一种基于流动传递的空调水系统前馈控制时间计算方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于流动传递的空调水系统前馈控制时间计算方法，包括：根据空调冷冻水系统确定最不利末端和环路，并建立简化模型：对于每段干管，将被支管分割开的该段干管的长度Li和内径Di作为该段干管的特征参数；按照各个支路包括的末端数量与系统总末端数量，估算各支管流量占系统总流量的比例；测量空调冷冻水出口实时流速Vn；3)在假定各个末端的流量相同的情况下，计算冷冻水从空调机组出口流到最不利末端的时间T。

A method for calculating feedforward control time of air conditioning water system based on flow transfer

The invention relates to an air conditioning water system feedforward control time calculation method based on flow transfer include: according to the air conditioning chilled water system to determine the most unfavorable end and loop model: for each segment and stem tube, the stem tube length Li and diameter Di pipe will be divided as the characteristics of stem segment the parameters of the pipe; according to the number one end of each branch including the number and total system at the end of each branch pipe flow system for estimating the total flow rate; measurement of air conditioning chilled water outlet velocity real-time Vn; 3) on the assumption that each end of the flow rate under the same calculation of frozen water from the air conditioning unit outlet flow to the most unfavorable at the end of the time T.

【技术实现步骤摘要】
一种基于流动传递的空调水系统前馈控制时间计算方法
本专利技术涉及一种空调水系统前馈控制时间计算方法,属于空调系统节能优化领域。
技术介绍
随着经济社会的不断发展，我国建筑能耗对能耗总量的相对值和建筑能耗的绝对值都面临着持续增长的压力，暖通空调系统大约占建筑能耗的一半左右。建筑中的空调系统节能已经成为节能领域的重点。空调系统是一个大时滞、时变、非线性的系统，传统PID反馈控制技术，不能实现空调负荷和建筑负荷的动态匹配。基于负荷预测的前馈控制方法便被提出，以解决上述问题。在众多前馈控制方法和理论中，为了克服空调系统的时滞都会提前系统时滞时间T施加控制动作，但是众多前馈控制方法中没有对T的数值提出过有效、简化的计算方法。而时间T的准确性很大程度上会影响前馈控制的效果。在自控系统中，调节系统的延迟是调节器延迟和调节对象的延迟之和。当调节对象中安装测量元件处的调节参数开始变化时，一般需要经过一段时间后调节器才开始相应的动作，经过的这段时间称为调节器的延迟；当调节器开始相应动作，一般需要经过一段时间调节对象才发生预期的变化，经过的这段时间称为调节对象的延迟。在负荷预测前馈控制中调节的输入参数是预测的负荷，故不存在调节器延迟。在冷冻水出口温度变温调节的系统中，调节对象的延迟主要是由于冷冻水流动带来的，因此可认为流动的延迟就是该系统负荷预测前馈控制时间延迟T。
技术实现思路
为解决上述前馈控制时间存在的缺陷，本专利技术提供一种空调水系统前馈控制时间计算方法。本专利技术根据实际空调冷冻水系统通过流体水力计算得到空调系统实时延迟时间T，提前时间T施加基于负荷预测的前馈控制，以保证T时刻后末端负荷和预测负荷相匹配，使空调系统能耗降低。技术方案如下：一种基于流动传递的空调水系统前馈控制时间计算方法，其包括如下步骤：1)根据空调冷冻水系统确定最不利末端和环路，并按照下列方法建立简化模型：对于每段干管，将被支管分割开的该段干管的长度Li和内径Di作为该段干管的特征参数；按照各个支路包括的末端数量与系统总末端数量，估算各支管流量占系统总流量的比例；2)测量空调冷冻水出口实时流速Vn；3)在假定各个末端的流量相同的情况下，计算冷冻水从空调机组出口流到最不利末端的时间T；优选地，设简化模型共有n个支路，步骤3)所述的计算方法包括以下步骤：第一步，根据如下公式计算各段干管流速Vi其中xi是支管i流量占总流量的比例，Di是干管i的内径，Dn是冷冻水出口干管的内径，Vn是冷冻水出口实时流速；第二步，根据如下公式计算各干管时间延迟Ti其中Li是各段干管的长度；第三步根据如下公式计算总延迟时间T本专利技术提供的空调系统实时延迟时间T计算方法是从产生控制动作到最不利末端的达到目标状态的延迟时间，这样可以保证整个系统处于目标状态。附图说明图1是基于流动传递的空调水系统前馈控制时间计算方法流程图。图2是空调冷冻水最不利环路简化模型示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术实施方式进一步的详细描述：图1所示为本专利技术基于流动传递的空调水系统前馈控制时间计算方法流程图，包括如下步骤：1)空调冷冻水系统简化模型的建立，如图2所示。根据暖通图纸分别确定最不利末端和环路、被支管分割开的各段干管的长度Li和内径Di以及各个支路包括的末端数量mi与系统总末端数量M；并在假定各个末端流量相同的情况下，计算支管流量占系统总流量的比例xi。公式如下：在空调冷冻水系统简化模型中，各段干管长度Li做了如下简化：Li是将该管段弯管部分转换成直管后的管段长度。在空调冷冻水系统简化模型中，各段干管内径Di可根据暖通图纸上的该段干管公称直径与材质查询相关规范确定。确定的Li，Di和xi作为延迟时间计算模型的系统参数。2)在空调冷冻水出口干管安装流量计，测量空调冷冻水出口实时流速Vn；在每次空调前馈控制实施前，将Vn的数值作为输入参数传送到延迟时间计算模型，用来计算本次控制的延迟时间。冷冻水出口流速必须是实时测量值，因为延迟时间会受到实时流速的影响。3)根据延迟时间计算模型确定冷冻水从空调机组出口流到最不利末端的时间T，步骤如下：①如图2所示的简化模型共有n个支路，根据各段干管和空调冷冻水出口干管流量和内径的比例计算各段干管流速Vi。公式如下：其中xi是各个支管流量占总流量的比例，Di是各段干管的内径，Dn是冷冻水出口干管的内径，Vn是冷冻水出口实时流速。②根据各段干管管长和流速之比计算各干管时间延迟Ti。公式如下：其中Li是各段干管的长度。③各段干管延迟时间之和就是从空调冷冻水出口到最不利末端的时间延迟，则总延迟时间T计算公式如下：延迟时间计算模型的输出参数总延迟时间T就可作为空调水系统前馈控制器的提前动作时间。前馈控算法可根据时间T选择合适的前馈控制输入参数(如T时刻后预测的负荷数据)，以保证T时刻后整个系统都处于调节后的目标状态，可以使末端提供的负荷与预测的负荷在数量上相等，在时间上同步。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于流动传递的空调水系统前馈控制时间计算方法，其包括如下步骤：1)根据空调冷冻水系统确定最不利末端和环路，并按照下列方法建立简化模型：对于每段干管，将被支管分割开的该段干管的长度Li和内径Di作为该段干管的特征参数；按照各个支路包括的末端数量与系统总末端数量，估算各支管流量占系统总流量的比例。2)测量空调冷冻水出口实时流速Vn。3)在假定各个末端的流量相同的情况下，计算冷冻水从空调机组出口流到最不利末端的时间T。

【技术特征摘要】
1.一种基于流动传递的空调水系统前馈控制时间计算方法，其包括如下步骤：1)根据空调冷冻水系统确定最不利末端和环路，并按照下列方法建立简化模型：对于每段干管，将被支管分割开的该段干管的长度Li和内径Di作为该段干管的特征参数；按照各个支路包括的末端数量与系统总末端数量，估算各支管流量占系统总流量的比例。2)测量空调冷冻水出口实时流速Vn。3)在假定各个末端的流量相同的情况下，计算冷冻水从空调机组出口流到最不利末端的时间T。2.根据权利要求1所述的基于流动传递的空调水系统前馈控制时间计算方法，其特征在于，设简化模型共有n个支路，步骤3)所述的计算方法包括以下步骤：第一步，根据如下公式计算各段干管流速Vi

【专利技术属性】
技术研发人员：赵靖，郭瑞军，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12