基于供需最佳平衡的中央空调系统总能耗底线寻优的算法技术方案

本发明专利技术涉及中央空调系统总能耗算法技术领域，特别涉及一种基于供需最佳平衡的中央空调系统总能耗底线寻优算法自控的实现，步骤一：建立冷冻泵频率最不利底线算法；步骤二：建立供冷量体验不足监测算法，作为锚定当前供冷需量的依据；步骤三：建立冷却系统与冷水机组安全护栏监测算法，作为冷却侧调整底线的依据；步骤四：基于步骤二和步骤三，建立系统总能耗底线寻优算法，在不同温湿度区间，迭代寻找冷冻水出水温度、冷冻泵频率、冷却泵频率和冷却塔风机运行的最优组合，使得满足当前供需条件下的能耗之和最低；本发明专利技术通过将供给侧、需求侧和动环数据的融合，基于能量平衡，实现供需最佳平衡的中央空调系统总能耗底线寻优算法的自控。法的自控。法的自控。

【技术实现步骤摘要】
基于供需最佳平衡的中央空调系统总能耗底线寻优的算法


[0001]本专利技术涉及中央空调系统总能耗算法
，特别涉及一种基于供需最佳平衡的中央空调系统总能耗底线寻优算法自控的实现。

技术介绍

[0002]目前典型的中央空调系统主要由供给侧主机机房、供回传输管道和需求侧风机盘管等几部分组成，其中主机机房系统主要由制冷机组、冷却水循环系统、冷冻水循环等组成，主要包括制冷机组、冷冻泵、冷却泵、冷却塔、集水器、分水器、调节阀、开关阀等设备部件。典型的主机机房结构图如图1所示。整个中央空调系统的能耗主要包括主机侧的冷水机组、循环泵、风机等的用电以及末端风机盘管内部风机的用电等，其中主机侧用电占主要部分，因此对主机侧用电数据的调节治理是中央空调系统节能控制的关键。
[0003]目前，市面上不论是中央空调系统厂商还是第三方节能改造服务商，对主机侧的控制方式可以归纳为两类：
[0004]第一类是模糊匹配控制法，在现场自控系统上实现模糊匹配算法并运行，主要根据系统内供回水温差、压差、流量等关键参数，调整循环泵开机数、运行频率，风机开启情况，冷水机组出水温度等，实现系统在标准工况边界内的自适应调整运行。
[0005]第二类是人工经验控制法，人为根据季节、环境、管理实际等因素设定一些分时段循环泵开机数和运行频率以及冷水机组开机数和出水温度，实现系统在人工经验设定内的自适应调整运行。
[0006]以上两类方式都可实现一定程度的节能控制，但都有一些不足和局限性。
[0007]我们知道整个中央空调系统本质上是能量的供给和使用，原理上遵循能量守恒，控制的手段是对循环泵的开启和调频、风机的开启和关闭以及冷水机组的开启和调温，核心是非时滞基于能量供需寻找这些手段组合的最佳线性控制算法。因此如何主动式动态协同控制末端侧和主机侧处于最佳能量平衡工况，并在这一基础上在主机侧寻找控制最优设定组合，使得系统总能耗最低，是评价控制逻辑的关键。
[0008]第一类方式是基于回水的温差、压差、流量等，我们知道温差、压差等是末端能量使用叠加环境变化的反馈变量，是控制很核心的参照因素，但它有明显的滞后性，一般传递到主机侧都有半个小时甚至一个小时以上的延迟，当主机侧捕获到这些变化因素后再触发控制动作，末端的状态可能已经发生了变化，这时候的控制显然无法保证主机侧和末端侧处于最佳的能量平衡运行工况；
[0009]第二类方式是人为设置策略控制，比前第一类控制方式简单，粒度较粗，无法线性的调节控制，控制精细化效果不如第一类，更无法保证主机侧和末端侧处于最佳的能量平衡运行工况。
[0010]那么，我们是否可以基于跨界思维从数字化融合的角度找到一种在不同温湿度环境下基于末端侧需求变化来锚定需量，然后根据最佳平衡在主机侧迭代寻找系统总能耗最低的最优控制组合设定，即基于最佳平衡的中央空调系统总能耗底线寻优算法自控的实
现。

技术实现思路

[0011]针对现有技术的不足，本专利技术公开基于供需最佳平衡的中央空调系统总能耗底线寻优的算法，主要解决现有中央空调系统模糊匹配控制法和人工经验控制法的不足和局限性，即由于供需两侧数据没有协同，通过自身滞后反馈数据或经验数据识别建立的规则，导致在不同的时间切片供需无法实现最佳平衡，总体供能量偏冗余充足，使得主机系统总能耗有较大的浪费。本专利技术的目的主要通过将供给侧、需求侧和动环数据的融合，基于能量平衡，实现供需最佳平衡的中央空调系统总能耗底线寻优算法的自控。
[0012]本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0013]基于供需最佳平衡的中央空调系统总能耗底线寻优的算法，其特征在于，包括如下步骤：
[0014]步骤一：建立冷冻泵频率最不利底线算法，算法结果作为冷冻泵频率下限参照；
[0015]步骤二：建立供冷量体验不足监测算法，作为锚定当前供冷需量的依据，此算法需要过程持续动态监控；
[0016]步骤三：建立冷却系统与冷水机组安全护栏监测算法，作为冷却侧调整底线的依据，此算法需要过程持续动态监控；
[0017]步骤四：基于步骤二和步骤三，建立系统总能耗底线寻优算法，在不同温湿度区间，迭代寻找冷冻水出水温度、冷冻泵频率、冷却泵频率和冷却塔风机运行的最优组合，使得满足当前供需条件下的能耗之和最低；此算法随供冷量体验不足监测算法和冷却系统与制冷机组安全护栏监测算法动态调整。
[0018]优选的，在所述冷冻泵频率最不利底线算法中，
[0019]自变量：频率；因变量：室温>26℃且室
‑
设温差>＝5℃门限个数；
[0020]原理：在冷冻水出水温度符合要求的前提下，由于冷冻泵频率不足导致水循环压力不够，室内空间温度无法达到设定要求的情况，可通过在一定开机率(>＝80％)条件下(保证最不利的空间开机概率)，室温>26℃且室
‑
设温差>＝5℃门限个数进行投诉可能性的量化识别，以此锚定冷冻泵最不利频率底线值。
[0021]优选的，在所述供冷量体验不足监测算法中，
[0022]自变量：环境温度、环境湿度、冷冻泵频率、冷冻水出水温度；
[0023]因变量：室温>26℃且室
‑
设温差>＝5℃且人为触控调温按钮的门限个数；
[0024]原理：在冷冻泵频率符合底线及以上要求的前提下，由于冷冻水出水温度不足或流量不够导致供冷量不够，室内空间温度无法达到设定要求而影响用户体验的情况，可通过监测开机的供冷空间，室温>26℃且室
‑
设温差>＝5℃的门限个数，同时结合人为触控调温信号数据进行识别反馈，供冷量体验不足会随室外环境温湿度变化而变化。
[0025]优选的，在所述冷却系统与冷水机组安全护栏监测算法中，其原理如下：
[0026]基于国标和安全护栏要求，建立如下护栏边界：
[0027]1)标准运行工况下，冷却水出水温度<＝35℃，且进出温差<＝5℃，若冷却水出水温度>35℃或进出温差>5℃，冷却泵频率设为最高频，风机全开；
[0028]2)冷水机组负荷>＝90％，冷却泵频率设为最高频，风机迭代开启至冷水机组负荷
<＝75％，直至全开。
[0029]优选的，在所述系统总能耗底线寻优算法中，
[0030]系统总能耗＝冷水机组能耗+冷冻泵能耗+冷却泵能耗+冷却塔风机能耗；
[0031]在制冷需量一定的情况下，先将冷却侧因冷却不足对冷水机组负荷的影响减小到最低，遵循尽量提高冷冻水出水温度的原则，在下限保证用户用能体验(不能引起用户投诉)至上限冷冻系统与冷水机组总能耗最优的区间锚定迭代冷冻侧最优控制组合值，即迭代冷冻泵频率f冻及能耗e冻、冷冻水出水温度t冻及冷水机组能耗e机，使得e冻+e机最小，锚定出f冻和t冻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于供需最佳平衡的中央空调系统总能耗底线寻优的算法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：建立冷冻泵频率最不利底线算法，算法结果作为冷冻泵频率下限参照；步骤二：建立供冷量体验不足监测算法，作为锚定当前供冷需量的依据，此算法需要过程持续动态监控；步骤三：建立冷却系统与冷水机组安全护栏监测算法，作为冷却侧调整底线的依据，此算法需要过程持续动态监控；步骤四：基于步骤二和步骤三，建立系统总能耗底线寻优算法，在不同温湿度区间，迭代寻找冷冻水出水温度、冷冻泵频率、冷却泵频率和冷却塔风机运行的最优组合，使得满足当前供需条件下的能耗之和最低；此算法随供冷量体验不足监测算法和冷却系统与制冷机组安全护栏监测算法动态调整。2.根据权利要求1所述的基于供需最佳平衡的中央空调系统总能耗底线寻优的算法，其特征在于，在所述冷冻泵频率最不利底线算法中，自变量：频率；因变量：室温>26℃且室
‑
设温差>＝5℃门限个数；原理：在冷冻水出水温度符合要求的前提下，由于冷冻泵频率不足导致水循环压力不够，室内空间温度无法达到设定要求的情况，通过在一定开机率>＝80％条件下，保证最不利的空间开机概率，室温>26℃且室
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设温差>＝5℃门限个数进行投诉可能性的量化识别，以此锚定冷冻泵最不利频率底线值。3.根据权利要求2所述的基于供需最佳平衡的中央空调系统总能耗底线寻优的算法，其特征在于，在所述供冷量体验不足监测算法中，自变量：环境温度、环境湿度、冷冻泵频率、冷冻水出水温度；因变量：室温>26℃且室
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设温差>＝5℃且人为触控调温按钮的门限个数；原理：在冷冻泵频率符合底线及以上要求的前提下，由于冷冻水出水温度不足或流量不够导致供冷量不够，室内空间温度无法达到设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，董政，孙传坤，卞涛田，
申请(专利权)人：无锡锐泰节能系统科学有限公司，
类型：发明
国别省市：