空调的冷却塔控制方法、系统及空调
技术领域
本申请涉及制冷设备技术领域,特别涉及一种空调的冷却塔控制方法、系统及空调。
背景技术
中央空调的冷却塔可以通过水循环对制冷剂进行降温,即:从冷凝器出来的冷却水带有大量热量,在冷却塔中与周围环境换热,实现冷却。相关技术中,为了满足需求,对于并联的冷却塔的控制是在定频的冷却塔上通过运行台数切换的方式来满足用户需求,如果为变频的冷却塔,则通常在变频至最高频率后,如果不能满足用户需求,则进行冷却塔台数的切换。存在以下技术问题:
冷却塔有时运行较高的运行频率,有时冷却塔台数切换时机不合理,导致冷却塔运行效率低、能耗高。
发明内容
本申请旨在至少解决上述技术问题之一。
为此,本申请的一个目的在于提出一种空调的冷却塔控制方法。该方法可以在冷却塔满足用户需求的同时降低冷却塔的能耗,提升冷却塔的运行效率,从而,降低空调的能耗,节约空调使用成本。
本申请的第二个目的在于提出一种空调的冷却塔控制系统。
本申请的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
本申请的第四个目的在于提出一种空调。
为了实现上述目的,本申请的第一方面公开了一种空调的冷却塔控制方法,所述空调包括主机和多个冷却塔,所述方法包括:获取冷却塔的出水温度和冷却塔的目标出水温度之间的温差;判断所述温差的绝对值是否大于预定温差;如果所述温差的绝对值大于预定温差,则根据风机目标运行频率调节冷却塔的风机运行频率和/或运行台数,否则根据对应于所述温差的风机功率变化量、对应于所述温差的主机功率变化量和所述风机目标运行频率调节冷却塔的风机运行频率和/或运行台数。
本申请的空调的冷却塔控制方法,可以在冷却塔满足用户需求的同时降低冷却塔的能耗,提升冷却塔的运行效率,从而,降低空调的能耗,节约空调使用成本。
在一些示例中,所述如果所述温差的绝对值大于预定温差,则根据风机目标运行频率调节冷却塔的风机运行频率和/或运行台数,包括:当所述冷却塔的出水温度大于所述冷却塔的目标出水温度时,判断所述风机运行频率是否等于第一目标运行频率;如果是,则增加所述风机的运行台数,同时,降低所述风机运行频率;如果否,则提升所述风机运行频率。
在一些示例中,所述如果所述温差的绝对值大于预定温差,则根据风机目标运行频率调节冷却塔的风机运行频率和/或运行台数,还包括:当所述冷却塔的出水温度小于所述冷却塔的目标出水温度时,判断所述风机运行频率是否等于第二目标运行频率;如果是,则减少所述风机的运行台数,同时,提升所述风机的运行频率;如果否,则降低所述风机的运行频率。
在一些示例中,如果所述温差的绝对值小于或等于预定温差,根据对应于所述温差的风机功率变化量、对应于所述温差的主机功率变化量和所述风机目标运行频率调节冷却塔的风机运行频率和/或运行台数,包括:获取对应于所述温差的风机功率变化量以及对应于所述温差的主机功率变化量;判断所述风机功率变化量和所述主机功率变化量之和是否大于零;如果是,则进一步判断所述风机运行频率是否等于第二目标运行频率;如果是,则减少所述风机的运行台数,同时,提升所述风机的运行频率;如果否,则降低所述风机的运行频率。
在一些示例中,还包括:如果所述风机功率变化量和所述主机功率变化量之和小于零,则进一步判断所述风机运行频率是否等于第一目标运行频率;如果是,则增加所述风机的运行台数,同时,降低所述风机运行频率;如果否,则提升所述风机运行频率。
本申请的第二方面公开了一种空调的冷却塔控制系统,所述空调包括主机和多个冷却塔,所述系统包括:获取模块,用于获取冷却塔的出水温度和冷却塔的目标出水温度之间的温差;判断模块,用于判断所述温差的绝对值是否大于预定温差;控制模块,用于在所述温差的绝对值大于预定温差时,根据风机目标运行频率调节冷却塔的风机运行频率和/或运行台数,否则根据对应于所述温差的风机功率变化量、对应于所述温差的主机功率变化量和所述风机目标运行频率调节冷却塔的风机运行频率和/或运行台数。
本申请的空调的冷却塔控制系统,可以在冷却塔满足用户需求的同时降低冷却塔的能耗,提升冷却塔的运行效率,从而,降低空调的能耗,节约空调使用成本。
在一些示例中,所述控制模块用于在所述温差的绝对值大于预定温差且所述冷却塔的出水温度大于所述冷却塔的目标出水温度时,判断所述风机运行频率是否等于第一目标运行频率,如果是,则增加所述风机的运行台数,同时,降低所述风机运行频率,如果否,则提升所述风机运行频率。
在一些示例中,所述控制模块用于在所述温差的绝对值大于预定温差且所述冷却塔的出水温度小于所述冷却塔的目标出水温度时,判断所述风机运行频率是否等于第二目标运行频率,如果是,则减少所述风机的运行台数,同时,提升所述风机的运行频率,如果否,则降低所述风机的运行频率。
在一些示例中,所述控制模块用于在所述温差的绝对值小于或等于预定温差时,获取对应于所述温差的风机功率变化量以及对应于所述温差的主机功率变化量,并判断所述风机功率变化量和所述主机功率变化量之和是否大于零,如果是,则进一步判断所述风机运行频率是否等于第二目标运行频率,如果是,则减少所述风机的运行台数,同时,提升所述风机的运行频率,如果否,则降低所述风机的运行频率。
在一些示例中,所述控制模块还用于在所述风机功率变化量和所述主机功率变化量之和小于零时,进一步判断所述风机运行频率是否等于第一目标运行频率,如果是,则增加所述风机的运行台数,同时,降低所述风机运行频率,如果否,则提升所述风机运行频率。
本申请的第三方面公开了一种计算机可读存储介质,其上存储有空调的冷却塔控制程序,该空调的冷却塔控制程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的空调的冷却塔控制方法。
本申请的第四方面公开了一种空调,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的空调的冷却塔控制程序,所述处理器执行所述空调的冷却塔控制程序时实现上述第一方面所述的空调的冷却塔控制方法。该空调可以在冷却塔满足用户需求的同时降低冷却塔的能耗,提升冷却塔的运行效率,从而,降低空调的能耗,节约空调使用成本。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述的和/或附加的方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本申请一个实施例的空调的冷却塔控制方法的流程图;
图2是根据本申请一个实施例的空调的冷却塔控制方法中冷却塔进水温度减室外湿球温度的差值所对应的冷却塔出水温度的示意图;
图3是根据本申请一个实施例的空调的冷却塔控制方法中当室外湿球温度和冷却塔进水温度不变、冷却水流量不变时并联的冷却塔的风机功率和冷却塔逼近度的关系图;
图4是根据本申请另一个实施例的空调的冷却塔控制方法的流程图。
图5是根据本申请一个实施例的空调的冷却塔控制系统的结构框图。
附图标记说明:
空调的冷却塔控制系统500、获取模块510、判断模块520以及控制模块530。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以下结合附图描述根据本申请实施例的空调的冷却塔控制方法、系统及空调。
在描述根据本申请实施例的空调的冷却塔控制方法、系统及空调之前,首先对空调进行说明,在以下描述中,空调为中央空调,包括主机和多个冷却塔,具体来说,中央空调主要由三大部分组成:制冷主机、空调水系统和空调风系统。其中,水系统中的冷却水系统包括冷却水回路和冷却塔回路两部分,冷却水回路中,冷凝器的供水由水泵传送,实现冷却回水与制冷剂的热交换。冷却塔回路中,从冷凝器出来的冷却水带有大量热量,在冷却塔中与周围环境换热,实现冷却。
图1是根据本申请实施例的空调的冷却塔控制方法的流程图。如图1所示,根据本申请一个实施例的空调的冷却塔控制方法,包括如下步骤:
S101:获取冷却塔的出水温度和冷却塔的目标出水温度之间的温差。
其中,冷却塔的出水温度=湿球温度+冷却塔逼近温度。
具体地说,为了让冷却塔充分发挥冷却能力,以冷却塔的目标出水温度控制冷却塔台数及风机转速,如图2所示,为冷却塔进水温度减室外湿球温度的差值所对应的冷却塔的出水温度。而在相同水流量下,随着冷却塔进水温度减室外湿球温度的差值的升高,冷却塔的出水温度也随之变化,其逼近温度变化直接受冷却塔进水温度减室外湿球温度的差值的影响。
冷却塔的逼近温度随冷却塔进水温度减室外湿球温度的差值的增大而增大,两者呈现显著的线性关系,即:可以将逼近温度表示为冷却塔进水温度减室外湿球温度的差值的函数,其函数表示为:冷却塔逼近温度=a(M水/M风)^X*(冷却塔进水温度-湿球温度-b),其中系数a、b、X由冷却塔的型号确定,其中,a>0且b>0,因此,冷却塔的控制采用冷却塔逼近温度控制,而冷却塔的出水温度=湿球温度+冷却塔逼近温度。
S102:判断温差的绝对值是否大于预定温差。
例如:预定温差为3度。
S103:如果温差的绝对值大于预定温差,则根据风机目标运行频率调节冷却塔的风机运行频率和/或运行台数,否则根据对应于温差的风机功率变化量、对应于温差的主机功率变化量和风机目标运行频率调节冷却塔的风机运行频率和/或运行台数。
在本申请的一个实施例中,如果温差的绝对值大于预定温差,则根据风机目标运行频率调节冷却塔的风机运行频率和/或运行台数,包括:当所述冷却塔的出水温度大于所述冷却塔的目标出水温度时,判断所述风机运行频率是否等于第一目标运行频率;如果是,则增加所述风机的运行台数,同时,降低所述风机运行频率;如果否,则提升所述风机运行频率。
进一步地,如果所述温差的绝对值大于预定温差,则根据风机目标运行频率调节冷却塔的风机运行频率和/或运行台数,还包括:当所述冷却塔的出水温度小于所述冷却塔的目标出水温度时,判断所述风机运行频率是否等于第二目标运行频率;如果是,则减少所述风机的运行台数,同时,提升所述风机的运行频率;如果否,则降低所述风机的运行频率。
如图3所示,当室外湿球温度和冷却塔进水温度不变,冷却水流量也不变时,并联冷却塔的风机功率和冷却塔逼近度的关系如图3所示。因为风机风量与功率的三次方成正比,因此,对于相同型号的并联冷却塔,多台并联的冷却塔总风量在相同总功率下,一定比单台冷却塔在相同功率下的风量大。
如果当冷却塔需要升高风挡的时候总是等已运行冷却塔频率升高到满频如50HZ,再投入多一台冷却塔,会造成能源的浪费。因此,切换冷却塔的时候就存在一个最佳切换频率,冷却塔的减塔切换频率为冷却塔风机运行频率下限(即:第二目标运行频率,如冷却塔风机的最低运行频率),其中,冷却塔风机的最低运行频率由冷却塔风机选型决定,冷却塔加塔切换频率X(即:第一目标运行频率)可以由以下公式求出:
其中,X为冷却塔的加塔切换频率,即:第一目标运行频率,n-1为当前冷却塔运行台数,A为冷却塔风机运行频率下限(即:第二目标运行频率)。
如图4所示,当冷却塔出水温度大于(TwcS+ΔT,即:预定温差,其中,TwcS为冷却塔的目标出水温度)时,冷却风机开始投入运行,并根据控制TwcS控制冷却塔风机的运行。冷却风机的控制如下:
每间隔预定时间(如5分钟)检测一次当前的冷却塔出水温度,并与冷却塔的目标出水温度TwcS进行比较,当前冷却塔出水温度>(TwcS+ΔT)时,检测冷却塔风机当前运行频率是否等于如果不等于,则增加风机频率如1HZ,然后返回冷却塔出水温度与冷却塔目标出水温度TwcS的比较检测,如果冷却塔风机当前运行频率等于继续判定冷却塔关闭台数是否大于等于1,若大于等于1则开启多1台冷却塔,并令所有开启冷却塔的风机频率运作在最低频率,然后返回冷却塔出水温度与冷却塔目标出水温度TwcS的比较检测,如果冷却塔关闭台数小于1,则维持冷却塔当前运行状态,然后返回冷却塔出水温度与冷却塔目标出水温度TwcS的比较检测。
当前冷却塔出水温度<(TwcS-ΔT)时,检测冷却塔风机当前运行频率是否等于最小运行频率,如果不等于则降低风机频率如1HZ,然后返回冷却塔出水温度与冷却塔目标出水温度TwcS的比较检测,如果冷却塔风机当前运行频率等于最小运行频率,继续判定冷却塔开启台数是否大于1,如果大于1,则关闭1台冷却塔,并令所有开启冷却塔的风机频率为然后返回冷却塔出水温度与冷却塔目标出水温度TwcS的比较检测,如果冷却塔关闭台数小于等于1,则维持冷却塔当前运行状态,然后返回冷却塔出水温度与冷却塔目标出水温度TwcS的比较检测。
在本申请的一个实施例中,如果温差的绝对值小于或等于预定温差,根据对应于温差的风机功率变化量、对应于温差的主机功率变化量和风机目标运行频率调节冷却塔的风机运行频率和/或运行台数,包括:获取对应于所述温差的风机功率变化量以及对应于所述温差的主机功率变化量;判断所述风机功率变化量和所述主机功率变化量之和是否大于零;如果是,则进一步判断所述风机运行频率是否等于第二目标运行频率;如果是,则减少所述风机的运行台数,同时,提升所述风机的运行频率;如果否,则降低所述风机的运行频率。
进一步地,还包括:如果所述风机功率变化量和所述主机功率变化量之和小于零,则进一步判断所述风机运行频率是否等于第一目标运行频率;如果是,则增加所述风机的运行台数,同时,降低所述风机运行频率;如果否,则提升所述风机运行频率。
其中,实时计算冷却塔的出水温度每降低一度需要增加的风机功率和减少的主机功率之和,当冷却塔出水温度每降低一度需要增加的风机功率减去减少的主机功率之差小于0的时候风机档位持续增大,当冷却塔出水温度每降低一度需要增加的风机功率减去减少的主机功率之差大于0的时候风机档位持续减小,当冷却塔出水温度每降低一度需要增加的风机功率减去减少的主机功率之差等于0的时候,风挡维持不变。相同室外湿球温度和主机负荷下,冷却塔出水温度每降低一度需要增加的风机功率和减少的主机功率可以由历史运行数据习得。
再次结合图4,当(TwcS-ΔT)≤冷却塔出水温度≤(TwcS+ΔT)时,判定ΔP风+ΔP主是否大于0,当ΔP风+ΔP主>0时,检测冷却塔风机当前运行频率是否等于最小运行频率,如果不等于,则降低风机频率如1HZ,然后返回冷却塔出水温度与冷却塔目标出水温度TwcS的比较检测,如果冷却塔风机当前运行频率等于最小运行频率,继续判定冷却塔开启台数是否大于1,如果大于1则关闭1台冷却塔,并令所有开启冷却塔的风机频率为然后返回冷却塔出水温度与冷却塔目标出水温度TwcS的比较检测,若冷却塔关闭台数小于等于1,则维持冷却塔当前运行状态,然后返回冷却塔出水温度与冷却塔目标出水温度TwcS的比较检测。
当ΔP风+ΔP主<0时,检测冷却塔风机当前运行频率是否等于如果不等于,则增加风机频率1HZ,然后返回冷却塔出水温度与冷却塔目标出水温度TwcS的比较检测,如果冷却塔风机当前运行频率等于继续判定冷却塔关闭台数是否大于等于1,如果大于等于1则开启多1台冷却塔,并令所有开启冷却塔的风机频率运作在最低频率,然后返回冷却塔出水温度与冷却塔目标出水温度TwcS的比较检测,如果冷却塔关闭台数小于1,则维持冷却塔当前运行状态,然后返回冷却塔出水温度与冷却塔目标出水温度TwcS的比较检测。
当ΔP风+ΔP主=0时,冷却塔维持当前状态,然后返回冷却塔出水温度与冷却塔目标出水温度TwcS的比较检测。
ΔP风+ΔP主为冷却塔出水温度每降低一度风机功率变化量和主机功率变化量之和,在相同室外条件和主机负荷下,可以由历史运行数据得到。
根据本申请实施例的空调的冷却塔控制方法,可以在冷却塔满足用户需求的同时降低冷却塔的能耗,提升冷却塔的运行效率,从而,降低空调的能耗,节约空调使用成本。
图5是根据本申请一个实施例的空调的冷却塔控制系统的结构框图。如图5所示,根据本申请一个实施例的空调的冷却塔控制系统500,包括:获取模块510、判断模块520和控制模块530。
其中,获取模块510用于获取冷却塔的出水温度和冷却塔的目标出水温度之间的温差。判断模块520用于判断所述温差的绝对值是否大于预定温差。控制模块530用于在所述温差的绝对值大于预定温差时,根据风机目标运行频率调节冷却塔的风机运行频率和/或运行台数,否则根据对应于所述温差的风机功率变化量、对应于所述温差的主机功率变化量和所述风机目标运行频率调节冷却塔的风机运行频率和/或运行台数。
在本申请的一个实施例中,所述控制模块530用于在所述温差的绝对值大于预定温差且所述冷却塔的出水温度大于所述冷却塔的目标出水温度时,判断所述风机运行频率是否等于第一目标运行频率,如果是,则增加所述风机的运行台数,同时,降低所述风机运行频率,如果否,则提升所述风机运行频率。
在本申请的一个实施例中,所述控制模块530用于在所述温差的绝对值大于预定温差且所述冷却塔的出水温度小于所述冷却塔的目标出水温度时,判断所述风机运行频率是否等于第二目标运行频率,如果是,则减少所述风机的运行台数,同时,提升所述风机的运行频率,如果否,则降低所述风机的运行频率。
在本申请的一个实施例中,所述控制模块530用于在所述温差的绝对值小于或等于预定温差时,获取对应于所述温差的风机功率变化量以及对应于所述温差的主机功率变化量,并判断所述风机功率变化量和所述主机功率变化量之和是否大于零,如果是,则进一步判断所述风机运行频率是否等于第二目标运行频率,如果是,则减少所述风机的运行台数,同时,提升所述风机的运行频率,如果否,则降低所述风机的运行频率。
在本申请的一个实施例中,所述控制模块530还用于在所述风机功率变化量和所述主机功率变化量之和小于零时,进一步判断所述风机运行频率是否等于第一目标运行频率,如果是,则增加所述风机的运行台数,同时,降低所述风机运行频率,如果否,则提升所述风机运行频率。
根据本申请实施例的空调的冷却塔控制系统,可以在冷却塔满足用户需求的同时降低冷却塔的能耗,提升冷却塔的运行效率,从而,降低空调的能耗,节约空调使用成本。
需要说明的是,本申请实施例的空调的冷却塔控制系统的具体实现方式与本申请实施例的空调的冷却塔控制方法的具体实现方式类似,具体请参见方法部分的描述,为了减少冗余,此处不做赘述。
进一步地,本申请的实施例公开了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其上存储有空调的冷却塔控制程序,该空调的冷却塔控制程序被处理器执行时实现上述的空调的冷却塔控制方法。
进一步地,本申请的实施例公开了一种空调,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的空调的冷却塔控制程序,所述处理器执行所述空调的冷却塔控制程序时实现上述实施例的空调的冷却塔控制方法。该空调可以在冷却塔满足用户需求的同时降低冷却塔的能耗,提升冷却塔的运行效率,从而,降低空调的能耗,节约空调使用成本。
另外,根据本申请实施例的空调的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的,为了减少冗余,此处不做赘述。
上述非临时性计算机可读存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(Read Only Memory;以下简称:ROM)、可擦式可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory;以下简称:EPROM)或闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括——但不限于——无线、电线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LocalArea Network;以下简称:LAN)或广域网(Wide Area Network;以下简称:WAN)连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同限定。