[發(fā)明專利]中央空調(diào)冷凍站內(nèi)主機(jī)及冷凍泵綜合能效提升控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710482453.6
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107401806B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞軍燕;吳寶財(cái);馬堅(jiān)生;李艷茹;靳守杰;閆雅斌;張偉東;龍靜;張目然;黃德亮;劉麗萍;歐陽開
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州地鐵集團(tuán)有限公司;江蘇聯(lián)宏智慧能源股份有限公司
• 主分類號: F24F11/89
• 分類號: F24F11/89
• 代理公司: 32112 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 奚銘

中央空調(diào)冷凍站內(nèi)主機(jī)及冷凍泵綜合能效提升控制方法，把主機(jī)設(shè)備和冷凍水泵作為一個(gè)整體進(jìn)行參數(shù)模糊控制，首先，采用根據(jù)外界環(huán)境溫度動態(tài)提升冷凍水出水溫度，以提高主機(jī)設(shè)備能效；其次，采用恒溫差/恒壓差變頻率變流量模糊控制提高冷凍泵能效；最后，對兩者能效總能耗COP總自動尋找最優(yōu)點(diǎn)，如圖1中的B點(diǎn)，并高效運(yùn)行，保證冷凍站內(nèi)主機(jī)設(shè)備和冷凍水泵這個(gè)整體運(yùn)行于最佳匹配、高能效、節(jié)能狀態(tài)。本發(fā)明實(shí)時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行冷凍站內(nèi)主機(jī)和冷凍水泵整體COP最大化反饋控制計(jì)算，通過數(shù)據(jù)庫檢索，選取最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)模糊控制，達(dá)到最理想的節(jié)能效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源與節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，屬于能源管理及節(jié)能控制系統(tǒng)的一種中央空調(diào)冷凍站內(nèi)主機(jī)及冷凍水系統(tǒng)綜合能效提升控制方法。

背景技術(shù)

依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，中央空調(diào)最大負(fù)載能力是按照氣溫最高，負(fù)荷最大的工作環(huán)境設(shè)計(jì)。實(shí)際情況，系統(tǒng)很少在這些極限情況下工作，絕大多數(shù)時(shí)候都處于部分負(fù)荷運(yùn)行狀況。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，中央空調(diào)在70％負(fù)荷以下波動運(yùn)行的時(shí)間大約占整個(gè)系統(tǒng)的97％。因此系統(tǒng)總處于“大馬拉小車”的狀態(tài)，所以，就中央空調(diào)系統(tǒng)本身而言存在很大的冗余空間。

隨著建筑類中央空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用不斷擴(kuò)大，極大地提高了人們的生活質(zhì)量和舒適的工作環(huán)境，與此同時(shí)中央空調(diào)系統(tǒng)占據(jù)整個(gè)建筑用電負(fù)荷的40～60％，水系統(tǒng)能耗大約占中央空調(diào)系統(tǒng)能耗的60％～70％。水系統(tǒng)作為中央空調(diào)系統(tǒng)的主要能耗系統(tǒng)，國內(nèi)外對其節(jié)能降耗、提升能效有許多研究，最典型的是一次泵變流量調(diào)節(jié)與節(jié)能控制。但是，都是單一循環(huán)泵節(jié)能的研究，忽略了冷凍泵頻率變化對冷水主機(jī)本身能耗的影響，沒有將主機(jī)、冷凍泵泵作為一個(gè)整體來綜合考量節(jié)能效果。一般對水系統(tǒng)的冷凍泵進(jìn)行變頻節(jié)能控制，如圖1中A點(diǎn)，未關(guān)注主機(jī)設(shè)備水流量下降能效降低的影響，冷凍水流量降低到60％，冷水主機(jī)COP下降幅度約10％。

本發(fā)明結(jié)合公共樓宇中央空調(diào)耗能高，季節(jié)性強(qiáng)，可調(diào)潛力大的特點(diǎn)，保證系統(tǒng)良好的運(yùn)行狀態(tài)和最佳的運(yùn)行效率，通過中央空調(diào)冷凍站內(nèi)主機(jī)設(shè)備及冷凍泵作為一個(gè)整體及其綜合能效提升控制的方法，使形成的整體運(yùn)行于最佳匹配、高能效、節(jié)能狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有技術(shù)中，對中央空調(diào)冷凍站內(nèi)水系統(tǒng)的節(jié)能降耗，提升能效的研究都是對單一循環(huán)泵節(jié)能的研究，忽略了循環(huán)泵頻率變化對冷水主機(jī)本身能耗的影響，節(jié)能效果有限，有待提高。

本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容為：中央空調(diào)冷凍站內(nèi)主機(jī)及冷凍泵綜合能效提升控制方法，把主機(jī)設(shè)備和冷凍水泵作為一個(gè)整體進(jìn)行參數(shù)模糊控制，控制模型為：根據(jù)環(huán)境溫度動態(tài)調(diào)整冷凍水出水目標(biāo)溫度T₁來對主機(jī)設(shè)備模糊控制，提高其能效COP_主機(jī)，根據(jù)對主機(jī)設(shè)備的控制和末端負(fù)荷及冷凍水供回水溫差得到冷凍水質(zhì)量流量M_冷凍泵需求，進(jìn)而對冷凍泵模糊控制，提高其能效COP_冷凍泵，COP_主機(jī)和COP_冷凍泵之和即為總能效COP_總；再通過對中央空調(diào)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，調(diào)整控制模型中的參數(shù)，對調(diào)整后的參數(shù)重新計(jì)算能效，反復(fù)對比各種工況下的運(yùn)行數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，從而獲取最優(yōu)能效數(shù)據(jù)及對應(yīng)的控制模型參數(shù)；當(dāng)中央空調(diào)冷負(fù)荷變化時(shí)，通過中央空調(diào)的主控制器對COP_總進(jìn)行計(jì)算比較并尋得最大化，動態(tài)調(diào)整模糊控制選取最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)T₁和M_冷凍泵，使得冷凍站內(nèi)主機(jī)設(shè)備和冷凍水泵這個(gè)整體運(yùn)行于最佳匹配、高能效、節(jié)能狀態(tài)。

COP_總的計(jì)算為：

T₂＝f₃(T₁,M_冷凍泵,Q_末端)