本發(fā)明涉及平衡閥，具體為一種智能動(dòng)態(tài)平衡閥的制冷供熱管控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球?qū)δ茉聪暮铜h(huán)保問題的日益關(guān)注，建筑物的能源管理變得愈發(fā)重要，提升能效不僅可以降低運(yùn)行成本，還有助于減少溫室氣體排放，符合可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，相應(yīng)的政策和標(biāo)準(zhǔn)也在制定中以推動(dòng)建筑行業(yè)采用更高效的供熱和制冷系統(tǒng)。而動(dòng)態(tài)平衡閥主要應(yīng)用于集中供暖與制冷系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)各末端設(shè)備的流量，實(shí)現(xiàn)整體水力平衡，提升系統(tǒng)效率，隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，建筑物的智能化程度不斷提高，預(yù)測(cè)性維護(hù)、自動(dòng)化控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)已成為現(xiàn)代建筑管理的重要特征。

2、現(xiàn)有的平衡閥在調(diào)節(jié)過程中，通過自適應(yīng)流量變化而做出流量與壓力調(diào)節(jié)行為，缺乏對(duì)管路能耗的實(shí)時(shí)建模能力，無法精準(zhǔn)識(shí)別高耗能區(qū)段，傳統(tǒng)方案僅基于瞬時(shí)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)，未結(jié)合歷史趨勢(shì)預(yù)測(cè)能耗變化，導(dǎo)致能效優(yōu)化率低下，常規(guī)技術(shù)通過閾值告警實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)，未建立節(jié)點(diǎn)間的風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)系數(shù)評(píng)估機(jī)制，難以及時(shí)定位異常源，在制定調(diào)控策略時(shí)未整合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)，存在調(diào)控加劇整體供水與回流鏈路風(fēng)險(xiǎn)的可能性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、（一）解決的技術(shù)問題：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種智能動(dòng)態(tài)平衡閥的制冷供熱管控系統(tǒng)，能夠有效地解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。

2、（二）技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

3、本發(fā)明公開了一種智能動(dòng)態(tài)平衡閥的制冷供熱管控系統(tǒng)，包括動(dòng)態(tài)壓差平衡閥、傳感采集模塊、節(jié)點(diǎn)控制模組、集中管理模塊和規(guī)劃模組，所述傳感采集模塊安裝在動(dòng)態(tài)壓差平衡閥的入水端，所述節(jié)點(diǎn)控制模組安裝在動(dòng)態(tài)壓差平衡閥的頂端，所述集中管理模塊與節(jié)點(diǎn)控制模組和規(guī)劃模組通過無線網(wǎng)絡(luò)交互連接，其中：動(dòng)態(tài)壓差平衡閥，用于部署至回水管路，根據(jù)流量變化、壓力變化或操控指令自動(dòng)執(zhí)行閥門開度調(diào)整。

4、傳感采集模塊，用于通過溫度、流量和壓力傳感器按照預(yù)設(shè)頻率采集實(shí)際溫度、流量和壓力數(shù)據(jù)。

5、節(jié)點(diǎn)控制模組，用于對(duì)接指定區(qū)域的溫度反饋節(jié)點(diǎn)，下發(fā)動(dòng)態(tài)壓差平衡閥的控制指令，接收傳感采集模塊遞交的數(shù)據(jù)后集成為傳感反饋數(shù)據(jù)，采集并上傳指定區(qū)域室內(nèi)的溫度設(shè)定值與實(shí)際反饋溫度數(shù)據(jù)，集成為節(jié)點(diǎn)反饋數(shù)據(jù)。

6、集中管理模塊，用于接收各個(gè)節(jié)點(diǎn)控制模組上傳的傳感反饋數(shù)據(jù)和節(jié)點(diǎn)反饋數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、時(shí)間標(biāo)記與歷史記錄管理。

7、規(guī)劃模組，用于分析實(shí)時(shí)采集的溫度、流量及壓力參數(shù)，識(shí)別運(yùn)行偏差并構(gòu)建動(dòng)態(tài)流體模型，結(jié)合各區(qū)域溫控需求生成周期性調(diào)控任務(wù)，基于動(dòng)態(tài)流體模型量化評(píng)估當(dāng)前能耗分布，并根據(jù)歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)趨勢(shì)預(yù)測(cè)預(yù)設(shè)周期內(nèi)的能效變化，同步檢測(cè)異常節(jié)點(diǎn)，通過整合調(diào)控任務(wù)、能耗變化及風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果，生成最優(yōu)流量調(diào)控策略遞交至對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)壓差平衡閥執(zhí)行。

8、更進(jìn)一步地，所述規(guī)劃模組下級(jí)部署有子模塊，包括目標(biāo)提取模塊、鏈路建模模塊、任務(wù)提取模塊、異常分析單元和指令規(guī)劃模塊，所述鏈路建模模塊與目標(biāo)提取模塊、任務(wù)提取模塊和異常分析單元通過無線網(wǎng)絡(luò)交互連接，所述指令規(guī)劃模塊與異常分析單元與集中管理模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)交互連接，其中：目標(biāo)提取模塊，用于提取傳感采集模塊和節(jié)點(diǎn)控制模塊采集的數(shù)據(jù)，按預(yù)設(shè)目標(biāo)類別，對(duì)應(yīng)標(biāo)注關(guān)鍵目標(biāo)參數(shù)，并且對(duì)比被標(biāo)注關(guān)鍵目標(biāo)參數(shù)與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)記存在偏差的關(guān)鍵指標(biāo)。

9、鏈路建模模塊，用于獲取目標(biāo)提取模塊提供的各節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵運(yùn)行目標(biāo)參數(shù)，建立包含供給與回流管路的動(dòng)態(tài)鏈路模型，將各節(jié)點(diǎn)的溫度、流量和壓力關(guān)鍵參數(shù)作為模型輸入，輸出當(dāng)前管路內(nèi)的實(shí)際流動(dòng)和熱交換參數(shù)與運(yùn)行曲線。

10、任務(wù)提取模塊，用于對(duì)比每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)室內(nèi)區(qū)域的設(shè)定溫度與當(dāng)前反饋溫度，計(jì)算溫度調(diào)整需求，根據(jù)溫度需求差異，劃分出各節(jié)點(diǎn)的溫度調(diào)控任務(wù)，輸出若干溫度調(diào)整目標(biāo)。

11、異常分析單元，用于依據(jù)動(dòng)態(tài)鏈路模型的輸出，識(shí)別當(dāng)前系統(tǒng)的能耗狀態(tài)，判斷供熱或制冷過程中的高耗能區(qū)段及差異，結(jié)合當(dāng)前溫度調(diào)控任務(wù)和能耗識(shí)別結(jié)果，預(yù)測(cè)未來一個(gè)周期中的能耗變化趨勢(shì)，并與調(diào)控任務(wù)執(zhí)行效果進(jìn)行比對(duì)，基于能耗變化趨勢(shì)，判斷系統(tǒng)鏈路中是否存在異常節(jié)點(diǎn)，評(píng)估節(jié)點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)系數(shù)。

12、指令規(guī)劃模塊，用于整合溫度配給任務(wù)、能耗趨勢(shì)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)，基于智能調(diào)度算法，計(jì)算出若干節(jié)點(diǎn)的流量調(diào)控方案，對(duì)算法生成的多個(gè)方案進(jìn)行排序，基于當(dāng)前任務(wù)目標(biāo)屬性挑選最優(yōu)流量調(diào)配指令，將最終排序后的流量調(diào)配指令下發(fā)至節(jié)點(diǎn)控制模組，由節(jié)點(diǎn)控制模組分發(fā)至指定動(dòng)態(tài)壓差平衡閥執(zhí)行。

13、更進(jìn)一步地，所述目標(biāo)提取模塊預(yù)設(shè)的目標(biāo)數(shù)據(jù)類別內(nèi)容包括：舒適性溫度范圍、流量波動(dòng)、壓力波動(dòng)、溫度波動(dòng)范圍、溫度調(diào)整響應(yīng)時(shí)間和單位時(shí)間能耗閾值。

14、更進(jìn)一步地，所述鏈路建模模塊的工作邏輯為：獲取目標(biāo)提取模塊標(biāo)注的各節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵運(yùn)行目標(biāo)參數(shù)，基于供給管路與回流管路的拓?fù)潢P(guān)系構(gòu)建動(dòng)態(tài)鏈路模型；將各節(jié)點(diǎn)的溫度、流量及壓力參數(shù)作為實(shí)時(shí)輸入變量，通過流體力學(xué)方程迭代計(jì)算當(dāng)前管路內(nèi)的流量分布、熱交換效率及動(dòng)態(tài)運(yùn)行曲線；將所述參數(shù)與曲線同步至異常分析單元及任務(wù)提取模塊，其中模型輸出包含節(jié)點(diǎn)間壓力梯度補(bǔ)償值與熱負(fù)荷波動(dòng)關(guān)聯(lián)參數(shù)。

15、更進(jìn)一步地，所述異常分析單元下級(jí)部署有子模塊，子模塊包括：耗能識(shí)別模塊、任務(wù)預(yù)測(cè)模塊和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊，所述耗能識(shí)別模塊與任務(wù)預(yù)測(cè)模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)交互連接，所述任務(wù)預(yù)測(cè)模塊與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)交互連接，其中：耗能識(shí)別模塊，用于接收動(dòng)態(tài)鏈路模型的實(shí)時(shí)流動(dòng)和熱交換參數(shù)與運(yùn)行曲線，計(jì)算出當(dāng)前各個(gè)鏈路或節(jié)點(diǎn)的耗能數(shù)據(jù)，依據(jù)預(yù)設(shè)能耗閾值，判斷鏈路或節(jié)點(diǎn)是否處于高能耗、正?；虻湍芎臓顟B(tài)。

16、任務(wù)預(yù)測(cè)模塊，用于分析當(dāng)前任務(wù)執(zhí)行前后的能耗變化，并結(jié)合歷史周期數(shù)據(jù)，進(jìn)行趨勢(shì)比對(duì)，根據(jù)當(dāng)前調(diào)控任務(wù)中的溫度調(diào)整幅度，構(gòu)建預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)未來周期內(nèi)能耗變化方向及幅度。

17、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊，用于對(duì)比當(dāng)前實(shí)際能耗變化方向及幅度與未來周期內(nèi)能耗變化方向及幅度，判斷能耗偏差是否超出預(yù)設(shè)容差范圍，基于判斷結(jié)果，捕捉各節(jié)點(diǎn)的被標(biāo)記的偏差關(guān)鍵指標(biāo)，評(píng)估所捕捉節(jié)點(diǎn)與鏈路間的風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)系數(shù)，生成風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告。

18、更進(jìn)一步地，所述任務(wù)預(yù)測(cè)模塊預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建過程中，通過時(shí)間序列分析算法進(jìn)行構(gòu)建，實(shí)時(shí)收集溫度、流量、壓力及歷史能耗信息，提取具有代表性的特征參數(shù)，形成特征向量，反映系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和能耗變化趨勢(shì)，利用已處理的歷史數(shù)據(jù)集對(duì)選擇的預(yù)測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練，通過交叉驗(yàn)證法評(píng)估模型在未見數(shù)據(jù)上的預(yù)測(cè)能力。

19、更進(jìn)一步地，所述指令規(guī)劃模塊在策略生成階段基于多目標(biāo)優(yōu)化的智能調(diào)度算法，將溫度調(diào)控任務(wù)、預(yù)測(cè)能耗趨勢(shì)與風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)系數(shù)作為輸入?yún)?shù)，計(jì)算生成至少兩種流量調(diào)控方案，各方案包含不同節(jié)點(diǎn)的閥門開度調(diào)整幅度與執(zhí)行優(yōu)先級(jí)，在策略優(yōu)化階段根據(jù)預(yù)設(shè)的任務(wù)目標(biāo)權(quán)重系數(shù)，對(duì)生成的流量調(diào)控方案進(jìn)行多維度排序，在指令下發(fā)階段選取排序結(jié)果中綜合評(píng)分最高的流量調(diào)配指令集，通過模塊節(jié)點(diǎn)控制模組向?qū)?yīng)區(qū)域的動(dòng)態(tài)平衡閥動(dòng)態(tài)壓差平衡閥下發(fā)包含時(shí)間戳的執(zhí)行指令，并同步將策略參數(shù)及執(zhí)行日志上傳至模塊集中管理模塊存儲(chǔ)。

20、更進(jìn)一步地，所述智能調(diào)度算法的多目標(biāo)優(yōu)化過程具體包括：建立以最小化總能耗、均衡化節(jié)點(diǎn)溫差和最小化風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化模型；利用歷史調(diào)控?cái)?shù)據(jù)訓(xùn)練反饋機(jī)制，動(dòng)態(tài)調(diào)整目標(biāo)函數(shù)中各參數(shù)的權(quán)重分配；采用基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃與遺傳算法混合的求解策略，在預(yù)設(shè)時(shí)間閾值內(nèi)輸出滿足約束條件的帕累托最優(yōu)解集。

21、更進(jìn)一步地，所述維度包括能效提升優(yōu)先級(jí)、風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避系數(shù)及溫度調(diào)節(jié)響應(yīng)速度。

22、更進(jìn)一步地，所述集中管理模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)交互連接有通訊切換模塊，所述通訊切換模塊用于提供4g、5g和wi-fi網(wǎng)絡(luò)切換，向數(shù)據(jù)交換設(shè)備配置對(duì)應(yīng)權(quán)限通訊協(xié)議。

23、（三）有益效果：采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已知的現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：1、通過整合溫度、能耗和風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)流量調(diào)控方案的動(dòng)態(tài)生成和優(yōu)化，有效克服傳統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)控滯后、響應(yīng)不及時(shí)的缺陷，從而實(shí)現(xiàn)更精確和可靠的溫度控制，采用基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的智能調(diào)度算法，系統(tǒng)能夠同時(shí)平衡能耗最優(yōu)化、節(jié)點(diǎn)溫差均衡以及風(fēng)險(xiǎn)控制三個(gè)目標(biāo)，生成符合帕累托最優(yōu)條件的流量調(diào)控方案，確保整體運(yùn)行效能提升。

24、2、通過實(shí)時(shí)采集能耗數(shù)據(jù)和歷史能耗趨勢(shì)預(yù)測(cè)，該系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)識(shí)別高耗能區(qū)域和異常能耗情況，從而在保障溫控效果的同時(shí)實(shí)現(xiàn)能源利用效率的顯著提高，引入多維度風(fēng)險(xiǎn)關(guān)聯(lián)系數(shù)評(píng)估機(jī)制，在制定調(diào)控方案時(shí)充分考慮潛在風(fēng)險(xiǎn)因素，有效提高系統(tǒng)安全水平，避免因局部調(diào)控不當(dāng)而引發(fā)的系統(tǒng)整體運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。