CN110953686A - 空调系统的控制方法及空调 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空调系统的控制方法及空调，包括步骤：在每一个控制周期内获取当前的用户总需求，计算得到所述空调系统的负荷，并生成每一个数学组合元素在当前运行中的负荷与能效对应关系的性能曲线；生成具有所有性能曲线的能效负荷图，以性能曲线相互交叉的点为分隔点将能效负荷图分成多个负荷区；根据所述负荷选择对应负荷区中能效最高的性能曲线所对应的数学组合元素对应的主机运行。本发明可获得最优临界点对机组进行加减载，使机组始终运行在高效区间，使空调系统高效节能，同时能够使空调系统实时准确的基于最优负荷运行，解决冷水机组长时间运行导致的机组能效、制冷量下降引起的机组运行不节能、控制策略不当等问题。
Description
技术领域
本发明涉及空调领域，特别是涉及一种空调系统的控制方法及空调。
背景技术
随着空调系统冷水机组的逐年运行，由于各用户很少注重冷水机组的保养，以及平时使用不当，冷水机组满载额定制冷量会减少，达到特定冷冻供水温度所需能耗更大。这与最初的空调系统设计方案所需能效指标有所出入，无法在对应负荷下运行能效比最佳的主机，导致运行效率降低。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中无法在对应负荷下运行能效比最佳的主机的技术问题，提出一种空调系统的控制方法及空调。
本发明采用的技术方案是：
本发明提出了一种空调系统的控制方法，包括步骤：
列出空调系统中所有并联的主机的数学组合元素；
在每一个控制周期内获取当前的用户总需求，计算得到所述空调系统的负荷，并生成每一个数学组合元素对应的主机在当前运行中的负荷与能效对应关系的性能曲线；
生成具有所有性能曲线的能效负荷图，以性能曲线相互交叉的点为分隔点将能效负荷图分成多个负荷区；
根据所述负荷选择对应负荷区中能效最高的性能曲线所对应的数学组合元素对应的主机运行。
进一步的，若当前控制周期中得到的所述空调系统的负荷位于所述分隔点处时，获取同时段的历史控制周期中下一时段的控制周期的历史用户总需求对应的空调系统的负荷，根据所述历史用户总需求对应的空调系统的负荷切换到对应的负荷区，选择能效最高的性能曲线所对应的数学组合元素对应的主机运行。
具体的，所述性能曲线基于机组性能数据库生成。所述机组性能数据库中的数据包括在预定冷冻水出水温度时不同负荷下各主机的性能参数。在空调系统的运行过程中采集机组的运行参数，根据所述运行参数更新所述机组性能数据库中对应的性能参数。
运行参数或性能参数包括：负荷，制冷量，运行能效，功率，蒸发器出水温度、蒸发器进水温度、蒸发器水流量、蒸发器水压降、冷凝器出水温度、冷凝器进水温度、冷凝器水流量、冷凝器水压降。
优选地，所述主机包括变频主机和/或定频主机。
本发明还提出一种空调，使用上述的控制方法运行。
优选地，所述空调为冷水机组。
与现有技术比较，本发明可获得最优临界点，对机组进行加减载，使机组始终运行在高效区间，使空调系统高效节能，同时能够使空调系统实时准确的基于最优负荷运行，解决冷水机组长时间运行导致的机组能效、制冷量下降引起的机组运行不节能、控制策略不当等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程图；
图2为本发明实施例中的能效负荷图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。
如图1所示，本发明提出了一种空调系统的控制方法，包括步骤：列出空调系统中所有并联的主机的数学组合元素；在每一个控制周期内获取当前的用户总需求，根据用户总需求计算得到空调系统的负荷，并生成每一个数学组合元素对应的主机在当前该用户总需求下运行的负荷与能效对应关系的性能曲线；再生成一张具有该控制周期内所有性能曲线的能效负荷图，以性能曲线相互交叉的点为分隔点，将能效负荷图分成多个负荷区，即不同控制周期的能效负荷图不同，其分隔点也不一样；根据负荷选择对应负荷区中能效最高的性能曲线，运行该性能曲线所对应的数学组合元素包含的主机。使每一段负荷区都对应运行一台或者多台该负荷下能效最佳的主机。该方法能够使空调系统实时准确的基于最优负荷运行，解决冷水机组长时间运行导致的机组能效、制冷量下降引起的机组运行不节能、控制策略不当等问题，从而使系统能效更加节能。
控制周期按时间段划分，因不同时间段内用户的需求不一样，例如办公大楼从上午、下午和晚上三个周期内因上班时间和加班情况导致其制冷需求是变化的。可对每个控制周期内的用户总需求进行统计，从而可对用户总需求进行预测。
如图2所示，能效负荷图的纵坐标为能效，横坐标为负荷（负荷率），通过性能曲线相互交叉形成的分隔点上的虚线分隔成三个负荷区，每个负荷区内包含了所有的性能曲线，且每条性能曲线对应的能效不同。
现对数学组合元素的含义进行举例说明，当空调系统中有两台主机时，一台定频螺杆机，一台变频离心机，则一共有三种组合的方式生成三条性能曲线，具体为两个单台主机分别运行对应的两条性能曲线和双台主机同时运行的性能曲线，即每种数学组合元素所对应的主机生成表征负荷与能效对应关系的性能曲线；若一共三台主机，则一共有6种组合的方式。在具体的实施例中，空调系统中的主机可以为变频主机或者定频主机，也可同时包括变频主机和定频主机。
在另一实施例中，数学组合元素含义还可以表示为不同主机数目的组合，例如一共三台主机，则只有一台运行时为一个数学组合元素，两台运行时为一个数学组合元素，三台运行时为一个数学组合元素，即对应三条性能曲线，该种情况可应用在并联的主机额定功率都相同的空调系统中。
若当前控制周期中得到的空调系统的负荷位于分隔点处时，分隔点处的含义可以为以分隔点为基础设置一个预设偏差范围，例如位于分隔点±2.5%的范围内时，获取同时段的历史控制周期对应的下一时段的控制周期的历史用户总需求对应的空调系统的负荷，再根据历史用户总需求对应的空调系统的负荷所对应的负荷区，选择该负荷区中能效最高的性能曲线所对应的数学组合元素对应的主机运行，从而可获得最优临界点，使系统提前做出反应，对机组进行加减载，使机组始终运行在高效区间，使空调系统高效节能。避免控制策略不当。
本发明中，性能曲线基于机组的性能数据库生成，性能数据库为厂家测试设备所有的参数数据后搭建形成，机组的性能数据库中的数据包括在预定冷冻水出水温度时不同负荷下各主机的性能参数。同时，还可在空调系统的运行过程中通过DTU设备采集机组的运行参数，根据运行参数更新机组性能数据库中对应的性能参数。
运行参数或性能参数具体包括：负荷（%）、制冷量（kW）、COP（kW/kW），功率（kW），蒸发器出水温度（℃）、蒸发器进水温度（℃）、蒸发器水流量（L/s）、蒸发器水压降（kPa）、冷凝器出水温度（℃）、冷凝器进水温度（℃）、冷凝器水流量（L/s）、冷凝器水压降（kPa）。其中COP为能效，具体为制冷量除以耗电量的比值。
本发明还提出一种空调，使用上述控制方法运行，在具体的实施例中，该空调为冷水机组。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种空调系统的控制方法，其特征在于，包括步骤：
列出空调系统中所有并联的主机的数学组合元素；
在每一个控制周期内获取当前的用户总需求，计算得到所述空调系统的负荷，并生成每一个数学组合元素对应的主机在当前运行中的负荷与能效对应关系的性能曲线；
生成具有所有性能曲线的能效负荷图，以性能曲线相互交叉的点为分隔点将能效负荷图分成多个负荷区；
根据所述负荷选择对应负荷区中能效最高的性能曲线所对应的数学组合元素对应的主机运行。
2.如权利要求1所述的空调系统的控制方法，其特征在于，若当前控制周期中得到的所述空调系统的负荷位于所述分隔点处时，获取同时段的历史控制周期中下一时段的控制周期的历史用户总需求对应的空调系统的负荷，根据所述历史用户总需求对应的空调系统的负荷切换到对应的负荷区，选择能效最高的性能曲线所对应的数学组合元素对应的主机运行。
3.如权利要求1所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述性能曲线基于机组性能数据库生成。
4.如权利要求3所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述机组性能数据库中的数据包括在预定冷冻水出水温度时不同负荷下各主机的性能参数。
5.如权利要求4所述的空调系统的控制方法，其特征在于，在空调系统的运行过程中采集机组的运行参数，根据所述运行参数更新所述机组性能数据库中对应的性能参数。
6.如权利要求5所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述运行参数或性能参数包括：负荷，制冷量，运行能效，功率，蒸发器出水温度、蒸发器进水温度、蒸发器水流量、蒸发器水压降、冷凝器出水温度、冷凝器进水温度、冷凝器水流量、冷凝器水压降。
7.如权利要求1所述的空调系统的控制方法，其特征在于，所述主机包括变频主机和/或定频主机。
8.一种空调，其特征在于，使用权利要求1至7任一项所述的控制方法运行。
9.如权利要求8所述的空调，其特征在于，所述空调为冷水机组。
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