[发明专利]用于中央空调冷却水系统的节能控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于中央空调节能控制技术领域，涉及一种用于中央空调冷却水系统的节能控制系统及方法。

背景技术

随着公共建筑面积的不断增加，公共建筑能耗也不断增加。目前中央空调的能耗约占到公共建筑能耗的60％以上。因此对降低中央空调能耗对建设节约型社会有着重要意义。

长期以来，冷却水系统变流量节能方案虽然可以节约冷却水泵和冷却塔风机的能耗，但却可能会导致冷机能耗的增加，因此中央空调系统的节能研究主要集中在冷冻水变流量系统。近年来，随着研究的深入，越来越多的观点认为虽然冷却水系统的节能潜力比不上冷冻水系统，但是其本身仍有节能空间。

目前已经出现了一些冷却水系统的节能方法，主要归为以下两类：

1、通过控制冷却塔出水温度或者进入冷水机组冷凝器水的温度来控制冷却水泵或冷却塔风机的台数或频率；通过控制冷却塔两侧的温差或冷凝器两侧的温差来控制冷却塔风机或冷却水泵的台数或频率。

2、通过控制使冷机的效率最高(即COP最大)时的冷却水进入冷凝器的温度，来控制冷却水泵和冷却塔风机的台数或频率。

上述方法中的一类是控制单台设备(冷却水泵或冷却塔风机)的台数或频率，另一类则是对两台设备(冷却水泵和冷却塔风机)同时控制。

其中，第1类方法通过确定的温度及温差控制水泵或风机的转速使得在确定的工况下冷却水系统的能耗有所下降，但是随着气候、负荷等工况的变化最佳的温度及温差设定值也在变化，如果依然使用固定的参数进行控制就可能出现非但不节能反而耗能的情况。第2种方法虽然提高了冷机的效率，但却忽视了冷却水泵和冷却塔风机的节能潜力，通常情况下冷机能耗效率最优点往往并不对应于冷却水系统能耗最优点。

发明内容

针对上述现有技术中存在的冷却水系统能耗最优点偏离以及冷却水系统整体能耗高的问题，本发明的一个目的在于，提供一种基于中央空调冷却水系统节能控制系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以解决：

一种用于中央空调冷却水系统的节能控制系统，包括上位机、控制器、拓展模块、第一变频器、第二变频器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器；第一流量传感器、第二流量传感器；第一转速传感器、第二转速传感器；第一电量采集传感器、第二电量采集传感器、第三电量采集传感器；第五温度传感器；

其中，上位机与控制器相连接；控制器与拓展模块相连接；控制器通过拓展模块的输出端口连接第一变频器、第二变频器的输入端口，控制器通过拓展模块的输入端口连接第一变频器、第二变频器、第一转速传感器、第二转速传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第一流量传感器、第二流量传感器、第五温度传感器、第一电量采集传感器、第二电量采集传感器和第三电量采集传感器的输出端口；

第一变频器和第二变频器分别安装在冷却水泵和冷却塔风机上；第一转 速传感器、第一电量采集传感器分别安装在冷却塔风机上，用于测量冷却塔风机的转速和电量；第二转速传感器、第二电量采集传感器均安装在冷却水泵上；用于测量冷却水泵的转速和电量；第三电量采集传感器安装在冷水机组上，用于测量冷水机组的电量；第一温度传感器、第二温度传感器和第一流量传感器均安装在冷却水管上，分别用于测量冷却水管中冷却水的供水温度、回水温度和水流量；第三温度传感器、第四温度传感器和第二流量传感器均安装在冷冻水管上，分别用于测量冷冻水管中冷冻水的供水温度、回水温度和水流量；第五温度传感器安装在冷却塔外，用于采集冷却塔附近湿球温度。

本发明的另一个目的在于，提供一种用于中央空调冷却水系统的节能控制方法，该方法包括如下步骤：

步骤1，获取最优规则，该步骤包括以下分步骤：

步骤11，判断当前湿球温度是否在设定区间内，是则执行步骤12，否则结束；

步骤12，判断当前中央空调系统负荷率是否在设定区间内，是则执行步骤13，否则执行步骤16；

步骤13，将冷却水泵的多个设定转速和冷却塔风机的多个设定转速全部进行组合得到多个冷却水泵和冷却塔风机的转速组合，控制冷却水泵和冷却塔风机在每一组转速组合下运行，在运行稳定时，计算得到每一组转速组合下的中央空调系统负荷Q_e、冷却水系统总耗电量和当前湿球温度；比较每一组转速组合下的冷却水系统总耗电量，得到冷却水系统总耗电量最小的转速组合；执行步骤15；

步骤15，将中央空调系统负荷率提高一个设定步长得到当前中央空调系 统负荷率；执行步骤12；