CN110764848B - 基于相等边际效能法则的空调机房群控策略 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于相等边际效能法则的空调机房群控策略，涉及中央空调控制技术领域，以解决现有技术中存在冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机效率低的技术问题。该方法包括记录设备功率，分别对设备施加相同功率增量，以检测效率值并根据效率值排序，对效率最高的设备进行功率加载调节、效率最低的设备进行功率减载调节，以实现调节后的两个设备的冷量增量绝对值相等，循环上述过程以使任意设备和其他设备的功率增量与冷量输出增量的比值相等。本方法将各设置之间的运行关联，作为整体实施功率主动控制，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及中央空调控制技术领域，尤其是涉及一种基于相等边际效能法则的空调机房群控策略。
背景技术
典型建筑的能耗中，中央空调的能耗占整个建筑能耗的60%以上，而在中央空调系统中，主要的能耗为冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机的能耗。如果自控装置能够使空调机房的设备在满足舒适度的情况下大幅提高空调机房整体之综合效率，那么降低建筑电耗的目标将是可期待的。
然而，传统的中央空调机房群控系统在对上述四种设备的控制中，主要是依赖三个独立PID回路，即冷水机组-冷冻水温度PID控制回路，冷却塔-冷却水温度PID控制回路，冷冻泵-压差PID控制回路。这四种设备之间并没有统一协调控制。从数学角度看，三个等式是不能解决四个变量之间的优化关系的。也就是说，传统机房集控系统并没有从根本上解决四种设备之间的能耗关联的问题。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
传统的中央空调机房群控系统中，冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机独立运行，优化效果差，运行效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于相等边际效能法则的空调机房群控策略，以解决现有技术中存在的中央空调机房群控系统中，冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机独立运行，优化效果差，运行效率低的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果（运行可靠、优化效果好、效率高）详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的基于相等边际效能法则的空调机房群控策略，系统总制冷量一定时，包括以下步骤：
A、记录：分别记录冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机的当前设备状态；
B、效率检测：对冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机中的其中一个设备以设定的功率增量进行加载，并在加载过程中检测对应设备的功率增量调节的效率值，之后解除加载，并在解除加载后对另一个设备进行加载，并在加载过程中检测对应设备的功率增量调节的效率值，之后解除加载，以此类推，对各个设备完成效率值检测；
C、调节：对各个设备检测出的增量调节的效率值结果进行排序，对冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机中效率最高的设备进行功率加载调节、效率最低的设备进行功率减载调节，以实现调节后的两个设备的冷量增量绝对值相等；
D、循环：循环步骤A、B、C的过程，直至冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机中的任意一个设备的功率增量与冷量输出增量的比值和其它设备的功率增量与冷量输出增量的比值均相等。
优选地，步骤B中，对同一个设备功率增量进行加载后，延时设定时间，之后解除加载。
优选地，步骤A中，当前设备状态包括当前设备功率和当前设备状态下的空调机房系统的总冷量输出。
优选地，冷水机组设置为变频/非变频机组，冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机均设置有变频器。
优选地，冷水机组设置为至少一台。
本发明提供的基于相等边际效能法则的空调机房群控策略，与现有技术相比，本发明是把整个空调机房作为一个整体实施的功率主动控制，采用基于相等边际效能法则的循环控制技术，当同样的额外功率增量作用于冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机并且其导致的冷量输出增量相等时，这时系统的总能耗是最低。
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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是基于相等边际效能法则的空调机房群控策略的效率检测流程示意图；
图2是基于相等边际效能法则的空调机房群控策略的各设备调节流程示意图。
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，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明应用于包括有冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔的中央空调机房中，基于相等边际效能法则的LOOP控制理念，当同样的额外功率增量作用于冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔，并且其导致的冷量输出增量相等时，空调机房系统的总能耗最低，综合制冷能效SCOP值最小。
本方案是将整个空调机房作为一个整体，实施的功率主动控制，中央空调的控制系统有权分配功率输入给机房内的冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔，能够对任意设备的负载或转速进行主动（前馈）控制，不断优化各设备功率之间的比例关系，以解决空调机房内各设备之间相互关联的问题。
具体而言，如图1-2所示，系统总制冷量一定时，包括以下步骤：
A、记录：
分别记录当前冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机的设备功率和空调机房系统的当前总冷量输出。
B、效率检测：
对冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机中的其中一个设备以设定的功率增量进行加载，并在加载过程中检测对应设备加载后的功率和空调机房系统总冷量输出，并计算出当前设备增量调节的效率（COP）值，之后解除加载，并在解除加载后对另一个设备进行加载，并在加载过程中检测对应设备加载后的功率和空调机房系统总冷量输出，并计算出当前设备增量调节的效率（COP）值，之后解除加载，以此类推，对各个设备完成检测。
设备加载后的整个空调机房系统的总冷量输出减去设备加载前的整个空调机房系统的总冷量输出得到调节后的冷量增量⊿Q，设备功率增量设置为⊿N，当前设备增量调节的效率（COP）值为COP=⊿N/⊿Q。
C、各设备调节：
对各个设备检测出的增量调节的效率（COP）值结果进行排序，对冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机中效率最高的设备进行功率加载调节、效率最低的设备进行功率减载调节，以实现调节后的两个设备的冷量增量绝对值相等，确保该时刻的总冷量输出不变。COP值最大，效率最低；COP值最小，效率最高，增量调节的效率值排序处于中间的两种设备空调机机房系统不进行干预。
D、循环：
循环步骤A、B、C的过程，直至冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机中的任意一个设备的功率增量与冷量输出增量的比值和其它设备的功率增量与冷量输出增量的比值均相等，即达到“相等边际”，从而获得最佳的机房综合能效。
在步骤B中，对同一个设备功率增量进行加载后，延时设定时间，之后解除加载，延时设定时间不小于空调机房系统检测出当前设备增量调节的效率（COP）值所需要的时间。
在步骤C中，由于两种设备的效率不同，加载功率总是小于减载功率，因此，机房的总功率是下降的。
作为可选地实施方式，冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机中的任意一个设备的功率和整个系统的总冷量输出能够随时记录，以方便调节各个设备的运行状态。同时，各设备的功率增量是否递减、递减的幅度都与逼近“相等边际”的快慢有关，应视具体情况进行设定。
当系统制冷量增加或减小时，控制系统就会在满足冷量需求的前提下，以同样的方法重新逐步调节各设备的功率，直到再次达到新的“均衡”，获得“相等边际”。
作为可选地实施方式冷水机组设置为变频/非变频机组，冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机均设置有变频器。冷水机组设置为至少一台。
为方便理解，举例如下：
LOOP1
第一步：分别检测各设备增量调节效率并排序
第二步：对效率最低（COP最大）冷却水泵进行减载调节，同时对效率最高（COP最小）冷水机组进行加载调节，调节结果如下：
LOOP2
第一步：分别检测各设备增量调节效率并排序
第二步：对效率最低（COP最大）冷却塔风机进行减载调节，同时对效率最高（COP最小）冷水机组进行加载调节，调节结果如下：
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (1)
1.基于相等边际效能法则的空调机房群控策略，其特征在于，系统总制冷量一定时，包括以下步骤：
A、记录：分别记录冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机的当前设备状态；
B、效率检测：对冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机中的其中一个设备以设定的功率增量进行加载，并在加载过程中检测对应设备加载后的功率和空调机房系统总冷量输出，并计算出当前设备增量调节的效率值，之后解除加载，并在解除加载后对另一个设备进行加载，并在加载过程中检测对应设备加载后的功率和空调机房系统总冷量输出，并计算出当前设备增量调节的效率值，之后解除加载，以此类推，对各个设备完成检测，所述冷水机组设置为至少一台，冷水机组设置为变频/非变频机组，冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机均设置有变频器；
设备加载后的整个空调机房系统的总冷量输出减去设备加载前的整个空调机房系统的总冷量输出得到调节后的冷量增量⊿Q，设备功率增量设置为⊿N，当前设备增量调节的效率值为COP=⊿N/⊿Q
在所述步骤B中，对同一个设备功率增量进行加载后，延时设定时间，之后解除加载，延时设定时间不小于空调机房系统检测出当前设备增量调节的效率值所需要的时间；
C、调节：对各个设备检测出的增量调节的效率值结果进行排序，对冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机中效率最高的设备进行功率加载调节、效率最低的设备进行功率减载调节，以实现调节后的两个设备的冷量增量绝对值相等，确保该时刻的总冷量输出不变，效率值最大，效率最低；效率值最小，效率最高，增量调节的效率值排序处于中间的两种设备空调机机房系统不进行干预；
步骤A中，当前设备状态包括当前设备功率和当前设备状态下的空调机房系统的总冷量输出；
循环：循环步骤A、B、C的过程，直至冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机中的任意一个设备的功率增量与冷量输出增量的比值和其它设备的功率增量与冷量输出增量的比值均相等。
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Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113543586B (zh) * | 2021-06-23 | 2024-06-28 | 中天通信技术有限公司 | 数据中心散热系统 |
| CN118195558B (zh) * | 2024-05-20 | 2024-08-06 | 济宁海富光学科技有限公司 | 一种加工中心设备关联控制系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007187342A (ja) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Daikin Ind Ltd | 空気調和機群制御装置 |
| CN103941591A (zh) * | 2008-10-31 | 2014-07-23 | 优化能源有限公司 | 用以控制能量消耗效率的系统和方法 |
| CN105115113A (zh) * | 2015-09-22 | 2015-12-02 | 山东广成节能科技有限公司 | 一种中央空调机房能效优化系统 |
| CN105299846A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-02-03 | 成都凯莱特科技有限公司 | 一种基于全局关联优化的机房群控装置及其控制方法 |
| WO2016197849A1 (zh) * | 2015-06-09 | 2016-12-15 | 邻元科技（北京）有限公司 | 控制方法、冷机系统、冷机控制器、冷却塔系统、冷却塔控制器、水泵系统和水泵控制器 |
| CN106545930A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-03-29 | 广东汉维科技有限公司 | 一种高效节能中央空调机房及节能方法 |
| CN109631282A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-16 | 深圳市紫衡技术有限公司 | 一种中央空调系统控制方法及其系统、设备、存储介质 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9760957B2 (en) * | 2013-07-17 | 2017-09-12 | Carnegie Mellon University | Distributed methods and software for balancing supply and demand in an electric power network |
| CN104633857B (zh) * | 2014-10-16 | 2018-04-10 | 联和环保科技有限公司 | 一种空调节能优化控制方法及装置 |
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007187342A (ja) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Daikin Ind Ltd | 空気調和機群制御装置 |
| CN103941591A (zh) * | 2008-10-31 | 2014-07-23 | 优化能源有限公司 | 用以控制能量消耗效率的系统和方法 |
| WO2016197849A1 (zh) * | 2015-06-09 | 2016-12-15 | 邻元科技（北京）有限公司 | 控制方法、冷机系统、冷机控制器、冷却塔系统、冷却塔控制器、水泵系统和水泵控制器 |
| CN105115113A (zh) * | 2015-09-22 | 2015-12-02 | 山东广成节能科技有限公司 | 一种中央空调机房能效优化系统 |
| CN105299846A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-02-03 | 成都凯莱特科技有限公司 | 一种基于全局关联优化的机房群控装置及其控制方法 |
| CN106545930A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-03-29 | 广东汉维科技有限公司 | 一种高效节能中央空调机房及节能方法 |
| CN109631282A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-16 | 深圳市紫衡技术有限公司 | 一种中央空调系统控制方法及其系统、设备、存储介质 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| 翁政军 ; .全变频冷冻站技术在上海某商办楼项目中的应用.山西建筑.2017,(27),参见160-161页. * |
| 董奇 ; 姜卫东 ; 史洪伟 ; .全变频冷冻站及其控制策略-Hartman Loop~(TM)介绍.制冷技术.2007,(04),参见论文第26-28页. * |
| 蒋小强 ; 黄桦 ; .能源审计在既有中央空调节能改造中的应用.节能.2013,(03),全文. * |
| 马利英 ; 陈焰华 ; .制冷站变流量系统节能控制方法回顾与分析.暖通空调.2009,(06),参见论文第67-73页. * |
| 黄艺新 ; 张九根 ; 杨伟斌 ; 陈奇 ; .基于Trnsys的冷水机组群控设计与节能分析.科技通报.2016,(04),全文. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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