專利名稱：一種水源熱泵節(jié)能優(yōu)化控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及優(yōu)化控制方法，特別涉及一種水源熱泵節(jié)能優(yōu)化控制方法。
背景技術(shù)：
在暖通空調(diào)發(fā)研究和發(fā)展過程中，控制一直都是十分活躍的領(lǐng)域，他們以減少暖 通空調(diào)系統(tǒng)的整體運(yùn)行費(fèi)用、確保舒適度和滿足室內(nèi)空氣質(zhì)量為目標(biāo)，許多研究者都致力 于研究對(duì)局部系統(tǒng)的控制，比例積分控制的成功廣泛應(yīng)用就是這些研究中的最好示例之 一，隨后大量的優(yōu)化控制技術(shù)開始發(fā)展，高油價(jià)和能源短缺使得對(duì)系統(tǒng)能效和投資的關(guān)注 開始增加。在過去的幾十年里，得益于自動(dòng)控制系統(tǒng)綜合規(guī)模的持續(xù)增長和建筑自動(dòng)控制 系統(tǒng)在線數(shù)據(jù)收集的更加快捷，管理和優(yōu)化控制的研究已經(jīng)開始實(shí)施。自動(dòng)控制系統(tǒng)在不同的時(shí)期起著不同的作用，最早的自動(dòng)控制強(qiáng)調(diào)暖通設(shè)備的自 動(dòng)化，把重點(diǎn)放在使設(shè)備盡可能多的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化以節(jié)約人力資源，隨后監(jiān)測(cè)控制開始強(qiáng)調(diào) 對(duì)能源的監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化控制，利用設(shè)備監(jiān)測(cè)輔助人工或自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)高能效，但是這兩種 控制方式都不可能實(shí)現(xiàn)高的能效比，因?yàn)閮煞N方式把大多的精力都放在了設(shè)備的自動(dòng)控制 而非運(yùn)行費(fèi)用。水源熱泵系統(tǒng)一般有三個(gè)子系統(tǒng)組成水源側(cè)水泵系統(tǒng)、熱泵機(jī)組系統(tǒng)和負(fù)荷側(cè) 水泵系統(tǒng)，各子系統(tǒng)之間的運(yùn)行能耗相互關(guān)聯(lián)和影響。水源熱泵中的自動(dòng)控制系統(tǒng)多通過 溫控器等傳感器對(duì)各控制點(diǎn)進(jìn)行控制，控制點(diǎn)包括啟?？刂?、進(jìn)出水溫度、水壓力、水流 量、旁通閥壓差等的監(jiān)測(cè)和顯示。系統(tǒng)的優(yōu)化方式一般是針對(duì)子系統(tǒng)或者系統(tǒng)的局部運(yùn)行 參數(shù)進(jìn)行單獨(dú)優(yōu)化，可以實(shí)現(xiàn)某子系統(tǒng)(或系統(tǒng)某環(huán)節(jié))的節(jié)能運(yùn)行，但無法實(shí)現(xiàn)整個(gè)水源 熱泵系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化。例如對(duì)于水源熱泵機(jī)組的優(yōu)化控制，可以實(shí)現(xiàn)熱泵機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行， 但此時(shí)水源側(cè)水泵和負(fù)荷側(cè)水泵運(yùn)行并不是與之合理配置的優(yōu)化運(yùn)行。更關(guān)鍵是，由于整 個(gè)系統(tǒng)的可控參數(shù)多，按照各子系統(tǒng)分別控制的優(yōu)化模式，隔斷各子系統(tǒng)之間的相互關(guān)聯(lián)， 甚至無法判斷系統(tǒng)中各可控參數(shù)進(jìn)行何種合理配置，才能實(shí)現(xiàn)三個(gè)子系統(tǒng)的總運(yùn)行能耗最 低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述存在的問題，提供一種利用整體最優(yōu)化的方法來找 尋能源和費(fèi)用的控制參數(shù)，在不犧牲室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和不違反各部件的運(yùn)行限制的前提下， 對(duì)能源或費(fèi)用的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化從而使能源輸入和運(yùn)行費(fèi)用實(shí)現(xiàn)最小化的水源熱泵節(jié) 能優(yōu)化控制方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的—種水源熱泵節(jié)能優(yōu)化控制方法，其特征在于包括以下步驟(1)利用PID局部控制模塊中的DDC控制器采集水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的無法控制 變量和可控變量，包括e 負(fù)荷側(cè)二次水環(huán)路阻力
DPlp:負(fù)荷側(cè)二次環(huán)路壓差 VLP, chff 負(fù)荷側(cè)二次環(huán)路水體積流量JIspmp 負(fù)荷側(cè)二次泵綜合效率Hppmp 負(fù)荷側(cè)一次泵揚(yáng)程JIppmp 負(fù)荷側(cè)一次泵綜合效率Tchle, chff, s 負(fù)荷側(cè)供水溫度Tchle, cw, s 負(fù)荷側(cè)回水溫度Vchle,Cffjper 每臺(tái)主機(jī)水源水流量Vchle,chff,per 每臺(tái)主機(jī)負(fù)荷側(cè)水流量Ncsui 運(yùn)行主機(jī)臺(tái)數(shù)c0,cl,c2,c3 水源熱泵主機(jī)模型回歸參數(shù)Twb:空氣濕球溫度Tdb 空氣干球溫度TEiver 水源側(cè)水溫Hcwpmp 水源側(cè)水泵揚(yáng)程JIqmp:水源側(cè)水泵綜合效率(2)將上述實(shí)時(shí)采集的變量儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中；(3)基于模型的優(yōu)化控制策略模塊建立了水源熱泵機(jī)組模型、負(fù)荷側(cè)水泵模型和 水源側(cè)水泵模型，利用上述模型對(duì)水源熱泵系統(tǒng)綜合能耗進(jìn)行計(jì)算，其總能耗采用下面公 式
權(quán)利要求
1. 一種水源熱泵節(jié)能優(yōu)化控制方法，其特征在于包括以下步驟(1)利用PID局部控制模塊中的DDC控制器采集水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的無法控制變量 和可控變量，包括e 負(fù)荷側(cè)二次水環(huán)路阻力 DPlp 負(fù)荷側(cè)二次環(huán)路壓差 VLP, chw 負(fù)荷側(cè)二次環(huán)路水體積流量 Π SPMP 負(fù)荷側(cè)二次泵綜合效率 Hppmp 負(fù)荷側(cè)一次泵揚(yáng)程 η PPMP 負(fù)荷側(cè)一次泵綜合效率 Tchle, ChW, S 負(fù)荷側(cè)供水溫度 TCHLE,CW,S 負(fù)荷側(cè)回水溫度 VcHLE, CW, per每臺(tái)主機(jī)水源水流量 VCHLE,ChW,per每臺(tái)主機(jī)負(fù)荷側(cè)水流量 Nchle 運(yùn)行主機(jī)臺(tái)數(shù)c0, cl, c2, c3 水源熱泵主機(jī)模型回歸參數(shù) Twb 空氣濕球溫度 Tdb 空氣干球溫度 TEiver 水源側(cè)水溫 Hcwpmp 水源側(cè)水泵揚(yáng)程 1L CWPMP 水源側(cè)水泵綜合效率(2)將上述實(shí)時(shí)采集的變量儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中；(3)基于模型的優(yōu)化控制策略模塊建立了水源熱泵機(jī)組模型、負(fù)荷側(cè)水泵模型和水源 側(cè)水泵模型，利用上述模型對(duì)水源熱泵系統(tǒng)綜合能耗進(jìn)行計(jì)算，其總能耗采用下面公式式中Psystem 系統(tǒng)總能耗 PsourceRMp 水源側(cè)水泵總能耗 1 HeatPump 水源熱泵機(jī)組總能耗 丄 Loadpump 負(fù)荷側(cè)水泵總能耗a)、水源熱泵機(jī)組模型該模型所需要的獨(dú)立變量主要包括負(fù)荷側(cè)供水溫度、負(fù)荷側(cè) 回水溫度、主機(jī)出力、每臺(tái)主機(jī)水源水流量、每臺(tái)主機(jī)負(fù)荷側(cè)水流量、運(yùn)行主機(jī)臺(tái)數(shù)、水源熱 泵主機(jī)模型回歸參數(shù)；該模型的一般形式如下
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水源熱泵節(jié)能優(yōu)化控制方法，通過PID局部控制模塊采集水源熱泵運(yùn)行時(shí)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)，利用水源熱泵機(jī)組模型、負(fù)荷側(cè)水泵模型和水源側(cè)水泵模型對(duì)系統(tǒng)綜合能耗進(jìn)行計(jì)算，通過梯度優(yōu)化算法，確定系統(tǒng)的最優(yōu)運(yùn)行策略，如熱泵機(jī)組開啟數(shù)量、水泵變速運(yùn)行參數(shù)等，并可根據(jù)確定的節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行策略(可控運(yùn)行參數(shù)的最優(yōu)組合)，通過DDC控制器對(duì)水源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到系統(tǒng)總運(yùn)行能耗最小的目的。
文檔編號(hào)F24F11/00GK102003772SQ20101056553
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者戎向陽, 王磊, 高慶龍 申請(qǐng)人:中國建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司