一种制冷系统的节能控制装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种制冷系统的节能控制装置和方法，其装置设置包括一控制单元，以及多个温度或压力传感器，所述温度或压力传感器设置在制冷系统的输出管道上；所述控制单元设置包括：一用于分析系统运行效率的数据分析单元；一用于计算运行效率变化趋势的数学模型单元；一用于得出最佳效能运行计划的运行路径规划单元；以及与上述各单元通讯连接并与温度或压力传感器连接的信息接收模块；所述运行路径规划单元依照该最佳效能运行计划实现相应压缩机的运行控制。本发明专利技术制冷系统的节能控制装置和方法由于采用了动态熵值均衡算法，实现对不同能效值的压缩机规划运行，并建立数学模型，实现了省电的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制冷系统的控制装置和方法，尤其涉及的是ー种基于现有制冷系统附加安装的空调节能控制装置硬件及其软件控制实现方法。
技术介绍
现有技术中的制冷系统中，如空调系统和冷库制冷系统，一般设置包括制冷机组系统、制冷剂循环系统、水循环系统、电器自控保护系统、热交換器、冷冻水泵、散热系统等部件，如图I所示的，是现有技术常见的制冷系统示意图。目前的制冷系统中，尤其是如大卖场和大厦的中央空调系统，或者大型冷库的制冷系统，其毎年的能量消耗和费用都是很高的；由于制冷系统中的核心部件是压缩机和冷 热交换系统，而每个压缩机的设计能效和使用能效是不同的，随着使用时间的増加和磨损的増加，设计能效和使用能效的偏差会逐步增加，越来越大。现有技术的制冷系统都会标注COP (能效值)，但这个能效值是特定条件下的制冷能效，就像汽车的油耗值一祥，只是特定条件下的能效，实际的使用能效是在不同的速度道路条件下是不同的。压缩机也是ー样，能效值是随吸气温度、冷却水温度等不同而变化的。出水温度每降低一度，压缩机的工作时间是不同的，出水温度(蒸发温度或吸气温度)越低，每降低一度，压缩机的工作时间越长，功耗就越大。通常情况下，出水温度每提高TC，COP (单位耗电产生的制冷量)提高3%—5%。比如现有的控制系统如采用终端温度控制，室内温度控制在23-27度之间(以下说明中不特别指明，度即摄氏度)，平均25度(冷冻冷藏系统一般控制在负18-负22度之间，平均负20度)，以当前的散热速度，和系统原设计的散热效率，吹8°C的冷风30分钟，即可达到设定温度的下限，但由于设备的实际运行效率随着设备使用年限延长其使用效率已经降低，实际的散热效率可能只有设计效率的80%，所以实际使用时间是设计时间的I. 2倍以上。在这段时间内，由于压缩机在不停地工作，会造成出水温度的不断下降，以至于压缩机的工作效率会逐渐降低。实际制冷量=/ COPXPXt，由于COP值的降低，实际制冷效率会小于8°c时的制冷效率C0P8，从而导致耗电=PXt的增加。目前的中央空调系统中，制冷系统由压缩、冷却、冷凝、传输和散热等各个部分组成，如图I所示，各个环节的能效是不同的，而整个系统的制冷效率是由能效低的环节决定的，因此，如何提高现有系统的空调效能，并降低能耗是目前各控制系统厂商一直在研究和发展的技木目标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，针对上述现有技术的缺陷，现有技术的负载管理和控制方式只是以维持稳定的使用温度为出发点，并不管理设备的使用效率，而本专利技术通过算法判断和选择相应的制冷系统进行工作，从而降低整个系统的能耗。本专利技术的技术方案如下 一种制冷系统的节能控制装置，其连接在多个压缩机与原有控制系统之间，其中，设置一控制单元，以及多个温度或压カ传感器，所述温度或压カ传感器设置在制冷系统的输出管道上；所述控制单元设置包括 ー用于分析系统运行效率的数据分析単元； 一用于计算运行效率变化趋势的数学模型単元； 一用于得出最佳效能运行计划的运行路径规划単元；以及 与上述各単元通讯连接并与温度或压カ传感器连接的信息接收模块； 所述运行路径规划単元采用动态熵值均衡算法进行最佳效能运行计划计算，并依照该 最佳效能运行计划实现相应压缩机的运行控制。所述的节能控制装置，其中，所述压缩机与原有控制系统之间设置有自动旁路电路，用于保证原有控制系统的控制作用。所述的节能控制装置，其中，所述控制单元还控制连接冷却水水泵、冷冻水水泵及风机。所述的节能控制装置，其中，所述温度或压カ传感器设置在控制开关上，并通过CAN总线或无线方式、RS232、RS485的数据接ロ方式与控制单元连接。一种所述节能控制装置的方法，其包括以下步骤 A、信息接收模块接收来自于温度或压カ传感器的温度变化数据，并由数据分析単元分析系统的运行效率； B、由数学模型単元计算运行效率的变化趋势； C、由运行路线规划単元采用动态熵值均衡算法进行最佳效能运行计划的计算，并依照该最佳效能运行计划实现相应压缩机的运行控制。所述的方法，其中，所述步骤A中的动态熵值均衡算法中，熵值正比于/ PXCOPXTXs ^ / TXTXgXA ;其中，P为对应压缩机的功率值；COP为对应的能效值；T为工作时间值ぼ为熵值变化率值;S为传递效率值4为基数值；对时间求导数，以寻找效率拐点。所述的方法，其中，所述步骤A中的动态熵值均衡算法还包括采用多项式逼近的方式，找出每分钟的近似曲线F (t，X，Y) =0，并最终形成整体的数学模型，通过该数学模型在运行过程中根据压缩机的能效不断修正，最終接近最优的数值解。所述的方法，其中，所述步骤C中还包括在达到出水温度后，停掉能效比相对较差的压缩机。本专利技术所提供的，由于采用了动态熵值均衡算法，实现对不同能效值的压缩机规划运行，并建立数学模型，实现了省电的效果。附图说明图I为现有技术的制冷系统示意图。图2为本专利技术制冷系统的节能控制装置结构示意图。图3为本专利技术制冷系统的节能控制装置具体功能结构示意图。图4为本专利技术节能控制装置的连接结构示意图。具体实施例方式以下对本专利技术的较佳实施例加以详细说明。本专利技术的节能控制装置及其方法中，用于制冷系统，其主要包括冷冻冷藏和中央空调等系统，如图I所示，本专利技术节能控制装置设置在现有的多个压缩机和原有的控制系统之间，一般可以采用ー自动旁路进行连接，在本专利技术控制単元故障或故意使其不起作用时，可以自动实现原有控制系统的原有控制逻辑。本专利技术节能控制装置运行时，通过脉冲信号维持对各制冷设备的控制通路，这个通路在收到脉冲信号后一般只能維持20毫秒，如果超过时间设备没有再收到脉冲信号，则本专利技术装置中自动旁路的继电器会自动合上，本发 明节能控制装置中的控制器整个电路就和需要控制的设备之间断开了，由原控制电路进行控制。该自动旁路的设计一般是用来提高系统的安全性，这样如果本专利技术控制装置出现任何故障，都能够保证整个系统可以自行切換到由原系统控制，整个系统还是可以平稳运行的，不低于原有的控制水平。如图3所示是本专利技术节能控制装置和方法的模块示意图，其中连接在多个压缩机与原有控制系统之间，如图4所示，设置ー控制单元，以及ー温度或压カ传感器，所述温度或压カ传感器设置在制冷系统的输出管道上，也可以设置在待制冷空间内，例如房间或冷库中，只有将温度或压カ传感器设置在制冷系统的输出管道上内，对压缩机的效能參数判断才更有效。本专利技术所述温度或压カ传感器在实际的制冷系统中是基本相同功能的两个部件，按照目前的制冷系统设计，对效能值的计算可以通过采集温度或制冷气流的压カ来实现，其温度和压カ值之间是依照固定的換算关系进行的，因此，采集任何ー种都可以。所述控制单元设置如图3所示包括ー用于分析系统运行效率的数据分析単元；一用于计算运行效率变化趋势的数学模型単元；一用于得出最佳效能运行计划的运行路径规划单元；以及与上述各単元通讯连接并与温度或压カ传感器连接的信息接收模块；所述运行路径规划単元采用动态熵值均衡算法进行最佳效能运行计划计算，并依照该最佳效能运行计划实现相应压缩机的运行控制。本专利技术节能控制装置的节能控制方法，如图3所示，其各个模块分别采用如下步骤 A、信息接收模块接收来自于温度或压カ传感器的温度变化数据，并由数据分析単元分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制冷系统的节能控制装置，其连接在多个压缩机与原有控制系统之间，其特征在于，设置一控制单元，以及多个温度或压カ传感器，所述温度或压カ传感器设置在制冷系统的输出管道上；所述控制单元设置包括 ー用于分析系统运行效率的数据分析単元； 一用于计算运行效率变化趋势的数学模型単元； 一用于得出最佳效能运行计划的运行路径规划単元；以及 与上述各単元通讯连接并与温度或压カ传感器连接的信息接收模块； 所述运行路径规划単元采用动态熵值均衡算法进行最佳效能运行计划计算，并依照该最佳效能运行计划实现相应压缩机的运行控制。2.根据权利要求I所述的节能控制装置，其特征在于，所述压缩机与原有控制系统之间设置有自动旁路电路，用于保证原有控制系统的控制作用。3.根据权利要求I所述的节能控制装置，其特征在于，所述控制单元还控制连接冷却水水泵、冷冻水水泵及风机。4.根据权利要求I所述的节能控制装置，其特征在于，所述温度或压カ传感器设置在控制开关上，并通过CAN总线或无线方式、RS232、RS485的数据接ロ方式与控制单元连接。5.一种如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧文，
申请(专利权)人：王慧文，
类型：发明
国别省市：