技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于中央空調(diào)能效在線分析領(lǐng)域，特別涉及大型樓宇中央空調(diào)性能系數(shù)在線分析方法，實(shí)現(xiàn)了對中央空調(diào)性能系數(shù)的連續(xù)在線分析。

背景技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大型建筑的數(shù)量在逐年增加，其綜合能耗也在不斷增大，我國約90％以上的大型公共建筑是典型的能耗大戶，據(jù)不完全統(tǒng)計，建筑能耗約占全社會總能耗的30％-35％，未來幾年寫字樓、公寓、飯店、會展中心等大型公共建筑會大幅度增加，能源與發(fā)展的矛盾日益突出。中央空調(diào)是大型樓宇的重要耗能設(shè)備，能耗占比在40％以上；隨著設(shè)備服役年限的增加，其運(yùn)行性能系數(shù)往往達(dá)不到設(shè)計值，而且由于現(xiàn)場計量儀表和監(jiān)控系統(tǒng)的缺失，經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)耗費(fèi)大量的人力物力，因此長期以來中央空調(diào)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性一直缺乏有效評價。

大型樓宇能源管理系統(tǒng)針對現(xiàn)代樓宇能源管理的需要，通過現(xiàn)場總線把大樓中的電壓、功率因數(shù)、溫度、濕度、壓力、流量等能耗數(shù)據(jù)采集到上位管理系統(tǒng)，將全樓的水、蒸汽、電力、燃料的用量由計算機(jī)集中處理，實(shí)現(xiàn)動態(tài)顯示、報表生成和打印等一系列功能。利用樓宇能源管理系統(tǒng)采集的實(shí)時數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備性能的在線分析，既可以實(shí)時評價設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，也可以評價運(yùn)行參數(shù)的偏差及其對經(jīng)濟(jì)性造成的影響，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)運(yùn)行優(yōu)化的操作指導(dǎo)，同時根據(jù)這些數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化控制，最大限度地提高能源的利用率。

《容積式和離心式冷水(熱泵)機(jī)組性能試驗(yàn)方法》(GB/T 10870-2001)規(guī)定了冷水機(jī)組性能系數(shù)計算基本規(guī)則和試驗(yàn)方法，對測定條件和測定持續(xù)時間做了嚴(yán)格規(guī)定，要求設(shè)備處于穩(wěn)態(tài)或者準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)工況，而實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行時，由于隨機(jī)因素引起的中央空調(diào)運(yùn)行參數(shù)波動以及系統(tǒng)延時的影響，利用上述模型進(jìn)行在線分析，達(dá)不到實(shí)時性能分析的要求，計算結(jié)果會產(chǎn)生較大偏差。

本發(fā)明以冷水機(jī)組區(qū)域?yàn)槔鶕?jù)熱平衡原理，其制冷量的計算方程式如下：

Q₀＝C*q_m*(t₁-t₂)+Q_c (1)

中央空調(diào)的性能系數(shù)定義為：

上述公式中，Q₀表示冷凍水的放熱量(即中央空調(diào)制冷量)，W；C表示冷凍水的平均比熱容，J/(kg*℃)；q_m表示冷凍水質(zhì)量流量，kg/s；t₁表示冷水機(jī)組回水溫度，℃；t₁表示冷水機(jī)組供水溫度，℃；Q_c表示環(huán)境空氣帶入冷水機(jī)組熱量修正項(xiàng)，W；N₀表示中央空調(diào)輸入電功率，W；COP表示性能系數(shù)。

制冷量與性能系數(shù)對應(yīng)的計算公式參照《容積式和離心式冷水(熱泵)機(jī)組性能試驗(yàn)方法》(GB/T 10870-2001)確定，通過實(shí)時計算中央空調(diào)制冷量和中央空調(diào)輸入電功率，按公式(2)得到中央空調(diào)的實(shí)時性能系數(shù)。當(dāng)運(yùn)行參數(shù)波動時，實(shí)時性能系數(shù)也會產(chǎn)生波動，但性能系數(shù)的瞬時波動并不表明設(shè)備能效發(fā)生變化，因此利用該模型指導(dǎo)設(shè)備的運(yùn)行存在局限性。這主要是因?yàn)閷?shí)時性能系數(shù)模型的工況為穩(wěn)態(tài)或者準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)，一般不會存在參數(shù)的較大幅度波動，即使個別參數(shù)有短時的大幅波動，也不會對計算結(jié)果產(chǎn)生影響。為得到適用于在線分析的性能系數(shù)計算模型，需對公式(2)中的各運(yùn)行參數(shù)對時間積分，但積分算法復(fù)雜，不適合在線應(yīng)用。

通過以上分析，目前缺乏一種符合要求的性能系數(shù)分析方法，基于此種需求，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術(shù)，提供一種中央空調(diào)性能系數(shù)在線分析方法，其可有效處理運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備負(fù)荷、環(huán)境溫度的影響，以保證輸出結(jié)果趨勢正確、穩(wěn)定可靠。

技術(shù)方案：一種中央空調(diào)性能系數(shù)在線分析方法，包括如下步驟：

(1)對中央空調(diào)相關(guān)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時采集，數(shù)據(jù)采樣的周期為T；

(2)設(shè)定性能系數(shù)計算的遞推平均周期為nT；

(3)對于當(dāng)前計算周期，從實(shí)時數(shù)據(jù)庫中讀取中央空調(diào)的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，計算當(dāng)前采樣周期及往前(n-1)個采樣周期的中央空調(diào)的制冷量Q_n和中央空調(diào)輸入電功率N_n，依據(jù)下式計算實(shí)時性能系數(shù)COP_n：

(4)計算當(dāng)前采樣周期往前(n-1)個采樣周期的中央空調(diào)的制冷累計量并計算包括前采樣周期以及往前(n-1)個采樣周期的中央空調(diào)的制冷累計量然后計算占的權(quán)重L_n-1為：