CN110195928A - 一种高效节能型动力站冷水机组加减载控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高效节能型动力站冷水机组加减载控制系统，包括冷却塔、冷却泵、冷水机组、冷却水出水温度传感器、冷却水进水温度传感器、室外湿球温度传感器、冷冻泵、末端设备，所述冷却塔出水口与冷水机组一次侧回路进水口连接，冷水机组一次侧回路出水口与冷却泵的输入端连接，冷却泵的输出端与冷却塔入水口连接，冷水机组二次侧回路出水口与冷冻泵的输入端连接，冷冻泵的输出端连接末端设备输入端，末端设备输出端与冷水机组二次侧回路进水口连接。通过本发明，以解决现有技术存在的冷水机组控温效果差，效率低下，浪费能源的问题。
Description
技术领域
本发明涉及工业厂房动力系统自动控制技术领域，具体地说涉及一种高效节能型动力站冷水机组加减载控制系统。
背景技术
现如今，为响应国家节能减排战略号召，可再生能源得到了人们越来越多的重视。在大型公共建筑、工业厂房中，空调制冷系统占据了建筑物内部能量消耗的很大比例。目前空调系统对冷水机组的控制简单、操作不便、控温效果不理想。冷水机组作为空调系统制冷源，冷却水水温的变化对冷机的COP值影响很大，在最不利能效工况下运行，电能浪费和产出冷量将不能满足末端系统的需求。在动力站冷水机组控制系统中央冷源系统设备的控制与管理中，主要目的在于将中央冷源系统内的各种机电设备的信息进行分析、归类、处理，采用最优化的控制手段，对各机电设备进行集中监控和管理，保证系统充分运行，并达到最佳的运行工况，使系统的投资能得到良好的回报。
发明内容
本发明提供一种高效节能型动力站冷水机组加减载控制系统，以解决现有技术存在的冷水机组运行于最不利能效工况下，控温效果差，效率低下，造成电能浪费的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种高效节能型动力站冷水机组加减载控制系统，包括冷却塔、冷却泵、冷水机组、冷却水出水温度传感器、冷却水进水温度传感器、室外湿球温度传感器、冷冻泵、末端设备，所述冷却塔出水口与冷水机组一次侧回路进水口连接，冷水机组一次侧回路出水口与冷却泵的输入端连接，冷却泵的输出端与冷却塔入水口连接，冷水机组二次侧回路出水口与冷冻泵的输入端连接，冷冻泵的输出端连接末端设备输入端，末端设备输出端与冷水机组二次侧回路进水口连接，室外湿球温度传感器安装于室外朝南墙壁上。
所述冷却塔的输入口上设置冷却水出水温度传感器，冷却塔的输出口上设置冷却水进水温度传感器。
所述冷水机组一次侧回路出水口处设置冷水机组冷却水开关阀门，冷水机组二次侧回路出水口处设置冷水机组冷冻水开关阀门。
所述冷却塔进水管上设置有反冲洗装置。
本发明带来的有益效果：与现有技术相比，本发明的冷水机组群控加/减载控制策略可以实现定频变频冷水机组，在不同温度冷却水、不同制冷量(负荷)下，通过控制冷水机组的启停数量，达到最佳COP值，实现最低的系统能耗。
附图说明
图1是根据本发明实施例的高效节能型动力站冷水机组加减载控制系统的结构示意图
图2是根据本发明实施例的定频冷水机组负荷变化仿真曲线图
图3是根据本发明实施例的变频冷水机组负荷变化仿真曲线图
图4是根据本发明实施例的定频冷水机组冷却水温变化仿真曲线图
图5是根据本发明实施例的变频冷水机组冷却水温变化仿真曲线图
图6是根据本发明实施例的定频冷水机组台数控制示意图
图7是根据本发明实施例的变频冷水机组台数控制示意图
其中，1-冷却塔，2-冷却泵，3-冷水机组，4-冷却水出水温度传感器，5-冷却水进水温度传感器，6-室外湿球温度传感器，7-冷冻泵，8-末端设备，9-冷水机组冷却水开关阀门，10-冷水机组冷冻水开关阀门，11-反冲洗装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。
图1是根据本发明实施例的高效节能型动力站冷水机组加减载控制系统的结构示意图。如图1所示，动力站冷水机组有定频离心冷水机组和变频离心冷水机组。定频离心冷水机组与变频离心冷水机组在不同冷却水温下负荷变化对冷水机组COP的影响，以1000Ton冷水机组在冷冻水出水温度7℃，回水温度12℃工况下，E-CAT软件仿真得出如图2与图3。
当冷冻水出水温度7℃，回水温度12℃，冷却水进水温度32℃，回水温度37℃，冷水机组运行在标准工况下。由图2图3可知：
(1)冷水机组运行在标准工况下，无论是满负荷还是部分负荷，变频冷水机组与定频冷水机组COP都接近。
(2)冷水机组的运行工况偏离(低于)设计工况，即冷水机组冷却水温度低于32℃的工况下，无论是在满负荷还是部分负荷，变频冷水机组的COP都高于定频冷水机组。同时，冷却水温的变化对冷水机组的COP值影响很大。
第一实施例：设置冷水机组制冷量(负荷)为80％，冷却水温度从32℃降低至24℃。如图2，定频冷水机组从B点至A点，COP值从5.75升至6.54，提高了14％效率。如图3，变频冷水机组从D点至C点，COP值从5.52升至8.13。提高了47％效率。
定频离心冷水机组与变频离心冷水机组在不同负荷下，冷却水温度变化对冷水机组COP的影响比较，以1000Ton冷水机组在冷冻水出水温度7℃，回水温度12℃工况下，E-CAT软件仿真得出如图4与图5，可知：
(1)冷水机组随着冷却水温度的降低，COP值增大。
(2)变频冷水机组随着冷却水温度的降低，其COP值的增大幅度远超过定频冷水机组COP值的增大幅度。
(3)无论是定频冷水机组还是变频冷水机组，负荷的变化对冷水机组的COP值影响有限。
第二实施例：如图4，定频冷水机组运行于26℃冷却水工况，从B点(50％负荷)升高至A点(100％负荷)，其COP值从5.85升至6.37，提高了9％效率。
如图5，变频冷水机组运行于26℃冷却水工况，从D点(50％负荷)升高至C点(90％负荷)，COP值从6.71升至7.4，提高了10％效率。
进一步地，定频冷水机组群控加/减载控制策略：
从图6可看出，定频冷水机组在满负荷时的COP值是最优的，所以群控的增机策略主要是：当一台冷水机组制冷量(负荷)达到100％时，如仍有制冷量需求，延时后再增开第二台冷水机组。
变频冷水机组群控加/减载控制策略：
从图7可看出，4台1000Ton的变频冷水机组满负荷运行，可提供4000Ton冷量，耗能495x4＝1980KW。如有5台变频冷水机组80％负荷运行，也可提供4000Ton冷量，但能耗仅为345x5＝1725KW。在这种情况下，多运行一台冷水机组更节能。
如此一来，冷水机组群控加/减载控制策略，在变频冷机运行在远离设计工况及部分负荷时，其COP值大于满负荷时COP值，所以需修改原群控策略。
实时计量冷水机组的制冷量(负荷)及冷却水温度，并在控制器中内置这组冷水机组在不同冷却水温度、负荷下的COP曲线。通过实测计算值与曲线比较，来判断在当前的工况下，运行几台冷水机组，系统能耗最低。系统通过控制器发送命令给冷水机组控制机组启停(增机/减机)。
综上所述，本发明提供一种高效节能型动力站冷水机组加减载控制系统，一方面，无论是定频冷水机组还是变频冷水机组，负荷的变化对冷水机组的COP值影响有限，但冷却水温度的变化对冷水机组的COP值影响很大。冷却水温度越低，COP值越大。冷却水温度越低，无论是在满负荷还是部分负荷，变频冷水机组的COP都高于定频冷水机组。变频冷水机组随着冷却水温度的降低，其COP值的增大幅度远超过定频冷水机组COP值的增大幅度。另一方面，冷水机组群控加/减载控制策略可以实现定频变频冷水机组，在不同温度冷却水、不同制冷量(负荷)下，系统打开几台冷水机组，达到最佳COP值，实现最低的系统能耗。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (4)
1.一种高效节能型动力站冷水机组加减载控制系统，包括冷却塔(1)、冷却泵(2)、冷水机组(3)、冷却水出水温度传感器(4)、冷却水进水温度传感器(5)、室外湿球温度传感器(6)、冷冻泵(7)、末端设备(8)，其特征在于：所述冷却塔(1)出水口与冷水机组(3)一次侧回路进水口连接，冷水机组(3)一次侧回路出水口与冷却泵(2)的输入端连接，冷却泵(2)的输出端与冷却塔(1)入水口连接，冷水机组(3)二次侧回路出水口与冷冻泵(7)的输入端连接，冷冻泵(7)的输出端连接末端设备(8)输入端，末端设备(8)输出端与冷水机组(3)二次侧回路进水口连接，室外湿球温度传感器(6)安装于室外朝南墙壁上。
2.如权利要求1所述的高能效动力站自然冷却控制系统，其特征在于，所述冷却塔(1)的输入口上设置冷却水出水温度传感器(4)，冷却塔(1)的输出口上设置冷却水进水温度传感器(5)。
3.如权利要求1所述的高能效动力站自然冷却控制系统，其特征在于，所述冷水机组(3)一次侧回路出水口处设置冷水机组冷却水开关阀门(9)，冷水机组(3)二次侧回路出水口处设置冷水机组冷冻水开关阀门(10)。
4.如权利要求1所述的高能效动力站自然冷却控制系统，其特征在于，所述冷却塔(1)进水管上设置有反冲洗装置(11)。
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