CN107036231A - 中央空调监控系统中冷却塔智能节电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中央空调监控系统中冷却塔智能节电控制方法，针对现有中央空调监控系统中冷却塔智能节电控制方法设计欠的技术问题而设计。其要点是该控制方法的冷却泵与制冷主机的冷却进水阀之间管路的温度传感器为冷却水回水温度传感器，冷却水回水温度传感器与制冷主机出水的冷却出水、制冷主机进水的冷却温差、冷却泵出水的冷却温差，这三处的温度传感器连接，冷却水回水温度传感器设有自动和智能两种模式，从而在中央空调的具体操作通过切除冷却塔智能算法，实现冷却塔台数的手动控制，并通过冷却塔设备触摸屏端实时监控对冷却塔运行时间实时在线排序算法，确保时间均衡控制策略每次启动运行时间最长的冷却塔并关闭运行时间最短的冷却塔。

Description

中央空调监控系统中冷却塔智能节电控制方法

技术领域

本发明涉及为中央空调监控系统，是一种中央空调监控系统中冷却塔智能节电控制方法。

背景技术

中央空调系统由一个或多个冷热源系统和多个空气调节系统组成，一般采用液体汽化制冷的原理为空气调节系统提供所需冷量，用以抵消室内环境的热负荷；制热系统为空气调节系统提供所需热量，用以抵消室内环境冷负荷。制冷系统是中央空调系统至关重要的部分，其采用种类、运行方式、结构形式等直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。现有中央空调系统为了达到节能省电的效果，一般通过控制系统或监控系统实现自动调节；如中国专利文献中披露的申请号201510593195.X，申请公布日2015.12.09，发明名称“中央空调变流量优化系统”；其要点是该系统的制冷主机、冷却泵、冷冻泵、热水泵分别设有动态控制器、冷却泵动态节流仪、冷冻泵动态节流仪、热水泵动态节流仪，并分别通过信号控制柜与计算机连接；分水器和集水器的各支路管分别设有电动调节阀和温度传感器，冷却泵和冷冻泵分别设有流量计、压差传感器、温度传感器，制冷主机的出水管设有温度传感器，计算机对数据进行分析，控制对应的动态节流仪和动态控制器，以及出水和进水；楼栋管理器通过温控器对房间内的温度进行调节，计算机通过风机盘管的电路对温控器的温度进行监控。但上述方法和系统中冷却塔智能节电自动、人工控制方式效果较差，冷却塔台数、温度等参数设置不合理，有待进一步改进。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种中央空调监控系统中冷却塔智能节电控制方法，使其解决现有中央空调监控系统中冷却塔智能节电控制方法对于温度和台数设置不便，冷却塔智能节电自动和人工控制方式切换、设置不便的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种中央空调监控系统中冷却塔智能节电控制方法，该控制方法包括冷冻站机房、计算机，及其管路连接的房间末端，冷冻站机房包括制冷主机、冷冻泵、冷却泵、集水器、分水器、热水泵，及其变频控制柜和信号控制柜，计算机与计算机的相关设备、控制程序，以及变频控制柜和信号控制柜构成模糊控制器，计算机的控制程序为中央空调监控系统，分水器连接供水总管，供水总管与冷冻泵的出水管、制冷主机的出水管连接，集水器连接回水总管，回水总管与冷冻泵的进水管连接，制冷主机的出水管、冷却泵的进水管与冷却塔的冷却风机的变频水泵连接，冷却泵的出水管与制冷主机的进水管连接处设有冷却阀，冷冻泵的出水管与制冷主机的出水管连接处设有冷冻阀，热水泵分别与分水器、集水器连接；房间末端包括风机、风机盘管、楼栋管理器和分体时间型温控器，风机盘管分别设置于房间的出风口，房间内分别设有分体时间型温控器，分体时间型温控器与风机盘管的电路连接，房间的楼层分别设有楼栋管理器，风机盘管的电路分别与楼栋管理器连接，楼栋管理器分别通过信号控制柜与计算机连接；所述制冷主机冷却泵、冷冻泵、热水泵分别设有动态控制器、冷却泵动态节流仪、冷冻泵动态节流仪、热水泵动态节流仪，并分别通过信号控制柜与计算机连接；所述分水器的各支路管分别设有电动调节阀，集水器的各支路管分别温度传感器，冷却泵的出水总管设有流量计、温度传感器，冷冻泵的进水总管设有流量计、压差传感器、温度传感器，制冷主机的出水管和供水总管分别设有温度传感器，上述电动调节阀、温度传感器、流量计、压差传感器、动态节流仪和动态控制器分别通过信号控制柜与计算机连接，信号控制柜设有智能节电管理器；所述计算机对流量计、压差传感器、温度传感器传输的数据进行分析，通过变频控制柜内的变频器对冷冻泵、冷却泵、热水泵的动态节流仪，以及制冷主机的动态控制器进行控制，通过电动调节阀对分水器的出水进行控制；楼栋管理器通过分体时间型温控器对房间内的温度进行调节，计算机通过风机盘管的电路对分体时间型温控器的温度进行监控；其特征在于：所述冷却泵与制冷主机的冷却进水阀之间管路的温度传感器为冷却水回水温度传感器，冷却水回水温度传感器与制冷主机出水的冷却出水温度传感器、制冷主机进水的冷却温差温度传感器、冷却泵出水的冷却温差温度传感器连接，冷却水回水温度传感器的“冷却水回”按钮设有自动和智能两种模式，从而在中央空调的具体操作通过切除冷却塔智能算法，实现冷却塔台数的手动控制，并通过冷却塔设备触摸屏端实时监控对冷却塔运行时间实时在线排序算法，确保时间均衡控制策略每次启动运行时间最长的冷却塔并关闭运行时间最短的冷却塔，确保每台冷却塔风机的机械磨损基本相同。

所述冷却塔的台数设置具体操作如下：单击“冷却回水”按钮，此时冷却塔运行在“自动台数控制”与冷却水回水温度的“智能设定”，首先将“优化调节”一栏中，将冷却水回水温度设定切换到“人工控制”，然后在“调节模式”一栏中，将冷却塔台数控制切换到“手动调节”，最后根据冷却塔风机手动台数控制操作。

所述冷却塔设定的回水温度实现各冷却塔运行时间均衡控制的具体操作如下：单击“冷却回水”按钮，首先在“优化调节”中的“人工控制”一栏中勾选，将冷却水回水温度设定切换到“人工控制”，然后在“设定参数”中的“设定SP”一栏中手动输入温度值并回车确认，最后在“调节模式”一栏中“自动调节”勾选，“PID调节”一栏中设有比例P、积分I、微分D，以及控制上限和控制下限数据，并设有调节模式的手动调节和自动调节，以及设定参数的输出MV百分比、定SP温度和反馈PV温度，手动控制的输出MV百分比和输出台数，优化调节的智能SP稳定、人工控制和智能控制。

所述冷却塔的台数根据冷却回水温度控制，实现回水温度的COP能效比极大值搜索算法具体操作方法如下：首先在“优化调节”中的“智能控制”一栏中勾选，将冷却水回水温度设定切换到“智能控制”，然后在“调节模式”一栏中勾选“自动调节”，“PID调节”一栏中设有比例P、积分I、微分D，以及控制上限和控制下限数据，“参数设置”一栏中设有滤波h、频率W、幅值a、增益，以及寻优上限和寻优下限数据，并设有调节模式的手动调节和自动调节，以及设定参数的输出MV百分比、定SP温度和反馈PV温度，手动控制的输出MV百分比和输出台数，优化调节的智能SP稳定、人工控制和智能控制。

本发明的调温精度高、动态性能好，人工或自动设置方便，操作简单；适合作为中央空调监控系统中冷却塔智能节电控制方法，及其同类中央空调监控系统的进一步改进。

附图说明

图1是本发明的结构方框示意图。

图2是本发明的结构原理示意图。

图3是本发明的主画面窗口。

图4是本发明的冷却塔设备触摸屏端实时监控画面窗口。

图5是本发明的冷却塔风机智能控制操作面板画面窗口。

图6是本发明的冷却塔台数与冷却回水温度匹配控制的整体能耗最大程度节能曲线效果画面窗口。

图7是本发明的却塔风机智能控制画面窗口。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的改造、使用和工作原理作进一步描述。图1-图6所示，冷却塔设备的实时监控画面运行在触摸屏和方框区域内客户机端的运行效果图，当冷却塔运行时，对应的颜色将自动变为绿色，风叶呈模拟旋转动画状态；当冷却塔停止时，对应的颜色自动变为红色，风叶呈静止动画状态，当冷却塔处于故障状态时，其风机颜色自动对应为黄色闪烁；当冷却塔运行到指定运行时间或者当电气或机械故障需要维护保养时，管理员对该台设备进行停机状态下切换到检修状态，此时画面中将指示该设备处于“设备检修”状态，此时禁止对启动该设备；当设备维护保养完成后，管理员想重新投入运行时，只需要在监控画面中点击相应的设备操作面板后，重新投用设备即可。

冷却塔设备处于检修状态，管理员通过每台冷却塔的操作面板，详细了解每台冷却塔设备的控制方式、运行状态、设备状况、运行次数、本次运行时间、累积运行时间，从而实现对冷却塔设备运行状态的监测、诊断和记录，早期发现和排除冷却塔故障，及时通知和维护保养，并查看设备运行的各种数据，使管理者准确掌握系统的运行状态，优化冷却塔设备运行效率，使得设备始终运行在高效节能区间。

冷却塔设备智能管理软件在中央空调的具体操作如下：切除冷却塔智能算法，实现冷却塔台数的手动控制；根据冷却回水温度控制冷却塔台数示意，为冷却塔台数控制根据冷却水回水温度控制的画面示意，当出现冷却水回水温度传感器出现故障需要检修时，此时管理员必须切除冷却塔台数的智能控制，由管理员手动根据回水温度增加或减少风机台数的运行；否则当传感器温度显示过低时，会导致智能程序关闭所有冷却塔，影响冷却塔的正常散热运行；而传感器温度显示过高时导致智能程序开启最大的冷却塔台数出现能源浪费现象。

根据冷却塔风机智能控制操作面板，在标示区域鼠标单击“冷却回水”按钮，弹出画面为冷却塔台数智能控制操作面板，此时冷却塔运行在“自动台数控制”与冷却水回水温度的“智能设定模式”，管理员首先将“优化调节”一栏中，将冷却水回水温度设定切换到“人工手动设定模式”，然后在“调节模式”一栏中，将冷却塔台数控制切换到“手动调节模式”，最后根据冷却塔风机手动台数控制操作模式示意。

在制冷系统主画面中，点击框区域中的“风机控制”按钮，启用冷却塔台数根椐回水温度29.5℃控制，并实现各冷却塔运行时间的均衡控制。根据冷却回水温度控制冷却塔台数，并实现时间均衡控制；在标示区域鼠标单击“冷却回水”按钮，弹出画面为冷却塔台数根据回水温度29.5℃控制，并实现设备运行时间均衡控制的操作面板示意图。冷却塔台数根据回水温度29.5℃控制，并实现设备运行时间均衡控制示意。

为实现此操作，管理员首先在“优化调节”中的“人工控制”一栏中勾选，将冷却水回水温度设定切换到“人工控制模式”，然后在“设定参数”中的“设定SP”一栏中手动输入“29.5”并回车确认，最后在“调节模式”一栏中“自动调节”勾选。不修改“P工D调节”一栏中的比例P、积分I、微分D，以及控制上限和控制下限数据，这些数据厂家已经在设备调试中，已经调整为最优，用户无需修改。

冷却塔运行时间均衡控制策略后，保证设备基本损耗一致示意图。软件实现了冷却塔运行时间实时在线排序算法，确保时间均衡控制策略每次启动运行时间最长的冷却塔并关闭运行时间最短的冷却塔，确保每台机械磨损基本相同，通过设备运行时间均衡优化控制策略，提高设备的使用效率，使得设备的机械损耗基本相同，极大提高设备的使用寿命，降低设备的维护成本。

实现冷却塔风机根据回水温度自动调节，回水温度设定根据COP能效比极大值搜索算法实现智能实现。根据冷却回水温度控制冷却塔台数，并实现回水温度智能搜索算法；首先登陆工程师级别的权限账号，然后在标示区域鼠标单击“冷却回水”按钮，弹出如图7所示冷却塔风机智能控制画面窗口，为冷却塔台数根据冷却回水温度控制，并实现回水温度智能搜索算法。

冷却塔台数根据冷却回水温度控制，并实现回水温度智能搜索算法示意；为实现此操作，管理员首先在“优化调节”中的“智能控制”一栏中勾选，将冷却水回水温度设定切换到“智能控制模式”，然后在“调节模式”一栏中勾选“自动调节”。不修改“PID调节”一栏中的比例P、积分I、微分D，以及控制上限和控制下限数据，这些数据厂家已经在设备调试中，已经调整为最优，用户无需修改；同时，不修改“参数设置”一栏中的滤波h、频率W、幅值a、增益，以及寻优上限和寻优下限数据，这些数据厂家已经在设备调试中，已经调整为最优，用户无需修改。

冷却塔开启台数控制与冷却水回水温度最佳匹配，既在保证主机冷却效果前提下，又能最大限度的节能；冷却塔台数与冷却回水温度匹配控制，并实现整体能耗最大程度节能曲线效果图。

Claims (4)

1.一种中央空调监控系统中冷却塔智能节电控制方法，该控制方法包括冷冻站机房、计算机，及其管路连接的房间末端，冷冻站机房包括制冷主机、冷冻泵、冷却泵、集水器、分水器、热水泵，及其变频控制柜和信号控制柜，计算机与计算机的相关设备、控制程序，以及变频控制柜和信号控制柜构成模糊控制器，计算机的控制程序为中央空调监控系统，分水器连接供水总管，供水总管与冷冻泵的出水管、制冷主机的出水管连接，集水器连接回水总管，回水总管与冷冻泵的进水管连接，制冷主机的出水管、冷却泵的进水管与冷却塔的冷却风机的变频水泵连接，冷却泵的出水管与制冷主机的进水管连接处设有冷却阀，冷冻泵的出水管与制冷主机的出水管连接处设有冷冻阀，热水泵分别与分水器、集水器连接；房间末端包括风机、风机盘管、楼栋管理器和分体时间型温控器，风机盘管分别设置于房间的出风口，房间内分别设有分体时间型温控器，分体时间型温控器与风机盘管的电路连接，房间的楼层分别设有楼栋管理器，风机盘管的电路分别与楼栋管理器连接，楼栋管理器分别通过信号控制柜与计算机连接；

所述制冷主机冷却泵、冷冻泵、热水泵分别设有动态控制器、冷却泵动态节流仪、冷冻泵动态节流仪、热水泵动态节流仪，并分别通过信号控制柜与计算机连接；所述分水器的各支路管分别设有电动调节阀，集水器的各支路管分别温度传感器，冷却泵的出水总管设有流量计、温度传感器，冷冻泵的进水总管设有流量计、压差传感器、温度传感器，制冷主机的出水管和供水总管分别设有温度传感器，上述电动调节阀、温度传感器、流量计、压差传感器、动态节流仪和动态控制器分别通过信号控制柜与计算机连接，信号控制柜设有智能节电管理器；所述计算机对流量计、压差传感器、温度传感器传输的数据进行分析，通过变频控制柜内的变频器对冷冻泵、冷却泵、热水泵的动态节流仪，以及制冷主机的动态控制器进行控制，通过电动调节阀对分水器的出水进行控制；楼栋管理器通过分体时间型温控器对房间内的温度进行调节，计算机通过风机盘管的电路对分体时间型温控器的温度进行监控；

其特征在于：所述冷却泵与制冷主机的冷却进水阀之间管路的温度传感器为冷却水回水温度传感器，冷却水回水温度传感器与制冷主机出水的冷却出水温度传感器、制冷主机进水的冷却温差温度传感器、冷却泵出水的冷却温差温度传感器连接，冷却水回水温度传感器的“冷却水回”按钮设有自动和智能两种模式，从而在中央空调的具体操作通过切除冷却塔智能算法，实现冷却塔台数的手动控制，并通过冷却塔设备触摸屏端实时监控对冷却塔运行时间实时在线排序算法，确保时间均衡控制策略每次启动运行时间最长的冷却塔并关闭运行时间最短的冷却塔，确保每台冷却塔风机的机械磨损基本相同。

2.如权利要求1所述的中央空调监控系统中冷却塔智能节电控制方法，其特征在于所述冷却塔的台数设置具体操作如下：单击“冷却回水”按钮，此时冷却塔运行在“自动台数控制”与冷却水回水温度的“智能设定”，首先将“优化调节”一栏中，将冷却水回水温度设定切换到“人工控制”，然后在“调节模式”一栏中，将冷却塔台数控制切换到“手动调节”，最后根据冷却塔风机手动台数控制操作。

3.如权利要求1所述的中央空调监控系统中冷却塔智能节电控制方法，其特征在于所述冷却塔设定的回水温度实现各冷却塔运行时间均衡控制的具体操作如下：单击“冷却回水”按钮，首先在“优化调节”中的“人工控制”一栏中勾选，将冷却水回水温度设定切换到“人工控制”，然后在“设定参数”中的“设定SP”一栏中手动输入温度值并回车确认，最后在“调节模式”一栏中“自动调节”勾选，“PID调节”一栏中设有比例P、积分I、微分D，以及控制上限和控制下限数据，并设有调节模式的手动调节和自动调节，以及设定参数的输出MV百分比、定SP温度和反馈PV温度，手动控制的输出MV百分比和输出台数，优化调节的智能SP稳定、人工控制和智能控制。

4.如权利要求1所述的中央空调监控系统中冷却塔智能节电控制方法，其特征在于所述冷却塔的台数根据冷却回水温度控制，实现回水温度的COP能效比极大值搜索算法具体操作方法如下：首先在“优化调节”中的“智能控制”一栏中勾选，将冷却水回水温度设定切换到“智能控制”，然后在“调节模式”一栏中勾选“自动调节”，“PID调节”一栏中设有比例P、积分I、微分D，以及控制上限和控制下限数据，“参数设置”一栏中设有滤波h、频率W、幅值a、增益，以及寻优上限和寻优下限数据，并设有调节模式的手动调节和自动调节，以及设定参数的输出MV百分比、定SP温度和反馈PV温度，手动控制的输出MV百分比和输出台数，优化调节的智能SP稳定、人工控制和智能控制。