[發(fā)明專(zhuān)利]一種中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)冷卻效率極大化方法及控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410244377.1
• 申請(qǐng)日: 2014-06-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104089362A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈岑;沈新榮;郁輝球;章威軍;何川;楊峰;章程;徐煜來(lái)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州哲達(dá)科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F24F11/00
• 分類(lèi)號(hào): F24F11/00
• 代理公司: 杭州中成專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域，特別涉及一種中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)冷卻效率極大化方法及控制裝置。

背景技術(shù)

在中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域中，有相當(dāng)一部分人認(rèn)為與冷凍水系統(tǒng)相比，冷卻水系統(tǒng)內(nèi)冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能會(huì)引起制冷主機(jī)的效率下降，從而造成制冷主機(jī)的能耗上升，是件得不償失的事。所以中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能基本會(huì)圍繞冷凍水系統(tǒng)進(jìn)行改造。但是越來(lái)越多的研究指出，盡管冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能率比不上冷凍水系統(tǒng)，卻仍有節(jié)能空間。

在冷卻水系統(tǒng)節(jié)能中，大致有3種方法，1)根據(jù)設(shè)定的冷卻塔出水溫度模糊控制冷卻塔風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)和頻率；根據(jù)設(shè)定的冷卻水供回水溫差模糊控制冷卻水泵的臺(tái)數(shù)和頻率；2)根據(jù)不同工況下，最佳制冷主機(jī)效率對(duì)應(yīng)的最佳冷卻水入口溫度控制冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)和頻率；3)根據(jù)不同工況下，制冷主機(jī)和冷卻水泵功率總和的最低值對(duì)應(yīng)的最佳冷凝壓力，控制冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)和頻率。

其中，第1種方法基于不變的設(shè)定值進(jìn)行模糊控制，因而無(wú)法達(dá)到真正的冷卻水系統(tǒng)節(jié)能；第2種方法考慮了冷卻水系統(tǒng)節(jié)能對(duì)制冷主機(jī)的影響，但卻僅僅關(guān)注最佳的主機(jī)效率，忽略了冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)功耗；第3種方法僅考慮了冷卻水系統(tǒng)中的制冷主機(jī)和冷卻水泵，忽略了冷卻塔風(fēng)機(jī)功耗。因而中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能必須從冷卻水系統(tǒng)綜合能效最優(yōu)的方向，即冷卻效率極大化進(jìn)行控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)冷卻效率極大化方法及控制裝置。

為解決技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的解決方案是：

提供一種中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)冷卻效率極大化方法，包括如下步驟：

步驟A：最佳冷凝溫度算法：在不同的中央空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷和室外濕球溫度下，不同的冷凝溫度對(duì)應(yīng)不同冷卻水系統(tǒng)功率值；因而存在一個(gè)最佳冷凝溫度，使冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行功率達(dá)到最低，用下式計(jì)算冷卻水系統(tǒng)功率：

N＝f(t_c，Q，t_s)，

式中，N為運(yùn)行的制冷機(jī)組功率N₁、冷卻水泵功率N₂、冷卻塔風(fēng)機(jī)功率N₃的和，單位符號(hào)為kW；t_c為冷凝溫度，單位符號(hào)為℃；Q為中央空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷值，單位符號(hào)為kW；t_s為室外濕球溫度，單位符號(hào)為℃；

首先，根據(jù)制冷機(jī)組的設(shè)計(jì)參數(shù)，確定蒸發(fā)溫度在溫度區(qū)間7℃～15℃內(nèi)情況下，當(dāng)冷凝溫度t_c不同時(shí)，不同中央空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷值Q下的制冷機(jī)組功率N₁，即N₁＝f₁(t_c，Q)；

其次，根據(jù)冷卻水泵特性曲線(xiàn)，計(jì)算出不同冷卻水流量G下的冷卻水泵功率N₂，即N₂＝f₂(G)；

然后，根據(jù)在不同室外濕球溫度t_s下的冷卻塔特性曲線(xiàn)，在冷卻量Q_冷卻下，計(jì)算出不同冷卻水流量G和冷凝溫度t_c下，所需消耗的冷卻塔風(fēng)機(jī)功率N₃；其中冷卻量Q_冷卻為中央空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷值Q與制冷機(jī)組功率N₁的和，即Q_冷卻＝Q+f₁(t_c，Q)，則N₃＝f₃(t_s，t_c，Q，G)，其中冷卻量Q_冷卻和冷卻水流量G的單位符號(hào)分別為kW、m³/h；

最后，計(jì)算出在上述室外濕球溫度t_s、負(fù)荷量Q下，不同冷卻水流量G和冷凝溫度t_c搭配，所需的制冷機(jī)組功率N₁、冷卻水泵功率N₂、冷卻塔風(fēng)機(jī)功率N₃的和N，獲得N最小時(shí)的冷凝溫度t_c；

因此，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸獲得N＝f(t_c，Q，t_s)，則當(dāng)室外濕球溫度t_s和中央空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷值Q已知時(shí)，偏導(dǎo)計(jì)算出最低冷卻水系統(tǒng)功率N對(duì)應(yīng)的最佳冷凝溫度；

步驟B：冷卻水系統(tǒng)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自組織模糊控制：其中包括

(1)初始模糊控制規(guī)則的離線(xiàn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練：