本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于空調(diào)負(fù)荷率的供水變溫度控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

空調(diào)大系統(tǒng)中熱泵機組供水溫度與系統(tǒng)能效有直接的關(guān)系，以供冷季為例，供水溫度越高，機組效率越高，單位制冷量能耗越低，通常來講負(fù)荷高時，供水溫度低些，負(fù)荷低時，供水溫度高些，既能保證機組的效率，也能保證負(fù)荷的需要，滿足舒適度的要求。

然而，現(xiàn)有技術(shù)通常根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)實時負(fù)荷或環(huán)境溫度調(diào)整供水溫度，存在很多缺陷。比如通過計算得到的空調(diào)系統(tǒng)實時負(fù)荷其實并不能夠真實反映實際需要的能量需求，僅代表在某種供能和用能方式下實際消耗的能量；環(huán)境溫度能夠部分間接地表征空調(diào)系統(tǒng)的能量需求，但也不夠全面。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于空調(diào)負(fù)荷率的供水變溫度控制系統(tǒng)，用于對機組供水溫度進行合理控制，解決采用傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)難以滿足用能的經(jīng)濟性或舒適度要求的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的基于空調(diào)負(fù)荷率的供水變溫度控制系統(tǒng)包括：

環(huán)境溫度負(fù)荷率計算器，實測環(huán)境溫度作為該環(huán)境溫度負(fù)荷率計算器的輸入，按照線性或非線性關(guān)系計算環(huán)境溫度負(fù)荷率，作為該環(huán)境濕度負(fù)荷率計算器的輸出；

環(huán)境濕度負(fù)荷率計算器，實測環(huán)境濕度作為該環(huán)境濕度負(fù)荷率計算器的輸入，按照線性或非線性關(guān)系計算環(huán)境濕度負(fù)荷率，作為該環(huán)境濕度負(fù)荷率計算器的輸出；

外負(fù)荷率計算器，所述環(huán)境溫度負(fù)荷率計算器的輸出和所述環(huán)境濕度負(fù)荷率計算器的輸出分別作為該外負(fù)荷率計算器的輸入1和輸入2，基于該輸入1和該輸入2進行加權(quán)求和計算，得到外負(fù)荷率，作為該外負(fù)荷率計算器的輸出；

內(nèi)負(fù)荷率計算器，各設(shè)備的運行狀態(tài)作為該內(nèi)負(fù)荷率計算器的輸入，設(shè)1≤i≤n，其中n為設(shè)備的總個數(shù)；設(shè)第i個設(shè)備的運行狀態(tài)為Di1，在該第i個設(shè)備運行時，所述Di1為實數(shù)1，否則Di1為實數(shù)0；設(shè)所述第i個空調(diào)的內(nèi)負(fù)荷為Pi，則Pi＝Ci×Di1，其中，所述Ci為第i個設(shè)備的額定熱負(fù)荷與額定濕負(fù)荷總和；設(shè)內(nèi)負(fù)荷率為Pnr，則其中，P0為設(shè)備全部開啟時額定熱負(fù)荷與濕負(fù)荷的總和，內(nèi)負(fù)荷率Pnr作為該內(nèi)負(fù)荷率計算器的輸出；

出水溫度設(shè)定器，所述外負(fù)荷率計算器的輸出和所述內(nèi)負(fù)荷率計算器的輸出分別作為出水溫度設(shè)定器的輸入1和輸入2，對該輸入1和該輸入2進行加權(quán)求和計算，得到總負(fù)荷率，以該總負(fù)荷率為自變量，按照線性或非線性關(guān)系，計算出水溫度設(shè)定值，作為該出水溫度設(shè)定器的輸出；

機組控制器，所述出水溫度設(shè)定器的輸出和出水溫度測量值分別作為輸入機組控制器輸入1和輸入2，其中，所述出水溫度設(shè)定器的輸出作為機組控制器的設(shè)定值，所述出水溫度測量值作為機組控制器的測量值，該機組控制器采用PID控制算法；以及

功率執(zhí)行器，所述機組溫度控制器的輸出作為該功率控制器的輸入，該功率執(zhí)行器用于調(diào)節(jié)冷水機組的出水溫度。

本發(fā)明提供的基于空調(diào)負(fù)荷率的供水變溫度控制系統(tǒng)不同于現(xiàn)有技術(shù)中僅利用環(huán)境溫度表征空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷，進行出水溫度設(shè)定值進行優(yōu)化設(shè)定。本發(fā)明同時引入了環(huán)境溫度、環(huán)境濕度二個主要因素來表征空調(diào)系統(tǒng)的外負(fù)荷，并同時引入設(shè)備運行狀態(tài)表征空調(diào)系統(tǒng)的內(nèi)負(fù)荷，根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的總負(fù)荷率對出水溫度設(shè)定值進行優(yōu)化設(shè)定，更加科學(xué)合理；

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例所提供的中央空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例所提供的供水變溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

為了進一步說明本發(fā)明實施例提供的基于空調(diào)負(fù)荷率的供水變溫度控制系統(tǒng)，下面結(jié)合說明書附圖進行詳細(xì)描述。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種基于空調(diào)負(fù)荷率的供水變溫度控制系統(tǒng)，其應(yīng)用于圖1所示的空調(diào)系統(tǒng)中，該空調(diào)系統(tǒng)覆蓋至少一個分區(qū)，在本實施例中以覆蓋一個分區(qū)(即圖中虛線包圍部分)為例進行說明。該分區(qū)內(nèi)包括多個房間(圖1中為房間1～房間n)，每個房間內(nèi)安裝有一個空調(diào)，每個空調(diào)配置有溫度控制器，用于對對應(yīng)房間的實際溫度進行控制。該分區(qū)對應(yīng)設(shè)有變頻泵P201，用于控制該分區(qū)內(nèi)的供水流量。

如圖2所示，本發(fā)明實施例提供的供水變溫度控制系統(tǒng)包括環(huán)境溫度負(fù)荷率計算器A，環(huán)境濕度負(fù)荷率計算器B，外負(fù)荷率計算器C，內(nèi)負(fù)荷率計算器D，出水溫度設(shè)定器G，機組溫度控制器H，功率執(zhí)行器I以及相關(guān)測控儀表(未圖示)；

關(guān)于上述環(huán)境溫度負(fù)荷率計算器A，相關(guān)測控儀表實測環(huán)境溫度Tn，作為環(huán)境溫度負(fù)荷率計算器的輸入，而后環(huán)境溫度負(fù)荷率計算器A按照線性或非線性關(guān)系計算環(huán)境溫度負(fù)荷率Pn1，以該環(huán)境溫度負(fù)荷率Pn1作為環(huán)境溫度負(fù)荷率計算器A的輸出。

例如在供冷季，環(huán)境溫度在25℃～40℃范圍內(nèi)變化時，按照線性關(guān)系對應(yīng)環(huán)境溫度負(fù)荷率在30％～100％范圍內(nèi)變化；環(huán)境溫度低于25℃時，環(huán)境溫度負(fù)荷率為30％，環(huán)境溫度高于40℃時，環(huán)境溫度負(fù)荷率為100％。在本實施例中，作為環(huán)境溫度Tn與環(huán)境溫度負(fù)荷率Pn1的一種可選的具體關(guān)系：當(dāng)25℃≤Tn≤40℃時，Pn1＝(7×Tn-130)/150；當(dāng)Tn＜25℃時，Pn1＝30％；當(dāng)Tn＞40℃時，Pn1＝100％。

關(guān)于上述環(huán)境濕度負(fù)荷率計算器B，相關(guān)測控儀表實測環(huán)境濕度作為環(huán)境濕度負(fù)荷率計算器的輸入，而后環(huán)境濕度負(fù)荷率計算器B根據(jù)環(huán)境濕度計算環(huán)境濕度負(fù)荷率Pn2。計算得到的環(huán)境濕度負(fù)荷率Pn2作為環(huán)境濕度負(fù)荷率計算器B的輸出。

例如在供冷季，環(huán)境濕度在60％～90％的范圍內(nèi)變化時，按照線性關(guān)系對應(yīng)環(huán)境濕度負(fù)荷率Pn2在0％～100％范圍內(nèi)變化；環(huán)境濕度低于60％時，環(huán)境濕度率Pn2為0％；環(huán)境濕度高于90％時，環(huán)境濕度負(fù)荷率Pn2為100％。在本實施例中，作為環(huán)境濕度和環(huán)境濕度負(fù)荷率P2的一種可選的具體關(guān)系，當(dāng)時，當(dāng)時，Pn2＝0；當(dāng)時，Pn2＝100％。

關(guān)于上述外負(fù)荷率計算器C，環(huán)境溫度負(fù)荷率計算器A的輸出作為外負(fù)荷率計算器C的輸入1(即Pn1)，環(huán)境濕度負(fù)荷率計算器B的輸出作為外負(fù)荷率計算器B的輸入2(即Pn2)，對輸入1和輸入2進行加權(quán)求和計算，得到外負(fù)荷率Por。具體地，Por＝輸入1×k1+輸入2×k2，計算得到的Por作為外負(fù)荷率計算器120的輸出，在本實施例中，優(yōu)選k1＝0.7，k2＝0.3。并且，k1/k2為為環(huán)境熱負(fù)荷與環(huán)境濕負(fù)荷比，k1+k2＝1。

關(guān)于內(nèi)負(fù)荷率計算器D，各設(shè)備的運行狀態(tài)作為該內(nèi)負(fù)荷率計算器D的輸入。設(shè)i是從1到n的正整數(shù)，n為設(shè)備總個數(shù)，第i個設(shè)備的運行狀態(tài)為Di1，則在該第i個設(shè)備運行時，Di1為實數(shù)1，否則為實數(shù)0。設(shè)第i個設(shè)備的內(nèi)負(fù)荷為Pi，則Pi＝Ci×Di1，其中，Ci為第i個設(shè)備的額定熱負(fù)荷與額定濕負(fù)荷的總和。

設(shè)內(nèi)負(fù)荷率為Pnr，則Pnr滿足其中，P0為分區(qū)內(nèi)設(shè)備全部開啟時額定熱負(fù)荷與濕負(fù)荷的總和。由此能夠計算得到內(nèi)負(fù)荷率Pnr。以該內(nèi)負(fù)荷率Pnr作為內(nèi)負(fù)荷率計算器D的輸出。

關(guān)于出水溫度設(shè)定器G，以上述外負(fù)荷率計算器的輸出Por作為該出水溫度設(shè)定器G的輸入1，以上述內(nèi)負(fù)荷率計算器的輸出Pnr作為該出水溫度設(shè)定器G的輸入2。出水溫度設(shè)定器G對輸入1和輸入2進行加權(quán)平均計算，得到總負(fù)荷率。具體地，設(shè)總負(fù)荷率為Pr，則Pr＝d1×Por+d2×Pnr，在本實施例中，d1＝0.75，d2＝0.25，并且，d1/d2為外負(fù)荷與內(nèi)負(fù)荷之比，d1+d2＝1。而后，出水溫度設(shè)定器G以該總負(fù)荷率Pr為自變量，按照線性或非線性關(guān)系計算出水溫度設(shè)定值Tsp，以該出水溫度設(shè)定值Tsp作為出水溫度設(shè)定器的輸出。

例如在供冷季，總負(fù)荷率Pr在30％～100％范圍內(nèi)變化時，對應(yīng)出水溫度設(shè)定值Tsp在12℃～7℃變化；總負(fù)荷率Pr低于30％時，出水溫度設(shè)定值Tsp為12℃；總負(fù)荷率Pr高于100％時，出水溫度設(shè)定值Tsp為7℃。在本實施例中，作為總負(fù)荷率Pr與出水溫度設(shè)定值Tsp的一種可選的具體關(guān)系：當(dāng)30％≤Pr≤100％時，Tsp＝(99-50×Pr)/7；當(dāng)Pr＜30％時，Tsp＝12℃；當(dāng)Pr＞100％時，Tsp＝7℃。

關(guān)于機組控制器H，出水溫度設(shè)定器G的輸出Tsp作為機組控制器H的設(shè)定值；供水溫度測量值T1作為機組控制器H的測量值，機組控制器H采用PID控制算法或其他算法。

機組控制器H的輸出作為上述功率執(zhí)行器I的輸入，功率執(zhí)行器I用于控制冷水機組的出水溫度。

本發(fā)明提供的基于空調(diào)負(fù)荷率的供水變溫度控制系統(tǒng)不同于現(xiàn)有技術(shù)中僅利用環(huán)境溫度表征空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷，進行出水溫度設(shè)定值進行優(yōu)化設(shè)定。本發(fā)明同時引入了環(huán)境溫度、環(huán)境濕度二個主要因素來表征空調(diào)系統(tǒng)的外負(fù)荷，并同時引入設(shè)備運行狀態(tài)表征空調(diào)系統(tǒng)的內(nèi)負(fù)荷，根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的總負(fù)荷進行出水溫度設(shè)定值進行優(yōu)化設(shè)定，更加科學(xué)合理；

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。