本發(fā)明涉及通風(fēng)空調(diào)，尤其涉及一種基于負荷預(yù)測的制冷機房控制方法，用于實現(xiàn)制冷機房的高效節(jié)能運行，提高制冷系統(tǒng)的整體性能。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)今的建筑領(lǐng)域，制冷機房作為重要的供冷設(shè)施，廣泛應(yīng)用于各類建筑中。然而，傳統(tǒng)制冷機房存在諸多問題：

2、量化數(shù)據(jù)缺乏：缺乏全面、準(zhǔn)確的運行數(shù)據(jù)，無法對制冷機房的性能進行精確評估和分析。

3、效能評估粗放：對制冷機房的效能評估缺乏科學(xué)的方法和指標(biāo)，難以準(zhǔn)確判斷其運行效率和節(jié)能潛力。

4、運維管理難：復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行模式使得運維管理難度較大，無法及時發(fā)現(xiàn)和解決運行中的問題。

5、運行成本高：不合理的控制方案導(dǎo)致能源浪費嚴(yán)重，增加了運行成本。

6、這些問題不僅造成了能源的極大浪費，也無法滿足現(xiàn)代建筑對制冷系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運行的需求。隨著能源問題的日益突出，開發(fā)一種高效節(jié)能的制冷機房控制方案具有重要的現(xiàn)實意義。

7、專利文獻cn201911252203.9公開了一種空調(diào)控制方法及系統(tǒng)，所述方法包括：根據(jù)建筑空調(diào)負荷預(yù)測模型和第二天的氣象預(yù)報數(shù)據(jù)對第二天的空調(diào)負荷進行預(yù)測；根據(jù)預(yù)測的第二天的空調(diào)負荷和空調(diào)能效分析模型生成空調(diào)第二天的控制策略。但是空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能控制方面存在不穩(wěn)定性，難以實現(xiàn)有效的前饋控制，影響系統(tǒng)的整體節(jié)能效果。

8、專利文獻cn202310308357.5公開了基于中央空調(diào)負荷動態(tài)預(yù)測的系統(tǒng)及優(yōu)化控制方法，基于室內(nèi)變量參數(shù)、室外變量參數(shù)和模型輸入?yún)?shù)，建立冷負荷動態(tài)預(yù)測模型，用于獲取下一個時刻的冷負荷預(yù)測值；基于中央空調(diào)制冷系統(tǒng)涉及的能耗設(shè)備，建立系統(tǒng)設(shè)備能耗模型；基于下一個時刻的冷負荷預(yù)測值作為系統(tǒng)設(shè)備能耗模型的輸入值，建立系統(tǒng)綜合能耗模型；基于系統(tǒng)綜合能效的參數(shù)約束關(guān)系和下一個時刻的冷負荷預(yù)測值，建立中央空調(diào)制冷系統(tǒng)的控制優(yōu)化模型，通過建立冷負荷動態(tài)預(yù)測模型、系統(tǒng)設(shè)備能耗模型、控制優(yōu)化模型，優(yōu)化冷凍機房中冷水機組、冷凍泵、冷卻塔的運行控制策略，能夠?qū)崿F(xiàn)綜合能效最優(yōu)。但是該方法設(shè)備聯(lián)動控制反饋滯后，無法提升系統(tǒng)的綜合能效。

9、因此，亟需一種融合多源數(shù)據(jù)、動態(tài)預(yù)測與實時調(diào)控的集成化控制方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的核心目標(biāo)是提供一種基于負荷預(yù)測的制冷機房控制方案，通過多維度數(shù)據(jù)融合、動態(tài)負荷建模與設(shè)備協(xié)同優(yōu)化，實現(xiàn)制冷系統(tǒng)的精細化控制，在保證熱舒適性的前提下降低能耗。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝艘环N1.基于負荷預(yù)測的制冷機房控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

3、s1，獲取人員活動場所客流數(shù)據(jù)，結(jié)合氣象參數(shù)、圍護結(jié)構(gòu)參數(shù)、室內(nèi)外空氣交互、設(shè)備發(fā)熱量和歷史數(shù)據(jù)對全天空調(diào)負荷進行預(yù)測；

4、s2，根據(jù)負荷預(yù)測得到的全日負荷數(shù)據(jù)，進行負荷時段劃分，并建空調(diào)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，計算不同時段負荷下全局能效最高的運行方案，得出空調(diào)系統(tǒng)各設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)；

5、s3，結(jié)合空調(diào)系統(tǒng)規(guī)模，計算換熱延遲時間；

6、s4，結(jié)合空調(diào)系統(tǒng)各設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)和換熱延遲時間的計算結(jié)果，控制主機按點下發(fā)預(yù)控制方案給空調(diào)系統(tǒng)；

7、s5，在控制主機下發(fā)預(yù)控制方案的時間步長內(nèi)，當(dāng)末端負荷發(fā)生變化時，系統(tǒng)通過調(diào)整比例積分閥開度關(guān)聯(lián)控制冷凍水泵的變頻運行，隨后冷機自適應(yīng)調(diào)節(jié)負荷，最終冷卻塔協(xié)同調(diào)節(jié)以維持水溫穩(wěn)定；

8、s6，在一個控制時段內(nèi)執(zhí)行上述控制策略，待當(dāng)前控制時段結(jié)束，按計算出的運行狀態(tài)參數(shù)重新下發(fā)給下個控制時段系統(tǒng)各個設(shè)備。

9、進一步的，步驟s5中，當(dāng)末端負荷發(fā)生變化時，系統(tǒng)通過調(diào)整比例積分閥開度關(guān)聯(lián)控制冷凍水泵的變頻運行，隨后冷機自適應(yīng)調(diào)節(jié)負荷，最終冷卻塔協(xié)同調(diào)節(jié)以維持水溫穩(wěn)定：當(dāng)末端負荷發(fā)生變化時，比例積分閥開度調(diào)整，從而引起冷水供回水壓差變化，進而關(guān)聯(lián)控制冷凍泵的運行頻率；冷凍水流量變化后，冷機進行負荷自調(diào)節(jié)，維持冷機出水溫度不變；冷卻塔風(fēng)扇此時配合冷機進行調(diào)節(jié)，以維持冷卻水回水溫度。

10、進一步的，比例積分閥通過回風(fēng)溫度來控制閥門開度。

11、進一步的，所述客流數(shù)據(jù)包括人員分布和密度信息，通過安裝在人員活動場所的傳感器獲取。

12、進一步的，所述氣象參數(shù)包括室內(nèi)外溫度、相對濕度、風(fēng)速、太陽輻射強度及降水量，通過氣象站或氣象監(jiān)測設(shè)備獲取。

13、進一步的，所述圍護結(jié)構(gòu)參數(shù)包括墻體、屋頂、門窗的傳熱系數(shù)、面積等。

14、進一步的，所述空調(diào)系統(tǒng)包括冷機、冷卻塔、冷凍泵。

15、進一步的，在步驟s1中，基于機器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建動態(tài)負荷預(yù)測模型，并輸出負荷預(yù)測結(jié)果。

16、進一步的，所述換熱延遲時間根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的管道長度和水流速度計算得出。

17、有益效果

18、提高節(jié)能效果：通過準(zhǔn)確的負荷預(yù)測和優(yōu)化的控制方案，能夠根據(jù)實際負荷需求調(diào)整設(shè)備運行狀態(tài)，避免能源浪費，預(yù)計可在滿足活動人員熱舒適的前提下提升節(jié)能效果。

19、提升舒適度：實時調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行狀態(tài)，確保室內(nèi)溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)保持在舒適范圍內(nèi)，提高人員舒適度。

20、優(yōu)化運維管理：系統(tǒng)的自動化控制和精準(zhǔn)調(diào)節(jié)減少了人工干預(yù)，降低了運維管理的難度和工作量，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

21、適應(yīng)多場景應(yīng)用：本發(fā)明的控制方案可應(yīng)用于公共交通建筑、大型商業(yè)建筑等多個場景，具有廣泛的適用性。

技術(shù)特征：

1.一種基于負荷預(yù)測的制冷機房控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負荷預(yù)測的制冷機房控制方法，其特征在于，步驟s5中，當(dāng)末端負荷發(fā)生變化時，系統(tǒng)通過調(diào)整比例積分閥開度關(guān)聯(lián)控制冷凍水泵的變頻運行，隨后冷機自適應(yīng)調(diào)節(jié)負荷，最終冷卻塔協(xié)同調(diào)節(jié)以維持水溫穩(wěn)定具體為：當(dāng)末端負荷發(fā)生變化時，比例積分閥開度調(diào)整，從而引起冷水供回水壓差變化，進而關(guān)聯(lián)控制冷凍泵的運行頻率；冷凍水流量變化后，冷機進行負荷自調(diào)節(jié)，維持冷機出水溫度不變；冷卻塔風(fēng)扇此時配合冷機進行調(diào)節(jié)，以維持冷卻水回水溫度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于負荷預(yù)測的制冷機房控制方法，其特征在于，比例積分閥通過回風(fēng)溫度來控制閥門開度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負荷預(yù)測的制冷機房控制方法，其特征在于，所述客流數(shù)據(jù)包括人員分布和密度信息，通過安裝在人員活動場所的傳感器獲取。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負荷預(yù)測的制冷機房控制方法，其特征在于，所述氣象參數(shù)包括室內(nèi)外溫度、相對濕度、風(fēng)速、太陽輻射強度及降水量，通過氣象站或氣象監(jiān)測設(shè)備獲取。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負荷預(yù)測的制冷機房控制方法，其特征在于，所述圍護結(jié)構(gòu)參數(shù)包括墻體、屋頂、門窗的傳熱系數(shù)、面積等。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負荷預(yù)測的制冷機房控制方法，其特征在于，所述空調(diào)系統(tǒng)包括冷機、冷卻塔、冷凍泵。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負荷預(yù)測的制冷機房控制方法，其特征在于，所述步驟s1中，基于機器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建動態(tài)負荷預(yù)測模型，并輸出負荷預(yù)測結(jié)果。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負荷預(yù)測的制冷機房控制方法，其特征在于，所述換熱延遲時間根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的管道長度和水流速度計算得出。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于負荷預(yù)測的制冷機房控制方法，旨在解決傳統(tǒng)制冷機房量化數(shù)據(jù)缺乏、效能評估粗放、運維管理難以及運行成本高等問題。通過綜合人員流量數(shù)據(jù)、氣象參數(shù)、圍護結(jié)構(gòu)參數(shù)和室內(nèi)外氣流交互等因素進行負荷預(yù)測，并依據(jù)預(yù)測結(jié)果制定優(yōu)化控制方案，實現(xiàn)制冷機房在保證人員舒適的前提下高效節(jié)能運行。本發(fā)明詳細闡述了其技術(shù)方案、具體實施方式，并通過實例驗證了其有效性，同時給出了權(quán)利要求，為制冷機房的智能化控制提供了創(chuàng)新解決方案。

技術(shù)研發(fā)人員：畢源,李晨光,田利偉,郭輝,郝鑫鵬,代焱,何璇,嚴(yán)鵬飛,黃順,張卓
受保護的技術(shù)使用者：中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15