[發明專利]一種水源熱泵節能優化控制方法

有效

• 申請號: 201010565534.0
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102003772A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 戎向陽;王磊;高慶龍
• 申請（專利權）人: 中國建筑西南設計研究院有限公司
• 主分類號: F24F11/00
• 分類號: F24F11/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 劉凱;徐宏

技術領域

本發明涉及優化控制方法，特別涉及一種水源熱泵節能優化控制方法。

背景技術

在暖通空調發研究和發展過程中，控制一直都是十分活躍的領域，他們以減少暖通空調系統的整體運行費用、確保舒適度和滿足室內空氣質量為目標，許多研究者都致力于研究對局部系統的控制，比例積分控制的成功廣泛應用就是這些研究中的最好示例之一，隨后大量的優化控制技術開始發展，高油價和能源短缺使得對系統能效和投資的關注開始增加。在過去的幾十年里，得益于自動控制系統綜合規模的持續增長和建筑自動控制系統在線數據收集的更加快捷，管理和優化控制的研究已經開始實施。

自動控制系統在不同的時期起著不同的作用，最早的自動控制強調暖通設備的自動化，把重點放在使設備盡可能多的實現自動化以節約人力資源，隨后監測控制開始強調對能源的監測和自動化控制，利用設備監測輔助人工或自動控制實現高能效，但是這兩種控制方式都不可能實現高的能效比，因為兩種方式把大多的精力都放在了設備的自動控制而非運行費用。

水源熱泵系統一般有三個子系統組成：水源側水泵系統、熱泵機組系統和負荷側水泵系統，各子系統之間的運行能耗相互關聯和影響。水源熱泵中的自動控制系統多通過溫控器等傳感器對各控制點進行控制，控制點包括：啟停控制、進出水溫度、水壓力、水流量、旁通閥壓差等的監測和顯示。系統的優化方式一般是針對子系統或者系統的局部運行參數進行單獨優化，可以實現某子系統(或系統某環節)的節能運行，但無法實現整個水源熱泵系統的節能優化。例如對于水源熱泵機組的優化控制，可以實現熱泵機組的優化運行，但此時水源側水泵和負荷側水泵運行并不是與之合理配置的優化運行。更關鍵是，由于整個系統的可控參數多，按照各子系統分別控制的優化模式，隔斷各子系統之間的相互關聯，甚至無法判斷系統中各可控參數進行何種合理配置，才能實現三個子系統的總運行能耗最低。

發明內容

本發明的目的在于：針對上述存在的問題，提供一種利用整體最優化的方法來找尋能源和費用的控制參數，在不犧牲室內環境質量和不違反各部件的運行限制的前提下，對能源或費用的參數設置進行優化從而使能源輸入和運行費用實現最小化的水源熱泵節能優化控制方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種水源熱泵節能優化控制方法，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運行時的無法控制變量和可控變量，包括：

e：負荷側二次水環路阻力

DP_LP：負荷側二次環路壓差

V_LP，ChW：負荷側二次環路水體積流量

η_SPMP：負荷側二次泵綜合效率

H_PPMP：負荷側一次泵揚程

η_PPMP：負荷側一次泵綜合效率

T_{CHLR，ChW，S}：負荷側供水溫度

T_{CHLR，CW，S}：負荷側回水溫度

V_{CHLR，CW，per}：每臺主機水源水流量

V_{CHLR，ChW，per}：每臺主機負荷側水流量

N_CHLR：運行主機臺數

c0，c1，c2，c3：水源熱泵主機模型回歸參數

T_WB：空氣濕球溫度

T_DB：空氣干球溫度

T_River：水源側水溫

H_CWPMP：水源側水泵揚程

η_CWPMP：水源側水泵綜合效率

(2)將上述實時采集的變量儲存在數據庫中；

(3)基于模型的優化控制策略模塊建立了水源熱泵機組模型、負荷側水泵模型和水源側水泵模型，利用上述模型對水源熱泵系統綜合能耗進行計算，其總能耗采用下面公式：

P_Sysrem＝P_SourcePump+P_HeatPump+P_LoadPump

式中：

P_Sysrem：系統總能耗

P_SourcePump：水源側水泵總能耗

P_HeatPump：水源熱泵機組總能耗

P_Loadpump：負荷側水泵總能耗