本發(fā)明涉及為中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)，是一種中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)中冷凍泵智能節(jié)電控制方法。

背景技術(shù)：

中央空調(diào)系統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)冷熱源系統(tǒng)和多個(gè)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成，一般采用液體汽化制冷的原理為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供所需冷量，用以抵消室內(nèi)環(huán)境的熱負(fù)荷；制熱系統(tǒng)為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供所需熱量，用以抵消室內(nèi)環(huán)境冷負(fù)荷。制冷系統(tǒng)是中央空調(diào)系統(tǒng)至關(guān)重要的部分，其采用種類、運(yùn)行方式、結(jié)構(gòu)形式等直接影響了中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行中的經(jīng)濟(jì)性、高效性、合理性?，F(xiàn)有中央空調(diào)系統(tǒng)為了達(dá)到節(jié)能省電的效果，一般通過控制系統(tǒng)或監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)；如中國(guó)專利文獻(xiàn)中披露的申請(qǐng)?zhí)?01510593195.X，申請(qǐng)公布日2015.12.09，發(fā)明名稱“中央空調(diào)變流量?jī)?yōu)化系統(tǒng)”；其要點(diǎn)是該系統(tǒng)的制冷主機(jī)、冷卻泵、冷凍泵、熱水泵分別設(shè)有動(dòng)態(tài)控制器、冷卻泵動(dòng)態(tài)節(jié)流儀、冷凍泵動(dòng)態(tài)節(jié)流儀、熱水泵動(dòng)態(tài)節(jié)流儀，并分別通過信號(hào)控制柜與計(jì)算機(jī)連接；分水器和集水器的各支路管分別設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和溫度傳感器，冷卻泵和冷凍泵分別設(shè)有流量計(jì)、壓差傳感器、溫度傳感器，制冷主機(jī)的出水管設(shè)有溫度傳感器，計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，控制對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)節(jié)流儀和動(dòng)態(tài)控制器，以及出水和進(jìn)水；樓棟管理器通過溫控器對(duì)房間內(nèi)的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，計(jì)算機(jī)通過風(fēng)機(jī)盤管的電路對(duì)溫控器的溫度進(jìn)行監(jiān)控。但上述方法和系統(tǒng)中冷凍泵(冷卻泵)的智能節(jié)電自動(dòng)、人工控制方式效果較差，溫差設(shè)定、恒壓溫差、標(biāo)準(zhǔn)溫差、最佳供回水溫差選擇設(shè)置等方面有待進(jìn)一步完善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述不足，本發(fā)明的目的是向本領(lǐng)域提供一種中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)中冷凍泵智能節(jié)電控制方法，使其解決現(xiàn)有中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)中冷凍泵和冷卻泵智能節(jié)電控制方法對(duì)于溫差設(shè)置不便，冷凍泵、冷卻泵的智能節(jié)電自動(dòng)和人工控制方式切換、設(shè)置不便的技術(shù)問題。其目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)中冷凍泵智能節(jié)電控制方法，該控制方法包括冷凍站機(jī)房、計(jì)算機(jī)，及其管路連接的房間末端，冷凍站機(jī)房包括制冷主機(jī)、冷凍泵、冷卻泵、集水器、分水器、熱水泵，及其變頻控制柜和信號(hào)控制柜，計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)的相關(guān)設(shè)備、控制程序，以及變頻控制柜和信號(hào)控制柜構(gòu)成模糊控制器，計(jì)算機(jī)的控制程序?yàn)橹醒肟照{(diào)監(jiān)控系統(tǒng)，分水器連接供水總管，供水總管與冷凍泵的出水管、制冷主機(jī)的出水管連接，集水器連接回水總管，回水總管與冷凍泵的進(jìn)水管連接，制冷主機(jī)的出水管、冷卻泵的進(jìn)水管與冷卻塔的冷卻塔風(fēng)機(jī)的變頻水泵連接，冷卻泵的出水管與制冷主機(jī)的進(jìn)水管連接處設(shè)有冷卻閥，冷凍泵的出水管與制冷主機(jī)的出水管連接處設(shè)有冷凍閥，熱水泵分別與分水器、集水器連接；房間末端包括風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管、樓棟管理器和溫控器，風(fēng)機(jī)盤管分別設(shè)置于房間的出風(fēng)口，房間內(nèi)分別設(shè)有溫控器，溫控器與風(fēng)機(jī)盤管的電路連接，房間的樓層分別設(shè)有樓棟管理器，風(fēng)機(jī)盤管的電路分別與樓棟管理器連接，樓棟管理器分別通過信號(hào)控制柜與計(jì)算機(jī)連接；所述制冷主機(jī)冷卻泵、冷凍泵、熱水泵分別設(shè)有動(dòng)態(tài)控制器、冷卻泵動(dòng)態(tài)節(jié)流儀、冷凍泵動(dòng)態(tài)節(jié)流儀、熱水泵動(dòng)態(tài)節(jié)流儀，并分別通過信號(hào)控制柜與計(jì)算機(jī)連接；所述分水器的各支路管分別設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，集水器的各支路管分別溫度傳感器，冷卻泵的出水總管設(shè)有流量計(jì)、溫度傳感器，冷凍泵的進(jìn)水總管設(shè)有流量計(jì)、壓差傳感器、溫度傳感器，制冷主機(jī)的出水管和供水總管分別設(shè)有溫度傳感器，上述電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、溫度傳感器、流量計(jì)、壓差傳感器、動(dòng)態(tài)節(jié)流儀和動(dòng)態(tài)控制器分別通過信號(hào)控制柜與計(jì)算機(jī)連接，信號(hào)控制柜設(shè)有智能節(jié)電管理器，以及內(nèi)環(huán)和外環(huán)控制器；所述計(jì)算機(jī)對(duì)流量計(jì)、壓差傳感器、溫度傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過變頻控制柜內(nèi)的變頻器對(duì)冷凍泵、冷卻泵、熱水泵的動(dòng)態(tài)節(jié)流儀，以及制冷主機(jī)的動(dòng)態(tài)控制器進(jìn)行控制，通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥對(duì)分水器的出水進(jìn)行控制；樓棟管理器通過溫控器對(duì)房間內(nèi)的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，計(jì)算機(jī)通過風(fēng)機(jī)盤管的電路對(duì)溫控器的溫度進(jìn)行監(jiān)控；其特征在于：當(dāng)中央空調(diào)的末端負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，水系統(tǒng)供回水溫度、溫差、壓差和流量亦隨之變化，流量計(jì)、壓差傳感器和溫度傳感器將檢測(cè)到的這些參數(shù)送至智能節(jié)電管理器，智能節(jié)電管理器依據(jù)所采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)，按照變頻水泵效率最高，變頻水泵總電耗最低為原則自動(dòng)調(diào)整冷凍泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)和頻率，進(jìn)而控制冷凍水泵的做功，改變冷凍水流量，使系統(tǒng)輸出能量與末端負(fù)荷需求相匹配。

所述頻率根據(jù)“溫差作為外環(huán)、壓差作為內(nèi)環(huán)構(gòu)成的先進(jìn)復(fù)合環(huán)控制算法”進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，且溫差設(shè)定值能夠智能地根據(jù)末端冷量的供需平衡動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化。同時(shí)，所述中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)中的內(nèi)環(huán)和外環(huán)控制器程序設(shè)有恒壓差值設(shè)定，首先將內(nèi)環(huán)和外環(huán)控制器由自動(dòng)控制方式切換到手動(dòng)控制模式，將恒壓差值用鍵盤輸入回車確認(rèn)，檢查確定合理后，投入內(nèi)環(huán)控制器，即將內(nèi)環(huán)壓差控制器原手動(dòng)控制方式投入到自動(dòng)控制方式。所述中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)中的內(nèi)環(huán)和外環(huán)控制器程序設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)溫差設(shè)定，首先將標(biāo)準(zhǔn)溫差用鍵盤輸入回車確認(rèn)，檢查確定合理后，投入內(nèi)環(huán)控制器，即將內(nèi)環(huán)壓差控制器原手動(dòng)控制方式投入到自動(dòng)控制方式；待內(nèi)環(huán)控制器自動(dòng)運(yùn)行一段時(shí)間，壓差PV值與壓差SP值基本接近穩(wěn)定時(shí)，準(zhǔn)備投入外環(huán)控制器；確認(rèn)外環(huán)控制器所有參數(shù)設(shè)置合理后，內(nèi)環(huán)控制器穩(wěn)定跟蹤后，開始投入外環(huán)控制器，即將外環(huán)溫差控制器原手動(dòng)控制方式投入到自動(dòng)控制方式。所述中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)中的內(nèi)環(huán)和外環(huán)控制器程序設(shè)有最佳的供回水溫差搜索功能，首先登陸中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)的工程師級(jí)別權(quán)限賬號(hào)；接著在“優(yōu)化調(diào)節(jié)”中的“智能控制”一欄中勾選，將冷凍泵供回水溫差設(shè)定值切換到“智能控制模式”，然后在“調(diào)節(jié)模式”一欄中勾選“自動(dòng)調(diào)節(jié)”，中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)即可在投用COP極大值搜索算法自動(dòng)搜索最佳的供回水溫差設(shè)定值SP。

所述中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)有管理員人工手動(dòng)控制的管理員模式，即在中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)退出變頻水泵臺(tái)數(shù)的自動(dòng)控制邏輯，由管理員人工手動(dòng)決定開啟，則需要切換“系統(tǒng)設(shè)置”畫面，將當(dāng)前的模式選擇切換到“管理員模式”，手動(dòng)輸入頻率百分比值，設(shè)定變頻器最低下限頻率。

本發(fā)明的調(diào)溫精度高、動(dòng)態(tài)性能好，人工或自動(dòng)設(shè)置方便，操作簡(jiǎn)單；適合作為中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)中冷凍泵和冷卻泵的智能節(jié)電控制方法，及其同類中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)方框示意圖。

圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖3是本發(fā)明的主畫面窗口。

圖4是本發(fā)明的系統(tǒng)設(shè)置畫面窗口，圖中變頻水泵臺(tái)數(shù)人工手動(dòng)開啟需切換到管理員模式。

圖5是本發(fā)明的管理員模式人工手動(dòng)遠(yuǎn)程啟動(dòng)1#冷凍泵畫面窗口。

圖6是本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)入冷凍溫差調(diào)節(jié)面板入口按鈕位置畫面和復(fù)合環(huán)溫差設(shè)定值極大值搜索算法操作畫面窗口。

圖7是本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)入冷凍泵內(nèi)環(huán)恒壓差控制器面板畫面和復(fù)合環(huán)智能調(diào)節(jié)畫面窗口。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的改造、使用和工作原理作進(jìn)一步描述。圖1-圖7所示，當(dāng)中央空調(diào)的末端負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，水系統(tǒng)供回水溫度、溫差、壓差和流量亦隨之變化，流量計(jì)、壓差傳感器和溫度傳感器將檢測(cè)到的這些參數(shù)送至智能節(jié)電管理器，智能節(jié)電管理器依據(jù)所采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)，按照變頻水泵效率最高，變頻水泵總電耗最低為原則自動(dòng)調(diào)整冷凍泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)和頻率，進(jìn)而控制冷凍水泵的做功，改變冷凍水流量，使系統(tǒng)輸出能量與末端負(fù)荷需求相匹配。其中，頻率根據(jù)“溫差作為外環(huán)、壓差作為內(nèi)環(huán)構(gòu)成的先進(jìn)復(fù)合環(huán)控制算法”進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，且溫差設(shè)定值能夠智能地根據(jù)末端冷量的供需平衡動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化，使得變頻水泵消耗的功耗最低，達(dá)到最佳的節(jié)能效果。

其具體操作如下：切除冷凍泵臺(tái)數(shù)的智能控制，改為管理員模式人工手動(dòng)開啟。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行在智能模式下，此時(shí)變頻水泵臺(tái)數(shù)控制邏輯交由智能節(jié)電管理器執(zhí)行，智能節(jié)電管理器依據(jù)所采集的水系統(tǒng)供回水溫度、溫差、壓差和流量及系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)，按照變頻水泵效率最高，變頻水泵總電耗最低為原則自動(dòng)調(diào)整冷凍泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，若此時(shí)管理員想退出變頻水泵臺(tái)數(shù)的自動(dòng)控制邏輯，由管理員人工手動(dòng)決定開啟，則需要切換至“系統(tǒng)設(shè)置”畫面，將當(dāng)前的模式選擇切換到紅色框圖所示的“管理員模式”，此時(shí)管理員重新將頁(yè)面切換到“主畫面”，在1#～4#冷凍泵的畫面相應(yīng)位置鼠標(biāo)單擊，假設(shè)用戶想增加1#冷凍泵并聯(lián)變頻運(yùn)行，單擊1#冷凍泵彈出，按照畫面上的按鈕指示操作即可。

切除冷凍泵頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，改為管理員模式人工手動(dòng)設(shè)定。在制冷系統(tǒng)主畫面中，點(diǎn)擊紅色框區(qū)域中的“冷凍溫差”按鈕；鼠標(biāo)點(diǎn)擊“冷凍溫差”按鈕后，將彈出畫面。在標(biāo)示區(qū)域，首先將“自動(dòng)調(diào)節(jié)”切換到“手動(dòng)調(diào)節(jié)”模式，然后在“輸出MAN：70.00％”這一欄中，手動(dòng)輸入頻率百分比值后，假設(shè)需要將變頻器手動(dòng)設(shè)定45HZ運(yùn)行，則通過以下計(jì)算公式換算成百分比數(shù)據(jù)：45Hz/50Hz*100％＝90％，輸入90％后回車確認(rèn)。

設(shè)定變頻器最低下限頻率，保障冷凍泵正常運(yùn)行的轉(zhuǎn)速。鼠標(biāo)點(diǎn)擊“冷凍溫差”按鈕后，將彈出畫面。將“手動(dòng)調(diào)節(jié)”切換到“自動(dòng)調(diào)節(jié)”模式，即可實(shí)現(xiàn)冷凍泵的頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，在“控制下限”一欄中輸入70％則實(shí)現(xiàn)下限頻率35HZ運(yùn)行，此外在變頻器本體上上設(shè)置最低頻率也是防止變頻器最低轉(zhuǎn)速的最后一道有效保障。

切除智能復(fù)合環(huán)的外環(huán)溫差PID回路，冷凍泵頻率根據(jù)內(nèi)環(huán)0.3bar恒壓差PID調(diào)節(jié)。在制冷系統(tǒng)主畫面中，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊紅色框區(qū)域中的“冷凍溫差”按鈕。鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊“冷凍溫差”按鈕后，將彈出畫面。首先將內(nèi)環(huán)和外環(huán)控制器由自動(dòng)控制方式切換到手動(dòng)控制模式，然后按照標(biāo)示區(qū)域中找到“設(shè)定SP”設(shè)置區(qū)域，將恒壓差值0.3bar用鍵盤輸入回車確認(rèn)，最后重新檢查一遍參數(shù)設(shè)置是否合理，確定合理后，投入內(nèi)環(huán)控制器，即將內(nèi)環(huán)壓差控制器原手動(dòng)控制方式投入到自動(dòng)控制方式。

投用冷凍泵頻率根據(jù)供回水恒溫差5℃，供回水壓差不低于0.2bar智能復(fù)合環(huán)調(diào)節(jié)。在制冷系統(tǒng)主畫面中，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊紅色框區(qū)域中的“冷凍溫差”按鈕，將彈出畫面。首先將內(nèi)環(huán)和外環(huán)控制器切換到手動(dòng)控制模式，此時(shí)內(nèi)環(huán)和外環(huán)控制器保持先前輸出狀態(tài)，然后按照標(biāo)示區(qū)域中找到“壓差下限”設(shè)置區(qū)域，將最低壓差值0.2bar用鍵盤輸入回車確認(rèn)，再在紅色框圖所示區(qū)域找到“設(shè)定SP”設(shè)置區(qū)域，將標(biāo)準(zhǔn)溫差5℃用鍵盤輸入回車確認(rèn)，最后重新檢查一遍參數(shù)設(shè)置是否合理，準(zhǔn)備投入內(nèi)環(huán)和外環(huán)控制器的操作步驟。第一步：首先確認(rèn)內(nèi)環(huán)控制器所有參數(shù)設(shè)置是否合理，確定合理后，投入內(nèi)環(huán)控制器，即將內(nèi)環(huán)壓差控制器原手動(dòng)控制方式投入到自動(dòng)控制方式。第二步：待內(nèi)環(huán)控制器自動(dòng)運(yùn)行一段時(shí)間，壓差PV值與壓差SP值基本接近穩(wěn)定時(shí)，準(zhǔn)備投入外環(huán)控制器。第三步：確認(rèn)外環(huán)控制器所有參數(shù)設(shè)置是否合理，待確定合理后，內(nèi)環(huán)控制器穩(wěn)定跟蹤后，開始投入外環(huán)控制器，即將外環(huán)溫差控制器原手動(dòng)控制方式投入到自動(dòng)控制方式。

投用COP極大值搜索算法自動(dòng)搜索最佳的供回水溫差設(shè)定值SP。首先登陸工程師級(jí)別的權(quán)限賬號(hào)，然后在制冷系統(tǒng)主畫面中，鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊紅色框區(qū)域中的“冷凍溫差”按鈕，將彈出畫面。畫面為冷凍泵供回水溫差設(shè)定值根據(jù)COP能效比極大值搜索算法實(shí)現(xiàn)智能設(shè)定的操作畫面。為實(shí)現(xiàn)此操作，工程師首先在“優(yōu)化調(diào)節(jié)”中的“智能控制”一欄中勾選，將冷凍泵供回水溫差設(shè)定值切換到“智能控制模式”，然后在“調(diào)節(jié)模式”一欄中勾選“自動(dòng)調(diào)節(jié)”。不修改“PID調(diào)節(jié)”一欄中的比例P、積分I、微分D，以及控制上限和控制下限數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)廠家已經(jīng)在設(shè)備調(diào)試中，已經(jīng)調(diào)整為最優(yōu)，用戶無(wú)需修改；同時(shí)，不修改“參數(shù)設(shè)置”一欄中的濾波h、頻率W、幅值a、增益K，以及尋優(yōu)上限和尋優(yōu)下限數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)廠家已經(jīng)在設(shè)備調(diào)試中，已經(jīng)調(diào)整為最優(yōu)，用戶無(wú)需修改。

綜上所述，本發(fā)明的供冷熱空調(diào)系統(tǒng)變頻水泵的優(yōu)化控制是實(shí)現(xiàn)變流量技術(shù)節(jié)能效益的重要途徑，為適應(yīng)供冷熱空調(diào)系統(tǒng)用戶的個(gè)性化調(diào)節(jié)而導(dǎo)致的系統(tǒng)流量變化范圍較寬的特性，需要多臺(tái)變頻水泵同時(shí)并聯(lián)變頻運(yùn)行，系統(tǒng)對(duì)水力工況的頻繁變化制定并聯(lián)變頻水泵節(jié)能運(yùn)行策略帶來(lái)了一定的難度。在并聯(lián)變頻水泵控制系統(tǒng)中，變頻水泵頻率控制回路位于底層，且通常參考?jí)翰罨蛄髁慷鴮?shí)現(xiàn)，變頻水泵臺(tái)數(shù)控制邏輯位于頻率控制回路的上層，臺(tái)數(shù)控制邏輯的優(yōu)化目標(biāo)即保證在同一水力工況點(diǎn)下各臺(tái)水泵工作狀態(tài)處在高效區(qū)，使并聯(lián)變頻水泵總電耗盡可能低。

同時(shí)，根據(jù)上述冷凍泵相同的操作方法和工作原理，亦可對(duì)該中央空調(diào)系統(tǒng)中的冷卻泵進(jìn)行相同的操作，各操作對(duì)應(yīng)選擇冷卻泵的按鍵即可。