一种智能冷源高效控制系统
阅读说明：本技术 一种智能冷源高效控制系统 (Intelligent cold source efficient control system ) 是由 不公告发明人 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：一种智能冷源高效控制系统,通过新一代高效控制逻辑,避免了典型控制系统中,在部分负荷下,驱动压差、温差、温度无法实时调节,而造成系统不经济运行的缺点。(An intelligent cold source efficient control system overcomes the defect that a typical control system cannot adjust driving pressure difference, temperature difference and temperature in real time under partial load to cause the uneconomical operation of the system through a new generation of efficient control logic.)
技术领域
本申请涉及一种空调控制系统，更具体涉及一种智能冷源高效控制系统。
背景技术
在数据中心场景及净化厂房、电子车间、芯片制造生产、医药生产等类似场景中，往往因其重要性、服务中断损失巨大、全年存在较大的热负荷的特性，存在全年持续不间断供冷的需求。
提高空调系统能效，降低能耗，节能减排成为一种新的发展共识。
但受限于各企业的认知，及新技术成本与规模的矛盾，大多数空调系统仍处在低效运行状态，尤其是部分负荷下，风机、水泵、压缩机无法高效响应和调节需求的变化。
发明内容
基于此本申请提供一种智能冷源高效控制系统，该系统依据业内众多最佳实践及理论研究，在优化原有典型控制逻辑的基础上提出新一代控制逻辑，动态调节逻辑控制设定参数，高效响应需求变化。能切实实现降本增效，节能减排、绿色低碳的高质量发展目标。
本申请为解决更高效运行问题的技术方案是：一种智能冷源高效控制系统：包括冷却塔系统状态及相关参数并对冷却塔进行高效控制，所述高效控制可通过设定关闭而关闭其高效控制功能，可通过设定打开而打开高效控制功能；所述高效控制包括：冷却塔风扇监测与控制、室外状态监测、冷却水系统监测，依据冷却塔下塔水温设定值T10（后简称T10）与实际值T11（后简称T11）的差距来动态调节风扇频率及增减运行数量；且T10将根据冷却能力及能效需求自动调整；且该调整将只能在冷却塔下塔水温最低需求值T10X（后简称T10X）与冷却塔下塔水温最大能力计算值T10D（后简称T10D）之间按需调整；且T10X依据公式1计算：
T10X=T0-T01 公式1
式中：
T0为依据空调系统或末端最低供冷温度设定的输入参数，单位℃；
T01为依据空调系统或末端最低供冷温度与冷却塔下塔水温的理论温差设定的输入参数，该理论温差不随负载发生变化，单位℃。
进一步的，T10D依据公式2计算：
T10D=aTW 3+bTW 2+cTW+d 公式2
式中：
TW为实际室外冷塔附近的湿球温度，可由湿球温度传感器获得，也可根据干球温度及相对湿度或者露点温度通过计算获得；
a、b、c、d为根据所用冷却塔品牌、规格型号及选型设计所确定的所述一种智能冷源高效控制系统定义的性能系数类输入参数；
当使用所述性能参数通过公式2拟合的出水温度与冷却塔厂家设计/实测值误差绝对值超过3%时，将大误差点核实无误后，重新拟合多段分段曲线，每段曲线按照公式2重新拟合参数，直至0-40℃每隔1℃湿球下冷却塔在额定100%流量及100%冷却能力下出水温度冷却塔厂家设计/实测值与拟合值相对误差的绝对值在3%以内。
进一步的：如果条件1成立：T10D<T10X,且持续t1时间以上，自动设定T10= T10X;所述t1默认30min，且可在0-4h之间进行调整设置；如果条件2成立：冷却塔机械制冷时下塔水温最低需求值T20X（后简称T20X）>T10X,且T10D<T20X,且T10D≥T10X,且持续t2时间以上，自动设定T10= T20X;所述t2默认10min，且可在0-4h之间进行调整设置；如果条件1不成立，且条件2也不成立，则自动设定T10= T10D。
进一步的：根据需要通过PID自动控制实现T11稳定在T10水平，当PID反馈要求增加风机频率，且频率已处于上限且持续时长超过t3时，增加1台风机运行数量；当PID反馈要求减少风机频率，且频率已处于下限且持续时长超过t4时，减少1台风机运行数量；所述t3、t4默认3min，且可在0-10min之间任意设定；所述上下限频率可自主设定；当m1台风机运行中有m2台风机出现故障时，增加同等故障数量m2的风机运行并控制在其故障前同等频率，当可增加风机数量m3不足时，增加所有可增加风机数量，并同时将所有在运行风机频率直接提升为故障前频率的m1/(m1-m2+m3)倍；同时其PID反馈的收敛状态和设置参数均可通过控制系统直接修改，且控制系统会在容量限制范围内自动循环记录与存储T11与T10的历史数值，并永久存储其中T11与T10相差超过最大偏差设定，及每次T10变化时，T11与T10达到基本稳定偏差设定时间过长的数值和对应时间点数值，该容量达到80%设计存储容量后，控制系统将发出转移故障数据的提示，并在存满后，自动覆盖时间更早的数据。
进一步的：该申请还可包括变频冷却泵及相关冷却水系统状态及相关参数并对冷却泵进行高效控制，所述高效控制是指其高效控制功能可通过设定关闭而恢复为原控制系统，可通过设定打开而恢复为高效控制；所述高效控制包括：依据冷却塔上塔实际水温T21（后简称T21）减去冷却塔下塔水温实际值T11（后简称T11）的温差ΔT2111与设定温差ΔT2110的偏差来动态调节冷却水泵频率；且冷却塔上塔与下塔水温设定温差ΔT2110将根据负载需求及能效需求自动调整；且该调整将只能在冷却塔上塔与下塔水温温差最低负载值ΔT2110X（后简称ΔT2110X）与冷却塔上塔与下塔水温温差最大能力值ΔT2110D（后简称ΔT2110D）之间按需调整；且ΔT2110X依据公式3计算：
ΔT2110X=K1K2ΔT01; 公式3
式中：ΔT01为冷却水设计供回水温差；K1默认为1，可在0-1之间调整；K2为调整系数，默认为1，可在0.8至1.3之间重新设置。
进一步的：当有运行冷机的冷却水进出水压差低于最低进出水压差的1.1倍且持续时长超过t5时，K1调整重设为0.2；当有运行冷机的冷却进出水压差高于进出水压差的1.3倍且持续时长超过t6时，K1调整重设为1；所述t5、t6默认3min，且可在0-30min之间任意设定。
进一步的：ΔT2110D依据公式4计算：
ΔT2110D=K3ΔT01/K4; 公式4
式中：K3为调整系数，默认为1，可在0.8至2.0之间重新设置；
K4根据冷机20-100%负载下完全不受限正常运行的最低流量与额定流量比例,一般为0.4至0.6。
进一步的：该申请还可包括变频冷冻泵及相关冷冻水系统状态及相关参数并对冷冻泵进行高效控制，所述高效控制是指其高效控制功能可通过设定关闭而恢复为原控制系统，可通过设定打开而恢复为高效控制；所述高效控制包括：根据所有在运行冷冻水末端的水阀最大开度通过PID调节反馈控制冷冻水泵频率；将水阀最大开度稳定在90%-100%之间。
进一步的：当水阀开度在80%-100%之间的水阀数量少于总水阀数量的K5倍时，通过预警系统提示建议换大该批水阀，提升运营能效，K5默认0.1可在0.01-0.2之间设定。
本申请的有点在于：通过一种智能冷源高效控制系统，解决了负荷变化时，运行人员无法积极主动实时去调整诸如变频设备的频率上下限、变频控制的驱动压差、温差、水阀开度等控制逻辑设定点的问题，真正实现了智能运维、无人运维与高效运维的有机结合，切实有效的提升冷源运行能效，降低运行费用及运行期间的碳排放。
具体实施方式
为了更清楚、完整的描述本申请，下面介绍本申请的一个实施例。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
一种智能冷源高效控制系统的典型实施例，包括下述传感器：2组冷冻水供回水环网温度、4组冷冻水供回水主管压差、4组冷冻水末端压差、1000组末端冷冻水阀开度、5组冷机冷冻水进出口压差，5组冷机冷冻水进出口温差，2组冷却水供回水环网温度、5组冷却塔上塔下塔水温、2组室外环境干湿球温度、5组冷机冷却水进出口压差，5组冷机冷却水进出口温差；与下述控制对象：15组冷塔变频风扇、5台变频冷却水泵、5台变频冷冻水泵、冷却塔下塔水温；与下述核心控制逻辑：依据冷塔性能设计选型及校核参数，拟合
T10D=0.000063131TW 3-0.002922TW 2+0.839TW+7.245 公式5；
最低供冷温度T0=15℃，最低供冷温度与冷却塔下塔水温的理论温差T01=1.5℃，依据公式1，T10X=13.5℃，该控制系统根据2组室外环境干湿球温度的平均值，计算室外实时湿球温度TW，依据公式5计算T10D。
当：T10D<T10X,且持续30分钟以上，该控制系统自动设定T10= T10X;根据冷机设计选型参数，下塔水温最低需求值T20X=18℃，当冷却塔机械制冷（有冷机同时运行即视为机械制冷）时T20X（后简称T20X）>T10X,且T10D<T20X,且T10D≥T10X,且持续20分钟以上，自动设定T10=T20X;其他情况，则自动设定T10= T10D。
根据上述逻辑依据PID反馈调节在运行冷却塔风机的变频频率，促使T11稳定在智能动态调整的T10上。
进一步的，以在运行冷塔的平均上下塔水温差作为温差ΔT2111，通过其与设定温差ΔT2110的偏差来动态调节冷却水泵频率，依据冷塔冗余设计及性能参数，ΔT2110=1.52ΔT01；根据所有在运行冷冻水末端的水阀最大开度通过PID调节反馈控制冷冻水泵频率；将水阀最大开度稳定在90%-100%之间。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本申请的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本申请精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本申请的权利要求范围之中。
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