本發(fā)明涉及制冷機(jī)房能效，具體為基于數(shù)字孿生的中央空調(diào)高效制冷機(jī)房仿真模擬系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在中央空調(diào)高效制冷機(jī)房仿真模擬系統(tǒng)及方法的應(yīng)用中，技術(shù)發(fā)展已逐漸從依賴基本的計(jì)算平臺和靜態(tài)控制策略，演進(jìn)到利用先進(jìn)的數(shù)字孿生技術(shù)和智能化控制。傳統(tǒng)的仿真模擬系統(tǒng)及方法例如m-dhecs美的高效制冷機(jī)房系統(tǒng)仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺，通過負(fù)荷計(jì)算、系統(tǒng)設(shè)備選型、運(yùn)行邏輯與經(jīng)濟(jì)性分析等功能，顯著提升了機(jī)房系統(tǒng)的能效。這種傳統(tǒng)方法側(cè)重于制冷機(jī)房硬件的優(yōu)化和能耗分析，通過調(diào)整實(shí)際的物理參數(shù)來提升效率。

2、然而，現(xiàn)有技術(shù)存在一些缺陷，主要在于其控制策略的靜態(tài)性，需要人工根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況手動調(diào)整或依靠預(yù)設(shè)程序進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。這種方式無法充分適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行中的實(shí)時變化，可能導(dǎo)致能效管理不夠靈活和及時。為了解決這些問題，基于數(shù)字孿生的仿真模擬系統(tǒng)及方法被提出，并開始得到應(yīng)用。這種技術(shù)不僅包括了傳統(tǒng)方法的所有功能，還增加了實(shí)時數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)行為預(yù)測，以及動態(tài)調(diào)整控制策略的能力。數(shù)字孿生模型能夠根據(jù)不斷變化的工況進(jìn)行自我調(diào)整，預(yù)測未來的狀態(tài)，及時優(yōu)化控制策略，從而高效地管理和優(yōu)化能效。

3、總之，基于數(shù)字孿生的中央空調(diào)高效制冷機(jī)房仿真模擬系統(tǒng)及方法，在實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)控、智能優(yōu)化和全生命周期管理上具有顯著優(yōu)勢。這種技術(shù)的融合不僅提升了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)精度和運(yùn)行效率，還在減少運(yùn)維成本、提升系統(tǒng)可靠性和可持續(xù)性等方面發(fā)揮了重要作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、（一）解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于數(shù)字孿生的中央空調(diào)高效制冷機(jī)房仿真模擬系統(tǒng)及方法，具備實(shí)時數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)行為預(yù)測，以及動態(tài)調(diào)整控制策略的優(yōu)點(diǎn)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中需要人工根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況手動調(diào)整或依靠預(yù)設(shè)程序進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的問題。

3、（二）技術(shù)方案

4、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于數(shù)字孿生的中央空調(diào)高效制冷機(jī)房仿真模擬系統(tǒng)，包括實(shí)時數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)在線分析模塊、系統(tǒng)行為預(yù)測模塊，以及動態(tài)調(diào)整控制模塊；

5、所述實(shí)時數(shù)據(jù)采集模塊包括供電數(shù)據(jù)單元、制冷數(shù)據(jù)單元、環(huán)境數(shù)據(jù)單元、通風(fēng)管路數(shù)據(jù)單元和it負(fù)載數(shù)據(jù)單元；

6、所述供電數(shù)據(jù)單元通過傳感器、測量裝置以及在線智能電表采集供電數(shù)據(jù)，所述供電數(shù)據(jù)單元通過在線監(jiān)測設(shè)備和傳感器采集供電數(shù)據(jù)，所述制冷數(shù)據(jù)單元通過傳感器采集制冷數(shù)據(jù)，所述環(huán)境數(shù)據(jù)單元通過傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集環(huán)境數(shù)據(jù)，所述通風(fēng)管路數(shù)據(jù)單元通過風(fēng)量計(jì)和傳感器采集通風(fēng)管路數(shù)據(jù)，所述it負(fù)載數(shù)據(jù)單元通過傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集it負(fù)載數(shù)據(jù)，所述供電數(shù)據(jù)單元、制冷數(shù)據(jù)單元、環(huán)境數(shù)據(jù)單元、通風(fēng)管路數(shù)據(jù)單元和it負(fù)載數(shù)據(jù)單元通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)在線分析模塊連接；

7、所述數(shù)據(jù)在線分析模塊包括電能利用單元、平均冷負(fù)荷單元和能耗單元，所述電能利用單元根據(jù)供電數(shù)據(jù)和it負(fù)載數(shù)據(jù)計(jì)算電能利用效率，所述平均冷負(fù)荷單元根據(jù)制冷數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)和通風(fēng)管路數(shù)據(jù)計(jì)算平均冷負(fù)荷，所述能耗單元根據(jù)制冷數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)和通風(fēng)管路數(shù)據(jù)計(jì)算能源消耗總量，所述電能利用單元、平均冷負(fù)荷單元和能耗單元通過網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)行為預(yù)測模塊連接；

8、所述系統(tǒng)行為預(yù)測模塊根據(jù)電能利用效率、平均冷負(fù)荷和能源消耗總量，預(yù)測未來的能源需求和負(fù)荷變化情況，所述系統(tǒng)行為預(yù)測模塊通過網(wǎng)絡(luò)與動態(tài)調(diào)整控制模塊連接；

9、所述動態(tài)調(diào)整控制模塊根據(jù)系統(tǒng)行為預(yù)測模塊預(yù)測的能源需求和負(fù)荷變化，對供電數(shù)據(jù)單元、制冷數(shù)據(jù)單元、環(huán)境數(shù)據(jù)單元、通風(fēng)管路數(shù)據(jù)單元和it負(fù)載數(shù)據(jù)單元分別進(jìn)行單元參數(shù)調(diào)整。

10、優(yōu)選的，所述供電數(shù)據(jù)單元根據(jù)供電數(shù)據(jù)特征對中央空調(diào)運(yùn)行時所有設(shè)備耗電量進(jìn)行編號，所述供電數(shù)據(jù)編號為、、、…，所述制冷數(shù)據(jù)單元根據(jù)制冷數(shù)據(jù)特征對冷卻系統(tǒng)的用電消耗能量、實(shí)時監(jiān)測冷卻系統(tǒng)中用電消耗能量和冷卻液的流速進(jìn)行編號，所述冷卻系統(tǒng)中用電消耗能量編號為、、、…，所述冷卻系統(tǒng)中冷卻液的流速編號為、、、…。

11、優(yōu)選的，所述環(huán)境數(shù)據(jù)單元根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)特征對環(huán)境設(shè)備用電消耗能量、冷卻系統(tǒng)的入口和出口處的冷卻液溫度進(jìn)行編號，所述環(huán)境設(shè)備用電消耗能量編號為、、、…，所述冷卻系統(tǒng)的入口處的冷卻液溫度編號為、、、…，所述出口處的冷卻液溫度編號為、、、…。

12、優(yōu)選的，所述通風(fēng)管路數(shù)據(jù)單元根據(jù)通風(fēng)管路數(shù)據(jù)特征對通風(fēng)管路用電消耗能量進(jìn)行編號，所述通風(fēng)管路用電消耗能量編號為、、、…。

13、優(yōu)選的，所述it負(fù)載數(shù)據(jù)單元根據(jù)it負(fù)載數(shù)據(jù)特征對中央空調(diào)運(yùn)行時所有it設(shè)備所消耗的電能進(jìn)行編號，所述it負(fù)載數(shù)據(jù)編號為、、、…。

14、優(yōu)選的，所述電能利用單元根據(jù)供電數(shù)據(jù)和it負(fù)載數(shù)據(jù)計(jì)算電能利用效率，其計(jì)算公式為：

15、

16、公式中，表示電能利用效率，、、、…表示供電數(shù)據(jù)，表示統(tǒng)計(jì)的第個設(shè)備對應(yīng)的供電數(shù)據(jù)，、、、…表示it負(fù)載數(shù)據(jù)，表示統(tǒng)計(jì)的第個設(shè)備對應(yīng)的it負(fù)載數(shù)據(jù)，表示統(tǒng)計(jì)的供電設(shè)備總數(shù)。

17、優(yōu)選的，所述平均冷負(fù)荷單元根據(jù)制冷數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)和通風(fēng)管路數(shù)據(jù)計(jì)算平均冷負(fù)荷，其計(jì)算公式為：

18、

19、公式中，表示平均冷負(fù)荷，、、、…表示冷卻系統(tǒng)的入口處的冷卻液溫度，表示冷卻系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的第個冷卻設(shè)備對應(yīng)的入口處的冷卻液溫度，、、、…表示出口處的冷卻液溫度，表示冷卻系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的第個冷卻設(shè)備對應(yīng)的出口處的冷卻液溫度，、、、…表示冷卻系統(tǒng)中冷卻液的流速，表示冷卻系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的第個冷卻設(shè)備對應(yīng)的冷卻液的流速，表示統(tǒng)計(jì)的冷卻設(shè)備總數(shù)。

20、優(yōu)選的，所述能耗單元根據(jù)制冷數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)和通風(fēng)管路數(shù)據(jù)計(jì)算能源消耗總量，其計(jì)算公式為：

21、

22、公式中，表示能源消耗總量，、、、…表示冷卻系統(tǒng)中用電消耗能量，、、、…表示通風(fēng)管路用電消耗能量，、、、…表示環(huán)境設(shè)備用電消耗能量。

23、優(yōu)選的，所述系統(tǒng)行為預(yù)測模塊與動態(tài)調(diào)整控制模塊根據(jù)電能利用效率、平均冷負(fù)荷和能源消耗總量進(jìn)行預(yù)測和調(diào)整過程為：

24、所述供電數(shù)據(jù)單元根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù)優(yōu)化配電線路的負(fù)荷分配，調(diào)整供電頻率和電壓；

25、所述制冷數(shù)據(jù)單元根據(jù)預(yù)測的平均冷負(fù)荷需求，調(diào)整制冷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)或者調(diào)節(jié)供冷溫度和流量；

26、所述環(huán)境數(shù)據(jù)單元根據(jù)預(yù)測的環(huán)境參數(shù)調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式，來調(diào)節(jié)新風(fēng)系統(tǒng)和排風(fēng)系統(tǒng)；

27、所述通風(fēng)管路數(shù)據(jù)單元根據(jù)預(yù)測的空氣質(zhì)量和溫度變化調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量，調(diào)節(jié)風(fēng)口的開閉狀態(tài)；

28、所述it負(fù)載數(shù)據(jù)單元根據(jù)預(yù)測的計(jì)算需求調(diào)整數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)。

29、優(yōu)選的，基于數(shù)字孿生的中央空調(diào)高效制冷機(jī)房仿真模擬方法，包括以下步驟：

30、步驟一、建立實(shí)時數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)在線分析模塊、系統(tǒng)行為預(yù)測模塊，以及動態(tài)調(diào)整控制模塊；

31、步驟二、實(shí)時數(shù)據(jù)采集模塊分成供電數(shù)據(jù)單元、制冷數(shù)據(jù)單元、環(huán)境數(shù)據(jù)單元、通風(fēng)管路數(shù)據(jù)單元和it負(fù)載數(shù)據(jù)單元；

32、步驟三、數(shù)據(jù)在線分析模塊分成電能利用單元、平均冷負(fù)荷單元和能耗單元，并計(jì)算電能利用效率、平均冷負(fù)荷和能源消耗總量；

33、步驟四、系統(tǒng)行為預(yù)測模塊根據(jù)電能利用效率、平均冷負(fù)荷和能源消耗總量，預(yù)測未來的能源需求和負(fù)荷變化情況；

34、步驟五、動態(tài)調(diào)整控制模塊根據(jù)系統(tǒng)行為預(yù)測模塊預(yù)測的能源需求和負(fù)荷變化，對供電數(shù)據(jù)單元、制冷數(shù)據(jù)單元、環(huán)境數(shù)據(jù)單元、通風(fēng)管路數(shù)據(jù)單元和it負(fù)載數(shù)據(jù)單元分別進(jìn)行單元參數(shù)調(diào)整。

35、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了基于數(shù)字孿生的中央空調(diào)高效制冷機(jī)房仿真模擬系統(tǒng)及方法，具備以下有益效果：

36、1、本發(fā)明通過計(jì)算電能利用效率、平均冷負(fù)荷和能源消耗總量，分別對供電數(shù)據(jù)單元、制冷數(shù)據(jù)單元、環(huán)境數(shù)據(jù)單元、通風(fēng)管路數(shù)據(jù)單元和it負(fù)載數(shù)據(jù)單元進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，有助于提升整個系統(tǒng)的效率和響應(yīng)速度，從而在實(shí)現(xiàn)有效能源管理的同時，增加使用者的體驗(yàn)感。