專利名稱：基于負(fù)荷預(yù)測的中央空調(diào)優(yōu)化節(jié)能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及中央空調(diào)節(jié)能控制技術(shù)，尤其涉及一種基于負(fù)荷預(yù)測的中央空調(diào)
優(yōu)化節(jié)能控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在我國電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，空調(diào)用電增長迅猛，已經(jīng)成為我國電力緊張的重要原因 之一，大型集中空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能降耗已經(jīng)迫在眉睫，是關(guān)系到我國發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵環(huán) 節(jié)之一。目前，導(dǎo)致集中空調(diào)系統(tǒng)能量大量浪費(fèi)的原因主要有1、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計之初和運(yùn)行 之中都沒能精確估計工業(yè)負(fù)荷需求，導(dǎo)致系統(tǒng)的供冷(熱)量大大超過實(shí)際負(fù)荷需求；2、能 量優(yōu)化與控制系統(tǒng)往往僅局限于局部，沒有從全局出發(fā)對空調(diào)系統(tǒng)的各個能耗設(shè)備進(jìn)行協(xié) 調(diào)優(yōu)化控制管理；3、控制模型參數(shù)不能有效地實(shí)時更新，造成能量控制系統(tǒng)不能有效工作。 由于中央空調(diào)系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的最佳運(yùn)行和節(jié) 能，必須針對空調(diào)系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，包括主機(jī)、冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)等，統(tǒng)一考慮，全面 控制，使整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行，才能實(shí)現(xiàn)最佳綜合節(jié)能。而由于現(xiàn)有技術(shù)中各種節(jié)能控制方 案，都只是從中央空調(diào)系統(tǒng)局部實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制；并且不能確定空調(diào)所需要的冷負(fù)荷等約束 條件，也就無從達(dá)到最優(yōu)控制。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于負(fù)荷預(yù)測的中央空調(diào)優(yōu)化節(jié)能 控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可從整個系統(tǒng)層面進(jìn)行全局負(fù)荷預(yù)測和修正，達(dá)到最優(yōu)化的節(jié)能控制。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案 —種基于負(fù)荷預(yù)測的中央空調(diào)優(yōu)化節(jié)能控制系統(tǒng)，包括有中心控制子系統(tǒng)、冷凍 水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、以及現(xiàn)場控制子系統(tǒng)，還包括有 室外溫度傳感器；室外相對濕度傳感器； 分別設(shè)置在所述冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)的流量傳感器、供水溫度傳感器、以及回 水溫度傳感器； 所述中心控制子系統(tǒng)包括有 與上述各傳感器相連，根據(jù)傳感器信號、現(xiàn)場閥門開啟狀況進(jìn)行實(shí)時負(fù)荷預(yù)測的 冷負(fù)荷預(yù)測單元； 與所述冷負(fù)荷預(yù)測單元相連，根據(jù)其預(yù)測值和現(xiàn)場能耗設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況計算 所述能耗設(shè)備的節(jié)能運(yùn)行參數(shù)值，并將所述參數(shù)值發(fā)送到所述現(xiàn)場控制子系統(tǒng)控制現(xiàn)場能 耗設(shè)備運(yùn)行的預(yù)測值修正單元。 本實(shí)用新型的有益效果是 本發(fā)明的實(shí)施例通過在中心控制子系統(tǒng)上預(yù)測系統(tǒng)的負(fù)荷值，從而實(shí)現(xiàn)了從整個 中央空調(diào)系統(tǒng)的層面對系統(tǒng)進(jìn)行全局節(jié)能控制；并通過監(jiān)測現(xiàn)場各種能耗設(shè)備的運(yùn)行狀 況，達(dá)到了對系統(tǒng)的最優(yōu)節(jié)能控制。[0014]
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1是本實(shí)施例提供的基于負(fù)荷預(yù)測的中央空調(diào)優(yōu)化節(jié)能控制系統(tǒng)一個實(shí)施例 的組成結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式參考圖l，該圖是本實(shí)施例提供的基于負(fù)荷預(yù)測的中央空調(diào)優(yōu)化節(jié)能控制系統(tǒng)一 個實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)圖；如圖所示，本實(shí)施例主要包括有 中心控制子系統(tǒng)1、冷卻水系統(tǒng)2、冷凍水系統(tǒng)3、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)4、以及現(xiàn)場控制子系統(tǒng) 5 ; 室外溫度傳感器61 ;室外相對濕度傳感器62 ; 分別設(shè)置在所述冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)的流量傳感器63、66 ;供水溫度傳感器
64、67 ;以及回水溫度傳感器65、68 ; 進(jìn)一步地，所述中心控制子系統(tǒng)1具體包括有 與上述各傳感器61-68相連，根據(jù)傳感器信號、現(xiàn)場閥門開啟狀況進(jìn)行實(shí)時負(fù)荷 預(yù)測的冷負(fù)荷預(yù)測單元ll ; 與所述冷負(fù)荷預(yù)測單元11相連，根據(jù)其預(yù)測值和現(xiàn)場能耗設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況 計算所述能耗設(shè)備的節(jié)能運(yùn)行參數(shù)值，并將所述參數(shù)值發(fā)送到所述現(xiàn)場控制子系統(tǒng)控制現(xiàn) 場能耗設(shè)備運(yùn)行的預(yù)測值修正單元12。 具體實(shí)現(xiàn)時，所述現(xiàn)場控制子系統(tǒng)一般采用PLC控制；而所述現(xiàn)場能耗設(shè)備的實(shí) 際運(yùn)行狀況主要包括有冷凍水泵的實(shí)際運(yùn)行特性曲線、冷卻水泵的實(shí)際運(yùn)行特性曲線、風(fēng) 機(jī)的實(shí)際運(yùn)行特性曲線、冷水機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行特性曲線等。 具體實(shí)現(xiàn)時，所述冷負(fù)荷預(yù)測單元11和預(yù)測值修正單元12可通過采用e損失函 數(shù)的支持向量回歸機(jī)"-SVR)的算法對空調(diào)進(jìn)行負(fù)荷全局優(yōu)化預(yù)測及修正，其具體實(shí)現(xiàn) 方式如下 已知用于空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測的訓(xùn)練集<formula>formula see original document page 4</formula>其 中<formula>formula see original document page 4</formula>[0026] 選擇適當(dāng)?shù)恼龜?shù)C和e 、選擇適當(dāng)?shù)暮撕瘮?shù)K(x， x')，構(gòu)造下式(1) (3)，并求
解最優(yōu)問題
<formula>formula see original document page 4</formula>[0030] 得到最優(yōu)解5 = (g， S'，…,* ，《f .
， 構(gòu)造如下式(4)所示的決策函數(shù)； /(x)-i:問A/)A:(;^) + f ,、
—,=1 (4) 其中E按下列方式計算選擇位于開區(qū)間(0， C/1)中的7j或Ik 若選到的是
Ij，則根據(jù)式(5)進(jìn)行計算；若選到的是7k 則根據(jù)式(6)進(jìn)行計算；
一 i
"^ - j](《-《)(,)+&
'" (5)
(6) 獲取新的數(shù)據(jù)后，將其代入構(gòu)造好的決策函數(shù)從而進(jìn)行預(yù)測； 與實(shí)際所需要的負(fù)荷進(jìn)行比較，并進(jìn)行修正。 具體實(shí)現(xiàn)時，其計算運(yùn)行工況的核心模型描述如下 F
,g一
e，l ，f e，2 ，…f e，A/ ， "chs1 ， w w，2 ，.. ， u^m/'w ，
, gew,2 ，…,g^,; g^。j ， C7to，2,…5 g^工;
=mm
約束關(guān)聯(lián)式
廠< t <廠
^Gcw, min Ucw， j ^ ^Gcw， max ^Gew, min ^ ^ew， k ^ ^Gew， max CGta，min ^ Gta， n ^ CGta.max
,=1
乂=1
+
、"i
(7a)
j[1，N](7b)
k[1，K](7c)
nG[1，J](7d)
(7)
(7e)
+273.2丄 L+273.2
力+ 0
、' =
+
五c礎(chǔ)』+ C(9魂"g,
/e〖l，M〗
(7f)
(7g)<formula>formula see original document page 6</formula>
,c2 ,d。
;、a5,i——第i臺制冷機(jī)組能量模型系數(shù)，i G [l，M];
pb4,n、b^、——第n臺冷卻塔能量模型系數(shù)，n G [l，J] 一第j臺冷卻水泵能量模型系數(shù)，j G [1， N]; 第k臺冷凍水泵能量模型系數(shù)，k G [1， K];
。c
-制冷機(jī)組蒸發(fā)溫度下限值，°C ; -制冷機(jī)組蒸發(fā)溫度上限值，°C ;
-冷凍水泵流量下限值，kg/s -冷凍水泵流量上限值，kg/s -冷卻水泵流量下限值，kg/s -冷卻水泵流量上限值，kg/s
-冷卻塔風(fēng)機(jī)風(fēng)量下限值，kg/S ; -冷卻塔風(fēng)機(jī)風(fēng)量上限值，kg/S ;
第i臺制冷機(jī)組性能系數(shù)，i G [1， M][0072]
Jchiller,
-第i臺制冷機(jī)組能耗，
-第k臺冷凍水泵能耗，k g
-第j臺冷卻水泵能耗，j G
-第n臺冷卻塔風(fēng)機(jī)能耗，j -第k臺冷凍水泵流量，k g -第j臺冷卻水泵流量，j e -第n臺冷卻塔風(fēng)機(jī)風(fēng)量，n -第n臺冷卻塔水流量，n G -第i臺制冷機(jī)組冷卻水賴
'右
G [l，M]， kW;， kW ; [1， N]， kW ; e [1， N]， kW [l，K]， kg/s [1， N]， kg/s e [1， J]，kg/s [1， J]，kg/s; 匱，i g [l，M]，
kg/s
-室外空氣焓，kj/kg ;
一室外飽和空氣烚，kj/kg ;
-冷卻塔運(yùn)行臺數(shù)； -冷凍水泵運(yùn)行臺數(shù) -制冷機(jī)組運(yùn)行臺數(shù) -冷卻水泵運(yùn)行臺數(shù)
i——空調(diào)冷量需求，kW ;
一第i臺制冷機(jī)組冷負(fù)荷率，即制冷機(jī)實(shí)際制冷〗 ——第i臺制冷機(jī)組運(yùn)行蒸發(fā)溫度，i g [l，M]， °C ; ——第i臺制冷機(jī)組運(yùn)行冷凝溫度，i e [l，M]， °C ; i——第i臺制冷機(jī)組冷卻水進(jìn)口溫度，i g [l，M]， i——第i臺制冷機(jī)組冷卻水出口溫度，i g [1， M]， —第n臺冷卻塔出水溫度，n g [1， J] ， °C ; —,..——第n臺冷卻塔進(jìn)水溫度，n G [1， J] ， °C 。 本實(shí)用新型可從整個中央空調(diào)系統(tǒng)的層面對系統(tǒng)進(jìn)行全局節(jié)能控制，達(dá)到最優(yōu)化與其名義制冷量比值；
。c 。c
的節(jié)能控制。 以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤 飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種基于負(fù)荷預(yù)測的中央空調(diào)優(yōu)化節(jié)能控制系統(tǒng)，包括有中心控制子系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、以及現(xiàn)場控制子系統(tǒng)，其特征在于，該節(jié)能控制系統(tǒng)還包括有室外溫度傳感器；室外相對濕度傳感器；分別設(shè)置在所述冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)的流量傳感器、供水溫度傳感器、以及回水溫度傳感器；所述中心控制子系統(tǒng)包括有與上述各傳感器相連，根據(jù)傳感器信號、現(xiàn)場閥門開啟狀況進(jìn)行實(shí)時負(fù)荷預(yù)測的冷負(fù)荷預(yù)測單元；與所述冷負(fù)荷預(yù)測單元相連，根據(jù)其預(yù)測值和現(xiàn)場能耗設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況計算所述能耗設(shè)備的節(jié)能運(yùn)行參數(shù)值，并將所述參數(shù)值發(fā)送到所述現(xiàn)場控制子系統(tǒng)控制現(xiàn)場能耗設(shè)備運(yùn)行的預(yù)測值修正單元。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種基于負(fù)荷預(yù)測的中央空調(diào)優(yōu)化節(jié)能控制系統(tǒng)，包括有中心控制子系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、現(xiàn)場控制子系統(tǒng)，還包括有室外溫度傳感器；室外相對濕度傳感器；分別設(shè)置在所述冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)的流量傳感器、供水溫度傳感器、以及回水溫度傳感器；所述中心控制子系統(tǒng)包括有根據(jù)傳感器信號、現(xiàn)場閥門開啟狀況進(jìn)行實(shí)時負(fù)荷預(yù)測的冷負(fù)荷預(yù)測單元；根據(jù)其預(yù)測值和現(xiàn)場能耗設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況計算所述能耗設(shè)備的節(jié)能運(yùn)行參數(shù)值，并將所述參數(shù)值發(fā)送到所述現(xiàn)場控制子系統(tǒng)控制現(xiàn)場能耗設(shè)備運(yùn)行的預(yù)測值修正單元。本實(shí)用新型可從系統(tǒng)層面進(jìn)行全局負(fù)荷預(yù)測和修正，達(dá)到最優(yōu)化的節(jié)能控制。
文檔編號F24F3/00GK201463177SQ20092012952
公開日2010年5月12日 申請日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者侯志堅(jiān), 姚曄 申請人:深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院