中央冷却系统和控制该中央冷却系统的方法技术方案

本发明专利技术提供一种中央冷却系统和控制该中央冷却系统的方法，所述中央冷却系统包括：通风扇单元，被构造为向预定空间提供空气；制冷机单元，被构造为提供热交换介质，以降低所述空气的温度；冷却塔单元，被构造为向制冷机单元提供冷却剂，以降低热交换介质的温度，并被构造为通过冷却剂与环境空气之间的热交换来降低冷却剂的温度；传感器单元，被配置为测量所述空气的温度、热交换介质的温度、冷却剂的温度以及环境空气的温度和湿度；控制单元，被配置为监测中央冷却系统的能量消耗，并且被配置为计算使能量消耗最小化的热交换介质的控制温度、冷却剂的控制温度和所述空气的控制温度中的至少一个。

【技术实现步骤摘要】
中央冷却系统和控制该中央冷却系统的方法本申请要求于2013年11月26日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0144922号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。
与示例性实施例一致的设备和方法涉及一种中央冷却系统和控制该中央冷却系统的方法，更具体地说，涉及一种包括优化控制单元的中央冷却系统和控制该中央冷却系统的方法。
技术介绍
在现有技术中，中央冷却系统可用于通过操作制冷循环来降低划分的空间的温度。这样的中央冷却系统可主要设置在宽敞的地点(诸如建筑物)中。中央冷却系统可包括热交换器、通风扇和冷却塔，在热交换器中执行热交换介质和空气之间的热交换，通风扇将热交换后的空气传送到预定区域，冷却塔用于冷却热交换介质。在现有技术的中央冷却系统中，通过冷却塔冷却的热交换介质流入热交换器。通过流动的空气和热交换介质之间的热交换，流动的空气的温度降低，根据通风扇单元的操作，流动的空气可被传送到需要冷却的区域。根据热交换介质的温度、流入到冷却塔中的冷却剂的温度、建筑物外面的空气的温度，上面描述的中央冷却系统可具有不同的能量效率。因此，根据环境空气的温度来调节冷却剂和热交换介质的温度是非常重要的。在第1991-0018743号韩国特许专利公布中公开了这样的中央冷却系统。
技术实现思路
一个或更多个实施例提供了一种中央冷却系统及其控制方法。根据本专利技术的一方面，提供一种中央冷却系统，所述中央冷却系统包括：通风扇单元，被构造为向预定空间提供空气；制冷机单元，被构造为提供热交换介质，以通过流入或流出通风扇单元的空气与热交换介质之间的热交换降低所述空气的温度；冷却塔单元，被构造为向制冷机单元提供冷却剂，以通过冷却剂与热交换介质之间的热交换降低热交换介质的温度，并被构造为通过冷却剂与所述预定空间外部的环境空气之间的热交换降低冷却剂的温度；传感器单元，被配置为测量从通风扇单元提供的空气的温度、从制冷机单元排放的热交换介质的温度、从冷却塔单元排放的冷却剂的温度以及环境空气的温度和湿度；控制单元，被配置为根据当通风扇单元、制冷机单元和冷却塔单元运行时在传感器单元中测量的所述空气的温度、热交换介质的温度和冷却剂的温度来监测中央冷却系统的能量消耗，并且被配置为基于在传感器单元中所测量的温度和湿度来计算使能量消耗最小化的热交换介质的控制温度、冷却剂的控制温度和所述空气的控制温度中的至少一个。控制单元可被配置为根据所计算的热交换介质的控制温度、冷却剂的控制温度和所述空气的控制温度中的至少一个来控制通风扇单元、制冷机单元和冷却塔单元中的至少一个的操作。控制单元可被配置为通过二次函数(P)来计算能量消耗(Power)，其中，根据下面的等式解析地确定最佳状况：Power＝P(Tco,Tao,Tch,Twb,Tout)其中，Tco表示冷却剂的温度，Tao表示所述空气的温度，Tch表示热交换介质的温度，Twb表示环境空气的湿球温度，Tout表示环境空气的干球温度。控制单元可被配置为根据当中央冷却系统运行时在传感器单元中所测量的温度和湿度通过针对中央冷却系统的能量消耗的最小二乘线性回归分析，来确定二次函数(P)的至少一个系数或常数值。控制单元可被配置为通过下面的等式来计算使能量消耗最小化的冷却剂的控制温度、所述空气的控制温度和热交换介质的控制温度中的至少一个：其中，Tco表示冷却剂的温度或控制温度，Tao表示所述空气的温度或控制温度，Tch表示热交换介质的温度或控制温度，Twb表示环境空气的湿球温度，Tout表示环境空气的干球温度。控制单元可被配置为将所计算的热交换介质的控制温度与第一温度范围比较，并且被配置为根据比较的结果设置热交换介质的控制温度。控制单元可被配置为将所计算的冷却剂的控制温度与第二温度范围比较，并且被配置为根据比较的结果设置冷却剂的控制温度。控制单元可被配置为将所计算的所述空气的控制温度与第三温度范围比较，并且被配置为根据比较的结果设置所述空气的控制温度。根据另一示例性实施例的一方面，提供一种控制中央冷却系统的方法，所述控制方法包括：获得由通风扇单元提供的空气的温度、从制冷机单元排放的热交换介质的温度、从冷却塔单元排放出的冷却剂的温度、预定空间外部的环境空气的温度、预定空间外部的环境空气的湿度以及中央冷却系统的能量消耗；基于所获得的所述空气的温度、热交换介质的温度、冷却剂的温度以及环境空气的温度和湿度的结果来计算二次函数Power＝P(Tco,Tao,Tch,Twb,Tout)的至少一个常数，所述二次函数是中央冷却系统的能量消耗(Power)的关系表达式；从所述二次函数计算使能量消耗最小化的所述空气的控制温度、热交换介质的控制温度和冷却剂的控制温度中的至少一个；根据所计算的所述空气、热交换介质和冷却剂的控制温度中的至少一个控制通风扇单元、制冷机单元和冷却塔单元中的至少一个的操作，其中，Tco表示冷却剂的温度，Tao表示所述空气的温度，Tch表示热交换介质的温度，Twb表示环境空气的湿球温度，Tout表示环境空气的干球温度。所述控制方法还可包括：从环境空气的温度和湿度计算环境空气的干球温度和湿球温度。计算至少一个常数的步骤可包括：根据当中央冷却系统运行时在传感器单元中所获得的温度和湿度通过针对中央冷却系统的能量消耗的最小二乘线性回归分析，来确定至少一个常数。计算冷却剂的控制温度、所述空气的控制温度、热交换介质的控制温度中的至少一个的步骤可包括：通过下面的等式计算冷却剂的控制温度、所述空气的控制温度、热交换介质的控制温度中的至少一个：其中，Tco表示冷却剂的温度或控制温度，Tao表示所述空气的温度或控制温度，Tch表示热交换介质的温度或控制温度，Twb表示环境空气的湿球温度，Tout表示环境空气的干球温度。所述控制方法还可包括：确定所计算的所述空气的控制温度是否高于或等于预设的第一温度并低于或等于预设的第二温度；响应于所述空气的控制温度低于第一温度，将所述空气的控制温度设置为第一温度；响应于所述空气的控制温度高于第二温度，将所述空气的控制温度设置为第二温度。所述控制方法还可包括：确定所计算的热交换介质的控制温度是否高于或等于预设的第三温度并低于或等于预设的第四温度；响应于所计算的热交换介质的控制温度低于第三温度，将热交换介质的控制温度设置为第三温度；响应于所计算的热交换介质的控制温度高于第四温度，将热交换介质的控制温度设置为第四温度。所述控制方法还可包括：确定所计算的冷却剂的控制温度是否高于或等于预设的第五温度并低于或等于预设的第六温度；响应于所计算的冷却剂的控制温度低于第五温度，将冷却剂的控制温度设置为第五温度；响应于所计算的冷却剂的控制温度高于第六温度，将冷却剂的控制温度设置为第六温度。根据另一示例性实施例的一方面，提供一种中央冷却系统，所述中央冷却系统包括：通风扇单元，被构造为控制在第一循环管中循环的热交换介质与提供到预定区域的空气之间的热交换，制冷机单元，被构造为提供在第一循环管中循环的热交换介质与在第二循环管中循环的冷却剂之间的热交换；冷却塔单元，被构造为提供中央冷却系统外部的环境空气与在第二循环管中循环的冷却剂之间的热交换；传感器单元，被配置为测量所述空气、冷却剂和热交换介质中的每一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中央冷却系统，包括：通风扇单元，被构造为向预定空间提供空气；制冷机单元，被构造为提供热交换介质，以通过流入或流出通风扇单元的空气与热交换介质之间的热交换来降低所述空气的温度；冷却塔单元，被构造为向制冷机单元提供冷却剂，以通过冷却剂与热交换介质之间的热交换来降低热交换介质的温度，并被构造为通过冷却剂与所述预定空间外部的环境空气之间的热交换来降低冷却剂的温度；传感器单元，被配置为测量从通风扇单元提供的所述空气的温度、从制冷机单元排放的热交换介质的温度、从冷却塔单元排放的冷却剂的温度以及环境空气的温度和湿度；控制单元，被配置为根据当通风扇单元、制冷机单元和冷却塔单元运行时在传感器单元中测量的所述空气的温度、热交换介质的温度和冷却剂的温度来监测中央冷却系统的能量消耗，并且被配置为基于在传感器单元中所测量的温度和湿度来计算使能量消耗最小化的热交换介质的控制温度、冷却剂的控制温度和所述空气的控制温度中的至少一个。

【技术特征摘要】
2013.11.26 KR 10-2013-01449221.一种中央冷却系统，包括：通风扇单元，被构造为向预定空间提供空气；制冷机单元，被构造为提供热交换介质，以通过流入或流出通风扇单元的空气与热交换介质之间的热交换来降低所述空气的温度；冷却塔单元，被构造为向制冷机单元提供冷却剂，以通过冷却剂与热交换介质之间的热交换来降低热交换介质的温度，并被构造为通过冷却剂与所述预定空间外部的环境空气之间的热交换来降低冷却剂的温度；传感器单元，被配置为测量从通风扇单元提供的所述空气的温度、从制冷机单元排放的热交换介质的温度、从冷却塔单元排放的冷却剂的温度以及环境空气的温度和湿度；控制单元，被配置为根据当通风扇单元、制冷机单元和冷却塔单元运行时在传感器单元中测量的所述空气的温度、热交换介质的温度和冷却剂的温度来监测中央冷却系统的能量消耗，并且被配置为基于在传感器单元中所测量的所述空气的温度、热交换介质的温度、冷却剂的温度和环境空气的温度和湿度来计算使能量消耗最小化的热交换介质的控制温度、冷却剂的控制温度和所述空气的控制温度中的至少一个。2.根据权利要求1所述的中央冷却系统，其中，控制单元被配置为根据所计算的热交换介质的控制温度、冷却剂的控制温度和所述空气的控制温度中的至少一个来控制通风扇单元、制冷机单元和冷却塔单元中的至少一个的操作。3.根据权利要求1所述的中央冷却系统，其中，控制单元被配置为通过二次函数来计算能量消耗，其中，根据下面的等式解析地确定最佳状况：Power＝P(Tco,Tao,Tch,Twb,Tout)其中，Power表示中央冷却系统的能量消耗，P表示所述二次函数，Tco表示冷却剂的温度，Tao表示所述空气的温度，Tch表示热交换介质的温度，Twb表示环境空气的湿球温度，Tout表示环境空气的干球温度。4.根据权利要求3所述的中央冷却系统，其中，控制单元被配置为根据当中央冷却系统运行时在传感器单元中所测量的所述空气的温度、热交换介质的温度、冷却剂的温度和环境空气的温度和湿度通过针对中央冷却系统的能量消耗的最小二乘线性回归分析，来确定所述二次函数的至少一个系数或常数值。5.根据权利要求3所述的中央冷却系统，其中，控制单元被配置为通过下面的等式来计算使能量消耗最小化的冷却剂的控制温度、所述空气的控制温度和热交换介质的控制温度中的至少一个：0＝G1(Tco，Tch，Tao，Twb，Tout)0＝G2(Tco，Tch，Tao，Twb，Tout)0＝G3(Tco，Tch，Tao，Twb，Tout)其中，Tco表示冷却剂的温度或控制温度，Tao表示所述空气的温度或控制温度，Tch表示热交换介质的温度或控制温度，Twb表示环境空气的湿球温度，Tout表示环境空气的干球温度。6.根据权利要求1所述的中央冷却系统，其中，控制单元被配置为将所计算的热交换介质的控制温度与第一温度范围比较，并且被配置为根据比较的结果设置热交换介质的控制温度。7.根据权利要求1所述的中央冷却系统，其中，控制单元被配置为将所计算的冷却剂的控制温度与第二温度范围比较，并且被配置为根据比较的结果设置冷却剂的控制温度。8.根据权利要求1所述的中央冷却系统，其中，控制单元被配置为将所计算的所述空气的控制温度与第三温度范围比较，并且被配置为根据比较的结果设置所述空气的控制温度。9.一种中央冷却系统的控制方法，包括：获得由通风扇单元提供的空气的温度、从制冷机单元排放的热交换介质的温度、从冷却塔单元排放的冷却剂的温度、预定空间外部的环境空气的温度、预定空间外部的环境空气的湿度以及中央冷却系统的能量消耗；基于所获得的所述空气的温度、热交换介质的温度、冷却剂的温度以及环境空气的温度和湿度的结果来计算二次函数Power＝P(Tco，Tao，Tch，Twb，Tout)的至少一个常数，所述二次函数是中央冷却系统的能量消耗的关系表达式；从所述二次函数计算使能量消耗最小化的所述空气的控制温度、热交换介质的控制温度和冷却剂的控制温度中的至少一个；根据所计算的所述空气、热交换介质和冷却剂的控制温度中的至少一个来控制通风扇单元、制冷机单元和冷却塔单元中的至少一个的操作，其中，Power表示中央冷却系统的能量消耗，P表示所述二次函数，Tco表示冷却剂的温度，Tao表示所述空气的温度，Tch表示热交换介质的温度，Twb表示环境空气的湿球温度，Tout表示环境空气的干球温度，其中，通风扇单元被构造为向预定空间提供空气，制冷机单元被构造为提供热交换介质，以通过流入或流出通风扇单元的空气与热交换...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹正权，金柱成，安炳天，黄真元，
申请(专利权)人：三星泰科威株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR