基于末端舒適度的供水變溫度控制系統技術方案

本發明專利技術公開一種基于末端舒適度的供水變溫度控制系統，涉及空調技術領域，用于解決針對含有多區域空調大系統，采用傳統的區域溫度控制系統滿足所有區域在所有時段對舒適度的要求很難達到或存在能源浪費的問題。所述供水變溫度控制系統包括：負荷率計算器、出水溫度設定器、超溫房間比率計算器、超溫房間比率控制器、多個溫度控制系統、增益特征平均計算器、增益控制器、出水溫度計算器以及機組控制器。本發明專利技術提供的供水變溫度控制系統用于中央空調。

Variable temperature control system of water supply based on terminal comfort

The invention discloses a terminal based on the comfort degree of water supply and variable temperature control system, which relates to the technical field of air conditioning, to solve with regional air conditioning system, the regional traditional temperature control system in all areas at all times to meet the comfort requirements are hard to reach or the existence of the problem of energy waste. Including the water supply and variable temperature control system: load rate calculator, water temperature setting, temperature room ratio calculator, temperature controller, a ratio of room temperature control system, the gain characteristics of the average gain controller, calculator, calculator and water temperature controller. The water supply variable temperature control system provided by the invention is used for central air conditioning.

【技術實現步驟摘要】
基于末端舒適度的供水變溫度控制系統
本專利技術涉及空調
，尤其涉及一種基于末端舒適度的供水變溫度控制系統。
技術介紹
現有的空調溫度控制系統可通過變化風速檔位調整房間溫度，如風機盤管溫控器產品控制模式大都是根據房間實際溫度與房間設定溫度偏差調整風速，小溫度偏差采用低速風檔，中溫度偏差采用中速風擋，高溫度偏差采用高速風擋。現有的空調溫控系統還有風速或供水量可連續調節類型，可根據區域溫度連續調節風機轉速或供水量實現對溫度的控制，通常采用PID控制算法。當空調設計選型、暖通施工合理、天氣正常、區域或房間正常使用的情況下，空調溫度控制系統能夠滿足人員對舒適度的要求；然而，這都是理想化的設想，物業經常遭到投訴的往往是因為個別房間因喪失水力平衡或特殊場合如臨時人員積聚時、氣候驟變，舒適度達不到要求。提高供用能系統能效通常是通過調質、調量來實現，現有技術通常根據供回水差壓、供回水溫差調整供水流量或根據負荷調整供水機組出水溫度。由于過程存在嚴重的滯后，分區房間末端溫度、溫度控制系統運行狀態等信息沒有得到充分利用，以及現有空調溫度控制系統智能性比較弱等固有的缺陷，進一步的供用能優化控制功能還不夠完善，容易造成過度供能或者是難以滿足舒適度要求的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種基于末端舒適度的供水變溫度控制系統，用于解決針對含有多區域空調大系統，采用傳統的區域溫度控制系統滿足所有區域在所有時段對舒適度的要求很難達到或存在能源浪費的問題。為了實現上述目的，本專利技術所提供的供水變溫度控制系統應用于空調，包括：負荷率計算器，供水溫度、回水溫度以及供水流量分別作為負荷率計算器的輸入，該負荷率計算器根據供水溫度、回水溫度以及供水流量，計算熱負荷，而后計算該熱負荷與系統設計最大負荷的比值，得到負荷率作為該負荷率計算器的輸出；出水溫度設定器，所述負荷率計算器的輸出作為該出水溫度設定器的輸入，該出水溫度設定器根據所述負荷率，按照線性或非線性關系計算得到該出水溫度設定器的輸出；超溫房間比率計算器，分區內的各房間的房間實際溫度、房間設定溫度以及溫度控制系統運行狀態分別作為該超溫房間比率計算器的輸入；該超溫區域房間比率計算器用于，在所述房間的房間實際溫度與房間設定溫度的差值達到預設的閾值且該房間內的溫度控制系統處于運行狀態的情況下，將該房間定義為超溫房間，計算分區內超溫房間的總數與溫度控制系統處于運行狀態的房間總數的比值，作為超溫房間比率；該超溫房間比率作為超溫房間比率計算器的輸出；超溫房間比率控制器，所述超溫房間比率計算器的輸出作為超溫房間比率控制器的輸入，并作為超溫房間比率控制器的測量值，所述超溫房間比率控制器采用PID控制算法；多個溫度控制系統，各溫度控制系統分別設置在不同的房間內，用于根據對應房間的房間實際溫度和預設的房間設定溫度，實現對房間溫度的控制；增益特征平均計算器，各所述溫度控制系統的增益特征值作為該增益特征平均計算器的輸入，計算所有所述增益特征值的平均值作為增益特征平均值，該增益特征平均值作為該增益特征平均計算器的輸出；增益控制器，所述超溫房間比率控制器的輸出作為該增益控制器的設定值，所述增益特征平均值作為該增益控制器的測量值，該增益控制器采用PID控制算法；出水溫度計算器，所述增益控制器的輸出和所述出水溫度設定器的輸出分別作為該出水溫度計算器的輸入1和輸入2，該出水溫度計算器對該輸入1和該輸入2進行加權求和計算，得到出水溫度設定值作為該出水溫度計算器的輸出；以及機組控制器，所述出水溫度計算器的輸出作為該機組控制器的設定值，該機組控制器根據所述出水溫度設定值調整出水溫度。根據本專利技術提供的基于末端舒適度的供水變溫度控制系統能夠實現如下技術效果。機組供水溫度的高低對機組效率有明顯的影響，以冷水機組為例，供水溫度越高，機組效率越高，反之則反之，但過高的供水溫度可能在高負荷時滿足不了舒適度的要求。本專利技術提供的供水變溫度控制系統在根據負荷調整出水溫度的基礎上，引入超溫房間比率控制器，對機組供水溫度設定值進行修正，彌補了傳統技術沒有考慮空調末端信息存在的缺陷；超溫房間比率控制器目的是將超溫房間的個數控制在一個合理的范圍內，防止因個別房間因出現嚴重水力不平衡或負荷驟變所造成的過度供能，本專利技術基于可變增益空調溫度控制系統，可將中央空調各個房間的溫度控制系統的增益特征值控制在一個合理范圍內，能夠避免供水溫度的不合理；同時，可變增益空調溫度控制系統能夠根據本房間的負荷變化、本回路水力不平衡的工況主動進行換熱速率的調整，優化了用能的方式。因而本專利技術達到了供用能整體優化的目標，方案既能保證各個房間舒適度的要求，又能使得機組供水溫度趨于合理，能夠在保證舒適度的前提下取得明顯的節能效果。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，構成本專利技術的一部分，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中：圖1為本專利技術所提供的中央空調系統的結構示意圖。圖2為本專利技術所提供的供水變溫度控制系統的結構框圖。圖3為本專利技術實施例1所提供的溫度控制器的結構框圖。圖4為本專利技術實施例2所提供的溫度控制器的結構框圖。圖5為實施例1及實施例2中增益特征值的計算流程圖。具體實施方式下面將結合說明書附圖，對本專利技術中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術新型保護的范圍。【實施例1】如圖1所示，本實施例提供一種基于末端舒適度的供水變溫度控制系統，可用于中央空調系統。中央空調系統由冷水機組和分布在多個分區(即分支供冷區域，在圖1中存在m個分區)的多個空調組成，每個分區覆蓋多個房間或多個子區域(例如大型商場、工廠等中的一個較大的分區內包括多個子區域)，每個房間或每個子區域內設有至少一個空調，在以下說明中，以房間為例進行說明，根據實際應用場景的不同，也可使用子區域來代替本實施例中的房間。采用冷水機組向各個空調輸出冷水，通過總變頻泵P101控制冷水機組的出水量，進而向各個分區提供冷量。以分區1為例，分區1內存在n個房間，每個房間內設有一個空調(即圖中的空調1～空調n)，通過變頻泵201控制分區1的供水流量，分區1的供水溫度為T1，回水溫度為T2。同理，在分區m中存在n個房間，每個房間設有一個空調，通過變頻泵P202控制分區2的供水流量。如圖2所示，在本實施例中，供水變溫度控制系統包括：負荷率計算器J、出水溫度設定器K、超溫房間比率計算器F、超溫房間比率控制器G、增益特征平均計算器I、增益控制器H、出水溫度計算器M、機組控制器R、以及多個溫度控制系統(未圖示)。關于上述負荷率計算器J，供水溫度T1、回水溫度T2以及供水流量F作為負荷率計算器J的輸入，根據供水溫度T1、回水溫度T2以及供水流量F計算熱負荷Q。具體地，Q＝C×F×(T2-T1)，其中，C為水的比熱容。而后，計算熱負荷Q和系統設計的最大負荷Qd的比值，得到負荷率k，作為負荷率計算器J的輸出。具體地，k＝Q/Qd，其中，供水流量F、供水溫度T1、回水溫度T2等物理量可使用對應的測控儀表進行測定，本實施例不對測定這些物理量本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于末端舒適度的供水變溫度控制系統，應用于空調，其特征在于，包括：負荷率計算器，供水溫度、回水溫度以及供水流量分別作為負荷率計算器的輸入，該負荷率計算器根據供水溫度、回水溫度以及供水流量，計算熱負荷，而后計算該熱負荷與系統設計最大負荷的比值，得到負荷率作為該負荷率計算器的輸出；出水溫度設定器，所述負荷率計算器的輸出作為該出水溫度設定器的輸入，該出水溫度設定器根據所述負荷率，按照線性或非線性關系計算得到該出水溫度設定器的輸出；超溫房間比率計算器，分區內的各房間的房間實際溫度、房間設定溫度以及溫度控制系統運行狀態分別作為該超溫房間比率計算器的輸入；該超溫區域房間比率計算器用于，在所述房間的房間實際溫度與房間設定溫度的差值達到預設的閾值且該房間內的溫度控制系統處于運行狀態的情況下，將該房間定義為超溫房間，計算分區內超溫房間的總數與溫度控制系統處于運行狀態的房間總數的比值，作為超溫房間比率；該超溫房間比率作為超溫房間比率計算器的輸出；超溫房間比率控制器，所述超溫房間比率計算器的輸出作為超溫房間比率控制器的輸入，并作為超溫房間比率控制器的測量值，所述超溫房間比率控制器采用PID控制算法；多個溫度控制系統，各溫度控制系統分別設置在不同的房間內，用于根據對應房間的房間實際溫度和預設的房間設定溫度，實現對房間溫度的控制；增益特征平均計算器，各所述溫度控制系統的增益特征值作為該增益特征平均計算器的輸入，計算所有所述增益特征值的平均值作為增益特征平均值，該增益特征平均值作為該增益特征平均計算器的輸出；增益控制器，所述超溫房間比率控制器的輸出作為該增益控制器的設定值，所述增益特征平均值作為該增益控制器的測量值，該增益控制器采用PID控制算法；出水溫度計算器，所述增益控制器的輸出和所述出水溫度設定器的輸出分別作為該出水溫度計算器的輸入1和輸入2，該出水溫度計算器對該輸入1和該輸入2進行加權求和計算，得到出水溫度設定值作為該出水溫度計算器的輸出；以及機組控制器，所述出水溫度計算器的輸出作為該機組控制器的設定值，該機組控制器根據所述出水溫度設定值調整出水溫度。...

【技術特征摘要】
1.一種基于末端舒適度的供水變溫度控制系統，應用于空調，其特征在于，包括：負荷率計算器，供水溫度、回水溫度以及供水流量分別作為負荷率計算器的輸入，該負荷率計算器根據供水溫度、回水溫度以及供水流量，計算熱負荷，而后計算該熱負荷與系統設計最大負荷的比值，得到負荷率作為該負荷率計算器的輸出；出水溫度設定器，所述負荷率計算器的輸出作為該出水溫度設定器的輸入，該出水溫度設定器根據所述負荷率，按照線性或非線性關系計算得到該出水溫度設定器的輸出；超溫房間比率計算器，分區內的各房間的房間實際溫度、房間設定溫度以及溫度控制系統運行狀態分別作為該超溫房間比率計算器的輸入；該超溫區域房間比率計算器用于，在所述房間的房間實際溫度與房間設定溫度的差值達到預設的閾值且該房間內的溫度控制系統處于運行狀態的情況下，將該房間定義為超溫房間，計算分區內超溫房間的總數與溫度控制系統處于運行狀態的房間總數的比值，作為超溫房間比率；該超溫房間比率作為超溫房間比率計算器的輸出；超溫房間比率控制器，所述超溫房間比率計算器的輸出作為超溫房間比率控制器的輸入，并作為超溫房間比率控制器的測量值，所述超溫房間比率控制器采用PID控制算法；多個溫度控制系統，各溫度控制系統分別設置在不同的房間內，用于根據對應房間的房間實際溫度和預設的房間設定溫度，實現對房間溫度的控制；增益特征平均計算器，各所述溫度控制系統的增益特征值作為該增益特征平均計算器的輸入，計算所有所述增益特征值的平均值作為增益特征平均值，該增益特征平均值作為該增益特征平均計算器的輸出；增益控制器，所述超溫房間比率控制器的輸出作為該增益控制器的設定值，所述增益特征平均值作為該增益控制器的測量值，該增益控制器采用PID控制算法；出水溫度計算器，所述增益控制器的輸出和所述出水溫度設定器的輸出分別作為該出水溫度計算器的輸入1和輸入2，該出水溫度計算器對該輸入1和該輸入2進行加權求和計算，得到出水溫度設定值作為該出水溫度計算器的輸出；以及機組控制器，所述出水溫度計算器的輸出作為該機組控制器的設定值，該機組控制器根據所述出水溫度設定值調整出水溫度。2.根據權利要求1所述的供水變溫度控制系統，其特征在于，每個所述溫度控制系統包括：增益自整定器，房間實際溫度和預設的房間設定溫度分別作為該增益自整定器的輸入，根據房間實際溫度和預設的房間設定溫度生成增益特征值，作為該增益自整定器的輸出；多個溫度控制器，房間實際溫度作為各所述溫度控制器的測量值，預設的房間設定溫度作為各所述溫度控制器的設定值，每個所述溫度控制器根據房間實際溫度與房間設定溫度生成風速檔位信號，作為該溫度控制器的輸出；以及選擇器，所述增益自整定器的輸出以及各所述溫度控制器的輸出分別作為該選擇器的輸入，該選擇器用于根據所述增益特征值，從各所述溫度控制器輸出的風速檔位信號中選擇一個風速檔位信號作為該選擇器的輸出，以控制風機以該風速檔位信號對應的風速進行送風。3.根據權利要求2所述的供水變溫度控制系統，其特征在于，在供冷季，所述增益自整定器用于實現如下步驟：步驟S1，初始化增益特征值n＝1；步驟S2，若所述房間實際溫度大于所述房間設定溫度與預設的第一偏置值之和，將n+1賦值給n并轉至步驟4，否則轉至步驟3；步驟S3，若所述房間實際溫度小于所述房間設定溫度與預設的第二偏置值之差，將n-1賦值給n并轉至步驟4，否則轉至步驟2；步驟S4，在所述n小于預設的下限值時，將該下限值賦值給n并轉至步驟S6，否則轉至步驟S5；步驟S5，在所述n大于預設的上限值時...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳春光，程金豹，李立濤，王玉亮，王志明，
申請(專利權)人：新智能源系統控制有限責任公司，
類型：發明
國別省市：北京,11