[发明专利]基于冷冻水回水温度最佳设定点的小型定频冷水机组变水温控制方法在审

专利信息
申请号: 201910359467.8 申请日: 2019-04-30
公开(公告)号: CN110107989A 公开(公告)日: 2019-08-09
发明(设计)人: 王伟;孙育英;武尚将;洪阳;薛汇宇;林瑶;王丹 申请(专利权)人: 北京工业大学
主分类号: F24F11/63 分类号: F24F11/63;F24F11/83;G06F17/50
代理公司: 北京思海天达知识产权代理有限公司 11203 代理人: 刘萍
地址: 100124 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 回水 冷水机组 定频 冷冻水 水温控制 预测模型 运行工况数据 差值控制 节能效果 空调系统 模拟仿真 气象数据 设计参数 运行工况 控制器 数据集 启停 室内 修正 验证 机组 检验 保证
【说明书】:

发明涉及基于冷冻水回水温度最佳设定点的小型定频冷水机组变水温控制方法,首先建立小型定频冷水机组空调系统的模型,进行模拟仿真。再收集建筑的设计参数和所在地区的典型年气象数据,结合以上三者计算得到不同运行工况下的冷冻水回水最高允许温度。之后检验和修正冷冻水回水最高允许温度从而确定回水温度最佳设定点并建立不同的运行工况数据集。基于数据集,建立和验证定频冷水机组回水温度最佳设定点GRNN预测模型。最后借助预测模型确定机组回水温度最佳设定点进行适时调整。最后利用位式控制器,根据回水温度与最佳设定水温的差值控制冷水机组的启停。本发明能在保证室内热舒适的前提下提高小型定频冷水机组的效率,取得较好的节能效果。

技术领域

本发明涉及小型定频冷水机组,具体来说是一种对小型定频冷水机组回水温度控制的节能方法。小型定频冷水机组是制冷量不超过50Kw的机组。

背景技术

目前,小型定频冷水机组由于制冷性能稳定、控制系统简单、价格低等优势,广泛应用于我国中小型建筑空调系统。小型定频冷水机组不具有负载调节能力,为适应空调系统的动态负荷变化,根据回水温度对机组进行启停控制。现有小型定频冷水机组的回水温度控制通常采用定水温控制方法,即采用固定回水温度设定点(通常为回水设计温度12℃)。定水温控制方法能够满足最不利工况的建筑供冷需求,但建筑在实际运行时,最不利工况时间通常不足10%,大部分时间处于部分负荷工况,定水温控制方法使空调系统的冷冻水温度过低,不利于小型定频冷水机组的节能运行,造成能源的浪费。

变水温控制方法是根据建筑工况需求,自动调节冷水机组的冷冻水温度设定点,实现冷水机组变水温运行的节能调节策略。冷水机组厂商提供的数据显示,冷冻水温度每增加了1℃,机组性能系数(COP)可以提高2.0%~4.0%。因此,可以尽可能提高冷冻水温度,以提高冷水机组性能。小型定频冷水机组在实际运行和研究中,对变水温控制进行了一些探索,主要有以下两种方式:1、凭经验手动调节回水温度设定值;2、将供冷季分为若干阶段,分阶段给出冷冻水供水设定温度;3、将室外温度分为若干阶段,分阶段给出冷冻水供水设定温度。现有方法需要依靠经验,通过不断重复试验才能确定,一方面不能有效保证室内热环境舒适,另一方面不能根据实际运行工况动态调节水温设定值,尚不能最大限度提高冷水机组运行效率。

根据上述问题,在保证建筑室内热环境舒适性的前提下,以机组运行性能最佳为优化目标,发明了基于实际运行工况实时预测机组冷冻水回水温度最佳设定点,实现小型定频冷水机组的变水温运行控制方法。

发明内容

本发明在保证建筑室内舒适性的前提下,基于GRNN建立回水温度最佳设定点预测模型,根据实际运行工况实时预测机组冷冻水回水温度最佳设定点并适时调整水温设定值,从而实现小型定频冷水机组空调系统的变水温优化运行。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:首先,建立小型定频冷水机组空调系统的模型,再借助模型进行模拟仿真并收集建筑的设计参数与所在地区的典型年气象数据,计算得到不同运行工况下、基于热舒适的冷冻水回水最高允许温度。检验和修正冷冻水回水最高允许温度从而确定回水温度最佳设定点,建立不同的运行工况数据集,基于数据集建立和验证定频冷水机组回水温度最佳设定点GRNN预测模型。利用回水温度最佳设定点预测模型,实时预测当前工况的回水温度最佳设定点,对小型定频冷水机组回水温度进行适时调整,再利用位式控制器根据回水温度与最佳设定水温的差值控制定频冷水机组的启停。

(1)建立仿真模型。先根据建筑设计参数在模拟软件Modelica中建立房间模型、定频冷水机组模型、风机盘管模型、控制模型等子模型,通过子模型之间的联合运行来模拟空调系统的动态运行过程。

(2)计算冷水机组冷冻回水最高允许温度。通过模拟仿真方法,将空调末端设备设定在固定风量、额定流量下工作,通过调节冷冻水温度保证空调房间室内舒适度,利用建筑所在地区的典型年气象数据,即可计算得到不同运行工况下,基于热舒适的冷冻水回水最高允许温度。

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