CN102022799B - 一种用于中央空调器系统的节能控制方法 - Google Patents

一种用于中央空调器系统的节能控制方法 Download PDF

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本发明公开一种用于中央空调器系统的节能控制方法,由多路传感器采集数据、自检数据、控制数据设定及显示、数据逻辑分析处理及控制、执行数据输出、运行数据储存输出及远程监控系统这六大功能,来对中央空调器系统进行实时和远程智能化、自动化的节能控制。它由多路传感器采集的数据,通过将自检的数据与设定的控制数据比较,进行控制数据分析处理,从而实现对中央空调器系统的冷冻水泵、冷却水泵及冷却水塔风机等辅助设备的自动启动,然后使中央空调器系统主机按照设定的模式延时启动运行,并以中央空调器系统主机的冷冻水、冷却水输出口与回收入口的水温度设定的控制数据,控制调整整机的工作状态。其工作可靠、运行成本低、高效节能。

Description

一种用于中央空调器系统的节能控制方法
一、技术领域
本发明涉及用于中央空调器系统智能化的节能控制方法。 
二、背景技术
现有大量使用的中央空调器系统都是水冷式,在设计时通常留有较大的制冷余量,所以在运行时需由人为调节控制才能达到与用户的制冷负载需求实时动态匹配。中央空调器系统设备在启动运行的过程中,需要由人为控制多组工作电源,首先将冷冻水泵、冷却水泵及冷却水塔风机等辅助设备启动,然后再将中央空调器系统主机启动;该系统运行后,当其输出的冷冻水温度与回收冷冻水的温度数值相差较小,即与用户冷量负载需求平衡时,普通中央空调器系统只能对主机作调节或多级机组的局部停止运行,以达到降低所输出的冷冻水的冷量,但中央空调器系统中的冷冻水泵和冷却水泵等辅助设备均未能作相应的工作状态调整,所以,这部分的辅助设备仍在全功率工作,造成整个系统的设备未能相应降低能耗。而且,这些水冷式的普通中央空调器系统还不能实时远程监控,常常要由人工现场手动操作调整,使中央空调器系统运行出现成本高、工作可靠性差的弊端。 
三、发明内容
本发明为克服现行使用的大部分水冷式中央空调器系统主机控制部分所存在着不能全智能启动及实时调节整个系统与制冷负载的动态实时匹配运行状况,也不能对中央空调器系统的实时控制数据保存和远程监控运行,导致出现运行成本高、工作可靠性差和浪费能源的缺陷,提出一种技术改良的用于中央空调器系统智能化的节能控制方法。 
本发明一种用于中央空调器系统的节能控制方法,主要解决的是中央空调器系统全能智能启动及调整运行状态,实现实时监控的技术问题,使中央空调器系统包括冷冻水泵、冷却水泵及冷却水塔风机等辅助设备在内的启动、运行、关闭实行节能调整智能化,并能实时监控运行状况,同时保存相应的整个系统控制运行数据作统计分析之用,使中央空调器系统能真正在运行中实现完全智能的节能调节控制,以达到节能的目的。为此,它采取的技术方案是:它针对常见的水冷式的中央空调器控制系统,直接对中央空调器系统主机和冷冻水泵、冷却水泵及冷却水塔风机等辅助设备进行总体控制,其控制方法以设定中央空调器系统主机的冷冻水和冷却水输出口及回收口的水温度为目标数值,按预先设定的基准控制数据,控制中央空调器系统主机运行,辅助配套设备的运转状态跟随负载需求,冷冻水泵通过配备变频电源调节电机运转速度降低冷水流量,或通过启动冷冻水的储备系统以达到快速制冷以减轻中央空调器系统主机的负载,冷却水泵及冷却水塔风机这些大功率主泵电机根据中央空调器系统主机运行的运行状况调整工作状态,或启动小功率 的冷却水泵备用泵进行工作,以达到对中央空调器系统的动态实时全智能控制和节能的目的。 
应用本发明对中央空调器系统整机进行智能化、自动化的节能控制,能有效地减少人为操作,在中央空调器系统整机启动、运行、关闭的过程中自动记录并保存相应的各种控制数据。因此,它能使到中央空调器系统整机工作可靠、运行成本低、节约能量。 
四、附图说明
图1是依据本发明提出实施例的原理图。 
五、具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的原理和实施方案作进一步描述: 
在图中,本发明的工作原理是这样的: 
现有水冷式中央空调器系统在设计时通常以夏季的最高温度为参考值而留有较大的制冷余量,因此,中央空调器系统处于设计负载的50%以下运行时间,占整个年度工作时间的三分之一以上,这时,整个中央空调器系统的冷冻水泵、冷却水泵、冷却水塔风机等辅助设备运行基本上是全功率工作,因而出现低负载高能耗的状况较为严重。 
为此,本发明通过在中央空调器系统运行时,对其主机工作时冷冻水和冷却水输出口及回收入口的水温度动态采集数据,由自检数据系统的过滤,送进数据逻辑分析处理及控制中,进行执行数据输出,控制及调节中央空调器系统主机及辅助设备的工作状态: 
1.当冷冻水输出口与回收入口的水温度差>设定值时,整个中央空调器系统主机及辅助设备正常运行,并且该温度差值与设定值相差较大时,还可以通过启动冷冻水的储备系统,以达到快速制冷,减轻中央空调器系统主机的负载; 
2.当冷冻水输出口与回收入口的水温度差=设定值时,中央空调器系统主机以低负载运行或多级机组的局部停止运行,冷冻水泵电机的速度实行调节控制,将中央空调器系统的冷水流量的定流量运行改为动流量运行,实现中央空调器系统冷水流量跟随冷量负载需求而同步变化,同时,冷却水的输出口与回收入口的水温在设定数值范围,即中央空调器系统处于主机小功率运行的冷却水的水温的最大数值内,可将冷却水塔风机停止运行; 
3.当冷冻水输出口与回收入口的水温度差<设定值时,冷冻水泵电机的速度实行调节控制冷水流量跟随冷量负载需求动流量运行,或启动冷冻水的储备系统运行,使延时启动中央空调器系统主机,在运行时也能满足冷量负载需求,其余系统设备例如冷冻水泵、冷却水泵、冷却水塔风机停止运行。 
按照中央空调器系统主机所需要的运行参数及制冷参数的定值,经随时由多路传感器进行采集数据,送进控制器作数据逻辑分析处理以进行适时随动输出运行数据,调整中央空调器系统主机工作状态,确保中央空调器系统主机处于优化的较佳工作点上,从而使中央空调器系统主机达到较高的能效转换效率,有效地解决了水冷式的普通中央空调器系统在低负载状态下,能 效率下降的难题,从而提高中央空调器系统的能源利用率,以达到节能的效能。 
本发明将整个中央空调器系统设备控制集中在一个平台上,利用采集中央空调器系统的冷冻水温及冷却水温的负载随动实时的温差数据,通过自检数据的比较,经数据逻辑分析处理,输出变量的执行数据,从而调节改变中央空调器系统负载的冷冻水流量及冷却水温差的数值,使中央空调器系统主机与辅助设备的冷冻水泵及冷却水泵之间的运行与实际负载的变化作适应调整,也就是根据数据值控制调节使中央空调器系统主机及冷冻水泵、冷却水泵和冷却水塔风机作有序的运行和停止。通过将整个中央空调器系统集中进行统一管理,使中央空调器系统主机与辅助设备的冷冻水泵和冷却水泵及冷却水塔风机之间的运行状态,与中央空调器系统的冷冻水温及冷却水温和冷量负载随动的温差数据信息互通、资源共享,实现了中央空调器系统的有效协调运行和性能优化,最大限度地减少中央空调器系统的能源浪费。 
其中,上面本发明所提及自检数据的作用是: 
(1)防止控制数据设定有误而使整个中央空调器系统误操作,当控制数据的设定,或其中中央空调器系统的开启前未能全部采集数据,与预先设定的控制数据相差较大时,中央空调器系统会自动以预先设定的控制数据运行。 
(2)当遇到中央空调器系统部分设备断电或其它外部故障的影响,通过采集的控制数据差异较大时,中央空调器系统会自动进入自锁保护状态,等中央空调器系统消除所有故障后,各项控制数据正常才恢复工作,以确保整个中央空调器系统的安全运行。 
因此,根据上述原理,本发明的具体实施过程是这样的: 
1、由多路传感器采集数据、自检数据、控制数据设定及显示、数据逻辑分析处理及控制、执行数据输出、运行数据储存输出及远程监控系统这六大功能,来对中央空调器系统进行实时和远程智能化的节能控制。由多路传感器采集到的数据通过自检数据进行检查分析、比较,将用户预先设定中央空调器系统主机的冷冻水和冷却水输出口及回收入口的水温度为目标数值的控制数据显示筛选,然后作数据逻辑分析、处理所有的控制数据并与自检数据进行控制比较,由此决定中央空调器系统内的冷却水塔风机、冷却水泵及冷冻水泵这些辅助设备先行启动,接着,中央空调器系统冷却水、冷冻水泵的水流开关的启动信号送到传感器采集数据确认,从执行数据输出系统中以令主机执行数据输出,使中央空调器系统主机按照设定的模式延时启动运行。 
2、中央空调器系统整机在运行的过程之中,中央空调器系统主机的冷冻水输出口与回收入口的水温度变化,当其达到设定值,即是与冷量负载需求一致时,经数据逻辑分析处理及控制,进行执行数据输出,使中央空调器系统主机相应通过自动调节或加装变频器进行调节制冷功率,在由多台中央空调器系统主机运行时,停止部分中央空调器系统主机的工作。这时,冷冻水系统通过配备变频电源时降低冷冻水泵电机运转速度,使冷冻水泵根据中央空调器系统数据的变化而作相应调节冷冻水的流量;与此同时,中央空调器系统主机因处于低负载运行,调节设定使冷却水输出口与回收入口的水温度变化数值,在中央空调器系统主机小功率运行时冷却水的水温度的最大数值之内,即将冷却水塔风机电机停止运行。也启动备用泵系统,来满足中央空调器系统主机的低负载运行需要。当冷量负载变化时,中央空调器系统整机又重新加载,启动运行。
3、在中央空调器系统整机在运行过程之中,将冷冻水、冷却水输出口与回收入口的水温度之数据值及中央空调器系统主机工作的负载功率变化的实时数据存储起来,从中进行比较分析,以便调整输入所设定控制数据,使中央空调器系统达到较佳的节能效果。 
4、在储存各项实时数据的同时,本发明还借助这些实时数据的输出,以远程监控中央空调器系统整机的运行状况,这样,即可实现中央空调器系统的无人管理。 
以上所描述的仅是本发明的优先实施方式。应当指出,对于本领域普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和应用,这也应视为属于本发明的保护范围。例如,可根据实际应用需要,利用上述原理,对中央空调器系统只作实时监控,而不必要进行远程监控,以节省运行成本。 

Claims (1)

1.一种用于中央空调器系统的节能控制方法,其特征在于:
(1)由多路传感器采集数据、自检数据、控制数据设定及显示、数据逻辑分析处理及控制、执行数据输出、运行数据储存输出及远程监控系统这六大功能,来对中央空调器系统进行实时和远程智能化的节能控制;由多路传感器采集到的数据通过自检数据进行检查分析、比较,将用户预先设定空调器系统主机的冷冻水、冷却水输出口与回收入口的水温度为目标数值的控制数据显示筛选,然后,作数据逻辑分析、处理所有的控制数据并与自检数据进行控制比较,由此决定中央空调器系统内的冷却水塔风机、冷却水泵及其备用泵、冷冻水泵及其备用泵这些辅助设备先行启动,接着,中央空调器系统冷却水、冷冻水泵的水流开关的启动信号送到执行数据输出系统中以令中央空调器系统主机执行数据输出,使中央空调器系统主机按照设定的模式延时启动运行;
(2)中央空调器系统整机在运行过程之中,中央空调器系统主机的冷冻水输出口与回收入口的水温度变化,当其达到设定值,即是与冷量负载需求一致时,经数据逻辑分析处理及控制,进行执行数据输出,使中央空调器系统主机相应通过自动调节或加装变频器进行调节制冷功率,在由多台中央空调器系统主机运行时,停止部分中央空调器系统主机的工作;这时,冷冻水系统通过配备变频电源时降低冷冻水泵电机运转速度,使冷冻水泵根据中央空调器系统数据的变化而作相应调节冷冻水的流量;与此同时,中央空调器系统主机因处于低负载运行,调节设定使冷却水输出口与回收入口的水温度变化数值,在中央空调器系统主机小功率运行时冷却水的水温度的最大数值之内,即将冷却水塔风机电机停止运行;也启动备用泵系统,来满足中央空调器系统主机的低负载运行需要;当冷量负载变化时,中央空调器系统整机又重新加载,启动运行;
(3)中央空调器系统整机在运行过程之中,将冷冻水、冷却水输出口与回收入口的水温度之数据值及中央空调器系统主机工作的负载功率变化的实时数据存储起来,从中进行比较分析,以便调整输入所设定控制数据,使中央空调器系统达到较佳的节能效果;
(4)在储存各项实时数据的同时,所述节能控制方法还借助这些实时数据的输出,以远程监控中央空调器系统整机的运行状况。
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