專利名稱：空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模擬及監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制方法，特別是涉及一種對空調(diào)運(yùn)行的模擬及監(jiān)控的方法。實(shí)現(xiàn)對中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化及對其運(yùn)行狀況的監(jiān)控。
背景技術(shù)：
目前，公知的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能是采用變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)(通過改變風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率或者運(yùn)行臺數(shù))、變水流量空調(diào)系統(tǒng)(通過改變水泵運(yùn)行頻率或者運(yùn)行臺數(shù))及控制制冷主機(jī)運(yùn)行臺數(shù)。但是目前實(shí)際空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能不明顯，甚至出現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)不在設(shè)計(jì)參數(shù)范圍以內(nèi)，影響空調(diào)房間的舒適度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一個優(yōu)化運(yùn)行模擬方法，該方法不僅能對全年變負(fù)荷情況下對空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模擬及對空調(diào)房間舒適度進(jìn)行驗(yàn)證，而且能將此優(yōu)化思想移植到監(jiān)控軟件中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的-
空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模擬及監(jiān)控方法，其假設(shè)蒸發(fā)器進(jìn)出口溫度差，計(jì)算出蒸發(fā)器模型參數(shù)，在這一進(jìn)出口溫差下，將假設(shè)合理的冷凝溫度，冷凝器
模型、壓縮機(jī)模型、節(jié)流閥模型、水泵模型所對應(yīng)參數(shù)計(jì)算出，系統(tǒng)的COP值算出，再比較出系統(tǒng)COP值最大值，然后改變蒸發(fā)器出口溫差，將所有合理的蒸發(fā)器進(jìn)出口溫度差值的系統(tǒng)COP值最大值進(jìn)行比較，再將系統(tǒng)COP
值最大值所對應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)輸出首先能識別空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)，其次對空調(diào)系統(tǒng)要監(jiān)測的參數(shù)進(jìn)行讀取并輸入到優(yōu)化模擬程序中，最后將優(yōu)化后的參數(shù)圖文并茂地顯示出來，實(shí)現(xiàn)在線優(yōu)化控制；并對優(yōu)化后的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控。所述的空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模擬及監(jiān)控方法，其所述對優(yōu)化后的運(yùn)行狀況
進(jìn)行監(jiān)控，即建立開放的數(shù)據(jù)庫來存儲空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的參數(shù)，對全年變負(fù)荷
情況下模擬出全年的運(yùn)行參數(shù)，確定優(yōu)選方案，并將此優(yōu)化運(yùn)行程序安裝在
第三方的監(jiān)控程序中，進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行監(jiān)控。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果是
可以對全年不同負(fù)荷情況下，對空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模擬及在線優(yōu)化控制實(shí)現(xiàn)，該方法所提供的界面友好，操作簡單，能圖文并茂方式顯示優(yōu)化結(jié)果，而且建立開放的數(shù)據(jù)庫，方便客戶建立空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)庫。


圖l為本發(fā)明的優(yōu)化流程圖2為本發(fā)明的控制流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明首先對空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行識別；其次將制冷機(jī)組、水泵及末端設(shè)備為建立其數(shù)學(xué)模型，并以系統(tǒng)COP為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；最后基于VC++開發(fā)平臺。將主機(jī)、水泵及空調(diào)末端為一個整體作為對象，將要求空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行及保證空調(diào)房間舒適度作為優(yōu)化約束條件來優(yōu)化系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最大化的節(jié)能，而且保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行及空調(diào)房間的舒適度。
本方法包括
對所使用空調(diào)設(shè)備和水泵進(jìn)行參數(shù)識別；對所監(jiān)控到的負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行提取；根據(jù)提取負(fù)荷，對中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)就行優(yōu)化，就優(yōu)化后參數(shù)對對空調(diào)房間舒適度進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)優(yōu)化后的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)中央空調(diào)系統(tǒng)；就優(yōu)化后的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，可以與采集、控制設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或者存儲歷史數(shù)據(jù)，并能將來至設(shè)備的數(shù)據(jù)與圖形畫面上的屬性連接及處理數(shù)據(jù)報(bào)警與系統(tǒng)報(bào)警。
通過此方法可以避免大流量小溫差等不節(jié)能狀況出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能。
本發(fā)明采用數(shù)學(xué)搜索方法，通過計(jì)算機(jī)編程對水源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化找
出中央空調(diào)系統(tǒng)COP實(shí)時最大所對應(yīng)的狀態(tài)參數(shù)?，F(xiàn)將具體的運(yùn)行優(yōu)化過程描述如下假設(shè)蒸發(fā)器進(jìn)出口溫度差，蒸發(fā)器模型參數(shù)就可以求出了，在這一進(jìn)出口溫差下，假設(shè)所有合理的冷凝溫度，冷凝器模型、壓縮機(jī)模型、節(jié)流閥模型、水泵模型所對應(yīng)參數(shù)也就都可以求出了，系統(tǒng)的COP值也就可以
就出了，比較出系統(tǒng)COP值最大值。然后改變蒸發(fā)器出口溫差，繼續(xù)計(jì)算，把所有合理的蒸發(fā)器進(jìn)出口溫度差值的系統(tǒng)COP值最大值進(jìn)行比較，最后將系統(tǒng)COP值最大值所對應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)輸出。具體優(yōu)化流程如圖1所示。
本方法用于中央空調(diào)自動控制系統(tǒng)后，可與其它控制器配合使用，對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并根據(jù)所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，對其它子控制器進(jìn)行控制，進(jìn)而控制水泵流量、制冷劑流量、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度等運(yùn)行參數(shù)，并對優(yōu)化后的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，并對不符合房間溫濕度要求的時刻進(jìn)行報(bào)警?？?br> 制流程圖如2所示。具體實(shí)施例如下
進(jìn)入主界面；點(diǎn)擊浮動菜單"熱泵機(jī)組與水泵聯(lián)合優(yōu)化"按鈕，進(jìn)入優(yōu)化指標(biāo)對話框選擇要優(yōu)化的指標(biāo)，本軟件提供"COP" ， "Exergy"兩種指標(biāo)；選擇指標(biāo)后，點(diǎn)擊"下一步"按鈕，進(jìn)入熱泵機(jī)組與水泵聯(lián)合優(yōu)化主界面；在界面的左側(cè)為已知參數(shù)設(shè)置區(qū)，其中包括制冷劑、變頻水泵、熱泵機(jī)組、建筑負(fù)荷?？蛇x擇要參與優(yōu)化計(jì)算的制冷劑類型。點(diǎn)擊"制冷劑數(shù)據(jù)庫"即可進(jìn)入制冷劑熱力性質(zhì)計(jì)算方程系數(shù)的數(shù)據(jù)庫?？蓪?shù)據(jù)庫進(jìn)行修改、刪除及添加等操作；選擇變頻水泵的臺數(shù)，點(diǎn)擊"水泵選擇"進(jìn)入水泵參數(shù)設(shè)置對話框；選擇"冷凝器側(cè)水泵"或"蒸發(fā)器側(cè)水泵"，點(diǎn)擊"水泵選擇"，進(jìn)入水泵選擇主界面。按照界面上的提示即可計(jì)算；點(diǎn)擊"相同型號并聯(lián)曲線"，進(jìn)入相同型號水泵并聯(lián)性能曲線圖?？娠@示流量-揚(yáng)程、流量-功率、流量-效率三條性能曲線及并聯(lián)運(yùn)行參數(shù)值；選出水泵后，依次點(diǎn)擊"型號査詢"-〉"方程擬合"-〉"工況點(diǎn)計(jì)算"_〉"曲線擬合"-> "曲線繪制"可進(jìn)入變頻水泵功率與流量關(guān)系圖對話框；選擇熱泵機(jī)組臺數(shù)，點(diǎn)擊"機(jī)組選擇"，即可進(jìn)入機(jī)組數(shù)據(jù)庫?？蓪?shù)據(jù)庫進(jìn)行査詢、修改、刪除及添加等操作；點(diǎn)擊"建筑負(fù)荷情況"即可進(jìn)入負(fù)荷數(shù)據(jù)庫對話框，可對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行提取負(fù)荷、添加、刪除、修改、排序及把數(shù)據(jù)庫到出EXCEL等操作；在界面的右側(cè)為計(jì)算界面，包括"制冷工況計(jì)算"、"制熱工況計(jì)算"、"校核計(jì)算"三部分內(nèi)容。點(diǎn)擊"制冷工況計(jì)算"即可進(jìn)入制冷工況計(jì)算對話框，在初始化過冷度、過熱度、壓縮過程多變指數(shù)及冷卻水回水溫度后，點(diǎn)擊"計(jì)算"按鈕即可計(jì)算。點(diǎn)擊"蒸發(fā)溫度、冷凝溫度變化圖"、"蒸發(fā)器、冷凝器水流量變化圖"、"蒸發(fā)器、冷凝器回水溫度出口溫度及進(jìn)出口溫度差"、"壓縮機(jī)、水泵功率變化圖"、"COP、制冷劑流量變化圖"即可査看參數(shù)變化;點(diǎn)擊"校核計(jì)算"按鈕，即可進(jìn)入空調(diào)房間校核計(jì)算對話框。主要包括"水冷式表面冷卻器的E'值"、"表面冷卻器技術(shù)數(shù)據(jù)"、"冷卻器的傳熱系數(shù)"、"校核計(jì)算初始化"；點(diǎn)擊表面冷卻器技術(shù)數(shù)據(jù)的E，值的"數(shù)據(jù)庫"按鈕，即進(jìn)入求解E'的數(shù)據(jù)庫?？蓪?shù)據(jù)庫進(jìn)行査詢、添加、刪除、修改等操作，其為計(jì)算E'做準(zhǔn)備的。選擇型號-〉選擇排數(shù)-〉點(diǎn)擊"計(jì)算"即可計(jì)算
出E'值；點(diǎn)擊表面冷卻器技術(shù)數(shù)據(jù)的"數(shù)據(jù)庫"按鈕，即可進(jìn)入各種型號表
面冷卻器參數(shù)的數(shù)據(jù)庫?？蓪?shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢、添加、刪除、修改等操作。
選擇型號-〉選擇排數(shù)即可顯示參數(shù)；點(diǎn)擊冷卻器傳熱系數(shù)的"數(shù)據(jù)庫"按鈕，即可進(jìn)入用于計(jì)算表面冷卻器傳熱系數(shù)的參數(shù)數(shù)據(jù)庫?？蓪?shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢、添加、刪除、修改等操作。選擇型號-〉選擇功能即可顯示參數(shù)；點(diǎn)擊校核參數(shù)初始化的"數(shù)據(jù)庫"即可進(jìn)入校核計(jì)算初始化庫對話框，可對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行提取數(shù)據(jù)、添加、刪除、修改及把數(shù)據(jù)庫到出EXCEL等操作；選擇要校核計(jì)算的房間可顯示該房間的一些參數(shù)要處理的負(fù)荷、余濕量、新風(fēng)比、室外干球溫度、新風(fēng)含濕量。點(diǎn)擊"計(jì)算"按鈕即可計(jì)算校核計(jì)算后的參數(shù)值。
通過優(yōu)化模擬可知，此優(yōu)化運(yùn)行模擬方法具有可行性、準(zhǔn)確性及滿足工程精度要求的優(yōu)點(diǎn)，可將此優(yōu)化方法移植到監(jiān)控程序中，其監(jiān)控界面。通過對參數(shù)設(shè)置，可以與采集、控制設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或者存儲歷史數(shù)據(jù)，并能將來至設(shè)備的數(shù)據(jù)與圖形畫面上的屬性連接及處理數(shù)據(jù)報(bào)警與系統(tǒng)報(bào)警。優(yōu)化后的參數(shù)能動態(tài)顯示在界面上，并且能生成報(bào)表及打印輸出。
權(quán)利要求
1.空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模擬及監(jiān)控方法，其特征在于假設(shè)蒸發(fā)器進(jìn)出口溫度差，計(jì)算出蒸發(fā)器模型參數(shù)，在這一進(jìn)出口溫差下，將假設(shè)合理的冷凝溫度，冷凝器模型、壓縮機(jī)模型、節(jié)流閥模型、水泵模型所對應(yīng)參數(shù)計(jì)算出，系統(tǒng)的COP值算出，再比較出系統(tǒng)COP值最大值，然后改變蒸發(fā)器出口溫差，將所有合理的蒸發(fā)器進(jìn)出口溫度差值的系統(tǒng)COP值最大值進(jìn)行比較，再將系統(tǒng)COP值最大值所對應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)輸出首先能識別空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)，其次對空調(diào)系統(tǒng)要監(jiān)測的參數(shù)進(jìn)行讀取并輸入到優(yōu)化模擬程序中，最后將優(yōu)化后的參數(shù)圖文并茂地顯示出來，實(shí)現(xiàn)在線優(yōu)化控制；并對優(yōu)化后的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模擬及監(jiān)控方法，其特征在于所述對優(yōu)化后的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，即建立開放的數(shù)據(jù)庫來存儲空調(diào)系 統(tǒng)設(shè)備的參數(shù)，對全年變負(fù)荷情況下模擬出全年的運(yùn)行參數(shù)，確定優(yōu)選方案， 并將此優(yōu)化運(yùn)行程序安裝在第三方的監(jiān)控程序中，進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行監(jiān) 控。
全文摘要
空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模擬及監(jiān)控方法，涉及一種控制方法，實(shí)現(xiàn)對中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化及對其運(yùn)行狀況的監(jiān)控。它是首先能識別空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)，其次對空調(diào)系統(tǒng)要監(jiān)測的參數(shù)進(jìn)行讀取并輸入到優(yōu)化模擬程序中，最后將優(yōu)化后的參數(shù)圖文并茂地方式顯示出來及實(shí)現(xiàn)在線優(yōu)化控制。其可以對全年變負(fù)荷情況下空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行進(jìn)行模擬，可為暖通設(shè)計(jì)師做方案提供依據(jù)，同時也可將優(yōu)化程序運(yùn)用到實(shí)際工程的在線優(yōu)化控制軟件中，從而實(shí)現(xiàn)較大的節(jié)能。
文檔編號F24F11/00GK101672510SQ200910187658
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者敖永安, 琳 沈, 王聰民, 超 谷, 陳錦華, 高興全 申請人:沈陽建筑大學(xué)