空调主机增减机控制方法、装置和空调系统.pdf

本发明公开一种空调主机增减机控制方法、装置和空调系统。空调主机增减机控制方法包括：获取主机的制冷/制热量及运行功率的计算模型；获取空调末端的实际负荷需求Q0；根据计算模型分别计算出单台主机的制冷/制热量为Q0/i时，所对应的第一运行功率Ni，其中，i为不等于零的自然数，且i＝1，2，3，…，T，且T为总主机数；分别计算在第一运行功率Ni下开启i台主机时消耗的第一总功率，从而得到T个第一总功率；确定T个第一总功率中最小的那个第一总功率所对应的主机台数，即为实际主机运行台数。本发明按照并联主机的功率之和最小化的原则，来控制主机实际运行台数，满足节能效果最大化的目的，使冷站的节能效果达到最大化。

权利要求书
1.  一种空调主机增减机控制方法，其特征在于，包括：
获取主机的制冷/制热量及运行功率的计算模型；
获取空调末端的实际负荷需求Q0；
根据所述计算模型分别计算出单台主机的制冷/制热量为Q0/i时，所对应的第一运行功率Ni，其中，i为不等于零的自然数，且i＝1，2，3，…，T，且T为总主机数；
分别计算在所述第一运行功率Ni下开启i台主机时消耗的第一总功率，从而得到T个第一总功率；
确定所述T个第一总功率中最小的那个第一总功率所对应的主机台数，即为实际主机运行台数。

2.  根据权利要求1所述的空调主机增减机控制方法，其特征在于，所述计算模型通过所述主机的性能参数确定。

3.  根据权利要求1所述的空调主机增减机控制方法，其特征在于，所述计算模型由下式表达：
Q＝Σ(An+2+An+1*Xn+An*Xn-1*Y+An-1*Xn-2*Y2+……+A2*X*Yn-1+A1*Yn)
                                               式(1)
N＝Σ(Bn+2+Bn+1*Xn+Bn*Xn-1*Y+Bn-1*Xn-2*Y2+……+B2*X*Yn-1+B1*Yn)
                                              式(2)
其中，
Q为制冷/制热量；
N为运行功率；
n为不等于0的自然数；
A和B为拟合系数；
X和Y为主机的性能参数，其为冷冻水进水温度、冷冻水出水温度、冷却水进水温度、冷却水出水温度、主机蒸发温度/蒸发压力、主机冷凝温度/冷凝压力、或主机压缩机吸气温度/排气温度中的任意两个参数。

4.  根据权利要求3所述的空调主机增减机控制方法，其特征在于，根据所述计算模型分别计算出单台主机的制冷/制热量在Q0/i，所对应 的第一运行功率Ni包括：
在已知制冷/制热量的情况下，根据式(1)确定与式(1)中所使用的X和Y这两个参数对应的A值；
确定与所述A值对应的B值；
根据式(2)、所使用的X和Y参数、及所述B值，确定所述第一运行功率。

5.  根据权利要求3所述的空调主机增减机控制方法，其特征在于，所述拟合系数A和B是由拟合软件拟合得到的多组对应参数。

6.  一种空调主机增减机控制装置，其特征在于，包括：
模型获取模块，用于获取主机的制冷/制热量及运行功率的计算模型；
实际负荷需求获取模块，用于获取空调末端的实际负荷需求Q0；
第一计算模块，用于根据所述计算模型分别计算出单台主机的制冷/制热量为Q0/i时，所对应的第一运行功率Ni，其中，i为不等于零的自然数，且i＝1，2，3，…，T，且T为总主机数；
第二计算模块，用于分别计算在所述第一运行功率Ni下开启i台主机时消耗的第一总功率，从而得到T个第一总功率；
主机台数确定模块，用于确定所述T个第一总功率中最小的那个第一总功率所对应的主机台数，即为实际主机运行台数。

7.  根据权利要求6所述的空调主机增减机控制装置，其特征在于，所述计算模型由下式表达：
Q＝Σ(An+2+An+1*Xn+An*Xn-1*Y+An-1*Xn-2*Y2+……+A2*X*Yn-1+A1*Yn)
                                             式(1)
N＝Σ(Bn+2+Bn+1*Xn+Bn*Xn-1*Y+Bn-1*Xn-2*Y2+……+B2*X*Yn-1+B1*Yn)
                                             式(2)
其中，
Q为制冷/制热量；
N为运行功率；
n为不等于零的自然数；
A和B为拟合系数；
X和Y为主机的性能参数，其为冷冻水进水温度、冷冻水出水温度、冷却水进水温度、冷却水出水温度、主机蒸发温度/蒸发压力、主机冷凝温度/冷凝压力、或主机压缩机吸气温度/排气温度中的任意两个参数。

8.  根据权利要求7所述的空调主机增减机控制装置，其特征在于，所述第一计算模块包括：
第一处理模块，用于在已知制冷/制热量的情况下，根据式(1)确定与式(1)中所使用的X和Y这两个参数对应的A值；
第二处理模块，用于确定与所述A值对应的B值；
第三处理模块，用于根据式(2)、所使用的X和Y参数、及所述B值，确定所述第一运行功率。

9.  根据权利要求7所述的空调主机增减机控制装置，其特征在于，所述拟合系数A和B是由拟合软件拟合得到的多组对应参数。

10.  一种空调系统，其特征在于，包括权利要求5-9中任一项所述的空调主机增减机控制装置。

说明书空调主机增减机控制方法、装置和空调系统
技术领域
本发明涉及空调控制领域，具体而言，涉及一种空调主机增减机控制方法、装置和空调系统。
背景技术
主机能耗约占冷站系统能耗的60％～70％，主机的节能运行对整个系统能效的提升至关重要。在绝大多数空调系统中，主机都是多台并联运行的。因此，主机的实际运行台数和每台主机的负荷率决定了整个主机并联组的能耗。
不同品牌不同类型的主机的固有性能曲线是不同的，其能效最高点并不一定在满负荷工况附近。但在传统的空调控制系统中，为简化控制的复杂性，通常采用的控制方式是：当在线主机无法满足空调末端的冷/热负荷需求时，才开启下一台主机，即尽可能使主机运行在满负荷状态，这种方式显然不是最节能的。
发明内容
本发明实施例中提供一种可降低主机运行能耗、提高空调系统运行效率的空调主机增减机控制方法、装置和空调系统。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种空调主机增减机控制方法，包括：获取主机的制冷/制热量及运行功率的计算模型；获取空调末端的实际负荷需求Q0；根据计算模型分别计算出单台主机的制冷/制热量为Q0/i时，所对应的第一运行功率Ni，其中，i为不等于零的自然数，且i＝1，2，3，…，T，且T为总主机数；分别计算在第一运行功率Ni下开启i台主机时消耗的第一总功率，从而得到T个第一总功率；确定T个第一总功率中最小的那个第一总功率所对应的主机台数，即为实际主机运行台数。
作为优选，计算模型通过主机的性能参数确定。
作为优选，计算模型由下式表达：
Q＝Σ(An+2+An+1*Xn+An*Xn-1*Y+An-1*Xn-2*Y2+……+A2*X*Yn-1+A1*Yn)
                              式(1)N＝Σ(Bn+2+Bn+1*Xn+Bn*Xn-1*Y+Bn-1*Xn-2*Y2+……+B2*X*Yn-1+B1*Yn)
                              式(2)
其中，
Q为制冷/制热量；
N为运行功率；
n为不等于0的自然数；
A和B为拟合系数；
X和Y为主机的性能参数，其为冷冻水进水温度、冷冻水出水温度、冷却水进水温度、冷却水出水温度、主机蒸发温度/蒸发压力、主机冷凝温度/冷凝压力、或主机压缩机吸气温度/排气温度中的任意两个参数。
作为优选，根据计算模型分别计算出单台主机的制冷/制热量在Q0/i，所对应的第一运行功率Ni包括：在已知制冷/制热量的情况下，根据式(1)确定与式(1)中所使用的X和Y这两个参数对应的A值；确定与A值对应的B值；根据式(2)、所使用的X和Y参数、及B值，确定第一运行功率。
作为优选，拟合系数A和B是由拟合软件拟合得到的多组对应参数。
本发明的第二方面提供了一种空调主机增减机控制装置，包括：模型获取模块，用于获取主机的制冷/制热量及运行功率的计算模型；实际负荷需求获取模块，用于获取空调末端的实际负荷需求Q0；第一计算模块，用于根据计算模型分别计算出单台主机的制冷/制热量为Q0/i时，所对应的第一运行功率Ni，其中，i为不等于零的自然数，且i＝1，2，3，…，T，且T为总主机数；第二计算模块，用于分别计算在第一运行功率Ni下开启i台主机时消耗的第一总功率，从而得到T个第一总功率；主机台数确定模块，用于确定T个第一总功率中最小 的那个第一总功率所对应的主机台数，即为实际主机运行台数。
作为优选，计算模型由下式表达：
Q＝Σ(An+2+An+1*Xn+An*Xn-1*Y+An-1*Xn-2*Y2+……+A2*X*Yn-1+A1*Yn)
                            式(1)
N＝Σ(Bn+2+Bn+1*Xn+Bn*Xn-1*Y+Bn-1*Xn-2*Y2+……+B2*X*Yn-1+B1*Yn)
                            式(2)
其中，
Q为制冷/制热量；
N为运行功率；
n为不等于零的自然数；
A和B为拟合系数；
X和Y为主机的性能参数，其为冷冻水进水温度、冷冻水出水温度、冷却水进水温度、冷却水出水温度、主机蒸发温度/蒸发压力、主机冷凝温度/冷凝压力、或主机压缩机吸气温度/排气温度中的任意两个参数。
作为优选，第一计算模块包括：第一处理模块，用于在已知制冷/制热量的情况下，根据式(1)确定与式(1)中所使用的X和Y这两个参数对应的A值；第二处理模块，用于确定与A值对应的B值；第三处理模块，用于根据式(2)、所使用的X和Y参数、及B值，确定第一运行功率。
作为优选，拟合系数A和B是由拟合软件拟合得到的多组对应参数。
本发明的第三方面，提供了一种空调系统，包括上述的空调主机增减机控制装置。
本发明按照并联主机的功率之和最小化的原则，来控制主机实际运行台数，满足节能效果最大化的目的，使冷站的节能效果达到最大化。
附图说明
图1是本发明实施例的空调主机增减机控制方法的流程图；
图2是本发明实施例的空调主机增减机控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
请参考图1，本发明提供了一种空调主机增减机控制方法，包括：获取主机的制冷/制热量及运行功率的计算模型；获取空调末端的实际负荷需求Q0；根据计算模型分别计算出单台主机的制冷/制热量为Q0/i时，所对应的第一运行功率Ni，其中，i为不等于零的自然数，且i＝1，2，3，…，T，且T为总主机数；分别计算在第一运行功率Ni下开启i台主机时消耗的第一总功率，从而得到T个第一总功率；确定T个第一总功率中最小的那个第一总功率所对应的主机台数，即为实际主机运行台数，从而优化主机在线运行台数，达到最佳的节能效果。特别地，本发明中的空调末端可以包括新风机组、空调箱、风机盘管等中的一个或多个。
例如，按照末端的实际负荷需求Q0，分别计算出单台主机制冷/热量为Q0、Q0/2、Q0/3、……下，对应的主机的第一运行功率N1、N2、N3、……。
然后分别计算：仅开启1台主机，则第一总功率为N1；开启2台主机，则第一总功率为2*N2；开启3台主机，则第一总功率为3*N3，……。
然后，依次比较上述多个第一总功率，按照并联主机的功率之和的最小化的原则，控制主机实际运行台数，满足节能效果最大化的目的。例如，在N1，2*N2，3*N3，……中，3*N3的值最小，那么由于与3*N3所对应的主机台数为3，因此，实际主机运行的台数为3台。
可见，通过上述技术方案，本发明按照并联主机的功率之和最小化的原则，来控制主机实际运行台数，满足节能效果最大化的目的，使冷站的节能效果达到最大化。
作为优选，计算模型通过主机的性能参数确定。
作为优选，计算模型由下式表达：
Q＝Σ(An+2+An+1*Xn+An*Xn-1*Y+An-1*Xn-2*Y2+……+A2*X*Yn-1+A1*Yn)
                           式(1)
N＝Σ(Bn+2+Bn+1*Xn+Bn*Xn-1*Y+Bn-1*Xn-2*Y2+……+B2*X*Yn-1+B1*Yn)
                           式(2)
其中，
Q为制冷/制热量；
N为运行功率；
n为不等于0的自然数；
A和B为拟合系数；
X和Y为主机的性能参数，其为冷冻水进水温度、冷冻水出水温度、冷却水进水温度、冷却水出水温度、主机蒸发温度/蒸发压力、主机冷凝温度/冷凝压力、或主机压缩机吸气温度/排气温度中的任意两个参数。
作为优选，根据计算模型分别计算出单台主机的制冷/制热量在Q0/i，所对应的第一运行功率Ni包括：在已知制冷/制热量的情况下，根据式(1)确定与式(1)中所使用的X和Y这两个参数对应的A值；确定与A值对应的B值；根据式(2)、所使用的X和Y参数、及B值，确定第一运行功率。作为优选，拟合系数A和B是由拟合软件拟合得到的多组对应参数。
这样，由于A和B之间存在对应关系，因此，在已知制冷/制热量的情况下，就可以通过式(1)反推出参数A的值，然后得到与参数A对应的参数B的值，从而根据式(2)计算得到第一运行功率。
本发明的第二方面提供了一种空调主机增减机控制装置，其用于实现上述的空调主机增减机控制方法，二者相同之处在此不再赘述。
请参考图2，该空调主机增减机控制装置包括：模型获取模块10，用于获取主机的制冷/制热量及运行功率的计算模型；实际负荷需求获取模块20，用于获取空调末端的实际负荷需求Q0；第一计算模块30，用于根据计算模型分别计算出单台主机的制冷/制热量为Q0/i时，所对应的第一运行功率Ni，其中，i为不等于零的自然数，且i＝1，2，3，…，T，且T为总主机数；第二计算模块40，用于分别计算在第一运行功率Ni下开启i台主机时消耗的第一总功率，从而得到T个第一 总功率；主机台数确定模块50，用于确定T个第一总功率中最小的那个第一总功率所对应的主机台数，即为实际主机运行台数。
作为优选，计算模型由下式表达：
Q＝Σ(An+2+An+1*Xn+An*Xn-1*Y+An-1*Xn-2*Y2+……+A2*X*Yn-1+A1*Yn)
                         式(1)
N＝Σ(Bn+2+Bn+1*Xn+Bn*Xn-1*Y+Bn-1*Xn-2*Y2+……+B2*X*Yn-1+B1*Yn)
                         式(2)
其中，
Q为制冷/制热量；
N为运行功率；
n为不等于零的自然数；
A和B为拟合系数；
X和Y为主机的性能参数，其为冷冻水进水温度、冷冻水出水温度、冷却水进水温度、冷却水出水温度、主机蒸发温度/蒸发压力、主机冷凝温度/冷凝压力、或主机压缩机吸气温度/排气温度中的任意两个参数。
作为优选，第一计算模块30包括：第一处理模块，用于在已知制冷/制热量的情况下，根据式(1)确定与式(1)中所使用的X和Y这两个参数对应的A值；第二处理模块，用于确定与A值对应的B值；第三处理模块，用于根据式(2)、所使用的X和Y参数、及B值，确定第一运行功率。
作为优选，拟合系数A和B是由拟合软件拟合得到的多组对应参数。
本发明的第三方面，提供了一种空调系统，包括上述的空调主机增减机控制装置。
本发明通过比较不同运行台数下并联的所有在线主机的功率之和的大小，来确定主机实际运行的台数，达到冷站并联的所有主机的运行能耗最小的目的，从而使整个冷站空调系统运行效率最大化。
当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以 做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。