[发明专利]一种水源热泵节能优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及优化控制方法，特别涉及一种水源热泵节能优化控制方法。

背景技术

在暖通空调发研究和发展过程中，控制一直都是十分活跃的领域，他们以减少暖通空调系统的整体运行费用、确保舒适度和满足室内空气质量为目标，许多研究者都致力于研究对局部系统的控制，比例积分控制的成功广泛应用就是这些研究中的最好示例之一，随后大量的优化控制技术开始发展，高油价和能源短缺使得对系统能效和投资的关注开始增加。在过去的几十年里，得益于自动控制系统综合规模的持续增长和建筑自动控制系统在线数据收集的更加快捷，管理和优化控制的研究已经开始实施。

自动控制系统在不同的时期起着不同的作用，最早的自动控制强调暖通设备的自动化，把重点放在使设备尽可能多的实现自动化以节约人力资源，随后监测控制开始强调对能源的监测和自动化控制，利用设备监测辅助人工或自动控制实现高能效，但是这两种控制方式都不可能实现高的能效比，因为两种方式把大多的精力都放在了设备的自动控制而非运行费用。

水源热泵系统一般有三个子系统组成：水源侧水泵系统、热泵机组系统和负荷侧水泵系统，各子系统之间的运行能耗相互关联和影响。水源热泵中的自动控制系统多通过温控器等传感器对各控制点进行控制，控制点包括：启停控制、进出水温度、水压力、水流量、旁通阀压差等的监测和显示。系统的优化方式一般是针对子系统或者系统的局部运行参数进行单独优化，可以实现某子系统(或系统某环节)的节能运行，但无法实现整个水源热泵系统的节能优化。例如对于水源热泵机组的优化控制，可以实现热泵机组的优化运行，但此时水源侧水泵和负荷侧水泵运行并不是与之合理配置的优化运行。更关键是，由于整个系统的可控参数多，按照各子系统分别控制的优化模式，隔断各子系统之间的相互关联，甚至无法判断系统中各可控参数进行何种合理配置，才能实现三个子系统的总运行能耗最低。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种利用整体最优化的方法来找寻能源和费用的控制参数，在不牺牲室内环境质量和不违反各部件的运行限制的前提下，对能源或费用的参数设置进行优化从而使能源输入和运行费用实现最小化的水源热泵节能优化控制方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种水源热泵节能优化控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)利用PID局部控制模块中的DDC控制器采集水源热泵系统运行时的无法控制变量和可控变量，包括：

e：负荷侧二次水环路阻力

DP_LP：负荷侧二次环路压差

V_LP，ChW：负荷侧二次环路水体积流量

η_SPMP：负荷侧二次泵综合效率

H_PPMP：负荷侧一次泵扬程

η_PPMP：负荷侧一次泵综合效率

T_{CHLR，ChW，S}：负荷侧供水温度

T_{CHLR，CW，S}：负荷侧回水温度

V_{CHLR，CW，per}：每台主机水源水流量

V_{CHLR，ChW，per}：每台主机负荷侧水流量

N_CHLR：运行主机台数

c0，c1，c2，c3：水源热泵主机模型回归参数

T_WB：空气湿球温度

T_DB：空气干球温度

T_River：水源侧水温

H_CWPMP：水源侧水泵扬程

η_CWPMP：水源侧水泵综合效率

(2)将上述实时采集的变量储存在数据库中；

(3)基于模型的优化控制策略模块建立了水源热泵机组模型、负荷侧水泵模型和水源侧水泵模型，利用上述模型对水源热泵系统综合能耗进行计算，其总能耗采用下面公式：

P_Sysrem＝P_SourcePump+P_HeatPump+P_LoadPump

式中：

P_Sysrem：系统总能耗

P_SourcePump：水源侧水泵总能耗

P_HeatPump：水源热泵机组总能耗

P_Loadpump：负荷侧水泵总能耗