CN102901179B

CN102901179B - 一种中央空调主机节能群控方法

Info

Publication number: CN102901179B
Application number: CN201210372227.XA
Authority: CN
Inventors: 许晓瑜; 刘洪洲; 王颖; 陈井林; 沈建群
Original assignee: GUANGZHOU HUAXING INFORMATION TECHNOLOGY CO LTD; Guangzhou Ke Wei Mechanical And Electric Equipment Installation Co Ltd
Current assignee: GUANGZHOU HUAXING INFORMATION TECHNOLOGY CO LTD; Guangzhou Ke Wei Mechanical And Electric Equipment Installation Co Ltd
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2032-09-28
Also published as: CN102901179A

Abstract

一种中央空调主机节能群控方法，包括：S200、启动一台制冷主机，进入步骤S300；S300、判断当前制冷主机的实际负荷Q1是否加载到预设负荷SP1，若是，则进入步骤S400，否则进入步骤S300；S400、判断当前中央空调系统的总负荷是否已满足条件一或条件二，若满足条件一或条件二，则进入步骤S600，否则，进入步骤S500；S500、判断是否有未开启的制冷主机，若有，则进入步骤S200，否则进入步骤S300；S600、判断当前中央空调系统是否满足减载条件且当前运行的制冷主机数量大于1，若满足，则关闭一台制冷主机，并进入步骤S300，否则，直接进入步骤S300。本发明具有冷耗比低的优点。

Description

一种中央空调主机节能群控方法

技术领域

本发明涉及一种中央空调主机节能群控方法，其能广泛用于中央空调群控系统、楼宇自控（BAS）系统、中央空调节能控制系统中。

背景技术

当前的中央空调系统中，普遍配置多台制冷主机，以便阶梯运行，满足不同负荷情况下的运行需要，还会外加一台备用制冷主机。如图1所示，为目前的中央空调系统的控制结构图，其包括控制器和多台制冷主机，多台制冷主机并联连接，并受控于同一个控制器。控制器和制冷主机间通过接口连接，采集制冷主机的当前负荷。这个接口可以是各种接口形式（如：RS232/485、现场总线、工业以太网等），通过各种协议（如：MODBUS、PROFIBUS、LONWORKS等）采集数据，亦可通过测量制冷主机电流或功耗的方式取得具体负荷值。比如制冷主机的额定电流是200A，而当前采集到的实际电流为150A，那制冷主机的当前负荷就是75%，功耗的采集与测量则和电流类似。

目前的制冷主机群控系统，或节能系统，普遍采用的制冷主机控制方式，是首先开一台制冷主机，等该制冷主机加载到了100％（根据不同制冷主机和控制系统，可能略有不同，可能是95～100％），如果不能满足系统负荷需求（冷冻水供水温度未达到7℃），再开启第二台制冷主机，依此类推。当前一台制冷主机的负载没有到100%的时候，则维持目前的情况，不加载新的制冷主机。其基本控制理念是开一台能满足系统负荷的，不开第二台；二台能满足的，不开第三台。

比如某工程配置４台制冷主机，三用一备；运行时，先开启一台制冷主机，如果第一台制冷主机负荷能满足系统负荷，则不加载第二台制冷主机；而如果到100%后，仍然不能满足要求，则开启第二台制冷主机；两台制冷主机能满足，则不开启第三台，否则开启第三台。

这种控制方式，是目前普遍采用的控制方式，简单方便，但是系统整体的能效比较低。目前普遍采用此种控制方式的中央空调系统，其冷耗比往往在0.95KW/RT以上(不考虑末端)。

发明内容

本发明的目的之一在于提出一种中央空调主机节能群控方法，其能解决现有的控制方法冷耗比较高，导致不节能的问题。

为了达到上述目的之一，本发明所采用的技术方案如下：

一种中央空调主机节能群控方法，其用于多台制冷主机受控于一控制器的中央空调系统中，所述多台制冷主机并联连接；其包括以下步骤：

A、获取当前冷冻水供水温度T，若当前冷冻水供水温度T大于系统设计温度T0且小于或等于设定温度T1，则进入步骤A1；若当前冷冻水供水温度T大于设定温度T1，则进入步骤A2；

A1、启动一台制冷主机，进入步骤B1；

B1、判断当前制冷主机的实际负荷Q1是否加载到预设负荷SP1，若是，则进入步骤C1，否则进入步骤B1；其中，所述预设负荷SP1小于当前制冷主机的满载负荷Q2；

C1、判断当前中央空调系统的总负荷是否已满足条件一或条件二，若满足条件一或条件二，则进入步骤E1，否则，进入步骤D1；

D1、判断是否有未开启的制冷主机，若有，则进入步骤A1，否则进入步骤B1；

E1、判断当前中央空调系统是否满足减载条件且当前运行的制冷主机数量大于1，若满足，则关闭一台制冷主机，并进入步骤B1，否则，直接进入步骤B1；

A2、启动多台制冷主机，并进入步骤B2；

B2、判断当前多台制冷主机的实际总负荷Q3是否加载到预设负荷SP4，若是，则进入步骤C2，否则进入步骤B2；其中，所述预设负荷SP4小于当前多台制冷主机的满载总负荷Q4；

C2、判断当前中央空调系统的总负荷是否已满足条件一或条件二，若满足条件一或条件二，则进入步骤E2，否则，进入步骤D2；

D2、判断是否有未开启的制冷主机，若有，则进入步骤A，否则进入步骤B2；

E2、判断当前中央空调系统是否满足减载条件且当前运行的制冷主机数量大于1，若满足，则关闭一台制冷主机，并进入步骤B2，否则，直接进入步骤B2；

其中，条件一为：当前冷冻水供水温度T达到系统设计温度T0；所述条件二为：当前冷冻水供水温度T未达到系统设计温度T0，且当前冷冻水供水温度的降低速度大于或等于设定速度值SP2；减载条件为：当前运行的所有制冷主机的负荷总和小于或等于关闭一台当前运行的制冷主机后的剩余运行的制冷主机的数量与减载负荷SP3的乘积，所述减载负荷SP3为制冷主机满负荷的50%-100%。

优选的，预设负荷SP1为当前制冷主机的满载负荷Q2的10%-80%。

优选的，预设负荷SP4为当前多台制冷主机的满载总负荷Q4的50%-100%。

优选的，步骤A2中：若当前冷水供水温度T大于设定温度T1且小于或等于设定温度T2，则启动N2台制冷主机，若当前冷水供水温度T大于设定温度T2且小于或等于设定温度T3，则启动N3台制冷主机，若当前冷水供水温度T大于设定温度T3，则启动N4台制冷主机；其中，N2＜N3<N4，且N2>1。

优选的，系统设计温度T0为7℃。

优选的，设定速度值SP2为大于0.1℃/min。

本发明的目的之二提出在于提出一种中央空调主机节能群控方法，其能解决现有的控制方法冷耗比较高，导致不节能的问题。

为了达到上述目的之二，本发明所采用的技术方案如下：

A1、启动一台制冷主机，进入步骤B1；

C1、判断当前中央空调系统的总负荷是否已满足条件一或条件二，所述条件一为：当前冷冻水供水温度T达到系统设计温度T0；所述条件二为：当前冷冻水供水温度T未达到系统设计温度T0，且当前冷冻水供水温度的降低速度大于或等于设定速度值SP2；若满足条件一或条件二，则进入步骤E1，否则，进入步骤D1；

E1、判断当前中央空调系统是否满足减载条件且当前运行的制冷主机数量大于1，若满足，则关闭一台制冷主机，并进入步骤B1，否则，直接进入步骤B1；其中，所述减载条件为：当前运行的所有制冷主机的负荷总和小于或等于关闭一台当前运行的制冷主机后的剩余运行的制冷主机的数量与减载负荷SP3的乘积，所述减载负荷SP3为制冷主机满负荷的50%-100%。

优选的，预设负荷SP1为当前制冷主机的满载负荷Q2的10%-80%。

优选的，系统设计温度T0为7℃。

优选的，设定速度值SP2为大于0.1℃/min。

本发明具有如下有益效果：

尽量使用多台制冷主机来平均负担系统负荷，而且又能够减少闲置制冷主机的数量，这样对于每台制冷主机来说，其运行点都处于非满载的状态，而制冷主机的冷凝器和蒸发器都是按照满载设计的，这样等于变相增大了冷凝和蒸发的面积，从而使制冷主机效率提升，进而使系统整体的能效比提升，达到降低冷耗比的目的，具有良好的节能效果。

附图说明

图1为目前的中央空调系统的控制结构示意图；

图2为本发明实施例一的中央空调主机节能群控方法的流程图；

图3为本发明实施例二的中央空调主机节能群控方法的流程图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

实施例一

如图2所示，一种中央空调主机节能群控方法，其用于多台制冷主机受控于一控制器的中央空调系统中，所述多台制冷主机并联连接；其包括以下步骤：

步骤S01、用户启动中央空调系统。

步骤S02、获取当前冷冻水供水温度T，若当前冷冻水供水温度T大于系统设计温度T0且小于或等于设定温度T1，则进入步骤S03；若当前冷冻水供水温度T大于设定温度T1，则进入步骤S08；一般的，根据国家标准，中央空调的系统设计温度T0为7℃，但也可以根据实际的工程设计。

步骤S03、启动一台制冷主机，进入步骤S04。

步骤S04、判断当前制冷主机的实际负荷Q1是否加载到预设负荷SP1，若是，则进入步骤S05，否则进入步骤S04；其中，所述预设负荷SP1小于当前制冷主机的满载负荷Q2，比如，预设负荷SP1的设定范围可以为当前制冷主机的满载负荷Q2的10%-80%，本实施例可设置为30%。

步骤S05、判断当前中央空调系统的总负荷是否已满足条件一或条件二，若满足条件一或条件二，则进入步骤S07，否则，进入步骤S06。

步骤S06、判断是否有未开启的制冷主机，若有，则进入步骤S03，否则进入步骤S04。

步骤S07、判断当前中央空调系统是否满足减载条件且当前运行的制冷主机数量大于1，若满足，则关闭一台制冷主机，并进入步骤S04，否则，直接进入步骤S04。

步骤S08、启动多台制冷主机，并进入步骤S09；其中，由于是一次启动多台制冷主机，所以，对于每台制冷主机均只有一个压缩机的情况下，多台制冷主机是同步加载运作的，比如，一次开了4台制冷主机，每台制冷主机都加载到60%；而对于每台制冷主机均含有多个压缩机的情况，则可以按照以下方式进行加载，比如，开3台制冷主机，每台制冷主机都先开一个压缩机，如果负荷不够，就开其中一台制冷主机的第二个压缩机，如果负荷仍然不够，就再开另外一台制冷主机的第二个压缩机，如果负荷还是不够，则再继续开剩下的一台制冷主机的第二个压缩机，如此类推，直到把3台制冷主机的压缩机都开启，因此，这种情况，多台制冷主机虽然不是完全同步加载运作，但同样能够达到平均负担系统负荷的目的；一次启动多少台制冷主机，则可根据以下设定来确定，若当前冷水供水温度T大于设定温度T1且小于或等于设定温度T2，则启动N2台制冷主机，若当前冷水供水温度T大于设定温度T2且小于或等于设定温度T3，则启动N3台制冷主机，若当前冷水供水温度T大于设定温度T3，则启动N4台制冷主机；其中，N2＜N3<N4，且N2>1。需要说明的是，为了避免对电网造成冲击，较为优选的启动方式为，间隔一段时间才开启制冷主机，如间隔1秒开一台，直到达到所需数量为止。

步骤S09、判断当前多台制冷主机的实际总负荷Q3是否加载到预设负荷SP4，若是，则进入步骤S10，否则进入步骤S09；其中，所述预设负荷SP4小于当前多台制冷主机的满载总负荷Q4，预设负荷SP4的设定范围可为当前多台制冷主机的满载总负荷Q4的50%-100%，本实施例可设置为96%；考虑实际因素，每台制冷主机的实际负荷可能存在差异（请参照步骤S08中每台制冷主机均含有多个压缩机时的加载情况），因此，多台制冷主机的实际总负荷Q3的值，为每台制冷主机的实际负荷之和后的算术平均数。

步骤S10、判断当前中央空调系统的总负荷是否已满足条件一或条件二，若满足条件一或条件二，则进入步骤S12，否则，进入步骤S11。

步骤S11、判断是否有未开启的制冷主机，若有，则进入步骤S02，否则进入步骤S09。

步骤S12、判断当前中央空调系统是否满足减载条件且当前运行的制冷主机数量大于1，若满足，则关闭一台制冷主机，并进入步骤S09，否则，直接进入步骤S09；

其中，条件一为：当前冷冻水供水温度T达到系统设计温度T0；

所述条件二为：当前冷冻水供水温度T未达到系统设计温度T0，且当前冷冻水供水温度的降低速度大于或等于设定速度值SP2，设定速度值SP2为大于0.1℃/min，SP2可根据不同工程、制冷主机配置、气候不同灵活修改；

减载条件为：当前运行的所有制冷主机的负荷总和小于或等于关闭一台当前运行的制冷主机后的剩余运行的制冷主机的数量与减载负荷SP3的乘积，所述减载负荷SP3为制冷主机满负荷的50%-100%，较为优选的方式为，减载负荷SP3可设置在制冷主机的最高效率点附近。制冷主机最高效率点可以在制造该制冷主机的厂家提供的资料中查到。比如当前运行４台制冷主机，SP3设为80%，关闭１台制冷主机后是3×80%=240%，如果当前每台制冷主机的负载小于或等于60%，4×60%=240%，则表示满足条件。

需要说明的是，上述T1、T2、T3、N2、N3、N4的值，均可以根据具体工程配置的不同，以及当地气候条件进行灵活的设置。比如：T1=10℃, T2=13℃,T3=16℃，N2=2，N3=3，N4=4，表示小于等于10℃时开启１台制冷主机，大于10℃小于等于13℃开启２台制冷主机，大于13℃小于等于16℃开启3台制冷主机，高于16℃时开启４台制冷主机。

实际上，由实施例一的描述可知，若初始仅启动一台制冷主机，那么该制冷主机只要加载到30%，则会再启动一台制冷主机，从而使多台制冷主机平均分担系统负荷。若初始启动多台制冷主机，那么同一批启动的制冷主机会一起进行加载运作，也达到使多台制冷主机平均分担系统负荷的目的。尽量使用多台制冷主机来平均负担系统负荷，这样对于每台制冷主机来说，其运行点都处于非满载的状态，而制冷主机的冷凝器和蒸发器都是按照满载设计的，这样等于变相增大了冷凝和蒸发的面积，从而使制冷主机效率提升，进而使系统整体的能效比提升，达到降低冷耗比的目的，具有良好的节能效果。在某工程实际运行测试中，采用本实施例一的控制方法，将一台制冷主机满载100%运行，切换为三台制冷主机并联运行，在同样制冷量的情况下，系统整体的冷耗比由0.93KW/RT降低到了0.7KW/RT，效率提升了约25%。

实施例二

如图3所示，在极端设置下，可强制每次只允许开启一台制冷主机。则，本实施例二的中央空调主机节能群控方法具体描述如下。

步骤S100、用户启动中央空调系统。

步骤S200、启动一台制冷主机，进入步骤S300。

步骤S300、判断当前制冷主机的实际负荷Q1是否加载到预设负荷SP1，若是，则进入步骤S400，否则进入步骤S300；其中，所述预设负荷SP1小于当前制冷主机的满载负荷Q2，比如，预设负荷SP1的设定范围可以为当前制冷主机的满载负荷Q2的10%-80%，本实施例可设置为30%。

步骤S400、判断当前中央空调系统的总负荷是否已满足条件一或条件二，若满足条件一或条件二，则进入步骤S600，否则，进入步骤S500。

步骤S500、判断是否有未开启的制冷主机，若有，则进入步骤S200，否则进入步骤S300。

步骤S600、判断当前中央空调系统是否满足减载条件且当前运行的制冷主机数量大于1，若满足，则关闭一台制冷主机，并进入步骤S300，否则，直接进入步骤S300。

其中，本实施例所涉及到的参数设定、条件一、条件二、减载条件均可与实施例一相同。

由上述实施例一、实施例二可知，本发明的中央空调主机节能群控方法基于基本的制冷原理，即增大冷冻和冷却换热面积，可有效提升制冷主机性能。而中央空调系统设计时，是按照夏天最热气温进行设计，同时要增加一个设计余量，然后还要设计备用机，这样普通的中央空调系统，全年大部分运行时间里，很大一部分制冷主机处于闲置状态。充分利用这部分闲置资源，可以有效的提升系统整体的能耗比，节约大量的能源。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种中央空调主机节能群控方法，其用于多台制冷主机受控于一控制器的中央空调系统中，所述多台制冷主机并联连接；其特征在于，包括以下步骤：

A1、启动一台制冷主机，进入步骤B1；

A2、启动多台制冷主机，并进入步骤B2；

2.如权利要求1所述的中央空调主机节能群控方法，其特征在于，预设负荷SP1为当前制冷主机的满载负荷Q2的10%-80%。

3.如权利要求1所述的中央空调主机节能群控方法，其特征在于，预设负荷SP4为当前多台制冷主机的满载总负荷Q4的50%-100%。

4.如权利要求1所述的中央空调主机节能群控方法，其特征在于，步骤A2中：若当前冷水供水温度T大于设定温度T1且小于或等于设定温度T2，则启动N2台制冷主机，若当前冷水供水温度T大于设定温度T2且小于或等于设定温度T3，则启动N3台制冷主机，若当前冷水供水温度T大于设定温度T3，则启动N4台制冷主机；其中，N2＜N3<N4，且N2>1。

5.如权利要求1所述的中央空调主机节能群控方法，其特征在于，系统设计温度T0为7℃。

6.如权利要求1所述的中央空调主机节能群控方法，其特征在于，设定速度值SP2为大于0.1℃/min。

7.一种中央空调主机节能群控方法，其用于多台制冷主机受控于一控制器的中央空调系统中，所述多台制冷主机并联连接；其特征在于，包括以下步骤：

A1、启动一台制冷主机，进入步骤B1；

8.如权利要求7所述的中央空调主机节能群控方法，其特征在于，预设负荷SP1为当前制冷主机的满载负荷Q2的10%-80%。

9.如权利要求7所述的中央空调主机节能群控方法，其特征在于，系统设计温度T0为7℃。

10.如权利要求7所述的中央空调主机节能群控方法，其特征在于，设定速度值SP2为大于0.1℃/min。