冰水主机的冰水温度动态调整方法

摘要

本发明公开了一种冰水主机的冰水温度动态调整方法，应用于空调系统冰水主机的动态调整控制冰水温度设定，利用控制装置和控制运算流程依冰水主机或空调负载的变化，动态调整冰水温度设定，以提高冰水主机和其空调系统的运转效率，本发明所述的冰水主机动态调整冰水温度设定方法，为依据冰水主机的冷却负载率或空调区内温度变化，动态调整冰水温度设定，本方法应用于冰水主机或群组部分负载运转时，可动态调整冰水温度设定值，使提升整体冰水主机、群组和空调系统的运转效率。

说明书

技术领域

本发明关于冰水主机或空调负载变化的动态冰水温度控制方法，特别为一种应用于空调系统冰水主机的动态调整冰水温度设定的控制方法。

背景技术

现有冰水主机的冰水温度控制方式有二种方法：一为冰水器出水温度控制，利用压缩机无段式容量调整功能，如0～100％容量调整，依固定冰水主机的冰水出水温度设定值反应空调负载变化，进行冰水主机运转容量调整；另一为冰水器回水温度控制，利用压缩机有段式容量调整功能，如0％、25％、50％、75％、100％四段式容量调整，依固定冰水主机的冰水回水温度设定值和温度差设定值，在空调负载变化反应的冰水回水温度变化特性，进行冰水主机运转容量调整。上述二种冰水温度设定方法，均采用固定的冰水温度设定值进行冰水主机的容量调整，未具有动态调整冰水温度设定值的功能。

参考冰水主机测试标准CNS12575和ARI550/590中部分负载性能测试方法，其中负载运转于25％、50％、75％容量所占比例分别为42％、45％、12％，合计为99％，可见现有冰水主机长期运转于部分负载条件下。在越低的部分负载条件下，越高的冰水温度即可满足空调终端设备如空调箱、送风机等的负载需求，现有冰水主机的冰水温度无法提供动态调整冰水温度设定值的功能，将使冰水主机在部分负载下运转时无法调高温度设定值，致使无法有效适时提高冰水主机或群组的运转效率。

由此可见，上述现有方式仍有诸多缺失，实非良好的设计，而亟待加以改良。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种结合冰水主机或空调负载变化的动态冰水温度设定，应用于冰水主机的冰水温度设定，提供动态调整的功能，使冰水主机或冰水主机群组在部分负载运转时，可动态调整冰水温度设定值，使提升整体冰水主机、群组和空调系统的运转效率。

达成上述发明目的的结合冰水主机或空调负载变化的动态冰水温度设定功能，冰水主机或群组动态调整冰水温度设定方法，为依据冰水主机的冷却负载率或空调区内温度变化，动态调整冰水温度设定。本方法应用于冰水主机或冰水主机群组部分负载运转时，可动态调整冰水温度设定值，使提升整体冰水主机、群组和空调系统的运转效率。

为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种冰水主机的冰水温度动态调整方法，利用控制装置和控制运算流程依冰水主机或空调的负载变化，动态调整冰水温度设定；其方法包含有二：第一方法为依空调区负载温度变化，动态调整冰水温度设定方式；第二方法为依冰水主机负载率，动态调整冰水温度设定方式。

本发明所提供的一种结合冰水主机或空调负载变化的动态冰水温度控制方法，与其它现有技术相互比较时，更具备下列优点：

1、本发明提供一种简单的控制装置和控制运算流程，依冰水主机或冰水主机群组的负载率变化，动态调整冰水温度设定，以提高冰水主机和其空调系统的运转效率。

2、本发明提供一种结合冰水主机负载变化率的动态冰水温度设定，应用于冰水主机的冰水温度设定，提供动态调整冰水温度设定的功能。

3、本发明提供冰水主机或冰水主机群组于部分负载运转时段的节能运转方法，具动态调整冰水主机的冰水温度设定值，在负载越小时重设较高的冰水温度，使冰水主机或冰水主机群组在较高效率条件下运转。

4、本发明提供空调区内温度变化，具动态调整冰水温度设定功能，在空调区负载越小时重设较高的冰水温度，使冰水主机在较高效率条件下运转。

5、本发明具提升冰水主机或群组于空调部分负载时运转效率的功能。

附图说明

图1为本发明第一实施例的控制架构图；

图2为本发明第一实施例的操作流程图；

图3为本发明第二实施例的控制架构图；

图4为本发明第二实施例的操作流程图；

图5为本发明第二实施例的第一方法流程图；

图6为本发明第二实施例的第二方法流程图；

图7为本发明第二实施例的第三方法流程图；

图8为本发明第二实施例的第四方法流程图；

附图标记：1、空调区空调设备；2、冰水主机；3、控制装置；4、控制装置；5、供应电源端；6、冰水供给回路；7、冰水主机冰水进水温度；8、冰水主机冰水出水温度；9、供应电源线路；11、输入界面输入设定参数；12、输入界面输入设定参数；13、冰水温度新设定值输入参数；21、空调区参考基准点量测温度撷取装置；22、冰水主机运转电流撷取装置；23、冰水主机运转耗电量撷取装置；24、冰水主机冰水进水温度撷取装置；25、冰水主机冰水出水温度撷取装置；26、冰水主机冰水流量撷取装置；27、冰水主机运转制冷能力撷取装置；28、量测参数撷取装置(1)；29、量测参数撷取装置(2)；31、空调区参考基准点温度传感器；32、冰水主机电力量测点；34、冰水主机冰水进水温度量测点；35、冰水主机冰水出水温度量测点；36、冰水主机冰水流量量测点；40、空调区；51、输入界面输入设定参数方块；52、空调区温度量测参数方块；53、控制装置方块；54、空调区温度平均值计算方程式方块；55、冰水温度重设值计算方程式方块；56、冰水温度重设值输出方块；57、冰水主机新冰水温度设定方块；61、输入界面输入设定参数群组方块；62、量测参数群组输入方块；63、冰水主机参数信息撷取装置方块；64、控制装置方块；65、最大调整冰水温度设定差值计算方程式方块；66、冰水主机负载率计算方程式方块；67、冰水主机平均负载率计算方程式方块；68、冰水温度重设值计算方程式方块；69、冰水温度重设值输出方块；70、新冰水温度设定方块；161、输入界面输入设定参数群组方块；162、量测参数群组输入方块；166、冰水主机负载率计算方程式方块；261、输入界面输入设定参数群组方块；262、量测参数群组输入方块；266、冰水主机负载率计算方程式方块；361、输入界面输入设定参数群组方块；362、量测参数群组输入方块；366、冰水主机负载率计算方程式方块；461、输入界面输入设定参数群组方块；462、量测参数群组输入方块；466、冰水主机负载率计算方程式方块；

符号说明：T_room空调区参考基准点量测温度[℃]；T_room，set空调区温度预设定值[℃]；T_set(0)冰水主机冰水温度初始设定值[℃]；T_room，ave空调区平均值温度计算值[℃]；T_set(i)第i次温度设定值[℃]；T_set(i+1)第(i+1)次温度设定值[℃]；T_set，new冰水温度重新设定值[℃]；T_chi冰水主机冰水进水温度[℃]；T_cho冰水主机冰水出水温度[℃]；I_ch冰水主机运转电流[A]；I_f冰水主机满载运转电流[A]；P_ch冰水主机运转耗电量[kW]；Q_e冰水主机运转制冷能力[kW]；Q_ef冰水主机满载制冷能力[kW]；P_f冰水主机满载运转耗电量[kW]；F_ch冰水主机冰水流量[LPM]；T_set冰水温度设定值[℃]；DT_ch，f冰水主机满载冰水进出水温度差设定值[℃]；T_set，max最小负载率的最高冰水温度设定值[℃]；T_set，min最大负载率的最低冰水温度设定值[℃]；DT最大调整冰水温度设定差值[℃]；PLF冰水主机负载率；PLF_ave冰水主机平均负载率；K_T、K_P系数。

具体实施方式

本发明提供一种结合冰水主机或空调负载变化的动态冰水温度控制方法，利用控制装置和控制运算流程依冰水主机或空调的负载变化，动态调整冰水温度设定，利用空调区负载温度变化或冰水主机负载率，动态调整冰水温度设定；其动态调整冰水温度设定包含有冰水主机或群组的冰水回水温度设定和出水温度设定。本发明所述冰水主机的动态冰水温度控制方法适用于冰水主机和冰水主机群组，动态调整冰水温度设定包含冰水回水温度设定和出水温度设定。实施方式请参阅下列图例说明。

请参阅图1所示，为本发明空调负载变化动态调整冰水温度控制架构图。空调冰水系统是由冰水主机2制造冰水，供给空调区空调设备1，以调节空调区40内的温度需求。冰水冷源由冰水主机2供给，冰水主机2将空调区空调设备1流回的较高温冰水主机冰水进水温度7，冷却降温至冰水主机冰水出水温度8，再供应至空调区空调设备1，使构成冰水供给回路6。控制装置3的输入端有输入界面输入设定参数11和空调区参考基准点量测温度撷取装置21；输入界面输入设定参数11为空调区温度预设定值和冰水主机冰水温度初始设定值，空调区参考基准点量测温度撷取装置21通过空调区参考基准点温度传感器31撷取空调区内参考基准点温度，做为空调负载变化条件，动态调整冰水温度设定。

请参阅图2所示，为本发明空调负载变化动态调整冰水温度操作流程图。包含有输入界面输入设定参数方块51、空调区温度量测参数方块52、控制装置方块53和冰水主机新冰水温度设定方块57组成控制运算流程。控制装置方块53依据空调区温度量测参数方块52所量测获得的参数，和输入界面输入设定参数方块51所输入的设定参数值进行运算，运算结果将获得冰水温度新设定值输出予冰水主机新冰水温度设定方块57，重新设定冰水主机的冰水温度重新设定值T_set，new，使冰水主机或群组具有依据空调区负载温度变化，动态调整冰水温度设定的功能。

由输入界面输入设定参数方块51所输入设定参数为空调区温度预设定值T_room，set和冰水主机或群组的冰水温度初始设定值T_set(0)。空调区温度量测参数方块52所量测的参数为空调区参考基准点量测温度T_room，基准点可为多点量测温度的平均值。

控制装置方块53的控制运算流程依序包含有空调区温度平均值计算方程式方块54、冰水温度重设值计算方程式方块55和冰水温度重设值输出方块56，并将运算结果输出至冰水主机新冰水温度设定方块70，使冰水主机或群组获得冰水温度重新设定值输出。其中空调区温度平均值计算方程式方块54的方程式为：

$T_{\mathrm{room},\mathrm{ave}}=\underset{n=1}{\overset{m}{\Sigma }}\frac{T_{\mathrm{room},n}}{m}$

方程式中T_room，n为空调区参考基准点的量测温度值，空调区平均值温度计算值T_room，ave的计算为在一设定时间内量测m笔温度值T_room，n，取其平均值以获得空调区参考基准点的平均温度值T_room，ave，做为冰水温度重新设定值T_set，new的计算参数。

冰水温度重设值计算方程式方块55的方程式为：

T_set(t+1)＝K_T[T_room，set-T_room，ave]+T_set(t)

依据空调区参考基准点平均温度值T_room，ave和空调区温度预设定值T_room，set的差值和比例系数K_T，做为冰水温度设定动态调整幅度，依上一次的温度设定值T_set(i)为基础，获得新的冰水温度设定值T_set(i+1)。冰水温度重设值输出方块56接受冰水温度重设值计算方程式方块55所获得的冰水温度设定值T_set(i+1)重新定义冰水温度重新设定值T_set，new予冰水主机。

请参阅图3所示，为本发明冰水主机负载变化动态调整冰水温度控制架构图。空调冰水系统是由冰水主机2制造冰水，供给空调区空调设备1，以调节空调区40内的温度需求。冰水冷源由冰水主机2供给，冰水主机2将空调区空调设备1流回的较高温冰水主机冰水进水温度7，冷却降温至冰水主机冰水出水温度8，再供应至空调区空调设备1，使构成冰水供给回路6。控制装置3的输入端有输入界面输入设定参数12和量测参数撷取装置。输入界面输入设定参数12输入的参数包含有最小负载率的最高冰水温度设定值T_set，max、最大负载率的最低冰水温度设定值T_set，min、冰水主机满载运转电流I_f、冰水主机满载运转耗电量P_f、冰水主机满载制冷能力Q_ef和冰水主机满载冰水进出水温差值DT_ch，f。量测参数撷取装置群组包含有冰水侧量测参数撷取装置(1)28和电源侧量测参数撷取装置(2)29。其中冰水侧量测参数撷取装置(1)28的参数量测点撷取装置分别有：冰水主机冰水进水温度量测点34和冰水主机冰水进水温度撷取装置24、冰水主机冰水出水温度量测点35和冰水主机冰水出水温度撷取装置25、冰水主机冰水流量量测点36和冰水主机冰水流量撷取装置26，以及冰水主机运转制冷能力撷取装置27。冰水主机运转制冷能力撷取装置27的撷取量测点有冰水主机冰水进水温度量测点34、冰水主机冰水出水温度量测点35和冰水主机冰水流量量测点36三项参数量测点。其中电源侧量测参数撷取装置(2)29的撷取装置有冰水主机运转电流撷取装置22和冰水主机运转耗电量撷取装置23；参数量测点为冰水主机电力量测点32。冰水主机2由供应电源端5经由供应电源线路9供给电源。控制装置4通过量测参数撷取装置(1)28、量测参数撷取装置(2)29撷取的量测参数，和输入界面输入设定参数12进行运算，运算结果将获得冰水温度新设定值输入参数13输出予冰水主机2，使冰水主机2具有依据冰水主机2的负载率变化，动态调整冰水温度设定的功能。

请参阅图4所示为本发明冰水主机负载变化动态调整冰水温度操作流程图。包含有输入界面输入设定参数群组方块61、量测参数群组输入方块62、冰水主机参数信息撷取装置方块63、控制装置方块64和新冰水温度设定方块70组成控制运算流程。控制装置方块64通过冰水主机参数信息撷取装置方块63撷取量测参数，和输入界面输入设定参数群组方块61所获得的参数值进行运算，运算结果将获得冰水温度新设定值输出予新冰水温度设定方块70，重新设定冰水主机的冰水温度重新设定值T_set，new，使冰水主机具有依据冰水主机负载率变化，动态调整冰水温度设定的功能。

输入界面输入设定参数群组方块61所输入设定参数包含有最小负载率的最高冰水温度设定值T_set，max、最大负载率的最低冰水温度设定值T_set，min和做为负载率计算的冰水主机满载运转电流I_f、冰水主机满载运转耗电量P_f、冰水主机满载制冷能力Q_ef和冰水主机满载冰水进出水温度差设定值DT_ch，f。量测参数群组输入方块62所量测的参数包含有冰水主机运转电流I_ch、冰水主机运转耗电量P_ch、冰水主机冰水进水温度T_chi、冰水主机冰水出水温度T_cho、冰水主机冰水流量F_ch、冰水主机运转制冷能力Q_e。冰水主机参数信息撷取装置方块63可撷取电流、电压、电量、温度、水流量或制冷能力等信息提供控制装置方块64做各方块流程运算。

控制装置方块64通过冰水主机参数信息撷取装置方块63撷取量测参数，和输入界面输入设定参数值进行运算，其控制运算流程依序包含有最大调整冰水温度设定差值计算方程式方块65、冰水主机负载率计算方程式方块66、冰水主机平均负载率计算方程式方块67、冰水温度重设值计算方程式方块68和冰水温度重设值输出方块69，并将运算结果输出至新冰水温度设定方块70，使冰水主机或群组获得冰水温度重新设定值输出。其中最大调整冰水温度设定差值计算方程式方块65的方程式为：

DT＝T_set，max-T_set，min

其最大调整冰水温度设定差值DT为输入界面输入设定参数群组中，最小负载率的最高冰水温度设定值T_set，max和最大负载率的最低冰水温度设定值T_set，min二者的温度差值。

冰水主机负载率计算方程式方块66的方程式为：

$\mathrm{PLF}=\frac{I_{\mathrm{ch}}}{I_f}=\frac{P_{\mathrm{ch}}}{P_f}=\frac{Q_e}{Q_{\mathrm{ef}}}=\frac{T_{\mathrm{cho}}-T_{\mathrm{chi}}}{{\mathrm{DT}}_{\mathrm{ch},f}}$

其冰水主机负载率PLF的获得有四种方法，分别可由冰水主机的运转电流值I_ch、运转耗电量P_ch、运转制冷能力Q_e和冰水主机的冰水进出水温度差值(T_cho-T_chi)，和其满载运转时所需的满载运转电流值I_f、满载运转耗电量P_f、满载制冷能力Q_ef和冰水主机满载冰水进出水温度差设定值DT_ch，f的比值获得。

冰水主机平均负载率计算方程式方块67的方程式为：

${\mathrm{PLF}}_{\mathrm{ave}}=\underset{n=1}{\overset{m}{\Sigma }}\frac{{\mathrm{PLF}}_n}{m}$

其冰水主机平均负载率PLF_ave为在设定时间内计算m笔冰水主机负载率PLF数据，取其平均值以获得平均负载率，做为冰水温度重设值计算方程式方块68中冰水温度设定值T_set的计算参数。

冰水温度重设值计算方程式方块68的方程式为：

$T_{\mathrm{set}}=K_P\left[\frac{100-{\mathrm{PLF}}_{\mathrm{ave}}}{100}\right]\mathrm{DT}+T_{\mathrm{set},\min }$

冰水温度设定值T_set是依据冰水主机平均负载率PLF_ave、最大调整冰水温度设定差值DT和比例系数K_P，做为冰水温度设定动态调整幅度，以获得新的冰水温度设定值。冰水温度重设值输出方块69接受冰水温度重设值计算方程式方块68所获得的冰水温度设定值T_set重新定义冰水温度重新设定值T_set，new予冰水主机。

请参阅图5～图8为本发明冰水主机负载变化动态调整冰水温度的四种获得负载率PLF方法流程图，依第四图执行流程，各负载率PLF获得方法，为分别简化第四图中的输入界面输入设定参数群组方块61、量测参数群组输入方块62和冰水主机负载率计算方程式方块66等三个流程方块。

请参阅图5所示为本发明冰水主机负载变化动态调整冰水温度第一方法流程图。其中负载率PLF获得方法为冰水主机运转电流I_ch和冰水主机满载运转电流I_f的比值，如冰水主机负载率计算方程式方块166。在输入界面输入设定参数群组方块161的输入参数有最小负载率的最高冰水温度设定值T_set，max、最大负载率的最低冰水温度设定值T_set，min和冰水主机满载运转电流I_f；在量测参数群组输入方块162的量测参数为冰水主机运转电流I_ch。

请参阅图6所示为本发明冰水主机负载变化动态调整冰水温度第二方法流程图。其中负载率PLF获得方法为冰水主机运转耗电量P_ch和冰水主机满载运转耗电量P_f的比值，如冰水主机负载率计算方程式方块266。在输入界面输入设定参数群组方块261的输入参数有最小负载率的最高冰水温度设定值T_set，max、最大负载率的最低冰水温度设定值T_set，min和冰水主机满载运转耗电量P_f；在量测参数群组输入方块262的量测参数为冰水主机运转耗电量P_ch。

请参阅图7所示为本发明冰水主机负载变化动态调整冰水温度第三方法流程图。其中负载率PLF获得方法为冰水主机运转制冷能力Q_e和冰水主机满载运转制冷能力Q_ef的比值，如冰水主机负载率计算方程式方块366。在输入界面输入设定参数群组方块361的输入参数有最小负载率的最高冰水温度设定值T_set，max、最大负载率的最低冰水温度设定值T_set，min和冰水主机满载运转制冷能力Q_ef；在量测参数群组输入方块362的量测参数为冰水主机运转制冷能力Q_e。其中冰水主机运转制冷能力Q_e通过量测参数获得方法有二：第一方法为由冰水主机运转制冷能力撷取装置，如热流量计等直接获得；第二方法的量测参数有冰水主机冰水进水温度T_chi、冰水主机冰水出水温度T_cho和冰水主机冰水流量F_ch，利用三项参数计算获得冰水主机运转制冷能力Q_e。

请参阅图8所示为本发明冰水主机负载变化动态调整冰水温度第四方法流程图。其中负载率PLF获得方法为使用冰水主机运转时的冰水进出水温度差值(T_cho-T_chi)和冰水主机满载冰水进出水温度差设定值DT_ch，f的比值，如冰水主机负载率计算方程式方块466。在输入界面输入设定参数群组方块461的输入参数有最小负载率的最高冰水温度设定值T_set，max、最大负载率的最低冰水温度设定值T_set，min和冰水主机满载冰水进出水温度差设定值DT_ch，f；在量测参数群组输入方块462的量测参数有冰水主机冰水进水温度T_chi和冰水主机冰水出水温度T_cho。

上列详细说明乃针对本发明的可行实施例进行具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明的等效实施或变更，均应包含于本发明的专利范围中。