[發(fā)明專利]一種中央空調(diào)多維度集成優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110320193.5
• 申請(qǐng)日: 2011-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102367980A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張紅宇;曾江華;關(guān)寧;梁勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市奧宇控制系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): F24F11/00
• 分類號(hào): F24F11/00
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所 44237
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種中央空調(diào)多維度集成優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)大型公共建筑建筑面積只有城鎮(zhèn)建筑總量的4％，但卻消耗了建筑能耗總量的28％，是建筑能源消耗的高密度領(lǐng)域。不同類型的大型公共建筑耗能特點(diǎn)各不相同，但相同的是中央空調(diào)的能耗都占了其中很大的比例。統(tǒng)計(jì)表明，中央空調(diào)能耗占建筑物總能耗的40％～60％，約占國(guó)家能源總消費(fèi)量的15％以上，因此，降低中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗已成為建筑節(jié)能的首要任務(wù)。但中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)由多個(gè)環(huán)節(jié)組成的復(fù)雜系統(tǒng)，其制冷過(guò)程也是一個(gè)由多個(gè)傳熱環(huán)節(jié)串聯(lián)構(gòu)成的復(fù)雜過(guò)程，這個(gè)過(guò)程包括室內(nèi)空氣循環(huán)、冷凍水循環(huán)、制冷劑循環(huán)、冷卻水循環(huán)、室外空氣循環(huán)等5個(gè)流體循環(huán)和空調(diào)末端設(shè)備、蒸發(fā)器、冷凝器、冷卻塔等換熱器中的4次熱交換，如說(shuō)明書(shū)附圖1所示。建筑物要實(shí)現(xiàn)制冷，其內(nèi)部的熱量(冷負(fù)荷)必須依次通過(guò)空調(diào)系統(tǒng)這5個(gè)循環(huán)和4次熱交換，才能被排放到室外大氣中去而獲得制冷。

中央空調(diào)系統(tǒng)的眾多環(huán)節(jié)依次銜接，相互耦合，相互依存，具有強(qiáng)相關(guān)性，其任何一個(gè)環(huán)節(jié)的中斷都將導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)制冷功能喪失，任何一個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)行的不協(xié)調(diào)都會(huì)引起系統(tǒng)制冷性能下降和運(yùn)行能耗增加。

另一方面，從中央空調(diào)系統(tǒng)工作過(guò)程可知，中央空調(diào)的能耗主要來(lái)自于它的五種工藝設(shè)備(即流體機(jī)械)，包括末端設(shè)備風(fēng)機(jī)、冷凍水泵、制冷壓縮機(jī)、冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)，這些工藝設(shè)備是中央空調(diào)系統(tǒng)各個(gè)流體循環(huán)的輸送設(shè)備，其容量的選擇是以空調(diào)負(fù)荷為依據(jù)的，而空調(diào)負(fù)荷受室外氣象條件和室內(nèi)人流量變化的影響，具有時(shí)變性特征，是隨時(shí)變化的。

當(dāng)空調(diào)負(fù)荷變化時(shí)，除一些新型的制冷機(jī)組能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)其制冷劑循環(huán)流量以改變其冷量輸出可以適應(yīng)負(fù)荷變化引起的冷量需求變化外，空調(diào)系統(tǒng)中其它的工藝設(shè)備都沒(méi)有新型制冷機(jī)組那樣的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，它們的運(yùn)行參數(shù)不會(huì)跟隨負(fù)荷的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，通常在設(shè)計(jì)的額定負(fù)荷參數(shù)下運(yùn)行，這樣就造成空調(diào)系統(tǒng)某些環(huán)節(jié)運(yùn)行狀態(tài)與負(fù)荷不協(xié)調(diào)，各個(gè)環(huán)節(jié)之間運(yùn)行也不協(xié)調(diào)，使整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)制冷效率下降。

目前，中央空調(diào)節(jié)能市場(chǎng)上的控制技術(shù)和產(chǎn)品雖多，但這些技術(shù)和產(chǎn)品大都只從容易實(shí)施的局部環(huán)節(jié)去考慮和解決問(wèn)題，如只關(guān)注某一水泵(冷凍水泵或冷卻水泵)或某一風(fēng)機(jī)(冷卻塔風(fēng)機(jī)或末端風(fēng)柜風(fēng)機(jī))的節(jié)能，而忽略了對(duì)整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)及能耗的監(jiān)測(cè)與控制。事實(shí)上，某一局部環(huán)節(jié)的控制，不只對(duì)該環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀態(tài)有影響，它對(duì)其它環(huán)節(jié)甚至整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)都有影響。如果只關(guān)注局部環(huán)節(jié)的節(jié)能而忽略了與其它環(huán)節(jié)間的相互協(xié)調(diào)與匹配，往往會(huì)導(dǎo)致其它環(huán)節(jié)效率下降(如制冷機(jī)組性能系數(shù)COP降低)，這樣，雖然局部環(huán)節(jié)的設(shè)備節(jié)了一點(diǎn)能，但從整個(gè)系統(tǒng)來(lái)看并不節(jié)能甚至能耗升高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種中央空調(diào)多維度集成優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法，旨在通過(guò)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的全面監(jiān)測(cè)、集成分析、動(dòng)態(tài)優(yōu)化和在線調(diào)節(jié)，以解決變負(fù)荷工況下中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率低、能耗高的問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種中央空調(diào)多維度集成優(yōu)化控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個(gè)傳感器、與所述多個(gè)傳感器相連接的參數(shù)采集箱、與所述參數(shù)采集箱相連接的中央控制器以及與所述中央控制器相連接的多個(gè)智能控制設(shè)備，其中：

所述多個(gè)傳感器用于全面監(jiān)測(cè)并采集中央空調(diào)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的運(yùn)行參數(shù)和工藝設(shè)備消耗的功率數(shù)據(jù)；

所述參數(shù)采集箱用于將所述新采集的運(yùn)行參數(shù)及功率數(shù)據(jù)處理后傳送給所述中央控制器；

所述中央控制器用于將原存儲(chǔ)的運(yùn)行參數(shù)及功率數(shù)據(jù)更新為新采集的運(yùn)行參數(shù)以及功率數(shù)據(jù)，并對(duì)所述新采集的運(yùn)行參數(shù)及功率數(shù)據(jù)進(jìn)行集成分析，找出當(dāng)前空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的低效環(huán)節(jié)及產(chǎn)生低效的原因，再推理獲得低效環(huán)節(jié)及相關(guān)工藝環(huán)節(jié)的優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)組合；以及

所述多個(gè)智能控制設(shè)備用于根據(jù)所述優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)組合在線調(diào)節(jié)相應(yīng)工藝環(huán)節(jié)的運(yùn)行參數(shù)，以使所有工藝環(huán)節(jié)及工藝設(shè)備都在優(yōu)化的運(yùn)行參數(shù)下運(yùn)行。

本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種中央空調(diào)多維度集成優(yōu)化控制方法，所述方法包括下述步驟：

全面監(jiān)測(cè)并采集中央空調(diào)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的運(yùn)行參數(shù)和工藝設(shè)備消耗的功率數(shù)據(jù)；將所述運(yùn)行參數(shù)及功率數(shù)據(jù)處理后，更新原存儲(chǔ)的運(yùn)行參數(shù)及功率數(shù)據(jù)為新采集的運(yùn)行參數(shù)及功率數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述新采集的運(yùn)行參數(shù)及功率數(shù)據(jù)，分析、診斷當(dāng)前空調(diào)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀況，找出低效環(huán)節(jié)及產(chǎn)生低效的原因；

根據(jù)所述低效環(huán)節(jié)及產(chǎn)生低效的原因，推理獲得低效環(huán)節(jié)及相關(guān)工藝環(huán)節(jié)的優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)組合；