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UPPC®超高效節能算法

對於相同的系統內製冷負荷要求,冷凍機房系統可以有不同的滿足方法。其既可以採用較低的冷凍水供水溫度及較小的冷凍水流量(此時冷水機組的能耗較高,但冷凍水泵的能耗較低),也可以採用較高的冷凍水供水溫度和較大的冷凍水流量(此時冷水機組的能耗較低,但冷凍水泵的能耗較高)。同樣,對於相同的冷水機組出力要求,可以選擇較高的冷卻水流量使冷水機組工作在較低的冷凝壓力下而使能耗較低;或者相反,採用較低的冷卻水流量使冷水機組能耗較高而冷卻水泵能耗較低的工作方式。當多台冷水機組並聯運行時,將有更多的選擇可能。相同的製冷負荷要求可以用較多的冷水機組同時工作,而每台工作在較低負荷下來滿足負荷需求,也可以用較少的冷水機組同時工作,而每台冷水機組工作在接近滿負荷狀態來滿足。冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔之間也可以不按照負荷需求“一一對應”的方式進行工作。

UPPC®系統的控制原理是對冷凍機房內的全部設備,包括冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔以及水力管網,建立性能模型,並應用計算機聯合計算求解出冷凍機房的最低總能耗,然後進行尋優控制來找出各設備實現機房最低能耗的運行工況,並對其進行主動式控製而非傳統的被動式反饋控制。 UPPC®節能控制系統能夠充分利用冷水機組在部分負荷下的高效率優勢(對離心式和螺桿式冷水機組其最高效率點往往並非在100%負荷時,而是在某個部分負荷工況下),根據當前系統的實時負荷需求,運行不同的台數組合。同時,主動控制水泵和冷卻塔,使系統的綜合效率趨於最佳,即冷凍機房能耗最低。

在具體的控制策略中,首先根據冷凍機房內各設備的特性建立各自的能耗數學模型,在此基礎上建立整個冷凍機房的能量平衡及能耗數學模型。在系統運行時,控制計算機以一定的時間間隔測量製冷負荷的實時值,並據此進行各能耗數學模型的聯合求解和尋優計算,找出能夠滿足此製冷負荷、且整個冷凍機房總能耗最低(即整體效率最高)的工作狀態。在此基礎上,控制計算機確定各受控變量的設定值並將之傳送到對應的PLC中,再由PLC控制各台設備的運行狀態,使得整個冷凍機房運行在效率最高的狀態下。尋優算法中所涉及到的數學模型有:冷水機組能耗模型、冷卻水泵能耗模型、冷凍水泵能耗模型、冷卻塔性能模型以及管網水力模型。