CN115451596B - 一种离心式冷水机组开机快速稳定的能量控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种离心式冷水机组开机快速稳定的能量控制方法，包括：存储机组在不同条件下的开机数据于控制器内；机组在实际开机过程中，控制器将实际开机数据与存储的开机数据进行对照，得出用户实际负荷；根据用户实际负荷，将机组的能量调节机构置于用户实际负荷能力率所对应的位置运行。本发明能使机组在开机时即以用户实际负荷对应的能力值运行，从而使开机过程中的机组出水温度快速达到目标温度，并稳定持续运行。

Description

一种离心式冷水机组开机快速稳定的能量控制方法
技术领域
本发明涉及机组控制技术领域，提供了一种离心式冷水机组开机快速稳定的能量控制方法。
背景技术
离心式冷水机组是一种速度调节型的制冷机组，通过调节离心压缩机的导叶开度和电机转速可调节制冷回路中的制冷流量大小，达到调节机组制冷量的目的。
离心压缩机的固有特性决定了离心式冷水机组是一种高效节能的制冷机组，所以离心机组被广泛应用于大型商用场所、大型数据中心、精密仪器生产车间、办公楼等。离心式冷水机组的开机启动过程，不仅决定着用户的体验感，也在一定程度上影响着机组能量的消耗。
目前市场上常见的开机能量控制方式即为水温PID(比例/积分/微分)调节，并未在开机稳定至目标水温阶段做特殊处理。众所周知，水温PID调节具有一定的震荡性，当比例/积分/微分总偏差值越大，PID增量值越大，从而传递给主机能量控制逻辑的加减载增量越大。如此，在开机过程中，只要实际水温偏离于目标设定水温一定数值，PID增量值所导致的能量控制加减载增量均是最大值，开机过程中机组会一直以最大步幅加载，直至实际水温快接近于目标水温，PID增量值减小至 0或出项负值，此时机组开始放缓加载速度或开始卸载。但由于前期机组实际加载负荷远大于用户需求负荷，此过程加载所产生的冷量循环后未被用户利用完，导致此时机组出水温度持续下降，此时PID增量出现最大的负值增量，该增量传递给机组能量控制逻辑，机组进行最大幅度(步幅、频次)的减载运行。当一段时间后，随着水温的升高，PID增量由负值再缓慢趋于正值，机组又开始加载过程。由此不停加卸载，水温不断震荡，并逐渐趋近于目标设定温度，后保持运行。
如图2所示，传统水温PID调节，实际为制冷机组逐步摸索用户负荷的过程：在开机开始阶段，以最大幅度加载即此时以较大的输出能力对用户负荷进行初步探索，如图2中的阶段1；在PID出现负值时，再进行减载，即对初步探索的输出能力进行负修正，如图2中的阶段2。机组控制逻辑通过PID增量反馈，不断修正机组输出能力，最终使机组输出能力与用户负荷接近，即达到水温稳定运行，如图2 中的阶段3、4、5、6、7。所以，无法使得机组在开机时即以用户实际负荷对应的能力值运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种离心式冷水机组开机快速稳定的能量控制方法，能使机组在开机时即以用户实际负荷对应的能力值运行，从而使开机过程中的机组出水温度快速达到目标温度，并稳定持续运行。
实现上述目的的技术方案是：
一种离心式冷水机组开机快速稳定的能量控制方法，包括：
存储机组在不同条件下的开机数据于控制器内；
机组在实际开机过程中，控制器将实际开机数据与存储的开机数据进行对照，得出用户实际负荷；
根据用户实际负荷，将机组的能量调节机构置于用户实际负荷能力率所对应的位置运行。
优选的，所述的不同条件指：不同用户负荷、不同工况。
优选的，模拟用户在不同负荷、不同工况下的开机情况获得实际开机数据。
优选的，所述的模拟用户在不同负荷、不同工况下的开机情况获得实际开机数据，包括：
设定：蒸发器出水温度下降速率Kt，蒸发压力下降速率KP，下降速率，开机前的冷却水进水温度与蒸发器目标出水温度的差值为Tf；
记指定Tf温度，指定负荷下，对应的离心压缩机的频率/导叶开度为F；
在指定的温度Tf以及指定的C％负荷下，并且稳定冷却水进水温度不变，将机组开机，将能量调节机构手动定在C％负荷对应的F值，至水温刚定在需求温度时，记录此过程中的蒸发器水温下降速率Kt、蒸发压力下降速率KP，计算得到下降速率K。
优选的，将开机过程中的实际K值与实际温度对应的下降速率对比，按照范围区间，设定目标频率/导叶，后按照正常PID调节。
优选的，在运行至目标频率/导叶过程中，若此时F＜80％目标频率/导叶，此时进行快速调节；若F＞80％目标频率/导叶,此时进行正常调节。
优选的，变频机组快速调节时每个频率动作周期内设置3Hz，正常调节设置为1Hz。
本发明的有益效果是：通过存储机组在不同用户负荷、不同工况下的开机数据在控制器内，以使机组在实际开机过程中，将实际开机数据与存储的开机数据进行对照，从而快速反推出此时用户实际负荷，然后将机组能量调节机构置于该能力率所对应的位置运行，无需通过PID震荡来找寻用户实际负荷，达到快速稳定运行的目的，减少了机组能量的消耗，提高了用户的体验感。
附图说明
图1是本发明的离心式冷水机组开机快速稳定的能量控制方法的流程图；
图2是传统PID调节的开机过程水温变化图；
图3是本发明中开机控制逻辑图；
图4是本发明中存储机组在不同条件下的开机数据的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1、4，本发明的一种离心式冷水机组开机快速稳定的能量控制方法，包括下列步骤：
步骤S1，通过存储机组在不同条件下的开机数据在控制器中。具体地，在实验室内，模拟用户在不同负荷、不同工况下的开机情况，获得实际开机数据。即：
步骤S11，设定：开机前的冷却水进水温度与蒸发器目标出水温度的差值为 Tf；蒸发器出水温度下降速率Kt，蒸发压力下降速率KP，下降速率
步骤S12，记录在不同的温度Tf以及不同的负荷下，离心压缩机的频率/导叶开度F；例如，下表1所示实验数据：
负荷 20％ 40％ 60％ 80％ 100％
Tf1 F11，K11 F12，K12 F13，K13 F14，K14 F15，K15
Tf2 F21，K21 F22，K22 F23，K23 F24，K24 F25，K25
Tf3 F31，K31 F32，K32 F33，K33 F34，K34 F35，K35
Tf4 F41，K41 F42，K42 F43，K43 F44，K44 F45，K45
Tf5 F51，K51 F52，K52 F53，K53 F54，K54 F55，K55
Tf6 F61，K61 F62，K62 F63，K63 F64，K64 F65，K65
表1
其中，F为在指定Tf温度，指定负荷下，对应的离心压缩机的频率/导叶开度。如：F32表示在差值为Tf3时，机组制冷能力率在40％时所对应的压缩机的频率/导叶开度。
步骤S13，在指定Tf温度下，将测试台冷媒水侧兑水泵频率/开度手动定住在C％负荷，且稳定冷却水进水温度不变。将机组开机，且将机组能量调节机构手动定住在C％负荷对应的F值。整个开机过程至水温刚好稳定在需求温度时，记录此过程中的蒸发器水温下降速率、蒸发压力下降速率，从而得出对应的下降速率K。
步骤S2，机组在实际开机过程中，控制器将实际开机数据与存储的开机数据进行对照，得出用户实际负荷；具体地，在实际温度下，变频机组的开机快速稳定能量控制逻辑如下：将开机过程中的实际K值与实际温度对应的下降速率对比，按照范围区间，设定目标频率/导叶，从而快速反推出此时用户实际负荷，后按照正常PID调节，其中，在运行至目标频率/导叶过程中，若此时F＜80％目标的频率/导叶，此时进行快速调节；若F＞80％目标的频率/导叶，此时进行正常调节。
以上述表1中数据为例：
实际控制逻辑：如在Tf1实际温度下，变频机组的开机快速稳定能量控制逻辑如下：
将开机过程中的实际K值与Tf1对应的K11-K15对比，按照范围区间，设定目标频率/导叶，后按照正常PID调节。其中，在运行至目标F(频率/导叶) 过程中，若此时F＜80％目标F，此时进行快速调节；若F＞80％目标F，此时进行正常调节。详见下图3。
快速调节与正常调节可在逻辑控制内设置，如变频机组快速调节时每个频率动作周期内可动作3Hz；正常调节可设置为1Hz。
步骤S3，根据用户实际负荷，将机组的能量调节机构置于用户实际负荷所对应的位置运行，达到目标温度。能量调节机构就是使机组加卸载的部件，即通过调节电机的转速，吸气口导叶的开度来进行机组加卸载。
综上，本发明将实际开机数据与存储的开机数据进行对照，从而快速反推出此时用户实际负荷，然后将机组能量调节机构置于该能力率所对应的位置运行，达到快速稳定运行。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (5)

1.一种离心式冷水机组开机快速稳定的能量控制方法，其特征在于，包括：
存储机组在不同条件下的开机数据于控制器内；
机组在实际开机过程中，控制器将实际开机数据与存储的开机数据进行对照，得出用户实际负荷；
根据用户实际负荷，将机组的能量调节机构置于用户实际负荷能力率所对应的位置运行；
模拟用户在不同负荷、不同工况下的开机情况获得实际开机数据；
所述的模拟用户在不同负荷、不同工况下的开机情况获得实际开机数据，包括：
设定：蒸发器出水温度下降速率Kt，蒸发压力下降速率KP，下降速率开机前的冷却水进水温度与蒸发器目标出水温度的差值为Tf；
记指定Tf温度，指定负荷下，对应的离心压缩机的频率/导叶开度为F；
在指定的温度Tf以及指定的C％负荷下，并且稳定冷却水进水温度不变，将机组开机，将能量调节机构手动定在C％负荷对应的F值，至水温刚定在需求温度时，记录此过程中的蒸发器水温下降速率Kt、蒸发压力下降速率KP，计算得到下降速率K。
2.根据权利要求1所述的一种离心式冷水机组开机快速稳定的能量控制方法，其特征在于，所述的不同条件指：不同用户负荷、不同工况。
3.根据权利要求1所述的一种离心式冷水机组开机快速稳定的能量控制方法，其特征在于，将开机过程中的实际K值与实际温度对应的下降速率对比，按照范围区间，设定目标频率/导叶，后按照正常PID调节。
4.根据权利要求3所述的一种离心式冷水机组开机快速稳定的能量控制方法，其特征在于，在运行至目标频率/导叶过程中，若此时F<80％目标频率/导叶，此时进行快速调节；若F>80％目标频率/导叶,此时进行正常调节。
5.根据权利要求1所述的一种离心式冷水机组开机快速稳定的能量控制方法，其特征在于，变频机组快速调节时每个频率动作周期内设置3Hz，正常调节设置为1Hz。
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