[發明專利]一種基于模型的冷庫制冷系統智能控制方法

在審

• 申請號: 201711492099.1
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108224893A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 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: F25D29/00
• 分類號: F25D29/00;F25B49/02
• 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

1.一種基于模型的冷庫制冷系統智能控制方法，主要包括氣象參數模型、冷庫圍護結構負荷模型、進出貨物負荷模型、開關門滲風負荷模型、其他設備負荷模型、制冷系統模型；所述冷庫負荷模型、進出貨物負荷模型、開關門滲風負荷模型和其他負荷模型在室外氣象參數變化時，并結合不同室外氣象參數條件下的制冷系統模型預測的制冷系統性能變化趨勢，根據冷庫空氣熱平衡模型預測冷庫內部負荷及冷庫內部溫度的變化趨勢，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；

其特征在于：所述氣象參數模型采用自身設置相關傳感器進行測量獲得或采用當地氣象部門的逐時預報數據，或兩種方式相結合的方法獲得并相互校驗；

所述冷庫圍護結構負荷模型是在室外氣象參數下，根據圍護結構的結構參數和材料特性，計算并預測圍護結構自身的溫度變化和從室外環境傳入冷庫內部的熱量；冷庫圍護結構負荷模型采用狀態函數法模型或等效電阻電容法模型；

所述進出貨物負荷模型是根據每次送入或運出冷庫的貨物參數與冷庫溫度差值，計算并預測進出貨物自身的溫度變化和帶給庫內溫度的熱量；進出貨物負荷模型采用傳熱系數法模型或延遲系數法模型；

所述庫門滲風模型是在室外氣象參數下，根據冷庫尺寸和庫門尺寸和開門時間，計算每次開關門由于室內外空氣溫差所形成的空氣密度差引起的滲風量和由此帶入室內的熱量；庫門滲風負荷模型采用實驗測試結果、解析模型或流場數值仿真模型獲得的經驗公式法模型；

所述其他設備負荷模型是依據冷庫內照明設備、運輸設備等的使用時間和發熱情況，計算其所產生的熱量及對庫內溫度的影響；設備負荷模型采用經驗公式法模型或延遲系數法模型；

所述冷庫制冷系統模型是依據制冷系統構成的核心部件壓縮機、蒸發器、冷凝器、節流裝置與輔助桶泵在室外氣象參數和系統運行參數下，計算出制冷系統的制冷量、耗功率以及蒸發壓力(P_e)、冷凝壓力(P_c)、排氣溫度(T_d)等制冷系統運行狀態；冷庫制冷系統模型也可由基于部件詳細仿真模型和實驗測試結果生成的經驗公式法模型或者性能圖法模型。

2.根據權利要求1所述的一種基于模型的冷庫制冷系統智能控制方法，其特征在于：所述冷庫空氣熱平衡模型基于上述冷庫各負荷之和與制冷系統制冷量預測空氣溫度變化趨勢，并與實測庫溫結果進行校驗，用公式(1)進行表述；

3.根據權利要求1所述的一種基于模型的冷庫制冷系統智能控制方法，其特征在于：冷庫制冷系統控制是基于模型預測的冷凍負荷與庫溫的變化趨勢和制冷系統的運行狀態優化控制制冷系統的運行參數冷機臺數、壓縮機、冷凝器、蒸發器及循環泵部件和設備的運行參數。

4.根據權利要求1所述的一種基于模型的冷庫制冷系統智能控制方法，其特征在于：冷庫制冷系統選用多臺冷機系統時，通過調節冷機臺數實現制冷量和制冷系統運行狀態的調節。

5.根據權利要求1所述的一種基于模型的冷庫制冷系統智能控制方法，其特征在于：冷庫制冷系統中選用多臺壓縮機時，通過控制壓縮機臺數實現制冷量和制冷系統運行狀態的調節。

6.根據權利要求1所述的一種基于模型的冷庫制冷系統智能控制方法，其特征在于：冷庫制冷系統中選用變轉速壓縮機時，通過控制壓縮機轉速實現制冷量和制冷系統運行狀態的調節。

7.根據權利要求1所述的一種基于模型的冷庫制冷系統智能控制方法，其特征在于：冷庫制冷系統中選用風冷式冷凝器時，通過控制風冷式冷凝器的臺數、風機臺數和風機轉速實現制冷量和制冷系統運行狀態的調節。

8.根據權利要求1所述的一種基于模型的冷庫制冷系統智能控制方法，其特征在于：冷庫制冷系統中選用蒸發式冷凝器時，通過控制蒸發式冷凝器的臺數、風機臺數、風機轉速、噴淋/噴霧流量實現制冷量和制冷系統運行狀態的調節和優化。