[發明專利]基于冷凍水和冷卻水變流量解耦的制冷機房節能優化方法及系統

在審

• 申請號: 202010912061.0
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112084707A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 閆秀英;許成炎;景媛媛;范凱興;許珂
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F17/18;G06N3/04;G06N3/08;G06F119/06;G06F111/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明公開了一種基于冷凍水和冷卻水變流量解耦的制冷機房節能優化方法及系統，該方法在原冷水機組MP模型的基礎上應用基于GRNN的冷卻水進水溫度建模方法對模型進行改進。通過設備建模、系統仿真、正交試驗、回歸分析，當建筑冷負荷確定時，使用了一種適用于制冷機房在冷凍水和冷卻水變流量解耦的正交試驗方法，來確定該條件下使制冷機房總能耗最小的冷凍水流量、冷卻水流量、冷凍水供水溫度和冷卻水進水溫度參數值，對優化前后的各設備及系統的能耗進行對比,并對各設備進行相應的調節，從而為冷水機組及制冷機房的節能改造提供理論依據和技術指導。

技術領域

本發明涉及一種制冷機房節能優化方法，具體涉及一種基于冷凍水和冷卻水變流量解耦的制冷機房節能優化方法及系統。

背景技術

大型公共建筑節能的最主要任務是空調系統的節能，實現空調系統節能必須解決其在部分負荷運行情況下能效偏低的問題。而變流量技術的應用可在一定程度上保證制冷系統高效地運行，因此，在空調水系統變流量研究基礎上，對制冷系統進行有效的能源管理，對于公共建筑節能降耗具有重要意義。

目前隨著對制冷機房節能技術的逐步深化研究，多種新型節能技術及調節措施被應用到制冷機房節能改造當中，但是制冷機房節能優化及調控仍存在部分設備不可調、不穩定、調控策略不科學、節能效果不理想等問題。因此如何在部分負荷運行情況下，確定合理的制冷機房系統設備運行參數，使系統在建筑運行期間都保持在一個相對節能的運行狀態，是現在亟待解決的問題。

發明內容

針對現有制冷機房節能控制存在的不足，本發明提出一種基于冷凍水和冷卻水變流量解耦的制冷機房節能優化方法及系統，該方法能夠實現對各類模擬設備的有效控制，簡化了制冷機房的控制方法，易于實現。

為了實現上述任務，本發明采用以下技術方案：

一種基于冷凍水和冷卻水變流量解耦的制冷機房節能優化方法，包括以下步驟：

首先采集冷源系統各設備運行參數，對冷水機組性能系數與影響因素進行相關性分析并選取冷水機組的基本數學模型；并利用廣義回歸神經網絡的非線性映射特性，建立冷卻水進水溫度模型以此對冷水機組基本數學模型進行改進；

其次，在建立冷水機組能效模型和水泵功率模型的基礎上，將冷凍水和冷卻水變流量解耦控制策略植入平臺，在平臺上進行正交回歸試驗，采用多項式回歸的方法得到制冷機房能耗與各參數之間的經驗關系式，通過數據處理得到使制冷機房系統功率最小的最佳運行參數；

最后對比優化前后水泵、冷水機組和制冷機房系統能耗，得到冷凍水和冷卻水變流量解耦條件下系統的節能潛力。

作為本發明的進一步改進，所述冷水機組基本數學模型采用以下方法計算：

COP＝D₀+D₁Q_e+D₂T_ei+D₃T_ci+D₄Q_e²+D₅T_ei²+D₆T_ci²+D₇Q_eT_ei+D₈Q_eT_ci+D₉T_eiT_ci；

式中，Q_e為冷水機組實時制冷量；T_ei為冷凍水回水溫度；T_ci為冷卻水進水溫度；D₀～D₉為與設備物理特性無關的回歸系數。

作為本發明的進一步改進，建立冷卻水進水溫度模型的具體步驟為：