[发明专利]一种优化制冷机与冷却水泵总能耗的冷却水流量控制方法

说明书

技术领域

本发明属于中央空调系统节能技术领域，具体涉及一种优化制冷机与冷却水泵总能耗的冷却水流量控制方法。

背景技术

在中央空调系统运行过程中，空调负荷随着室内外参数和使用频率的变化而变化，一年内达到设计负荷的时间在总运行时间中的比例很小，另外，在确定设计负荷时往往还要乘上安全系数，制冷机的容量往往偏大。因此，制冷机大部分时间都运行在部分负荷下。所以，在部分负荷下如何对系统进行有效的控制成为空调节能的关键。而变流量冷却水泵能够根据空调负荷的变化改变冷却水流量，从而降低冷却水泵的能耗。

现有的冷却水流量控制方法有两种：第一种方法是选择冷却水的进出水温度差作为被控参数；另一种方法是选择冷却水的出水温度作为被控参数。如图1所示，减少冷却水流量不仅会降低冷却水泵能耗，还会使制冷机的冷凝压力升高，效率降低，能耗增加。现有的控制方法没有考虑冷却水变流量是否会使制冷机与冷却水泵的总功率处于接近最优的状态，如图1中的B点便是功率最优的状态。如果冷却水流量减少较多，制冷机与冷却水泵的总功率不会处于接近最优的状态，如图1中的A点。制冷机与冷却水泵的综合节能效果并不理想，没有最大程度地体现出冷却水变流量的节能效益。另外，由于系统中的冷却水存在热惯性，用温差或温度作为被控参数会出现较严重的滞后现象，调节质量不高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种能够优化制冷机与冷却水泵总能耗的冷却水流量控制方法。

本发明是通过如下的方法来实现上述目的的：该方法包括信号采集、信号处理与转换、初级控制运算、次级控制运算、控制量输出与控制任务的执行；具体包括如下顺序的步骤：

(一)在每一个控制周期的采样时刻，由温度传感器、流量传感器自动检测冷却水的进水温度t₁、出水温度t₂与流量W，由压力传感器检测制冷机的冷凝压力p；

(二)将第(一)步得来的各传感器的模拟信号输入串级控制单元的模拟量输入模块，进行滤波处理与A/D转换，得到数字信号后，串级控制单元的初级控制模块根据得到的数字信号进行以下的初级控制运算：

(1)用下式计算制冷机冷凝器的实际负荷Q_c：

Q_c＝ρcW(t₂-t₁)

式中，ρ、c——分别为水的密度和比热；

(2)用下式计算制冷机功率对冷凝压力的偏导数：

∂Nc∂p=k1k2Qc2.302k3pQm]]>

式中，N_c——制冷机功率；

k₁——常数，满负荷时的制冷剂流量；

k₂——常数，与制冷剂的种类有关；

k₃——常数，与压缩机的效率特性有关；

Q_m——常数，满负荷时的冷凝器负荷，即冷凝器的设计负荷；

(3)计算t_c、和

对于一个特定的制冷系统，有专用的计算公式用于计算这四个参数，其中：