本發(fā)明涉及冷卻塔出水水質(zhì)監(jiān)控，尤其涉及一種中央空調(diào)冷卻塔出水智能監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、冷卻塔作為中央空調(diào)的核心組件之一，負責散熱，確保中央空調(diào)的正常運行。冷卻塔的水循環(huán)系統(tǒng)涉及到大量的水資源，并且通常會暴露在外部環(huán)境中，受到外部污染物質(zhì)的影響，因此出水水質(zhì)的管理顯得尤為重要。冷卻塔的出水水質(zhì)直接影響設備的運行效率、系統(tǒng)的節(jié)能效果、以及對環(huán)境的影響。如果冷卻塔的出水水質(zhì)未經(jīng)過適當監(jiān)控和處理，可能會導致水中的有害物質(zhì)（如細菌、藻類、重金屬等）流入自然水體，對生態(tài)環(huán)境造成污染。此外，冷卻塔的排水管道如果排放未經(jīng)處理的水質(zhì)，也會對附近的水體產(chǎn)生負面影響。當前，許多冷卻塔依舊在水質(zhì)監(jiān)控方面存在不足，缺乏智能化的監(jiān)控和及時的預警機制。為了提升冷卻塔系統(tǒng)的穩(wěn)定性、效率以及環(huán)境保護水平，引入先進的冷卻塔出水水質(zhì)監(jiān)控已經(jīng)成為亟待解決的課題。通過有效的出水水質(zhì)監(jiān)控，能夠確保冷卻塔高效、環(huán)保、安全、經(jīng)濟地運行，是現(xiàn)代空調(diào)系統(tǒng)管理和建筑運營中不可或缺的核心技術(shù)之一。

2、現(xiàn)有的中央空調(diào)冷卻塔出水監(jiān)控通過實時監(jiān)測冷卻塔的出水溫度、流量和壓力等基本參數(shù)，以確保中央空調(diào)能夠高效地進行熱交換，并保持穩(wěn)定運行。與基礎的溫度、流量、壓力監(jiān)控相比，水質(zhì)監(jiān)控則更加復雜且重要，因為水質(zhì)的變化可能會影響到冷卻塔的長期運行、能源消耗、以及中央空調(diào)的健康。出水水質(zhì)監(jiān)控則通過多種傳感器（如ph、渾濁度、溶解氧、電導率等）實現(xiàn)水質(zhì)的實時監(jiān)測，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和自動化控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控、預警和智能優(yōu)化。

3、例如公告號為：cn114370696b的發(fā)明專利公告的基于d-s證據(jù)理論的中央空調(diào)冷卻塔出水溫度控制方法，包括：采集中央空調(diào)系統(tǒng)運行過程中不同類型的傳感器參數(shù)，并作為反映冷卻塔出水溫度的原始樣本數(shù)據(jù)；對原始樣本數(shù)據(jù)進行預處理和主成分分析、相關(guān)性分析后獲得輸入數(shù)據(jù)集，輸入至各個智能預測算法中進行訓練，得到多個對應的冷卻塔出水溫度預測模型；采用d-s證據(jù)理論對多個冷卻塔出水溫度預測模型的預測結(jié)果進行權(quán)重提取和融合，獲得最終的冷卻塔出水溫度預測值；將冷卻塔出水溫度預測值與設定的冷卻塔出水溫度值進行比較，若不一致，則以冷卻水系統(tǒng)能耗為目標函數(shù)，設置約束條件，并采用智能尋優(yōu)算法求解獲得能耗最優(yōu)的冷卻水泵和冷卻塔風機的運行頻率組合。

4、例如公告號為：cn104089362b的發(fā)明專利公告的一種中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)冷卻效率極大化方法及控制裝置，包括：信息采集模塊、冷卻水泵控制柜和冷卻塔控制柜分別通過信號線與主控制器雙向連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞與信號控制；冷卻水泵控制柜包括冷卻水泵智能控制器，且冷卻水泵智能控制器上設有通訊端口；冷卻塔控制柜包括冷卻塔智能控制器，且冷卻塔智能控制器上設有通訊端口。根據(jù)不同負荷、不同室外濕球溫度下的最佳冷凝溫度對冷卻水系統(tǒng)進行動態(tài)調(diào)節(jié)。

5、但本技術(shù)在實現(xiàn)本技術(shù)實施例中發(fā)明技術(shù)方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題：

6、冷卻塔通過降溫過程將水溫降低，如果冷卻塔運行不穩(wěn)定或效率低下，水溫可能無法得到充分控制，這將影響冷卻系統(tǒng)的整體效能，同時也可能導致水質(zhì)問題，如水中的溶解氧量減少。同時，由于冷卻塔經(jīng)常暴露于空氣中，水體可能會受到細菌、藻類的污染。細菌和藻類的繁殖會加速水質(zhì)惡化，不僅降低冷卻塔的效率，還可能引發(fā)健康隱患。

7、還需要考慮的是，若沒有有效的水質(zhì)管理依據(jù)，冷卻塔可能需要頻繁排水、補充水源，造成水資源浪費，存在中央空調(diào)冷卻塔出水智能監(jiān)控過程中對出水水質(zhì)管理時未考慮水質(zhì)與運行之間相互作用的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實施例通過提供一種中央空調(diào)冷卻塔出水智能監(jiān)控系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在中央空調(diào)冷卻塔出水智能監(jiān)控過程中對出水水質(zhì)管理時未考慮水質(zhì)與運行之間相互作用的問題，實現(xiàn)了更高效的進行中央空調(diào)冷卻塔出水智能監(jiān)控過程中的出水水質(zhì)管理。

2、本技術(shù)實施例提供了一種中央空調(diào)冷卻塔出水智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括：運行波動分析模塊、出水水質(zhì)監(jiān)測模塊和水質(zhì)排補優(yōu)化模塊；運行波動分析模塊用于對中央空調(diào)冷卻塔的運行效率進行波動分析，基于波動分析的結(jié)果進行中央空調(diào)冷卻塔出水流量調(diào)節(jié)和出水水質(zhì)數(shù)據(jù)的采集；出水水質(zhì)監(jiān)測模塊用于基于出水水質(zhì)數(shù)據(jù)對中央空調(diào)冷卻塔出水進行水質(zhì)監(jiān)測，得到水質(zhì)警戒分析結(jié)果；水質(zhì)排補優(yōu)化模塊用于結(jié)合水質(zhì)警戒分析結(jié)果對中央空調(diào)冷卻塔出水水質(zhì)進行出水水質(zhì)排補優(yōu)化，出水水質(zhì)排補優(yōu)化表示基于水質(zhì)警戒分析結(jié)果進行出水排補以提高中央空調(diào)冷卻塔出水水質(zhì)。

3、進一步的，對中央空調(diào)冷卻塔的運行效率進行波動分析，具體步驟如下：獲取預設運行效率波動監(jiān)測時間間隔內(nèi)的環(huán)境干擾量化數(shù)據(jù)和冷卻塔運行量化數(shù)據(jù)，環(huán)境干擾量化數(shù)據(jù)包括運行環(huán)境濕度、運行環(huán)境溫度以及運行環(huán)境風速，冷卻塔運行量化數(shù)據(jù)包括冷卻塔出水流量、冷卻塔出水溫度以及冷卻塔風機功率；對環(huán)境干擾量化數(shù)據(jù)和冷卻塔運行量化數(shù)據(jù)分別進行統(tǒng)計分析得到平均環(huán)境干擾數(shù)據(jù)和冷卻塔平均運行數(shù)據(jù)，平均環(huán)境干擾數(shù)據(jù)包括平均運行環(huán)境濕度、平均運行環(huán)境溫度以及平均運行環(huán)境風速，冷卻塔平均運行數(shù)據(jù)包括平均出水流量、平均出水溫度以及平均風機功率，冷卻塔運行量化數(shù)據(jù)和冷卻塔平均運行數(shù)據(jù)均經(jīng)過去單位化處理；將平均運行環(huán)境濕度占比結(jié)果和冷卻塔出水流量差異分析結(jié)果進行濕度-水流量交互處理得到水流量波動系數(shù)，濕度-水流量交互處理用于描述平均運行環(huán)境濕度占比結(jié)果和冷卻塔出水流量差異分析結(jié)果之間的相互作用；將平均運行環(huán)境溫度占比結(jié)果和冷卻塔出水溫度差異分析結(jié)果進行溫度-水溫交互處理得到溫度波動系數(shù)，溫度-水溫交互處理用于描述平均運行環(huán)境溫度占比結(jié)果和冷卻塔出水溫度差異分析結(jié)果之間的相互作用；將平均運行環(huán)境風速占比結(jié)果和冷卻塔風機功率差異分析結(jié)果進行風速-風機功率交互處理得到風機功率波動系數(shù)，風速-風機功率交互處理用于描述平均運行環(huán)境風速占比結(jié)果和冷卻塔風機功率差異分析結(jié)果之間的相互作用；將水流量波動系數(shù)、溫度波動系數(shù)、風機功率波動系數(shù)與對應的波動補償值進行賦權(quán)運算后耦合處理，得到運行波動判定值，運行波動判定值用于量化評估中央空調(diào)冷卻塔運行效率的波動程度；運行波動判定值表示水流量波動系數(shù)、溫度波動系數(shù)、風機功率波動系數(shù)共同對中央空調(diào)冷卻塔運行效率波動程度的量化數(shù)據(jù)；波動補償值包括水流量波動補償值、溫度波動補償值以及風機功率波動補償值。

4、進一步的，進行中央空調(diào)冷卻塔出水流量調(diào)節(jié)，具體流程為：判斷得到的運行波動判定值是否在從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的預設波動允許閾值范圍內(nèi)；若運行波動判定值在從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的預設波動允許閾值范圍內(nèi)，則基于運行波動判定值與參考運行波動閾值偏離程度輸入預設數(shù)據(jù)庫中的出水流量映射集進行映射，得到冷卻塔調(diào)節(jié)出水流量，出水流量映射集表示運行波動判定值和參考運行波動閾值偏離程度與冷卻塔調(diào)節(jié)出水流量的映射關(guān)系；若運行波動判定值不在從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的預設波動允許閾值范圍內(nèi)，則將運行波動判定值與參考運行波動閾值偏離程度共同輸入pid控制器，得到冷卻塔調(diào)節(jié)優(yōu)化出水流量。

5、進一步的，出水水質(zhì)數(shù)據(jù)的采集，具體流程為：當運行波動判定值在從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的預設波動允許閾值范圍內(nèi)時，以優(yōu)化采集頻率進行出水水質(zhì)數(shù)據(jù)的采集；優(yōu)化采集頻率表示將實時運行波動判定值輸入至預設數(shù)據(jù)庫中的采集頻率映射集進行映射的結(jié)果，采集頻率映射集表示運行波動判定值與優(yōu)化采集頻率的映射關(guān)系；當運行波動判定值不在從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的預設波動允許閾值范圍內(nèi)時，以調(diào)節(jié)采集頻率進行出水水質(zhì)數(shù)據(jù)的采集；調(diào)節(jié)采集頻率表示將實時運行波動判定值輸入至預設數(shù)據(jù)庫中的調(diào)節(jié)頻率映射集進行映射的結(jié)果，調(diào)節(jié)頻率映射集表示運行波動判定值與調(diào)節(jié)采集頻率的映射關(guān)系；出水水質(zhì)數(shù)據(jù)包括出水ph值、出水電導率、出水硬度以及出水溶解氧含量。

6、進一步的，基于出水水質(zhì)數(shù)據(jù)對中央空調(diào)冷卻塔出水進行水質(zhì)監(jiān)測，具體步驟如下：獲取預設時間間隔內(nèi)預設出水水質(zhì)監(jiān)測時刻的出水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，將出水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)和對應的水質(zhì)參考數(shù)據(jù)進行差異分析后與對應的參考最大水質(zhì)數(shù)據(jù)差異分析結(jié)果結(jié)合進行占比分析得到對應的水質(zhì)監(jiān)測偏移評分；出水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)包括監(jiān)測出水ph值、監(jiān)測出水電導率、監(jiān)測出水硬度以及監(jiān)測出水溶解氧；水質(zhì)監(jiān)測偏移評分包括出水ph監(jiān)測偏移評分、出水電導率偏移評分、出水硬度監(jiān)測偏移評分以及溶解氧監(jiān)測偏移評分；將得到的水質(zhì)監(jiān)測偏移評分與對應的監(jiān)測補償值進行賦權(quán)運算后耦合平均化處理得到水質(zhì)監(jiān)測判定值，監(jiān)測補償值包括ph監(jiān)測補償值、電導率監(jiān)測補償值、硬度監(jiān)測補償值以及溶解氧監(jiān)測補償值；水質(zhì)監(jiān)測判定值用于量化評估中央空調(diào)冷卻塔出水水質(zhì)的惡化程度；水質(zhì)監(jiān)測判定值表示出水ph監(jiān)測偏移評分、出水電導率偏移評分、出水硬度監(jiān)測偏移評分以及溶解氧監(jiān)測偏移評分對中央空調(diào)冷卻塔出水水質(zhì)惡化程度評估的量化數(shù)據(jù)。

7、進一步的，得到水質(zhì)警戒分析結(jié)果的具體流程為：判斷得到的水質(zhì)監(jiān)測判定值與參考水質(zhì)安全閾值偏離程度是否在從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的預設水質(zhì)安全允許范圍內(nèi)；若水質(zhì)監(jiān)測判定值與參考水質(zhì)安全閾值偏離程度在從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的預設水質(zhì)安全允許范圍內(nèi)，則將水質(zhì)警戒分析結(jié)果記為水質(zhì)合格；若水質(zhì)監(jiān)測判定值與參考水質(zhì)安全閾值偏離程度不在從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的預設水質(zhì)安全允許范圍內(nèi)，則將水質(zhì)警戒分析結(jié)果記為水質(zhì)警戒。

8、進一步的，結(jié)合水質(zhì)警戒分析結(jié)果對中央空調(diào)冷卻塔出水水質(zhì)進行出水水質(zhì)排補優(yōu)化的具體步驟如下：當水質(zhì)警戒分析結(jié)果為水質(zhì)警戒時，判斷得到的水質(zhì)監(jiān)測判定值是否大于從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的參考水質(zhì)警戒閾值；若水質(zhì)監(jiān)測判定值大于從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的參考水質(zhì)警戒閾值，則對中央空調(diào)冷卻塔出水水質(zhì)進行出水水質(zhì)警戒排補優(yōu)化；若水質(zhì)檢測判定值不大于從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的參考水質(zhì)警戒閾值，則對中央空調(diào)冷卻塔出水水質(zhì)進行出水水質(zhì)逐級排補優(yōu)化；出水水質(zhì)排補優(yōu)化包括出水水質(zhì)警戒排補優(yōu)化和出水水質(zhì)逐級排補優(yōu)化。

9、進一步的，進行出水水質(zhì)警戒排補優(yōu)化，具體流程為：將水質(zhì)監(jiān)測判定值與參考水質(zhì)警戒閾值的偏離程度輸入預設數(shù)據(jù)庫中的警戒排補映射集進行映射，得到警戒排水比例；將警戒排水比例輸入至預設數(shù)據(jù)庫中的排補比例映射集進行映射得到對應的警戒補水比例；根據(jù)警戒排水比例和警戒補水比例進行出水水質(zhì)排補，出水水質(zhì)排補指的是根據(jù)警戒排水比例進行冷卻塔排水后結(jié)合警戒補水比例進行冷卻塔補水；警戒排補映射集表示水質(zhì)監(jiān)測判定值和參考水質(zhì)警戒閾值的偏離程度與警戒排水比例的映射關(guān)系，排補比例映射集表示警戒排水比例與警戒補水比例的映射關(guān)系。

10、進一步的，進行出水水質(zhì)逐級排補優(yōu)化，具體流程為：將水質(zhì)監(jiān)測判定值與參考水質(zhì)安全閾值的偏離程度輸入預設數(shù)據(jù)庫中的初級排補映射集進行映射，得到初級排水比例，初級排補映射集表示水質(zhì)監(jiān)測判定值和參考水質(zhì)安全閾值的偏離程度與初級排水比例的映射關(guān)系；將初級排水比例輸入至預設數(shù)據(jù)庫中的初級排補比例映射集進行映射得到對應的初級補水比例，初級排補比例映射集表示初級排水比例與初級補水比例的映射關(guān)系；根據(jù)初級排水比例和初級補水比例進行初級出水水質(zhì)排補，獲取以初級排水比例和初級補水比例進行出水水質(zhì)排補后的初級水質(zhì)監(jiān)測判定值，初級出水水質(zhì)排補指的是根據(jù)初級排水比例進行冷卻塔排水后結(jié)合初級補水比例進行冷卻塔補水；判斷初級水質(zhì)監(jiān)測判定值與參考水質(zhì)安全閾值偏離程度是否在預設水質(zhì)安全允許范圍內(nèi)，若初級水質(zhì)監(jiān)測判定值與參考水質(zhì)安全閾值偏離程度在預設水質(zhì)安全允許范圍內(nèi)，則停止出水水質(zhì)逐級排補優(yōu)化；否則，基于有序增加的級別排水比例和級別補水比例進行出水水質(zhì)排補，并獲取逐級出水水質(zhì)排補后的級別水質(zhì)監(jiān)測判定值，直至級別水質(zhì)監(jiān)測判定值與參考水質(zhì)安全閾值偏離程度在預設水質(zhì)安全允許范圍內(nèi)。

11、本技術(shù)實施例提供了一種中央空調(diào)冷卻塔出水智能監(jiān)控方法，包括以下步驟：步驟一，對中央空調(diào)冷卻塔的運行效率進行波動分析，基于波動分析的結(jié)果進行中央空調(diào)冷卻塔出水流量調(diào)節(jié)和出水水質(zhì)數(shù)據(jù)的采集；步驟二，基于出水水質(zhì)數(shù)據(jù)對中央空調(diào)冷卻塔出水進行水質(zhì)監(jiān)測，得到水質(zhì)警戒分析結(jié)果；步驟三，結(jié)合水質(zhì)警戒分析結(jié)果對中央空調(diào)冷卻塔出水水質(zhì)進行出水水質(zhì)排補優(yōu)化，出水水質(zhì)排補優(yōu)化表示基于水質(zhì)警戒分析結(jié)果進行出水排補以提高中央空調(diào)冷卻塔出水水質(zhì)。

12、本技術(shù)實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

13、1、通過對中央空調(diào)冷卻塔的運行效率進行波動分析，并基于波動分析的結(jié)果進行中央空調(diào)冷卻塔出水流量調(diào)節(jié)和出水水質(zhì)數(shù)據(jù)的采集，接著對中央空調(diào)冷卻塔出水進行水質(zhì)監(jiān)測，最后結(jié)合水質(zhì)警戒分析結(jié)果對中央空調(diào)冷卻塔出水水質(zhì)進行出水水質(zhì)排補優(yōu)化，從而實現(xiàn)了中央空調(diào)冷卻塔運行效率的波動分析以及出水水質(zhì)監(jiān)測、出水水質(zhì)排補優(yōu)化，進而實現(xiàn)了更高效的進行中央空調(diào)冷卻塔出水智能監(jiān)控過程中的出水水質(zhì)管理，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在中央空調(diào)冷卻塔出水智能監(jiān)控過程中對出水水質(zhì)管理時未考慮水質(zhì)與運行之間相互作用的問題。

14、2、通過判斷運行波動判定值是否在從預設數(shù)據(jù)庫中獲取的預設波動允許閾值范圍內(nèi)，若運行波動判定值在預設波動允許閾值范圍內(nèi)，則以優(yōu)化采集頻率進行出水水質(zhì)數(shù)據(jù)的采集，若運行波動判定值不在預設波動允許閾值范圍內(nèi)，則以調(diào)節(jié)采集頻率進行出水水質(zhì)數(shù)據(jù)的采集，從而實現(xiàn)了對應中央空調(diào)冷卻塔運行效率波動程度下出水水質(zhì)數(shù)據(jù)的采集優(yōu)化，進而實現(xiàn)了中央空調(diào)冷卻塔出水智能監(jiān)控過程中出水水質(zhì)數(shù)據(jù)采集可靠性的提高。

15、3、通過將出水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)和對應的水質(zhì)參考數(shù)據(jù)進行差異分析后與對應的參考最大水質(zhì)數(shù)據(jù)差異分析結(jié)果結(jié)合進行占比分析得到對應的水質(zhì)監(jiān)測偏移評分，接著根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測偏移評分與對應的監(jiān)測補償值進行賦權(quán)運算后耦合平均化處理得到水質(zhì)監(jiān)測判定值，從而實現(xiàn)了中央空調(diào)冷卻塔出水水質(zhì)的量化評估，進而實現(xiàn)了中央空調(diào)冷卻塔出水智能監(jiān)控過程中對出水水質(zhì)的更準確評估。