一种动态调整制冷机和冷却水系统能耗之和为最低的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种动态调整制冷机和冷却水系统能耗之和为最低的装置，包括中央智能控制器、冷却水泵节能控制装置、冷却塔节能控制装置、制冷主机节能控制采集装置、冷却水泵、冷却塔风机和制冷主机，所述冷却水泵节能控制装置、冷却塔节能控制装置和制冷主机节能控制采集装置分别内嵌有智能控制器；所述冷却水泵、冷却塔风机和制冷主机分别与所述智能控制器连接并通过智能控制器向中央智能控制器发送工况参数数据；所述智能控制器与中央智能控制器连接并依据所述中央控制器发送的指令控制相应设备运行。本实用新型在中央智能控制器和所述智能控制器中嵌入人工神经网络，使制冷主机和冷却水系统能耗之和始终保持最低状态，节能效果显著。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及中央空调节能【技术领域】，尤其涉及舒适型和工艺型中央调一种动 态调整制冷机和冷却水系统能耗之和为最低的装置。 一种动态调整制冷机和冷却水系统能耗之和为最低的装置
【背景技术】
[0002] 在当今社会的飞速发展的环境下，人类也希望探索出智能的秘密，并且期盼有一 天可以重新构造人的大脑；让其代替人类完成想要的工作。在完成人类的工作时；还把人 类优秀的专家经验和最优分析思路构造入智能控制器里；让其模仿人类优秀专家解决专业 能力工作。在中央空调能耗管理上人类通过几十年的经验积累，总结出科学有效的能耗解 决方案和数学控制模型。我们可以通过智能控制器把这些有效的能耗解决方案和模型构造 成相应的神经网络算法；让相应的设备实现最优能耗解。 实用新型内容
[0003] 针对目前中央空调制冷主机、冷却水泵、冷却塔风机节能控制技术和控制模型的 不足，本实用新型提供一种动态调整制冷机和冷却水系统能耗之和为最低的装置。
[0004] 由于冷却水泵的运行频率对主机的影响较大，而冷却水泵普遍在100%的满负荷 运行状态运行，因此冷却水泵的节能潜力巨大，通过调整冷却水泵的运行频率，控制冷却水 泵的进出水温差、冷却水的流量或流速对中央空调系统的整体节能具有重大意义。因此，本 实用新型从冷却水系统对中央空调系统总能耗的影响出发，通过重点改善冷却水泵运行频 率来实现空调系统的整体节能。
[0005] -种动态调整制冷机和冷却水系统能耗之和为最低的装置，包括中央智能控制 器、冷却水泵节能控制装置、冷却塔节能控制装置、制冷主机节能控制采集装置、冷却水泵、 冷却塔风机和制冷主机，
[0006] 所述冷却水泵节能控制装置、冷却塔节能控制装置和制冷主机节能控制采集装 置分别内嵌有冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器，所述冷却 水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器分别与所述中央智能控制器连 接；所述冷却水泵、冷却塔风机和制冷主机上分别设置有传感器，所述传感器分别与所述冷 却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器连接并通过所述冷却水泵智 能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器向所述中央智能控制器发送工况参数 数据；
[0007] 所述冷却水泵节能控制装置和冷却塔节能控制装置上分别设置有变频器，所述变 频器分别与冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器连接，所述冷却水泵智能控制器、冷却 塔智能控制器接收由所述中央智能控制器发送的指令并根据所述指令控制相应变频器的 运行频率。
[0008] 具体的，所述传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器和功率传感器，其 中，所述冷却塔智能控制器与安装在室外的室外温度传感器连接，接收由所述室外温度传 感器发送的室外温度并反馈给所述中央智能控制器；所述冷却水泵的供回水端口设置有 温度传感器、压力传感器和流量传感器，所述温度传感器、压力传感器和流量传感器与所述 冷却水泵智能控制器相连并向所述中央智能控制器反馈冷却水泵的供回水温度、压力和流 量；所述制冷主机节能控制采集装置内设置有功率传感器，所述功率传感器与制冷主机智 能控制器相连并向所述中央智能控制器反馈所述制冷主机的输出功率。
[0009] 具体的，所述制冷主机节能控制采集装置还包括连接所述制冷主机智能控制器和 所述制冷主机的主机通信器。
[0010] 具体的，所述中央智能控制器、冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主 机智能控制器均包括CPU、通信模块、数据采集模块、显示模块和智能控制单元。
[0011] 作为本实用新型的优选，所述中央智能控制器、冷却水泵智能控制器、冷却塔智能 控制器和制冷主机智能控制器为嵌入式平台、PLC或工控机。
[0012] 作为本实用新型的优选，所述传感器通过冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制 器和制冷主机智能控制器的TCP/IP协议（传输控制协议/因特网互联协议）向所述中央 智能控制器发送工况参数数据。
[0013] 由于以上技术方案，本实用新型的有益效果为：
[0014] 1、本实用新型从冷却水泵对整个中央空调系统的影响出发，通过重点改善冷却 水泵运行频率来实现空调系统的整体节能，在此基础上，还通过控制冷却塔风机运行来配 合冷却水泵运行，最大幅度的降低制冷主机、冷却水泵和冷却塔风机的能耗，使空调系统的 整体节能效果更佳。
[0015] 2、本实用新型的中央智能控制器、冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制 冷主机智能控制器嵌入人工神经网络，借助人工神经网络对非线性复杂数据的处理优势， 能够自动匹配出符合当前系统制冷需求的节能策略，动态调整制冷主机和冷却水系统能耗 之和为最低，具有处理速度快、运行效率高的优点。
[0016] 3、本实用新型结构紧凑，控制性能佳，节能效果好。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018] 图1是本实用新型实施例提供的一种动态调整制冷机和冷却水系统能耗之和为 最低的装置的结构示意图；
[0019] 图2是图1中冷却塔风机与中央控制器的关系示意图。
[0020] 图中：1-中央智能控制器，2-冷却水泵节能控制装置，3-冷却塔节能控制装置， 4-制冷主机节能控制采集装置，5-冷却水泵，6-冷却塔风机，7-制冷主机。
【具体实施方式】
[0021] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0022] 本实用新型提供一种动态调整制冷机和冷却水系统能耗之和为最低的装置，如图 1所示，包括中央智能控制器1、冷却水泵节能控制装置2、冷却塔节能控制装置3、制冷主机 节能控制采集装置4、冷却水泵5、冷却塔风机6和制冷主机7,其特征在于，
[0023] 所述冷却水泵节能控制装置2、冷却塔节能控制装置3和制冷主机节能控制采集 装置4分别内嵌有冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器，所述 冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器分别与所述中央智能控制 器1连接；所述冷却水泵5、冷却塔风机6和制冷主机7上分别设置有传感器，所述传感器 分别与所述冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器连接并通过所 述冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器向所述中央智能控制器 1发送工况参数数据；
[0024] 所述冷却水泵节能控制装置2和冷却塔节能控制装置3上分别设置有变频器，所 述变频器分别与冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器连接，所述冷却水泵智能控制器、 冷却塔智能控制器接收由所述中央智能控制器1发送的指令并根据所述指令控制相应变 频器的运行频率。
[0025] 具体的，所述传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器和功率传感器，其 中，所述冷却塔智能控制器与安装在室外的室外温度传感器连接，接收由所述室外温度传 感器发送的室外温度并反馈给所述中央智能控制器1 ;所述冷却水泵5的供回水端口设置 有温度传感器、压力传感器和流量传感器，所述温度传感器、压力传感器和流量传感器与所 述冷却水泵智能控制器相连并向所述中央智能控制器1反馈冷却水泵5的供回水温度、压 力和流量；所述制冷主机节能控制采集装置4内设置有功率传感器，所述功率传感器与制 冷主机智能控制器相连并向所述中央智能控制器1反馈所述制冷主机7的输出功率。
[0026] 具体的，所述制冷主机节能控制采集装置4还包括连接所述制冷主机智能控制器 和所述制冷主机7的主机通信器。
[0027] 具体的，所述中央智能控制器1、冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷 主机智能控制器均包括CPU、通信模块、数据采集模块、显示模块和智能控制单元。
[0028] 作为本实用新型的优选，所述中央智能控制器1、冷却水泵智能控制器、冷却塔智 能控制器和制冷主机智能控制器为嵌入式平台、PLC或工控机。
[0029] 作为本实用新型的另一种优选，所述传感器通过冷却水泵智能控制器、冷却塔智 能控制器和制冷主机智能控制器的TCP/IP协议向所述中央智能控制器1发送工况参数数 据。
[0030] 由于冷却水泵的运行频率对主机的影响较大，而冷却水泵普遍在100%的满负荷 运行状态运行，因此冷却水泵的节能潜力巨大，通过调整冷却水泵的运行频率，控制冷却水 泵的进出水温差、冷却水的流量或流速对中央空调系统的整体节能具有重大意义。
[0031] 本实用新型主要解决的问题是模求取制冷主机、冷却水泵和冷却塔风机的最低能 耗解。
[0032] 根据中央空调制冷主机、冷却泵、冷却塔风机功率和（W总=W主机+W冷却水泵+W 冷塔风机）分析：
[0033] 1、在定义工况下把其工况分为N种类别，根据主机负荷率（ε )、冷却塔进水温度 (T进水温度）、冷却塔进出水温差（Λ T)微分成N个非线性函数。如：主机负荷率（ε )按 5%等分40%?45%、45%?50% · · ·90%?95%、95%?100% ;冷却塔进水温度（Τ进 水温度）按〇· 2°C等分30. 0°C、30. 2°C · · · 31. 8°C、32. 0°C ;冷却塔进出水温差（Λ Τ)按 0.2。〇等分4.6。〇、4.8。〇**5.2。〇、5.4。〇。
[0034] 2、微分逻辑非线性函数
[0035] 第 1 次工况 Λ Τ = 5. 0°C W 总 1
[0036] 第 2 次工况 ΛΤ = 5·2? W 总 2
[0037] 第3次工况 如：W总1>W总2 Λ Τ = 5. 4°C W总3
[0038] 反之 W 总 1〈W 总 2 Δ T = 4. 8°C W 总 3
[0039] 第4次工况 如：W总3>W总2 AT = 5.6°C W总4
[0040] 反之 W 总 3〈W 总 2 Λ T = 4. 6°C W 总 4
[0041] ......
[0042] 第 N 次工况 如：W 总 N>W 总 Ν-1 Λ T = 5. 0+0· 2* (N-l) °C W 总 N
[0043] 反之 W 总 N〈W 总 Ν-1 Λ T = 5. 0-0· 2* (N-2) °C W 总 N
[0044] 3、通过非线性神经网络算法求取最低能耗解Wmin总及最优冷却塔进出水温差 (ΛΤ)。
[0045] 由于本实用新型装置实现了模仿人工智能化神经网络算法求取制冷主机与冷却 水系统最低能耗解的最优模型；从而最大程度的节约了冷冻站的运行能耗。
[0046] 本实用新型的有益效果为：1、本实用新型从冷却水泵对整个中央空调系统的影响 出发，通过重点改善冷却水泵运行频率来实现空调系统的整体节能。在此基础上，还通过 控制冷却塔风机运行来配合冷却水泵运行，最大幅度的降低制冷主机、冷却水泵和冷却塔 风机的能耗，使空调系统的整体节能效果更佳。2、本实用新型的中央智能控制器、冷却水泵 智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器嵌入人工神经网络，借助人工神经 网络对非线性复杂数据的处理优势，能够自动匹配出符合当前系统制冷需求的节能策略， 动态调整制冷主机和冷却水系统能耗之和为最低，具有处理速度快、运行效率高的优点。 3、本实用新型具有结构紧凑，控制性能佳，节能效果好。
【权利要求】
1. 一种动态调整制冷机和冷却水系统能耗之和为最低的装置，包括中央智能控制器 (1)、冷却水泵节能控制装置（2)、冷却塔节能控制装置（3)、制冷主机节能控制采集装置 (4)、冷却水泵（5)、冷却塔风机（6)和制冷主机（7)，其特征在于， 所述冷却水泵节能控制装置（2)、冷却塔节能控制装置（3)和制冷主机节能控制采集 装置（4)分别内嵌有冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器，所 述冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器分别与所述中央智能控 制器（1)连接；所述冷却水泵（5)、冷却塔风机（6)和制冷主机（7)上分别设置有传感器， 所述传感器分别与所述冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器连 接并通过所述冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控制器向所述中央 智能控制器（1)发送工况参数数据； 所述冷却水泵节能控制装置（2)和冷却塔节能控制装置（3)上分别设置有变频器，所 述变频器分别与冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器连接，所述冷却水泵智能控制器、 冷却塔智能控制器接收由所述中央智能控制器（1)发送的指令并根据所述指令控制相应 变频器的运行频率。
2. 根据权利要求1所述的动态调整制冷机和冷却水系统能耗之和为最低的装置，其特 征在于，所述传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器和功率传感器，其中， 所述冷却塔智能控制器与安装在室外的室外温度传感器连接，接收由所述室外温度传 感器发送的室外温度并反馈给所述中央智能控制器（1); 所述冷却水泵（5)的供回水端口设置有温度传感器、压力传感器和流量传感器，所述 温度传感器、压力传感器和流量传感器与所述冷却水泵智能控制器相连并向所述中央智能 控制器（1)反馈冷却水泵（5)的供回水温度、压力和流量； 所述制冷主机节能控制采集装置（4)内设置有功率传感器，所述功率传感器与制冷主 机智能控制器相连并向所述中央智能控制器（1)反馈所述制冷主机（7)的输出功率。
3. 根据权利要求1或2所述的一种动态调整制冷机和冷却水系统能耗之和为最低的装 置，其特征在于，所述制冷主机节能控制采集装置（4)还包括连接所述制冷主机智能控制 器和所述制冷主机（7)的主机通信器。
4. 根据权利要求1或2所述的一种动态调整制冷机和冷却水系统能耗之和为最低的装 置，其特征在于，所述中央智能控制器（1)、冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷 主机智能控制器均包括CPU、通信模块、数据采集模块、显示模块和智能控制单元。
5. 根据权利要求4所述的一种动态调整制冷机和冷却水系统能耗之和为最低的装置， 其特征在于，所述中央智能控制器（1)、冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主 机智能控制器为嵌入式平台、PLC或工控机。
6. 根据权利要求2所述的一种动态调整制冷机和冷却水系统能耗之和为最低的装置， 其特征在于，所述传感器通过冷却水泵智能控制器、冷却塔智能控制器和制冷主机智能控 制器的TCP/IP协议向所述中央智能控制器（1)发送工况参数数据。
【文档编号】F24F11/02GK203907902SQ201420285665
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】张丰, 王燕波, 李开国, 朱国宏 申请人:厦门立思科技股份有限公司