[发明专利]中央空调冷却水系统自适应优化控制方法及装置

摘要

本发明公开了一种中央空调冷却水系统自适应优化控制方法及装置，属于空调节能控制技术，旨在提供一种中央空调节能控制方法及装置。该方法包括参数采集、数据处理、参数偏差优化值计算、模糊推理、控制量输出和控制；通过对冷却水运行参数、冷冻水运行参数、环境温度以及制冷机能耗的采集，计算制冷量、制冷系数并求取系统运行平衡点，实现对冷却水泵和风机的优化控制，从而保持最佳的制冷系数ε。其装置包括模糊控制器、变频器、温度传感器、流量计、电力监测仪以及智能控制单元；上述温度传感器，流量计及电力监测仪分别与智能控制单元连接，冷却泵、风机分别通过变频器与智能控制单元连接；智能控制单元与模糊控制器连接。

主权项

1.一种中央空调冷却水系统自适应优化控制方法，包括参数采集、数据处理、参数偏差优化值计算、模糊推理、控制量输出和控制；其特征在于：通过对冷却水系统运行参数、冷冻水系统运行参数以及制冷机能耗的采集，计算系统制冷量、制冷系数并求取系统运行平衡点，实现对冷却水泵和风机的优化控制，使冷却水的入口温度t_a与冷冻水回水温度t_w协调，从而保持最佳的制冷系数ε，实现制冷机、冷却水泵和风机节能；具体方法如下：(1)参数采集，由安装在冷却水系统、冷冻水系统和室外环境中的温度传感器、冷冻水供水管道流量计以及计量制冷机能耗的智能电力监测仪对以下参数进行采集：冷却水入口温度t_a、出口温度t_b，冷冻水供水温度t_u、回水温度t_w、冷冻水流量w，环境温度t_E，制冷机的能耗p_i；(2)数据处理，由智能控制单元接收采集的数据信号，进行以下处理后传递给模糊控制器，◆根据冷冻水流量、供回水温差计算制冷机当前时段的制冷量：Q₀＝λ·w·(t_w-t_u)式中，λ——与冷冻水比热、密度等相关的常数；◆根据制冷量Q_o、制冷机消耗的功率p_i计算制冷机当前时段的制冷系数：ϵk=Qopi]]>◆根据具体制冷机在各种工况下的特性，并按热平衡原则及ε_k＝f(t_a，t_w)，依据冷冻水回水温度t_w求取在制冷系数ε_k维持最大值，即∂ϵk∂ta=0]]>的冷却水入口温度优化值t_ak；(3)运行参数偏差优化值计算，模糊控制器计算出当前时段冷却水系统入口温度的优化修正值：E_k＝t_ak-t_aE·k=Ek-Ek-1]]>式中：E_k——当前时段冷却水系统的入口温度偏差值，      t_ak——冷却水入口温度优化值，      t_a——冷却水入口温度采集值，——当前时段，即当前冷却水系统入口温度偏差的变化率，      E_k-1——当前的前1时段冷却水系统的入口温度偏差值，其中，时段的时间长短可取系统运行参数的采样周期或周期的若干倍；(4)模糊推理，模糊控制器将冷却水入口温度的偏差优化值：偏差值E_k和偏差变化率进行A/D转换并模糊化处理，再依据相应环境温度条件下的模糊控制规则进行模糊推理决策，得到当前环境温度t_E下冷却水流量和冷却塔风机风量的模糊控制量u_Ek和u_Fk，将该模糊控制量进行清晰化处理及D/A转换，得到冷却水流量优化控制量U_Ek和冷却塔风机风量优化控制量U_Fk并传送给智能控制单元：(5)控制量输出和控制，智能控制单元将优化控制量U_Ek和U_Fk转换成变频器的控制信号，通过变频器调节冷却水泵和冷却塔风机的转速，改变冷却水系统的流量和冷却塔风机的风量，以获得所需要的冷却水入口温度t_ak，从而维持制冷机制冷系数ε_k的最大化。