基于末端舒适度的供水变温度控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于末端舒适度的供水变温度控制系统，涉及空调技术领域，用于解决针对含有多区域空调大系统，采用传统的区域温度控制系统满足所有区域在所有时段对舒适度的要求很难达到或存在能源浪费的问题。所述供水变温度控制系统包括：负荷率计算器、出水温度设定器、超温房间比率计算器、超温房间比率控制器、多个温度控制系统、增益特征平均计算器、增益控制器、出水温度计算器以及机组控制器。本发明专利技术提供的供水变温度控制系统用于中央空调。

Variable temperature control system of water supply based on terminal comfort

The invention discloses a terminal based on the comfort degree of water supply and variable temperature control system, which relates to the technical field of air conditioning, to solve with regional air conditioning system, the regional traditional temperature control system in all areas at all times to meet the comfort requirements are hard to reach or the existence of the problem of energy waste. Including the water supply and variable temperature control system: load rate calculator, water temperature setting, temperature room ratio calculator, temperature controller, a ratio of room temperature control system, the gain characteristics of the average gain controller, calculator, calculator and water temperature controller. The water supply variable temperature control system provided by the invention is used for central air conditioning.

【技术实现步骤摘要】
基于末端舒适度的供水变温度控制系统
本专利技术涉及空调
，尤其涉及一种基于末端舒适度的供水变温度控制系统。
技术介绍
现有的空调温度控制系统可通过变化风速档位调整房间温度，如风机盘管温控器产品控制模式大都是根据房间实际温度与房间设定温度偏差调整风速，小温度偏差采用低速风档，中温度偏差采用中速风挡，高温度偏差采用高速风挡。现有的空调温控系统还有风速或供水量可连续调节类型，可根据区域温度连续调节风机转速或供水量实现对温度的控制，通常采用PID控制算法。当空调设计选型、暖通施工合理、天气正常、区域或房间正常使用的情况下，空调温度控制系统能够满足人员对舒适度的要求；然而，这都是理想化的设想，物业经常遭到投诉的往往是因为个别房间因丧失水力平衡或特殊场合如临时人员积聚时、气候骤变，舒适度达不到要求。提高供用能系统能效通常是通过调质、调量来实现，现有技术通常根据供回水差压、供回水温差调整供水流量或根据负荷调整供水机组出水温度。由于过程存在严重的滞后，分区房间末端温度、温度控制系统运行状态等信息没有得到充分利用，以及现有空调温度控制系统智能性比较弱等固有的缺陷，进一步的供用能优化控制功能还不够完善，容易造成过度供能或者是难以满足舒适度要求的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于末端舒适度的供水变温度控制系统，用于解决针对含有多区域空调大系统，采用传统的区域温度控制系统满足所有区域在所有时段对舒适度的要求很难达到或存在能源浪费的问题。为了实现上述目的，本专利技术所提供的供水变温度控制系统应用于空调，包括：负荷率计算器，供水温度、回水温度以及供水流量分别作为负荷率计算器的输入，该负荷率计算器根据供水温度、回水温度以及供水流量，计算热负荷，而后计算该热负荷与系统设计最大负荷的比值，得到负荷率作为该负荷率计算器的输出；出水温度设定器，所述负荷率计算器的输出作为该出水温度设定器的输入，该出水温度设定器根据所述负荷率，按照线性或非线性关系计算得到该出水温度设定器的输出；超温房间比率计算器，分区内的各房间的房间实际温度、房间设定温度以及温度控制系统运行状态分别作为该超温房间比率计算器的输入；该超温区域房间比率计算器用于，在所述房间的房间实际温度与房间设定温度的差值达到预设的阈值且该房间内的温度控制系统处于运行状态的情况下，将该房间定义为超温房间，计算分区内超温房间的总数与温度控制系统处于运行状态的房间总数的比值，作为超温房间比率；该超温房间比率作为超温房间比率计算器的输出；超温房间比率控制器，所述超温房间比率计算器的输出作为超温房间比率控制器的输入，并作为超温房间比率控制器的测量值，所述超温房间比率控制器采用PID控制算法；多个温度控制系统，各温度控制系统分别设置在不同的房间内，用于根据对应房间的房间实际温度和预设的房间设定温度，实现对房间温度的控制；增益特征平均计算器，各所述温度控制系统的增益特征值作为该增益特征平均计算器的输入，计算所有所述增益特征值的平均值作为增益特征平均值，该增益特征平均值作为该增益特征平均计算器的输出；增益控制器，所述超温房间比率控制器的输出作为该增益控制器的设定值，所述增益特征平均值作为该增益控制器的测量值，该增益控制器采用PID控制算法；出水温度计算器，所述增益控制器的输出和所述出水温度设定器的输出分别作为该出水温度计算器的输入1和输入2，该出水温度计算器对该输入1和该输入2进行加权求和计算，得到出水温度设定值作为该出水温度计算器的输出；以及机组控制器，所述出水温度计算器的输出作为该机组控制器的设定值，该机组控制器根据所述出水温度设定值调整出水温度。根据本专利技术提供的基于末端舒适度的供水变温度控制系统能够实现如下技术效果。机组供水温度的高低对机组效率有明显的影响，以冷水机组为例，供水温度越高，机组效率越高，反之则反之，但过高的供水温度可能在高负荷时满足不了舒适度的要求。本专利技术提供的供水变温度控制系统在根据负荷调整出水温度的基础上，引入超温房间比率控制器，对机组供水温度设定值进行修正，弥补了传统技术没有考虑空调末端信息存在的缺陷；超温房间比率控制器目的是将超温房间的个数控制在一个合理的范围内，防止因个别房间因出现严重水力不平衡或负荷骤变所造成的过度供能，本专利技术基于可变增益空调温度控制系统，可将中央空调各个房间的温度控制系统的增益特征值控制在一个合理范围内，能够避免供水温度的不合理；同时，可变增益空调温度控制系统能够根据本房间的负荷变化、本回路水力不平衡的工况主动进行换热速率的调整，优化了用能的方式。因而本专利技术达到了供用能整体优化的目标，方案既能保证各个房间舒适度的要求，又能使得机组供水温度趋于合理，能够在保证舒适度的前提下取得明显的节能效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术所提供的中央空调系统的结构示意图。图2为本专利技术所提供的供水变温度控制系统的结构框图。图3为本专利技术实施例1所提供的温度控制器的结构框图。图4为本专利技术实施例2所提供的温度控制器的结构框图。图5为实施例1及实施例2中增益特征值的计算流程图。具体实施方式下面将结合说明书附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术新型保护的范围。【实施例1】如图1所示，本实施例提供一种基于末端舒适度的供水变温度控制系统，可用于中央空调系统。中央空调系统由冷水机组和分布在多个分区(即分支供冷区域，在图1中存在m个分区)的多个空调组成，每个分区覆盖多个房间或多个子区域(例如大型商场、工厂等中的一个较大的分区内包括多个子区域)，每个房间或每个子区域内设有至少一个空调，在以下说明中，以房间为例进行说明，根据实际应用场景的不同，也可使用子区域来代替本实施例中的房间。采用冷水机组向各个空调输出冷水，通过总变频泵P101控制冷水机组的出水量，进而向各个分区提供冷量。以分区1为例，分区1内存在n个房间，每个房间内设有一个空调(即图中的空调1～空调n)，通过变频泵201控制分区1的供水流量，分区1的供水温度为T1，回水温度为T2。同理，在分区m中存在n个房间，每个房间设有一个空调，通过变频泵P202控制分区2的供水流量。如图2所示，在本实施例中，供水变温度控制系统包括：负荷率计算器J、出水温度设定器K、超温房间比率计算器F、超温房间比率控制器G、增益特征平均计算器I、增益控制器H、出水温度计算器M、机组控制器R、以及多个温度控制系统(未图示)。关于上述负荷率计算器J，供水温度T1、回水温度T2以及供水流量F作为负荷率计算器J的输入，根据供水温度T1、回水温度T2以及供水流量F计算热负荷Q。具体地，Q＝C×F×(T2-T1)，其中，C为水的比热容。而后，计算热负荷Q和系统设计的最大负荷Qd的比值，得到负荷率k，作为负荷率计算器J的输出。具体地，k＝Q/Qd，其中，供水流量F、供水温度T1、回水温度T2等物理量可使用对应的测控仪表进行测定，本实施例不对测定这些物理量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于末端舒适度的供水变温度控制系统，应用于空调，其特征在于，包括：负荷率计算器，供水温度、回水温度以及供水流量分别作为负荷率计算器的输入，该负荷率计算器根据供水温度、回水温度以及供水流量，计算热负荷，而后计算该热负荷与系统设计最大负荷的比值，得到负荷率作为该负荷率计算器的输出；出水温度设定器，所述负荷率计算器的输出作为该出水温度设定器的输入，该出水温度设定器根据所述负荷率，按照线性或非线性关系计算得到该出水温度设定器的输出；超温房间比率计算器，分区内的各房间的房间实际温度、房间设定温度以及温度控制系统运行状态分别作为该超温房间比率计算器的输入；该超温区域房间比率计算器用于，在所述房间的房间实际温度与房间设定温度的差值达到预设的阈值且该房间内的温度控制系统处于运行状态的情况下，将该房间定义为超温房间，计算分区内超温房间的总数与温度控制系统处于运行状态的房间总数的比值，作为超温房间比率；该超温房间比率作为超温房间比率计算器的输出；超温房间比率控制器，所述超温房间比率计算器的输出作为超温房间比率控制器的输入，并作为超温房间比率控制器的测量值，所述超温房间比率控制器采用PID控制算法；多个温度控制系统，各温度控制系统分别设置在不同的房间内，用于根据对应房间的房间实际温度和预设的房间设定温度，实现对房间温度的控制；增益特征平均计算器，各所述温度控制系统的增益特征值作为该增益特征平均计算器的输入，计算所有所述增益特征值的平均值作为增益特征平均值，该增益特征平均值作为该增益特征平均计算器的输出；增益控制器，所述超温房间比率控制器的输出作为该增益控制器的设定值，所述增益特征平均值作为该增益控制器的测量值，该增益控制器采用PID控制算法；出水温度计算器，所述增益控制器的输出和所述出水温度设定器的输出分别作为该出水温度计算器的输入1和输入2，该出水温度计算器对该输入1和该输入2进行加权求和计算，得到出水温度设定值作为该出水温度计算器的输出；以及机组控制器，所述出水温度计算器的输出作为该机组控制器的设定值，该机组控制器根据所述出水温度设定值调整出水温度。...

【技术特征摘要】
1.一种基于末端舒适度的供水变温度控制系统，应用于空调，其特征在于，包括：负荷率计算器，供水温度、回水温度以及供水流量分别作为负荷率计算器的输入，该负荷率计算器根据供水温度、回水温度以及供水流量，计算热负荷，而后计算该热负荷与系统设计最大负荷的比值，得到负荷率作为该负荷率计算器的输出；出水温度设定器，所述负荷率计算器的输出作为该出水温度设定器的输入，该出水温度设定器根据所述负荷率，按照线性或非线性关系计算得到该出水温度设定器的输出；超温房间比率计算器，分区内的各房间的房间实际温度、房间设定温度以及温度控制系统运行状态分别作为该超温房间比率计算器的输入；该超温区域房间比率计算器用于，在所述房间的房间实际温度与房间设定温度的差值达到预设的阈值且该房间内的温度控制系统处于运行状态的情况下，将该房间定义为超温房间，计算分区内超温房间的总数与温度控制系统处于运行状态的房间总数的比值，作为超温房间比率；该超温房间比率作为超温房间比率计算器的输出；超温房间比率控制器，所述超温房间比率计算器的输出作为超温房间比率控制器的输入，并作为超温房间比率控制器的测量值，所述超温房间比率控制器采用PID控制算法；多个温度控制系统，各温度控制系统分别设置在不同的房间内，用于根据对应房间的房间实际温度和预设的房间设定温度，实现对房间温度的控制；增益特征平均计算器，各所述温度控制系统的增益特征值作为该增益特征平均计算器的输入，计算所有所述增益特征值的平均值作为增益特征平均值，该增益特征平均值作为该增益特征平均计算器的输出；增益控制器，所述超温房间比率控制器的输出作为该增益控制器的设定值，所述增益特征平均值作为该增益控制器的测量值，该增益控制器采用PID控制算法；出水温度计算器，所述增益控制器的输出和所述出水温度设定器的输出分别作为该出水温度计算器的输入1和输入2，该出水温度计算器对该输入1和该输入2进行加权求和计算，得到出水温度设定值作为该出水温度计算器的输出；以及机组控制器，所述出水温度计算器的输出作为该机组控制器的设定值，该机组控制器根据所述出水温度设定值调整出水温度。2.根据权利要求1所述的供水变温度控制系统，其特征在于，每个所述温度控制系统包括：增益自整定器，房间实际温度和预设的房间设定温度分别作为该增益自整定器的输入，根据房间实际温度和预设的房间设定温度生成增益特征值，作为该增益自整定器的输出；多个温度控制器，房间实际温度作为各所述温度控制器的测量值，预设的房间设定温度作为各所述温度控制器的设定值，每个所述温度控制器根据房间实际温度与房间设定温度生成风速档位信号，作为该温度控制器的输出；以及选择器，所述增益自整定器的输出以及各所述温度控制器的输出分别作为该选择器的输入，该选择器用于根据所述增益特征值，从各所述温度控制器输出的风速档位信号中选择一个风速档位信号作为该选择器的输出，以控制风机以该风速档位信号对应的风速进行送风。3.根据权利要求2所述的供水变温度控制系统，其特征在于，在供冷季，所述增益自整定器用于实现如下步骤：步骤S1，初始化增益特征值n＝1；步骤S2，若所述房间实际温度大于所述房间设定温度与预设的第一偏置值之和，将n+1赋值给n并转至步骤4，否则转至步骤3；步骤S3，若所述房间实际温度小于所述房间设定温度与预设的第二偏置值之差，将n-1赋值给n并转至步骤4，否则转至步骤2；步骤S4，在所述n小于预设的下限值时，将该下限值赋值给n并转至步骤S6，否则转至步骤S5；步骤S5，在所述n大于预设的上限值时...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴春光，程金豹，李立涛，王玉亮，王志明，
申请(专利权)人：新智能源系统控制有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11