CN105042801B - 一种冷冻水泵组节能控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种冷冻水泵组节能控制方法和系统，其中，所述冷冻水泵组节能控制方法包括：计算冷冻水循环系统的分水器与集水器之间的最不利末端压差；通过调节冷冻水泵组的工作转速，将连通所述冷冻水泵组的供回水管路两侧压差调节至所述最不利末端压差；维持所述供回水管路两侧压差于最不利末端压差，根据冷冻水泵组的节能参数控制策略调节所述冷冻水泵组的工作转速和工作台数，以使所述冷冻水泵组的能耗降到最低；其中，所述节能参数包括冷冻水泵组的工作转速、工作台数、功率和效率。本发明的技术方案能够综合调控冷冻水泵组的工作转速与工作台数，增大冷冻水泵组的输出效率，减小冷冻水泵组的输出功率，从而减小冷冻水泵组的输出功耗。

Description

一种冷冻水泵组节能控制方法和系统

技术领域

本发明涉及暖通空调技术领域，特别是涉及一种冷冻水泵组节能控制方法和系统。

背景技术

暖通空调是指室内或者车内负责暖气、通风及空气调节的相关设备，其水循环系统主要由冷冻水循环系统和冷却水循环系统组成，其中，冷冻水循环系统主要由冷水机组、冷冻水泵组、分水器、空调器末端设备、集水器以及连通上述装置的循环管路组成。

暖通空调的能耗主要由上述冷冻水循环系统和冷却水循环系统产生，其中，冷冻水循环系统的冷水机组和冷冻水泵组所消耗的能耗占据相当大比例，相关技术中，针对冷冻水循环系统的节能方法，一般是在空调器末端的水管管路上设置电动阀，通过调整电动阀的开度大小来调节流经空调器末端的冷冻水的流量，达到稳定冷冻水泵组压差的作用，但是这种方法只是调节电动阀开度大小来调节冷冻水流量，并不能做到真正的节能。

综上所述，如何对冷冻水循环系统进行有效的节能控制是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例中提供了一种冷冻水泵组节能控制方法及系统，以解决现有技术中的针对冷冻水循环系统的节能方法不能真正做到节能问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

根据本发明的第一方面，提供了一种冷冻水泵组节能控制方法，所述方法包括：

计算连通于冷冻水循环系统的分水器与集水器之间空调器末端设备的最不利末端压差；

调节冷冻水泵组的工作转速，将冷冻水泵组供回水管路两侧压差调节至所述最不利末端压差；

控制所述冷冻水泵组供回水管路两侧压差维持于所述最不利末端压差，根据冷冻水泵组的节能参数控制策略调节所述冷冻水泵组的工作转速和工作台数，以使所述冷冻水泵组的能耗降到最低；其中，所述节能参数包括冷冻水泵组的工作转速、工作台数、工作功率和工作效率。

优选地，所述计算连通于冷冻水循环系统的分水器与集水器之间空调器末端设备的最不利末端压差，包括：

在所述分水器与所述集水器之间各个空调器末端设备所在支路上分别连通自力式压差调节阀，所述自力式压差调节阀内部包含有动态平衡电动调节阀；

根据各个自力式压差调节阀的压差分别计算各个空调器末端设备的最低需求压差；其中，所述最低需求压差的计算公式为：ΔF＝F₁+F₂+F₃+F₄，其中，ΔF为所述最低需求压差，F₁为动态平衡电动调节阀设定的末端压降，F₂为自力式压差调节阀最低驱动压差，F₃为分水器与集水器之间的沿程水压降，F₄为冷水机组自身压降；

在所述各个空调器末端设备的最低需求压差中，将绝对值最大的所述最低需求压差设定为所述最不利末端压差。

优选地，所述计算连通于冷冻水循环系统的分水器与集水器之间空调器末端设备的最不利末端压差，包括：

判断所述分水器与所述集水器之间供水管路和回水管路是构成同程回路还是构成异程回路；

若所述供水管路和所述回水管路构成同程回路，则分别根据各个空调器末端设备的额定压降以及所述各个空调器末端设备所在支路的沿程水压降，计算所述最不利末端压差；或者若所述供水管路和所述回水管路构成异程回路，则分别计算所述分水器至所述各个空调器末端设备的沿程水压降、所述各个空调器末端设备的额定压降与所述各个空调器末端设备至所述集水器的沿程水压降之和，作为各个空调器末端设备压差；将绝对值最小的空调器末端压差作为所述最不利末端压差。

优选地，所述计算冷冻水循环系统的分水器与集水器之间的最不利末端压差，包括：

分别对所述分水器至所述集水器之间的每个空调器末端设备设置压差优先级；

将压差优先级最大的空调器末端设备两侧的压差设定为所述最不利末端压差。

优选地，所述节能参数控制策略包括：在冷冻水泵组供回水管路两侧压差设定为最不利末端压差的条件下，根据预存的不同工作台数对应的冷冻水泵的工作转速与工作效率的关系，工作转速与工作效率的关系，选取工作效率最高的台数与转速控制策略，以将所述冷冻水泵组的能耗降到最低。

根据本发明的第二方面，还提出了一种冷冻水泵组节能控制系统，该系统用于冷冻水循环系统，所述冷冻水循环系统包括通过管路依次连通的冷水机组、冷冻水泵组、分水器、空调器末端设备和集水器；所述冷冻水泵组连通在所述冷水机组与所述分水器之间的供水管路上，所述冷冻水泵组节能控制系统包括：压差传感器、可编程逻辑控制器、变频器和电控开关；其中，

所述压差传感器连通在所述分水器与所述集水器之间管路上，所述压差传感器的信号输出端与所述可编程逻辑控制器的信号输入端相连；

所述可编程逻辑控制器的信号输出端分别与所述冷冻水泵组中每台冷冻水泵的使能端相连；

所述变频器连接在所述可编程逻辑控制器与所述每台冷冻水泵之间电路上；

所述电控开关连接在所述可编程逻辑控制器与所述每台冷冻水泵之间电路上；

所述可编程逻辑控制器包括：最不利末端压差计算器、第一转速调节器、节能参数控制策略处理器、第二转速调节器和台数调节器；其中，

所述最不利末端压差计算器的信号输入端与所述压差传感器相连；

所述第一转速调节器的信号输入端与所述最不利末端压差计算器的信号输出端相连，所述第一转速调节器的信号输出端与所述变频器的使能端相连；

所述节能参数控制策略处理器的信号输入端与所述第一转速调节器相连；

所述第二转速调节器的信号输入端与所述节能参数控制策略处理器的信号输出端相连，所述第二转速调节器的信号输出端与所述变频器的使能端相连；

所述台数调节器的信号输入端与所述节能参数控制策略处理器的信号输出端相连，所述台数调节器的信号输出端与所述电控开关的使能端相连。

优选地，所述分水器与所述集水器之间的各个空调器末端设备所在支路分别连通有自力式压差调节阀，所述自力式压差调节阀含有动态平衡电动调节阀；

压差传感器连通于所述自力式压差调节阀所在支路、且与自力式压差调节阀并联；

所述最不利末端压差计算器包括最低需求压差计算子模块，所述最低需求压差计算子模块的信号输入端与所述压差传感器相连；

第一最不利末端压差设定子模块，所述第一最不利末端压差设定子模块的信号输入端与所述最低需求压差计算子模块相连。

优选地，所述最不利末端压差计算器还包括：回路判断子模块，用于判断所述分水器与所述集水器之间的供水管路和回水管路是构成同程回路还是构成异程回路；

压差计算子模块，所述压差计算子模块的信号输入端与所述回路判断子模块相连，所述压差计算子模块的信号输出端还与所述第一转速调节器电连接；

优选地，所述压差传感器分别连通于所述空调器末端设备所在支路上，且与所述空调器末端设备并联，与所述最不利末端压差计算器还包括：

压差优先级设定子模块，用于分布对所述分水器至所述集水器之间的每个空调器末端设备设置压差优先级；

第二最不利末端压差设定子模块，所述第二最不利末端压差设定子模块的信号输入端分别与所述压差传感器以及所述压差优先级设定子模块相连，所述第二最不利末端压差设定子模块的信号输出端与所述第一转速调节器相连。

优选地，所述冷冻水泵组的冷冻水输出端连通有流量计，所述节能参数控制策略处理器的信号输入端与所述流量计的信号输出端相连，用于根据所述流量计获取的所述冷冻水泵组流量，计算所述冷冻水泵组的工作转速和工作台数；

所述节能参数控制策略处理器的信号输出端分别与所述第二转速调节器所述台数调节器的信号输入端相连。

优选地，所述冷冻水泵组节能控制系统，还包括：与所述可编程逻辑控制器信号相连的触摸屏。

优选地，所述冷冻水泵组节能控制系统还包括：与所述可编程逻辑控制器相连的智能电量表。

由以上技术方案可见，本发明实施例所提供的冷冻水泵组节能控制方案，通过调节冷冻水泵组的工作转速，能够将冷冻水泵组两侧的供回水管路两侧压差调节至最不利末端压差，最不利末端压差，可以取压差最大的末端设备的压差，由于压差与流量的平方成正比，因此通过设置最不利末端压差，能够保证该空调器末端设备的流量供应，其他与之并联的空调器末端设备的需求流量亦能得到保障，同时由于冷冻水泵两侧压差与冷冻水泵的扬程成正比，因此将冷冻水泵两侧压差设置为最不利末端压差能够使得冷冻水泵组的实际扬程略大于冷冻水循环系统所需扬程，从而满足用户需求，同时也能够稳定各末端环路的压力波动所引起的流量变化，有助于系统稳定。本系统通过调节冷冻水泵组的工作转速来达到调节冷冻水泵组两侧的供回水管路两侧压差的作用，相较于背景技术中提到的通过控制电动阀开度调节冷冻水流量，稳定冷冻水泵组压差的方法，能够从冷冻水泵组自身出发，调节冷冻水泵组本身，减少冷冻水泵组自身的能耗，也减小了冷冻水泵组自身损坏的概率。

同时在将冷冻水泵组供回水管路两侧压差设定为最不利末端压差的条件下，根据冷冻水泵组的节能参数控制策略，调节冷冻水泵组的工作转速和工作台数，从而将冷冻水泵组的能耗降到最低。由于冷冻水的功率与工作转速的三次方粗略成正比，因此，当冷冻水泵组内电机工作转速稍有下降时，电机功耗就会大幅度下降，同时由于冷冻水泵组的工作台数与冷冻水泵组输出的总效率相关，通过选取合适的控制策略，合理调整冷冻水泵组的工作转速与工作台数，能够增大冷冻水泵组的输出效率，减小冷冻水泵组的输出功率，从而减小了冷冻水泵组的输出功耗。同时，由于在管径一定的情况下，冷冻水泵组供回水管路两侧的压差与冷冻水泵组的供应流量成正比，因此，在调整冷冻水泵组两侧压差时，确保冷冻水泵组的供应流量应当限制在冷冻水泵组所允许的最小流量以上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的第一种冷冻水泵组节能控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的第一种最不利末端压差的计算方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的第二种最不利末端压差的计算方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的一种节能参数控制策略的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的一种冷冻水循环系统的同程回路的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种不同工作台数下冷冻水泵的流量与效率关系示意图；

图7是本发明实施例提供的第一种冷冻水泵组节能控制系统的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的第二种冷冻水泵组节能控制系统的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的第一种最不利末端压差计算器的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的第二种最不利末端压差计算器的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的第三种冷冻水泵组节能控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参见图1，图1为本发明实施例提供的第一种冷冻水泵组节能控制方法的流程示意图，如图1所示，本发明提供的冷冻水泵组节能控制方法包括如下步骤：

S110，计算连通于冷冻水循环系统的分水器与集水器之间空调器末端设备的最不利末端压差。

S120，调节冷冻水泵组的工作转速，将所述冷冻水泵组的供回水管路两侧压差调节至最不利末端压差。

确定最不利末端压差时，一般选取分水器与集水器之间压差最大的空调器末端设备或者无设备的分支路压差，由于冷冻水流量与压差相关联，因此通过将冷冻水泵组的供回水管路两侧压差设置为最不利末端压差，能够保证末端设备的流量供应，其他与之并联的末端设备的需求流量亦能够得到保证；同时由于泵组的压差与扬程粗略成正比，因此也能够使得保证冷冻水泵组的实际扬程略大于冷冻水循环系统所需扬程，从而满足用户的需求。将冷冻水泵组供回路两端压差设定为最不利末端压差，也能够稳定各末端环路的压力波动所引起的流量变化，有助于系统稳定。在实际应用中，冷冻水泵组供回路两端压差并不一定与最不利末端压差完全一致，在最不利末端压差的预定阈值范围内上下浮动，并且由于最不利末端压差随时间变化，因此供回水管路两侧压差需要经常调节。

通过调整冷冻水泵组的工作转速以将冷冻水泵组两侧的供回水管路两侧压差调节至最不利末端压差，与背景技术中提到的通过控制电动阀开度调节冷冻水流量，进而减小冷冻水泵组的流量供应，达到稳定冷冻水泵组供回水管路两侧压差的方法，能够从冷冻水泵组本身出发，通过调节冷冻水泵组本身的结构功能，从源头上减少冷冻水泵组的能耗，同时相较于背景技术中的方法，也减小了冷冻水泵组自身损坏的概率。

同时，冷冻水泵组的供应流量应当限制在冷冻水泵组所允许的最小流量以上。此时，对冷冻水泵组的供回水管路两侧压差需要做出一定限制，当将冷冻水泵组的供回水管路两侧压差设定为最不利末端压差时，若冷冻水泵组的供应流量低于冷冻水泵组所允许的最小流量，则以最小流量或最小流量加预定流量所对应的冷冻水泵组的压差作为冷冻水泵组的供回水管路两侧压差。

该冷冻水泵组为变频泵组，通过调节变频器来调节冷冻水泵组的工作转速，达到调节冷冻水泵组的供回水管路两侧压差的作用。

S130，控制供回水管路两侧压差维持于所述最不利末端压差，根据冷冻水泵组的节能参数控制策略，调节所述冷冻水泵组的工作转速和工作台数，以使冷冻水泵组的能耗降到最低；其中节能参数包括冷冻水泵组的工作转速、工作台数、工作功率和工作效率。

由于冷冻水泵组的功率与冷冻水泵组的工作转速的三次方成正比，因此，当冷冻水泵组的工作转速稍有下降时，冷冻水泵组的功耗就会大幅度下降；同时由于变频泵的总效率并不随总流量增大而增大，一般在设计流量的40-70％的区间效率最高，此时通过调节冷冻水泵组的工作台数，控制冷冻水泵组的总流量，能够调节冷冻水泵组输出的总效率。综上，选取合适的工作转速和工作台数控制策略，综合调整冷冻水泵组的工作转速与工作台数，能够减小冷冻水泵组的输出功率，增大冷冻水泵的输出效率，从而从整体上减小了冷冻水泵组的输出功耗。

例如若冷冻水泵组有5台冷冻水泵，当供回水管路两侧压差为最不利末端压差时，开启冷冻水泵组中冷冻水泵组中的3台冷冻水泵，每台开启的冷冻水泵的工作转速为额定工作转速的60％，以使冷冻水泵组的能耗降到最低。

由以上技术方案可见，本发明实施例提供的冷冻水泵组节能控制方法，通过先调节冷冻水泵组的工作转速，将冷冻水泵组两侧的供回水管路两侧压差调节至最不利末端压差；最不利末端压差，往往取分水器与集水器之间压差最大的末端设备或分支路的压差，由于压差与流量的平方成正比，因此通过将冷冻水泵组供回水管路两侧压差设置为最不利末端压差，能够保证空调器末端设备的流量供应，其他与该空调器末端设备相并联的空调器末端设备的需求流量亦能够得到保障；同时压差与扬程粗略成正比关系，能够使得冷冻水泵组的实际扬程略大于冷冻水循环系统所需扬程，从而满足用户需求；并且能够稳定各空调器末端设备所在环路的压力波动所引起的流量变化，有助于系统稳定。同时通过调节冷冻水泵组的工作转速来达到调节冷冻水泵组两侧的供回水管路两侧压差的效果，相较于背景技术中提到的通过控制电动阀开度调节冷冻水流量，稳定冷冻水泵组供回水管路两侧压差的方法，本方法从冷冻水泵组自身出发，调节冷冻水泵组本身的功能结构，从而减少了冷冻水泵组自身的能耗，也减小了冷冻水泵组自身损坏的概率。

同时本方法在将冷冻水泵组供回水管路两侧压差稳定在最不利末端压差的情况下，根据冷冻水泵组的节能参数控制策略，调节冷冻水泵组的工作转速和工作台数，能够使得冷冻水泵组的能耗降到最低，从而达到节能的作用。由于冷冻水的功率与工作转速的三次方成正比，因此，当冷冻水泵组的电机工作转速稍有下降时，电机功耗就会大幅度下降，同时由于冷冻水泵组的工作台数与冷冻水泵组输出的总效率相关，根据合适的控制策略，综合调整冷冻水泵组的工作转速与工作台数，能够增大冷冻水泵组的输出效率，减小冷冻水泵组的输出功率，从而减小了冷冻水泵组的功耗，达到节能的效果。

选取最不利末端压差作为冷冻泵组的压差设定点，在压差节能控制系统中是最节能的，但“最不利末端”并不容易找到，需要设计方、水路安装方和电控系统商三方配合进行。

作为一种实施例，可以在所有空调器末端设备所在支路或者无末端设备的分支路上分别安装有自力式压差调节阀，该自力式压差调节阀含有动态平衡电动调节阀，计算出从分水器开始流经各空调器末端设备(或无空调器末端设备的分支路)回到集水器的最低需求压差，找出绝对值最大的需求压差点(可能绝对值最大的需求压差点为并列的多个)即为“最不利末端压差”。

具体地，请参见图2，图2是本发明实施例提供的第一种最不利末端压差的计算方法的流程示意图，如图2所示，计算空调器末端设备的最不利末端压差，包括如下步骤：

S210，在分水器与集水器之间的各个空调器末端设备所在支路上分别连通自力式压差调节阀，该自力式压差调节阀包含有动态平衡电动调节阀。

自力式压差调节阀一般安装在自空调器末端设备流向集水器的回水管路，能够根据空调器末端设备的额定参数来调节空调器末端设备压差大小；自力式压差调节阀能够根据冷冻水循环系统的水量变化，保持阀门的前、后压差恒定，从而避免了外部波动以及自力式压差调节阀自身调节造成的水力不平衡现象。

S220，根据各个自力式压差调节阀的压差分别计算不同空调器末端设备的最低需求压差；其中，所述最低需求压差的计算公式为：ΔF＝F₁+F₂+F₃+F₄；ΔF为最低需求压差；F₁为动态平衡电动调节阀设定的末端压降；F₂为自力式压差调节阀最低驱动压差；F₃为分水器与集水器之间的沿程水压降，F₄为冷水机组自身压降。

分水器与集水器之间可能存在多个相互并联的空调器末端设备，构成并联水路，因此，在分水器与集水器之间的所有空调器末端设备所在支路上分别安装自力式压差调节阀，检测每个空调器末端设备所在支路的压差情况，能够分别计算空调器末端设备的最低需求压差，从而在满足用户需求的条件下，方便寻找最不利末端压差。

S230，在不同空调器末端设备的最低需求压差中，将绝对值最大的所述最低需求压差设定为所述最不利末端压差。

由于空调器末端设备往往都是并联在一起的，因此选取绝对值最大的最低需求压差作为冷冻水泵组的最不利末端压差，将冷冻水泵组供回水管路两侧压差调节至最不利末端压差后，最低需求压差较低的空调器末端设备的压差与流量要求也能够得到满足，从而满足了多个用户的使用要求。

图3是本发明实施例提供的第二种最不利末端压差的计算方法的流程示意图，如图3所示，该最不利末端压差的计算方法，包括如下步骤：

S310，判断分水器与集水器之间的供水管路和回水管路是构成同程回路还是构成异程回路。

S320，若供水管路和回水管路构成同程回路，则分别根据各个空调器末端设备的额定压降和各个空调器末端设备所在支路的沿程水压降，计所述算最不利末端压差。

冷冻水循环系统的同程回路如图5所示，图5是本发明实施例提供的一种冷冻水循环系统的同程回路的结构示意图，从分水器22流出的水从供水管路51流入到空调器末端设备52，然后经过回水管路53流回至集水器24，其中，每个空调器末端设备52两侧的供水主管路51和回水主管路53的长度之和相同，因此，每个空调器末端设备52的主管路沿程压降基本相等，因此，在得知供水管路51与回水管路53的沿程压降后，不需要一一测算每个空调器末端设备52两侧的主管路的沿程压降，只分别计算每个空调器末端设备的额定压降以及空调器末端设备所在支路的沿程压降以及已知的主管路压降之和，即可测算出每个空调器末端设备的最低需求压差，从中选出绝对值最大的最低需求压差，即为最不利末端压差。

因此，在供水管路与回水管路构成同程回路的情况下，可以较为简单地测算空调器末端设备的最不利末端压差，是一种比较方便的测算方法。

图3中步骤S330，若供水管路和回水管路构成异程回路，则分别计算分水器至空调器末端设备的沿程水压降、各个空调器末端设备的额定压降与各个空调器末端设备至集水器的沿程水压降之和，作为各个空调器末端设备压降，将绝对值最小的空调器末端压降设定为最不利末端压差。若冷水机组自身压降过大，也应该加上冷水机组自身压降，以计算最不利末端压差。

如果供水管路与回水管路构成异程回路，则每个空调器末端设备两侧的供水管路与回水管路的总管路长度并不相同，此时，需要分别测算分水器至每个空调器末端设备的沿程水压降、每个空调器末端设备至集水器的沿程水压降以及每个空调器末端设备的额定压降之和，作为每个空调器末端设备的空调器末端压降，从中选出绝对值最小的空调器末端压降作为空调器末端设备的最不利末端压差。

当然，若供水管路与回水管路构成异程回路，也可以在各个空调器末端设备所在支路上安装数字锁定式静态平衡阀，并经水力平衡调试，此种情况跟同程系统类似，只要比较静态平衡阀平衡后的压降即可找出最不利末端压差。

在未安装数字锁定式静态平衡阀的异程系统，最不利末端很难寻找，且容易发生变化，这时如果非得要按最不利末端压差来控制泵组，则需要在理论计算比较的基础上，分区域装多个压差取值点，才可基本达到制冷效果与节省流量的平衡。

作为一种优选的实施例，当难以确定最不利末端以及最不利末端压差时，可以分别对所述分水器至所述集水器之间的每个空调器末端设备设置压差优先级；

然后将压差优先级最大的空调器末端设备两侧压差设定为所述最不利末端压差。

其中，该压差优先级，可以按照空调器末端设备的重要性来设置，也可以按照空调器末端设备的额定压差的大小进行设置。例如，可按优先需要保证的空调器最不利末端的压差需求作为最不利末端压差，比如综合政府办公楼的对外窗口大厅、地铁站的站台、会展中心的主馆等。需要说明的是，在保证优先区水量供应的前提下，如果有其它区域投诉效果不达标，可以通过水路阀门调整来平衡(视水路及阀门配置情况而定)，但不影响对冷冻水泵组的工作转速和工作台数的节能控制策略。

最后，亦可把分水器和集水器两端的保证压差作为泵组的压差设定点，该保证压差为能够满足用户要求的最低压差。但是这种方式的缺点是不够节能，因为未知末端状况，压差设定只能设置比较高，否则可能招致投诉，即使在实际运行中摸索调整，也会因用户使用习惯和体验不同而限制了进一步改进的空间。该方式的优点是无需在末端处安装传感器，机房闭环控制。假如某些机房未设置分集水器，则可在类似分集水器的供回水主管上设置压力传感器。

上述节能参数控制策略，请参见图4，图4是本发明实施例提供的一种节能参数控制策略的流程示意图，该节能参数控制策略包括如下步骤：

S410：在所述冷冻水泵组供回水管路两侧压差设定为最不利末端压差的条件下，根据不同工作台数冷冻水泵对应的工作转速与输出功率的关系，以及工作转速与工作效率的关系，选取能耗最低的台数与转速控制策略；

S420：根据选取的所述能耗最低的台数与转速控制策略调整所述冷冻水泵组的工作台数和工作转速，将所述冷冻水泵组的能耗降到最低。

具体地，冷冻水泵组供回水管路两侧压差调节到最不利末端压差后，由于压差确定，因此冷冻水泵组的扬程已经确定，由于扬程与工作转速的平方正相关，因此冷冻水泵组的工作转速的大体范围也会确定，冷冻水泵组的总体流量的大体范围也应当确定，但是由于冷冻水泵组由多个冷冻水泵构成，因此根据公式P＝Q×H×γ/(102×η)可知，不同工作台数下每台冷冻水泵的工作转速不同，每台冷冻水泵的工作效率也不同，因此可以选择不同工作台数以提高整体的冷冻水泵组的工作效率，降低总的冷冻水泵组的功率，以达到节能的作用。

其中，在所述冷冻水泵组两侧压差为最不利末端压差的情况下，根据公式：P＝Q×H×γ/(102×η)和公式：Q∝n，计算冷冻水泵工作转速n与水泵轴功率P的关系，选择所述冷冻水泵能耗最低情况下，冷冻水泵工作转速n，单位是r/min；其中，n为工作转速，k为常数，P水泵轴功率，单位为kw，Q为冷冻水流量，单位为m³/h，γ为冷冻水的比重，单位为kg/m²，η为冷冻水泵的工作效率，其中，η包括水泵效率η₁和传动效率η₂；水泵效率η₁在0.7至0.85之间(包括端值)，传动效率η₂在0.9至1.0之间(包括端值)。

由于水泵的负载属于平方转矩负载，即转矩T与工作转速n的平方正相关，即公式(a)：T∝n²。而电机功率(水泵轴功率)P与工作转速n成正比，即公式(b)：P＝T×n。由公式(a)与(b)得知：电机功率P与工作转速n的立方成正相关，即P∝n³。

综上，冷冻水泵电机输出功率与工作转速的三次方正相关，由此可见：电机工作转速稍有下降时，电机功耗会大幅度下降。

由于降低工作转速n能大幅度节能，而由工作转速公式：n＝60f(1-S)/P，公式中f为冷冻水泵的电机运行频率，S为转差率；P为磁极对数，可知，n与f成正比，即n∝f。以上分析可看出，泵的工作转速变化时，其流量(Q)、扬程(H)、轴功率(P)有下列关系：

Q/Q₁＝n/n₁；H/H₁＝(n/n₁)²；P/P₁＝(n/n₁)³。

如果电机频率由原来的50Hz下降到35Hz时，则电机的实际工作转速降为额定工作转速的35/50×100％＝70％，即n_(实际)＝0.7n_(额定)。由于电机的功率正比于工作转速：P_(额定)＝Kn³ _(额定)；因此，P_(实际)＝Kn³ _(实际)＝K(0.7n_(额定))³＝0.343K n³ _(额定)＝0.343P_(额定)。

即电机35Hz运行时，实际电耗仅为额定的34％，耗电量大幅下降，节约电能达额定电能的66％。

冷冻水泵组供回水管路两侧压差设定为最不利末端压差后，可以与设定值进行比较，经计算后及根据冷冻水泵性能曲线选择最佳效率运行区域两者结合，进行频率的调节，进而调整工作转速。

然后根据不同工作台数冷冻水泵下，冷冻水流量Q与冷冻水泵工作效率η的关系，选择冷冻水泵工作效率η最高的冷冻水泵的工作转速与工作台数，以使所述冷冻水泵组的能耗降到最低能耗。

作为一种优选的实施例，图6是本发明实施例提供的一种不同工作台数下冷冻水泵的流量与效率关系示意图，如图6所示，可以将三台泵组的流量、扬程、效率曲线按“单泵运行”、“双泵运行”、“三泵运行”编成曲线。

图6中，横坐标轴代表实际流量，左侧纵坐标轴代表扬程，右侧纵坐标轴代表综合实际效率(即冷冻水泵组的总效率)。

曲线601代表单泵运行时，实际流量与综合实际效率的关系。

曲线602代表双泵运行时，实际流量与综合实际效率的关系。

曲线603代表三泵运行时，实际流量与综合实际效率的关系。

曲线604代表了实际流量与扬程之间的关系。

由图6可知，不同冷冻水泵运行工作台数下的实际流量和综合实际效率曲线是有重叠的，在需求的某个实际流量时，可以运行一台泵(每台冷冻水泵的工作转速较高)，也可以运行两台泵(每台冷冻水泵的工作转速较低)，或者三台中选择合适的工作转速；在冷冻水泵两侧压差一定的情况下，投入冷冻水泵的工作台数不同，总的综合实际效率相差很大。以三台并联为例，在冷冻水泵20％-67％最高工作转速区间(一般80％以上的时间，冷冻水泵工作转速在这个区间)，工作台数控制将发挥重要影响，相比传统控制模式(单台100％以上加开一台，两台都100％以上，再开一台，卸载反之)，优化的工作台数控制策略能节省泵组36％的耗电。

请参考图7，图7是本发明实施例提供的第一种冷冻水泵组节能控制系统的结构示意图，如图7所示，本发明提供的冷冻水泵组节能控制系统用于冷冻水循环系统，所述冷冻水循环系统包括依次循环连通的冷水机组71、分水器72、空调器末端设备73和集水器74；冷冻水泵组75连通于所述冷水机组71与所述分水器72之间的供水管路上，该冷冻水泵组节能控制系统包括：压差传感器80、可编程逻辑控制器76、变频器77和电控开关78，其中，

所述压差传感器70连通在所述分水器72与所述集水器74之间管路上，所述压差传感器80的信号输出端与所述可编程逻辑控制器76的信号输入端相连；所述可编程逻辑控制器76的信号输出端分别与所述冷冻水泵组75的每台冷冻水泵的使能端相连；所述变频器77连接在所述可编程逻辑控制器76与所述冷冻水泵组75的每台冷冻水泵之间电路上；所述电控开关78连接在所述可编程逻辑控制器76与所述冷冻水泵组75中每台冷冻水泵之间电路上。

可编程逻辑控制器76包括：最不利末端压差计算器761、第一转速调节器762、节能参数控制策略处理器763、第二转速调节器764和台数调节器765；

与所述压差传感器80电连接的最不利末端压差计算器761，用于根据所述压差传感器80的测量结果计算所述分水器72与所述集水器74之间的最不利末端压差。

所述最不利末端压差计算器761的信号输入端与所述压差传感器80相连，所述第一转速调节器762的信号输入端与所述最不利末端压差计算器761的信号输出端相连，所述第一转速调节器762的信号输出端与所述变频器77使能端相连；用于调节所述变频器77，以调节所述冷冻水泵组75的工作转速，将连通所述冷冻水泵组75的供回水管路两侧压差调节至所述最不利末端压差。

最不利末端压差，往往取分水器72与集水器74之间压差最大的空调器末端设备73或者分支路的压差，通过将冷冻水泵组75的供回水管路两侧压差设置为最不利末端压差，能够保证空调器末端设备73的流量供应，其他与之并联的空调器末端设备73的需求流量亦能够得到保证；由于冷冻水泵组75的压差与扬程粗略成正比关系，并能够使得冷冻水泵组75的实际扬程略大于冷冻水循环系统所需扬程，从而满足用户的需求，并且将冷冻水泵组75供回水管路两侧压差设置为最不利末端压差，能够稳定各空调器末端设备73的环路的压力波动所引起的流量变化，有助于系统稳定。在实际应用中，冷冻水泵组75供回路两端压差并不一定与最不利末端压差完全一致，在最不利末端压差的预定阈值范围内上下浮动，并且由于最不利末端压差随时间变化，因此供回水管路两侧压差需要经常调节。

通过调整冷冻水泵组75的工作转速以调节冷冻水泵组75两侧的供回水管路两侧压差，与背景技术中提到的通过控制电动阀开度调节冷冻水流量，进而减小冷冻水泵组的流量供应，达到稳定冷冻水泵组供回水管路两侧压差的方法，能够从冷冻水泵组75本身出发，通过调节冷冻水泵组本身的结构功能，从源头上减少冷冻水泵组75的能耗，同时相较于背景技术中的方法，也减小了冷冻水泵组75自身损坏的概率。

其中，选用最不利末端压差作为冷冻水泵组75两侧的供回水管路两侧压差在压差调制中也是最节能的。

由于在管径一定的情况下，冷冻水泵组供回水管路两侧的压差与冷冻水泵组75的供应流量正相关，因此，在调整冷冻水泵组75两侧压差时，冷冻水泵组75的供应流量应当限制在冷冻水泵组75所允许的最小流量以上。此时，对冷冻水泵组75的供回水管路两侧压差需要做出一定限制，当将冷冻水泵组75的供回水管路两侧压差设定为最不利末端压差时，若冷冻水泵组75的供应流量低于冷冻水泵组所允许的最小流量，则以最小流量或最小流量加预定流量所对应的冷冻水泵组75的压差作为冷冻水泵组75供回水管路两侧压差。

图7实施例中冷冻水泵组75为变频泵组，通过调节变频器77来调节冷冻水泵组75的工作转速，达到调节冷冻水泵组75的供回水管路两侧压差的作用。

所述节能参数控制策略处理器763的信号输入端与所述第一转速调节器762相连；用于在第一转速调节器762将冷冻水泵组75两侧压差维持于最不利末端压差情况下，选择与所述最不利末端压差相对应的节能参数，所述节能参数，包括冷冻水泵组的工作转速、工作台数、功率和效率。

所述第二转速调节器764的信号输入端与所述节能参数控制策略处理器763的信号输出端相连。

所述第二转速调节器764的信号输出端与所述变频器77的使能端相连，用于根据所述节能参数控制策略处理器763所选择的节能参数控制策略，调节所述冷冻水泵组75的工作转速；所述台数调节器765的信号输入端与所述节能参数控制策略处理器763的信号输出端相连，所述台数调节器765的信号输出端与所述电控开关78的使能端相连。用于根据所述节能参数控制策略处理器763选择的节能控制参数，调节所述冷冻水泵组75的工作台数。节能参数控制策略处理器763具体包括策略运算器和策略存储器，其中策略存储器用于存储节能参数控制策略，而策略运算器用于根据具体的冷冻水泵组供回水管路两侧压差值计算并选择对应的节能参数控制策略。

由于冷冻水泵组75中每台冷冻水泵的功率与每台冷冻水泵的工作转速的三次方成正比，因此，当冷冻水泵组75的工作转速稍有下降时，冷冻水泵组75的功耗就会大幅度下降；同时由于变频泵组的总效率并不随总流量增大而增大，一般供应流量在设计总流量的40-70％的区间内效率最高，此时通过调节冷冻水泵组75的工作台数，分别控制每台冷冻水泵的流量，能够调节冷冻水泵组75输出的总效率。综上，选取合适的工作转速和工作台数控制策略，综合调整冷冻水泵组75的工作转速与工作台数，能够减小冷冻水泵组75的输出功率，增大冷冻水泵组75的输出效率，从而从整体上减小了冷冻水泵组75的输出功耗。

本发明实施例提供的冷冻水泵组节能控制系统，通过先调节冷冻水泵组75的工作转速，将冷冻水泵组75两侧的供回水管路两侧压差调节至最不利末端压差；能够保证空调器末端设备73的流量供应，其他与该空调器末端设备73相并联的空调器末端设备的需求流量亦能够得到保障；同时由于压差与扬程粗略成正比关系，能够使得冷冻水泵组75的实际扬程略大于冷冻水循环系统所需扬程，从而满足用户需求；并且能够稳定各空调器末端设备73所在环路的压力波动所引起的流量变化，有助于系统稳定。同时通过调节冷冻水泵组75的工作转速来达到调节冷冻水泵组75供回水管路两侧压差的作用，相较于背景技术中提到的通过控制电动阀开度调节冷冻水流量，稳定冷冻水泵组压差的调节系统，本系统从冷冻水泵组75出发，调节冷冻水泵组75本身的功能结构，从而减少了冷冻水泵组75自身的能耗，也减小了冷冻水泵组75自身损坏的概率。同时维持供冷冻水泵组75两侧回水管路两端压差于最不利末端压差下，根据冷冻水泵组75的节能参数控制策略，调节冷冻水泵组75的工作转速和工作台数，能够使得冷冻水泵组75的能耗降到最低，从而达到节能的作用。由于冷冻水泵组75的功率与工作转速的三次方成正比，因此，当冷冻水泵组75中每台冷冻水泵的电机工作转速稍有下降时，电机功耗就会大幅度下降。由于冷冻水泵组75的工作台数与冷冻水泵组75的输出总效率相关，因此根据合适的控制策略，综合调整冷冻水泵组75的工作转速与工作台数，能够减小冷冻水泵组75的输出功率，增大冷冻水泵组75的输出效率，从而减小了冷冻水泵组75的功耗，达到节能的效果。

同时由于最不利末端并不唯一固定，因此本发明需要按照预定时间间隔多次测量各个空调器末端设备的压降，从而查找最不利末端压差，调整冷冻水泵组供回水管路两侧压差。所述冷冻水泵组供回水管路两侧压差即冷冻水泵组进出水口两侧压差。

作为一种优选的实施例，图8是本发明实施例提供的第二种冷冻水泵组节能控制系统的结构示意图，如图8所示，所述冷冻水泵组节能控制系统中，所述分水器72与所述集水器74之间的各个空调器末端73设备所在支路分别连通有自力式压差调节阀79，所述自力式压差调节阀79内部含有动态平衡电动调节阀。所述压差传感器80设置于所述自力式压差调节阀79所在支路、且与所述自力式压差调节阀79并联，用于测量所述自力式压差调节阀79的压差；

自力式压差调节阀79一般安装在自空调器末端73设备流向集水器74的回水管路，自力式压差调节阀79能够根据空调器末端设备73的要求调节末端设备的压差大小；自力式压差调节阀79根据系统的水流量变化，保持自力式压差调节阀79的前、后压差的恒定，从而避免了外部波动以及自力式压差调节阀79的调节造成的水力不平衡现象。因此通过设置压差测量传感器80与自力式压差调节阀79并联，能够测量自力式压差调节阀79的压差，帮助查找最不利末端。

所述最不利末端压差传感器80设置于所述自力式压差调节阀79两侧，用于测量所述动态平衡电动调节阀设定的末端压降和沿程水压降；所述可编程逻辑控制器76包括：

最低需求压差计算子模块7612，所述最低需求压差计算子模块7612的信号输入端与所述压差传感器80相连，用于根据所述压差传感器80和所述自力式压差调节阀79的压差计算空调器末端设备73的最低需求压差，所述空调器末端设备73的最低需求压差的计算公式为：ΔF＝F₁+F₂+F₃+F₄；其中，ΔF为所述最低需求压差；F₁为自力式压差调节阀设定的末端压降；F₂为自力式压差调节阀最低驱动压降；F₃为分水器至空调器末端设备的沿程水压降,F₄为冷水机组自身压降。

其中沿程水压降，通过沿程管路阻力、管路长度、管路口径和弯头等参数计算而来。

如图8所示，还包括第一最不利末端压差设定子模块7611，所述第一最不利末端压差设定子模块7611的信号输入端与所述最低需求压差计算子模块7612相连，用于在各个所述空调器末端设备73的最低需求压差中，将绝对值最大的最低需求压差设定为所述最不利末端压差。

若选取绝对值最大的最低需求压差作为最不利末端压差，则若将冷冻水泵组75两侧的供回水管路两侧压差调节至最不利末端压差后，最低需求压差较低的空调器末端设备73的压差与流量也能够被满足，即满足用户的使用，同时由于选用最低需求压差作为最不利末端压差，因此当将冷冻水泵组供回水管路两侧压差设定为最不利末端压差时，降低了冷冻水泵组75的能耗。

如图8所示，每个空调器末端设备73的支路上还连通有流量计82，通过该流量计82能够测算经过每个空调器末端设备73的流量，第二转速调节器764在根据节能参数控制策略处理器763存储的节能参数控制策略调节冷冻水泵组75的能耗时，能够根据每个空调器末端设备73负反馈的流量，调节流经每个空调器末端设备73的流量，从而达到降低冷冻水泵组75能耗的目的。

作为一种实施例，图9是本发明实施例提供的第一种最不利末端压差计算器的结构示意图，如图9所示，所述最不利末端压差计算器761除了图7所示的各个结构外，还包括：

回路判断子模块7613，用于判断所述冷冻水循环系统的供水管路和回水管路是构成同程回路还是构成异程回路；

压差计算子模块7614，该压差计算子模块7614的信号输入端与回路判断子模块7613电连接，用于当回路判断子模块7613判定供水管路51和所述回水管路52是同程回路时，根据各个空调器末端设备73的额定压降和所述空调器末端设备73所在支路的沿程水压降，计算所述最不利末端压差。压差计算子模块7614计算出最不利末端压差后，向第一转速调节器762输送信号，以调节冷冻水泵供回水管路两侧压差。

同程回路如图5所示，由于同程回路的空调器管路中，每个空调器末端设备73两侧的供水管路51和回水管路52的长度之和相同，因此每个空调器末端设备73的沿程主管路的水压降基本相等。在得知空调器末端设备73的供水主管路与回水主管路的沿程水压降后，不需要一一测算每个空调器末端设备73两侧的主管路的沿程压降，只需要分别比较空调器末端设备73的额定压降以及空调器末端设备73所在支路的沿程水压降，即可查找到最不利末端，该最不利末端的最低需求压降，即为最不利末端压差。

综上，在供水管路51与回水管路52构成同程回路的情况下，可以较为简单地测算最不利末端压差。

所述压差计算子模块7614还用于当所述回路判断子模块7613判定所述供水管路51和所述回水管路52是异程回路时，则根据所述分水器72至所述空调器末端设备73的沿程水压降、所述空调器末端设备73至集水器74之间的沿程水压降和所述空调器末端设备73的额定压降计算所述最不利末端压差。

当然，若分水器72与集水器74之间供水管路与回水管路构成异程回路，也可以在各个空调器末端设备73所在分支管路上安装数字锁定式静态平衡阀(图中未标出)，并经水力平衡调试，此种情况跟同程系统类似，只要比较静态平衡阀平衡后的压降即可找出最不利末端压差。

在未安装数字锁定式静态平衡阀的异程系统，最不利末端很难寻找，很难寻找且严格来说可能发生变化，这时如果必须按最不利末端压差来控制泵组，则需要在理论计算比较的基础上，分区域装多个压差取值点，才可基本达到制冷效果与节省流量的平衡。

在计算最不利末端压差时，若冷水机组71自身压降较大，也需要在计算公式中添加冷水机组71自身压降。

作为一种实施例，图10是本发明实施例提供的第二种最不利末端压差计算器的结构示意图，如图10所示，冷冻水泵组节能控制系统中，压差传感器80可以分别连通在空调器末端设备73所在支路上；最不利末端压差计算器761还包括：压差优先级设置子模块7615，用于分别对所述分水器72至所述集水器74之间的每个空调器末端设备73设置压差优先级；

还包括第二最不利末端压差设定子模块7616，该第二最不利末端压差设定子模块7616的信号输入端分别与压差传感器80以及压差优先级设定子模块7615相连，用于将压差传感器80测量的压差优先级最大的空调器末端设备73两侧压差设定所述最不利末端压差。

其中，压差优先级可以按照空调器末端设备73的重要性来设置，也可以按照空调器末端73的额定压差的大小进行设置。例如，可按优先需要保证的空调器末端73的压差作为最不利末端压差，比如综合政府办公楼的对外窗口大厅、地铁站的站台、会展中心的主馆等。需要说明的是，在保证优先区水量供应的前提下，如果有其它区域投诉效果不达标，可以通过水路阀门调整来平衡(视水路及阀门配置情况而定)，但不影响对冷冻水泵组75的工作转速和工作台数的节能控制策略。

最后，亦可把分水器72和集水器74两端的能够满足末端设备需求的最小压差作为最不利末端压差，并将冷冻水泵组75的供回水管路压差设定到该最不利末端压差，但是这种方式的缺点是不够节能，因为未知末端状况，压差设定只能设置比较高，否则可能招致投诉，即使在实际运行中摸索调整，也会因用户使用习惯和体验不同而限制了进一步改进的空间。该方式的优点是无需在末端处安装压差测量传感器，机房闭环控制。有些机房未设置分水器72和集水器74，则可在类似分水器72和集水器74的供回水主管上设置压力传感器。

作为一种优选的实施例，图11是本发明实施例提供的第三种冷冻水泵组节能控制系统的结构示意图，如图11所示，冷冻水泵组75的冷冻水输出端连通有流量计82，所述节能参数控制策略处理器763还与流量计82相连，还用于在所述冷冻水泵组75供回水管路两侧压差设定为最不利末端压差下，根据不同工作台数对应的冷冻水泵的工作转速与输出功率的关系，以及工作转速与综合效率的关系，选取能耗最低的台数与转速控制策略；

同时第二转速调节器764以及台数调节器765的信号输入端与节能参数控制策略处理器763的信号输出端相连，能够分别根据选取的所述能耗最低的台数与转速控制策略调整所述冷冻水泵组75的工作台数和工作转速，将所述冷冻水泵组75的能耗降到最低。

其中第一转速调节器762和第二转速调节器764还可以与流量计82相连，通过流量计测量流量的负反馈机制，调节各台冷冻水泵的转速。

当冷冻水泵组75供回水管路两侧压差确定后，冷冻水泵组75的扬程即可确定，根据公式：P＝Q×H×γ/(102×η)和公式：Q＝k×n计算所述冷冻水泵组75工作转速n与水泵轴功率P之间关系；n为工作转速，k为常数，P水泵轴功率，Q为冷冻水流量，H为冷冻水泵的扬程，γ为冷冻水的比重，η为冷冻水泵的效率。其中，η具体包括η₁和η₂，η₁代表冷冻水泵效率(0.7≤η₁≤0.85)；η₂代表水泵轴的传动效率(0.9≤η₂≤1.0)。

冷冻水泵组75的冷冻水泵轴功率的计算公式中，Q的单位为m³/h；H的单位为m；γ的单位为kg/m³；η₁代表冷冻水泵效率，取值范围为0.7≤η₁≤0.85；η₂代表水泵轴的传动效率，取值范围为0.9≤η₂≤1.0。

由于水泵的负载属于平方转矩负载，即转矩T与工作转速n的平方成正比，即公式(a)：T∝n²。而电机功率(水泵轴功率)P与工作转速n成正比，即公式(b)：P＝T×n。由公式(a)与(b)得知：电机功率P与工作转速n的立方成正相关关系，即P∝n³。

综上，由于冷冻水泵的电机输出功率与工作转速的三次方成正相关关系，因此电机工作转速稍有下降时，电机功耗会大幅度下降。

如果电机频率由原来的50Hz下降到35Hz时，则电机的实际工作转速降为额定工作转速的35/50×100％＝70％，即n_(实际)＝0.7n_(额定)。由于电机的功率与工作转速相关：P_(额定)＝Kn³ _(额定)；因此，P_(实际)＝Kn³ _(实际)＝K(0.7n_(额定))³＝0.343K n³ _(额定)＝0.343P_(额定)。即电机35Hz运行时，实际电耗仅为额定的34％，耗电量大幅下降，节约电能达额定电能的66％。

冷冻水泵组75供回水管路两侧压差调节到最不利末端压差后，冷冻水泵组75的扬程已经确定，由于扬程与工作转速的平方正相关，因此冷冻水泵组75的运行的工作转速的大体范围也应当确定，冷冻水泵组75的总体流量的大体范围也应当确定，但是由于冷冻水泵组75由多个冷冻水泵构成，因此根据公式P＝Q×H×γ/(102×η)可知，不同工作台数下每台冷冻水泵的工作转速不同，每台冷冻水泵的工作效率也不同，因此可以选择不同工作台数以提高冷冻水泵的工作效率，降低总的冷冻水泵的工作频率。

具体地，可以经逻辑控制器76进行计算并根据冷冻水泵性能曲线选择最佳效率运行区域两者结合，进行频率的调节，进而调整工作转速，以使能耗降到最低点。

所述台数控制模块765与所述节能参数控制策略处理器763电连接，用于根据所述节能参数控制策略处理器763的计算结果控制所述控制开关调节选择所述冷冻水泵效率最高的冷冻水泵工作台数。

其中，当总的流量范围确定后，可以根据冷冻水泵组75的工作台数平分冷冻水泵的流量，然后调节冷冻水泵的转速，达到节能控制的目的。

不同冷冻水泵工作台数下的实际流量和综合实际效率曲线是有重叠的，在需求的某个实际流量时，可以运行一台泵(泵工作转速较高)，也可以运行两台泵(工作转速较低)，或者在两台和三台中选择；在冷冻水泵两侧压差一定的情况下，投入冷冻水泵的工作台数不同，总的综合实际效率相差很大。以三台并联为例，在冷冻水泵最高工作转速的20％-67％区间(一般80％以上的时间，冷冻水泵工作转速在这个区间)，工作台数控制将发挥重要影响，相比传统控制模式(单台100％以上加开一台，两台都100％以上，再开一台，卸载反之)，本发明的工作台数控制策略至少能够节省泵组36％以上的耗电。

所述第二转速调节器764还用于，根据所述节能参数策略控制策略存储器763的计算结果控制所述变频器77调节所述冷冻水效率最高的冷冻水泵工作转速n。所述台数调节器765还用于选择冷冻水泵效率η最高的冷冻水泵工作台数。

优选地，如图11所示，所述冷冻水泵组节能控制系统还包括：与所述可编程逻辑控制器信号输入端相连的触摸屏81。通过设置触摸屏81，可以与人进行交互。通过人工输入的信号，调整冷冻水泵组75的参数，变频器77的频率等。

优选地，所述冷冻水泵组节能控制系统还包括：与所述可编程逻辑控制器76相连的智能电量表(图中未标出)。智能电量表能够方便用户随时测量可编程逻辑控制器76的电量情况，判断可编程逻辑控制器76是否正常工作。

上述各实施例中，可编程逻辑控制器是采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程的控制器件。上述实施例提到的第一转速调节器、第二转速调节器、台数调节器等调节器是将生产过程参数的测量值与给定值进行比较，得出偏差后根据一定的调节规律产生输出信号推动执行器消除偏差量，使该参数保持在给定值附近或按预定规律变化的控制器，可以嵌套入可编程逻辑控制器中使用。而本申请中的各个调节器可选用可编程调节器，通过微处理器为核心部件，通过改变程序的方法实现其功能。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的方法及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种冷冻水泵组节能控制方法，其特征在于，包括：

计算连通于冷冻水循环系统的分水器与集水器之间空调器末端设备的最不利末端压差；

调节冷冻水泵组的工作转速，将冷冻水泵组供回水管路两侧压差调节至所述最不利末端压差；

控制所述冷冻水泵组供回水管路两侧压差维持于所述最不利末端压差，根据冷冻水泵组的节能参数控制策略调节所述冷冻水泵组的工作转速和工作台数，以使所述冷冻水泵组的能耗降到最低；其中，所述节能参数包括冷冻水泵组的工作转速、工作台数、工作功率和工作效率；

其中，所述计算连通于冷冻水循环系统的分水器与集水器之间空调器末端设备的最不利末端压差，包括：

判断所述分水器与所述集水器之间供水管路和回水管路是构成同程回路还是构成异程回路；

若所述供水管路和所述回水管路构成同程回路，则分别根据各个空调器末端设备的额定压降以及所述各个空调器末端设备所在支路的沿程水压降，计算所述最不利末端压差；或者

若所述供水管路和所述回水管路构成异程回路，则分别计算所述分水器至所述各个空调器末端设备的沿程水压降、所述各个空调器末端设备的额定压降与所述各个空调器末端设备至所述集水器的沿程水压降之和，作为各个空调器末端设备压差；将绝对值最小的空调器末端压降作为所述最不利末端压差。

2.根据权利要求1所述的冷冻水泵组节能控制方法，其特征在于，所述计算连通于冷冻水循环系统的分水器与集水器之间空调器末端设备的最不利末端压差，包括：

在所述分水器与所述集水器之间各个空调器末端设备所在支路上，分别连通自力式压差调节阀，所述自力式压差调节阀内部包含有动态平衡电动调节阀；

根据各个自力式压差调节阀的压差分别计算各个空调器末端设备的最低需求压差，所述最低需求压差的计算公式为：ΔF＝F₁+F₂+F₃+F₄，其中，ΔF为所述最低需求压差，F₁为动态平衡电动调节阀设定的末端压降，F₂为自力式压差调节阀最低驱动压差，F₃为分水器与集水器之间的沿程水压降，F₄为冷水机组自身压降；

在所述各个空调器末端设备的最低需求压差中，将绝对值最大的所述最低需求压差设定为所述最不利末端压差。

3.根据权利要求1所述的冷冻水泵组节能控制方法，其特征在于，所述计算连通于冷冻水循环系统的分水器与集水器之间空调器末端设备的最不利末端压差，包括：

分别对所述分水器至所述集水器之间的每个空调器末端设备设置压差优先级；

将压差优先级最大的空调器末端设备两侧的压差设定为所述最不利末端压差。

4.根据权利要求1所述的冷冻水泵组节能控制方法，其特征在于，所述节能参数控制策略包括：

在所述冷冻水泵组供回水管路两侧压差设定为最不利末端压差的条件下，根据不同工作台数冷冻水泵对应的工作转速与输出功率的关系，以及工作转速与工作效率的关系，选取能耗最低的台数与转速控制策略；

根据选取的所述能耗最低的台数与转速控制策略调整所述冷冻水泵组的工作台数和工作转速，将所述冷冻水泵组的能耗降到最低。

5.一种冷冻水泵组节能控制系统，用于冷冻水循环系统，所述冷冻水循环系统包括通过管路依次连通的冷水机组、冷冻水泵组、分水器、空调器末端设备和集水器；所述冷冻水泵组连通在所述冷水机组与所述分水器之间供水管路上，其特征在于，所述冷冻水泵组节能控制系统包括：压差传感器、可编程逻辑控制器、变频器和电控开关；其中，

所述压差传感器连通在所述分水器与所述集水器之间，所述压差传感器的信号输出端与所述可编程逻辑控制器的信号输入端相连；

所述可编程逻辑控制器的信号输出端分别与所述冷冻水泵组中每台冷冻水泵的使能端相连；

所述变频器连接在所述可编程逻辑控制器与所述每台冷冻水泵之间电路上；

所述电控开关连接在所述可编程逻辑控制器与所述每台冷冻水泵之间电路上；

所述可编程逻辑控制器包括：最不利末端压差计算器、第一转速调节器、节能参数控制策略存储器、第二转速调节器和台数调节器；其中，

所述最不利末端压差计算器的信号输入端与所述压差传感器相连；

所述第一转速调节器的信号输入端与所述最不利末端压差计算器的信号输出端相连，所述第一转速调节器的信号输出端与所述变频器的使能端相连；

所述节能参数控制策略存储器的信号输入端与所述第一转速调节器相连；

所述第二转速调节器的信号输入端与所述节能参数控制策略存储器的信号输出端相连，所述第二转速调节器的信号输出端与所述变频器的使能端相连；

所述台数调节器的信号输入端与所述节能参数控制策略存储器的信号输出端相连，所述台数调节器的信号输出端与所述电控开关的使能端相连；

所述最不利末端压差计算器还包括：

回路判断子模块，用于判断所述分水器与所述集水器之间的供水管路和回水管路是构成同程回路还是构成异程回路；

压差计算子模块，所述压差计算子模块的信号输入端与所述回路判断子模块相连，所述压差计算子模块的信号输出端还与所述第一转速调节器电连接。

6.根据权利要求5所述的冷冻水泵组节能控制系统，其特征在于，所述分水器与所述集水器之间的各个空调器末端设备所在支路分别连通有自力式压差调节阀，所述自力式压差调节阀含有动态平衡电动调节阀；

所述压差传感器连通于所述自力式压差调节阀所在支路、且与所述自力式压差调节阀并联；

所述最不利末端压差计算器包括最低需求压差计算子模块，所述最低需求压差计算子模块的信号输入端与所述压差传感器相连；

第一最不利末端压差设定子模块，所述第一最不利末端压差设定子模块的信号输入端与所述最低需求压差计算子模块相连。

7.根据权利要求5所述的冷冻水泵组节能控制系统，其特征在于，所述压差传感器分别连通于所述空调器末端设备所在支路上，且与所述空调器末端设备并联，所述最不利末端压差计算器还包括：

压差优先级设定子模块，用于分布对所述分水器至所述集水器之间的每个空调器末端设备设置压差优先级；

第二最不利末端压差设定子模块，所述第二最不利末端压差设定子模块的信号输入端分别与所述压差传感器以及所述压差优先级设定子模块相连，所述第二最不利末端压差设定子模块的信号输出端与所述第一转速调节器相连。

8.根据权利要求5所述的冷冻水泵组节能控制系统，其特征在于，所述冷冻水泵组的冷冻水输出端连通有流量计，所述节能参数控制策略存储器的信号输入端与所述流量计的信号输出端相连，用于根据所述流量计获取的所述冷冻水泵组流量，计算所述冷冻水泵组的工作转速和工作台数；

所述节能参数控制策略存储器的信号输出端分别与所述第二转速调节器所述台数调节器的信号输入端相连。