專利名稱：一種滯后時間預測的中央空調(diào)系統(tǒng)智能控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種滯后時間預測的中央空調(diào)系統(tǒng)智能控制方法，用以預測出水冷式中央空調(diào)送任意冷量到室內(nèi)的時間，并可控制水冷式中央空調(diào)提前相應時間進行送冷。
背景技術：
水冷式中央空調(diào)是典型的時滯系統(tǒng)，即空調(diào)制冷機產(chǎn)生的冷量需要經(jīng)過一定的時間才能送達至室內(nèi)，這主要是由于空調(diào)冷凍水在管道內(nèi)流動循環(huán)需要時間造成的。而對于水冷式中央空調(diào)來說，正是由于這種時滯性，才使得系統(tǒng)無法實現(xiàn)“按需供冷”，浪費了能
^^ ο目前，關于空調(diào)負荷預測的研究還不是很多，在現(xiàn)存的冷量預測技術中，又多未應用于實踐，僅限于理論的層面，更重要的是在預測過程中，大多方法都是針對特定建筑，把采用軟件模擬生成的負荷數(shù)據(jù)作為基準，并不能反映系統(tǒng)真實的負荷變化。因此，至今尚未出現(xiàn)真正能夠解決水冷式中央空調(diào)的時滯性所帶來能耗浪費的好方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠預測出水冷式中央空調(diào)送任意冷量到室內(nèi)時間的方法，使得水冷式中央空調(diào)提前相應時間進行供冷。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是提供了一種滯后時間預測的中央空調(diào)系統(tǒng)智能控制方法，其特征在于，步驟為
步驟1、利用溫度傳感器組成的數(shù)據(jù)采集模塊采集室外實時溫度
及室內(nèi)實時溫度？；，同時采集室內(nèi)需求溫度巧；
步驟2、以室外實時溫度、室內(nèi)實時溫度4、室內(nèi)需求溫度及滯后時間為參數(shù)建立第二滯后時間控制表，在該第二滯后時間控制表中記錄每一種室外實時溫度、 室內(nèi)實時溫度I及室內(nèi)需求溫度巧-iw的組合下所對應的滯后時間u的測量值，其中，室外實時溫度Siif、室內(nèi)實時溫度1及室內(nèi)需求溫度分別在溫度區(qū)間[-Α，B]、[-C，D] 及[_E，F(xiàn)]內(nèi)變化，變化的步長為k，k為有理數(shù)或正整數(shù)，分別針對每一組室外實時溫度『_ 、室內(nèi)實時溫度1及室內(nèi)需求溫度一《ι,進行多次試驗測到多個滯后時間Δ￡并存儲；
步驟3、將第二滯后時間控制表中相同室外實時溫度、室內(nèi)實時溫度％及室內(nèi)需求溫度Tw^w組合下的滯后時間u的測量值分別求平均，以室外實時溫度Γ_、室內(nèi)實時溫度4、室內(nèi)需求溫度巧-iw及滯后時間Δ 為參數(shù)形成一張控制規(guī)則策略表；
步驟4、在水冷式中央空運行時，將當前的室外實時溫度Twif、室內(nèi)實時溫度~及室內(nèi)需求溫度T^airai以步驟2中所述的k為單位進行單位化，依據(jù)室內(nèi)需求溫度是否經(jīng)
常變化在控制規(guī)則策略表內(nèi)找到與該實測溫度所對應的滯后時間Δ 的記錄值作為當前溫度條件下滯后時間的預測值，使得水冷式中央空調(diào)提前相應時間進行供冷。上述方案可以普遍適用于任意場合，為了減輕計算量，對于室內(nèi)需求溫度
常年不變的場所僅僅需要計算室內(nèi)外溫差7；及溫差Γ敬這兩個參數(shù)即可，為此，提出了下述優(yōu)選方案。優(yōu)選地，在進行步驟1時，計算得到室內(nèi)外溫差I =1,- 及和室內(nèi)實時溫度
平的溫差'=,在進行步驟2時，對于室內(nèi)需求溫度巧―·常年不變的場所，
以室內(nèi)外溫差I、溫差％及滯后時間為參數(shù)建立第一滯后時間控制表，在該第一滯后
時間控制表中記錄每一種室內(nèi)外溫差仏及溫差·的組合下所對應的滯后時間u的測量
值，其中，室內(nèi)外溫差τ及溫差？‘，分別在溫度區(qū)間[-N，M]及[_L，K]內(nèi)變化，變化的步長
為k，k為有理數(shù)或正整數(shù)，分別針對每一組室內(nèi)外溫差；及溫差％ ,進行多次試驗測到
多個滯后時間ΔΙ并存儲，隨后在進行步驟3時，將第一滯后時間控制表相同室內(nèi)外溫差I；
及溫差Iw組合下的滯后時間的測量值分別求平均，以室內(nèi)外溫差；、溫差^、所述室
外實時溫度？；《、所述室內(nèi)實時溫度Γ；、所述室內(nèi)需求溫度所述滯后時間u為參數(shù)形成一張控制規(guī)則策略表。本發(fā)明克服已有空調(diào)控制技術存在的時滯性問題，提供一種基于實測數(shù)據(jù)的控制策略規(guī)則表，系統(tǒng)通過查詢該規(guī)則表來實現(xiàn)對未來時刻室內(nèi)所需冷量的傳送時間的預測， 并可以提前相應時間進行供冷，這種“按需供冷”能使系統(tǒng)最大程度的節(jié)能。


圖1為本方法的實施結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本方法的流程圖3為第一滯后時間控制表的單位坐標區(qū)間； 圖4為第二滯后時間控制表的單位坐標區(qū)間。
具體實施例方式為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以一優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。本發(fā)明提供的一種方法運行在如圖1所示的硬件設備上，在圖1中，包括數(shù)據(jù)采集模塊Α、運行模塊B及被控空調(diào)8。在數(shù)據(jù)采集模塊A中，包括第一溫度傳感器1、第二溫度傳感器2及第三溫度傳感器3，用來采集溫濕度數(shù)據(jù)。運行模塊B可由工控機系統(tǒng)、 嵌入式系統(tǒng)、單片機系統(tǒng)等實現(xiàn)，其中，數(shù)據(jù)傳輸裝置4，用來讀取溫度傳感器的數(shù)值，采用 RS232\485傳輸線實現(xiàn)；在運行模塊B中運行本發(fā)明提供的一種方法5，并維護滯后時間控制策略規(guī)則表6，在運行模塊B上設有顯示器7，用來監(jiān)測全套的運行過程。
結(jié)合圖3，本發(fā)明提供了一種滯后時間預測的中央空調(diào)系統(tǒng)智能控制方法，其步驟為
步驟1、利用溫度傳感器組成的數(shù)據(jù)采集模塊采集室外實時溫度及室內(nèi)實時溫度 4 ,計算得到室內(nèi)外溫差 L = Ii-^及室內(nèi)需求溫度冗-^和室內(nèi)實時溫度4的溫差
步驟2、在室內(nèi)需求溫度T^aiiffli變化不大的情況下，以室內(nèi)外溫差7；、溫差7_及滯后時間u為參數(shù)建立第一滯后時間控制表，在溫度區(qū)間[_Ν，Μ]及[_L，K]內(nèi)以k為步長可以劃分為不同的溫度值，在本實施例中，k取為1，這樣只要將實際測得的室內(nèi)外溫差&及溫差分別單位化，便可以分別與[_N，M]及[_L，K]內(nèi)的不同溫度值對應，進行足夠多的試驗，使得實際測得的室內(nèi)外溫差τ及溫差^能夠全部覆蓋[_N，M]及[_L，K]內(nèi)的所有溫度值，隨后以室內(nèi)外溫差？；為X軸，以溫差^為Y軸，建立如圖3所示的二維直角坐標系，
在該二維直角坐標系中，將單位化后的實測室內(nèi)外溫差ζ及溫差％的各取值點做直線相交，形成不同的要做時間預測的單位區(qū)間，如圖3中虛線所示，每個單位區(qū)間對應一組室內(nèi)外溫差？；及溫差tw值。對于每個單位區(qū)間，在初始建立第一滯后時間控制表的時候，給予
一初始化值，該初始化值為i/v ,其中，L為根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)估算的空調(diào)制冷機和室內(nèi)的管道距離，ν為凍水泵(冷凍水泵)的揚程。因此，可以建立如下表所示的一初始化第一滯后時間控制表
權利要求
1.一種滯后時間預測的中央空調(diào)系統(tǒng)智能控制方法，其特征在于，步驟為步驟1、通過含溫度傳感器的數(shù)據(jù)采集模塊采集室外實時溫度及室內(nèi)實時溫度巾并讀取室內(nèi)設定溫度Trei^ai ;步驟2、以室外實時溫度Tm、室內(nèi)實時溫度&、室內(nèi)設定溫度及滯后時間td為參數(shù)建立第二滯后時間控制表，在該第二滯后時間控制表中記錄每一種室外實時溫度 ^、 室內(nèi)實時溫度I及室內(nèi)設定溫度的組合下所對應的滯后時間h的測量值，其中，室外實時溫度r_、室內(nèi)實時溫度7；及室內(nèi)設定溫度Trepimi分別在溫度區(qū)間[-Α，B]、[-C, D] 及[_E，F(xiàn)]內(nèi)變化，變化的步長為k，k為有理數(shù)或整數(shù)，分別針對每一組室外實時溫度T_、 室內(nèi)實時溫度及室內(nèi)設定溫度仏,進行多次試驗測到多個滯后時間 并存儲；步驟3、將第二滯后時間控制表中相同室外實時溫度、室內(nèi)實時溫度％及室內(nèi)設定溫度組合下的滯后時間u的測量值分別求平均，以室外實時溫度、室內(nèi)實時溫度二、室內(nèi)設定溫度T^aifai及滯后時間u為參數(shù)形成一張控制規(guī)則策略表；步驟4、在中央空調(diào)運行時，將當前的室外實時溫度、室內(nèi)實時溫度7；及室內(nèi)設定溫度.了一以步驟2中所述的k為單位進行單位化，依據(jù)室內(nèi)設定溫度是否經(jīng)常變化在控制規(guī)則策略表內(nèi)找到與該實測溫度所對應的滯后時間Δ 的記錄值作為當前溫度條件下滯后時間的預測值，使得中央空調(diào)主機提前相應時間向末端進行供冷。
2.如權利要求1所述的一種滯后時間預測的中央空調(diào)系統(tǒng)智能控制方法，其特征在于，在進行步驟4的同時，記錄當前的室內(nèi)實時溫度τ變化至室內(nèi)設定溫度所需要的時間，再返回步驟3，重新計算相應的均值。
3.如權利要求1所述的一種滯后時間預測的中央空調(diào)系統(tǒng)智能控制方法，其特征在于，在進行步驟1時，計算得到室內(nèi)外溫差I = Ii-^及和室內(nèi)實時溫度？；的溫差Taw,在進行步驟2時，對于室內(nèi)設定溫度？;常年不變的場所，以室內(nèi)外溫H、溫差及滯后時間 為參數(shù)建立第一滯后時間控制表，在該第一滯后時間控制表中記錄每一種室內(nèi)外溫差τ及溫差％的組合下所對應的滯后時間Δ 的測量值，其中，室內(nèi)外溫差4及溫差7^分別在溫度區(qū)間[_Ν，Μ]及[_L，K]內(nèi)變化，變化的步長為k，k為有理數(shù)或整數(shù)，分別針對每一組室內(nèi)外溫差〒及溫差^,進行多次試驗測到多個滯后時間M并存儲，隨后在進行步驟3時，將第一滯后時間控制表相同室內(nèi)外溫差ζ,及溫差？^組合下的滯后時間Δ 的測量值分別求平均，以室內(nèi)外溫差 ；、溫差？7.、所述室外實時溫度Tmt、所述室內(nèi)實時溫度〒所述室內(nèi)設定溫度Treiaimi及所述滯后時間&為參數(shù)形成一張控制規(guī)則策略表。
4.如權利要求1所述的一種滯后時間預測的中央空調(diào)系統(tǒng)智能控制方法，其特征在于，在最初建立第一滯后時間控制表及第二滯后時間控制表時，對第一滯后時間控制表及第二滯后時間控制表進行初始化，初始化時，滯后時間Δ = ￡/v，其中，L為根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)估算的空調(diào)制冷機和室內(nèi)的管道距離，ν為凍水泵的揚程。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種滯后時間預測的中央空調(diào)系統(tǒng)智能控制方法，其特征在于，步驟為首先采集室外實時溫度、室內(nèi)實時溫度，計算得到室內(nèi)外溫差及室內(nèi)需求溫度和室內(nèi)實時溫度的溫差，利用這些數(shù)據(jù)建立控制規(guī)則策略表，在水冷式中央空調(diào)運行時，根據(jù)該控制規(guī)則策略表得到預測滯后時間，讓水冷式中央空調(diào)提前該預測滯后時間運行。本發(fā)明克服空調(diào)控制技術存在的時滯性問題，提供一種基于實測數(shù)據(jù)的控制策略規(guī)則表，系統(tǒng)通過查詢該規(guī)則表來實現(xiàn)對未來時刻室內(nèi)所需冷量的傳送時間的預測，并可以提前相應時間進行供冷，這種“按需供冷”能使系統(tǒng)最大程度的節(jié)能。
文檔編號F24F11/00GK102230661SQ20111016331
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權日2011年6月17日
發(fā)明者唐海鈴, 張峻嵩, 徐永清, 拉姆薩·基蘭, 李丹美, 楊青 申請人:上海建甌信息科技有限公司, 東華大學