[發明專利]空調系統節能運行優化調度方法

有效

• 申請號: 201811034594.2
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109269021B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 何官送;黃世山;畢功華;王浩;高峰;張家瑤
• 申請（專利權）人: 安徽省建筑設計研究總院股份有限公司
• 主分類號: F24F11/46
• 分類號: F24F11/46;F24F11/64;F24F11/65
• 代理公司: 北京華仁聯合知識產權代理有限公司 11588
• 代理人: 張換君

本發明涉及空調系統節能調度技術領域，特別涉及一種空調系統節能運行優化調度方法，包括構建計算最小化總能耗的總目標函數；輸入待分配的預測負荷Q_i，根據時間表內峰價優先的順序將各設備進行排序，判斷預測負荷Q_i是否高于系統的最小啟動負荷，判斷預測負荷Q_i是否高于機組最小出力負荷；判斷空調系統為供冷模式或供熱模式；根據計算的數據分別進入水泵變頻模塊和冷卻塔模塊進行調頻計算；設定進出水溫度的約束條件，判斷進出水的溫度是否滿足約束條件；計算各個設備的耗能量。本發明分別計算冷水機組、水泵、冷卻塔、鍋爐等設備電耗，按照大小順序排列，以空調系統總電耗最小為目標進行篩選，得出最小電耗，輸出對應的設備優化運行策略。

技術領域

本發明涉及空調系統節能調度技術領域，特別涉及一種空調系統節能運行優化調度方法。

背景技術

目前實際空調系統工程以及設計工作中，系統供冷供熱量的輸配廣泛采用一次泵變流量系統。一次泵變流量系統可根據用戶端負荷變化，利用水泵變頻調節用戶供水流量來達到節能的目的。相對于二次泵變流量系統，一次泵系統具有節約初投資、節約運行能耗，減少水泵能耗的優點，但是，由于其需要系統設置有能適應水流量變化的冷水機組或鍋爐，且運行機組常與水泵存在聯動控制，導致其運行控制過程較其他系統更為復雜。

空調機房系統中冷水機組壓縮機常用電機為異步交流電動機，該類型電動機在低負荷率情況下，性能系數較低。空調系統運行過程中為防止意外情況電機過載，電機容量較壓縮機額定輸入功率一般需增加5％～15％。并且，空調系統運行過程中機組處于部分負荷狀態時間較長，因此，傳統的空調冷水機組電動機大部分時間處于低負荷率，低效的運行狀態。變頻技術是通過改變電機工作電源頻率來實現控制交流電動機轉速的技術。具有變頻功能的冷水機組能夠通過改變壓縮機轉速的方式實現對系統制冷量的調節，且能夠顯著提升系統的效能系數值(IPLV)。

同理，具有變頻能力的鍋爐在部分負荷率下具有一定節能效果，而且，變頻風機與燃燒機聯動運行，部分負荷率下，鍋爐燃燒效率得到明顯提升。除此之外，空調輸配系統能耗約占總能耗的30％，因此空調輸配系統同樣存在較大的節能潛力。變頻水泵具有調壓、穩壓、調速等功能，可通過調整葉輪轉速實現對循環水的流量調節。水泵變頻調節方式較傳統的切削葉輪、旁通以及閥門限流等調節方式具有不改變水泵結構，避免浪費水泵做功等優點。

一般的，一次泵變流量空調系統供冷/熱量大小的調節方式是通過控制變頻冷熱水泵的流量實現的，冷熱源設備則根據進出口溫差與設定值差異進行相應的調節。此過程中，冷熱源設備僅根據供回水溫差進行適應性調節，系統的主動調節由變頻水泵完成。但是，冷熱源設備自身具有的變頻能力(部分負荷工況能力)是可以通過軟件控制(人工控制)實現主動調節的，設置有多臺能源設備時，可對各設備承擔的負荷進行調配，使機組(或鍋爐)長期保持高效節能運行狀態。冷熱源設備依據負荷變化對供冷/熱量進行調整的過程中，采用變頻水泵對循環流量進行控制，可實現減少輸送能耗，保證末端設備換熱能力的目的。對于設置有可調節供冷量、供熱量、流量的空調系統而言，存在有冷熱源設備主動調節和循環水泵變頻主動調節的匹配問題。

發明內容

針對上述存在的技術問題，本發明的目的是：提供了一種空調系統節能運行優化調度方法，實現了對空調冷熱源設備與水泵的優化運行策略運行費用、能耗計算，實現了空調系統節能優化運行。

本發明的技術方案是通過以下技術措施來實現的：一種空調系統節能運行優化調度方法，包括以下步驟：

S1：根據空調系統的各個設備耗能狀況，構建計算最小化總能耗的總目標函數，公式如下：