[發明專利]一種基于在線辨識的冷庫制冷系統智能控制方法

在審

• 申請號: 201711488477.9
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108168170A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 劉海波;馬國遠;許樹學
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F25B49/00
• 分類號: F25B49/00;F25D29/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種基于在線辨識的冷庫制冷系統智能控制方法，其主要包括基于氣象參數、冷庫圍護結構、進出貨物、庫門開關運行狀態等條件下，通過冷庫內部溫度實時變化記錄，辨識確定冷庫內部總負荷的變化趨勢并預測庫溫的變化趨勢，控制制冷系統的冷機臺數、壓縮機臺數/轉速、冷凝器風機臺數/轉速、蒸發式冷凝器的噴淋/噴霧流量、循環泵臺數/轉速、冷風機臺數/轉速等制冷系統相關設備和運行參數，避免基于冷庫溫度實測值的被動調節方式，降低冷庫內部溫度的波動，提高制冷系統的運行效率，降低冷庫的總體能耗。

技術領域

本發明涉及冷凍冷藏設備領域，更具體冷凍冷藏用冷庫制冷系統控制。

背景技術

冷庫是一種通過人工制冷的方法獲得穩定的低溫環境的建筑，廣泛應用于食品的貯藏、保鮮等，是保證食品安全和食品品質重要基礎設施。隨著人民生活水平的提高，國家和人們對食品安全和食品品質日益關注，冷庫在近年來得到了快速發展；同時，冷庫的能耗也迅猛增長。

冷庫的能耗主要為了保持冷庫內低溫環境的制冷系統的運行能耗，當前冷庫制冷系統主要是根據冷庫的實際運行溫度(干球溫度T_a,i,濕球溫度T_s,i)和冷庫的設定溫度(T_set)的差值來控制制冷系統的運行參數(冷機/壓縮機臺數、壓縮機轉速、冷凝風機臺數等)。圖1是常見冷庫及制冷系統形式及得熱示意圖，其的得熱主要有以下幾種方式：(1)室外空氣(干球溫度T_a,o,濕球溫度T_s,o)、太陽輻射(R)通過墻體、屋頂及地面等維護結構傳入室內(Q_w)；(2)在進出貨等開關門情況下，由于室內外溫差驅動的滲風，也使得室外的高溫高濕空氣(干球溫度T_a,o,濕球溫度T_s,o)進入冷庫內部(Q_d)；(3)貨物在進入冷庫前的溫度可能與庫溫并不一致，為了使這些貨物的溫度達到冷庫的溫度，也需要耗費一定的冷量(Q_h)；(4)照明、車輛、電梯等冷庫內的一些設備在運行時也會產生一定的熱量(Q_q)。為了維持冷庫內部溫度穩定，上述得熱量都需要靠制冷系統中制冷劑蒸發吸熱(即制冷系統的制冷量Q_e)帶走，并通過制冷系統冷凝器(Q_c)排到室外環境中去。當制冷系統的制冷量(Q_e)與冷庫的得熱量(Q_w+Q_d+Q_h+Q_q)不匹配時，冷庫的溫度就會升高或者降低。由于冷庫庫容較大，里面存放有較多的貨物，貨物和維護結構的蓄冷能力也很強。因此，冷庫內部溫度與冷庫得熱量(即冷負荷)并不同步，具有較強的滯后性，而貨物溫度的變化與庫內溫度的變化之間也有較大的時間偏差。這樣的滯后和偏差一方面使得冷庫的溫度波動較大，不利于食品的品質保證；另一方面，也會造成制冷系統控制的滯后和偏差，使得制冷系統能耗增加。

另一方面，分別計算每種來源的得熱量時，需要較大的數據處理量，對控制器的軟硬件要求增加，成本也相應增加。

發明內容

本發明要解決的技術問題是如何簡化模型并改進冷庫制冷系統的控制以降低冷庫溫度波動并降低冷庫制冷系統能耗。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于在線辨識的冷庫制冷系統智能控制方法，其主要包括基于氣象參數、冷庫圍護結構、進出貨物、庫門開關運行狀態等條件下，通過冷庫內部溫度實時變化記錄，辨識確定冷庫內部總負荷的變化趨勢并預測庫溫的變化趨勢，控制制冷系統的冷機臺數、壓縮機臺數/轉速、冷凝器風機臺數/轉速、蒸發式冷凝器的噴淋/噴霧流量、循環泵臺數/轉速、冷風機臺數/轉速等制冷系統相關設備和運行參數，避免基于冷庫溫度實測值的被動調節方式，降低冷庫內部溫度的波動，提高制冷系統的運行效率，降低冷庫的總體能耗。

本方法的實現過程如下，