一種中央空調智能優化控制系統及方法
2023-10-08 13:02:49 3
專利名稱：一種中央空調智能優化控制系統及方法
技術領域：
本發明屬於中央空調控制技術領域，尤其涉及一種中央空調智能優化控制 系統及方法。
背景技術：
近年來隨著建築能耗佔全部能耗的比例不斷提高，全社會對建築節能的關 注越來越大，而中央空調又佔據了建築能耗的大部分，因此，如何降低中央空 調的能量消耗是中央空調重點研究的技術之一 。
現有技術中央空調節能技術中，包括水泵變頻技術、冷凍水系統模糊控制 技術等已普遍應用於各類中央空調技術改造工程中，並取得比較可觀的節能效 果。
但是，這些技術存在的一個主要問題是只著重中央空調某個單獨設備或局 部小系統的節能，沒有對其全局進行考慮，因此節能效果受限，有時還會出現 某種設備節能，而影響另外設備耗能增加，最終可能出現整體負效益結果。
發明內容
本發明實施例的目的在於提供一種中央空調智能優化控制系統，旨在解決 現有技術中由於只著重中央空調某個單獨設備或局部^、系統的節能，沒有對其 全局進行考慮，因此節能效果受限的問題。
本發明實施例是這樣實現的， 一種中央空調智能優化控制系統，所述系統
包括傳感器，智能控制器、系統設備控制裝置
所述傳感器用於獲取各個系統的運行參數信息；
所述智能控制器根據所述傳感器獲取的多種參數與運行數據，對用戶用冷需求進行動態負荷分析預測；
所述智能控制器根據得出的負荷預測結果控制所述系統設備控制裝置。 本發明實施例的另一目的在於提供一種中央空調智能優化控制方法，所述
方法包4舌
獲取各個系統的運行參數信息；
根據所述傳感器獲取的多種參數與運行數據，對用戶用冷需求進行動態負 荷分析預測；
根據得出的負荷預測結果控制相應的裝置。
本發明實施例通過採集各個系統的運行參數信息，對用戶用冷需求進行動 態分析預測，並對預測結果、設備運行參數等利用智能資料庫進行分析，提出 優化運行方案並實行控制，使中央空調節能潛力得到最大發揮，獲取最大經濟 效益。
圖1是本發明實施例提供的中央空調智能優化控制系統的結構圖； 圖3是本發明實施例提供的中央空調智能優化控制方法的流程圖。
具體實施例方式
為了使本發明的目的、扭、術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實 施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅 僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
本發明實施例通過採集各個系統的運行參數信息，對用戶用冷需求進行動 態分析預測，並對預測結果、設備運行參數等利用智能資料庫進行分析，提出 優化運行方案並實行控制。
請參閱圖1,本發明實施例提供的中央空調智能優化控制系統包括傳感器，智能控制器、系統設備控制裝置。
其中，所述系統設備控制裝置包括冷卻水泵控制拒、冷凍水泵控制拒以 及冷卻塔控制拒。
所述傳感器用於獲取各個系統的運行參數信息，傳感器主要採集室外環境 溫溼度、室內溫溼度、冷凍水流量、冷凍進回水溫度、冷卻進回水溫度、最不 利末端用戶冷水壓差、冷凍主機設定出水溫度等。
所述傳感器通過通訊接口與智能控制器連接，在獲取以上數據後，經通訊 接口傳輸給智能控制器。
所述智能控制器才艮據所述傳感器獲取的運行參數信息，對用戶用冷需求進 行動態負荷分析預測。
優選的，所述智能控制器根據所述傳感器獲取的多種參數與運行數據，對
用戶用冷需求進行動態分析預測時，使用以下公式 Q(t)=cpGtATt
Q(t+dt)= Q(t)+ [ Q(t) — Q(t-dt)], 其中，Q(t)為t時刻空調負荷； Cp為水定壓比熱； Gt為t時刻冷凍水流量； △ Tt為t時刻冷凍送回水溫差； 負荷預測值為Q(t+dt)= Q(t)+ [ Q(t) - Q(t-dt)] 式中Q(t+dt)—-下 一才全測周期空調負荷預測值 Q(t—dt)…上一檢測周期實測空調負荷值。 在得到負荷預測值後，所述智能控制器根據得出的負荷預測結果控制相應 的冷卻水泵控制拒、冷凍水泵控制拒以及冷卻塔控制拒的運行。
在具體實施過程中，可以根據智能資料庫以及得到的負荷預測值提出運行 方案，對系統各組成設備施行控制，作用包括以下三方面
1、群控按照分析出的用戶的需求，優化組合啟停運行設備，使其在高效
7區工作，最大限度發揮各設備潛能，系統效率最高
中央空調一般是由多臺冷水機組和配套水泵以及冷卻水塔組成，且空調負 荷隨時在變化，冷水機組供冷量也隨之調整，由於每臺機組在各負荷狀態下性 能指標有很大差異，即隨著負荷的變化，機組所對應的效率是不同的，每臺機 組都有固定高效區。在運行過程中，通過優化組合安排調整冷源設備始終在其 高效區工作，就能大幅度降低供冷能耗。
本發明實施例可以根據預測的空調負荷值，配置機組在高效區運行，使得 單位供冷能耗最小，極大的優化了能源的使用。
2、 優化主機配置根據得出的用戶負荷需求及環境分析，控制冷水機組出 水溫度與冷卻水進水溫度，保證主機在滿足要求前提下，高效運行
/35°C,這組參數可以滿足空調系統各類需求，但是，中央空調負荷隨機變化幅 度較大，如果按照固定運行參數供冷，將會造成浪費能源的現象，根據理論計 算和實測分析，冷水機組出水溫度每調高rc，其供冷能耗可降低3%左右，由 於機組出水溫度是由空調潛熱負荷決定的，而潛熱負荷主要是由室內人員和新 風引起，對於人員流動較大的商業建築、會議室、體育場館等用戶潛熱負荷隨 機波動很大，因此要適時做出運行調整，使整個空調系統能耗水平有很大改善。 本發明實施例可以按照前述負荷預測，按照檢測數據與智能資料庫作對比，給 出優化方案，動態調整冷水機組出水溫度，節省了能耗。
而且，冷水機組冷卻水溫每降低rc，同樣也可降低3。/。左右能耗，而冷卻 水溫是與環境溼球溫度和冷卻塔運行有關。本發明實施例可以按照計算出的負 荷值，適時調整冷卻風機轉速或增減冷卻塔運行數量，使主機高效工作。
3、 設備協調運行依據綜合COP最大原則，控制冷凍水泵、冷卻水泵、 冷卻塔風機運行頻率，使系統能耗最低
中央空調冷卻、冷凍水泵、冷卻塔風機變頻調速技術是根據進回水溫差或 壓差，利用比例積分存i分(Proportion Integral Derivative, PID)或比例積分(Proportion Integral, ) PI方法對設備實施變頻調速控制，以達到變風量變水量 降低能耗目的，這項技術被廣泛應用於節能改造工程中，並取得較好的效果。 但是這項技術的 一個不足是僅考慮調控單體設備，而中央空調是一個複雜系統， 單個設備節能效果對系統來講不一定最佳，某種情況下還會出現負效益。如在 變水量調節過程中，水泵調節可以節能，而主機經理論和實測均證明能耗有所 增加，因此要看系統整體效果如何。本發明實施例引入系統綜合COP概念，定 義為
綜合COP=-^-
+ + +
式中Q…-空調供冷量
乂.------主機耗電
......冷卻水泵井毛電
AV----冷凍水泵井C電 W,—…冷卻塔耗電
其中，主機能耗與水泵能耗的交叉點為綜合COP的極值點，其系統綜合效 益最大。本發明智能資料庫存儲大量數據，結合現場檢測可找到該極值點，達 到最優結果
本發明實施例還提供一種中央空調智能優化控制方法，請參閱圖3。 在步驟01中，獲取各個系統的運行參數信息。
在步驟02中，根據所述傳感器獲取的多種參數與運行數據，對用戶用冷需 求進行動態負荷分析預測；
根據所述傳感器獲取的多種參數與運行數據，對用戶用冷需求進行動態分 析預測時，使用以下7>式
Q(t)=cpGtATt
Q(t+dt)= Q(t)+ [ Q(t) - Q(t-dt)]，其中，Q(t)為t時刻空調負荷； Cp為水定壓比熱； Gt為t時刻冷凍水流量； △ Tt為t時刻冷凍送回水溫差； 負荷預測值為:Q(t+dt)= Q(t)+ [ Q(t) — Q(t-dt)] 式中Q(t+dt)—-下一檢測周期空調負荷預測值 Q(t_dt)--上一檢測周期實測空調負荷值。 在步驟03，根據預測結果判斷系統當前運行狀態。當所述負荷出現正趨勢 時，進行步驟04;當所述負荷出現負趨勢時，進行步驟05;當所述負荷不變時， 進行步驟06;
步驟04，提示控制中心增加機組； 步驟05，提示控制中心減少機組 步驟06，提示控制中心維持機組不變。
所述系統設備控制裝置包括冷卻水泵控制拒、冷凍水泵控制拒以及冷卻 塔控制拒。
本發明實施例通過採集各個系統的運行參數信息，對用戶用冷需求進行動 態分析預測，並對預測結果、設備運行參數等利用智能資料庫進行分析，提出 優化運行方案並實行控制，使中央空調節能潛力得到最大發揮，獲取最大經濟 效益。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發 明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明 的保護範圍之內。
權利要求
1、一種中央空調智能優化控制系統，其特徵在於，所述系統包括傳感器，智能控制器、系統設備控制裝置所述傳感器用於獲取各個系統的運行參數信息；所述智能控制器根據所述傳感器獲取的運行參數信息，對用戶用冷需求進行動態負荷分析預測；所述智能控制器根據得出的負荷預測結果控制所述系統設備控制裝置。
2、 根據權利要求1所述的中央空調智能優化控制系統，其特徵在於，所述 智能控制器根據得出的負荷預測結果控制所述系統設備控制裝置時，包括群 控、優化主機配置以及設備協調運行。
3、 根據權利要求1所述的中央空調智能優化控制系統，其特徵在於，所述 智能控制器根據所述傳感器獲取的多種參數與運行數據，對用戶用冷需求進行 動態分析預測時，使用以下公式formula see original document page 2,其中，Q(t)為t時刻空調負荷；Cp為水定壓比熱；Gt為t時刻冷凍水流量；△ Tt為t時刻冷凍送回水溫差； 負荷預測值為Q(t+dt" Q(t)+ [ Q(t) - Q(t-dt)]; 式中Q(t+dt)—-下一檢測周期空調負荷預測值； Q(t-dt)…上一檢測周期實測空調負荷值。
4、 根據權利要求1所述的中央空調智能優化控制系統，其特徵在於，所述 傳感器通過通訊接口與智能控制器連接。
5、 根據權利要求1所述的中央空調智能優化控制系統，其特徵在於，所述 系統設備控制裝置包括冷卻水泵控制拒、冷凍水泵控制拒以及冷卻塔控制才巨。
6、 一種中央空調智能優化控制方法，其特徵在於，所述方法包括 獲取各個系統的運行參數信息；根據所述傳感器獲取的運行參數信息，對用戶用冷需求進行動態負荷分析 預測；根據得出的負荷預測結果控制相應的裝置。
7、 根據權利要求6所述的中央空調智能優化控制方法，其特徵在於，根據 得出的負荷預測結果控制相應的裝置時，包括群控、優化主機配置以及設備 協調運行。
8、 根據權利要求6所述的中央空調智能優化控制方法，其特徵在於，所述 對用戶用冷需求進行動態負荷分析預測時，包括 .當所述負荷出現正趨勢時，提示控制中心增加機組； 當所述負荷出現負趨勢時，提示控制中心減少機組 當所述負荷不變時，提示控制中心維持機組不變。
9、 根據權利要求6所述的中央空調智能優化控制方法，其特徵在於，根據 所述傳感器獲取的多種參數與運行數據，對用戶用冷需求進行動態分析預測時， 使用以下公式Q(t)=cpGtATtQ(t+dt)= Q(t)+ [ Q(t) — Q(t-dt)]， 其中，Q(t)為t時刻空調負荷； Cp為水定壓比熱； Gt為t時刻冷凍水流量； ATt為t時刻冷凍送回水溫差； 負荷預測值為Q(t+dt)= Q(t)+ [ Q(t) - Q(t-dt)]; 式中Q(t+dt)…下一檢測周期空調負荷預測值； Q(t-dt)…上一檢測周期實測空調負荷值。
10、 根據權利要求6所述的中央空調智能優化控制方法，其特徵在於，所述系統設備控制裝置包括冷卻水泵控制拒、冷凍水泵控制拒以及冷卻塔控制 拒。
全文摘要
本發明適用於中央空調控制技術領域，提供了一種中央空調智能優化控制系統及其方法，所述系統包括傳感器，智能控制器、系統設備控制裝置；所述傳感器用於獲取各個系統的運行參數信息；所述智能控制器根據所述傳感器獲取的運行參數信息，對用戶用冷需求進行動態負荷分析預測；所述智能控制器根據得出的負荷預測結果控制所述系統設備控制裝置。本發明通過採集各個系統的運行參數信息，對用戶用冷需求進行動態分析預測，並對預測結果、設備運行參數等利用智能資料庫進行分析，提出優化運行方案並實行控制，使中央空調節能潛力得到最大發揮，獲取最大經濟效益。
文檔編號F24F11/00GK101424436SQ20081021791
公開日2009年5月6日 申請日期2008年11月29日 優先權日2008年11月29日
發明者冰 肖 申請人:深圳市奧宇控制系統有限公司