基于智能优化的中央空调设备控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种中央空调设备控制系统，尤其是一种基于智能优化的中央空调设 备控制系统及方法，属于空调设备控制技术领域。
【背景技术】
[0002] 中央空调系统由冷热源系统和空气调节系统组成，采用液体汽化制冷的原理为空 气调节系统提供所需冷量，用W抵消室内环境的冷负荷；制热系统为空气调节系统提供用 W抵消室内环境热负荷的热量；制冷系统是中央空调系统至关重要的部分，其采用种类、运 行方式、结构形式等直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。
[0003] 但是目前的中央空调系统设计主要W满足需求为主要控制思想，当一台设备满足 不了需求时，直接增加设备数量W满足需求，忽略了设备之间的互斥或协同关系。实际运行 中，由于设备之间的互相影响，多台设备同时运行时设备的性能不等于单台运行时性能的 简单叠加，造成了不必要的能源消耗。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种基于智能优化的中央空 调设备控制系统，该系统利用智能优化算法对中央空调设备运行状态进行实时评估、分析， 保证中央空调系统设备在满足冷量需求的同时在较高效率下运行，从而实现节能控制。 阳〇化]本发明的另一目的在于提供一种基于智能优化的中央空调设备控制方法。
[0006] 本发明的目的可W通过采取如下技术方案达到：
[0007] 基于智能优化的中央空调设备控制系统，所述系统包括数据采集模块、通讯模块、 智能优化模块W及UI模块；其中：
[0008] 所述数据采集模块，用于采集中央空调设备的控制相关参数；所述中央空调设备 包括冷冻累、冷却累、冷却塔和冷水机组；
[0009] 所述通讯模块，用于将采集的数据发送给智能优化模块和UI模块，W及根据智能 优化模块提供的控制策略对中央空调设备进行相应的调整；
[0010] 所述智能优化模块，用于根据采集的数据进行数学建模，W及根据采集的数据对 中央空调设备进行实时评估，并根据实时需求提供最优的控制策略；
[0011] 所述UI模块，用于实现采集数据和优化数据的可视化，为用户提供控制接口和相 关参数控制接口。
[0012] 作为一种优选方案，所述智能优化模块包括数学建模单元、实时评估单元W及优 化配置单元；其中：
[0013] 所述数学建模单元，用于根据一定数量的采集数据，对中央空调设备的相关性能 进行分析、学习，建立相应的特征模型；
[0014] 所述实时评估单元，用于根据采集的实时数据，评估当前中央空调设备的需求；
[0015] 所述优化配置单元，用于根据实时需求及设备的特征模型进行优化求解，从而提 供当前的最优设备配置策略。
[0016] 作为一种优选方案，所述通讯模块包括数据传输单元和命令执行单元；其中：
[0017]所述数据传输单元，用于将采集的数据发送给智能优化模块和UI模块；
[0018] 所述命令执行单元，用于根据智能优化模块提供的控制策略对中央空调设备进行 相应的调整。
[0019] 作为一种优选方案，所述通讯模块采用串口服务器和协议转化器实现。
[0020] 作为一种优选方案，所述智能优化模块和UI模块采用控制设备实现，所述控制设 备通过路由器与应用服务器连接；所述应用服务器与数据库服务器连接，W实现数据的互 相备份。
[0021] 作为一种优选方案，所述数据库服务器还与防火墙连接。
[0022] 本发明的另一目的可W通过采取如下技术方案达到：
[0023] 基于智能优化的中央空调设备控制方法，所述方法包括W下步骤：
[0024] 数据采集：根据不同的中央空调设备通信协议，读取中央空调设备的控制相关参 数；
[0025] 数学建模：根据一定数量的采集数据，对中央空调设备的相关性能进行分析、学 习，建立相应的特征模型；
[0026] 实时评估：根据采集的实时数据，评估当前中央空调设备的需求；
[0027] 优化配置：根据中央空调设备的特征模型W及实时需求进行优化求解，从而提供 当前的最优的中央空调设备配置策略；
[0028] 策略调整：根据最优的中央空调设备配置策略，对中央空调设备进行相应的调整。
[0029] 作为一种优选方案，所述方法还包括：
[0030] 策略判断：判断当前中央空调设备的运行是否与最优的中央空调设备配置策略一 致，若是，执行策略调整；若否，返回数据采集。
[0031] 作为一种优选方案，所述实时评估中，根据采集的实时数据，评估当前中央空调设 备的需求，具体如下：
[0032] 根据冷冻水供水溫度、冷冻水回水溫度和冷冻水流量，利用下式确定冷水机组负 荷： W33](回水溫度-供水溫度）*流量*4. 187 ;
[0034] 根据冷冻水扬程和冷冻水流量，绘制冷冻累性能曲线，确定冷冻累变频；
[0035] 根据冷却水供水溫度和冷却水流量，绘制冷却塔性能曲线，确定冷却塔变频；
[0036] 根据冷却水流量、冷却水供水溫度和冷却水溫差设定，绘制冷却累性能曲线，确定 冷却累变频。
[0037] 作为一种优选方案，所述优化配置中，所述根据中央空调设备的特征模型W及实 时需求进行优化求解，具体为：
[0038]W能耗最小为目标函数，建立水累优化模型如下所示：
[0039]
W40] 其中，r。第i台水累在第j种情形下的转速，r康示第i台水累的额定转速，4 表示第i台水累的流量，Hi表示第i台水累的扬程转性能曲线，Ni表示第i台水累的功率 与流量、转速曲线，Q表示流量需求；
[0041] 利用蚁群、粒子群算法进行多次求解，求的最优解即为各个水累配置负荷，并采用 相同的方法，求解冷水机组、冷却塔配置。
[0042] 本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：
[0043] 1、本发明系统及方法基于中央空调设备的历史运行数据，建立中央空调设备的特 征模型进行在线实时优化分析，最大程度地减少设备之间的互斥因素，充分利用设备协同 性能，W较少的能耗满足较大的需求，充分利用资源，减少能源浪费、节约利用资源。
[0044] 2、本发明系统及方法节省了人力资源、降低能耗，无需人工计算、实时操控，可W 根据需求自动改变控制策略，从而得到最优的控制策略。
[0045] 3、本发明系统及方法分层控制，保证需求，基于原有控制上层进行优化，当智能优 化失效时，原有控制流程继续运行。
[0046] 4、本发明系统及方法具有灵活控制，实时适应的特点，在自动优化的同时，允许人 工干预，当分析、学习不充分，与实际模型有偏差时，可W接收人工干预命令，同时随着中央 空调设备的损耗、性能降低时，可W重新分析、学习，W更新建立特征模型，对特征模型进行 完善、优化。
【附图说明】
[0047]图1为本发明实施例1的中央空调设备控制系统结构原理框图。
[0048] 图2为本发明实施例1的中央空调设备控制系统中通讯模块结构原理框图。
[0049]图3为本发明实施例1的中央空调设备控制系统中智能优化模块结构原理框图。
[0050] 图4为本发明实施例1的中央空调设备控制方法流程图。
[0051] 图5为本发明实施例1的中央空调设备控制方法中数学建模流程图。
[0052] 图6为本发明实施例1的中央空调设备控制方法中实时评估流程图。
【具体实施方式】
[0053] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于 此。 阳054]实施例1 :
[00对如图1所示，本实施例的中央空调设备控制系统包括数据采集模块、通讯模块、智 能优化模块W及UI扣serInte计ace,用户界面）模块；其中：
[0056] 所述数据采集模块采用测量设备（如溫度传感器、流量传感器、压力传感器、电表 等）实现，用于采集中央空调设备（如冷冻累、冷却累、冷却塔、冷水机组等）的控制相关参 数；
[0057] 所述通讯模块采用串口服务器和协议转化器实现，用于将采集的数据发送给智能 优化模块和UI模块，W及根据智能优化模块提供的控制策略对中央空调设备进行相应的 调整；所述通讯模块如图2所示，包括数据传输单元和命令执行单元；其中：
[0058] 所述数据传输单元，用于将采集的数据发送给智能优化模块和UI模块；
[0059] 所述命令执行单元，用于根据智能优化模块提供的控制策略对中央空调设备进行 相应的调整。
[0060] 所述智能优化模块，用于根据采集的数据进行数学建模，W及根据采集的数据对 中央空调设备进行实时评估，并根据实时需求提供最优的控制策略；所述智能优化模块如 图3所示，包括数学建模单元、实时评估单元W及优化配置单元；其中：
[0061] 所述数学建模单元，用于根据一定数量的采集数据，对中央空调设备的相关性能