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机组节能控制方法、装置、系统及介质与流程

2023-02-06 13:58:47 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及节能技术领域,特别是涉及一种机组节能控制方法及装置、空调系统及计算机可读存储介质。


背景技术:

2.随着商业的发展,各种大型建筑越来越多,如大型商场、写字楼、数据中心等,这些大型建筑内的空调系统往往包含数量较多的空调设备。
3.目前,对类似大型空调系统的机组的使用控制主要有两种方式,一是多台空调设备同时启动、且保持同频运行;二是多台空调设备逐步轮流启动,当前面启动的空调设备达到上限频率时,再启动下一台。
4.但是,在实现本技术的过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题:
5.第一种方式的前提是各个空调设备的性能一致性比较好,然而,实际上每台空调设备都存在一定的差异性,比如由于生产工艺偏差、电气器件偏差、制冷剂充注量偏差、设备老化不均衡、管路阻力不均衡等原因,都会导致各个空调设备的最优能效比的运行状态点不一致,所有空调设备长期同步同频运行,可能出现长期超负荷持续工作的情况,影响部分空调设备的使用寿命,且不利于节能。第二种方式会导致运行中的空调设备压缩机频率相差很大,能效比差距也很大,可能造成部分空调设备频繁启停,影响使用寿命,也同样节能效果有限。


技术实现要素:

6.为了解决现有存在的技术问题,本发明实施例提供一种能有效提升机组整体能效比,实现节能的机组节能控制方法及装置、空调系统以及计算机可读存储介质。
7.本发明实施例的技术方案是这样实现的:
8.第一方面,提供一种机组节能控制方法,包括:
9.获取机组中在运行设备的当前能效比;
10.确定当前所需的负荷增量,判断所述负荷增量是否满足预设条件;
11.若是,选择所述机组中未达到上限频率、且所述当前能效比最大的所述在运行设备作为目标设备,控制所述目标设备基于所述负荷增量确定的升频值升频运行;
12.若否,选择所述机组中未达到下限频率、且所述当前能效比最小的所述在运行设备作为目标设备,控制所述目标设备基于所述负荷增量确定的降频值降频运行。
13.第二方面,提供一种机组节能控制装置,包括:
14.能效比模块,用于获取机组中在运行设备的当前能效比;
15.负荷模块,用于确定当前所需的负荷增量,判断所述负荷增量是否满足预设条件;
16.调节模块,若所述负荷增量满足预设条件,选择所述机组中未达到上限频率、且所述当前能效比最大的所述在运行设备作为目标设备,控制所述目标设备基于所述负荷增量确定的升频值升频运行;
17.若所述负荷增量不满足预设条件,选择所述机组中未达到下限频率、且所述当前能效比最小的所述在运行设备作为目标设备,控制所述目标设备基于所述负荷增量确定的降频值降频运行。
18.第三方面,提供一种空调系统,包括包含多台空调设备的空调机组及与所述空调机组连接的控制器,所述空调设备分别包括压缩机、蒸发器以及冷凝器;
19.所述控制器用于执行本技术任一实施例所述的机组节能控制方法。
20.第四方面,提供一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器用于执行本技术任一实施例所述的机组节能控制方法。
21.本技术上述实施例所提供的机组节能控制方法,通过实时获取机组中当前的在运行设备的当前能效比,并实时确定当前所需的负荷增量,根据负荷增量是否满足预设条件来对在运行设备的频率进行调节,以对机组中在运行设备的工作频率进行优化,直至机组的负荷与实际需求相匹配的情况下,对机组中各个在运行设备的当前能效比进行优化,如此,机组中各在运行设备可以根据实际需求各自调节能效比,从而可以兼顾机组中不同设备的差异性,尽可能提升整体能效比,以达到节能的目的。
22.上述实施例所提供的机组节能控制装置、空调系统以及计算机可读存储介质,分别与对应的机组节能控制方法实施例属于同一构思,从而分别与对应的机组节能控制方法实施例具有相同的技术效果,在此不再赘述。
附图说明
23.图1为一实施例中机组节能控制方法的可选应用场景的系统架构图;
24.图2为一实施例中机组节能控制方法的流程图;
25.图3为一实施例中压缩机频率与制冷量的关联关系示意图;
26.图4为基于图3所示关联关系,确定冷凝压力pc0和蒸发压力pe0已知的情况下产生的制冷量的关系示意图;
27.图5为一具体示例中机组节能控制方法的部分流程图;
28.图6为一具体示例中机组节能控制方法的另一部分流程图;
29.图7为一实施例中机组节能控制装置的结构示意图。
具体实施方式
30.以下结合说明书附图及具体实施例对本发明技术方案做进一步的详细阐述。
31.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明的保护范围。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
32.在以下的描述中,涉及到“一些实施例”的表述,其描述了所有可能实施例的子集,但是应当理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集,并且可以在不冲突的情况下相互结合。
33.请参阅图1,为本技术实施例提供的机组节能控制方法的可选应用场景的系统架构图,其中,所述机组节能控制方法可应用于包含多台设备的节能控制系统,节能控制系统
包括控制器32及与控制器32通信连接由多台变频设备31组成的机组,每一变频设备31包括变频压缩机。所述控制器32通过实时检测机组中在运行变频设备31的当前能效比,节能控制系统根据实际应用场景计算需要增加的负荷量,若需要增加的负荷量大于0,则选择能效比最大的变频设备31进行升频运行,若需要增加的负荷量小于0,则选择能效比最小的变频设备31降频运行,以实现对机组中各在运行变频设备31根据实际需求各自调节其能效比的目的,以兼顾机组中不同变频设备31的差异性,尽可能提升整体能效比。
34.所述节能控制系统可以为空调系统,其中,变频设备是指变频空调;需要说明的是,本技术实施例提供的对机组中在运行设备根据实时能效比及系统负荷,对各个设备进行独立的智能调节的技术思路可以应用于任意相似的机组群控系统中,如,由变频水泵组成的冷却系统、风电系统、供暖系统等。
35.请参阅图2,为本技术一实施例提供的机组节能控制方法,可应用于图1所示的控制器。所述机组节能控制方法包括如下步骤:
36.s101,获取机组中在运行设备的当前能效比。
37.能效比是指额定制冷量与额定功率(耗电量)的比值,是能源转换效率之比,通常用电设备的能效比越大,节省的电能就越多。机组是指由多台设备组成的设备群组。在不同的应用场景下,机组的多台设备中可能部分开启运行而部分关停,在运行设备,是指在能效比的获取时机时,机组中处于开启运行状态的设备。当前能效比,是指各在运行设备分别在获取时机对应的时刻下获取到的能效比。
38.s103,确定当前所需的负荷增量,判断所述负荷增量是否满足预设条件。
39.当前所需的负荷增量,是指根据当前应用场景下需要达到的控制目标计算出机组所需要增加的负荷量,以空调系统为例,当前所需的负荷增量可以是指空调系统根据应用环境的实际情况(所在室内空间的大小、外部温度、当前室内温度等)和需要调节到的目标温度(用户设定的控制温度)所计算出的需要增加的制冷量。预设条件可以是一个数值,也可以是一个数值区间,具体可根据实际应用情况来设置。通过计算出系统当前所需增加的负荷量是否满足所述预设条件,以确定是否需要对机组中的某一在运行设备的能效比进行相应的调节优化。
40.s105,若是,选择所述机组中未达到上限频率、且所述当前能效比最大的所述在运行设备作为目标设备,控制所述目标设备基于所述负荷增量确定的升频值升频运行。
41.根据计算出机组当前所需增加的负荷量满足所述预设条件的情况下,根据所需增加的负荷量计算在运行设备的升频值,选择机组中未达到上限频率、且所述当前能效比最大的在运行设备作为目标设备,控制目标设备按照所述升频值升频运行。通常,机组中不同设备的最优能效比的运行状态点不一致,尽量地提升机组中每台设备自身的能效比才能使得整体能效比最高,在需要控制在运行设备升频以提升机组整体负荷量的情况下,选择当前能效比最大的在运行设备进行升频运行,有利于提升机组整体的能效比。
42.s107,若否,选择所述机组中未达到下限频率、且所述当前能效比最小的所述在运行设备作为目标设备,控制所述目标设备基于所述负荷增量确定的降频值降频运行。
43.根据计算出机组当前所需增加的负荷量不满足预设条件的情况下,根据所需增加的负荷量计算在运行设备的降频值,选择机组中未达到下限频率、且所述当前能效比最小的在运行设备作为目标设备,控制目标设备按照所述降频值降频运行。通常,设备的频率越
低则能效比越高,降频有利于提升设备的能效比,在需要控制设备降频以减小机组整体负荷量的情况下,选择当前能效比最小的在运行设备进行降频运行,同样有利于提升机组整体的能效比。
44.上述实施例中,通过实时获取机组中当前的在运行设备的当前能效比,并实时确定当前所需的负荷增量,根据负荷增量是否满足预设条件来对在运行设备的频率进行调节,以对机组中在运行设备的工作频率进行优化,直至机组的负荷与实际需求相匹配的情况下,对机组中各个在运行设备的当前能效比进行优化,如此,机组中各在运行设备可以根据实际需求各自调节能效比,从而可以兼顾机组中不同设备的差异性,尽可能提升整体能效比,以达到节能的目的的同时,均衡各设备的使用寿命。
45.在一些实施例中,所述获取机组中在运行设备的当前能效比,包括:
46.实时获取空调机组中在运行空调设备的电功率、以及各在运行空调设备中蒸发器的换热量;
47.根据所述换热量与所述电功率的比值,确定对应所述在运行空调设备的当前能效比。
48.对于空调机组而言,空调设备在不同温度下的最优能效比的运行状态点并不相同,机组使用过程中,通过实时获取在运行空调设备的电功率以及蒸发器的换热量,根据实时获得的换热量和电功率的比值,计算对应在运行空调设备的当前能效比,为后续对在运行设备的能效比进行独立地调节提供依据。
49.上述实施例中,针对空调机组的节能控制方法中,通过实时获取在运行空调设备的压缩机的电功率和蒸发器的换热量,以实时计算在运行空调设备的当前能效比,以便能够基于在运行空调设备的当前能效比对空调设备进行独立地调节,达到机组中不同设备的差异性提升整体能效比的目的。
50.可选的,所述实时获取空调机组中在运行空调设备的电功率、以及各在运行空调设备中蒸发器的换热量,包括:
51.获取空调机组中在运行空调设备的功率计实时采集到的电功率;或,获取空调机组的监控系统实时监测到的在运行空调设备的电功率;
52.根据在运行空调设备的风系统的空气比热容、风量、空气密度、蒸发器当前的进风温度和出风温度计算所述蒸发器的换热量;或,根据在运行空调设备的水系统的水比热容、水流量、水密度、蒸发器当前的进风温度和出风温度计算所述蒸发器的换热量。
53.获取在运行空调设备的电功率可主要通过两种方式实现,对于在运行空调设备中装设有功率计的情况下,可直接通过功率计采集电功率;对于空调机组对应的监控平台对其工作状态启用了实时监控的情况下,也可以直接从数据中心等各类监控系统获取实时监测到的在运行空调设备的电功率。
54.目前,针对空调机组中各台空调设备的主机的制冷系统主要可分为风系统和水系统,风系统是指,空调设备的主机通过风管送风,连接多个末端(室内机)来控制室内整体空气调节的目的;水系统是指,空调设备的主机通过冷热水管送水,连接多个末端(室内机)来控制室内整体空气调节的目的。针对采用风系统的空调机组,通过分别于进风口设置进风温度传感器、于出风口设置出风温度传感器,根据在运行空调设备的风系统的空气比热容、风量、空气密度、蒸发器当前的进风温度和出风温度计算所述蒸发器的换热量,具体可以如
下公式一所示:
55.qe=ca·
ρa·va
·
(ta0-ta1)
ꢀꢀꢀ
(公式一)
56.其中,qe表示蒸发器的换热量,单位w;ca表示空气比热容,单位j/(kg℃);ρa表示空气密度,单位kg/m3;va表示风量,单位m3/s;tao表示蒸发器进风温度,单位℃;ta1表示蒸发器出风温度,单位℃。
57.在实际应用过程中,风量检测往往较难直接准确地测量得到,本技术实施例中,通过预先拟合确定风量与风速之间的计算关系,具体可以如下公式二所示:
[0058]va
=f(va)
ꢀꢀꢀ
(公式二)
[0059]
其中,va为风速。针对采用风系统的空调机组,通过于风管内设置风速传感器检测实时风速,再根据风量与风速之间的计算关系,根据检测到的实时风速计算出风量。
[0060]
针对采用水系统的空调机组,通过分别于进水口设置进水温度传感器、于出水口设置出水温度传感器,根据在运行空调设备的水系统的水比热容、水流量、水密度、蒸发器当前的进风温度和出风温度计算所述蒸发器的换热量,具体可以如下公式三所示:
[0061]
qe=cw·
ρw·vw
·
(tw0-tw1)
ꢀꢀꢀ
(公式三)
[0062]
其中,cw表示水的比热容,单位j/(kg℃);ρw表示水密度,单位kg/m3;vw表示水流量,单位m3/s;tao表示蒸发器进水温度,单位℃;ta1表示蒸发器出水温度,单位℃。
[0063]
上述实施例中,针对空调机组,提供了可实时计算每台空调设备的当前能效比的计算方式,从而可根据每台空调设备实时的当前能效比进行针对性的控制,可适用于包含n台空调设备的任意空调机组的节能控制。
[0064]
在一些实施例中,所述确定当前所需的负荷增量,判断所述负荷增量是否满足预设条件,包括:
[0065]
获取设定的当前环境参数,根据空调机组的目标调节温度以及所述当前环境参数,计算所述空调机组当前所需增加的制冷量增量,判断所述制冷量增量是否大于0;或,
[0066]
获取设定的当前环境参数,根据空调机组的目标调节温度以及所述当前环境参数,计算所述空调机组当前所需增加的制热量增量,判断所述制热量增量是否大于0。
[0067]
对于空调机组而言,确定当前所需的负荷增量是指,通过实时采集到的空调机组所在环境下设定的当前环境参数,根据用户设定的目标调节温度以及当前环境参数,计算空调机组当前需要增加的制冷量增量或者计算空调机组当前需要增加的制热量增量。需要说明的是,计算制冷量增量来确定空调机组当前所需的负荷增量是指针对空调机组当前工作在制冷模式下的情况,计算制热量增量来确定空调机组当前所需的负荷增量是指针对空调机组当前工作在制热模式下的情况,以满足于冷暖型空调机组在不同工作模式下均可采用本技术实施例所述的机组节能控制方法对各台空调设备实时的当前能效比进行独立的、针对性的调节控制。
[0068]
可选的,所述机组节能控制方法,还包括:
[0069]
根据制冷量与蒸发压力、冷凝压力和压缩机频率的关联关系,基于所述制冷量增量、所述目标设备的当前蒸发压力和当前冷凝压力以及所述关联关系计算升频值或者降频值;或,
[0070]
根据制热量与蒸发压力、冷凝压力和压缩机频率的关联关系,基于所述制热量增量、所述目标设备的当前蒸发压力和当前冷凝压力以及所述关联关系计算升频值或者降频
值。
[0071]
对于空调机组而言,对各个在运行设备进行独立的、针对性的调节控制之前,在确定当前所需增加的制冷量增量之后,根据预先构建的制冷量与蒸发压力、冷凝压力和压缩机频率的关联关系,计算需要提升在运行设备的频率的升频值或者需要降低在运行设备的频率的降频值;在确定当前所需增加的制热量增量之后,根据预先构建的制热量与蒸发压力、冷凝压力和压缩机频率的关联关系,计算需要降低在运行设备的频率的降频值或者提升在运行设备的频率的升频值。其中,空调设备工作中,低温低压的气态冷媒经压缩后变成高温高压的过热冷媒蒸汽,这时的压力称为蒸发压力。经管道进入冷凝器,冷却凝结为高压液体冷媒,此时经过膨胀阀进入蒸发器,而后蒸发过程中吸收压缩空气的热量并变成气态冷媒,回到压缩机入口,这时的压力称为冷凝压力。通常,压缩机频率h越高则制冷量q也越高,预先构建的制冷量与蒸发压力、冷凝压力和压缩机频率的关联关系,可以是通过模拟测量得到压缩机频率h与制冷量q在不同蒸发压力pe和冷凝压力pc的关联关系,如下公式四所示:
[0072]
q=f(h,pe,pc) (公式四)
[0073]
在蒸发压力pe和冷凝压力pc已知的情况下,请参阅图3,压缩机频率h与制冷量q为正相关曲线q=g(h),在确定得到空调机组当前所需增加的制冷量增量的情况下,可计算出需要增加的升频值或者降频值,请参阅图4,压缩机频率h与其自身在冷凝压力pc0和蒸发压力pe0已知的情况下产生的制冷量关系可如图所示。升频之前,其运行在a0点,制冷量增加dq之后其所产生的制冷量由q0变为q1,频率需要从h0上升至h1。
[0074]
预先构建制热量与蒸发压力、冷凝压力和压缩机频率的关联关系的方式与上述预先构建的制冷量与蒸发压力、冷凝压力和压缩机频率的关联关系基本相似,不再重复说明。
[0075]
上述实施例中,针对空调机组,在确定当前所需的负荷增量后,提供可计算出需要增加的升频值或降频值的具体实现方式,通过根据当前所需增加的负荷增量相应计算当前所需的升频值或降频值,相比按照某种设定比例或梯度升频或降频运行的控制方法而言,可以实现对各台空调设备实时的当前能效比进行更加精准地、针对性的调节控制。
[0076]
在一些实施例中,所述机组节能控制方法,还包括:
[0077]
在所述机组处于稳定运行状态后,判断所述机组中全部在运行设备的压缩机频率是否均小于或等于预设低频阈值、及判断当前控制温度与目标调节温度之间的差值满足设定条件;
[0078]
若是,在所述在运行设备大于1的情况下,选择所述机组中当前能效比最小的所述在运行设备关停。
[0079]
稳定运行状态是指机组内各个在运行设备在一定时段内均处于频率稳定的状态。可选的,判断机组是否处于稳定运行状态,是指在一定时段内机组中所有在运行设备的各自频率的最大值和最小值之差不超过m赫兹。在机组处于稳定运行状态之后,判断当前所有在运行设备的压缩机频率是否全部小于一个低频阈值,若当前所有的在运行设备的压缩机频率均小于或等于低频阈值,并且空调机组实现的当前控制温度与用户设定的目标调节温度之间的差值满足设定条件,可认为机组内当前在运行设备以很低的频率运行而制冷量/制热量依然过大,由此,在当前在运行设备的数量大于1的情况下,可选择机组中当前能效比最小的在运行设备关停。其中,低频阈值可以等于下限频率,也可以略大于下限频率。其
中,当前控制温度与目标调节温度之间的差值所需满足的设定条件可以是一个经验值,如4度,用户设定的目标调节温度为25度,而当前控制温度在20度,则空调机组的当前控制温度与目标调节温度之间的差值满足设定条件,可认为机组内当前在运行设备以很低的频率运行而制冷量依然过大,可以选择多台在运行空调设备中能效比最小的空调设备关停。
[0080]
上述实施例中,在机组处于稳定运行状态之后,控制器进一步根据机组内当前所有在运行设备的整体运行情况确定是否存在冗余的负荷量的情况,若存在冗余负荷量,则选择当前能效比最小的设备关停,以达到对机组进一步节能优化的目的。
[0081]
可选的,所述机组节能控制方法,还包括:
[0082]
记录所述机组中各个设备的累计运行时间;
[0083]
在所述机组处于稳定运行状态后,判断所述机组中全部在运行设备的压缩机频率是否均小于或等于预设低频阈值、及判断当前控制温度与目标调节温度之间的差值满足设定条件;
[0084]
若是,根据所述机组中各所述在运行设备的累计运行时间及所述当前能效比,选择所述累计运行时间满足预设要求、且当前能效比相对最小的所述在运行设备关停。
[0085]
对机组中所有设备的历史运行时间进行累计,从而得到各个设备的累计运行时间。当系统需要关停一台空调设备时,从各台在运行设备中从平衡累计运行时间和能效比的角度选择最合适的在运行设备关停。在一个可选示例中,累计运行时间满足预设要求可以是指,判断各在运行设备之间的累计运行时间的差值是否超出预设值,若未超出预设值,则选择当前能效比最小的在运行设备关停;若超出预设值,则选择累计运行时间最长的在运行设备关停。如:系统的负载降低,需要停止一台空调设备,当前有a、b、c三台在运行设备可供选择。先寻找累计运行时长最短的一台(比如b)和累计运行时长最长的一台(比如c):假如时长c-时长b《预设值,则认为三者的累计运行时长差距不大,那么就选取其中能效比最小的一台停机。假如时长c-时长b》=预设值,则认为三者的累计运行时长差距很大,那么就选取累计运行时间最大的c停机。在另一个可选示例中,累计运行时间满足预设要求还可以是指,对各在运行设备的累计运行时间和当前能效比按照预设的权重系数分别计算状态评分,选择状态评分最小的在运行设备关停。
[0086]
上述实施例中,系统可智能地根据负载降低,从平衡累计运行时间和能效比的角度,从机组中选择累计运行时间相对较大且当前能效比相对较小的在运行设备关停,如此,可以更好地兼顾到每个设备的寿命均衡性,且达到对机组进一步节能优化的目的。
[0087]
在一些实施例中,所述的机组节能控制方法,还包括:
[0088]
在所述机组处于稳定运行状态后,判断所述机组中全部在运行设备的压缩机频率是否均大于或等于预设高频阈值、及判断当前控制温度与目标调节温度之间的差值满足设定条件;
[0089]
若是,在所述机组中包含关停设备的情况下,选择关停前对应的当前能效比最大的所述关停设备开启。
[0090]
稳定运行状态是指机组内各个在运行设备在一定时段内均处于频率稳定的状态。可选的,判断机组是否处于稳定运行状态,是指在一定时段内机组中所有在运行设备的各自频率的最大值和最小值之差不超过m赫兹。在机组处于稳定运行状态之后,判断当前所有在运行设备的压缩机频率是否全部大于一个高频阈值,若当前所有的在运行设备的压缩机
频率均大于或等于高频阈值,并且空调机组实现的当前控制温度与用户设定的目标调节温度之间的差值满足设定条件,可认为机组内当前在运行设备以很高的频率运行而制冷量/制热量依然过小,由此,在机组中还包含关停设备的情况下,选择机组中关停前当前能效比最大的关停设备开启。其中,高频阈值可以等于上限频率,也可以略小于上限频率。其中,当前控制温度与目标调节温度之间的差值所需满足的设定条件可以是一个经验值,如1度,用户设定的目标调节温度为25度,而当前控制温度在27度,则空调机组的当前控制温度与目标调节温度之间的差值超过了设定条件,可认为机组内当前在运行设备以很高的频率运行而制冷量依然过小,可以选择机组的关停设备中选择关停之前当前能效比最大的关停设备开启。
[0091]
上述实施例中,在机组处于稳定运行状态之后,控制器进一步根据机组内当前所有在运行设备的整体运行情况确定是否存在超负荷的情况,若存在超负荷且当前已运行设备的数量可以满足增减需求的情况,则选择关停前当前能效比最大的关停设备开启,以达到对机组进一步节能优化的目的。
[0092]
可选的,所述机组节能控制方法,还包括:
[0093]
记录所述机组中各个设备的累计运行时间;
[0094]
在所述机组处于稳定运行状态后,判断所述机组中全部在运行设备的压缩机频率是否均大于或等于预设高频阈值、及判断当前控制温度与目标调节温度之间的差值满足设定条件;
[0095]
若是,根据所述机组中各所述关停设备的累计运行时间及关停前对应的当前能效比,选择所述累计运行时间满足预设要求、且关停前对应的当前能效比相对最大的所述关停设备开启。
[0096]
对机组中所有设备的历史运行时间进行累计,从而得到各个设备的累计运行时间。当系统需要增加开启一台空调设备时,从各台关停设备中从平衡累计运行时间和能效比的角度选择最合适的关停设备开启。在一个可选示例中,累计运行时间满足预设要求可以是指,判断各关停设备之间的累计运行时间的差值是否超出预设值,若未超出预设值,则直接选择当前能效比最大的关停设备开启;若超出预设值,则选择累计运行时间最小的关停设备开启。如:系统的负载增加,需要再开启一台空调设备,当前有a、b、c三台处于关停状态的设备可供选择。先寻找累计运行时长最短的一台(比如b)和累计运行时长最长的一台(比如c):假如时长c-时长b《预设值,则认为三者的累计运行时长差距不大,那么就选取其中关停前能效比最大的一台开启。假如时长c-时长b》=预设值,则认为三者的累计运行时长差距很大,那么就选取累计运行时间最小的b开启。在另一个可选示例中,累计运行时间满足预设要求还可以是指,对各关停设备的累计运行时间和当前能效比按照预设的权重系数分别计算状态评分,选择状态评分最大的在关停设备开启。
[0097]
上述实施例中,系统可智能地根据负载增加,从平衡累计运行时间和能效比的角度,从机组中选择累计运行时间相对较小且关停前当前能效比相对较大的设备开启,如此,可以更好地兼顾到每个设备的寿命均衡性,且达到对机组进一步节能优化的目的。
[0098]
需要说明的是,在所述机组处于稳定运行状态后,系统智能地根据负载降低,判断需要关停一台在运行设备时,若此时可供选择的在运行设备只有一台时,则忽略执行关停在运行设备的逻辑;系统智能地根据负载增加,判断需要再开启一台关停状态的设备时,若
此时可供选择的关停设备只有一台时,则忽略对平衡累计运行时间和能效比的角度的选择逻辑,直接将这台关停设备开启。
[0099]
请参阅图5,为了能够对本技术实施例所提供的机组节能控制方法具有更加整体的理解,下面以机组包括多条空调设备的空调系统为例进行说明,所述机组节能控制方法包括:
[0100]
s11,判断是否收到空调系统的开机指令;若是,执行s12;
[0101]
s12,启动空调系统下所有空调设备以下限频率运行;
[0102]
s13,获取空调系统内各台空调设备的当前电功率、及指定传感器检测到的参数;指定传感器可以是进风温度传感器、出风温度传感器和风速传感器;也可以是进水温度传感器、出水温度传感器和流量传感器;
[0103]
s14,根据传感器检测到的参数计算蒸发器的换热量,根据电功率和换热量实时计算各台设备的能效比;
[0104]
s15,根据目标设定温度和当前控制温度判断压缩机频率的增量dh;
[0105]
s16,若压缩机增量大于0,则从空调系统内挑选出未达到上限频率且在运行空调设备中能效比最大的设备压缩机频率提升增量dh;
[0106]
比如,以空调系统k中包含a、b、c三台空调机组并联运行为例。系统刚开机时,3台设备同时以下限频率运行,此时由于3台空调具有差异性,能效比分别是copa=2.0,copb=2.2,copc=2.4。控制算法经过计算,需要其中某台设备升频5hz,然后空调系统选出能效比最高的c设备进行升频。c设备升频之后,能效比有所下降,变为2.1。系统继续运行,控制算法经过计算,再次需要其中某台设备升频3hz,此时3台设备中能效比最高的设备已经发生变化,变为了b设备,因此本次需要使b设备升高3hz。
[0107]
s17,若压缩机增量小于0,则从空调系统内挑选出未达到下限频率、且所述当前能效比最小的设备压缩机频率减小增量dh。
[0108]
仍以前述空调系统k为例,经过一段时间运行,空调a、b、c的能效比变为copa=2.4,copb=2.6,copc=2.8,控制算法经过计算,需要其中某台设备降频2hz,然后空调系统选出能效比最低的a设备进行降频。又经过一段时间运行,空调a和b的频率变为下限频h0,空调c的频率大于h0,此时三者的能效比分别为copa=2.0,copb=2.2,copc=2.4。控制算法经过计算,需要其中某台设备降频2hz,然后群控系统选出能效比最低的a设备进行降频。而此时空调a和b已达到下限,无法继续降频,群控系统最终会选择空调c进行降频。
[0109]
待空调系统处于稳定运行状态后,执行设备数量增减逻辑控制,请参阅图6,设备数量增减逻辑控制包括:
[0110]
s21,判断空调系统是否处于稳定运行状态;若是,执行s22;若否,执行s23;
[0111]
s22,判断当前所有在运行空调设备的压缩机频率h是否全都小于低频阈值hi;若是,执行s221;若否,返回s21;
[0112]
s221,判断空调系统内当前控制温度与目标设定温度的差值是否小于预设值ti;若是,执行s222;若否,返回s21;
[0113]
s222,选择当前在运行空调设备中能效比最小的设备关停;
[0114]
仍以空调系统k为例,又经过一段时间运行,空调a、b、c的频率均小于hl,此时三者的能效比分别为copa=2.7,copb=2.8,copc=2.9,频率基本稳定不再波动,而且此时控制
温度小于目标设定温度,且差值超过tl,那么群控系统会停掉能效比最低的空调a,空调b和c继续运行。
[0115]
s23,判断当前所有在运行空调设备的压缩机频率h是否全都大于高频阈值hh;若是,执行s231;若否,返回s21;
[0116]
s231,判断空调系统内当前控制温度与目标设定温度的差值是否大于预设值ti;若是,执行s232;若否,返回s21;
[0117]
s232,在空调系统内目前处于关停状态的空调设备中,选择关停前能效比最高的设备中开启。
[0118]
仍以空调系统k为例,又经过一段时间运行,空调b、c的频率均大于hh,频率基本稳定不再波动,而且此时控制温度大于目标设定温度,且差值超过tl,那么群控系统会再次开启空调a。
[0119]
上述机组节能控制方法,通过实时计算各台空调设备的能效比,每次需要调整压缩机频率时,都可以有针对性地针对能效比最好或者最差的空调设备进行调频,尽可能地提升所有在运行空调设备的整体能效比;可以对设备运行数量的增减进行有效把控,确保整体制冷量不会过多或不足,还能有效避免设备的频繁启停,从而可有效平衡各空调设备的使用寿命。
[0120]
请参阅图7,本技术实施例另一方面,提供一种机组节能控制装置,包括能效比模块321,用于获取机组中在运行设备的当前能效比;负荷模块323,用于确定当前所需的负荷增量,判断所述负荷增量是否满足预设条件;调节模块325,若所述负荷增量满足预设条件,选择所述机组中未达到上限频率、且所述当前能效比最大的所述在运行设备作为目标设备,控制所述目标设备基于所述负荷增量确定的升频值升频运行;若所述负荷增量不满足预设条件,选择所述机组中未达到下限频率、且所述当前能效比最小的所述在运行设备作为目标设备,控制所述目标设备基于所述负荷增量确定的降频值降频运行。
[0121]
可选的,所述能效比模块321,还用于实时获取空调机组中在运行空调设备的电功率、以及各在运行空调设备中蒸发器的换热量;根据所述换热量与所述电功率的比值,确定对应所述在运行空调设备的当前能效比。
[0122]
可选的,所述能效比模块321,用于获取空调机组中在运行空调设备的功率计实时采集到的电功率;或,获取空调机组的监控系统实时监测到的在运行空调设备的电功率;根据在运行空调设备的风系统的空气比热容、风量、空气密度、蒸发器当前的进风温度和出风温度计算所述蒸发器的换热量;或,根据在运行空调设备的水系统的水比热容、水流量、水密度、蒸发器当前的进风温度和出风温度计算所述蒸发器的换热量。
[0123]
可选的,所述负荷模块323,用于获取设定的当前环境参数,根据空调机组的目标调节温度以及所述当前环境参数,计算所述空调机组当前所需增加的制冷量增量,判断所述制冷量增量是否大于0;或,获取设定的当前环境参数,根据空调机组的目标调节温度以及所述当前环境参数,计算所述空调机组当前所需增加的制热量增量,判断所述制热量增量是否大于0。
[0124]
可选的,所述负荷模块323,用于根据制冷量与蒸发压力、冷凝压力和压缩机频率的关联关系,基于所述制冷量增量、所述目标设备的当前蒸发压力和当前冷凝压力以及所述关联关系计算升频值或者降频值;或,根据制热量与蒸发压力、冷凝压力和压缩机频率的
关联关系,基于所述制热量增量、所述目标设备的当前蒸发压力和当前冷凝压力以及所述关联关系计算升频值或者降频值。
[0125]
可选的,所述调节模块325,用于在所述机组处于稳定运行状态后,判断所述机组中全部在运行设备的压缩机频率是否均小于或等于预设低频阈值、及判断当前控制温度与目标调节温度之间的差值满足设定条件;若是,在所述在运行设备大于1的情况下,选择所述机组中当前能效比最小的所述在运行设备关停。
[0126]
可选的,所述调节模块325,还用于记录所述机组中各个设备的累计运行时间;在所述机组处于稳定运行状态后,判断所述机组中全部在运行设备的压缩机频率是否均小于或等于预设低频阈值、及判断当前控制温度与目标调节温度之间的差值满足设定条件;若是,根据所述机组中各所述在运行设备的累计运行时间及所述当前能效比,选择所述累计运行时间满足预设要求、且当前能效比相对最小的所述在运行设备关停。
[0127]
可选的,所述调节模块325,用于在所述机组处于稳定运行状态后,判断所述机组中全部在运行设备的压缩机频率是否均大于或等于预设高频阈值、及判断当前控制温度与目标调节温度之间的差值满足设定条件;若是,在所述机组中包含关停设备的情况下,选择关停前对应的当前能效比最大的所述关停设备开启。
[0128]
可选的,所述调节模块325,还用于记录所述机组中各个设备的累计运行时间;在所述机组处于稳定运行状态后,判断所述机组中全部在运行设备的压缩机频率是否均大于或等于预设高频阈值、及判断当前控制温度与目标调节温度之间的差值满足设定条件;若是,根据所述机组中各所述关停设备的累计运行时间及关停前对应的当前能效比,选择所述累计运行时间满足预设要求、且关停前对应的当前能效比相对最大的所述关停设备开启。
[0129]
需要说明的是,本技术实施例所提供的结构并不构成对机组节能控制装置的限定,所述各个模块可以全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的控制器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于控制器调用执行以上各个模块对应的操作。在其他实施例中,所述机组节能控制装置中可以包括比图示更多或更少的模块。
[0130]
本技术实施例的另一方面,提供一种空调系统,包括包含多台空调设备的空调机组及与所述空调机组连接的控制器,所述空调设备分别包括压缩机、蒸发器以及冷凝器;所述控制器用于执行本技术任一实施例所述的机组节能控制方法。
[0131]
可选的,所述空调设备还分别包括进水温度传感器、出水温度传感器及流量传感器,所述控制器与所述进水温度传感器、所述出水温度传感器及所述流量传感器连接。可选的,所述空调设备还分别包括进风温度传感器、出风温度传感器以及风速传感器,所述控制器与所述进风温度传感器、所述出风温度传感器以及所述风速传感器连接。
[0132]
本技术实施例另一方面,提供一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行本技术任一实施例所述的机组节能控制方法。
[0133]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例所提供的方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本
申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,ram以多种形式可得,诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0134]
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围以准。
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