一种区域化空调系统节能优化运行控制系统技术方案

本发明专利技术属于制冷技术领域，具体涉及一种区域化空调系统节能优化运行控制系统，包括服务器组、区域供冷站节能控制子系统、建筑物节能控制子系统、空调末端设备节能控制子系统。本系统提供了区域供冷节能控制系统的总体框架与设计思路，解决了区域供冷系统质与量的调节问题，建立了建筑物空调房间室内平均温度的控制模型，并采用了PID控制方法，获取了区域供冷系统的大时滞、参数不确定特性的控制问题。

【技术实现步骤摘要】
一种区域化空调系统节能优化运行控制系统
本专利技术属于制冷
，具体涉及一种区域化空调系统节能优化运行控制系统。
技术介绍
区域供冷系统的节能控制技术比中央空调的节能控制技术复杂得多，是中央空调节能控制技术的拓展和延续。现有中央空调节能控制技术的研究均针对单栋建筑或单台设备的节能优化运行与控制，缺乏整体性，控制手段较少，且由于运行能效在线监测技术的不完善，难以对空调系统能耗和能效进行评价。区域供冷系统包括区域供冷站(二次管网)、二级冷量交换站(建筑供冷管网)与空调房间内种类与数量众多的设备，各设备运行参数之间相互耦合，互相影响，其优化运行和控制技术十分复杂。尽管人们在中央空调系统的优化控制方面作了大量的研究工作，也在区域供冷系统的节能控制方面展开了研究，但是区域供冷系统与常规的空调系统相比，管网供冷距离长，滞后大，其优化运行与控制技术比常规中央空调系统更加复杂，加之对该领域的探索历史相对较短，因此以系统能耗最低/能效最高为目标的节能优化运行与控制技术，设计提高系统控制性能的方法，并将其应用于区域供冷系统的节能运行变得尤为重要。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术的目的是设计一个新的技术方案，提供一种区域化空调系统节能优化运行控制系统，用以解决上述问题。为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种区域化空调系统节能优化运行控制系统，包括：服务器组，包括中心服务器、应用程序服务器、WEB服务器、打印服务器、用户认证服务器，用于接收来自区域供冷站、二级冷量交换站以及各个空调房间设备上传的实时数据，根据系统内各建筑物上一时刻的实际用冷量与室外气象参数的实测值计算系统内各建筑物需冷量的增量以及系统总需冷量的增量，以制冷能耗最小或能效最高为目标，优化区域供冷站和各建筑物内各空调设备的运行参数，并将优化参数下传至区域供冷站和各建筑物，同时，实现所有数据的存储并备份至数据仓库，通过多维报表与分析、查询、分类比较技术为建筑业主、公众服务、技术服务单位、上级管理部门提供远程数据支持；区域供冷站节能控制子系统，安装在区域供冷站内，包括远程控制装置、现场控制装置和具体设备装置，所述远程控制装置包括区域供冷站数据服务器和区域供冷站远程监控计算机，所述现场控制装置包括区域供冷站PLC控制柜、区域供冷站变频柜和区域供冷站开关柜三部分，所述具体设备装置包括数区域供冷站据采集装置和区域供冷站执行机构，所述区域供冷站数据服务器、区域供冷站监控计算机、区域供冷站PLC控据柜运行参数优化值，将优化值下传至下位机；下位机软件通过各传感器采集和上传各设备运行参数，接收来自上位机软件的运行参数优化设定值，其中上位机软件用于接收、存储、上传和显示区域供冷站各设备的运行数据，接收来自区域数优化设定值进行比较，通过输出频率、开度信号控制执行器动作，使各设备按节能优化设定值运行；建筑物节能控制子系统包括建筑物数据服务器、监控计算机、二级冷量交换站节能控制子系统和空调末端设备节能控制子系统，建筑物数据服务器用于接收、存储、上传二级冷量交换站各设备的在线监测数据，并接收来自区域数据中心及区域供冷站的二级冷量交换站各设备的运行参数优化设定值，分别将运行参数优化设定值下传给二级冷量交换站节能控制子系统和空调末端节能控制子系统，同时为监控计算机提供建筑物内各设备实时监控展示界面。监控计算机的作用是为建筑业主或物业管理人员实时监测本建筑内部空调系统的实际运行情况、故障信息和维护信息。空调末端设备节能控制子系统：每栋建筑物均需要安装空调末端设备节能控制子系统，包括新风机组/空调机组PLC控制柜和带远传功能的风机盘管智能控制装置以及空调末端采集执行装置，带远传功能的风机盘管智能控制装置采用包括电力线传输，无线传输方式进行通讯。优选地，所述二级冷量交换站节能控制子系统安装在每栋建筑内部，包括建筑物内二级冷量交换站PLC控制柜，变频柜、开关柜组成，通过各传感器用于采集和上传二级冷量交换站各设备运行参数，接收来自数据服务器的运行参数优化设定值，将实测值与优化设定值进行比较，通过输出频率、开度等信号控制执行器动作，使各设备按节能优化设定值运行。优选地，所述区域供冷站数据采集装置包括各温度传感器、各流量计、压差传感器、功率传感器。优选地，所述区域供冷站数据采集装置采集的数据包括：各冷水机组的输入电功率，冷冻水进/出口温度、冷冻水流量，冷却水进/出口温度、冷却水流量；各冷冻水一次泵的输入电功率，进/出口压差；各冷却水泵的输入电功率，进出口压差，流量；各风机的输入电功率。优选地，所述区域供冷站执行机构包括冷水机组开关接触器、冷却水泵变频器、冷却塔风机变频器、冷冻水电动调节阀和冷却水电动调节阀、冷冻水二次泵变频器。优选地，所述通过各传感器用于采集和上传二级冷量交换站各设备运行参数具体包括：各板式换热器一次侧冷冻水供/回水温度、流量，各板式换热器二次侧冷冻水供/回水温度、流量，二级冷量交换站一次侧和二次侧冷冻水供回水总管压差，建筑物内各冷冻水循环泵开关状态、输入电功率。优选地，所述空调末端采集执行装置包括空调末端数据采集装置和空调末端执行机构。优选地，所述空调末端数据采集装置包括各温度传感器与湿度传感器，用于采集包括空调房间室内温度、相对湿度、空调末端设备的开启状态以及空调末端设备的风量调节档位；所述空调末端执行机构包括空调机组冷冻水电动调节阀、空调机组新回风比例电动调节阀、新风机组冷冻水电动调节阀与风机盘管智能控制装置。优选地，所述中心服务器接收来自区域供冷站数据服务器和各建筑物数据服务器上传的原始数据后进行数据分析与处理，开始计算采样周期T内的区域供冷系统中，每台冷水机组的实际制冷量Qi(k)、系统的实际制冷量QSYS(k)、冷却水输送的热量Qcw(k)、每台运行冷水机组的运行性能系数COPRi(k)、所有运行冷水机组的平均运行性能系数COPR(k)、冷冻水运行输送系数WTFchwR(k)、冷却水运行输送系数WTFcwR(k)、冷却塔运行性能系数COPctR(k)、空调末端设备运行性能系数COPterminal,R(k)以及区域供冷系统的运行性能系数COPR,SYS(k)。优选地，所述数据分析与处理具体包括：中心服务器预先输入各类建筑物新有效温度的限值以及冷水机组的运行性能系数COPR、冷冻水运行输送系数WTFchwR、冷却水运行输送系数WTFcwR、冷却塔运行性能系数COPctR、空调末端设备运行性能系数COPterminal,R、区域供冷系统运行性能系数COPR,SYS这些指标的限值。中心服务器根据不同时间维度计算区域供冷系统的运行能效指标值，包括采样周期内数据、小时平均数据、日平均数据、周平均数据、季节平均数据、年平均数据，与各建筑物的新有效温度；并根据不同的时间维度对区域供冷系统的运行能效指标值与其限值进行比较，并对超出限值的运行能效数据进行标识；对各建筑物的新有效温度与同类建筑的新有效温度的限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种区域化空调系统节能优化运行控制系统，其特征在于：包括：/n服务器组，包括中心服务器、应用程序服务器、WEB服务器、打印服务器、用户认证服务器，用于接收来自区域供冷站、二级冷量交换站以及各个空调房间设备上传的实时数据，根据系统内各建筑物上一时刻的实际用冷量与室外气象参数的实测值计算系统内各建筑物需冷量的增量以及系统总需冷量的增量，以制冷能耗最小或能效最高为目标，优化区域供冷站和各建筑物内各空调设备的运行参数，并将优化参数下传至区域供冷站和各建筑物，同时，实现所有数据的存储并备份至数据仓库，通过多维报表与分析、查询、分类比较技术为建筑业主、公众服务、技术服务单位、上级管理部门提供远程数据支持；/n区域供冷站节能控制子系统，安装在区域供冷站内，包括远程控制装置、现场控制装置和具体设备装置，所述远程控制装置包括区域供冷站数据服务器和区域供冷站远程监控计算机，所述现场控制装置包括区域供冷站PLC控制柜、区域供冷站变频柜和区域供冷站开关柜三部分，所述具体设备装置包括数区域供冷站据采集装置和区域供冷站执行机构，所述区域供冷站数据服务器、区域供冷站监控计算机、区域供冷站PLC控据柜运行参数优化值，将优化值下传至下位机；下位机软件通过各传感器采集和上传各设备运行参数，接收来自上位机软件的运行参数优化设定值，其中上位机软件用于接收、存储、上传和显示区域供冷站各设备的运行数据，接收来自区域数优化设定值进行比较，通过输出频率、开度信号控制执行器动作，使各设备按节能优化设定值运行；/n建筑物节能控制子系统包括建筑物数据服务器、监控计算机、二级冷量交换站节能控制子系统和空调末端设备节能控制子系统，建筑物数据服务器用于接收、存储、上传二级冷量交换站各设备的在线监测数据，并接收来自区域数据中心及区域供冷站的二级冷量交换站各设备的运行参数优化设定值，分别将运行参数优化设定值下传给二级冷量交换站节能控制子系统和空调末端节能控制子系统，同时为监控计算机提供建筑物内各设备实时监控展示界面。监控计算机的作用是为建筑业主或物业管理人员实时监测本建筑内部空调系统的实际运行情况、故障信息和维护信息；/n空调末端设备节能控制子系统：每栋建筑物均需要安装空调末端设备节能控制子系统，包括新风机组/空调机组PLC控制柜和带远传功能的风机盘管智能控制装置以及空调末端采集执行装置，带远传功能的风机盘管智能控制装置采用包括电力线传输，无线传输方式进行通讯。/n...

【技术特征摘要】
1.一种区域化空调系统节能优化运行控制系统，其特征在于：包括：
服务器组，包括中心服务器、应用程序服务器、WEB服务器、打印服务器、用户认证服务器，用于接收来自区域供冷站、二级冷量交换站以及各个空调房间设备上传的实时数据，根据系统内各建筑物上一时刻的实际用冷量与室外气象参数的实测值计算系统内各建筑物需冷量的增量以及系统总需冷量的增量，以制冷能耗最小或能效最高为目标，优化区域供冷站和各建筑物内各空调设备的运行参数，并将优化参数下传至区域供冷站和各建筑物，同时，实现所有数据的存储并备份至数据仓库，通过多维报表与分析、查询、分类比较技术为建筑业主、公众服务、技术服务单位、上级管理部门提供远程数据支持；
区域供冷站节能控制子系统，安装在区域供冷站内，包括远程控制装置、现场控制装置和具体设备装置，所述远程控制装置包括区域供冷站数据服务器和区域供冷站远程监控计算机，所述现场控制装置包括区域供冷站PLC控制柜、区域供冷站变频柜和区域供冷站开关柜三部分，所述具体设备装置包括数区域供冷站据采集装置和区域供冷站执行机构，所述区域供冷站数据服务器、区域供冷站监控计算机、区域供冷站PLC控据柜运行参数优化值，将优化值下传至下位机；下位机软件通过各传感器采集和上传各设备运行参数，接收来自上位机软件的运行参数优化设定值，其中上位机软件用于接收、存储、上传和显示区域供冷站各设备的运行数据，接收来自区域数优化设定值进行比较，通过输出频率、开度信号控制执行器动作，使各设备按节能优化设定值运行；
建筑物节能控制子系统包括建筑物数据服务器、监控计算机、二级冷量交换站节能控制子系统和空调末端设备节能控制子系统，建筑物数据服务器用于接收、存储、上传二级冷量交换站各设备的在线监测数据，并接收来自区域数据中心及区域供冷站的二级冷量交换站各设备的运行参数优化设定值，分别将运行参数优化设定值下传给二级冷量交换站节能控制子系统和空调末端节能控制子系统，同时为监控计算机提供建筑物内各设备实时监控展示界面。监控计算机的作用是为建筑业主或物业管理人员实时监测本建筑内部空调系统的实际运行情况、故障信息和维护信息；
空调末端设备节能控制子系统：每栋建筑物均需要安装空调末端设备节能控制子系统，包括新风机组/空调机组PLC控制柜和带远传功能的风机盘管智能控制装置以及空调末端采集执行装置，带远传功能的风机盘管智能控制装置采用包括电力线传输，无线传输方式进行通讯。


2.根据权利要求1所述的一种区域化空调系统节能优化运行控制系统，其特征在于：所述二级冷量交换站节能控制子系统安装在每栋建筑内部，包括建筑物内二级冷量交换站PLC控制柜、变频柜、开关柜组成，通过各传感器用于采集和上传二级冷量交换站各设备运行参数，接收来自数据服务器的运行参数优化设定值，将实测值与优化设定值进行比较，通过输出频率、开度等信号控制执行器动作，使各设备按节能优化设定值运行。


3.根据权利要求1所述的一种区域化空调系统节能优化运行控制系统，其特征在于：所述区域供冷站数据采集装置包括各温度传感器、各流量计、压差传感器、功率传感器。


4.根据权利要求3所述的一种区域化空调系统节能优化运行控制系统，其特征在于：所述区域供冷站数据采集装置采集的数据包括：
各冷水机组的输入电功率，冷冻水进/出口温度、冷冻水流量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙福民，张仁胜，张子谦，孙哲政，刘晓霖，侯小雯，余志明，
申请(专利权)人：中筑科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34