本發(fā)明涉及一種冷凍機(jī)房節(jié)能控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
近年來中國許多大中城市電力短缺現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，夏季空調(diào)設(shè)備的耗電量在高峰時(shí)甚至消耗約40%的城市電力供應(yīng)，因此節(jié)約用電迫在眉睫。由于樓宇的空調(diào)電費(fèi)取決于整個空調(diào)系統(tǒng)的能耗，因此不僅需要提高空調(diào)設(shè)備本身的效率，而且要優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，降低樓宇空調(diào)系統(tǒng)的整體能耗。樓宇空調(diào)的冷水系統(tǒng)一般包括冷水機(jī)組、冷卻塔、冷凍水泵及冷卻水泵等幾個主要的耗能部件。如何控制冷水機(jī)組、冷卻塔、冷凍水泵及冷卻水泵的啟停頻率，以達(dá)到節(jié)約電能的目的，這需要優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，調(diào)整各部件所占系統(tǒng)能耗的分配比例來降低整個系統(tǒng)的能耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種冷凍機(jī)房節(jié)能控制系統(tǒng)。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明包括需求預(yù)測系統(tǒng)，智能優(yōu)化系統(tǒng)和可編程控制器，所述需求預(yù)測系統(tǒng)對現(xiàn)場控制器從冷凍機(jī)房設(shè)備所采集的溫度、濕度、壓力、流量等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，對參數(shù)進(jìn)行估計(jì)；所述智能優(yōu)化系統(tǒng)對末端負(fù)荷及室外環(huán)境情況進(jìn)行分析，對冷水機(jī)組，冷凍水泵，冷卻水泵性能與運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行擬合函數(shù)，匹配冷卻塔運(yùn)行模式，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型得出初步結(jié)果，對初步結(jié)果進(jìn)行智能優(yōu)化運(yùn)算得出冷凍機(jī)房最優(yōu)運(yùn)行結(jié)果，并且可選輸出給可編程控制器；所述可編程控制器與冷凍機(jī)房設(shè)備、溫度測量傳感器、壓力測量傳感器、流量測量傳感器、變頻控制裝置、管道開關(guān)閥、水流調(diào)節(jié)閥連接，并可控制冷凍機(jī)房設(shè)備開、停，也可控制變頻控制裝置、管道開關(guān)閥、水流調(diào)節(jié)閥的運(yùn)轉(zhuǎn)。一種冷凍機(jī)房節(jié)能控制系統(tǒng)，還包括環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠采集末端負(fù)荷及室外環(huán)境情況，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理及存儲，并將數(shù)據(jù)傳送給需求預(yù)測系統(tǒng)和智能優(yōu)化系統(tǒng)。一種冷凍機(jī)房節(jié)能控制系統(tǒng)，還包括分別與需求預(yù)測系統(tǒng)，智能優(yōu)化系統(tǒng)和可編程控制器相連接的冷水機(jī)組系統(tǒng)、冷凍冷卻水泵系統(tǒng)和冷卻塔系統(tǒng)；所述冷水機(jī)組系統(tǒng)對冷凍機(jī)房的冷水機(jī)組的種類、類型、冷量、品牌、型號和數(shù)量進(jìn)行配置，能夠采集冷水機(jī)組的性能參數(shù)，包括冷凍水進(jìn)出口溫度，冷凍水流量、冷卻水進(jìn)出口溫度，冷卻水流量、壓縮機(jī)頻率，壓縮機(jī)進(jìn)出口壓力，壓縮機(jī)油壓等參數(shù)；所述冷凍冷卻水泵系統(tǒng)需對冷凍機(jī)房的冷凍水泵和冷卻水泵的種類、品牌、流量、揚(yáng)程、功率、型號和數(shù)量的配置，所述冷卻塔系統(tǒng)對冷凍機(jī)房的冷卻塔的運(yùn)行模式進(jìn)行配置，根據(jù)冷凍機(jī)機(jī)房的冷卻塔設(shè)備，冷卻塔系統(tǒng)提供了常規(guī)定頻模式，高低度模式，節(jié)能變頻模式共三種模式以滿足不同種類的冷凍機(jī)房。一種冷凍機(jī)房節(jié)能控制系統(tǒng)，還包括Enerefsys冷凍機(jī)房能耗分析決策系統(tǒng)，所述系統(tǒng)通過對末端負(fù)荷及室外環(huán)境的分析，通過對冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷凍水泵和冷卻塔頻率進(jìn)行精確地調(diào)節(jié)。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的需求預(yù)測系統(tǒng)能夠通過采集現(xiàn)場設(shè)備的負(fù)荷數(shù)據(jù)能夠預(yù)期短期內(nèi)的負(fù)荷值，并且利用智能優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化得出冷凍機(jī)房最優(yōu)運(yùn)行結(jié)果，智能優(yōu)化系統(tǒng)將最優(yōu)結(jié)果輸出給可編程控制器，可編程控制器控制冷凍機(jī)房中各個設(shè)備的頻率使各設(shè)備在最低能耗下運(yùn)行，以此實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減少能耗費(fèi)用的支出。附圖說明圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行原理框圖；圖3是冷水機(jī)組系統(tǒng)的運(yùn)行原理框圖；圖4是冷凍冷卻水泵系統(tǒng)的運(yùn)行原理框圖；圖5是冷卻塔系統(tǒng)的運(yùn)行原理框圖；圖6是智能優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行原理框圖；圖7是Enerefsys冷凍機(jī)房能耗分析決策系統(tǒng)的運(yùn)行原理框圖。具體實(shí)施方式如圖1和圖6所示，本發(fā)明包括需求預(yù)測系統(tǒng)，智能優(yōu)化系統(tǒng)和可編程控制器，所述需求預(yù)測系統(tǒng)對現(xiàn)場控制器從冷凍機(jī)房設(shè)備所采集的溫度、濕度、壓力、流量等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，對參數(shù)進(jìn)行估計(jì)；所述智能優(yōu)化系統(tǒng)對末端負(fù)荷及室外環(huán)境情況進(jìn)行分析，對冷水機(jī)組，冷凍水泵，冷卻水泵性能與運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行擬合函數(shù)，匹配冷卻塔運(yùn)行模式，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型得出初步結(jié)果，對初步結(jié)果進(jìn)行智能優(yōu)化運(yùn)算得出冷凍機(jī)房最優(yōu)運(yùn)行結(jié)果，并且可選輸出給可編程控制器；所述可編程控制器與冷凍機(jī)房設(shè)備、溫度測量傳感器、壓力測量傳感器、流量測量傳感器、變頻控制裝置、管道開關(guān)閥、水流調(diào)節(jié)閥連接，并可控制冷凍機(jī)房設(shè)備開、停，也可控制變頻控制裝置、管道開關(guān)閥、水流調(diào)節(jié)閥的運(yùn)轉(zhuǎn)。如圖2所示，一種冷凍機(jī)房節(jié)能控制系統(tǒng)，還包括環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠采集末端負(fù)荷及室外環(huán)境情況，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理及存儲，并將數(shù)據(jù)傳送給需求預(yù)測系統(tǒng)和智能優(yōu)化系統(tǒng)。環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)需對建筑物類型，建筑物面積，尖峰負(fù)荷，日供冷小時(shí)等建筑物供冷概況參數(shù)配置。對電價(jià)類型，分時(shí)電價(jià)等用電信息配置。環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)能夠采集末端負(fù)荷及室外環(huán)境情況，并對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理及存儲。一種冷凍機(jī)房節(jié)能控制系統(tǒng)，還包括分別與需求預(yù)測系統(tǒng)，智能優(yōu)化系統(tǒng)和可編程控制器相連接的冷水機(jī)組系統(tǒng)、冷凍冷卻水泵系統(tǒng)和冷卻塔系統(tǒng)；如圖3所示，所述冷水機(jī)組系統(tǒng)對冷凍機(jī)房的冷水機(jī)組的種類、類型、冷量、品牌、型號和數(shù)量進(jìn)行配置，能夠采集冷水機(jī)組的性能參數(shù)，包括冷凍水進(jìn)出口溫度，冷凍水流量、冷卻水進(jìn)出口溫度，冷卻水流量、壓縮機(jī)頻率，壓縮機(jī)進(jìn)出口壓力，壓縮機(jī)油壓等參數(shù)；如圖4所示，所述冷凍冷卻水泵系統(tǒng)需對冷凍機(jī)房的冷凍水泵和冷卻水泵的種類、品牌、流量、揚(yáng)程、功率、型號和數(shù)量的配置。如圖5所示，所述冷卻塔系統(tǒng)對冷凍機(jī)房的冷卻塔的運(yùn)行模式進(jìn)行配置，根據(jù)冷凍機(jī)機(jī)房的冷卻塔設(shè)備，冷卻塔系統(tǒng)提供了常規(guī)定頻模式，高低度模式，節(jié)能變頻模式共三種模式以滿足不同種類的冷凍機(jī)房。如圖7所示，一種冷凍機(jī)房節(jié)能控制系統(tǒng)，還包括Enerefsys冷凍機(jī)房能耗分析決策系統(tǒng)，所述系統(tǒng)通過對末端負(fù)荷及室外環(huán)境的分析，通過對冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷凍水泵和冷卻塔頻率進(jìn)行精確地調(diào)節(jié)。智能優(yōu)化系統(tǒng)與可編程控制器通過OPC協(xié)議通訊。采用編程算法設(shè)計(jì)，使用最多的是邏輯結(jié)構(gòu)的判斷語句，還有順序結(jié)構(gòu)，還有當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)。當(dāng)型循環(huán)算法的算法程序?qū)嵗缦拢簐ari，k：integer；begini=10；k=0；while（i>=10）and(i<=30)dobegink=k+ii=i+2end;writeln(s:5,a:5,n:5);end這種算法簡單，方便操作，容易上手，方便操作工人的操作。在滿足數(shù)據(jù)采集完畢的情況下，常規(guī)系統(tǒng)對冷凍機(jī)房能耗進(jìn)行模擬計(jì)算，不會對各個設(shè)備的性能與運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行擬合函數(shù)，不會運(yùn)用數(shù)學(xué)模型，只能對負(fù)荷進(jìn)行判斷。冷凍機(jī)房常規(guī)結(jié)果是各個設(shè)備均處于定頻情況下，冷凍機(jī)房提供的冷量一般遠(yuǎn)大于末端負(fù)荷的運(yùn)行結(jié)果。這種冷凍機(jī)房系統(tǒng)能源利用率低，但是普遍運(yùn)用于現(xiàn)在的冷凍機(jī)房。在滿足數(shù)據(jù)采集完畢的情況下，智能優(yōu)化系統(tǒng)會對末端負(fù)荷及室外環(huán)境情況進(jìn)行分析，對冷水機(jī)組，冷凍水泵，冷卻水泵性能與運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行擬合函數(shù)，匹配冷卻塔運(yùn)行模式，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型得出初步結(jié)果，對初步結(jié)果進(jìn)行智能優(yōu)化運(yùn)算得出冷凍機(jī)房最優(yōu)運(yùn)行結(jié)果，并且可選輸出給可編程控制器。在滿足數(shù)據(jù)采集完畢的情況下，某特定室外濕球的溫度下，已知末端負(fù)荷的情況下，單次計(jì)算得出冷凍機(jī)房最低能耗、冷卻水流量、冷水機(jī)組負(fù)載、冷水機(jī)組開啟臺數(shù)、冷水機(jī)組能耗，冷卻水泵能耗、冷凍水泵能耗、冷卻塔狀態(tài)等結(jié)果。還包括可以儲存歷史數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)系統(tǒng)，它能夠?qū)σ呀?jīng)存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，報(bào)表生成。對全年系統(tǒng)總負(fù)荷、總能耗、總電費(fèi)和總能耗的求和。歷史數(shù)據(jù)系統(tǒng)對歷史全年負(fù)荷進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)時(shí)采集的負(fù)荷和室外環(huán)境情況進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測。根據(jù)上述說明，結(jié)合本領(lǐng)域技術(shù)可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方案。