本發(fā)明涉及建筑制冷機(jī)房節(jié)能，尤其涉及一種超高層建筑的制冷機(jī)房節(jié)能控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著國家及各省市高效制冷行動(dòng)計(jì)劃的發(fā)布，制冷行業(yè)的能效提升得到行業(yè)的廣泛關(guān)注，制冷機(jī)房運(yùn)行能效比測試是既有公共建筑中央空調(diào)運(yùn)行水平判斷及節(jié)能改造可行分析的重要依據(jù)。制冷機(jī)房冷源系統(tǒng)全年能效比（eera）是衡量制冷機(jī)房運(yùn)行效率的核心指標(biāo)，其定義為全年累計(jì)制冷量（kwh）與設(shè)備全年累計(jì)用電量（kwh）的比值，這一比率越高，則意味著制冷機(jī)房的制冷效率更為出色，能源得到更充分的利用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更高的節(jié)能效果。而隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，超高層建筑日趨增多，超高層辦公、地下室、裙房商業(yè)和酒店的建設(shè)中，對制冷機(jī)房的全年能效比要求較高，大部分的項(xiàng)目要求制冷機(jī)房整體能效比不低于5.0，但是節(jié)能性還有待進(jìn)一步的提高，并且基本上不具備模擬優(yōu)化和更新的能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種超高層建筑的制冷機(jī)房節(jié)能控制系統(tǒng)。

2、一種超高層建筑的制冷機(jī)房節(jié)能控制系統(tǒng)，包括機(jī)房中央控制主機(jī)，機(jī)房中央控制主機(jī)中設(shè)置有常溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)和中溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)、雙溫負(fù)荷特性分析模塊和室外氣象參數(shù)模塊；所述常溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)和中溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)將常溫冷源和中溫冷源配置于超高層建筑中對服務(wù)區(qū)域進(jìn)行并用制冷；所述雙溫負(fù)荷特性分析模塊采集常溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)和中溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)的負(fù)荷數(shù)據(jù)，并結(jié)合負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)庫和當(dāng)?shù)氐氖彝鈿庀髤?shù)模塊的數(shù)據(jù)，通過機(jī)房中央控制主機(jī)中內(nèi)嵌的trnsys軟件建立冷源系統(tǒng)優(yōu)化模型，對冷源系統(tǒng)設(shè)備選型進(jìn)行計(jì)算優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)冷源系統(tǒng)設(shè)備的全年能效比eera≥5.0；trnsys軟件包含豐富的hvac系統(tǒng)模塊，如冷水機(jī)組、冷卻塔、變頻水泵、數(shù)據(jù)讀取、計(jì)算控制、輸出等模塊，調(diào)用實(shí)現(xiàn)這些特定功能的模塊，可以建立冷源系統(tǒng)優(yōu)化模型，將建筑逐時(shí)負(fù)荷、廠家提供的冷源設(shè)備變工況性能數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)控制策略輸入冷源系統(tǒng)模型，可模擬設(shè)計(jì)方案冷源系統(tǒng)制冷量、溫度、流量、功率等參數(shù)的逐時(shí)數(shù)據(jù)，從而可計(jì)算出設(shè)計(jì)方案冷源系統(tǒng)的全年能耗及能效，并將優(yōu)化過程和數(shù)據(jù)生成可調(diào)用的數(shù)據(jù)庫。

3、進(jìn)一步的，機(jī)房中央控制主機(jī)根據(jù)超高層建筑的負(fù)荷和末端盤管制冷能力先確定中溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)承擔(dān)的負(fù)荷，然后根據(jù)總負(fù)荷來確定常溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)承擔(dān)的負(fù)荷，完成冷源分級(jí)利用。機(jī)房中央控制主機(jī)通過rs232/rs485/rs422通信接口或以太網(wǎng)接口，采用開放協(xié)議與冷水機(jī)組進(jìn)行數(shù)據(jù)交換采集運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)，監(jiān)控冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔和閥門的啟停順序。

4、進(jìn)一步的，所述冷源系統(tǒng)優(yōu)化模型生成確定常溫水冷水機(jī)組和中溫水冷水機(jī)組的能效控制曲線；機(jī)房中央控制主機(jī)根據(jù)制冷機(jī)房的負(fù)荷、冷凍水供水溫度、負(fù)載率、冷卻水進(jìn)水溫度、冷源系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)，并輸入運(yùn)行控制策略，由冷源系統(tǒng)優(yōu)化模型自動(dòng)計(jì)算出冷水機(jī)組、冷凍泵、冷卻泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)及組合，確保冷水機(jī)組能效最優(yōu)，通過收集冷水機(jī)組如額定流量、最小、最大流量、不同冷卻水溫度、冷凍水溫度和負(fù)荷率下的cop值，建立冷水機(jī)組能效優(yōu)化模型。

5、進(jìn)一步的，冷源系統(tǒng)設(shè)備選型完成安裝后，機(jī)房中央控制主機(jī)通過內(nèi)嵌的equest軟件對超高層建筑的采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算，分析建筑逐時(shí)負(fù)荷特性，用于冷源設(shè)備的優(yōu)化選型及運(yùn)行控制策略的進(jìn)一步完善；冷源設(shè)備的優(yōu)化選型及運(yùn)行控制策略的進(jìn)一步完善后，再通過冷源系統(tǒng)優(yōu)化模型讀取建筑逐時(shí)負(fù)荷、設(shè)備變工況性能數(shù)據(jù)、控制策略的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)的溫度、流量、功率運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬計(jì)算，進(jìn)而計(jì)算判斷優(yōu)化后的冷源系統(tǒng)的能耗及能效是否符合要求；如果符合要求，則采用完善后的運(yùn)行控制策略和更換相應(yīng)的優(yōu)化后的冷源設(shè)備，提高制冷機(jī)房的能效比；如果不符合要求，則繼續(xù)匹配新的冷源設(shè)備和運(yùn)行控制策略，迭代計(jì)算，直至冷源系統(tǒng)優(yōu)化模型得到符合要求的冷源設(shè)備和運(yùn)行控制策略。

6、進(jìn)一步的，所述機(jī)房中央控制主機(jī)還可以通過冷源系統(tǒng)優(yōu)化模型對冷源設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化選型、運(yùn)行控制策略優(yōu)化，通過選用不同的優(yōu)化措施，不斷迭代計(jì)算冷源系統(tǒng)能效，直至冷源系統(tǒng)能效比高于能效比目標(biāo)值，形成多個(gè)施工安裝方案，以進(jìn)行施工成本、設(shè)備成本和人力成本的核算，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)下的最優(yōu)方案，形成可調(diào)用數(shù)據(jù)庫，為其他制冷機(jī)房的設(shè)計(jì)和建設(shè)提供數(shù)據(jù)庫支撐。

7、進(jìn)一步的，所述常溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)包括設(shè)置在超高層建筑低、中、高區(qū)域的常溫水冷水機(jī)組、常溫水冷凍泵、常溫水冷卻泵和冷卻塔，冷卻塔采用逆流鼓風(fēng)式冷卻塔，其設(shè)備功率比常規(guī)建筑采用的橫流式冷卻塔功率高約2倍，宜對冷卻塔系統(tǒng)進(jìn)行加大填料面積及風(fēng)系統(tǒng)環(huán)路降阻優(yōu)化，提高節(jié)能效率；常溫水冷水機(jī)組包括第一冷水機(jī)組、第二冷水機(jī)組和第三冷水機(jī)組；常溫水冷凍泵包括第一定頻冷凍泵、第一變頻冷凍泵和第二變頻冷凍泵；常溫水冷卻泵包括末端第一定頻冷卻泵、末端第一變頻冷卻泵和末端第二變頻冷卻泵；所述第一定頻冷凍泵、第一變頻冷凍泵和第二變頻冷凍泵與對應(yīng)的第一冷水機(jī)組、第二冷水機(jī)組、第三冷水機(jī)組相對應(yīng)設(shè)置，并通過對應(yīng)的末端第一定頻冷卻泵、末端第一變頻冷卻泵和末端第二變頻冷卻泵與冷卻塔中的板式換熱器進(jìn)行換熱，再通過常溫風(fēng)機(jī)盤管將冷氣輸送到超高層建筑的各個(gè)服務(wù)區(qū)域。通過常溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)100，根據(jù)機(jī)組特性控制冷機(jī)開啟臺(tái)數(shù)，部分負(fù)荷時(shí)變頻機(jī)組運(yùn)行在40%-80%機(jī)組負(fù)荷率高效區(qū)、定頻機(jī)組運(yùn)行90%-100%的高效區(qū)，達(dá)到節(jié)能效果。

8、進(jìn)一步的，常溫水冷水機(jī)組進(jìn)水溫度測量模塊采集常溫水冷水機(jī)組的進(jìn)水溫度，常溫水冷水機(jī)組水溫測量模塊采集常溫水冷水機(jī)組的出水溫度；常溫水冷凍泵出水水溫測量模塊采集常溫水冷凍泵的出水溫度，冷凍水流量計(jì)算模塊采集常溫水冷凍泵的流量；冷卻水流量計(jì)算模塊采集常溫水冷卻泵的流量；常溫水冷水機(jī)組負(fù)荷計(jì)算模塊分別采集常溫水冷凍泵和常溫水冷水機(jī)組的參數(shù)并進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算；常溫水冷水機(jī)組負(fù)荷優(yōu)化模塊將對應(yīng)超高層建筑低、中、高區(qū)域的常溫水冷水機(jī)組負(fù)荷計(jì)算模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集、優(yōu)化，并將數(shù)據(jù)反饋給對應(yīng)的區(qū)域的常溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)，控制常溫水冷水機(jī)組、常溫水冷凍泵和常溫水冷卻泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)和頻率，保障常溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)的能效比高于能效比目標(biāo)值。

9、進(jìn)一步的，所述中溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)包括設(shè)置在超高層建筑低、中、高區(qū)域的中溫水冷水機(jī)組、中溫水冷凍泵、中溫水冷卻泵和冷卻塔；所述中溫水冷水機(jī)組包括第四冷水機(jī)組、第五冷水機(jī)組和第六冷水機(jī)組；所述中溫水冷凍泵包括第二定頻冷凍泵、第三變頻冷凍泵、第四變頻冷凍泵和接力泵；所述中溫水冷卻泵包括末端第二定頻冷卻泵、末端第三變頻冷卻泵和末端第四變頻冷卻泵；所述第二定頻冷凍泵、第三變頻冷凍泵和第四變頻冷凍泵通過接力泵將冷凍水送入對應(yīng)的第四冷水機(jī)組、第五冷水機(jī)組和第六冷水機(jī)組，再通過末端第二定頻冷卻泵、末端第三變頻冷卻泵和末端第四變頻冷卻泵與冷卻塔中的板式換熱器進(jìn)行換熱，再通過中溫風(fēng)機(jī)盤管將冷氣輸送到超高層建筑的各個(gè)服務(wù)區(qū)域。結(jié)合逐時(shí)室外氣象參數(shù)，在定風(fēng)量、定流量、定供水溫度的工況下，計(jì)算逐時(shí)工況下，各個(gè)型號(hào)中溫盤管的最大制冷能力，以超高層建筑的低、中、高區(qū)為服務(wù)對象，對中溫盤管逐時(shí)最大供冷量進(jìn)行匯總，結(jié)合中溫冷水機(jī)組設(shè)計(jì)冷量，對中溫盤管逐時(shí)實(shí)際供冷量進(jìn)行分配，提高了制冷機(jī)房的能效比，加快了施工安裝進(jìn)度，降低了運(yùn)營成本。

10、進(jìn)一步的，中溫水冷凍泵出水水溫測量模塊采集中溫水冷水機(jī)組的出水溫度；中溫水冷凍泵出水水溫測量模塊采集中溫水冷凍泵的出水溫度；中溫水冷水機(jī)組負(fù)荷優(yōu)化模塊，采集對應(yīng)超高層建筑低、中、高區(qū)域的中溫水冷水機(jī)組負(fù)荷的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行匯集、優(yōu)化，并將數(shù)據(jù)反饋給對應(yīng)的區(qū)域的中溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)，控制中溫水冷水機(jī)組、中溫水冷凍泵和中溫水冷卻泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)和頻率，保障中溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)的能效比高于能效比目標(biāo)值。

11、進(jìn)一步的，超高層建筑各低、中、高區(qū)域?qū)?yīng)的常溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)和中溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)分別控制對應(yīng)的常溫水冷水機(jī)組、常溫水冷凍泵及中溫水冷水機(jī)組、中溫水冷凍泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)及組合；所述常溫水冷卻泵和中溫水冷卻泵通過冷卻泵控制系統(tǒng)來控制運(yùn)行臺(tái)數(shù)及組合；所述冷卻塔包括第一冷卻塔、第二冷卻塔、第三冷卻塔和第四冷卻塔；第一冷卻塔、第二冷卻塔、第三冷卻塔和第四冷卻塔根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)及結(jié)合室外氣象參數(shù)模塊的數(shù)據(jù)、冷卻塔進(jìn)出水溫和冷卻泵進(jìn)水水溫測量模塊所采集的水溫?cái)?shù)據(jù)，傳遞給冷源系統(tǒng)優(yōu)化模型來確定選型和數(shù)量，冷卻塔開啟臺(tái)數(shù)按保證冷卻塔均勻布水的最小流量，通過冷卻塔控制系統(tǒng)進(jìn)行控制；冷卻塔風(fēng)機(jī)的頻率根據(jù)冷卻塔的出水溫度進(jìn)行選型；最后通過綜合能耗模擬計(jì)算模塊對綜合能耗、施工成本、設(shè)備成本和人力成本進(jìn)行核算，并傳送到機(jī)房中央控制主機(jī)進(jìn)行制冷機(jī)房的全年能效比計(jì)算。

12、有益效果：本發(fā)明通過常溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)和中溫水冷水機(jī)組控制系統(tǒng)、雙溫負(fù)荷特性分析模塊和室外氣象參數(shù)模塊來根據(jù)建筑功能、負(fù)荷特點(diǎn)和項(xiàng)目定位等因素實(shí)現(xiàn)高效機(jī)房冷源系統(tǒng)全年能效比設(shè)計(jì)目標(biāo)值，然后通過目標(biāo)分解，進(jìn)行冷源設(shè)備選型，同時(shí)對各分項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證優(yōu)化，在全壽命周期成本最低的原則下，完善施工方案；同時(shí)通過數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，為研發(fā)、采購、施工和成本核算提供了理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐，大大縮短了設(shè)計(jì)和施工周期，為建筑機(jī)電設(shè)計(jì)、安裝和施工提供了數(shù)據(jù)化智能應(yīng)用，為傳統(tǒng)建筑行業(yè)制冷系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)提供了依據(jù)。