空调冷却水系统的控制装置及其主控模块的数据处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种空调冷却水系统的控制装置及其主控模块的数据处理方法，该装置包括网络控制器、温湿度传感器及与所述网络控制器和所述温湿度传感器均连接的主控模块。本发明专利技术提供的控制装置中，网络控制器将冷水机组的运行状态数据发送至主控模块，温湿度传感器采集室外的温湿度数据，并将温、湿度数据发送至主控模块，冷却塔风机、冷却水循环泵的变频器将相应实际工作频率发送至主控模块，主控模块根据接收到的数据计算得到使空调冷却水系统总能耗最小的优化结果，并根据优化结果控制风机和冷却水循环泵的运行，使空调冷却水系统运行在最优状态，大大降低了空调冷却水系统的能耗。

Control device of air conditioning cooling water system and data processing method of main control module

The invention relates to a control device for an air conditioning cooling water system and a data processing method for the main control module. The device includes a network controller, a temperature and humidity sensor and a main control module connected with the network controller and the temperature and humidity sensor. In the control device provided by the invention, the network controller sends the running state data of the chiller to the main control module, the temperature and humidity sensor collects the temperature and humidity data of the outdoor, and sends the temperature and humidity data to the main control module, and the frequency converter of the cooling tower fan and the cooling water circulating pump sends the corresponding actual working frequency to the master. Control module, the main control module based on the received data to calculate the total energy consumption of the cooling water system to minimize the total energy consumption, and control the operation of the fan and cooling water circulating pump according to the optimization results, making the air conditioning cooling water system running in the optimal state, greatly reducing the air conditioning cold but the energy consumption of the water system.

【技术实现步骤摘要】
空调冷却水系统的控制装置及其主控模块的数据处理方法
本专利技术涉及优化控制领域，具体涉及一种空调冷却水系统的控制装置及其主控模块的数据处理方法。
技术介绍
集中空调冷却水系统主要包括冷水机组、冷却塔、冷却水循环泵及管路等。其中，冷水机组负责制备供给用户末端的低温冷冻水，并产生冷凝热；冷却塔以循环冷却水为冷却剂，利用水与空气的流动接触进行冷热交换产生蒸汽，利用蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理将冷水机组产生的冷凝热排放至大气中以降低冷却水水温；冷却水循环泵为提供冷却水循环所需要的动力装置；冷却塔风机为提供冷却塔空气流动所需要的动力装置。由于系统中的不同设备一般由不同厂家生产，设计的工况与实际工况偏离较多等原因，使得各设备的联合运行通常无法达到最优状态。目前普遍的做法是冷却水循环泵以工频运行，对冷却塔的风机开/关控制或者变频控制来保证冷却水送水温度在一定的设定点，通常在29℃-32℃。由于没有合理的控制系统中各设备的运行频率，造成能源浪费。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：现有技术没有合理控制空调冷却水系统中各设备的运行状态，存在一定的能量浪费。为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种空调冷却水系统的控制装置及其主控模块的数据处理方法。第一方面，所述空调冷却水系统包括冷水机组、冷却塔和冷却水循环泵，所述装置包括网络控制器、温湿度传感器及与所述网络控制器和所述温湿度传感器均连接的主控模块，其中：所述网络控制器，用于将冷水机组的运行状态数据发送至所述主控模块；所述温湿度传感器，用于采集室外的温度数据和湿度数据，并将所述温度数据和所述湿度数据发送至所述主控模块；所述主控模块，用于与所述冷却塔中风机的变频器和所述冷却水循环泵的变频器均连接，根据所述运行状态数据、所述温度数据、所述湿度数据、所述风机的实际工作频率和所述冷却水循环泵的实际工作频率，计算使所述冷水机组、所述风机和所述冷却水循环泵的能耗之和最小的风机最优工作频率和冷却水循环泵最优工作频率，并将所述风机最优工作频率发送至所述风机的变频器，将所述冷却水循环泵最优工作频率发送至所述冷却水循环泵的变频器。可选的，所述主控模块上设置有与所述网络控制器通信连接的通信接口。可选的，所述主控模块上设置有用于与所述温湿度传感器、所述风机的变频器和所述冷却水循环泵的变频器连接的I/O接线模块。可选的，该装置还包括显示控制模块；所述显示控制模块用于显示所述风机最优工作频率、所述冷却水循环泵最优工作频率、所述风机的实际工作频率和所述冷却水循环泵的实际工作频率；和/或所述显示控制模块用于显示所述冷水机组的运行状态数据。可选的，所述显示控制模块还用于：接收用户输入的风机工作频率和冷却水循环泵工作频率，并将用户输入的风机工作频率发送至所述风机的变频器，将用户输入的冷却水循环泵工作频率发送至所述冷却水循环泵的变频器。第二方面，以上所述控制装置中主控模块的数据处理方法包括：建立以总实际能耗最小为优化目标的优化模型，所述总实际能耗为所述冷却塔中风机的实际能耗、所述冷水机组的实际能耗和所述冷却水循环泵的实际能耗之和；根据所述优化模型，计算冷却水的最优流量和风机的最优风量；根据所述冷却水的最优流量，计算所述冷却水循环泵的最优工作频率；根据所述风机的最优风量，计算所述风机的最优工作频率。可选的，建立的所述优化模型为：其中，Pmin为总实际能耗的最小值，P1为所述风机的实际能耗，P2为所述冷却水循环泵的实际能耗，P3为所述冷水机组的实际能耗，P1，d为所述风机的设计能耗，P2，d为所述冷却水循环泵的设计能耗，P3，d为所述冷水机组的设计能耗，va为所述冷却塔的实际风量，va，d为所述冷却塔的设计风量，Gcooling为冷却水的实际流量，Gcooling，d为冷却水的设计流量，Qe为冷水机组供给用户的实际冷量，Qe，d为冷水机组供给用户的设计冷量，Tcooled，in为冷冻水入口的实际温度，Tcooled，in，d为冷冻水入口的设计温度，Twb为室外空气的实际湿球温度，Twb，d为室外空气的设计湿球温度，f()为所述冷水机组的能耗的计算函数。可选的，采用下式计算所述冷却塔风机的实际风量va：其中，Ff，r为所述风机的实际工作频率。可选的，采用下式计算冷水机组供给用户的实际冷量Qe：Qe＝Gcooled(Tcooled，out-Tcooled，in)其中，Gcooled为冷冻水的实际流量，Tcooled，out为冷冻水出口的实际温度，Tcooled，in为冷冻水入口的实际温度。可选的，采用以下方法计算冷却水循环泵的最优工作频率：其中，Fp，o为冷却水循环泵的最优工作频率，Gcooling，o为冷却水的最优流量，Gcooling，d为冷却水的设计流量；和/或采用下式计算所述风机的最优工作频率：其中，Ff，o为风机的最优工作频率，va，o为所述风机的最优风量。本专利技术提供的控制装置及其主控模块的数据处理方法中，网络控制器将冷水机组的运行状态数据发送至主控模块，温湿度传感器采集室外的温湿度数据，并将温湿度数据发送至主控模块，风机、冷却水循环泵的变频器将相应实际工作频率发送至主控模块，主控模块根据接收到的数据计算得到使空调冷却水系统总能耗最小的优化结果，并根据优化结果控制风机和冷却水循环泵的运行，使空调冷却水系统运行在最优状态，大大降低了空调冷却水系统的能耗。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征信息和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1示出了根据本专利技术提供的控制装置一实施例的结构框图；图2示出了空调冷却水系统与本专利技术提供的控制装置之间的信号传输图；图3示出了根据本专利技术提供的数据处理方法一实施例的流程示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。如图1、2所示，本专利技术提供一种空调冷却水系统的控制装置100，所述空调冷却水系统包括冷水机组、冷却塔和冷却水循环泵，所述装置包括网络控制器、温湿度传感器及与所述网络控制器和所述温湿度传感器均连接的主控模块，其中：所述网络控制器105，用于将冷水机组的运行状态数据发送至所述主控模块；所述温湿度传感器101，用于采集室外的温度数据和湿度数据，并将所述温度数据和所述湿度数据发送至所述主控模块；所述主控模块103，用于与所述冷却塔中风机的变频器和所述冷却水循环泵的变频器均连接，根据所述运行状态数据、所述温度数据、所述湿度数据、所述风机的实际工作频率和所述冷却水循环泵的实际工作频率，计算使所述冷水机组、所述风机和所述冷却水循环泵的能耗之和最小的风机最优工作频率和冷却水循环泵最优工作频率，并将所述风机最优工作频率发送至所述风机的变频器，将所述冷却水循环泵最优工作频率发送至所述冷却水循环泵的变频器。本专利技术提供的控制装置中，网络控制器将冷水机组的运行状态数据发送至主控模块，温湿度传感器采集室外的温湿度数据，并将温湿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空调冷却水系统的控制装置，所述空调冷却水系统包括冷水机组、冷却塔和冷却水循环泵，其特征在于，所述装置包括网络控制器、温湿度传感器及与所述网络控制器和所述温湿度传感器均连接的主控模块，其中：所述网络控制器，用于将冷水机组的运行状态数据发送至所述主控模块；所述温湿度传感器，用于采集室外的温度数据和湿度数据，并将所述温度数据和所述湿度数据发送至所述主控模块；所述主控模块，用于与所述冷却塔中风机的变频器和所述冷却水循环泵的变频器均连接，根据所述运行状态数据、所述温度数据、所述湿度数据、所述风机的实际工作频率和所述冷却水循环泵的实际工作频率，计算使所述冷水机组、所述风机和所述冷却水循环泵的能耗之和最小的风机最优工作频率和冷却水循环泵最优工作频率，并将所述风机最优工作频率发送至所述风机的变频器，将所述冷却水循环泵最优工作频率发送至所述冷却水循环泵的变频器。

【技术特征摘要】
1.一种空调冷却水系统的控制装置，所述空调冷却水系统包括冷水机组、冷却塔和冷却水循环泵，其特征在于，所述装置包括网络控制器、温湿度传感器及与所述网络控制器和所述温湿度传感器均连接的主控模块，其中：所述网络控制器，用于将冷水机组的运行状态数据发送至所述主控模块；所述温湿度传感器，用于采集室外的温度数据和湿度数据，并将所述温度数据和所述湿度数据发送至所述主控模块；所述主控模块，用于与所述冷却塔中风机的变频器和所述冷却水循环泵的变频器均连接，根据所述运行状态数据、所述温度数据、所述湿度数据、所述风机的实际工作频率和所述冷却水循环泵的实际工作频率，计算使所述冷水机组、所述风机和所述冷却水循环泵的能耗之和最小的风机最优工作频率和冷却水循环泵最优工作频率，并将所述风机最优工作频率发送至所述风机的变频器，将所述冷却水循环泵最优工作频率发送至所述冷却水循环泵的变频器。2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述主控模块上设置有与所述网络控制器通信连接的通信接口。3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述主控模块上设置有用于与所述温湿度传感器、所述风机的变频器和所述冷却水循环泵的变频器连接的I/O接线模块。4.根据权利要求1-3任一所述的控制装置，其特征在于，还包括：显示控制模块；所述显示控制模块用于显示所述风机最优工作频率、所述冷却水循环泵最优工作频率、所述风机的实际工作频率和所述冷却水循环泵的实际工作频率；和/或所述显示控制模块用于显示所述冷水机组的运行状态数据。5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述显示控制模块还用于：接收用户输入的风机工作频率和冷却水循环泵工作频率，并将用户输入的风机工作频率发送至所述风机的变频器，将用户输入的冷却水循环泵工作频率发送至所述冷却水循环泵的变频器。6.一种权利要求1-5任一所述控制装置中主控模块的数据处理方法，其特征在于，包括：建立以总实际能耗最小为优化目标的优化模型，所述总实际能耗为所述冷却塔...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，郭炬，袁合勇，徐杰彦，王守洁，贾善杰，赵彪，陈征，冯长征，牟敦峰，张邵军，刘浩，刘浩然，苏子云，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司经济技术研究院，国网节能服务有限公司，国网北京节能设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37