一种中央空调能耗预测方法及装置制造方法及图纸

中央空调能耗预测方法及装置，方法包括步骤：对传感器获取数据的进行平滑滤波处理；根据处理后的数据建立热泵机组功耗模型、用户侧冷冻水泵功耗模型、地源侧冷却水泵功耗模型、风机功耗模型；分别根据热泵机组工况运行筛选条件、冷冻水泵工况运行筛选条件、冷却水泵工况运行筛选条件，分别对立热泵机组功耗模型、用户侧冷冻水泵功耗模型、地源侧冷却水泵功耗模型的数据进行优化；求和获得中央空调能耗模型：对能耗模型的模型参数进行辨识，完成中央空调能耗预测。装置包括滤波模块、设备功耗模块、筛选优化模块、系统能耗模块、辨识预测模块。能够较高准备度的对中央空调能耗进行预测，以为变流量优化控制提供支持。

【技术实现步骤摘要】
一种中央空调能耗预测方法及装置
本专利技术涉及中央空调能耗预测领域，涉及一种中央空调能耗预测方法及装置，尤其涉及一种地源热泵能耗预测方法及装置。
技术介绍
地源热泵作为新型中央空调，其热泵技术具有冬夏两用、节能环保、安全稳定等特点，被广泛的应用于建筑中。地源热泵中央空调利用卡诺循环转移冷量和热量。地源热泵中央空调在热泵主机内实现卡诺循环并通过两侧的水循环实现地源与室内的热量交换。在夏季制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进行汽-液转化的循环。冷媒的蒸发将用户侧水路循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝，由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，最终由水路循环转移至地下水或土壤里。随着对节省能源的需求提高，业界开始研究如何更好的优化地源热泵中央空调工况参数。传统的优化方式，为固定型流量控制，节能效果并不理想。若是要进行变流量控制，就首先需要对中央空调能耗进行预测，若是没有基于预测结果进行的控制，将无法达到预期效果。
技术实现思路
针对上述现状，本专利技术提供一种中央空调能耗预测方法及装置，能够较高准备度的对中央空调能耗进行预测，以为变流量优化控制提供支持。为了实现本专利技术的目的，拟采用以下方案：一种中央空调能耗预测方法，包括步骤：对中央空调传感器获取数据的进行平滑滤波处理；根据热泵机组功耗模型Pchiller、用户侧冷冻水泵功耗模型PCHWS、地源侧冷却水泵功耗模型PCWS、风机功耗模型Pfan，利用波处理后的数据进行功耗计算；分别根据热泵机组工况运行筛选条件、冷冻水泵工况运行筛选条件、冷却水泵工况运行筛选条件，分别对立热泵机组功耗模型、用户侧冷冻水泵功耗模型、地源侧冷却水泵功耗模型的数据进行优化；求和获得中央空调能耗模型Ptotal：Ptotal＝Pchiller+PCHWS+PCWS+Pfan；对能耗模型的模型参数进行辨识后，利用模型对中央空调能耗预测；其中，对热泵机组功耗模型的模型参数辨识采用LM算法：随机生成多组参数初值，带入LM算法中求解，找到残差平方和最小的一组参数作为模型参数；其中，对用户侧冷冻水泵功耗模型和地源侧冷却水泵功耗模型的参数辨识采用最小二乘多项式拟合算法。进一步，平滑滤波处理采用的滑动平均滤波器为：其中y(k)为滤波后的数据，x(k)为滤波前的数据，N为滤波窗口宽度。进一步，热泵机组功耗模型，采用其中，TCHWS，i为第i台机组的冷冻水供水温度，单位为℃；TCWS，i为第i台机组的冷却水回水温度，单位为℃；Qchiller，i为第i台机组在某一负荷率下的实际制冷量/制热量，单位为kW；Qnom，i为第i台机组的额定制冷量/制热量，单位为kW；COPnom，i为第i台机组在额定荷率下的能效比，单位为kW/kW；a0、a1、a2、b0、b1、b2、b3、b4、b5为模型参数。进一步，用户侧冷冻水泵的总能耗模型，采用：PCHWS＝d′CHWS，0+d′CHWS，1mCHWS+d′CHWS，2mCHWS2+d′CHWS，3mCHWS3其中，d′CHWS，0、d′CHWS，1、d′CHWS，2、d′CHWS，3为模型参数，其中mCHWS为冷冻水泵运行流量，单位为m3/h；进一步，地源侧冷却水泵总能耗模型，采用：PCWS＝d′CWS，0+d′CWS，1mCWS+d′CWS，2mCWS2+d′CWS，3mCWS3；其中，d′CWS，0、d′CWS，1、d′CWS，2、d′CWS，3为模型参数，其中mCWS为冷却水泵运行流量，单位为m3/h。进一步，风机功耗模型Pfan采用常量。当预算冷站(包括主机和冷却水泵)能耗时，风机功耗模型Pfan为零。进一步，热泵机组工况运行筛选条件为：其中，TCHWS，max、TCHWS，min为冷冻水出水温度的上下限，TCWS，max、TCWS，min为冷却水出水温度的上下限；PChiller，max、PChiller，min为热泵主机功耗上下限；COPmax、COPmin为主机能效比上下限。进一步，冷冻水泵工况运行筛选条件为：其中，PCHWS，min、PCHWS，min为冷冻水泵运行功率上下限；mCHWS，max、mCHWS，min为冷冻水泵运行流量上下限。进一步，冷却水泵工况运行筛选条件，其中，PCWS，min、PCWS，min为冷却水泵运行功率上下限；mCWS，max、mCWS，min为冷却水泵运行流量上下限。一种中央空调能耗预测装置，其特征在于，包括：滤波模块，用于对中央空调传感器获取数据的进行平滑滤波处理；设备功耗模块，根据建立滤热泵机组功耗模型Pchiller、用户侧冷冻水泵功耗模型PCHWS、地源侧冷却水泵功耗模型PCWS、风机功耗模型Pfan，利用波处理后的数据进行设备功耗计算；筛选优化模块，用于分别根据热泵机组工况运行筛选条件、冷冻水泵工况运行筛选条件、冷却水泵工况运行筛选条件，分别对立热泵机组功耗模型、用户侧冷冻水泵功耗模型、地源侧冷却水泵功耗模型的数据进行优化；系统能耗模块，用于求和获得中央空调能耗模型Ptotal，求和公式为：Ptotal＝Pchiller+PCHWS+PCWS+Pfan；及辨识预测模块，用于对能耗模型的模型参数进行辨识，完成中央空调能耗预测；其中，辨识预测模块包括：LM算法辨识单元，用于采用LM算法对热泵机组功耗模型的模型参数辨识：具体，用于随机生成多组参数初值，并带入LM算法中求解以找到残差平方和最小的一组参数作为模型参数；及拟合算法辨识单元，用于采用最小二乘多项式拟合算法对用户侧冷冻水泵功耗模型和地源侧冷却水泵功耗模型的参数辨识。进一步，滤波模块，用于进行平滑滤波处理采用的滑动平均滤波器为：其中y(k)为滤波后的数据，x(k)为滤波前的数据，N为滤波窗口宽度。进一步，通过设备功耗模块建立的热泵机组功耗模型为：其中，TCHWS，i为第i台机组的冷冻水供水温度，单位为℃；TCWS，i为第i台机组的冷却水回水温度，单位为℃；Qchiller，i为第i台机组在某一负荷率下的实际制冷量/制热量，单位为kW；Qnom，i为第i台机组的额定制冷量/制热量，单位为kW；COPnom，i为第i台机组在额定荷率下的能效比，单位为kW/kW；a0、a1、a2、b0、b1、b2、b3、b4、b5为模型参数。进一步，通过设备功耗模块建立的用户侧冷冻水泵的总能耗模型为：PCHWS＝d′CHWS，0+d′CHWS，1mCHWS+d′CHWS，2mCHWS2+d′CHWS，3mCHWS3其中，d′CHWS，0、d′CHWS，1、d′CHWS，2、d′CHWS，3为模型参数，其中mCHWS为冷冻水泵运行流量，单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中央空调能耗预测方法，其特征在于，包括步骤：/n对中央空调传感器获取数据的进行平滑滤波处理；/n根据热泵机组功耗模型P

【技术特征摘要】
1.一种中央空调能耗预测方法，其特征在于，包括步骤：
对中央空调传感器获取数据的进行平滑滤波处理；
根据热泵机组功耗模型Pchiller、用户侧冷冻水泵功耗模型PCHWS、地源侧冷却水泵功耗模型PCWS、风机功耗模型Pfan，利用波处理后的数据进行功耗计算；
分别根据热泵机组工况运行筛选条件、冷冻水泵工况运行筛选条件、冷却水泵工况运行筛选条件，分别对立热泵机组功耗模型、用户侧冷冻水泵功耗模型、地源侧冷却水泵功耗模型的数据进行优化；
求和获得中央空调能耗模型Ptotal：
Ptotal＝Pchiller+TCHWS+TCWS+Pfan；
对能耗模型的模型参数进行辨识后，利用模型对中央空调能耗预测；
其中，对热泵机组功耗模型的模型参数辨识采用LM算法：随机生成多组参数初值，带入LM算法中求解，找到残差平方和最小的一组参数作为模型参数；
其中，对用户侧冷冻水泵功耗模型和地源侧冷却水泵功耗模型的参数辨识采用最小二乘多项式拟合算法。


2.根据权利要求1所述的中央空调能耗预测方法，其特征在于，平滑滤波处理采用的滑动平均滤波器为：



其中y(k)为滤波后的数据，x(k)为滤波前的数据，N为滤波窗口宽度。


3.根据权利要求1所述的中央空调能耗预测方法，其特征在于，热泵机组功耗模型，采用



其中，TCHWS，i为第i台机组的冷冻水供水温度，单位为℃；TCWS，i为第i台机组的冷却水回水温度，单位为℃；Qchiller，i为第i台机组在某一负荷率下的实际制冷量/制热量，单位为kW；Qnom，i为第i台机组的额定制冷量/制热量，单位为kW；COPnom，i为第i台机组在额定荷率下的能效比，单位为kW/kW；a0、a1、a2、b0、b1、b2、b3、b4、b5为模型参数；
用户侧冷冻水泵的总能耗模型，采用：
PCHWS＝d′CHWS，0+d′CHWS，1mCHWS+d′CHWS，2mCHWS2+d′CHWS，3mCHWS3；
其中，d′CHWS，0、d′CHWS，1、d′CHWS，2、d′CHWS，3为模型参数，其中mCHWS为冷冻水泵运行流量，单位为m3/h；
地源侧冷却水泵总能耗模型，采用：
PCWS＝d′CWS，0+d′CWS，1mCWS+d′CWS，2mCWS2+d′CWS，3mCWS3；
其中，d′CWS，0、d′CWS，1、d′CWS，2、d′CWS，3为模型参数，其中mCWS为冷却水泵运行流量，单位为m3/h；
风机功耗模型Pfan采用常量。


4.根据权利要求3所述的中央空调能耗预测方法，其特征在于，
热泵机组工况运行筛选条件为：



其中，TCHWS，max、TCHWS，min为冷冻水出水温度的上下限，TCWS，max、TCWS，min为冷却水出水温度的上下限；PChiller，max、PChiller，min为热泵主机功耗上下限；COPmax、COPmin为主机能效比上下限；
冷冻水泵工况运行筛选条件为：



其中，PCHWS，min、PCHWS，min为冷冻水泵运行功率上下限；mCHWS，max、mCHWS，min为冷冻水泵运行流量上下限；
冷却水泵工况运行筛选条件，



其中，PCWS，min、PCWS，min为冷却水泵运行功率上下限；mCWS，max、mCWS，min为冷却水泵运行流量上下限。


5.根据权利要求4所述的中央空调能耗预测方法，其特征在于，在夏季运行时，取：
TCHWS，max＝13℃，TCHWS，min＝8℃，
TCWS，max＝19℃，TCWS，min＝23℃，
PChiller，min＝100kW，PChiller，max＝20kW，
PCHWS，max＝25kW，PCHWS，min＝4kW，
PCWS，max＝25kW，PCWS，min＝5kW，
mCHWS，max＝170m3/h，mCHWS，max＝30m3/h，
mCWS，max＝160m3/h，mCWS，max＝20m3/h，
COPmax＝5.5，COPmin＝4。


6.一种中央空调能耗预测装置，其特征在于，包括：
滤波模块，用于对中央空调传感器获取数据的进行平滑滤波处理；
设备功耗模块，根据建立滤热泵机组功耗模型Pchille...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔振勇，
申请(专利权)人：四川省建筑科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51