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一种中央空调冷站控制系统及控制方法实施方式

2022/07/1660 作者:佚名
导读:参阅图1,所述控制系统可以包括冷却塔模块、冷却泵模块、冷机模块以及冷冻泵模块。其中,所述冷却塔模块中包括至少一个冷却塔,所述冷却泵模块中包括至少一个冷却泵,所述冷机模块中包括至少一个冷机,所述冷冻泵模块中包括至少一个冷冻泵。 在该实施例中,所述冷却塔模块、冷却泵模块、冷机模块以及冷冻泵模块分别由相应的冷却塔模块控制器、冷却泵模块控制器、冷机模块控制器以及冷冻泵模块控制器控制。所述冷却塔模块控制器、

参阅图1,所述控制系统可以包括冷却塔模块、冷却泵模块、冷机模块以及冷冻泵模块。其中,所述冷却塔模块中包括至少一个冷却塔,所述冷却泵模块中包括至少一个冷却泵,所述冷机模块中包括至少一个冷机,所述冷冻泵模块中包括至少一个冷冻泵。

在该实施例中,所述冷却塔模块、冷却泵模块、冷机模块以及冷冻泵模块分别由相应的冷却塔模块控制器、冷却泵模块控制器、冷机模块控制器以及冷冻泵模块控制器控制。所述冷却塔模块控制器、冷却泵模块控制器、冷机模块控制器以及冷冻泵模块控制器依次相连。所述冷却塔模块控制器还与冷却总管控制器相连,所述冷机模块控制器还与冷冻总管控制器相连。

在《一种中央空调冷站控制系统及控制方法》实施例中,所述冷机模块控制器可以包括:

台数控制单元,用于控制所述冷机模块中的加机操作或减机操作;

冷冻供水温度控制单元,用于控制所述冷机模块的冷冻供水温度设定值;

冷冻水流量变化值确定单元,用于在所述冷机模块中产生加机操作或减机操作时,确定所述冷机模块的冷冻水流量变化值;

数据传输单元,用于将所述冷冻水流量变化值发送至所述冷冻泵模块控制器。

在该发明实施例中,所述冷冻泵模块控制器包括:

数据接收单元,用于接收所述冷机模块控制器发来的冷冻水流量变化值;

冷冻泵调整单元,用于根据所述冷冻水流量变化值,调整所述冷冻泵模块中冷冻泵的数量,使得调整后的冷冻泵的数量与所述冷机模块当前所需的冷冻水流量相适配。 在该发明实施例中,所述冷机模块控制器包括:

台数控制单元,用于控制所述冷机模块中的加机操作或减机操作;

冷却水流量变化值确定单元,用于在所述冷机模块中产生加机操作或减机操作时,确定所述冷机模块的冷却水流量变化值;

数据传输单元,用于将所述冷却水流量变化值发送至所述冷却泵模块控制器。

在该发明实施例中,所述冷却泵模块控制器包括:

数据接收单元,用于接收所述冷机模块控制器发来的冷却水流量变化值;

冷却泵调整单元,用于根据所述冷却水流量变化值,调整所述冷却泵模块中冷却泵的数量,使得调整后的冷却泵的数量与所述冷机模块当前所需的冷却水流量相适配。 在该发明实施例中,所述冷却泵模块控制器用于将所述冷机模块当前所需的冷却水流量值传输至所述冷却塔模块控制器处;

相应地,所述冷却塔模块控制器用于根据接收的所述冷机模块当前所需的冷却水流量值,调整所述冷却塔模块中冷却塔的数量,使得调整后的冷却塔的数量与所述冷机模块当前所需的冷却水流量值相适配。

在该发明实施例中,所述冷冻总管控制器包括:

制冷量确定单元,用于测量冷冻水总管当前的制冷量或者预测冷冻水总管在预设时刻的制冷量并将测量的制冷量或者预测的制冷量发送至所述冷机模块控制器,以作为冷机台数控制、冷冻泵台数及变频控制的依据;

压差温差确定单元,用于测量冷冻供回水总管的压差或者温差,并将测量的压差或者温差发送至所述冷却泵模块控制器,作为冷冻泵模块变频控制的依据;

旁通阀开度控制单元,用于根据测量的冷冻供回水总管的压差,控制冷冻水总管的旁通阀开度,以控制供回水总管的压差。

在该发明实施例中,所述冷却总管控制器包括:

温度检测单元,用于测量所述冷却塔模块中各个冷却塔的出口温度,并控制冷却水总管的旁通阀开度,以使得所述冷机模块中各个冷机的冷却水进口温度高于预设温度上限;

参数提供单元,用于向所述冷却泵模块控制器提供最优的冷却水量或者冷却水供回水的平均温度,作为冷却泵模块变频的依据。

具体地。当冷却水量提高(或冷却水供回水平均温度低)时,冷机功率降低,而冷却泵与冷却塔功率提高;当冷却水量降低(或冷却水供回水平均温度高)时,冷机功率提高,而冷却泵与冷却塔功率降低。因此,存在最优的冷却水量或冷却水供回水平均温度,使得冷机、冷却泵、冷却塔总功率最小。冷却水总管控制器可记录在不同条件下(例如:不同室外气象参数、冷机开启台数、冷却塔开启台数等),不同冷却水量或冷却水供回水平均温度的冷站总能效(冷站总能效计算至少包含冷机模块及其对应的冷却泵模块、冷却塔模块),并在历史数据库中寻优,寻找最优的冷却水量或冷却水供回水平均温度,使得冷站总能效最高。 在实际应用场景中,针对不同的设备结构,每台设备工作的最佳状态也往往不同。例如,对于变频离心式冷机组,存在使能效比达到最高的负荷率,通常为50%至80%。对于多台变频离心式冷机组并联的冷机模块,在外部提供的总制冷量需求下,其模块控制器可根据性能曲线,寻找最佳的运行台数,使得每台机组运行在接近于最佳的负荷率下。

对于变频水泵,存在使水泵效率达到最高的水流量。对于多台变频水泵并联的水泵模块(冷却泵模块和冷冻泵模块),在给定的总扬程和总流量需求下,其模块控制器可根据性能曲线,寻找最佳的运行台数,使得每台水泵运行在接近于最佳的水流量下。

对于多台变频冷却塔并联的冷却塔模块,在给定的总流量需求下,其模块控制器应使每个冷却塔在高于冷却水流量下限的前提下,尽量多的开启冷却塔台数,以尽量利用冷却塔的换热面积。

此外,在实际应用场景中,冷却塔模块、冷却泵模块、冷机模块以及冷冻泵模块之间可以存在多种不同的连接方式。参阅图3,冷机1至冷机4分别与冷冻泵1至冷冻泵4对应连接,冷却泵1至冷却泵4也分别与冷机1至冷机4对应连接,冷却塔1至冷却塔4也分别与冷却泵1至冷却泵4对应连接。也就是说,在该系统结构中,各个模块中的独立设备之间都是对应连接的。各个模块的模块控制器的框架图可以如图4所示。在该系统结构中,可以存在多个冷却总管控制器、冷却塔模块控制器、冷却泵模块控制器以及冷冻泵模块控制器。

参阅图5,冷机1至3与冷冻泵1至3相关联,冷机4至5与冷冻泵4至5相关联。此外,冷机1至3还与冷冻泵1至3相连,冷机4至5还与冷冻泵4至5相连。冷却塔1至5分别与冷却泵1至3以及冷却泵4至5相连。在该系统架构中,冷机1至3可以视为冷机模块1,冷机4至5可以视为冷机模块2,冷冻泵1至3可以视为冷冻泵模块1,冷冻泵4至5可以视为冷冻泵模块2,其中,每个模块均可以对应一个模块控制器。这样,该系统架构的模块控制器的框架图可以如图6所示。

在该发明实施例中,所述冷冻泵模块还可以包括冷冻一级泵模块和冷冻二级泵模块,其中,所述冷冻一级泵模块由冷冻一级泵模块控制器控制,所述冷冻二级泵模块由冷冻二级泵模块控制器控制;所述冷冻一级泵模块控制器与所述冷机模块控制器相连,所述冷冻二级泵模块控制器与所述冷冻总管控制器相连。

具体地,参阅图7和图8,冷冻泵模块可以分为4个冷冻一级泵和4个冷冻二级泵,每个冷冻一级泵可以作为一个独立的模块,每两个冷冻二级泵可以作为一个独立的模块。这样,与所述冷机模块相连的可以是4个冷冻一级泵模块,而与所述分水器相连的可以是2个冷冻二级泵模块。每个模块可以由相应的模块控制器控制,从而构成了如图8所示的模块控制器的框架图。

由于冷却总管控制器的作用为确定冷却管路冷却水量或冷却水供回水平均温度,其数量由冷却总管的数量,同时也是冷却塔模块的数量决定。当各个冷却塔并联成为一个冷却塔模块时,仅有一个冷却总管(包括供回管路),仅采用一个冷却水总管控制器,如图2和图6所示。当各个冷却塔互不相连,则各有一个冷却总管,那么每个冷却塔各自采用一个冷却总管控制器,如图4所示。

对于冷冻二级泵的水系统形式,各冷冻二级泵模块控制器与冷冻总管控制器相连。通过冷冻总管控制器测量各支路最不利末端供回水压差信号,分别输送至各个冷冻二级泵模块,作为各个冷冻二级泵模块调节频率的依据。

参阅图9,该发明实施例还提供一种控制方法,所述控制方法包括:

S1:冷机模块控制器检测冷机模块中产生的加机操作或减机操作,在所述冷机模块中产生加机操作或减机操作时,确定所述冷机模块的冷冻水流量变化值和冷却水流量变化值,并将所述冷冻水流量变化值和冷却水流量变化值分别发送至冷冻泵模块控制器和冷却泵模块控制器;

S2:所述冷冻泵模块控制器根据所述冷冻水流量变化值,调整冷冻泵模块中冷冻泵的数量,使得调整后的冷冻泵的数量与所述冷机模块当前所需的冷冻水流量相适配; S3:所述冷却泵模块控制器根据所述冷却水流量变化值,调整冷却泵模块中冷却泵的数量,使得调整后的冷却泵的数量与所述冷机模块当前所需的冷却水流量相适配; S4:所述冷却泵模块控制器将所述冷机模块当前所需的冷却水流量值传输至冷却塔模块控制器处;

S5:所述冷却塔模块控制器根据接收的所述冷机模块当前所需的冷却水流量值,调整冷却塔模块中冷却塔的数量,使得调整后的冷却塔的数量与所述冷机模块当前所需的冷却水流量值相适配。

在该发明实施例中,所述方法还包括:

冷冻总管控制器测量冷冻水总管当前的制冷量或者预测冷冻水总管在预设时刻的制冷量并将测量的制冷量或者预测的制冷量发送至所述冷机模块控制器;

所述冷冻总管控制器测量冷冻供回水总管的压差或者温差,并将测量的压差或者温差发送至所述冷却泵模块控制器;

所述冷冻总管控制器根据测量的冷冻供回水总管的压差,控制冷冻水总管的旁通阀开度,以平衡进水阀的前后水压。

在该发明实施例中,所述方法还包括:

冷却总管控制器测量所述冷却塔模块中各个冷却塔的出口温度,并控制冷却水总管的旁通阀开度,以使得所述冷机模块中各个冷机的冷却水进口温度高于预设温度上限;所述冷却总管控制器向所述冷却泵模块控制器提供最优的冷却水量或者冷却水供回水的平均温度。

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