一种基于数学模型的中央空调系统优化方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请设及空调技术领域，尤其是一种基于数学模型的中央空调系统优化方法及 系统。
【背景技术】
[0002] 随着科学的进步和社会的发展，人们对生活质量的要求越来越高，各行各业对生 产工艺的要求也在逐步提升，中央空调能够改善和提高人们的生活和健康水平，改善生产 车间的温、湿度，现已成为现代建筑必须具备的条件之一。
[0003] 在中央空调系统的建设中，目前只考虑了设计工况，然而中央空调系统仅25%的 运行时间处于设计工况，全年绝大部分时间都是处于部分负荷下运行，在负荷变化的情况 下，机组还是按着设计工况运行或随意调整其中某个设备运工况，就会造成了空调系统电 能的浪费。
【发明内容】
[0004] 本申请提供一种基于数学模型的中央空调系统优化方法，解决现有技术中不能优 化中央空调系统运行参数，进而造成电能浪费的问题。
[0005] 根据本申请的第一方面，本申请提供一种基于数学模型的中央空调系统优化方 法，包括W下步骤： 基于已建立的能耗数学模型，在约束条件内改变主要变量的值，使系统总能耗达到最 小值，此时，系统参数的值为最优工况值； 将主要变量调整至所述最优工况值。
[0006] 根据本申请的第二方面，本申请提供一种基于数学模型的中央空调系统的优化系 统，包括处理模块和调度模块；处理模炔基于已建立的能耗数学模型，在约束条件内改变主 要变量的值，使系统总能耗达到最小值，此时，系统参数的值为最优工况值；调度模块用于 将主要变量调整至最优工况值。
[0007] 本申请的有益效果是，本申请基于已建立的能耗数学模型，在约束条件内改变主 要变量的值，使系统总能耗达到最小值，此时，系统参数的值为最优工况值，然后将所述主 要变量调整至所述最优工况值，就可优化中央空调系统的运行参数，使得中央空调系统在 最优工况下运行，节约了电能。
【附图说明】
[000引图1为实施例1的流程图； 图2为实施例2的数学模型的结构示意图； 图3为变频水累功率示意图； 图4为电机和变频器的效率曲线图； 图5为实施例3的流程图； 图6为实施例5的结构示意图； 图7为本申请的仿真结果图。
【具体实施方式】
[0009] 下面通过【具体实施方式】结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0010] 中央空调系统在运行过程中，影响其运行的变量因素繁多，对于高度非线性多变 量的空调系统优化而言，过多的控制变量会造成模型求解困难，对优化结果也会产生不利 的影响。因而要综合考虑各种因素，尽量简化控制变量的选择，保留对系统影响较大的变 量，剔除对全局没有影响或影响较小的变量，该样既能简化模型，又能保持模型的稳定性。 通过对各部件的数学模型及运行特性分析后，得到空调系统所设及的变量主要可W分为两 大类；一类是操作变量，即系统中可测量可控制的独立变量；另一类是扰动变量，即系统中 不可控的变量，本申请即是基于对独立变量的控制W达到优化的目的。
[0011] 实施例1 ; 一种基于数学模型的中央空调系统优化方法，如图1所示，包括W下步骤： 5101 ;基于已建立的能耗数学模型，在约束条件内改变主要变量的值，使系统总能耗达 到最小值，此时，系统参数的值为最优工况值； 5102 ;将主要变量调整至所述最优工况值。
[0012] 其中，能耗数学模型包括系统总能耗的数学模型和构成系统总能耗的各分子系统 的数学模型。该些数学模型包含多个变量，主要变量是指操作变量中需要主要考虑的变量， 该些变量由人为预先设定。约束条件是指主要变量在合理条件下的变化范围。基于此，在 约束条件内改变上述变量的值，带入到建立的能耗数学模型中，使得系统总能耗达到最小 值，此时系统达到了最优能耗状态，系统各参数的值达到了最优工况值，然后将主要变量调 整到最优工况值，使系统工作在最优能耗状态下，就节约了电能。
[001引 实施例2; 作为实施例1的改进，如图2所示。由于中央空调系统的总能耗主要由冷水机组、水 累、冷却塔和风机排管产生，因此，构建的数学模型包括冷水机组能耗模型10、水累能耗模 型20、冷却塔能耗模型30和风机盘管能耗模型40,并确定影响上述数学模型的主要变量： 冷却水出水温度、冷却水进水温度7U、冷冻水流量We、风机盘管在使用工况下的风 量F和空气的质量流量皿I，上述冷水机组能耗模型10、水累能耗模型20、冷却塔能耗模型 30和风机盘管能耗模型40所计算出的能耗即为系统总能耗。
[0014] 其中，冷水机组能耗的数学模型为
【主权项】
1. 一种基于数学模型的中央空调系统优化方法，其特征在于，包括以下步骤： 基于已建立的能耗数学模型，在约束条件内改变主要变量的值，使系统总能耗达到最 小值，此时，系统参数的值为最优工况值； 将所述主要变量调整至所述最优工况值。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述能耗数学模型包括： 冷水机组能耗的数学模型：
其中，为冷水机组耗功率；c0Af为冷水机组额定工况下的能效比COP; &为 冷水机组额定工况下的输入功率；为制冷量因子，Cfc'/krUJFJfewp 为耗功率与制冷量的第一比例因子，CfciIwEJlFPii?为耗功率与制冷量的第二比例因 子； 水泵能耗的数学模型：
其中，aL为水泵能耗功率；P为介质密度；g为重力加速度；//为水泵的扬程；0为 水泵的流量Wwb为变频器的效率为电机的效率；为水泵的效率； 冷却塔能耗数学模型：
其中，为冷却塔能耗；七、a3为辨识系数；％为空气的质量流量；为冷却水 的质量流量；rCTts为冷却水出水温度；为冷却水进水温度； 风机盘管能耗数学模型：
其中，Or为风机盘管的