一种空调机组的节能控制方法与流程

1.本发明涉及轨道交通行业相关设备中功率模块的绝缘安装技术领域，具体涉及一种空调机组的节能控制方法。


背景技术：

2.在中央空调系统中，水泵主要作为动力设备为空调供水系统提供动力。水泵的安全、正常、稳定运行，对整个中央空调水系统的能耗影响很大，水泵正常运行过程中涉及到的水泵启停、变频等调节手段，直接影响水泵正常运行期间的节能效果。在初期选型设计时，水泵按照最大负载设计且考虑了冗余，而实际运行时负载在大部分时间内均远低于设计负载，所以基于水泵变频的变水流量控制体现出较强的节能效果，并逐渐发展为主要调节手段。
3.然而，在进行多台水泵并联变频控制时，以往的方式是加载时优先对一台泵升至上限频率后，执行下一台加载；减载时优先对一台泵下降至下限频率后，执行此台泵减载，从能耗角度看，此方式虽可基本满足末端流量要求，但对水泵系统来说仍存在一定的节能空间。


技术实现要素：

4.1.所要解决的技术问题：
5.针对上述技术问题，本发明提供一种空调机组的节能控制方法，以定量的方式给定水泵运行台数及频率，优化多台同型号水泵并联运行能耗，机组最优运行工况寻优时间短。
6.2.技术方案：
7.一种空调机组的节能控制方法，对空调系统并联水泵进行优化；其特征在于：包括以下步骤：
8.步骤一：数据处理；获取空调系统的各个并联的水泵的历史数据、水泵额定参数；所述历史数据包括水泵运行频率f、实际功率pa；所述水泵额定参数包括额定功率pe、额定频率fe；对历史数据进行预处理后存储；
9.步骤二：建立于水泵能耗估算模型；以单台水泵实际功率pa作为因变量，自变量为水泵运行频率f、水泵额定功率pe；将步骤一预处理后的数据代入以下公式：
[0010][0011]
经过拟合确定c的实际数值，且c缺省值为2.8c＝2.8；
[0012]
实际运行时，多台变频器同时调节，且频率相等，总功率pt如下公式：
[0013]
p
t
＝n*paꢀꢀ
(2)；
[0014]
公式(2)中n表示空调机的台数，其大于等于1；
[0015]
步骤三：基于水泵能耗估算模型，分别计算出单台水泵、两台水泵直至n台水泵在
运行频率上下限以内的总功率，确定水泵并联的切换临界频率，从而形成水泵运行能耗库；所述水泵能耗库包括运行的水泵的台数、对应的运行频率以及其对应的总功率；
[0016]
步骤四：实际运行时，以总功率p
t
最低为目标，对水泵能耗库进行遍历查询，确认水泵开启台数及水泵运行频率设定值，同时满足“冷机开启台数≤水泵开启台数《冷机开启台数 2”的约束条件。
[0017]
进一步地，步骤三中的确定水泵并联时的切换临界频率为：基于水泵运行能耗库，当m个水泵切换至m 1个泵并联运行时，m 1个水泵的临界能耗为m 1个泵在其下限频率时的能耗；然后根据m 1个水泵在其下限频率时的能耗，反算m个水泵的临界频率；m 1≤n。
[0018]
进一步地，步骤四中的确认水泵开启台数及水泵运行频率设定值为根据水泵并联时的切换临界频率范围进行确定。
[0019]
进一步地，还包括水泵能耗估算模型更新；所述水泵能耗估算模型更新为以预设的频率，对历史数据进行更新，并将更新后的数据带入步骤一，获得最新数据的对应的水泵能耗估算模型。
[0020]
3.有益效果：
[0021]
本方案提供了一种基于能耗估算模型的空调系统同型号变频水泵并联优化运行方法，通过历史数据获取空调系统对应的水泵能耗模型及能耗库，实际应用的过程中能够自动调节水泵运行台数及频率，使得水泵系统整体保持在较低的能耗水平。本方案易于实现，对监测和计算能力要求较低，可在工程实际中兼顾经济性与实用性。
附图说明
[0022]
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
[0023]
下面结合附图对本发明进行具体的说明。
[0024]
如附图1一种空调机组的节能控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0025]
步骤一：数据处理；获取空调系统的各个并联的水泵的历史数据、水泵额定参数；所述历史数据包括水泵运行频率f、实际功率pa；所述水泵额定参数包括额定功率pe、额定频率fe；对历史数据进行预处理后存储；
[0026]
步骤二：建立于水泵能耗估算模型；以单台水泵实际功率pa作为因变量，自变量为水泵运行频率f、水泵额定功率pe；将步骤一预处理后的数据代入以下公式：
[0027][0028]
经过拟合确定c的实际数值，且c缺省值为2.8c＝2.8；
[0029]
实际运行时，多台变频器同时调节，且频率相等，总功率pt如下公式：
[0030]
p
t
＝n*paꢀꢀ
(2)；
[0031]
公式(2)中n表示空调机的台数，其大于等于1；
[0032]
步骤三：基于水泵能耗估算模型，分别计算出单台水泵、两台水泵直至n台水泵在运行频率上下限以内的总功率，确定水泵并联的切换临界频率，从而形成水泵运行能耗库；所述水泵能耗库包括运行的水泵的台数、对应的运行频率以及其对应的总功率；
[0033]
步骤四：实际运行时，以总功率p
t
最低为目标，对水泵能耗库进行遍历查询，确认水泵开启台数及水泵运行频率设定值，同时满足“冷机开启台数≤水泵开启台数《冷机开启台数 2”的约束条件。
[0034]
进一步地，步骤三中的确定水泵并联时的切换临界频率为：基于水泵运行能耗库，当m个水泵切换至m 1个泵并联运行时，m 1个水泵的临界能耗为m 1个泵在其下限频率时的能耗；然后根据m 1个水泵在其下限频率时的能耗，反算m个水泵的临界频率；m 1≤n。
[0035]
进一步地，步骤四中的确认水泵开启台数及水泵运行频率设定值为根据水泵并联时的切换临界频率范围进行确定。
[0036]
进一步地，还包括水泵能耗估算模型更新；所述水泵能耗估算模型更新为以预设的频率，对历史数据进行更新，并将更新后的数据带入步骤一，获得最新数据的对应的水泵能耗估算模型。
[0037]
具体实施例：
[0038]
对于某型号离心泵，额定功率55kw，额定频率50hz，水泵台数为3，通过调节水泵运行台数与运行频率达到节能控制目的。
[0039]
水泵节能优化控制的方法步骤如下：
[0040]
1)依据历史数据、水泵额定参数拟合出水泵能耗估算模型；
[0041]
其中，历史数据包括水泵运行频率f；额定参数包括额定功率pe、额定频率fe；能耗模型自变量为水泵运行频率f、水泵额定功率pe，因变量为单台水泵实际功率pa；它们之间的关系如下：
[0042][0043]
实际运行时，多台变频器同时调节，频率保持一致，总功率为：
[0044]
p
t
＝n*paꢀꢀ
(2)
[0045]
2)基于水泵能耗估算模型，计算单台水泵、两台水泵以及三台水泵在运行频率上下限以内的总功率，确定临界值，并形成水泵运行能耗库如下：
[0046][0047]
3)实际运行时，以p
t
最低为目标，对水泵能耗库进行查询，确认水泵开启台数及水泵运行频率设定值，此处取频率上限值为50hz，下限值为30hz。
[0048]
开启一台冷机时，一台水泵与两台水泵切换临界频率为一台水泵38.42hz，两台水泵30hz，即一台水泵频率在38.42hz以下时，维持一台水泵运行；频率在38.42hz以上时，采取两台水泵运行模式。
[0049]
开启两台冷机时，两台水泵与三台水泵切换临界点为两台水泵34.67hz，三台水泵30hz，即两台水泵在30hz在34.67hz之间时，维持两台水泵运行模式，满足“冷机开启台数≤水泵开启台数《冷机开启台数 2”约束。
[0050]
在本实施例中，基于水泵能耗估算模型获取水泵切换临界值及能耗库，以定量的方式给定水泵运行台数及频率，优化多台同型号水泵并联运行能耗。
[0051]
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本技术的权利要求保护范围所界定的为准。