中央空调制冷系统的冷却塔能耗控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术揭示了一种中央空调制冷系统的冷却塔能耗控制装置，包括：设备特性采集装置，采集冷却塔的设备特性；风机功率计算装置，与设备特性采集装置通信，根据设备特性采集装置采集的冷却塔的设备特性计算冷却塔风机功率值；风机功率修正计算装置，与设备特性采集装置和功率计算装置通信，根据设备特性采集装置采集的冷却塔的设备特性和功率计算装置计算得到的风机功率计算冷却塔风机功率修正值；能耗计算装置，与风机功率计算装置和风机功率修正计算装置通信，基于冷却塔风机功率值和冷却塔风机功率修正值计算冷却塔的能耗功率。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及中央空调制冷系统的控制技术，更具体地说，涉及中央空调制冷系统的能耗控制技术。
技术介绍
空调系统中的制冷运行过程为冷水机组制备一定温度的冷冻水，通过冷冻水泵输送到末端设备，与室内空气进行热交换，吸收室内的热量，同时除去室内空气中多余的水分，以满足室内环境的要求。冷冻水吸收室内的热量后温度升高，再通过冷水机组冷却后循环使用。冷水机组在工作时产生的热量(主要为冷冻水从室内吸收的热量，也包括冷水冲几组工作时压缩机及自身损耗所产生的热量)则由循环冷却水吸收，通过冷却水泵输送到冷却塔与室外空气进行热、湿交换，最终散发在大气环境中。冷水机组的效率受到多种因素的影响，可以看作是多种因素的函数。主要因素有机组供冷量、冷冻水供水温度(或冷水机组蒸发压力)、冷却水进水温度/出水温度(或冷水机组冷凝压力)等。 一般而言，这些因素与冷水机组的效率之间的关系为在供冷量等于额定容量的45%~75%之间时，机组效率出现峰值；机组冷冻水出水温度越高，则机组效率越高；在一定的范围内，机组冷却水进水温度越低，则机组效率越高。同样，离心水泵的效率也是其流量的函数， 一般在水泵流量75%~90%的范围内，水泵效率出现峰值。同时，供水方式(恒压供水或非恒压供水)和水泵转速也会影响水泵效率。根据以上描述，对于相同的室内制冷负荷要求，可以有不同的满足方法。既可以采用较低的冷冻水供水温度及较小的冷冻水流量，此时冷水机组的能耗较高，但冷冻水泵的能耗较低，或者采用较高的冷冻水供水温度和较大的冷冻水流量。同样，对于相同的冷水机组出力要求，可以选择使其工作在较低的冷凝压力下，此时冷水机组的能耗较低，但是由于较低的冷凝压力需要较高的冷却水流量，因而冷却水泵的能耗较高；或者相反，采用冷水机组能耗较高而冷却水泵能耗较低的工作方式。当多台冷水机组并联运行时，将有更多的选择可能。相同的制冷负荷要求可以用较多的冷水机组同时工作，而每台工作在较低负荷下来满足，也可以用较少的冷水机组同时工作，而每台冷水机组工作在接近满负荷下来满足。冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔之间也可以不按照"—对应"的方式进行工作。由于冷水机组、冷冻水泵和冷却水泵的效率都有峰值存在，而在实际运行时，这些设备的工况一般不会恰好同时运行在各自的峰值效率点上。同时，冷冻水的温度与流量，及冷却水的温度与流量都允许在一定的范围内变化，而不会对满足制冷需求造成影响。这样，就有可能通过统筹考虑，通过合理选择冷水机组出力、冷冻水供水温度及流量、冷却水进水温度以及冷却塔工作状态等参数，调整各设备的工作状态，达到使整个冷冻机房设备运行效率最高的优化目标。
技术实现思路
本技术旨在提供一种能优化整个冷冻机房设备运行效率，从而降低整个空调制冷系统的总能耗的方法及装置。根据本技术的实施例，提供一种中央空调制冷系统的冷却塔能耗控制装置，包括设备特性采集装置，采集冷却塔的设备特性；风机功率计算装置，与设备特性采集装置通信，根据设备特性采集装置采集的冷却塔的设备特性计算冷却塔风机功率值；风机功率修正计算装置，与设备特性采集装置和功率计算装置通信，根据设备特性采集装置采集的冷却塔的设备特性和功率计算装置计算得到的风机功率计算冷却塔风机功率修正值；能耗计算装置，与风机功率计算装置和风机功率修正计算装置通信，基于冷却塔风机功率值和冷却塔风机功率修正值计算冷却塔的能耗功率。在一个实施例中，设备特性采集装置采集的冷却塔的设备特性包括冷却塔风机额定输入功率P。在一个实施例中，功率计算装置基于冷却塔风机额定输入功率计算得到以冷却塔风机额定输入功率为自变量的冷却塔风机功率值。在一个实施例中，功率修正计算装置基于冷却塔风机额定输入功率计算得到以冷却塔风机额定输入功率为自变量的冷却塔风机功率修正值。在一个实施例中，能耗计算装置计算的冷却塔的能耗功率Wf。wer为Wf。wer=冷却塔风机功率值x冷却塔风机功率修正值。根据本技术的实施例，提供一种中央空调制冷系统的能耗控制方法，包括采集中央空调制冷系统中各个设备的设备特性，根据设备特性建立每一个设备的能耗模型；以 一 定的时间间隔采集中央空调制冷系统的制冷负荷的实际值，根据当前的制冷负荷的实际值、以及每一个设备的能耗模型，计算系统最优运行状态，系统最优运行状态使得所有设备的总能耗最低；根据系统最优运行状态，调整每一个设备的运行状态；重复采集制冷负荷的实际值、计算系统最优运行状态、以及调整每一个设备的运行状态的过程。在一个实施例中，中央空调制冷系统中包括冷水机组，对于冷水机组，采集的设备特性包括冷冻水供水温度；fCWS/。af，水冷设备的冷却水进水温度，或者风冷设备的室外空气干球温度；Q，冷水机组容量；Qref，冷水机组在典型蒸发温度和冷凝温度下的额定容量；Pref,在典型蒸发温度和冷凝温度下的输入功率；冷水机组的能耗模型通过上述设备特性的回归运算得到，包括根据fchws和fcws/。af#到第 一 函数；根据^ws和Us/。a得到第二函数；根据Q、 Qref和第一函数得到第四函数；根据第四函数得到第三函数；冷水机组的输入功率P为P = Prefx第一函数x第二函数x第三函数。在一个实施例中，中央空调制冷系统中包括冷却水泵，对于冷却水泵,采集的设备特性包括Qcw:冷却水流量；冷却水泵的能耗模型假设冷却水管路中没有流量调节装置，首先得到以冷却水流量为自变量的冷却水泵功率值，再得到以冷却水流量为自变量的冷却水泵功率修正值，冷却水泵功率H^we为Wcwe=冷却水泵功率值x冷却水泵功率修正值。在一个实施例中，中央空调制冷系统中包括冷冻水泵，对于冷冻水泵,采集的设备特性包括QChW:冷冻水流量；冷冻水泵的能耗模型假设冷冻水泵根据差压信号进行变频调速，且差压传感器安装在冷冻水供、回水总管处，首先得到以冷冻水流量为自变量的冷冻水泵功率值，再得到以冷冻水流量为自变量的冷冻水泵功率修正值，冷冻水泵功率！/Vchwe为tVc/7We=冷冻水泵功率值x冷冻水泵功率修正值。在一个实施例中，中央空调制冷系统中包括冷却塔，对于冷却塔，采集的设备特性包括P，冷却塔风机额定输入功率；冷却塔的能耗模型首先得到以冷却塔风机额定输入功率为自变量的冷却塔风机功率值，再得到以冷却塔风机额定输入功率为自变量的冷却塔风冲几功率修正值，冷却塔风机实际功率Wf。wer为Wtower=冷却塔风机功率值x冷却塔风机功率修正值。所述方法还包括计算所述冷却塔的工况模型，所述冷却塔的工况模型假设1) 空气和水蒸气为理想气体；2) 冷却塔的进、出水流量相等；3) 忽略由风机造成的空气加热；4) 与水蒸气接触的空气膜为饱和状态；5) 热质传递系数的比值一Lewis数为1;所述冷却塔的工况模型通过离线计算得到，离线计算时，采集冷却塔的基本参数，包括额定工况下环境空气的湿球温度fwb,nO,额定工况下冷却塔进塔水温^力o，额定工况下冷却塔出塔水温^。w,额定工况下冷却塔的排热量^。weW,额定工况下冷却塔的风量Mao，额定工况下冷却塔的水量/Ww0;根据所选的冷却塔额定工况下的参数计算得到该冷却塔的传热性能，通过冷却塔离线计算得到该冷却塔在不同工况下的运行参数，包括冷却塔进塔水温^,加，出塔水温fw。wo，排热量Pf。weW，冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于中央空调制冷系统的冷却塔能耗控制装置，其特征在于，所述中央空调制冷系统的能耗控制装置包括：　控制计算机，采集中央空调制冷系统中各个设备的设备特性；　数个ＰＬＣ，每一个ＰＬＣ连接到中央空调制冷系统中的一组或几组设备，该ＰＬ Ｃ控制所述设备的运行状态，所述数个ＰＬＣ通过工业以太网与所述控制计算机进行通信；　能耗模型建立装置，根据所述控制计算机采集的设备特性建立每一个设备的能耗模型，并保存在一能耗模型库中；　所述控制计算机以一定的时间间隔采集所述中央空 调制冷系统的制冷负荷的实际值，根据当前的制冷负荷的实际值、以及所述能耗模型库中的能耗模型，计算系统最优运行状态，所述系统最优运行状态使得所有设备的总能耗最低；　所述数个ＰＬＣ中的每一个根据所述系统最优运行状态，从控制计算机获取指令，调 整该ＰＬＣ所控制的设备的运行状态；　所述冷却塔能耗控制装置包括：　设备特性采集装置，采集冷却塔的设备特性；　风机功率计算装置，与所述设备特性采集装置通信，根据所述设备特性采集装置采集的冷却塔的设备特性计算冷却塔风机功率值； 　风机功率修正计算装置，与所述设备特性采集装置和功率计算装置通信，根据所述设备特性采集装置采集的冷却塔的设备特性和功率计算装置计算得到的风机功率计算冷却塔风机功率修正值；　能耗计算装置，与所述风机功率计算装置和风机功率修正计算装 置通信，基于所述冷却塔风机功率值和冷却塔风机功率修正值计算所述冷却塔的能耗功率。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王豪源，吴刚，黄伟贤，
申请(专利权)人：日滔贸易上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]