[发明专利]一种多冷水机组联合运行的海水冷却系统节能群控方法

说明书

技术领域

本发明一种多台冷水机组联合运行的海水冷却系统节能群控方法，属于智能 船用海水冷却方法技术领域。

背景技术

作为船舶最常见的集中冷却形式，间冷式氟利昂冷水机组分别与海水及淡水 进行热交换来降低舱内温度，见图1。但由于舱室内的冷负荷波动很大，单台冷 水机组的配置(机组按最大冷负荷选型)在系统负荷偏离设计值过大(低制冷 工况)时，冷却系统处于低效率运行。因此，针对高负荷工况、低负荷工况进行 双冷水机组配置，使得系统在大部分工况下都具有较高运行效率是目前船舶海水 冷却系统的发展方向，见图2。以往的多机组控制策略多采用以冷负荷来控制冷 水机组的起停，一般负荷需求接近一台机组满功率冷量输出时才考虑加载新的机 组。但是单台冷水机组的最佳性能指数一般不出现在满负荷时，因此存在着多机 组分摊负荷需求较单机组独立承担更省电的节能空间。

1984年，R.J.Hankner，et al.在其“HVAC system dynamics and energy use in buildings-Part I”的研究中提出采用等平均的方法控制冷水机组的出 力，即单台冷水机组出力等于总的冷负荷需求乘以负荷率，负荷率是指每台冷水 机组的容量与各台容量总和的商，该控制策略简单易行，但不能达到能效最优。

2004年，Y.Yao，et al.在其“Optimal operationof a large cooling system based on an empirical model”的研究中，综合考虑了冷冻水泵的变频节能运 行，提出以系统性能指数(SCOP)值最大化为控制目标，从而得出冷水机组的最 优控制策略。但是该策略决策过程复杂，采用的二次规划方法在低负荷工况下不 易收敛。

2008年，杨通清等在其“基于冷水机组优化控制的节能控制策略”的研究 中通过多机组加载试验，探索了多台冷水机组在不同需求工况下基于单机COP最 优的加载点，但是并未明确表述冷却系统是否达到整体用能最优。

现有发明(200810182566.5)船用中央空调制冷装置提出了一种船用中央空 调制冷装置，其目的在于提供之中制冷性能稳定、抗腐蚀的船用中央空调制冷装 置，并未涉及如何优化系统能效。

现有发明(201210125509.X)一种中央空调冷冻机组群控方法提出通过热量 控制这一对冷水机组群控的算法，有效使冷水机组运行在更加经济节能的状态下， 达到延长设备寿命和降低能耗的目的。其算法中并未明确冷水机组开启台数的划 分条件，即总设计负荷0％、20％、38％、55％、70％，由何种方式确定。因此， 如此划分可以使得冷水机组运行在更加经济节能的状态的说法缺乏依据。

现有发明(201510819296.4)一种基于全局关联优化的机房群控装置及其控 制方法提出了一种基于全局关联优化的机房群控装置，包括中央群控装置、水泵 控制装置、冷却塔控制装置、冷水机组通讯装置和空气处理机组控制装置；所述 水泵控制装置、冷却塔控制装置、冷水机组通讯装置和空气处理机组控制装置均 与中央群控装置连接；所述中央群控装置内置工业计算机、工业交换机和中央处 理器；所述水泵控制装置内置第一控制器和第一智能电表；所述冷却塔控制装置 内置第二控制器和第二智能电表；所述空气处理机组控制装置内置第三控制器和 第三智能电表；所述冷水机组通讯装置内置建筑能源协议网关；冷水机组通讯装 置连接冷水机组控制装置，冷水机组控制装置包括第四控制器。其核心是提出了 群控系统的架构与组成，并未描述如何进行关联优化的具体措施。

现有发明(201610013560.X)一种冷水机组的群控方法及系统提出了本发明 提供了一种冷水机组的群控方法及系统，其中所述方法包括：采集当前运行的冷 水机组对应的冷负荷量；将采集的所述冷负荷量与预先设定的冷负荷量进行对比； 当采集的所述冷负荷量与所述预先设定的冷负荷量满足预设条件时，对所述当前 运行的冷水机组进行加载或者减载操作其核心是提出了群控系统的架构与组成， 并未描述预设条件的生成方法。

现有发明(20161010953.4)空调群控系统的控制方法及装置公开了一种空 调系统及其控制方法和装置。该空调系统包括多个空调主机，该空调系统的控制 方法包括：计算空调系统所需的能耗功率；根据空调系统所需的能耗功率确定需 要启动的空调主机的数量；控制确定数量的多个空调主机同时开启。该发明未描 述其进行多空调主机增、减机群控时，负载阈值的确定方法与节能表现之间的关 联关系。