專利名稱：中央空調(diào)水泵系統(tǒng)的節(jié)能控制方法和裝置、中央空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及中央空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種中央空調(diào)水泵系統(tǒng)的節(jié)能控制方法和裝置，以及，一種中央空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備投入、電網(wǎng)設(shè)計(jì)等一般都是按最大負(fù)荷來(lái)設(shè)計(jì)的，因此，為減少部分負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下的能源浪費(fèi)，采用變頻器來(lái)控制空調(diào)系統(tǒng)的水泵和風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果?，F(xiàn)有中央空調(diào)節(jié)能控制方法為通過(guò)采集水循環(huán)系統(tǒng)的壓差和溫度，采用可編程序邏輯控制器(PLC, Programmable Logic Controller)，對(duì)水泵進(jìn)行比例(P)、積分(I)調(diào)節(jié)控制或者比例(P)、積分(I)、微分(D)調(diào)節(jié)控制，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。PLC能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的邏輯功能，最常見(jiàn)的節(jié)能控制方法有恒溫差控制和恒壓差控制，PLC控制方法可以達(dá)到一定的節(jié)能效果， 而且PID控制原理簡(jiǎn)單、使用方便，價(jià)格也比較便宜，但也存在以下缺點(diǎn)PI或者PID調(diào)節(jié)器最重要調(diào)節(jié)系數(shù)中，比例系數(shù)(Kp)、積分時(shí)間常數(shù)(Ti)、微分時(shí)間常數(shù)(Td)只能是一個(gè)固定值，通常是在設(shè)備調(diào)試階段，由經(jīng)驗(yàn)豐富的調(diào)試人員手工設(shè)定，數(shù)據(jù)一旦設(shè)定后，它就是固定不變的了，不能隨著受控環(huán)境的變化而自動(dòng)調(diào)整。而實(shí)際上，中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)時(shí)變的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，其運(yùn)行工況是和氣候條件、建筑物材料、建筑內(nèi)人流量等多種因素密不可分的，是隨時(shí)變化的。因此，現(xiàn)有技術(shù)方案不能根據(jù)動(dòng)態(tài)環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)中央空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更好的節(jié)能控制目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種中央空調(diào)水泵系統(tǒng)的節(jié)能控制方法，可解決現(xiàn)有中央空調(diào)系統(tǒng)中變頻器的工作參數(shù)只能由經(jīng)驗(yàn)豐富的調(diào)試人員手工設(shè)定，不能根據(jù)環(huán)境的變化而自動(dòng)調(diào)整的問(wèn)題。本發(fā)明還提供了一種中央空調(diào)水泵系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置，以及一種中央空調(diào)系統(tǒng)，以保證上述方法在實(shí)際中的應(yīng)用。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種中央空調(diào)水泵系統(tǒng)的節(jié)能控制方法，包括 獲取水泵出入口的溫差χ以及溫差變化率y ；判斷所述溫差χ和溫差變化率y與預(yù)設(shè)規(guī)則庫(kù)中相應(yīng)模糊集的隸屬度；根據(jù)所述隸屬度以及預(yù)設(shè)規(guī)則庫(kù)中的工作頻率模糊集，生成所述水泵的工作頻率f。優(yōu)選的，還包括對(duì)所述規(guī)則庫(kù)進(jìn)行在線更新。優(yōu)選的，所述溫差χ對(duì)應(yīng)的模糊集Xi的隸屬度計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1.一種中央空調(diào)水泵系統(tǒng)的節(jié)能控制方法，其特征在于，包括 獲取水泵出入口的溫差χ以及溫差變化率y ；判斷所述溫差χ和溫差變化率y與預(yù)設(shè)規(guī)則庫(kù)中相應(yīng)模糊集的隸屬度；根據(jù)所述隸屬度以及預(yù)設(shè)規(guī)則庫(kù)中的工作頻率模糊集，生成所述水泵的工作頻率f。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括對(duì)所述規(guī)則庫(kù)進(jìn)行在線更新。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述溫差χ對(duì)應(yīng)的模糊集Xi的隸屬度計(jì)算公式為 其中，Nx表示溫差χ的模糊集Xi的個(gè)數(shù)；Cxi為Xi的中心，σ Xi為Xi的方差； 所述溫差變化率1對(duì)應(yīng)的模糊集Yj的隸屬度計(jì)算公式為 其中，Ny表示溫差變化率y的模糊集Yj的個(gè)數(shù)；CYj為Yj的中心，σ YJ為Yj的方差； 所述水泵的工作頻率f根據(jù)下述公式計(jì)算 其中，CFr(ijJ)表示模糊集FHi, j)的中心；r(i，j)根據(jù)i和j的值確定，r(i，j)的取值范圍為1 Nf之間，Nf是工作頻率f對(duì)應(yīng)的的模糊集Fm,」)的個(gè)數(shù)。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于， 所述模糊集Xi的中心Cxi的取值范圍為 min (Cxi) ^ Cxi ^ max (Cxi)，i = 1，2，…，Nx ； 其中，Hiin(C5a) = min(x) + (i-l). [max (χ) -min (χ) ] /Nx max (Cxi) = min (χ) +i. [max (χ) -min (χ) ] /Nx 所述模糊集Xi的方差O Xi的取值范圍為 min(σ Xi ^ max( σ χ)，i = 1，2, . . . , Nx ；其中，π η(σΛ ) =-—^?！? ； max (σχ) = max (χ) -min (χ)；max(x) - min(x)所述模糊集Yi的中心CYi的取值范圍為min (CYi) ^ CYi ^ max (CYi), i = 1, 2, . . . , Ny ；其中，min(CYi) = min(y) + (i-l). [max (y)-min (y) ]/Nymax (CYi) = min (y) +i. [max (y) -min (y) ] /Ny所述模糊集Yi的方差ο Yi的取值范圍為min( σ y)彡 σ Yi ^ max( σ y), i = 1, 2, . . . , Ny ；其中，π (σ ) =-—^—— ； max ( σ ) = max (y) -min (y)；max(_y) - min(_y)所述模糊集Fi的中心CFi的取值范圍為 min (CFi) ( CFi ^ max (CFi), i = 1, 2, . . . , Nf ； 其中，min(CFi) = min(f) + (i-l). [max (f) -min (f) ] /Nf max (CFi) = min (f) +i. [max (f)-min (f) ]/Nf0
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述模糊集中心及其方差根據(jù)下述公式確定Cxi = min (Cxi) +Si. [max (Cxi) -min (Cxi) ] ； i = 1, 2,…，Nx oXi= min( ο xi)+Si+Nx. [max( σ xi)_min( σ xi) ] ;i = 1，2, · · · , Nx CYi = min (CYi) +Si+2Nx. [max (CYi) -min (CYi) ] ；i = 1,2,…，Ny σ Yi = min ( σ Yi) +Si+2Nx+Ny. [max ( σ Yi) -min ( σ Yi) ] ;i = 1, 2, . . . , Ny CFi = min (CFi) +Si+2Nx+2Ny. [max (CFi) -min (CFi) ] ；i = 1,2,…，Nf 其中，S = (S1, S2, ... , S2Nx+2Ny+Nf)表示 2Nx+2Ny+Nf 列的搜索變量，O 彡 Si 彡 1，i = 1， 2，··.,2Nx+2Ny+Nf0
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述搜索變量S通過(guò)下述方法更新 預(yù)置搜索變量的個(gè)數(shù)G，并隨機(jī)為所述搜索變量的每個(gè)元素在O 1的范圍內(nèi)賦初值，以及，在O 1的范圍內(nèi)為參數(shù)CR和K賦初值；隨機(jī)在其他G-I個(gè)搜索變量中選取A、B和C三個(gè)搜索變量； 在1 2Nx+2Ny+Nf范圍內(nèi)隨機(jī)選取一個(gè)整數(shù)j ；對(duì)于1 2Nx+2Ny+Nf范圍內(nèi)的每個(gè)i，執(zhí)行下列過(guò)程隨機(jī)生成一個(gè)O 1之間的實(shí)數(shù)，作為新的搜索變量P的元素Pi的值，若i = j或Pi < CRJi^Pi = A^K(Bi-Ci),否則， 令 Pi = Si ；若搜索變量P的效能比大于搜索變量S的效能比，則用搜索變量P替換搜索變量S。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述溫差χ為冷凍水側(cè)溫差，溫差變化率y 為冷凍水側(cè)溫差變化率，水泵工作頻率f為冷凍水泵工作頻率。
8.—種中央空調(diào)水泵系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置，其特征在于，包括輸入?yún)?shù)獲取單元、隸屬度判斷單元、工作頻率生成單元和規(guī)則庫(kù)存儲(chǔ)單元，其中所述輸入?yún)?shù)獲取單元用于獲取水泵出入口的溫差χ以及溫差變化率y ； 所述隸屬度判斷單元用于判斷所述輸入?yún)?shù)獲取單元獲取的溫差χ和溫差變化率y與規(guī)則庫(kù)中相應(yīng)模糊集的隸屬度；所述工作頻率生成單元用于根據(jù)所述隸屬度判斷單元輸出的隸屬度以及規(guī)則庫(kù)中的工作頻率模糊集，生成所述水泵的工作頻率f ； 所述規(guī)則庫(kù)存儲(chǔ)單元用于保存預(yù)設(shè)的規(guī)則庫(kù)。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，還包括隸屬度計(jì)算單元和工作頻率計(jì)算單元，其中所述隸屬度計(jì)算單元用于為所述隸屬度判斷單元計(jì)算相關(guān)參數(shù)的隸屬度，溫差χ對(duì)應(yīng)的模糊集Xi的隸屬度的計(jì)算公式為(._.Cxi為Xi的中心，oXi為Xi的方差；MxiKx) - e，ι = 1,2,...,Nx,溫差變化率y對(duì)應(yīng)的模糊集Yj的隸屬度的計(jì)算公式為
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，還包括規(guī)則參數(shù)確定單元，采用下述公式確定規(guī)則庫(kù)中隸屬度函數(shù)的參數(shù)Cxi = min (Cxi) +Si. [max (Cxi) -min (Cxi) ] ； i = 1, 2,…，Nx oXi= min( ο xi)+Si+Nx. [max( σ xi)_min( σ xi) ] ;i = 1，2, · · · , Nx CYi = min (CYi) +Si+2Nx. [max (CYi) -min (CYi) ] ；i = 1,2,…，Ny σ Yi = min ( σ Yi) +Si+2Nx+Ny. [max ( σ Yi) -min ( σ Yi) ] ;i = 1, 2, . . . , Ny CFi = min (CFi) +Si+2Nx+2Ny. [max (CFi) -min (CFi) ] ；i = 1,2,…，Nf 其中，S = (S1, S2, ... , S2Nx+2Ny+Nf)表示 2Nx+2Ny+Nf 列的搜索變量，O ^ Sj ^Lj = 1, 2，··.,2Nx+2Ny+Nf0
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，還包括搜索變量更新單元，用于調(diào)整所述規(guī)則參數(shù)確定單元所需要的搜索變量，具體包括初始化子單元用于預(yù)置搜索變量的個(gè)數(shù)G，并隨機(jī)為所述搜索變量的每個(gè)元素在O 1的范圍內(nèi)賦初值，以及，在O 1的范圍內(nèi)為參數(shù)CR和K賦初值；搜索變量構(gòu)造子單元隨機(jī)在其他G-I個(gè)搜索變量中選取A、B和C三個(gè)搜索變量；在 1 2Nx+2Ny+Nf范圍內(nèi)隨機(jī)選取一個(gè)整數(shù)j ；對(duì)于1 2Nx+2Ny+Nf范圍內(nèi)的每個(gè)i，執(zhí)行下列過(guò)程隨機(jī)生成一個(gè)O 1之間的實(shí)數(shù)，作為新的搜索變量P的元素Pi的值，若i = j 或 Pi < CR,則令 Pi = AJK (Bi-Ci)，否則，令 Pi = Si ；比較子單元判斷所述搜索變量構(gòu)造子單元生產(chǎn)的搜索變量P的效能比是否大于搜索變量S的效能比，若是，則用搜索變量P替換搜索變量S。
12.—種中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求8 11之一所述的中央空調(diào)水泵系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種中央空調(diào)水泵系統(tǒng)的節(jié)能控制方法和裝置，以及，一種中央空調(diào)系統(tǒng)，所述方法包括獲取水泵出入口的溫差x以及溫差變化率y；判斷所述溫差x和溫差變化率y與預(yù)設(shè)規(guī)則庫(kù)中相應(yīng)模糊集的隸屬度；根據(jù)所述隸屬度以及預(yù)設(shè)規(guī)則庫(kù)中的工作頻率模糊集，生成所述水泵的工作頻率f。本發(fā)明基于預(yù)設(shè)的規(guī)則庫(kù)，根據(jù)溫差和溫差變化率自動(dòng)計(jì)算被控水泵的工作頻率；另外，還可對(duì)規(guī)則庫(kù)進(jìn)行更新，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)的最佳節(jié)能效果，可解決現(xiàn)有中央空調(diào)系統(tǒng)中變頻器的工作參數(shù)只能由經(jīng)驗(yàn)豐富的調(diào)試人員手工設(shè)定、不能根據(jù)環(huán)境的變化而自動(dòng)調(diào)整的問(wèn)題。
文檔編號(hào)F24F11/00GK102155779SQ201110092200
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者吳斌, 張宇魁, 張紀(jì)文, 馬志龍 申請(qǐng)人:上海泰豪智能節(jié)能技術(shù)有限公司