CN112944559B - 空调系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于空调技术领域，旨在解决现有冷水式中央空调系统单纯基于冷水机组的负荷率进行控制的运行方案并非功耗最低的技术问题。为此目的，本发明提供了一种空调系统的控制方法，在空调系统运行过程中，按照运行冷水机组的数量和/或规格的不同组合规划出所有的运行方案，从所有的运行方案中选取部分运行方案作为评比方案，根据负荷侧的负荷值Q计算每个评比方案的冷水机组消耗功率Wz、冷冻水泵消耗功率Wd、冷却水泵消耗功率Wq和冷却塔消耗功率Wc并求和得到每个评比方案的总消耗功率，将总消耗功率最小的评比方案确定为目标运行方案，在当前运行方案与目标运行方案不相同时调整为目标运行方案。这样，能够使空调系统按照最低的能耗运行方案运行。

Description

空调系统的控制方法

技术领域

本发明属于空调技术领域，具体提供了一种空调系统的控制方法。

背景技术

目前，我国大中型公共建筑多采用冷水式中央空调系统。制冷机房的运维工作通常采用两种方式：第一种，运维人员人工开关冷水机组、水泵和冷却塔，人为判断冷水机组的加减机逻辑；第二种，采用机房群控系统，自动判断加减机台数。采用机房群控系统时，根据主机类型可分为两种控制方案：定频式冷水机组控制方案和变频式冷水机组控制方案。当主机为n台定频式冷水机组时，控制逻辑通常如下：当前运行台数为m，当m(1≤m≤n-1)台冷水机组负荷率达到100％且超过10min时，增加1台冷水机组，否则冷水机组全开；当2台冷水机组负荷率低于40％且超过10min时，减少1台冷水机组，当3台冷水机组负荷率低于54％且超过10min时，减少1台冷水机组，依次类推。当主机为n台变频式冷水机组时，控制逻辑通常如下：当前运行台数为m，当m(1≤m≤n-1)台冷水机组负荷率达到80％且超过10min时，增加1台冷水机组，否则冷水机组全开；当m(2≤m≤n)台冷水机组负荷率低于30％且超过10min时，减少1台冷水机组。

现有的控制逻辑均是单纯基于单个冷水机组的负荷率进行控制的，即在冷水式中央空调系统运行过程中，随着系统负荷的变化控制运行冷水机组的数量增减来使每台冷水机组的符合率处于设定的范围内，避免单台冷水机组在负荷率过低或过高的情况下运行，保证冷水机组的高效运行。不过，在实际运行过程中，中央空调系统的冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等设备消耗大量的电能，不同工况下，冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等设备消耗的电能不同，效率也不同。对于相同的工况，在冷水机组处于高效运行状态时，整个中央空调系统的功耗并非最低。

因此，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有冷水式中央空调系统单纯基于冷水机组的负荷率进行控制的运行方案并非功耗最低的技术问题，本发明提供了一种空调系统的控制方法，所述空调系统包括多台冷水机组以及不少于所述冷水机组数量的冷冻水泵、冷却水泵以及冷却塔，所述控制方法包括：在所述空调系统运行过程中，根据负荷侧的供水温度、回水温度和水流量计算负荷侧的负荷值Q；按照运行冷水机组的数量和/或规格的不同组合规划出所有的运行方案，每个运行方案中运行的冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔的数量相同；从所有的运行方案中选取部分运行方案作为评比方案；根据所述负荷值Q计算每个评比方案的冷水机组消耗功率Wz、冷冻水泵消耗功率Wd、冷却水泵消耗功率Wq和冷却塔消耗功率Wc并求和得到每个评比方案的总消耗功率；将总消耗功率最小的评比方案确定为目标运行方案；判断当前运行方案与所述目标运行方案是否相同，若不相同则调整为所述目标运行方案。

在上述控制方法的优选技术方案中，“从所有的运行方案中选取部分运行方案作为评比方案”的步骤具体包括：按照公式(1)计算每个运行方案中冷水机组的负荷率LR，

负荷率LR＝负荷值Q/运行冷水机组的额定制冷量的总和(1)；筛选出负荷率LR不小于设定负荷率LRmin的运行方案作为评比方案。

在上述控制方法的优选技术方案中，所述冷水机组为磁悬浮冷水机组，按照公式(2)计算设定负荷率LRmin，

其中，Tg1为当前的冷水机组进水温度值，n为每台冷水机组中压缩机的数量。

在上述控制方法的优选技术方案中，“根据所述负荷值Q计算每个评比方案的冷水机组消耗功率Wz”的步骤包括：对于每个评比方案，分别按照公式(3)、(4)、(5)和(6)计算出LRs、LRx、Tg1s和Tg1x，

对于每个评比方案，从冷水机组全工况能效比参数表中查询分别与{Tg1x，LRx}、{Tg1s，LRx}、{Tg1x，LRs}、{Tg1s，LRs}对应的能效比COPzs、COPzx、COPys、COPyx；

对于每个评比方案，按照公式(7)计算运行的每台冷水机组的能效比COPd,

对于每个评比方案，按照公式(8)计算运行的每台冷水机组的功率值，

对每个评比方案中运行的每台冷水机组的功率值求和得到每个评比方案的冷水机组消耗功率Wz。

在上述控制方法的优选技术方案中，当前的冷水机组进水温度值Tg1按照以下步骤获取：

获取预设数量的冷水机组进水温度值并求得平均值Tg1a；

获取一个冷水机组进水温度值，若冷水机组进水温度值落入[0.5Tg1a,1.5Tg1a]范围内则将其作为当前的冷水机组进水温度值Tg1，否则重新检测获取一个冷水机组进水温度值并判断直至获取一个落入[0.5Tg1a,1.5Tg1a]范围内的冷水机组进水温度值。

在上述控制方法的优选技术方案中，“根据所述负荷值Q计算每个评比方案的冷冻水泵消耗功率Wd”的步骤包括：

对于每个评比方案，按照公式(9)计算冷冻水泵的最小运行频率Fdmin，

按照公式(10)计算冷冻侧的目标流量值Vdz，

对于每个评比方案，按照公式(11)计算运行的单台冷冻水泵的运行频率Fd，

对于每个评比方案，按照公式(12)计算运行的单台冷冻水泵的功率值，

对于每个评比方案，对运行的单台冷冻水泵的功率值求和得到冷冻水泵消耗功率Wd；

其中，Hdmin为负荷侧的最小扬程，Hd为单台冷冻水泵的额定扬程，Vd为单台冷冻水泵的额定流量，Nd为运行的冷冻水泵的台数，Wd为单台冷冻水泵的额定功率，ξ为衰减系数。

在上述控制方法的优选技术方案中，“根据所述负荷值Q计算每个评比方案的冷却水泵消耗功率Wq”的步骤包括：

对于每个评比方案，按照公式(13)计算冷却水泵的最小运行频率Fqmin，

按照公式(14)计算冷却侧的目标流量值Vqz，

对于每个评比方案，按照公式(15)计算运行的单台冷却水泵的运行频率Fq，

对于每个评比方案，按照公式(16)计算运行的单台冷却水泵的功率值，

对于每个评比方案，对运行的单台冷却水泵的功率值求和得到冷却水泵消耗功率Wq；

其中，Hqmin为冷却侧的最小扬程，Hq为单台冷却水泵的额定扬程，Vq为单台冷却水泵的额定流量，Nq为运行的冷却水泵的台数，Wq为单台冷却水泵的额定功率，ξ为衰减系数。

在上述控制方法的优选技术方案中，“根据所述负荷值Q计算每个评比方案的冷却塔消耗功率Wc”的步骤包括：

对于每个评比方案，按照公式(17)计算运行的单台冷却塔的功率值，

对于每个评比方案，对运行的单台冷却塔的功率值求和得到冷却塔消耗功率Wc；

其中，Wc为单台冷却塔的额定功率，Nc为运行的冷却塔的台数。

在上述控制方法的优选技术方案中，“调整为所述目标运行方案”的步骤具体包括：在当前运行方案运行设定时长后调整为所述目标运行方案。

在上述控制方法的优选技术方案中，所述冷水机组的数量不大于5台。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的技术方案中，空调系统包括多台冷水机组以及不少于冷水机组数量的冷冻水泵、冷却水泵以及冷却塔，控制方法包括：在空调系统运行过程中，根据负荷侧的供水温度、回水温度和水流量计算负荷侧的负荷值Q；按照运行冷水机组的数量和/或规格的不同组合规划出所有的运行方案，每个运行方案中运行的冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔的数量相同；从所有的运行方案中选取部分运行方案作为评比方案；根据负荷值Q计算每个评比方案的冷水机组消耗功率Wz、冷冻水泵消耗功率Wd、冷却水泵消耗功率Wq和冷却塔消耗功率Wc并求和得到每个评比方案的总消耗功率；将总消耗功率最小的评比方案确定为目标运行方案；判断当前运行方案与目标运行方案是否相同，若不相同则调整为目标运行方案。

在空调系统运行过程中，根据运行冷水机组的数量和/或规格的不同组合规划出所有的运行方案，每个运行方案中运行的冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔的数量相同，从所有的运行方案中选取部分方案作为评比方案，并根据负荷侧的负荷值Q计算每个评比方案的冷水机组消耗功率Wz、冷冻水泵消耗功率Wd、冷却水泵消耗功率Wq和冷却塔消耗功率Wc并求和得到每个评比方案的总消耗功率，将总消耗功率最小的评比方案确定为目标运行方案，在当前运行方案不是目标运行方案的情况下，调整为按照目标运行方案运行，能够使空调系统按照众多运行方案中能耗最低的运行方案运行，避免了现有技术中在控制中央空调系统运行过程中仅考虑冷水机组的负荷率而并不能使中央空调系统处于最节能的状态运行的情况。根据负荷侧的供水温度、回水温度和水流量计算负荷侧的负荷值Q，根据计算得到的负荷值Q计算每个评比方案的冷水机组消耗功率Wz、冷冻水泵消耗功率Wd、冷却水泵消耗功率Wq和冷却塔消耗功率Wc，能够更加准确地得到负荷值Q和冷水机组消耗功率Wz、冷冻水泵消耗功率Wd、冷却水泵消耗功率Wq和冷却塔消耗功率Wc，提高空调系统控制的准确性。按照运行冷水机组的数量和/或规格的不同组合规划出所有的运行方案，能够根据冷水机组的数量和/或规格的不同组合规划出所有的运行方案，避免在冷水机组存在规格不同的情况下未进行区分而易出现将功耗更低的运行方案忽略掉的情况。从所有的运行方案中选取部分运行方案作为评比方案，计算每个评比方案的总消耗功率并进行评比，并将总消耗功率最小的评比方案确定为目标运行方案，能够排除掉部分运行方案对空调系统的设备损耗较大的方案，使空调系统的设备消耗成本和运行消耗电能成本进行综合考虑，从整体上降低运行成本。

附图说明

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明空调系统的控制方法的主要流程图；

图2是本发明一种实施例的空调系统的结构示意图；

图3是本发明一种实施例的空调系统的控制方法的具体流程图；

图4是本发明一种实施例的磁悬浮冷水机组全工况能效比参数表。

具体实施方式

首先，本领域技术人员应当理解的是，下面描述的实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然本发明是结合具有五个冷水机组的空调系统的控制方法进行介绍的，但是这并不能对本发明的保护范围构成限制，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，如本发明的空调系统的控制方法也适用于具有两个、三个、四个、六个或者更多个冷水机组的空调系统。显然，调整后的技术方案仍将落入本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明的限制。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。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1来介绍本发明的空调系统的控制方法。其中，图1是本发明空调系统的控制方法的主要流程图。本发明提供了一种空调系统的控制方法，空调系统包括多台冷水机组以及不少于冷水机组数量的冷冻水泵、冷却水泵以及冷却塔。如图1所示，空调系统的控制方法主要包括以下步骤：

步骤S100、在空调系统运行过程中，根据负荷侧的供水温度、回水温度和水流量计算负荷侧的负荷值Q。

步骤S200、按照运行冷水机组的数量和/或规格的不同组合规划出所有的运行方案，每个运行方案中运行的冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔的数量相同。

步骤S300、从所有的运行方案中选取部分运行方案作为评比方案。例如，在规划的部分运行方案中，运行的冷水机组的数量较少，运行的冷水机组的额定负荷的总和小于负荷侧的负荷值，无法满足当前负荷的制冷需求，因此需要将该部分运行方案排除。

步骤S400、根据负荷值Q计算每个评比方案的冷水机组消耗功率Wz、冷冻水泵消耗功率Wd、冷却水泵消耗功率Wq和冷却塔消耗功率Wc并求和得到每个评比方案的总消耗功率。

步骤S500、将总消耗功率最小的评比方案确定为目标运行方案。

步骤S600、判断当前运行方案与目标运行方案是否相同，若是则返回步骤S100，若否则执行步骤S700。

步骤S700、调整为目标运行方案。

通过上述控制方法，按照冷水机组和/或规格的不同组合规划出所有的运行方案，从所有的运行方案中选取部分方案作为评比方案，计算每个评比方案的冷水机组消耗功率Wz、冷冻水泵消耗功率Wd、冷却水泵消耗功率Wq和冷却塔消耗功率Wc的总和得到总消耗功率并进行评比，并将总消耗功率最小的评比方案确定为目标运行方案，在当前运行方案不是目标运行方案的情况下，调整为按照目标运行方案运行，避免了现有技术中在控制中央空调系统运行过程中仅考虑冷水机组的负荷率而并不能使中央空调系统处于最节能的状态运行的情况。从所有的运行方案中选取部分运行方案作为评比方案，计算每个评比方案的总消耗功率并进行评比，并将总消耗功率最小的评比方案确定为目标运行方案，能够排除掉部分运行方案对空调系统的设备损耗较大的方案，从空调系统的设备消耗成本和运行消耗电能成本进行综合考虑，从整体上降低运行成本。

优选地，步骤S300具体包括：按照公式(1)计算每个运行方案中冷水机组的负荷率LR，

负荷率LR＝负荷值Q/运行冷水机组的额定制冷量的总和(1)；

筛选出负荷率LR不小于设定负荷率LRmin的运行方案作为评比方案。

具体地，设定负荷率LRmin可以预先设定成设定具体值，如70％、80％或者40％等。

通过这样的设置，能够在冷水机组处于比较高效的负荷率范围内的方案中选择能耗最低的方案作为目标运行方案，并在当前运行方案与目标运行方案不同的情况下调整为目标运行方案，从空调系统的设备消耗成本和运行消耗电能成本进行综合考虑，从整体上降低运行成本。

下面参照图2至4，来对本发明的一种实施例进行详细介绍。其中，图2是本发明一种实施例的空调系统的结构示意图，图3是本发明一种实施例的空调系统的控制方法的具体流程图，图4是本发明一种实施例的磁悬浮冷水机组全工况能效比参数表。

如图2所示，在本发明的一种具体实施例中，空调系统包括四台大功率的磁悬浮冷水机组、一台小功率的磁悬浮机组、六台冷却塔、六台冷却水泵和六台冷冻水泵，其中的一台冷却塔、一台冷却水泵和一台冷冻水泵在通常情况下关闭备用。

如图3所示，空调系统的控制方法包括以下步骤：

步骤S100、在空调系统运行过程中，根据负荷侧的供水温度、回水温度和水流量计算负荷侧的负荷值Q。具体地，检测负荷侧的供水温度Tg2、回水温度Th2、水流量m，按照公式Q＝cm(Th2-Tg2)计算得到负荷侧的实时负荷值。其中，c为水的比热容。水流量m为单位时间流经负荷侧的水的质量。

步骤S200、按照运行冷水机组的数量和/或规格的不同组合规划出所有的运行方案，每个运行方案中运行的冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔的数量相同。

本实施例中的空调系统包括四台大功率的磁悬浮冷水机组、一台小功率的磁悬浮机组，按照规格和数量可以规划处以下所有运行方案：方案1、运行一台大功率磁悬浮冷水机组、一台冷却塔、一台冷却水泵和一台冷冻水泵；方案2、运行两台大功率磁悬浮冷水机组、两台冷却塔、两台冷却水泵和两台冷冻水泵；方案3、运行三台大功率磁悬浮冷水机组、三台冷却塔、三台冷却水泵和三台冷冻水泵；方案4、运行四台大功率磁悬浮冷水机组、四台冷却塔、四台冷却水泵和四台冷冻水泵；方案5、运行一台小功率磁悬浮冷水机组、一台冷却塔、一台冷却水泵和一台冷冻水泵；方案6、运行一台小功率磁悬浮冷水机组和一台大功率磁悬浮冷水机组、两台冷却塔、两台冷却水泵和两台冷冻水泵；方案7、运行一台小功率磁悬浮冷水机组和两台大功率磁悬浮冷水机组、三台冷却塔、三台冷却水泵和三台冷冻水泵；方案8、运行一台小功率磁悬浮冷水机组和三台大功率磁悬浮冷水机组、四台冷却塔、四台冷却水泵和四台冷冻水泵；方案9、运行一台小功率磁悬浮冷水机组和四台大功率磁悬浮冷水机组、五台冷却塔、五台冷却水泵和五台冷冻水泵。

步骤S310、按照公式“负荷率LR＝负荷值/运行冷水机组的额定制冷量的总和”计算每个运行方案中冷水机组的负荷率LR。

步骤S320、按照公式“LRmin＝(2×(Tg1-10)+15)/100n”计算设定负荷率LRmin，Tg1为当前的冷水机组进水温度值，n为每台冷水机组中压缩机的数量。可以理解的是，在大功率磁悬浮冷水机组和小功率磁悬浮冷水机组的压缩机数量不同且评比方案中同时运行大功率磁悬浮冷水机组和小功率磁悬浮冷水机组的情况下，根据大功率磁悬浮冷水机组和小功率磁悬浮冷水机组得到两个不同的LRmin，此时取其中较大的LRmin作为设定负荷率LRmin。

按照公式“LRmin＝(2×(Tg1-10)+15)/100n”计算设定负荷率LRmin，能够基于不同的进水温度确定对应的设定负荷率LRmin，并考虑冷水机组中磁悬浮压缩机的数量，使磁悬浮冷水机组的设定负荷率更加精准可靠，避免了设定负荷率LRmin的设置不合理导致负荷率满足高效运行的范围且耗能最低的运行方案被排除掉的情况发生。

优选地，当前的冷水机组进水温度Tg1按照以下步骤获取：获取预设数量的冷水机组进水温度值并求得平均值Tg1a；获取一个冷水机组进水温度值，若冷水机组进水温度值落入[0.5Tg1a,1.5Tg1a]范围内则将其作为当前的冷水机组进水温度值Tg1，否则重新检测获取一个冷水机组进水温度值并判断直至获取一个落入[0.5Tg1a,1.5Tg1a]范围内的冷水机组进水温度值。例如，按照设定的时间间隔(如5s)分别检测出10个冷水机组进水温度值并求平均值得到Tg1a，然后再检测一个冷水机组进水温度值，判断最新检测得到的冷水机组进水温度值是否落入[0.5Tg1a,1.5Tg1a]范围内。若最新检测得到的冷水机组进水温度值落入该范围内，则将该冷水机组进水温度值作为当前的冷水机组进水温度值Tg1。若最新检测得到的冷水机组进水温度值未落入该范围内，则重新检测一个冷水机组进水温度值并判断是否落入[0.5Tg1a,1.5Tg1a]范围，直到得到当前的冷水机组进水温度值Tg1。通过这样的方法，避免了进水温度值检测不准确的情况，提高了进水温度值的检测准确度，进而提高了空调系统的控制准确性。

本领域技术人员可以理解的是，检测10个冷水机组进水温度值并求平均值仅是一种具体的设置方式，本领域技术人员可以对其作出调整，如可以检测6个、7个、8个、12个或者13个等冷水机组进水温度值并求平均值。另外，在一种可行的实时方式中，也可以检测预设数量的冷水机组进水温度值并求得平均值，将平均值作为当前的冷水机组进水温度值Tg1。

步骤S330、筛选出负荷率LR不小于设定负荷率LRmin的运行方案作为评比方案。

步骤S400、根据负荷值Q计算每个评比方案的冷水机组消耗功率Wz、冷冻水泵消耗功率Wd、冷却水泵消耗功率Wq和冷却塔消耗功率Wc并求和得到每个评比方案的总消耗功率。

对于每个评比方案，分别按照公式(3)、(4)、(5)和(6)计算出LRs、LRx、Tg1s和Tg1x。

其中，[10LR]和[Tg1]是分别对10LR和Tg1取整。

对于每个评比方案，从冷水机组全工况能效比参数表中查询分别与{Tg1x，LRx}、{Tg1s，LRx}、{Tg1x，LRs}、{Tg1s，LRs}对应的能效比COPzs、COPzx、COPys、COPyx。

如图4所示，图4为磁悬浮水冷机组全工况能效比参数表。图4中，纵坐标为能效比，横坐标为负荷率，坐标系中的每条曲线是每种磁悬浮冷水机组进水温度与不同的负荷率对应的能效比的值构成的曲线。从上至下依次分布的曲线分别对应于15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃等。

对于每个评比方案，{Tg1x，LRx}、{Tg1s，LRx}、{Tg1x，LRs}、{Tg1s，LRs}四个组合均能够在磁悬浮水冷机组全工况能效比参数表查表得到四个对应的能效比COPzs、COPzx、COPys、COPyx，即分别在磁悬浮水冷机组全工况能效比参数表查表中找出磁悬浮冷水机组进水温度为Tg1x和负荷率为LRx对应的能效比COPzs、磁悬浮冷水机组进水温度为Tg1s和负荷率为LRx对应的能效比COPzx、磁悬浮冷水机组进水温度为Tg1x和负荷率为LRs对应的能效比COPys以及磁悬浮冷水机组进水温度为Tg1s和负荷率为LRs对应的能效比COPyx。

对于每个评比方案，按照公式(7)计算运行的每台冷水机组的能效比COPd，

对于每个评比方案，按照公式(8)计算运行的每台冷水机组的功率值，

对于对每个评比方案中运行的每台冷水机组的功率值求和得到每个评比方案的冷水机组消耗功率Wz。

通过上述计算方式，能够更加准确地计算出每个评比方案的冷水机组消耗功率Wz。可以理解的是，在一种可行的实施方式中，也可以计算COPzs、COPzx、COPys、COPyx四个值平均值作为运行的每台冷水机组的能效比COPd，不过这样得到的能效比的误差相对较大。

对于每个评比方案，按照公式(9)计算冷冻水泵的最小运行频率Fdmin，

按照公式(10)计算冷冻侧的目标流量值Vdz，

对于每个评比方案，按照公式(11)计算运行的单台冷冻水泵的运行频率Fd，

对于每个评比方案，按照公式(12)计算运行的单台冷冻水泵的功率值，

对于每个评比方案，对运行的单台冷冻水泵的功率值求和得到冷冻水泵消耗功率Wd。其中，Hdmin为负荷侧的最小扬程，Hd为单台冷冻水泵的额定扬程，Vd为单台冷冻水泵的额定流量，Nd为运行的冷冻水泵的台数，Wd为单台冷冻水泵的额定功率，ξ为衰减系数。

具体地，对于运行一台冷冻水泵的评比方案、运行两台冷冻水泵的评比方案、运行三台冷冻水泵的评比方案、运行四台冷冻水泵的评比方案、运行五台冷冻水泵的评比方案的衰减系数ξ分别为1、0.95、0.84、0.71、0.60。

根据负荷侧的负荷值计算冷冻水泵的目标流量值，根据冷冻水泵的目标流量值、冷冻水泵的额定扬程、空调系统使用场所负荷侧的最小扬程Hdmin、运行的冷冻水泵的数量以及多台冷冻水泵运行时存在的衰减系数计算冷冻水泵的运行频率，进而根据单台冷冻水泵的运行频率、额定功率以及运行的冷冻水泵的台数计算每个评比方案的冷冻水泵消耗功率Wd，能够准确地得到每个评比方案运行时的冷冻水泵消耗功率Wd。

可以理解的是，在一种可行的实施方式中，可以不考虑多台冷冻水泵运行时存在的衰减系数，那么计算得到的冷冻水泵消耗功率Wd存在较大的误差。

对于每个评比方案，按照公式(13)计算冷却水泵的最小运行频率Fqmin，

按照公式(14)计算冷却侧的目标流量值Vqz，

对于每个评比方案，按照公式(15)计算运行的单台冷却水泵的运行频率Fq，

对于每个评比方案，按照公式(16)计算运行的单台冷却水泵的功率值，

对于每个评比方案，对运行的单台冷却水泵的功率值求和得到冷却水泵消耗功率Wq。其中，Hqmin为冷却侧的最小扬程，Hq为单台冷却水泵的额定扬程，Vq为单台冷却水泵的额定流量，Nq为运行的冷却水泵的台数，Wq为单台冷却水泵的额定功率，ξ为衰减系数。

具体地，对于运行一台冷却水泵的评比方案、运行两台冷却水泵的评比方案、运行三台冷却水泵的评比方案、运行四台冷却水泵的评比方案、运行五台冷却水泵的评比方案的衰减系数ξ分别为1、0.95、0.84、0.71、0.60。

根据负荷侧的负荷值和冷水机组的运行功率计算冷却水泵的目标流量值，根据冷却水泵的目标流量值、冷却水泵的额定扬程、空调系统使用场所冷却侧的最小扬程Hqmin、运行的冷却水泵的数量以及多台冷却水泵运行时存在的衰减系数计算冷却水泵的运行频率，进而根据单台冷却水泵的运行频率、额定功率以及运行的冷却水泵的台数计算每个评比方案的冷却水泵消耗功率Wq，能够准确地得到每个评比方案运行时的冷却水泵消耗功率Wq。

可以理解的是，在一种可行的实施方式中，可以不考虑多台冷却水泵运行时存在的衰减系数，那么计算得到的冷却水泵消耗功率Wq存在较大的误差。

对于每个评比方案，按照公式(17)计算运行的单台冷却塔的功率值，

对于每个评比方案，对运行的单台冷却塔的功率值求和得到冷却塔消耗功率Wc。其中，Wc为单台冷却塔的额定功率，Nc为运行的冷却塔的台数。

由于空调系统在运行过程中，冷却塔本身运转过程中会产生一定的热量，因此散发的热量比冷却水泵传输的热量多一些，基于冷却水泵的运行频率并考虑多散热的热量，按照公式(17)能够比较准确简单的计算出冷却塔消耗功率Wc。

步骤S500、将总消耗功率最小的评比方案确定为目标运行方案。

步骤S600、判断当前运行方案与目标运行方案是否相同，，若是则返回步骤S100，若否则执行步骤S610。

步骤S610、判断当前运行方案的运行时长是否大于等于10min，若否则返回步骤S610，若是则执行步骤S700。

步骤S700、调整为目标运行方案。

在当前运行方案与目标运行方案不同的情况下，进一步判断当前运行方案的运行时长是否大于等于10min(设定时长)，在当前运行方案的运行时长大于等于10min(设定时长)时，才调整为目标运行方案，能够避免频繁地调节运行方案，提高空调系统的运行稳定性。

本领域技术人员可以理解的是，设定时长为10min仅是一种具体的设置方式，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便满足不同的应用场合，如设定时长可以是8min、15min、20min或者其他何适的合适的设定时长等。

本领域技术人员可以理解的是，上述实施例中的空调系统包括四台大功率的磁悬浮冷水机组、一台小功率的磁悬浮机组、六台冷却塔、六台冷却水泵和六台冷冻水泵是较为优选的设置方式，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，如空调系统可以包括三台相同功率的磁悬浮冷水机组、三台冷却塔、三台冷却水泵和三台冷冻水泵，四台相同功率的磁悬浮冷水机组、四台冷却塔、四台冷却水泵和四台冷冻水泵，六台相同功率的磁悬浮冷水机组、六台冷却塔、六台冷却水泵和六台冷冻水泵等。冷水机组的数量优选地设置成不大于5台，这样能够避免空调系统多个机组运行时冷冻水泵和冷却水泵存在较大的衰减造成能源浪费较大的情况。另外，在空调系统中的冷水机组规格相同的情况下，可以仅根据冷水机组的不同数量组合来规划所有运行方案。在空调系统中包括多种规格的冷水机组，且每种规格冷水机组仅一台的情况下，可以仅根据冷水机组的规格规划所有运行方案。

通过以上描述可以看出，在本发明的技术方案中，空调系统包括多台冷水机组以及不少于冷水机组数量的冷冻水泵、冷却水泵以及冷却塔，控制方法包括：在空调系统运行过程中，根据负荷侧的供水温度、回水温度和水流量计算负荷侧的负荷值Q；按照运行冷水机组的数量和/或规格的不同组合规划出所有的运行方案，每个运行方案中运行的冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔的数量相同；从所有的运行方案中选取部分运行方案作为评比方案；根据负荷值Q计算每个评比方案的冷水机组消耗功率Wz、冷冻水泵消耗功率Wd、冷却水泵消耗功率Wq和冷却塔消耗功率Wc并求和得到每个评比方案的总消耗功率；将总消耗功率最小的评比方案确定为目标运行方案；判断当前运行方案与目标运行方案是否相同，若不相同则调整为目标运行方案。通过这样的控制方法，按照冷水机组和/或规格的不同组合规划出所有的运行方案，从所有的运行方案中选取部分方案作为评比方案，计算每个评比方案的冷水机组消耗功率Wz、冷冻水泵消耗功率Wd、冷却水泵消耗功率Wq和冷却塔消耗功率Wc的总和得到总消耗功率并进行评比，并将总消耗功率最小的评比方案确定为目标运行方案，在当前运行方案不是目标运行方案的情况下，调整为按照目标运行方案运行，避免了现有技术中在控制中央空调系统运行过程中仅考虑冷水机组的负荷率而并不能使中央空调系统处于最节能的状态运行的情况。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本发明的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种空调系统的控制方法，其特征在于，所述空调系统包括多台冷水机组以及不少于所述冷水机组数量的冷冻水泵、冷却水泵以及冷却塔，所述控制方法包括：

在所述空调系统运行过程中，根据负荷侧的供水温度、回水温度和水流量计算负荷侧的负荷值Q；

按照运行冷水机组的数量和/或规格的不同组合规划出所有的运行方案，每个运行方案中运行的冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔的数量相同；

从所有的运行方案中选取部分运行方案作为评比方案；

根据所述负荷值Q计算每个评比方案的冷水机组消耗功率Wz、冷冻水泵消耗功率Wd、冷却水泵消耗功率Wq和冷却塔消耗功率Wc并求和得到每个评比方案的总消耗功率；

将总消耗功率最小的评比方案确定为目标运行方案；

判断当前运行方案与所述目标运行方案是否相同，若不相同则调整为所述目标运行方案；

“从所有的运行方案中选取部分运行方案作为评比方案”的步骤具体包括：

按照公式(1)计算每个运行方案中冷水机组的负荷率LR，

负荷率LR＝负荷值Q/运行冷水机组的额定制冷量的总和(1)；

筛选出负荷率LR不小于设定负荷率LRmin的运行方案作为评比方案；

“根据所述负荷值Q计算每个评比方案的冷水机组消耗功率Wz”的步骤包括：

对于每个评比方案，分别按照公式(3)、(4)、(5)和(6)计算出LRs、LRx、Tg1s和Tg1x，

对于每个评比方案，从冷水机组全工况能效比参数表中查询分别与{Tg1x，LRx}、{Tg1s，LRx}、{Tg1x，LRs}、{Tg1s，LRs}对应的能效比COPzs、COPzx、COPys、COPyx；

对于每个评比方案，按照公式(7)计算运行的每台冷水机组的能效比COPd：

对于每个评比方案，按照公式(8)计算运行的每台冷水机组的功率值，

对每个评比方案中运行的每台冷水机组的功率值求和得到每个方案的冷水机组消耗功率Wz；

其中，Tg1为当前的冷水机组进水温度值；

“根据所述负荷值Q计算每个评比方案的冷冻水泵消耗功率Wd”的步骤包括：

对于每个评比方案，按照公式(9)计算冷冻水泵的最小运行频率Fdmin，

按照公式(10)计算冷冻侧的目标流量值Vdz，

对于每个评比方案，按照公式(11)计算运行的单台冷冻水泵的运行频率Fd，

对于每个评比方案，按照公式(12)计算运行的单台冷冻水泵的功率值，

对于每个评比方案，对运行的单台冷冻水泵的功率值求和得到冷冻水泵消耗功率Wd；

其中，Hdmin为负荷侧的最小扬程，Hd为单台冷冻水泵的额定扬程，Vd为单台冷冻水泵的额定流量，Nd为运行的冷冻水泵的台数，Wd为单台冷冻水泵的额定功率，ξ为衰减系数；

“根据所述负荷值Q计算每个评比方案的冷却水泵消耗功率Wq”的步骤包括：

对于每个评比方案，按照公式(13)计算冷却水泵的最小运行频率Fqmin，

按照公式(14)计算冷却侧的目标流量值Vqz，

对于每个评比方案，按照公式(15)计算运行的单台冷却水泵的运行频率Fq，

对于每个评比方案，按照公式(16)计算运行的单台冷却水泵的功率值，

对于每个评比方案，对运行的单台冷却水泵的功率值求和得到冷却水泵消耗功率Wq；

其中，Hqmin为冷却侧的最小扬程，Hq为单台冷却水泵的额定扬程，Vq为单台冷却水泵的额定流量，Nq为运行的冷却水泵的台数，Wq为单台冷却水泵的额定功率，ξ为衰减系数；

“根据所述负荷值Q计算每个评比方案的冷却塔消耗功率Wc”的步骤包括：

对于每个评比方案，按照公式(17)计算运行的单台冷却塔的功率值，

对于每个评比方案，对运行的单台冷却塔的功率值求和得到冷却塔消耗功率Wc；

其中，Wc为单台冷却塔的额定功率，Nc为运行的冷却塔的台数。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述冷水机组为磁悬浮冷水机组，按照公式(2)计算设定负荷率LRmin，

其中，Tg1为当前的冷水机组进水温度值，n为每台冷水机组中压缩机的数量。

3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，当前的冷水机组进水温度值Tg1按照以下步骤获取：

获取预设数量的冷水机组进水温度值并求得平均值Tg1a；

获取一个冷水机组进水温度值，若冷水机组进水温度值落入[0.5Tg1a,1.5Tg1a]范围内则将其作为当前的冷水机组进水温度值Tg1，否则重新检测获取一个冷水机组进水温度值并判断直至获取一个落入[0.5Tg1a,1.5Tg1a]范围内的冷水机组进水温度值。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，“调整为所述目标运行方案”的步骤具体包括：

在当前运行方案运行设定时长后调整为所述目标运行方案。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述冷水机组的数量不大于5台。

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