一种空调冷机的建筑冷负荷预测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及空调控制技术领域，更具体地说，涉及一种空调冷机的建筑冷负荷预 测方法及装置。
【背景技术】
[0002] 中央空调能耗占建筑总能耗65%，其中制冷站能耗占空调系统能耗70%左右;在 南方地区的供冷时期，中央空调系统的能效管理和控制必须以建筑冷负荷预测为前提，才 能实现有效管理和显著节能。只有当建筑冷负荷预测较为准确的时候，以建筑预测负荷为 依据的中央空调系统调度安排及运行才能有据可依，从而实现中央空调的高效运行与节 能。
[0003] 传统的建筑负荷预测通常是基于复杂物理模型（即白箱模型）或是历史运行数据 (黑箱模型)进行。"白箱模型"虽然预测准确性高，但建模需大量时间和人力。"黑箱模型"虽 然无需对建筑进行物理建模，操作相对简单，但需要大量运行数据做分析，预测准确性不 尚。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中白箱模型建模需大量时间人力， 黑箱模型预测准确性不高的缺陷，提供一种空调冷机的建筑冷负荷预测方法及装置。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006] 构造一种空调冷机的建筑冷负荷预测方法，包括：
[0007] 采集建筑外部多个位置的气象参数，计算建筑外部得热量；
[0008] 统计所述建筑内部热量参数，计算建筑内部得热量；
[0009] 依据所述建筑外部得热量及建筑内部得热量建立建筑热物理模型；
[0010] 采集预设时间内空调冷机系统的运行数据，依据遗传算法对所述建筑热物理模型 进行训练，建立灰箱模型并预测建筑冷负荷。
[0011] 在本发明所述的建筑冷负荷预测方法中，所述采集建筑外部多个点的气象参数， 计算建筑外部得热量的步骤包括：
[0012] 采集建筑外部多个位置的气象参数，所述气象参数包括:室内空气温度Tin(t )、室 外空气温度TciutU)、屋顶第一节点等效热阻Rrf,i、屋顶第二节点温度T rf,2(t)、屋顶第二节点 等效热容Crf,2、屋顶第三节点等效热阻R rf,2、屋顶第四节点温度Trf,4(t)、屋顶第四节点等效 热容C rf, 4、屋顶第五节点等效热阻Rrf, 5、外墙第一节点等效热阻Re^1、外墙第二节点温度 Tew,2(t)、外墙第二节点等效热容Cew,2、外墙第三节点等效热阻R ew,3、外墙第四节点温度Tew,4 (t)、外墙第四节点等效热容C ew,4、外墙第五节点等效热阻R?,5、内部建筑材料第一节点温度 Tim, i(t )、内部建筑材料第一节点等效热容Cim, i、内部建筑材料第一节点等效热阻Rim, i、内部 建筑材料第二节点温度Tim,2(t)、内部建筑材料第二节点等效热容C im,2、内部建筑材料第二 节点等效热阻Rim, 2、屋顶面积Arf、外墙面积六^、内部建筑材料面积Aim;
[0013]计算建筑外部得热量，所述外部得热量包括屋顶得热量Qrad.rf、外墙得热量Qrad,ew 及内部材料得热量Qrad, im:
[0020] 在本发明所述的建筑冷负荷预测方法中，所述统计所述建筑内部热量参数，计算 建筑内部得热量的步骤包括：
[0021] 统计所述建筑内部热量参数:建筑内部的对流换热量Qccinv、建筑内部的新风显热 量Qfr及建筑内部的潜热量Qi a;
[0022]计算所述建筑内部得热量Qin:
[0023] Qin = Qc_+Qfr+Qia。
[0024] 在本发明所述的建筑冷负荷预测方法中，所述依据所述建筑外部得热量及建筑内 部得热量建立建筑热物理模型的步骤包括：
[0025]获取所述建筑的热物理模型参数，所述热物理模型参数包括窗户等效热阻Rwin& 室内空气等效热容Cin;
[0026]建立建筑热物理模型。
[0027] 在本发明所述的建筑冷负荷预测方法中，所述采集预设时间内空调冷机系统的运 行数据，依据遗传算法对所述建筑热物理模型进行训练，建立灰箱模型并预测建筑冷负荷 的步骤包括：
[0028] 采集预设时间内空调冷机系统的运行数据以获取建筑实际冷负荷；
[0029] 依据遗传算法及所述建筑实际冷负荷对所述建筑热物理模型进行训练；
[0030] 建立灰箱模型：
[0032] 从而预测所述建筑冷负荷Qest。
[0033] 另一方面，提供一种空调冷机的建筑冷负荷预测装置，包括：
[0034] 外部得热量计算模块，用于采集建筑外部多个位置的气象参数，计算建筑外部得 热量；
[0035] 内部得热量计算模块，用于统计所述建筑内部热量参数，计算建筑内部得热量；
[0036] 物理模型建立模块，用于依据所述建筑外部得热量及建筑内部得热量建立建筑热 物理模型；
[0037] 冷负荷预测模块，用于采集预设时间内空调冷机系统的运行数据，依据遗传算法 对所述建筑热物理模型进行训练，建立灰箱模型并预测建筑冷负荷。
[0038] 在本发明所述的建筑冷负荷预测装置中，所述外部得热量计算模块包括：
[0039]气象参数采集子模块，用于采集建筑外部多个位置的气象参数，所述气象参数包 括:室内空气温度Tin(t)、室外空气温度Tc>ut(t)、屋顶第一节点等效热阻R rf,^屋顶第二节点 温度Trf,2(t)、屋顶第二节点等效热容C rf,2、屋顶第三节点等效热阻Rrf,3、屋顶第四节点温度 Trf,4(t)、屋顶第四节点等效热容Crf,4、屋顶第五节点等效热阻R rf,5、外墙第一节点等效热阻 Rew, i、外墙第二节点温度Tew, 2(t)、外墙第二节点等效热容Cew, 2、外墙第三节点等效热阻 Rew, 3、外墙第四节点温度Tew,4(t)、外墙第四节点等效热容Cew,4、外墙第五节点等效热阻 R?, 5、内部建筑材料第一节点温度Tim, i (t )、内部建筑材料第一节点等效热容Cim,:、内部建筑 材料第一节点等效热阻Rh,:、内部建筑材料第二节点温度T im,2(t)、内部建筑材料第二节点 等效热容Cim, 2、内部建筑材料第二节点等效热阻Rim, 2、屋顶面积Arf、外墙面积Ae3w、内部建筑 材料面积Aim;
[0040]外部得热量计算子模块，用于计算建筑外部得热量，所述外部得热量包括屋顶得 热量Qrad, rf、外墙得热量QracUw及内部材料得热量Qrad, im:
[0047]在本发明所述的建筑冷负荷预测装置中，所述内部得热量计算模块包括：
[0048]统计子模块，用于统计所述建筑内部热量参数:建筑内部的对流换热量Qc_、建筑 内部的新风显热量Qfr及建筑内部的潜热量Qla ;
[0049]内部得热量计算子模块，用于计算所述建筑内部得热量Qin:
[0051] 在本发明所述的建筑冷负荷预测装置中，所述物理模型建立模块包括：
[0052] 模型参数获取子模块，用于获取所述建筑的热物理模型参数，所述热物理模型参 数包括窗户等效热阻Rwin及室内空气等效热容C in ;
[0053]建立子模块，用于建立建筑热物理模型。
[0054] 在本发明所述的建筑冷负荷预测装置中，所述冷负荷预测模块包括：
[0055] 运行数据采集子模块，用于采集预设时间内空调冷机系统的运行数据以获取建筑 实际冷负荷；
[0056] 训练子模块，用于依据遗传算法及所述建筑实际冷负荷对所述建筑热物理模型进 行训练；
[0057] 灰箱模型建立子模块，用于建立灰箱模型：
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