一种基于能耗监测的冷源集中数字控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及节能环保领域，具体而言，涉及一种基于能耗监测的冷源集中数字控制方法。
【背景技术】
[0002]中央空调是大型建筑里耗电最大的单元，在总电费支出中，仅中央空调就占去了60%左右，中央空调系统耗电量最大的是主机，主机在整个空调系统当中占60%以上，循环系统占整个系统用电量的40%左右，因此中央空调如何节电、如何提高运行效率就显得尤其重要。
[0003]传统的中央空调节能主要采用水泵系统的变频加智能控制系统来实现，在中央空调系统中主机、水泵、冷却塔的进、出水口设置温度、压力传感器，传感器输出信号接入中心监控计算机，采用PLC可编程序控制器，PLC通过制冷主机主控箱的通讯接口控制制冷主机，PLC通过导线连接控制冷却水泵、冷冻水泵和冷却风机的工作状态，PLC和中心监控计算机通过总线实现双向通讯，其特征是:综合调节中央空调冷冻水、冷却水的流量、温度和制冷主机压缩机的运行负荷比例，达到中央空调经济运行的最佳状态。
[0004]但是，因没有对中央空调系统能耗进行有效的监测与分析，造成了节能改造没有针对性、节能效果不佳等情况。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种基于能耗监测的冷源集中数字控制方法，用以提高中央空调冷源系统的冷却节能效果。
[0006]为达到上述目的，本发明提供了一种基于能耗监测的冷源集中数字控制方法，包括以下步骤:
[0007]a，对中央空调冷源系统的用电、用水、冷量、温度、压力、设备状态进行实时监测，具体包括:通过设置在冷源配电室的电力采集终端监测、采集冷机、水泵、冷却塔的用电参数及用电量；通过设置在制冷站补水管路的自来水采集终端监测、采集冷源系统的用水量；通过设置在冷冻水、冷却水系统管路上的温度、压力传感终端监测、采集冷源系统的温度和压力参数；通过设置在室外和室内设定位置的温湿度传感终端监测、采集室外和室内的温湿度参数；以及监测冷冻水泵频率手动、自动状态，冷冻水泵起停远程、就地状态，冷冻水泵运行状态、故障报警；
[0008]b，将步骤a中采集的能耗数据、系统状态数据进行汇总，根据系统内的冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机的运行功率参数、冷水机组的制冷量，计算出冷源系统的实时制冷效率，并根据当前的室外温湿度参数和室内温湿度参数及负荷预测模型预测得到当前的预测能耗数据，将预测能耗数据与实际监测的能耗数据进行对比，发现制冷系统使用中的问题，形成冷源系统的优化运行控制策略，其中，所述负荷预测模型通过如下方式获得:统计在不同室外温湿度参数和室内温度度参数条件下，每时、每天、每月、每年冷源系统的能耗数据，对冷源系统的能耗进行同期或环比分析，获取建筑实际负荷与室外各气象要素和末端负荷特性之间的关联规律，并依据该关联规律对历史数据负荷预测算法进行修正，得到负荷预测模型；
[0009]C，将步骤b中形成的优化运行控制策略，通过直接数字控制器及与其相连的电动阀实现优化运行控制。
[0010]进一步地，所述直接数字控制器分别设置在主机、冷却水泵、冷却塔位置。
[0011]进一步地，上述方法还包括以下步骤:
[0012]将步骤a中采集的能耗数据、系统状态数据进行汇总形成报表和分析报告，同时与历史数据进行对比统计得出节能效果，推送、展现给相关人员。
[0013]进一步地，所述冷冻水泵运行状态包括冷冻水泵的变频运行、旁路运行、停止。
[0014]进一步地，当回水温度达到设定值上限时，冷水机组自动启动，当回水温度达到设定值下限时，冷水机组自动停机，同时与周边设备进行连锁，系统启动时先开启电动阀、再开启冷却水泵、再开启冷却塔、最后开启冷水机组，停机时先停止冷水机组、再停止冷却塔，再停止冷却水泵、最后关闭电动阀；当有多台冷水机组运行时，系统根据回水温度自动选择开机台数，自动进行切换，其中，冷源系统在选择所开启的冷水机组时，自动选择使用时间较少的冷水机组运行。
[0015]进一步地，上述方法还包括:
[0016]对冷冻水系统设有低温、低压差、低流量保护；和/或
[0017]对冷却水系统设有高温、低流量保护；和/或
[0018]对电源进行缺相保护、过电压保护、过电流保护、欠电压保护、输出短路保护、接地故障保护；和/或
[0019]当设备发生故障时，通过控制柜实现变频、旁路回路自动切换功能，并自动投入备用设备；和/或
[0020]对冷却水系统设备设置故障报警、通讯软件故障、工艺参数预警报警功能，同时基于报警严重等级设置报警优先顺序，自动监测各种类别报警，故障对应的类别包括一般报警、预报警，重要报警等，且在画面上显示相应报警点，自动弹出报警相关信息。
[0021]本发明以能耗监管系统为基础，通过能耗监测判明中央空调系统能源浪费和能源使用效率低的时间段，通过能效诊断分析产生的原因，通过集中数字控制技术的应用进行有针对性的节能整改，同时使节能量可计量、可视化。通过我们的工作使能耗监测、集中数字控制技术与能效管理完美结合。本发明从中央空调能耗运行优化、日常管理优化等方面进行节能监管和治理，使得技术的应用更具科学性和严谨性。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
[0023]图1为本发明一个实施例的基于能耗监测的冷源集中数字控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]图1为本发明一个实施例的基于能耗监测的冷源集中数字控制方法流程图。如图所示，该冷源集中数字控制方法包括以下步骤:
[0026]a，对中央空调冷源系统的用电、用水、冷量、温度、压力、设备状态进行实时监测，具体包括:通过设置在冷源配电室的电力采集终端监测、采集冷机、水泵、冷却塔的用电参数及用电量；通过设置在制冷站补水管路的自来水采集终端监测、采集冷源系统的用水量；通过设置在冷冻水、冷却水系统管路上的温度、压力传感终端监测、采集冷源系统的温度和压力参数；通过设置在室外和室内设定位置的温湿度传感终端监测、采集室外和室内的温湿度参数；以及监测冷冻水泵频率手动、自动状态，冷冻水泵起停远程、就地状态，冷冻水泵运行状态、故障报警；
[0027]b，将步骤a中采集的能耗数据、系统状态数据进行汇总，根据系统内的冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机的运行功率参数、冷水机组的制冷量，计算出冷源系统的实时制冷效率，并根据当前的室外温湿度参数和室内温湿度参数及负荷预测模型预测得到当前的预测能耗数据，将预测能耗数据与实际监测的能耗数据进行对比，发现制冷系统使用中的问题，形成冷源系统的优化运行控制策略，其中，所述负荷预测模型通过如下方式获得:统计在不同室外温湿度参数和室内温度度参数条件下，每时、每天、每月、每年冷源系统的能耗数据，对冷源系统的能耗进行同期或环比分析，获取建筑实际负荷与室外各气象要素和末端负荷特性之间的关联规律，并依据该关联规律对历史数据负荷预测算法进行修正，得到负荷预测模型；
[0028]C，将步骤b中形成的优化运行控制策略，通过直接数字控制器及与其相连的电动阀实现优化运行控制。
[0029]上述实施例中，所述直接数字控制器可以有多个，分别设置在主机、冷却水泵、冷却塔位置。
[0030]为便于管理人员和技术人员查看，上述实施例还可以包括以下步骤:
[0031]将步骤a中采集的能耗数据、系统状态数据进行汇总形成报表和分析报告，同时与历史数据进行对比统计得出节能效果，推送、展现给相关人员。
[0032]在具体实现时，根据管理需要，可以进行历史、比例等多种角度对用能情况分析，也可以根据时间、区域等进行多玮度分析，展现方式可以选择曲线、柱状图、饼图等多种展现方式。按日、月、季度、年等时间段进行能耗统计，生成各种能源报表和分析报告。
[0033]进一步地，所述冷冻水泵运行状态可以包括冷冻水泵的变频运行、旁路运行、停止。
[0034]以下为本发明一个具体实现的实施例:
[0035]所实现的中央空调冷源系统功能主要包含实时监测、业务应用和管理支撑三个层面。实时监测是对中央空调冷源系统的用电、用水、冷量、温度、压力、设备状态进行实时监测；业务应用层面是对采集的信息进行分析，产生中央空调冷源系统的优化运行控制策略，通过直接数字控制器、电动阀等实现优化运行控制；管理支撑层面主要是将数据形成报表及分析报告，同时统计节能效果，根据管理的需要进行定制，同时发布、展现给管理人员和技术人员。
[0036]1、基础建设
[0037]包括服务器、网络、主机等基础网络硬件、操作系统，是能耗监管系统建设的基础。
[0038]2、能耗在线监测
[0039]在冷源配电室部署电力采集终端，监测、采集冷机、水泵、冷却塔的用电参数及用电量；在制冷站补水管路部署自来水采集终端，监测、采集冷源系统的用水量；在冷冻水、冷却水系统管路上部署温度、压力传感终端，监测、采集系统的温度和压力；在室外和室内典型位置部署温湿度传感终端，监测、采集室外和室内的温湿度。
[0040]3、能耗分析
[0041]对能耗数据、系统状态数据进行汇总分析，找出冷源系统运行中能耗浪费、能效低的问题原因，形成优化运行控制策略。
[0042]4、优化运行控制
[0043]在主机、水泵、冷却塔各设备位置部署直接数字控制终端，与主机、水泵、冷却塔进行通讯，将控