專利名稱：一種中央空調主機節能群控方法
技術領域：
本發明涉及一種中央空調主機節能群控方法，其能廣泛用于中央空調群控系統、樓宇自控(BAS)系統、中央空調節能控制系統中。
背景技術：
當前的中央空調系統中，普遍配置多臺制冷主機，以便階梯運行，滿足不同負荷 情況下的運行需要，還會外加一臺備用制冷主機。如圖I所示，為目前的中央空調系統的控制結構圖，其包括控制器和多臺制冷主機，多臺制冷主機并聯連接，并受控于同一個控制器。控制器和制冷主機間通過接口連接，采集制冷主機的當前負荷。這個接口可以是各種接口形式(如RS232/485、現場總線、工業以太網等)，通過各種協議(如M0DBUS、PR0FIBUS、L0NW0RKS等)采集數據，亦可通過測量制冷主機電流或功耗的方式取得具體負荷值。比如制冷主機的額定電流是200A，而當前采集到的實際電流為150A，那制冷主機的當前負荷就是75%，功耗的采集與測量則和電流類似。目前的制冷主機群控系統，或節能系統，普遍采用的制冷主機控制方式，是首先開一臺制冷主機，等該制冷主機加載到了 100% (根據不同制冷主機和控制系統，可能略有不同，可能是95 100% )，如果不能滿足系統負荷需求(冷凍水供水溫度未達到7°C )，再開啟第二臺制冷主機，依此類推。當前一臺制冷主機的負載沒有到100%的時候，則維持目前的情況，不加載新的制冷主機。其基本控制理念是開一臺能滿足系統負荷的，不開第二臺；二臺能滿足的，不開第三臺。比如某工程配置4臺制冷主機，三用一備；運行時，先開啟一臺制冷主機，如果第一臺制冷主機負荷能滿足系統負荷，則不加載第二臺制冷主機；而如果到100%后，仍然不能滿足要求，則開啟第二臺制冷主機；兩臺制冷主機能滿足，則不開啟第三臺，否則開啟第三臺。這種控制方式，是目前普遍采用的控制方式，簡單方便，但是系統整體的能效比較低。目前普遍采用此種控制方式的中央空調系統，其冷耗比往往在O. 95KW/RT以上(不考慮末端)。
發明內容
本發明的目的之一在于提出一種中央空調主機節能群控方法，其能解決現有的控制方法冷耗比較高，導致不節能的問題。為了達到上述目的之一，本發明所采用的技術方案如下
一種中央空調主機節能群控方法，其用于多臺制冷主機受控于一控制器的中央空調系統中，所述多臺制冷主機并聯連接；其包括以下步驟
A、獲取當前冷凍水供水溫度T，若當前冷凍水供水溫度T大于系統設計溫度TO且小于或等于設定溫度Tl，則進入步驟Al ;若當前冷凍水供水溫度T大于設定溫度Tl，則進入步驟A2 ；
Al、啟動一臺制冷主機,進入步驟BI ；
BI、判斷當前制冷主機的實際負荷Ql是否加載到預設負荷SP1，若是，則進入步驟Cl，否則進入步驟BI ;其中，所述預設負荷SPl小于當前制冷主機的滿載負荷Q2 ；
Cl、判斷當前中央空調系統的總負荷是否已滿足條件一或條件二，若滿足條件一或條件二，則進入步驟E1，否則，進入步驟Dl ；
Dl、判斷是否有未開啟的制冷主機，若有，則進入步驟Al，否則進入步驟BI ； E1、判斷當前中央空調系統是否滿足減載條件且當前運行的制冷主機數量大于1，若滿足，則關閉一臺制冷主機，并進入步驟BI，否則，直接進入步驟BI ；
A2、啟動多臺制冷王機，并進入步驟B2 ；
B2、判斷當前多臺制冷主機的實際總負荷Q3是否加載到預設負荷SP4，若是，則進入步驟C2，否則進入步驟B2 ;其中，所述預設負荷SP4小于當前多臺制冷主機的滿載總負荷Q4 ；C2、判斷當前中央空調系統的總負荷是否已滿足條件一或條件二，若滿足條件一或條件二，則進入步驟E2，否則，進入步驟D2 ；
D2、判斷是否有未開啟的制冷主機，若有，則進入步驟A，否則進入步驟B2 ；
E2、判斷當前中央空調系統是否滿足減載條件且當前運行的制冷主機數量大于1，若滿足，則關閉一臺制冷主機，并進入步驟B2，否則，直接進入步驟B2 ；
其中，條件一為當前冷凍水供水溫度T達到系統設計溫度TO ;所述條件二為當前冷凍水供水溫度T未達到系統設計溫度T0，且當前冷凍水供水溫度的降低速度大于或等于設定速度值SP2 ;減載條件為當前運行的所有制冷主機的負荷總和小于或等于關閉一臺當前運行的制冷主機后的剩余運行的制冷主機的數量與減載負荷SP3的乘積，所述減載負荷SP3為制冷主機滿負荷的50%-100%。優選的，預設負荷SPl為當前制冷主機的滿載負荷Q2的10%_80%。優選的，預設負荷SP4為當前多臺制冷主機的滿載總負荷Q4的50%_100%。優選的，步驟A2中若當前冷水供水溫度T大于設定溫度Tl且小于或等于設定溫度T2，則啟動N2臺制冷主機，若當前冷水供水溫度T大于設定溫度T2且小于或等于設定溫度T3，則啟動N3臺制冷主機，若當前冷水供水溫度T大于設定溫度T3，則啟動N4臺制冷主機；其中，N2 < N3〈N4，且 N2>1。優選的，系統設計溫度TO為7 V。優選的，設定速度值SP2為大于O. I0C /min。本發明的目的之二提出在于提出一種中央空調主機節能群控方法，其能解決現有的控制方法冷耗比較高，導致不節能的問題。為了達到上述目的之二，本發明所采用的技術方案如下
一種中央空調主機節能群控方法，其用于多臺制冷主機受控于一控制器的中央空調系統中，所述多臺制冷主機并聯連接；其包括以下步驟
Al、啟動一臺制冷主機,進入步驟BI ；BI、判斷當前制冷主機的實際負荷Ql是否加載到預設負荷SP1，若是，則進入步驟Cl，否則進入步驟BI ;其中，所述預設負荷SPl小于當前制冷主機的滿載負荷Q2 ；
Cl、判斷當前中央空調系統的總負荷是否已滿足條件一或條件二，所述條件一為當前冷凍水供水溫度T達到系統設計溫度TO ;所述條件二為當前冷凍水供水溫度T未達到系統設計溫度T0，且當前冷凍水供水溫度的降低速度大于或等于設定速度值SP2 ;若滿足條件一或條件二，則進入步驟E1，否則，進入步驟Dl ；
Dl、判斷是否有未開啟的制冷主機，若有，則進入步驟Al，否則進入步驟BI ；
E1、判斷當前中央空調系統是否滿足減載條件且當前運行的制冷主機數量大于1，若滿足，則關閉一臺制冷主機，并進入步驟BI，否則，直接進入步驟BI ;其中，所述減載條件為當前運行的所有制冷主機的負荷總和小于或等于關閉一臺當前運行的制冷主機后的剩余運行的制冷主機的數量與減載負荷SP3的乘積，所述減載負荷SP3為制冷主機滿負荷的50%-I00%ο 優選的，預設負荷SPl為當前制冷主機的滿載負荷Q2的10%_80%。優選的，系統設計溫度TO為7°C。優選的，設定速度值SP2為大于O. I0C /min。本發明具有如下有益效果
盡量使用多臺制冷主機來平均負擔系統負荷，而且又能夠減少閑置制冷主機的數量，這樣對于每臺制冷主機來說，其運行點都處于非滿載的狀態，而制冷主機的冷凝器和蒸發器都是按照滿載設計的，這樣等于變相增大了冷凝和蒸發的面積，從而使制冷主機效率提升，進而使系統整體的能效比提升，達到降低冷耗比的目的，具有良好的節能效果。
圖I為目前的中央空調系統的控制結構示意 圖2為本發明實施例一的中央空調主機節能群控方法的流程 圖3為本發明實施例二的中央空調主機節能群控方法的流程圖。
具體實施例方式下面，結合附圖以及具體實施方式
，對本發明做進一步描述
實施例一
如圖2所示，一種中央空調主機節能群控方法，其用于多臺制冷主機受控于一控制器的中央空調系統中，所述多臺制冷主機并聯連接；其包括以下步驟
步驟S01、用戶啟動中央空調系統。步驟S02、獲取當前冷凍水供水溫度T，若當前冷凍水供水溫度T大于系統設計溫度TO且小于或等于設定溫度Tl，則進入步驟S03 ;若當前冷凍水供水溫度T大于設定溫度Tl，則進入步驟S08 ;—般的，根據國家標準，中央空調的系統設計溫度TO為TC，但也可以根據實際的工程設計。步驟S03、啟動一臺制冷主機，進入步驟S04。
步驟S04、判斷當前制冷主機的實際負荷Ql是否加載到預設負荷SP1，若是，則進入步驟S05，否則進入步驟S04 ;其中，所述預設負荷SPl小于當前制冷主機的滿載負荷Q2，
如，預設負荷SPl的設定范圍可以為當前制冷主機的滿載負荷Q2的10%-80%，本實施例可設置為30%。步驟S05、判斷當前中央空調系統的總負荷是否已滿足條件一或條件二，若滿足條件一或條件二，則進入步驟S07，否則，進入步驟S06。步驟S06、判斷是否有未開啟的制冷主機，若有，則進入步驟S03，否則進入步驟S04。步驟S07、判斷當前中央空調系統是否滿足減載條件且當前運行的制冷主機數量大于1，若滿足，則關閉一臺制冷主機，并進入步驟S04，否則，直接進入步驟S04。步驟S08、啟動多臺制冷主機，并進入步驟S09 ;其中，由于是一次啟動多臺制冷 主機，所以，對于每臺制冷主機均只有一個壓縮機的情況下，多臺制冷主機是同步加載運作的，比如，一次開了 4臺制冷主機，每臺制冷主機都加載到60% ;而對于每臺制冷主機均含有多個壓縮機的情況，則可以按照以下方式進行加載，比如，開3臺制冷主機，每臺制冷主機都先開一個壓縮機，如果負荷不夠，就開其中一臺制冷主機的第二個壓縮機，如果負荷仍然不夠，就再開另外一臺制冷主機的第二個壓縮機，如果負荷還是不夠，則再繼續開剩下的一臺制冷主機的第二個壓縮機，如此類推，直到把3臺制冷主機的壓縮機都開啟，因此，這種情況，多臺制冷主機雖然不是完全同步加載運作，但同樣能夠達到平均負擔系統負荷的目的；一次啟動多少臺制冷主機，則可根據以下設定來確定，若當前冷水供水溫度T大于設定溫度Tl且小于或等于設定溫度T2，則啟動N2臺制冷主機，若當前冷水供水溫度T大于設定溫度T2且小于或等于設定溫度T3，則啟動N3臺制冷主機，若當前冷水供水溫度T大于設定溫度T3，則啟動N4臺制冷主機；其中，N2 < N3〈N4，且N2>1。需要說明的是，為了避免對電網造成沖擊，較為優選的啟動方式為，間隔一段時間才開啟制冷主機，如間隔I秒開一臺，直到達到所需數量為止。步驟S09、判斷當前多臺制冷主機的實際總負荷Q3是否加載到預設負荷SP4，若是，則進入步驟S10，否則進入步驟S09 ;其中，所述預設負荷SP4小于當前多臺制冷主機的滿載總負荷Q4，預設負荷SP4的設定范圍可為當前多臺制冷主機的滿載總負荷Q4的50%-100%，本實施例可設置為96% ;考慮實際因素,每臺制冷主機的實際負荷可能存在差異(請參照步驟S08中每臺制冷主機均含有多個壓縮機時的加載情況)，因此，多臺制冷主機的實際總負荷Q3的值，為每臺制冷主機的實際負荷之和后的算術平均數。步驟S10、判斷當前中央空調系統的總負荷是否已滿足條件一或條件二，若滿足條件一或條件二，則進入步驟S12，否則，進入步驟S11。步驟S11、判斷是否有未開啟的制冷主機，若有，則進入步驟S02，否則進入步驟S09。步驟S12、判斷當前中央空調系統是否滿足減載條件且當前運行的制冷主機數量大于1，若滿足，則關閉一臺制冷主機，并進入步驟S09，否則，直接進入步驟S09 ；
其中，條件一為當前冷凍水供水溫度T達到系統設計溫度TO ；
所述條件二為當前冷凍水供水溫度T未達到系統設計溫度T0，且當前冷凍水供水溫度的降低速度大于或等于設定速度值SP2，設定速度值SP2為大于O. I0C /min, SP2可根據不同工程、制冷主機配置、氣候不同靈活修改；
減載條件為當前運行的所有制冷主機的負荷總和小于或等于關閉一臺當前運行的制冷主機后的剩余運行的制冷主機的數量與減載負荷SP3的乘積，所述減載負荷SP3為制冷主機滿負荷的50%-100%，較為優選的方式為，減載負荷SP3可設置在制冷主機的最高效率點附近。制冷主機最高效率點可以在制造該制冷主機的廠家提供的資料中查到。比如當前運行4臺制冷主機，SP3設為80%，關閉I臺制冷主機后是3X80%=240%，如果當前每臺制冷主機的負載小于或等于60%，4X 60%=240%，則表示滿足條件。需要說明的是，上述T1、T2、T3、N2、N3、N4的值，均可以根據具體工程配置的不同，以及當地氣候條件進行靈活的設置。比如T1=10°C，T2=13°C，T3=16°C，N2=2，N3=3，N4=4，表示小于等于10°C時開啟I臺制冷主機，大于10°C小于等于13°C開啟2臺制冷主機，大于13°C小于等于16°C開啟3臺制冷主機，高于16°C時開啟4臺制冷主機。實際上，由實施例一的描述可知，若初始僅啟動一臺制冷主機，那么該制冷主機只 要加載到30%，則會再啟動一臺制冷主機，從而使多臺制冷主機平均分擔系統負荷。若初始啟動多臺制冷主機，那么同一批啟動的制冷主機會一起進行加載運作，也達到使多臺制冷主機平均分擔系統負荷的目的。盡量使用多臺制冷主機來平均負擔系統負荷，這樣對于每臺制冷主機來說，其運行點都處于非滿載的狀態，而制冷主機的冷凝器和蒸發器都是按照滿載設計的，這樣等于變相增大了冷凝和蒸發的面積，從而使制冷主機效率提升，進而使系統整體的能效比提升，達到降低冷耗比的目的，具有良好的節能效果。在某工程實際運行測試中，采用本實施例一的控制方法，將一臺制冷主機滿載100%運行，切換為三臺制冷主機并聯運行，在同樣制冷量的情況下，系統整體的冷耗比由O. 93KW/RT降低到了 O. 7KW/RT，效率提升了約25%。實施例二
如圖3所示，在極端設置下，可強制每次只允許開啟一臺制冷主機。則，本實施例二的中央空調主機節能群控方法具體描述如下。一種中央空調主機節能群控方法，其用于多臺制冷主機受控于一控制器的中央空調系統中，所述多臺制冷主機并聯連接；其包括以下步驟
步驟S100、用戶啟動中央空調系統。步驟S200、啟動一臺制冷主機，進入步驟S300。步驟S300、判斷當前制冷主機的實際負荷Ql是否加載到預設負荷SP1，若是，則進入步驟S400，否則進入步驟S300 ;其中，所述預設負荷SPl小于當前制冷主機的滿載負荷Q2，比如，預設負荷SPl的設定范圍可以為當前制冷主機的滿載負荷Q2的10%-80%，本實施例可設置為30%。步驟S400、判斷當前中央空調系統的總負荷是否已滿足條件一或條件二，若滿足條件一或條件二，則進入步驟S600，否則，進入步驟S500。步驟S500、判斷是否有未開啟的制冷主機，若有，則進入步驟S200，否則進入步驟S300。步驟S600、判斷當前中央空調系統是否滿足減載條件且當前運行的制冷主機數量大于1，若滿足，則關閉一臺制冷主機，并進入步驟S300，否則，直接進入步驟S300。其中，本實施例所涉及到的參數設定、條件一、條件二、減載條件均可與實施例一相同。由上述實施例一、實施例二可知，本發明的中央空調主機節能群控方法基于基本的制冷原理，即增大冷凍和冷卻換熱面積，可有效提升制冷主機性能。而中央空調系統設計時，是按照夏天最熱氣溫進行設計，同時要增加一個設計余量，然后還要設計備用機，這樣普通的中央空調系統，全年大部分運行時間里，很大一部分制冷主機處于閑置狀態。充分利用這部分閑置資源，可以有效的提升系統整體的能耗比，節約大量的能源。 對于本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬于本發明權利要求的保護范圍之內。
權利要求
1.一種中央空調主機節能群控方法，其用于多臺制冷主機受控于一控制器的中央空調系統中，所述多臺制冷主機并聯連接；其特征在于，包括以下步驟 獲取當前冷凍水供水溫度T，若當前冷凍水供水溫度T大于系統設計溫度TO且小于或等于設定溫度Tl，則進入步驟Al ;若當前冷凍水供水溫度T大于設定溫度Tl，則進入步驟A2 ； Al、啟動一臺制冷主機,進入步驟BI ； BI、判斷當前制冷主機的實際負荷Ql是否加載到預設負荷SP1，若是，則進入步驟Cl，否則進入步驟BI ;其中，所述預設負荷SPl小于當前制冷主機的滿載負荷Q2 ； Cl、判斷當前中央空調系統的總負荷是否已滿足條件一或條件二，若滿足條件一或條件二，則進入步驟E1，否則，進入步驟Dl ； Dl、判斷是否有未開啟的制冷主機，若有，則進入步驟Al，否則進入步驟BI ； E1、判斷當前中央空調系統是否滿足減載條件且當前運行的制冷主機數量大于1，若滿足，則關閉一臺制冷主機，并進入步驟BI，否則，直接進入步驟BI ； A2、啟動多臺制冷王機，并進入步驟B2 ； B2、判斷當前多臺制冷主機的實際總負荷Q3是否加載到預設負荷SP4，若是，則進入步驟C2，否則進入步驟B2 ;其中，所述預設負荷SP4小于當前多臺制冷主機的滿載總負荷Q4 ；C2、判斷當前中央空調系統的總負荷是否已滿足條件一或條件二，若滿足條件一或條件二，則進入步驟E2，否則，進入步驟D2 ； D2、判斷是否有未開啟的制冷主機，若有，則進入步驟A，否則進入步驟B2 ； E2、判斷當前中央空調系統是否滿足減載條件且當前運行的制冷主機數量大于1，若滿足，則關閉一臺制冷主機，并進入步驟B2，否則，直接進入步驟B2 ； 其中，條件一為當前冷凍水供水溫度T達到系統設計溫度TO ;所述條件二為當前冷凍水供水溫度T未達到系統設計溫度T0，且當前冷凍水供水溫度的降低速度大于或等于設定速度值SP2 ;減載條件為當前運行的所有制冷主機的負荷總和小于或等于關閉一臺當前運行的制冷主機后的剩余運行的制冷主機的數量與減載負荷SP3的乘積，所述減載負荷SP3為制冷主機滿負荷的50%-100%。
2.如權利要求I所述的中央空調主機節能群控方法，其特征在于，預設負荷SPl為當前制冷主機的滿載負荷Q2的10%-80%。
3.如權利要求I所述的中央空調主機節能群控方法，其特征在于，預設負荷SP4為當前多臺制冷主機的滿載總負荷Q4的50%-100%。
4.如權利要求I所述的中央空調主機節能群控方法，其特征在于，步驟A2中若當前冷水供水溫度T大于設定溫度Tl且小于或等于設定溫度T2，則啟動N2臺制冷主機，若當前冷水供水溫度T大于設定溫度T2且小于或等于設定溫度T3，則啟動N3臺制冷主機，若當前冷水供水溫度T大于設定溫度T3，則啟動N4臺制冷主機；其中，N2 < N3<N4,且N2>1。
5.如權利要求I所述的中央空調主機節能群控方法，其特征在于，系統設計溫度TO為7V。
6.如權利要求I所述的中央空調主機節能群控方法，其特征在于，設定速度值SP2為大于 O. I°C /min。
7.—種中央空調主機節能群控方法，其用于多臺制冷主機受控于一控制器的中央空調系統中，所述多臺制冷主機并聯連接；其特征在于，包括以下步驟 Al、啟動一臺制冷主機,進入步驟BI ； BI、判斷當前制冷主機的實際負荷Ql是否加載到預設負荷SP1，若是，則進入步驟Cl，否則進入步驟BI ;其中，所述預設負荷SPl小于當前制冷主機的滿載負荷Q2 ； Cl、判斷當前中央空調系統的總負荷是否已滿足條件一或條件二，所述條件一為當前冷凍水供水溫度T達到系統設計溫度TO ;所述條件二為當前冷凍水供水溫度T未達到系統設計溫度T0，且當前冷凍水供水溫度的降低速度大于或等于設定速度值SP2 ;若滿足條件一或條件二，則進入步驟E1，否則，進入步驟Dl ； Dl、判斷是否有未開啟的制冷主機，若有，則進入步驟Al，否則進入步驟BI ； E1、判斷當前中央空調系統是否滿足減載條件且當前運行的制冷主機數量大于1，若滿足，則關閉一臺制冷主機，并進入步驟BI，否則，直接進入步驟BI ;其中，所述減載條件為當前運行的所有制冷主機的負荷總和小于或等于關閉一臺當前運行的制冷主機后的剩余運行的制冷主機的數量與減載負荷SP3的乘積，所述減載負荷SP3為制冷主機滿負荷的50%-I00%ο
8.如權利要求7所述的中央空調主機節能群控方法，其特征在于，預設負荷SPl為當前制冷主機的滿載負荷Q2的10%-80%。
9.如權利要求7所述的中央空調主機節能群控方法，其特征在于，系統設計溫度TO為7V。
10.如權利要求7所述的中央空調主機節能群控方法，其特征在于，設定速度值SP2為大于 O. I°C /min。
全文摘要
一種中央空調主機節能群控方法，包括S200、啟動一臺制冷主機，進入步驟S300；S300、判斷當前制冷主機的實際負荷Q1是否加載到預設負荷SP1，若是，則進入步驟S400，否則進入步驟S300；S400、判斷當前中央空調系統的總負荷是否已滿足條件一或條件二，若滿足條件一或條件二，則進入步驟S600，否則，進入步驟S500；S500、判斷是否有未開啟的制冷主機，若有，則進入步驟S200，否則進入步驟S300；S600、判斷當前中央空調系統是否滿足減載條件且當前運行的制冷主機數量大于1，若滿足，則關閉一臺制冷主機，并進入步驟S300，否則，直接進入步驟S300。本發明具有冷耗比低的優點。
文檔編號F24F11/02GK102901179SQ20121037222
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月28日 優先權日2012年9月28日
發明者許曉瑜, 劉洪洲, 王穎, 陳井林, 沈建群 申請人:廣州市科維機電設備安裝有限公司, 廣州華興信息技術有限公司