CN113218040A - 一种中央空调系统能效提升控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种中央空调系统能效提升控制方法，包括以下步骤：T1：对系统及设备进行基础调试，将基本数据信息写入数据库；T2：采集已开启的冷水主机和能量调节阀门的工况参数数据；T3：采集已开启的冷冻冷却水泵及天气的工况参数数据；T4：采集各个末端支路及能量调节阀门的能量平衡调节系统信息；T5：计算处理采集的相关工况参数数据；T6：根据工况参数数据计算结果控制相应的设备运转，并转至步骤T2，继续对系统进行检测分析。利用数据库历史数据存贮和分析的模糊计算与基于神经网络的中央空调节能控制系统对空调系统进行能效检测和调控，使空调主机始终以最佳效率运行，达到降低系统总能耗的目的。

Description

一种中央空调系统能效提升控制方法
技术领域
本发明属于大型商业中央空调能源与节能技术领域，具体涉及一种中央空调系统能效提升控制方法。
背景技术
随着中央空调模糊控制技术的发展和公共建筑能源管理系统自动化管理水平的提高，中央空调的自动化应用已经非常广泛，中央空调节能技术指标和自动化控制水平也趋于完善。但随着中央空调应用的不断扩大，为人民生活和工作环境质量的提高做出了巨大贡献，同时也带来了很大的电能消耗，一般占整个建筑用电负荷的40％～60％。随着建筑人性化服务的需求，这个数字还会不断增长，如何针对中央空调系统进行组合和分类模糊控制，保证各个子系统始终处在最高能效水平无疑成了中央空调智能化设备管理的核心控制技术。因此，空调系统的节能对降低建筑系统耗能，节省企业用电支出，优化国家电力结构有着极为重要的意义和作用。
对于一般建筑结构的暖通设计来说，为使空调系统在全年任意时段都能保证建筑内部的冷量需求，在选用空调系统时都是按当地最热天气所需的制冷需求的110％-120％左右来选取机型的。在中央空调的运行过程中，人为的操控主机、水泵、冷却塔等基本都是根据天气凭经验，导致中央空调长期在较高工况下运行，造成大量的能源浪费。特别是在天气变化的情况下，如夏天早晚凉爽气温不高时、过渡季节焓值大幅降低时，冷量需求减小，但中央空调又运行在额定工况附近，造成电能浪费。
据有关资料统计，中央空调机组有75％以上的运行时间处于非满负荷的运行状态，而冷冻水泵，冷却水泵以及水塔风机在此75％以上的时间内仍处于100％的满负荷运行状态，均不能根据实际供冷负载变化而相应比例增减其输出功率，这样就导致了“大流量小温差”及冷冻水和冷却水的温差无法得到有效控制的现象。
同时,常见冷水机组的冷冻水出水温度均设定为7.0℃左右，不能根据室外温湿度的变化而实时改变冷水机组的冷冻水出水温度设定,人为操作机组无法做到保持主机的能量均衡问题和主机运行的效率区间是否在最佳的状态，主机加减载策略也是主机能否运行在高效率区间的关键，如仅靠经验无法实现，根据上述三个要点产生的问题会导致冷水主机运行状态不佳，造成大量的电能白白浪费。
同时,目前大部分建筑暖通设计项目集分水器都安装了机械的平衡调节阀，在各个分区各个楼层支路也同样有此阀门供运维人员调节，但绝大部分项目连集分水器的主分区平衡调节阀基本都常年100％常开，造成水力严重不平衡，只能依靠水泵工频流量来满足最不利端的流量需求。目前行业先进技术自控节能改造也只是针对集水器做了动态能量平衡调节，针对各个支路调节都在失效状态。
在中央空调能耗管理上主要依据数据中心系统管理方法与策略来达到节能目的，但传统的数据管理模式是通过预先定义空调系统各设备参数来控制系统设备以达到总体节能目的，由于空调系统结构复杂，运行工况处于实时变化中，依靠固设参数来定制系统节能策略的方法不能使系统始终运行在最佳节能状态，固设参数的持续可用性较差。
由上可知，现有的中央空调系统在运行过程中主机往往脱离高效率区间，主机冷热量供给均不能随着供冷负荷的增减而相应变化，使系统实际运行工况远偏离系统的最佳运行工况；每个细分末端支路负载变化导致水力不平衡问题始终没有进行有效的调控，从而导致整个中央空调系统效率降低。这两点一直时目前中央空调自控节能运行方式无法解决的一大难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种中央空调系统能效提升控制方法，利用数据库历史数据存贮和分析的模糊计算与基于神经网络的中央空调节能控制系统对空调系统进行能效检测和调控，使空调主机始终以最佳效率运行，达到降低系统总能耗的目的。
本发明提供了如下的技术方案：
一种中央空调系统，其特征在于，包括：
数据存储模块，用于存贮系统设定的基本参数数据、前期系统调试最佳数据和系统测得的参数数据；
数据采集模块，与系统设备连接，用于采集所述中央空调系统中的各个工况参数数据信息，并将所述工况参数数据中的模拟信号转化为数字信号发送至数据处理模块；
数据处理模块，通过网关与数据采集模块连接，将采集的各个工况参数数据信息与数据库中的数据信息进行计算对比处理，并将控制指令发送给设备控制模块；
设备控制模块，与数据处理模块和系统该设备连接，根据数据处理模块发送的控制信号控制所述中央空调系统中各个设备的运转和停止。
优选的，所述数据采集模块包括传感器模块，所述传感器模块包括：湿度传感器，用于测量空调末端的空气湿度数据；温度传感器，用于测量所述空调末端的设定温度和冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵的进出水温度数据；压力传感器，用于测量压力参数数据；流量传感器，用于测量流量参数数据；功率传感器，用于测量功率参数数据。
一种中央空调系统能效提升控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
T1：对系统及设备进行基础调试，将基本数据信息写入数据库；
T2：采集已开启的冷水主机和能量调节阀门的工况参数数据；
T3：采集已开启的冷冻冷却水泵及天气的工况参数数据；
T4：采集各个末端支路及能量调节阀门的能量平衡调节系统信息；
T5：计算处理采集的相关工况参数数据；
T6：根据工况参数数据计算结果控制相应的设备运转，并转至步骤T2，继续对系统进行检测分析。
优选的，步骤T1中所述的基础调试，包括：根据所述中央空调系统中各个设备厂家的变工况数据表，调试各个工况下主机最佳的出水温度范围和加载率组合最佳方式，把取得的最佳数据控制范围和相应最佳COP主机控制范围写入数据库；根据主机运行模式和季节模式分类进行调试，调试各个工况下末端各个支路的动态能量平衡调节阀的基础区间范围，把取得的最佳数据写入数据库。
优选的，步骤T2中采集的工况参数数据包括：主机加载数量，主机水温设定参数，主机加载率大小，通过主机通讯网关数据、主机能量调节阀门百分比参数反馈获得；步骤T3中采集的工况参数数据包括：冷冻泵开始数量和频率，冷却塔开启台数和阀门开启数量，室外空气湿球温度，室外空气焓值。
优选的，步骤T5中的数据计算处理过程包括：所述数据处理模块将包含于所述工况参数数据内的制冷主机COP主机与存储于所述数据处理模块内的制冷主机最佳COP主机范围进行比对，若所述制冷主机COP主机大于所述最佳COP主机范围，则判定为系统运行正常并转至步骤T2；若所述制冷主机COP主机小于或等于所述制冷主机最佳COP主机范围，则判定为系统故障，并将故障信息发送至所述设备控制模块，通过所述设备控制模块停止相应的系统设备运转。
优选的，步骤T5中的数据计算处理过程包括：所述数据处理模块将包含于所述工况参数数据内的中央空调系统COP系统与存储于所述数据处理模块内的中央空调系统最佳COP系统范围进行比对，若所述中央空调系统最佳COP系统范围大于当前中央空调系统COP系统时，将当前系统总COP系统和对应的工况参数数据存储于数据库内，并转至步骤T2，继续对系统进行检测分析；当所述中央空调系统最佳COP系统范围涵盖当前中央空调系统COP系统时，将所述当前中央空调系统COP系统的在数据库内对应的工况参数数据发送至设备控制模块；若未能在所述数据库中找到与空气干湿球温度和设定温度对应的当前中央空调系统COP系统的相关参数，则将所述当前中央空调系统COP系统和对应的工况参数数据存储于所述数据库内。
优选的，步骤T6中的控制方法包括：冷却塔控制柜、冷却水泵控制柜、冷冻水泵控制柜根据接收到的所述工况参数数据信息，分别对冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵的频率进行调控。
优选的，所述冷冻泵的具体控制方法为：根据现场传感器检测的出水温度和预设的出水温度对比，若当前检测值超出预设温度的阈值，则根据所述冷冻水泵的预设供回水温差或预设供回水压差或预测负荷，对所述冷冻水泵的频率进行PID调节；所述冷却泵的具体控制方法为：根据湿球温度偏差判定进行调节，若经过比对，若当前湿球温度超出预设湿球温度的阈值，则依据冷却水泵的预设供回水温差，对所述冷却水泵的频率进行PID调节。
优选的，所述冷却塔的具体控制方法为：根据历史数据库存贮自动寻找实时负荷、当前湿球温度下最佳空调工况时所对应的冷却水回水温度，以最佳的冷却水回水温度和出水温度的差值为参考依据来调节冷却塔风机的风量和台数；若现场实际冷量计算负荷的结果优于历史数据库中存贮的数据信息，则将得出的最佳的冷却水回水温度和出水温度的差值，根据结果将控制范围写入数据库。
本发明的有益效果是：
1、利用数据库历史数据存贮和分析的模糊计算与基于神经网络的中央空调节能控制系统对空调系统进行能效检测和调控，从数据库着手，通过比较向数据库存入优质工况参数数据，考虑到数据库数据复杂性提高及数据匹配操作频繁多变，特引入人工神经网络，通过将空调系统的工况参数数据作为人工神经网络的输入，借助人工神经网络对非线性复杂数据的处理优势，自动从数据库中匹配出符合当前系统制冷或制热需求的节能策略，并根据该策略自动对系统设备的运行模式进行调整。在保证应用性能需求的前提下，使空调系统始终以最佳效率运行，达到降低系统总能耗的目的。
2、通过冷冻泵、冷却泵、冷却塔风机、各个末端支路均衡控制逻辑借助人工神经网络对非线性复杂数据的处理优势，自动匹配出符合当前中央空调整个系统制冷需求的节能策略，并根据该策略自动对系统设备的运行模式进行调整，在保证室内舒适度需求的前提下，通过当前系统总COP系统与数据库内存储的最大COP系统对比来找出满足当前系统制冷需求的最优工况参数数据，再将所述最优工况参数数据存入数据库中，利用人工神经网络的自主学习特性，不断提升学习能力，优化数据库存储数据，以实现快速匹配出符合当前系统制冷需求的节能策略。
3、在满足末端负荷的前提下首先提升主机能效区间，通过主机能量均衡调节和大小机参与的加减载逻辑的主机群控优化策略，比目前单纯的调节主机水温能效提升在5％-10％；再通过各个末端支路的精确能量平衡调控，比一般的末端水力调节系统能效提升在5％左右；特别是制热模式下根据定案的能量调节逻辑，水泵节能效率非常明显，达到70％以上，节能效果显著。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明提供的基于神经网络的中央空调能效提升控制系统的结构示意图；
图2是本发明提供的主机联合控制及各个末端支路控制原理图；
图3是本发明提供的主机减载策略的结构示意图；
图4是本发明提供的主机加载策略的结构示意图。
附图标记：01：主机能量调节阀；02：冷冻侧供水温度；03：主机网关；04：冷却总回水温度；05：冷却塔总进水温度；06：冷却塔风机；07：能量计；08：室外温湿度；09：总供水温度；10：压差传感器；11：集水器能量调节阀；12：末端支路能量调节阀；13：总回水温度；14：末端支路回水温度。
具体实施方式
如图所示，为本发明提供的一种中央空调系统，包括：
数据存储模块，用于存贮系统设定的基本参数数据、前期系统调试最佳数据和系统测得的参数数据；
数据采集模块，与系统设备连接，用于采集中央空调系统中的各个工况参数数据信息，并将工况参数数据中的模拟信号转化为数字信号发送至数据处理模块；
数据处理模块，通过网关与数据采集模块连接，将采集的各个工况参数数据信息与数据库中的数据信息进行计算对比处理，并将控制指令发送给设备控制模块；
设备控制模块，与数据处理模块和系统该设备连接，根据数据处理模块发送的控制信号控制中央空调系统中各个设备的运转和停止。
优选的，数据采集模块包括传感器模块，传感器模块包括：湿度传感器，用于测量空调末端的空气湿度数据；温度传感器，用于测量空调末端的设定温度和冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵的进出水温度数据；压力传感器，用于测量压力参数数据；流量传感器，用于测量流量参数数据；功率传感器，用于测量功率参数数据。
一种中央空调系统能效提升控制方法，包括以下步骤：
T1：对系统及设备进行基础调试，将基本数据信息写入数据库；
T2：采集已开启的冷水主机和能量调节阀门的工况参数数据；
T3：采集已开启的冷冻冷却水泵及天气的工况参数数据；
T4：采集各个末端支路及能量调节阀门的能量平衡调节系统信息；
T5：计算处理采集的相关工况参数数据；
T6：根据工况参数数据计算结果控制相应的设备运转，并转至步骤T2，继续对系统进行检测分析。
步骤T1中的基础调试，包括：根据中央空调系统中各个设备厂家的变工况数据表，调试各个工况下主机最佳的出水温度范围和加载率组合最佳方式，把取得的最佳数据控制范围和相应最佳COP主机控制范围写入数据库；根据主机运行模式和季节模式分类进行调试，调试各个工况下末端各个支路的动态能量平衡调节阀的基础区间范围，把取得的最佳数据写入数据库。
步骤T2中采集的工况参数数据包括：主机加载数量，主机水温设定参数，主机加载率大小，通过主机通讯网关数据、主机能量调节阀门百分比参数反馈获得；步骤T3中采集的工况参数数据包括：冷冻泵开始数量和频率，冷却塔开启台数和阀门开启数量，室外空气湿球温度，室外空气焓值(根据采集的温湿度传感器计算所得)。
步骤T5中的数据计算处理过程包括：数据处理模块将包含于工况参数数据内的制冷主机COP主机与存储于数据处理模块内的制冷主机最佳COP主机范围进行比对，若制冷主机COP主机大于最佳COP主机范围，则判定为系统运行正常并转至步骤T2；若制冷主机COP主机小于或等于制冷主机最佳COP主机范围，则判定为系统故障，并将故障信息发送至设备控制模块，通过设备控制模块停止相应的系统设备运转。
步骤T5中的数据计算处理过程还包括：数据处理模块将包含于工况参数数据内的中央空调系统COP系统与存储于数据处理模块内的中央空调系统最佳COP系统范围进行比对，若中央空调系统最佳COP系统范围大于当前中央空调系统COP系统时，将当前系统总COP系统和对应的工况参数数据存储于数据库内，并转至步骤T2，继续对系统进行检测分析；当中央空调系统最佳COP系统范围涵盖当前中央空调系统COP系统时，将当前中央空调系统COP系统的在数据库内对应的工况参数数据发送至设备控制模块；若未能在数据库中找到与空气干湿球温度和设定温度对应的当前中央空调系统COP系统的相关参数，则将当前中央空调系统COP系统和对应的工况参数数据存储于数据库内。
步骤T6中的控制方法包括：冷却塔控制柜、冷却水泵控制柜、冷冻水泵控制柜根据接收到的工况参数数据信息，分别对冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵的频率进行调控。
冷冻泵的具体控制方法为：根据现场传感器检测的出水温度和预设的出水温度对比，若当前检测值超出预设温度的阈值，则根据冷冻水泵的预设供回水温差或预设供回水压差或预测负荷，对冷冻水泵的频率进行PID调节；
冷却泵的具体控制方法为：根据湿球温度偏差判定进行调节，若经过比对，若当前湿球温度超出预设湿球温度的阈值，则依据冷却水泵的预设供回水温差，对冷却水泵的频率进行PID调节。
冷却塔的具体控制方法为：根据历史数据库存贮自动寻找实时负荷、当前湿球温度下最佳空调工况时所对应的冷却水回水温度，以最佳的冷却水回水温度和出水温度的差值为参考依据来调节冷却塔风机的风量和台数；若现场实际冷量计算负荷的结果优于历史数据库中存贮的数据信息，则将得出的最佳的冷却水回水温度和出水温度的差值，根据结果将控制范围写入数据库。
对于非变频离心冷水主机，根据厂家的变工况数据表，高效COP主机区间基本出现在80％-90％之间；对于非变频螺杆冷水主机，根据厂家的变工况数据表，高效COP主机区间基本出现在65％-80％之间；根据初步调试结果，在各个温湿度下把适合主机加减载逻辑计算后的结果写入数据库；制冷模式下主机蒸发侧水温提升1度，在满足末端最不利点负荷需求的情况下系统能效COP系统提升2.5％左右，因此系统对于不同温湿度下的主机水温控制，根据调试结果按照三个焓值区间(焓值需要温湿度参数采集后计算，也可以按照采集温湿度传感器的范围区间)进行分类，但水温不可能无限制提高，根据上述三个焓值区间把最高主机水温控制范围写入数据库。
实施例一：
一种中央空调系统能效提升控制方法，包括以下步骤：
T1：对系统及设备进行基础调试，将基本数据信息写入数据库；
T2：采集已开启的冷水主机和能量调节阀门的工况参数数据；
T3：采集已开启的冷冻冷却水泵及天气的工况参数数据；
T4：采集各个末端支路及能量调节阀门的能量平衡调节系统信息；
T5：计算处理采集的相关工况参数数据；
T6：根据工况参数数据计算结果控制相应的设备运转，并转至步骤T2，继续对系统进行检测分析。
考虑到现场实际情况和可能的急剧人流波动等特殊原因，在自动运行控制模式上进行人工干预细分增加几个模式便于用户调控，分为尖峰模式、高峰模式、自动模式、睡眠模式，每个控制模式对水温就行修正；
考虑加载主机后，必然造成主机水力分配不平衡，通过冷冻水进水侧能量调节阀进行PID调节，保证主机均衡能量分配，从而提升系统能效COP系统；
加载主机后，为提升主机能效COP主机,同时考虑到机组加载率控制，把过渡季节使用一半负荷的小螺杆机纳入到主机群控逻辑中，按照小机加载到大机，然后从大机加载到小机和大机，再从小机和大机加载到大机和大机，以此类推；减载主机同样按照上述加载顺序相反即可；
冷冻泵控制根据现场传感器根据所述冷冻水泵的预设供回水温差或预设供回水压差或预测负荷，对所述冷冻水泵的频率进行PID调节；冷冻泵泵组优先组合控制由于采用了小机系统，因此按照大机对大泵，小机对小泵一对一的方式进行优先组合控制；
冷却泵控制根据判断当前湿球温度然后根据所述冷却水泵的预设供回水温差，对所述冷却水泵的频率进行PID调节；若不在偏差内，则检测所述冷却水泵的当前出水温度，并根据所述当前出水温度调节所述冷却水泵的频率；冷却泵泵组优先组合控制由于采用了小机系统，因此也按照大机对大泵，小机对小泵一对一的方式进行优先组合控制；
冷却塔风机数量控制根据现场实际冷量计算负荷的Q冷N(其中N为现场调试计算的冷却负荷最佳COP系数)的范围进行调节控制，根据能量守恒定律，N大小按照Q冷加上主机有功功率P主机近似得出，再根据冷却侧采集的流量表数据计算后冷却侧负荷Q热进行对比，根据结果将控制范围写入数据库。
末端支路能量平衡控制(制冷模式)：根据主机运行模式和两个焓值区间，调试各个分区每个支路的最终能量平衡数据，最终每个分区的差异性会有所不同，靠近集分水器的平衡阀初始设定值会稍小，把取得的最佳数据写入数据库；
末端支路能量平衡控制(制热模式)：两个干球温度区间下，由于各个建筑使用情况不同，制热和制冷模式的差异性较大，把差异性较大把取得的最佳数据写入数据库；按照商业广场的应用实例，商户都为敞开式设计，最终ABCD四个分区的三四楼八个末端能量调节阀全部关闭，在极寒条件下也能满足室内温度需求，运维人员制热模式下也会关闭所有三四楼末端，但平衡阀调控完全失效，因此控制后水泵节能优势非常明显。
基于上述发明内容和实施例，系统在不同工况环境和工作方式下的控制方式及数据参数如下：
根据调试结果室外干球温度小于30℃，湿度温度小于23.75℃时，主机出水温度范围9℃-11℃，优先的选择11℃进行控制逻辑设定；
根据调试结果室外干球温度大于30℃小于34℃，湿度温度小于29.1℃时，主机出水温度范围8℃-10℃，优先的选择10℃进行控制逻辑设定；
根据调试结果室外干球温度大于34℃，湿度温度大于29.1℃时，主机出水温度范围7℃-9℃，优先的选择9℃进行控制逻辑设定；
系统制冷尖峰模式修正值区间-2℃～-1℃，优先的选择-1℃进行控制；
系统制冷高峰模式修正值区间-1℃～0℃，优先的选择温度不变进行控制；
系统制冷过渡模式修正值区间0℃～1℃，优先的选择+1℃温度进行控制；
系统制冷睡眠模式修正值区间1℃～2℃，优先的选择+2℃温度进行控制；
主机能量平衡调节阀根据冷冻侧进水温度传感器之间差值进行PID控制；
螺杆主机根据网关通信主机参数修改设定后，设定主机加载率上限85％；
离心主机根据网关通信主机参数修改设定后，设定主机加载率上限95％；
冷冻侧水温温差在根据调试结果室外干球温度小于30℃，湿度温度小于23.75℃时，设定5-6度，压差在0.3bar-0.35bar进行PID调节冷冻泵频率，最小频率根据最小压差和主机最低冷冻流量设定为25Hz；
冷冻侧水温温差在根据调试结果室外干球温度大于30℃，湿度温度大于23.75℃时，设定4-5度，压差在0.35bar-0.4bar进行PID调节冷冻泵频率，最小频率根据最小压差和主机最低冷冻流量设定为25Hz；
冷却侧水温温差在根据调试结果室外湿度温度小于23.75℃时，设定4-6度进行PID调节冷却泵频率，最小频率根据主机最低冷却流量设定为27.5Hz；
设定湿球偏差2℃-4℃，根据Q热计算结果和Q冷N数据对比湿球偏差PID调节风机数量，1/(N-1)即为主机及时能效比,根据节能提升系数确定系数N的范围在1.1-1.3，初定(1.13-1.14)进行设定，即提升后的主机能效为COP主机等于(7.14-7.69)存贮进数据库；
冷却侧水温温差在根据调试结果室外湿度温度大于等于23.75℃时，设定4-5度进行PID调节冷却泵频率，最小频率根据主机最低冷却流量设定为27.5Hz；
设定湿球偏差3℃-5℃，根据Q热计算结果和Q冷N数据对比湿球偏差PID调节风机数量1/(N-1)即为主机及时能效比,根据节能提升系数N的范围在1.1-1.3，初定(1.14-1.15)进行设定，即提升后的主机能效为COP主机等于(6.67-7.14)存贮进数据库；
末端支路能量平衡控制(制冷模式)室外湿度温度小于23.75℃时：
A区一楼平衡阀初始值58.5％，A区二楼平衡阀初始值73.6％，A区三楼平衡阀初始值92.1％，A区四楼平衡阀初始值100％；
B区一楼平衡阀初始值46.3％，B区二楼平衡阀初始值66.3％，B区三楼平衡阀初始值87.4％，B区四楼平衡阀初始值100％；
C区一楼平衡阀初始值47.2％，C区二楼平衡阀初始值65.6％，C区三楼平衡阀初始值83.4％，C区四楼平衡阀初始值100％；
D区一楼平衡阀初始值55.6％，D区二楼平衡阀初始值72.7％，D区三楼平衡阀初始值89.8％，D区四楼平衡阀初始值100％；
负一楼平衡阀初始值52.2％；
末端支路能量平衡控制(制冷模式)室外湿度温度大于等于23.75℃时：
A区一楼平衡阀初始值62.8％，A区二楼平衡阀初始值77.8％，A区三楼平衡阀初始值96.3％，A区四楼平衡阀初始值100％；
B区一楼平衡阀初始值50.4％，B区二楼平衡阀初始值72.1％，B区三楼平衡阀初始值90.2％，B区四楼平衡阀初始值100％；
C区一楼平衡阀初始值53.1％，C区二楼平衡阀初始值70.8％，C区三楼平衡阀初始值87.9％，C区四楼平衡阀初始值100％；
D区一楼平衡阀初始值61.2％，D区二楼平衡阀初始值77.5％，D区三楼平衡阀初始值93.7％，D区四楼平衡阀初始值100％；
负一楼平衡阀初始值51.3％；
末端支路能量平衡控制(制热模式)室外干球温度小于2℃时：
A区一楼平衡阀初始值78.5％，A区二楼平衡阀初始值85.2％，A区三楼四楼平衡阀初始值0％；
B区一楼平衡阀初始值71.1％，B区二楼平衡阀初始值90％，B区三楼四楼平衡阀初始值0％；
C区一楼平衡阀初始值70.3％，C区二楼平衡阀初始值90％，C区三楼四楼平衡阀初始值0％；
D区一楼平衡阀初始值80.2％，D区二楼平衡阀初始值83.4％，D区三楼四楼平衡阀初始值0％；
负一楼平衡阀初始值93.8％；
末端支路能量平衡控制(制热模式)室外干球温度大于等于2℃时：
A区一楼平衡阀初始值71.3％，A区二楼平衡阀初始值76.8％，A区三楼四楼平衡阀初始值0％；
B区一楼平衡阀初始值65.5％，B区二楼平衡阀初始值90％，B区三楼四楼平衡阀初始值0％；
C区一楼平衡阀初始值66.7％，C区二楼平衡阀初始值90％，C区三楼四楼平衡阀初始值0％；
D区一楼平衡阀初始值72.0％，D区二楼平衡阀初始值77.5％，D区三楼四楼平衡阀初始值0％；
负一楼平衡阀初始值85.6％；
为保证末端使用效果和最不利点流量，根据每个支路的回水温度所有能量调节阀最终PID范围定在±10％以内；
空调制热模式下的一侧锅炉水温控制根据室外干球温度分为三个区间，控制原理与制冷模式下相同，比末端能量阀PID调控增加一个极寒低温区间(-5度以下)。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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保护范围之内。

Claims (10)

1.一种中央空调系统，其特征在于，包括：
数据存储模块，用于存贮系统设定的基本参数数据、前期系统调试最佳数据和系统测得的参数数据；
数据采集模块，与系统设备连接，用于采集所述中央空调系统中的各个工况参数数据信息，并将所述工况参数数据中的模拟信号转化为数字信号发送至数据处理模块；
数据处理模块，通过网关与数据采集模块连接，将采集的各个工况参数数据信息与数据库中的数据信息进行计算对比处理，并将控制指令发送给设备控制模块；
设备控制模块，与数据处理模块和系统该设备连接，根据数据处理模块发送的控制信号控制所述中央空调系统中各个设备的运转和停止。
2.根据权利要求1所述的中央空调系统，其特征在于，所述数据采集模块包括传感器模块，所述传感器模块包括：湿度传感器，用于测量空调末端的空气湿度数据；温度传感器，用于测量所述空调末端的设定温度和冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵的进出水温度数据；压力传感器，用于测量压力参数数据；流量传感器，用于测量流量参数数据；功率传感器，用于测量功率参数数据。
3.一种中央空调系统能效提升控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
T1：对系统及设备进行基础调试，将基本数据信息写入数据库；
T2：采集已开启的冷水主机和能量调节阀门的工况参数数据；
T3：采集已开启的冷冻冷却水泵及天气的工况参数数据；
T4：采集各个末端支路及能量调节阀门的能量平衡调节系统信息；
T5：计算处理采集的相关工况参数数据；
T6：根据工况参数数据计算结果控制相应的设备运转，并转至步骤T2，继续对系统进行检测分析。
4.根据权利要求3所述的中央空调系统能效提升控制方法，其特征在于，步骤T1中所述的基础调试，包括：根据所述中央空调系统中各个设备厂家的变工况数据表，调试各个工况下主机最佳的出水温度范围和加载率组合最佳方式，把取得的最佳数据控制范围和相应最佳COP主机控制范围写入数据库；根据主机运行模式和季节模式分类进行调试，调试各个工况下末端各个支路的动态能量平衡调节阀的基础区间范围，把取得的最佳数据写入数据库。
5.根据权利要求3所述的中央空调系统能效提升控制方法，其特征在于，步骤T2中采集的工况参数数据包括：主机加载数量，主机水温设定参数，主机加载率大小，通过主机通讯网关数据、主机能量调节阀门百分比参数反馈获得；步骤T3中采集的工况参数数据包括：冷冻泵开始数量和频率，冷却塔开启台数和阀门开启数量，室外空气湿球温度，室外空气焓值。
6.根据权利要求3所述的中央空调系统能效提升控制方法，其特征在于，步骤T5中的数据计算处理过程包括：所述数据处理模块将包含于所述工况参数数据内的制冷主机COP主机与存储于所述数据处理模块内的制冷主机最佳COP主机范围进行比对，若所述制冷主机COP主机大于所述最佳COP主机范围，则判定为系统运行正常并转至步骤T2；若所述制冷主机COP主机小于或等于所述制冷主机最佳COP主机范围，则判定为系统故障，并将故障信息发送至所述设备控制模块，通过所述设备控制模块停止相应的系统设备运转。
7.根据权利要求3所述的中央空调系统能效提升控制方法，其特征在于，步骤T5中的数据计算处理过程包括：所述数据处理模块将包含于所述工况参数数据内的中央空调系统COP系统与存储于所述数据处理模块内的中央空调系统最佳COP系统范围进行比对，若所述中央空调系统最佳COP系统范围大于当前中央空调系统COP系统时，将当前系统总COP系统和对应的工况参数数据存储于数据库内，并转至步骤T2，继续对系统进行检测分析；当所述中央空调系统最佳COP系统范围涵盖当前中央空调系统COP系统时，将所述当前中央空调系统COP系统的在数据库内对应的工况参数数据发送至设备控制模块；若未能在所述数据库中找到与空气干湿球温度和设定温度对应的当前中央空调系统COP系统的相关参数，则将所述当前中央空调系统COP系统和对应的工况参数数据存储于所述数据库内。
8.根据权利要求3所述的中央空调系统能效提升控制方法，其特征在于，步骤T6中的控制方法包括：冷却塔控制柜、冷却水泵控制柜、冷冻水泵控制柜根据接收到的所述工况参数数据信息，分别对冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵的频率进行调控。
9.根据权利要求8所述的中央空调系统能效提升控制方法，其特征在于，所述冷冻泵的具体控制方法为：根据现场传感器检测的出水温度和预设的出水温度对比，若当前检测值超出预设温度的阈值，则根据所述冷冻水泵的预设供回水温差或预设供回水压差或预测负荷，对所述冷冻水泵的频率进行PID调节；所述冷却泵的具体控制方法为：根据湿球温度偏差判定进行调节，若经过比对，若当前湿球温度超出预设湿球温度的阈值，则依据冷却水泵的预设供回水温差，对所述冷却水泵的频率进行PID调节。
10.根据权利要求8所述的中央空调系统能效提升控制方法，其特征在于，所述冷却塔的具体控制方法为：根据历史数据库存贮自动寻找实时负荷、当前湿球温度下最佳空调工况时所对应的冷却水回水温度，以最佳的冷却水回水温度和出水温度的差值为参考依据来调节冷却塔风机的风量和台数；若现场实际冷量计算负荷的结果优于历史数据库中存贮的数据信息，则将得出的最佳的冷却水回水温度和出水温度的差值，根据结果将控制范围写入数据库。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114440419A (zh) * 2021-12-31 2022-05-06 博锐尚格科技股份有限公司 一种冷站二次泵系统的控制方法、装置、设备和存储介质
CN114576812A (zh) * 2021-12-01 2022-06-03 华信咨询设计研究院有限公司 供水温度时变冷水系统变流量控制方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201059715Y (zh) * 2007-07-06 2008-05-14 北京时代嘉华环境控制科技有限公司 一种中央空调冷冻站质量并调控制系统
US20130167560A1 (en) * 2010-10-13 2013-07-04 Weldtech Technology (Shanghai) Co., Ltd. Energy-saving optimized control system and method for refrigeration plant room
CN104374052A (zh) * 2014-11-18 2015-02-25 柳州市金旭节能科技有限公司 基于神经网络的中央空调节能控制方法及系统
CN105674489A (zh) * 2016-01-27 2016-06-15 深圳市奥宇节能技术股份有限公司 一种中央空调水泵的优化控制方法及系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201059715Y (zh) * 2007-07-06 2008-05-14 北京时代嘉华环境控制科技有限公司 一种中央空调冷冻站质量并调控制系统
US20130167560A1 (en) * 2010-10-13 2013-07-04 Weldtech Technology (Shanghai) Co., Ltd. Energy-saving optimized control system and method for refrigeration plant room
CN104374052A (zh) * 2014-11-18 2015-02-25 柳州市金旭节能科技有限公司 基于神经网络的中央空调节能控制方法及系统
CN105674489A (zh) * 2016-01-27 2016-06-15 深圳市奥宇节能技术股份有限公司 一种中央空调水泵的优化控制方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何力人、邹晓华、郭翼铭: "智能化模糊控制技术对中央空调系统节能的研究", 《计量与测试技术》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114576812A (zh) * 2021-12-01 2022-06-03 华信咨询设计研究院有限公司 供水温度时变冷水系统变流量控制方法及系统
CN114576812B (zh) * 2021-12-01 2023-12-26 华信咨询设计研究院有限公司 供水温度时变冷水系统变流量控制方法及系统
CN114440419A (zh) * 2021-12-31 2022-05-06 博锐尚格科技股份有限公司 一种冷站二次泵系统的控制方法、装置、设备和存储介质
CN114440419B (zh) * 2021-12-31 2023-10-27 博锐尚格科技股份有限公司 一种冷站二次泵系统的控制方法、装置、设备和存储介质

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