[發明專利]商用中央空調冬季末端能源優化分配系統

在審

• 申請號: 201510556906.6
• 申請日: 2015-09-01
• 公開（公告）號: CN105135616A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 汪語哲;劉明珠
• 申請（專利權）人: 大連葆光節能空調設備廠
• 主分類號: F24F11/00
• 分類號: F24F11/00;F24D19/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于提高能源利用效率領域，涉及一種商用熱泵中央空調供暖系統。

背景技術

一般的中央空調由機組系統和末端設備構成。機組系統的主要任務是產生適當溫度的循環水，而后采用循環泵將這些循環水送至末端設備，通過風機盤管等部件和室內空氣進行換熱，經換熱的后的循環水流經回水管回流機組，完成整個空氣調節過程。

為有效利用熱能，機組產生的循環水應在各個樓層間進行合理的分配，這一目標可通過安裝在各個樓道上的閥門實現，整個中央空調各層供回水回路示意圖見圖1。

如圖1，為合理分配機組產生的冷熱能，在每層樓宇的進水管上均安裝了手動閥門和自動閥門，通過調節閥門的開度改變循環水在每層樓宇的分配。閥門的開度一般由PID(比例，微分，積分)算法決定。具體來講，安裝在各層的溫度傳感器測量各層的實際溫度，通過同各層的設定溫度(預期控制目標溫度)進行對比，確定控制偏差，同時計算控制偏差的瞬時變化趨勢(微分D)和累計變化趨勢(積分I)，通過三者的線性組合來決定閥門的開度。

一般來講，上述PID控制算法在夏季基本能夠滿足控制要求。然而，上述控制算法用于冬季工況下中央空調水閥的開度調節，則會產生明顯的頂層過熱問題。其主要原因在于，熱空氣比重較小，底層的熱空氣會逐漸漂移到頂層，而目前很多商用建筑為方便顧客采購，在樓層間設置了滾梯，滾梯多采用開放式設計，開放式設計便于熱空氣的漂移，因而這一問題在很多商場中十分明顯。而傳統PID控制算法對于這種變化缺乏自適應調節能力，因而往往造成商場“頂層過熱，底層過冷”的問題。

為解決上述問題，本專利擬設計一套商用中央空調節能控制系統。

發明內容

針對采用中央空調進行冬季供暖的商場普遍存在的“頂層過熱，底層過冷”問題，本發明提供了一種能夠通過智能調節頂層水閥開度優化解決上述問題的商用中央空調冬季末端能源優化分配系統。

本發明為解決技術問題所采用的技術方案為：

一種商用中央空調冬季末端能源優化分配系統，包括冬季中央空調的節能的初步設計理念，節能算法的工作流程、算法的實施，其特征在于：

冬季中央空調的節能的初步設計理念在于，在機組開啟和水泵開啟臺數一定的情況下，單位時間內，由機組供給末端的循環水總量一定，由循環水提供給末端的總熱量也一定；此時如果調小頂層的閥門將降低該層的供水量，將導致其它層供水量的增加，進而將熱量更多的分配到其它層。

節能算法工作流程的特征在于，采用頂層樓宇的平均溫度誤差E和頂層樓宇的平均溫度誤差變化趨勢EC作為系統輸入，采用基于改進T-S模糊規則制定的模糊專家算法，計算頂層水閥的開度。

進一步的，上述基于改進T-S模糊規則制定的模糊專家算法分為模糊變量選取，變量模糊化，模糊規則制定，模糊決策實現等四部分。

對于模糊變量的選取部分，采用頂層樓宇的平均溫度誤差E和頂層樓宇的平均溫度誤差變化趨勢EC作為模糊變量。

對于變量模糊化部分，采用以下模糊集合描述頂層樓宇的平均溫度誤差E：

{NB,NM,NS,ZE,PS,PM,PB}(1)

其中NB表示誤差為負大，NM表示誤差為負中，NS表示誤差為負小，ZE表示誤差為零，PS表示誤差為正小，PM表示誤差為正中，PB表示誤差為正大。溫度控制誤差E對于模糊集合中的模糊變量的隸屬度函數曲線如圖2所示。

采用以下模糊集合描述頂層樓宇的平均溫度誤差變化趨勢EC：

{NB,NS,ZE,PS,PB}(2)

其中NB表示誤差為負大，NS表示誤差為負小，ZE表示誤差為零，PS表示誤差為正小，PB表示誤差為正大。溫度控制誤差變化趨勢EC對于模糊集合中的模糊變量的隸屬度函數曲線如圖3所示。

對于模糊規則制定部分，分別根據溫度控制誤差E和溫度控制誤差變化趨勢EC針對于不同模糊集合的隸屬情況，由實際工程經驗出發，制定了三十五條模糊規則。

對于模糊決策實現部分，采用基于改進T-S模糊模型，采用真值決策，權值決策，和信息融合三步，實現了對于水閥開度的最終決策。

一般的T-S模型可以簡述如下：

如果f(x₁為A₁,x₂為A₂,…x_k為A_k)

(3)

則有：y＝g(x₁,x₂,...,x_n)