温度、流量、压差等物理量的简单判断、固定延时进行加减机控制，未能充分考虑中央空调大惰性、时滞性、扰动性以及负荷变化随机性的特点，因此不能给制冷机组的节能控制带来比较好的控制效果。

并且，在现有技术的控制过程中，普遍忽视对制冷机组COP(coefficient of performance，COP值实际是热泵系统所能实现的制冷量(制热量)和输入功率的比值，反映制冷效率)能效值的考量，因此在制冷机组加减过程中容易引起运行制冷机组的工况改变，能效降低，无法切实达到节能的效果。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种在满足冷量需求前提下，可以充分节能的基于主机COP值的制冷机组群控方法。

为了达到以上目的，申请人对基于中央系统制冷机组高能效的制冷机组群控技术进行了分析(参见图1)。考虑到多数制冷机组生产厂商其制冷机组负荷(制冷量)的控制是根据冷冻水的供水或回水温度。所以判断制冷机组是否要加载时，应根据冷冻水总管的供水或回水温度。控制策略中是测量供水温度还是回水温度应跟随单台制冷机组的本体控制逻辑。如制冷机组本体的控制逻辑是比较冷冻水的供水温度与设定温度来控制压缩机的做功，那么制冷机组群控策略中应根据冷冻水总管的供水温度；反之，应根据冷冻水总管的回水温度。同时，随着负荷的变化，制冷机组的制冷量和能耗都会发生变化，COP也相应变化，并在某一负荷率下具有最大值(参见图1)。对于制冷机组而言，其COP最大点通常并不处于额定负荷点上。为了节能，使制冷机组在COP最大点左右运行最为经济。控制制系统在对制冷机组具体加机、减机台数控制的过程中，只有充分考虑了制冷机组在此过程中保持较高的能效值(cop)，才能充分节能。

在深入研究的基础上形成的本发明基于主机COP值的制冷机组群控方法包括以下步骤：

步骤一、采样计算——定时采集制冷机组输出温度，按以下算式计算温度误差以及温度误差变化率

e(k)＝r(k)-y(k)

ec(k)＝e(k)-e(k-1)

式中

e(k)——当前温度误差，单位℃

r(k)——设定的制冷机组输出水温，单位℃

y(k)——实测的制冷机组输出水温，单位℃

ec(k)——温度误差变化率，单位℃

e(k-1)——上一时刻温度误差，单位℃；

步骤二、模糊处理——对温度误差以及温度误差变化率进行模糊处理，并输出模糊处理结果；

步骤三、处理判断——判断模糊处理结果是否等于0，如是进入步骤八，如否则进行下一步；

步骤四、计算负荷——用下式计算制冷机组的负荷

Q＝4.1868L*(T1-T2)

式中Q——外部系统所需冷量，单位kW

L——制冷机组输出流量，单位kg/s

4.1868——水的比热容，单位kJ/kg℃

T1——制冷机组实际输出水温，等于y(k)，单位℃

T2——制冷机组实际回水温度，单位℃；

步骤五、水温约束——判断模糊处理结果是否大于0，如否则进入步骤七，如是则进行下一步；

步骤六、负荷约束——判断制冷机组负荷Q是否大于等于K1(N×C)，如否则进入步骤八，如是则增加制冷机后进入步骤八

其中

K1—制冷机组负荷率确定的比例常数上段，通常在90％-95％范围选取

N——制冷机组当前运行台数

C——制冷机组当前运行单台制冷机的额定制冷量，单位kW；

步骤七、负荷值约束——判断制冷机组负荷Q是否小于等于K2×N×C并且同时小于等于K1×((N-1)×C)，如否则进入步骤八，如是则减少制冷机后进入步骤八

其中

K2—制冷机组负荷率确定的比例常数下段，通常在65％-70％范围选取

N——制冷机组当前运行台数

C——制冷机组当前运行单台制冷机的额定制冷量，单位kW；

步骤八、结束返回——结束此次控制，返回步骤一。