高效机房的控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了高效机房的控制系统及方法，所述系统包括：运行状态设定模块获取当前机房内各个设备的实时运行参数，根据所述实时运行参数设定所述各个设备的运行状态；联合寻优模块根据目标能耗数学模型和预设需求制冷负荷求解出所述当前机房在总能耗最低时的工作状态；变量参数确定模块根据所述当前机房在总能耗最低时的工作状态确定受控变量参数，将所述受控变量参数发送给目标PLC控制器；目标PLC控制器根据所述受控变量参数对所述各个设备的运行状态进行调整，使得所述当前机房以调整后的状态高效运行；通过上述方式控制当前机房内各个设备的运行状态，使得当前机房以高效状态运行，能够有效提高制冷效率，并且大大降低能耗。耗。耗。

【技术实现步骤摘要】
高效机房的控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及中央空调制冷机房
，尤其涉及高效机房的控制系统 及方法。

技术介绍

[0002]有关数据统计，空调耗能占到全社会能耗的50％，制冷机房能耗又占空 调系统的70％，根据调查研究结果表明：我国大部分集中制冷机房综合平均 能效(EERs)只有2.0
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3.0，管理很好的商业地产项目也只有3.5，而高效机房 的能效可提高到5.0以上，能大大提高能源的有效利用。目前传统构建的制冷 机房，不仅耗能高，还增加企业的投入成本、场地的浪费等，因此，改造低 效的老旧机房，提升高效机房的全社会占有量，引导新建机房往高效机房标 准发展，提高制冷机房整体能效水平，是整个社会发展的迫切需要。
[0003]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种高效机房的控制及方法，旨在解决现有 技术构建的制冷机房综合能效(EERs)低下，能源利用率不高的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种高效机房的控制系统，所述高效机 房的控制系统包括：依次连接的运行状态设定模块、联合寻优模块、变量参 数确定模块以及目标PLC控制器；
[0006]所述运行状态设定模块，用于获取当前机房内各个设备的实时运行参数， 根据所述实时运行参数设定所述各个设备的运行状态；
[0007]所述联合寻优模块，用于根据目标能耗数学模型和预设需求制冷负荷求 解出所述当前机房在总能耗最低时的工作状态；
[0008]所述变量参数确定模块，用于根据所述当前机房在总能耗最低时的工作 状态确定受控变量参数，将所述受控变量参数发送给目标PLC控制器；
[0009]所述目标PLC控制器，用于根据所述受控变量参数对所述各个设备的运 行状态进行调整，使得所述当前机房以调整后的状态高效运行。
[0010]可选地，所述联合寻优模块，用于通过目标制冷负荷设备计算出在预设 时间间隔内规定区域的预设需求制冷负荷，通过目标能耗数学模型根据预设 全局寻优算法和所述预设需求制冷负荷求解出所述当前机房在总能耗最低时 的工作状态。
[0011]可选地，所述联合寻优模块，用于过目标制冷负荷检测设备计算出在预 设时间间隔内规定区域的预设需求制冷负荷，获取所述当前机房内的各个设 备运行时的当前制冷负荷，在所述当前制冷负荷不满足预设需求制冷负荷时， 根据所述当前制冷负荷和所述预设需求制冷负荷计算出制冷负荷差值，根据 所述制冷负荷差值确定制冷负荷调节策略，根据所述制冷负荷调节策略对所 述当前机房内的各个设备的制冷参数进行调节，直至调节后的各个设备的制 冷负荷满足预设需求制冷负荷，通过目标能耗数学模型根据预设全局寻优算 法求解出所述当前机房在总能耗最低时的工作状态。
[0012]可选地，所述联合寻优模块，用于获取所述当前机房内各个设备的能耗， 通过目标能耗数学模型对当前机房内各个设备的能耗进行计算，得到当前总 能耗，在所述当前总能耗远大于预设能耗阈值时，获取所述各个设备的历史 制冷负荷范围，提取所述历史制冷负荷范围的最大制冷负荷，根据所述最大 制冷负荷和预设制冷负荷阈值将所述各个设备划分为第一影响能耗设备和第 二影响能耗设备，根据所述当前总能耗和所述预设能耗阈值计算出总能耗差 值，在所述总能耗差值大于目标能耗阈值时，对所述第一影响能耗设备的能 耗参数进行调节，在调节后的总能耗和预设能耗阈值之间的能耗差值小于目 标能耗阈值时，对所述第二影响能耗设备的能耗参数进行调节，通过预设全 局寻优算法按照上述方式进行迭代处理，得到能耗集合，在达到预设次数后， 提取所述能耗集合中的最低能耗，根据所述最低能耗得到所述当前机房的工 作状态。
[0013]可选地，所述高效机房的控制系统，还包括模型构建模块；
[0014]所述模型构建模块，用于获取当前机房内各个设备的特性信息，根据所 述特性信息构建与所述各个设备相对应的能耗数学模型；
[0015]所述模型构建模块，还用于根据所述能耗数学模型和所述各个设备之间 的关联关系构建所述当前机房的目标能耗数学模型。
[0016]可选地，所述高效机房的控制系统，还包括选型模块，各个设备包括制 冷主机、冷却塔、水泵、能量阀、板式换热器、末端设备以及水处理器；
[0017]所述选型模块，还用于获取各个设备的类型，将所述各个设备的类型与 目标高效选型规则进行匹配，根据匹配结果在所述若干设备中选取制冷主机、 冷却塔、水泵、能量阀、板式换热器、末端设备以及水处理器，然后继续执 行获取当前机房内各个设备的实时运行参数，根据所述实时运行参数设定所 述各个设备的运行状态的步骤。
[0018]可选地，所述选型模块，还用于根据匹配结果得到对应的高效制冷主机 选型规则，根据所述高效制冷主机选型规则得到负荷分析配置定频变频比、 主机国标工况性能需求、主机变流量性能参数和用户需求信息，根据所述负 荷分析配置定频变频比、主机国标工况性能需求、主机变流量性能参数在所 述若干设备信息中初步选取若干制冷主机，根据所述用户需求信息在所述若 干制冷主机选取制冷主机；
[0019]所述选型模块，还用于根据匹配结果得到对应的高效冷却塔选型规则， 根据所述高效冷却塔选型规则得到能量信息、电机功率信息、目标流量布水 策略、宽频变频范围、噪音控制指标、进风需求和排风需求，根据所述能量 信息、电机功率信息、目标流量布水策略、宽频变频范围、噪音控制指标、 进风需求和排风需求在所述若干设备中选取冷却塔；
[0020]所述选型模块，还用于根据匹配结果得到对应的高效水泵选型规则，根 据所述高效水泵选型规则得到变频电机参数、流量需求参数以及水泵扬程参 数，根据所述变频电机参数、流量需求参数以及水泵扬程参数在所述若干设 备中选取水泵；
[0021]所述选型模块，还用于根据匹配结果得到对应的高效能量阀选型规则， 根据所述高效能量阀选型规则得到空调系统动态和静态水力平衡标准、温差 控制策略，根据所述空调系统动态和静态水力平衡标准、温差控制策略在所 述若干设备中选取能量阀；
[0022]所述选型模块，还用于根据匹配结果得到对应的高效板式换热器选型规 则，根据所述高效板式换热器选型规则得到总传热系数、传热效率、对数平 均温差、板片数量以及换热面积，根据所述总传热系数、传热效率、对数平 均温差、板片数量以及换热面积在所述
若干设备中选取板式换热器；
[0023]所述选型模块，还用于根据匹配结果得到对应的高效末端设备选型规则， 根据所述高效冷凝器选型规则得到目标型号、换热量信息、表冷器盘管材料 信息以及水压降信息，根据所述目标型号、换热量信息、表冷器盘管材料信 息以及水压降信息在所述若干设备中选取末端设备；
[0024]所述选型模块，还用于根据匹配结果得到对应的高效水处理器选型规则， 根据所述高效水处理器选型规则得到旁流物化形式和水流量，根据所述旁流 物化形式和水流量在所述若干设备中选取水处理器。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效机房的控制系统，其特征在于，所述高效机房的控制系统包括：依次连接的运行状态设定模块、联合寻优模块、变量参数确定模块以及目标PLC控制器；所述运行状态设定模块，用于获取当前机房内各个设备的实时运行参数，根据所述实时运行参数设定所述各个设备的运行状态；所述联合寻优模块，用于根据目标能耗数学模型和预设需求制冷负荷求解出所述当前机房在总能耗最低时的工作状态；所述变量参数确定模块，用于根据所述当前机房在总能耗最低时的工作状态确定受控变量参数，将所述受控变量参数发送给目标PLC控制器；所述目标PLC控制器，用于根据所述受控变量参数对所述各个设备的运行状态进行调整，使得所述当前机房以调整后的状态高效运行。2.如权利要求1所述的高效机房的控制系统，其特征在于，所述联合寻优模块，用于通过目标制冷负荷设备计算出在预设时间间隔内规定区域的预设需求制冷负荷，通过目标能耗数学模型根据预设全局寻优算法和所述预设需求制冷负荷求解出所述当前机房在总能耗最低时的工作状态。3.如权利要求2所述的高效机房的控制系统，其特征在于，所述联合寻优模块，用于过目标制冷负荷检测设备计算出在预设时间间隔内规定区域的预设需求制冷负荷，获取所述当前机房内的各个设备运行时的当前制冷负荷，在所述当前制冷负荷不满足预设需求制冷负荷时，根据所述当前制冷负荷和所述预设需求制冷负荷计算出制冷负荷差值，根据所述制冷负荷差值确定制冷负荷调节策略，根据所述制冷负荷调节策略对所述当前机房内的各个设备的制冷参数进行调节，直至调节后的各个设备的制冷负荷满足预设需求制冷负荷，通过目标能耗数学模型根据预设全局寻优算法求解出所述当前机房在总能耗最低时的工作状态。4.如权利要求2所述的高效机房的控制系统，其特征在于，所述联合寻优模块，用于获取所述当前机房内各个设备的能耗，通过目标能耗数学模型对当前机房内各个设备的能耗进行计算，得到当前总能耗，在所述当前总能耗远大于预设能耗阈值时，获取所述各个设备的历史制冷负荷范围，提取所述历史制冷负荷范围的最大制冷负荷，根据所述最大制冷负荷和预设制冷负荷阈值将所述各个设备划分为第一影响能耗设备和第二影响能耗设备，根据所述当前总能耗和所述预设能耗阈值计算出总能耗差值，在所述总能耗差值大于目标能耗阈值时，对所述第一影响能耗设备的能耗参数进行调节，在调节后的总能耗和预设能耗阈值之间的能耗差值小于目标能耗阈值时，对所述第二影响能耗设备的能耗参数进行调节，通过预设全局寻优算法按照上述方式进行迭代处理，得到能耗集合，在达到预设次数后，提取所述能耗集合中的最低能耗，根据所述最低能耗得到所述当前机房的工作状态。5.如权利要求1所述的高效机房的控制系统，其特征在于，所述高效机房的控制系统，还包括模型构建模块；所述模型构建模块，用于获取当前机房内各个设备的特性信息，根据所述特性信息构建与所述各个设备相对应的能耗数学模型；所述模型构建模块，还用于根据所述能耗数学模型和所述各个设备之间的关联关系构建所述当前机房的目标能耗数学模型。6.如权利要求1所述的高效机房的控制系统，其特征在于，所述高效机房的控制系统，
还包括选型模块，各个设备包括制冷主机、冷却塔、水泵、能量阀、板式换热器、末端设备以及水处理器；所述选型模块，还用于获取各个设备的类型，将所述各个设备的类型与目标高效选型规则进行匹配，根据匹配结果在所述若干设备中选取制冷主机、冷却塔、水泵、能量阀、板式换热器、末端设备以及水处理器，然后继续执行获取当前机房内各个设备的实时运行参数，根据所述实时运行参数设定所述各个设备的运行状态的步骤。7.如权利要求6所述的高效机房的控制系统，其特征在于，所述选型模块，还用于根据匹配结果得到对应的高效制冷主机选型规则，根据所述高效制冷主机选型规则得到负荷分析配置定频变频比、主机国标工况性能需求、主机变流量性能参数和用...

【专利技术属性】
技术研发人员：芮荣军，申晓芳，黄魏彬，
申请(专利权)人：深圳市企富晟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：