本發(fā)明屬于中央空調(diào)能效在線分析領(lǐng)域，特別涉及大型樓宇中央空調(diào)性能系數(shù)在線分析方法，實現(xiàn)了對中央空調(diào)性能系數(shù)的連續(xù)在線分析。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，大型建筑的數(shù)量在逐年增加，其綜合能耗也在不斷增大，我國約90％以上的大型公共建筑是典型的能耗大戶，據(jù)不完全統(tǒng)計，建筑能耗約占全社會總能耗的30％-35％，未來幾年寫字樓、公寓、飯店、會展中心等大型公共建筑會大幅度增加，能源與發(fā)展的矛盾日益突出。中央空調(diào)是大型樓宇的重要耗能設(shè)備，能耗占比在40％以上；隨著設(shè)備服役年限的增加，其運行性能系數(shù)往往達不到設(shè)計值，而且由于現(xiàn)場計量儀表和監(jiān)控系統(tǒng)的缺失，經(jīng)濟性試驗耗費大量的人力物力，因此長期以來中央空調(diào)的運行經(jīng)濟性一直缺乏有效評價。
大型樓宇能源管理系統(tǒng)針對現(xiàn)代樓宇能源管理的需要，通過現(xiàn)場總線把大樓中的電壓、功率因數(shù)、溫度、濕度、壓力、流量等能耗數(shù)據(jù)采集到上位管理系統(tǒng)，將全樓的水、蒸汽、電力、燃料的用量由計算機集中處理，實現(xiàn)動態(tài)顯示、報表生成和打印等一系列功能。利用樓宇能源管理系統(tǒng)采集的實時數(shù)據(jù)實現(xiàn)設(shè)備性能的在線分析，既可以實時評價設(shè)備的經(jīng)濟性，也可以評價運行參數(shù)的偏差及其對經(jīng)濟性造成的影響，進而實現(xiàn)運行優(yōu)化的操作指導(dǎo)，同時根據(jù)這些數(shù)據(jù)實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化控制，最大限度地提高能源的利用率。
《容積式和離心式冷水(熱泵)機組性能試驗方法》(gb/t10870-2001)規(guī)定了冷水機組性能系數(shù)計算基本規(guī)則和試驗方法，對測定條件和測定持續(xù)時間做了嚴格規(guī)定，要求設(shè)備處于穩(wěn)態(tài)或者準穩(wěn)態(tài)工況，而實際生產(chǎn)運行時，由于隨機因素引起的中央空調(diào)運行參數(shù)波動以及系統(tǒng)延時的影響，利用上述模型進行在線分析，達不到實時性能分析的要求，計算結(jié)果會產(chǎn)生較大偏差。
本發(fā)明以冷水機組區(qū)域為例，根據(jù)熱平衡原理，其制冷量的計算方程式如下：
q0＝c*qm*(t1-t2)+qc(1)
中央空調(diào)的性能系數(shù)定義為：
上述公式中，q0表示冷凍水的放熱量(即中央空調(diào)制冷量)，w；c表示冷凍水的平均比熱容，j/(kg*℃)；qm表示冷凍水質(zhì)量流量，kg/s；t1表示冷水機組回水溫度，℃；t1表示冷水機組供水溫度，℃；qc表示環(huán)境空氣帶入冷水機組熱量修正項，w；n0表示中央空調(diào)輸入電功率，w；cop表示性能系數(shù)。
制冷量與性能系數(shù)對應(yīng)的計算公式參照《容積式和離心式冷水(熱泵)機組性能試驗方法》(gb/t10870-2001)確定，通過實時計算中央空調(diào)制冷量和中央空調(diào)輸入電功率，按公式(2)得到中央空調(diào)的實時性能系數(shù)。當運行參數(shù)波動時，實時性能系數(shù)也會產(chǎn)生波動，但性能系數(shù)的瞬時波動并不表明設(shè)備能效發(fā)生變化，因此利用該模型指導(dǎo)設(shè)備的運行存在局限性。這主要是因為實時性能系數(shù)模型的工況為穩(wěn)態(tài)或者準穩(wěn)態(tài)，一般不會存在參數(shù)的較大幅度波動，即使個別參數(shù)有短時的大幅波動，也不會對計算結(jié)果產(chǎn)生影響。為得到適用于在線分析的性能系數(shù)計算模型，需對公式(2)中的各運行參數(shù)對時間積分，但積分算法復(fù)雜，不適合在線應(yīng)用。
通過以上分析，目前缺乏一種符合要求的性能系數(shù)分析方法，基于此種需求，本案由此產(chǎn)生。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術(shù)，提供一種中央空調(diào)性能系數(shù)在線分析方法，其可有效處理運行參數(shù)、設(shè)備負荷、環(huán)境溫度的影響，以保證輸出結(jié)果趨勢正確、穩(wěn)定可靠。
技術(shù)方案：一種中央空調(diào)性能系數(shù)在線分析方法，包括如下步驟：
(1)對中央空調(diào)相關(guān)運行參數(shù)進行實時采集，數(shù)據(jù)采樣的周期為t；
(2)設(shè)定性能系數(shù)計算的遞推平均周期為nt；
(3)對于當前計算周期，從實時數(shù)據(jù)庫中讀取中央空調(diào)的相關(guān)運行參數(shù)，計算當前采樣周期及往前(n-1)個采樣周期的中央空調(diào)的制冷量qn和中央空調(diào)輸入電功率nn，依據(jù)下式計算實時性能系數(shù)copn：
(4)計算當前采樣周期往前(n-1)個采樣周期的中央空調(diào)的制冷累計量
(5)利用改進的一階慣性加權(quán)遞推算法，計算當前計算周期的加權(quán)遞推平均性能系數(shù)copavn為：
其中，copav(n-1)為上一計算周期的加權(quán)遞推平均性能系數(shù)；所述計算周期間隔為t；
(6)對于下一計算周期遞推平均性能系數(shù)的計算，令n加1后重復(fù)步驟(3)～(5)，即實現(xiàn)性能系數(shù)的連續(xù)在線分析。
有益效果：提出的基于一階慣性加權(quán)遞推平均的中央空調(diào)性能系數(shù)計算模型本質(zhì)上為性能系數(shù)隨時間的積分模型，但回避了對每個參與計算參數(shù)積分的過程，減少算法的復(fù)雜性，有效處理運行參數(shù)、設(shè)備負荷、環(huán)境溫度波動和系統(tǒng)延時的影響，真正達到濾波的目的；同時在傳感器采用或通訊系統(tǒng)出現(xiàn)故障導(dǎo)致制冷量計算出現(xiàn)異常值時，對一階慣性加權(quán)遞推算法進行分類處理，防止錯誤的計算值對下一個周期的影響，實現(xiàn)在線解耦，以保證輸出結(jié)果趨勢正確，穩(wěn)定可靠，且方便于現(xiàn)場應(yīng)用。
具體實施方式
一種中央空調(diào)性能系數(shù)在線分析方法，包括如下步驟：
(1)對中央空調(diào)相關(guān)運行參數(shù)進行實時采集，數(shù)據(jù)采樣的周期為t,一般取3秒；
(2)設(shè)定性能系數(shù)計算的遞推平均周期為nt，一般n取20；
(3)對于當前計算周期，從實時數(shù)據(jù)庫中讀取中央空調(diào)的相關(guān)運行參數(shù)，計算當前采樣周期及往前(n-1)個采樣周期的中央空調(diào)的制冷量qn和中央空調(diào)輸入電功率nn，依據(jù)下式計算實時性能系數(shù)copn：
(4)計算當前采樣周期往前(n-1)個采樣周期的中央空調(diào)的制冷累計量
(5)利用改進的一階慣性加權(quán)遞推算法，計算當前計算周期的加權(quán)遞推平均性能系數(shù)copavn為：
其中，copav(n-1)為上一計算周期的加權(quán)遞推平均性能系數(shù)；計算周期間隔為t，一般取3秒；
(6)對于下一計算周期的遞推平均性能系數(shù)計算，令n加1后重復(fù)步驟(3)～(5)，如此即實現(xiàn)性能系數(shù)的連續(xù)在線分析。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。