空調冷站群控方法研究

張會福

(華潤智慧能源有限公司，廣東 深圳 518001)

1 引言

中國建筑行業規模居世界第一，現有城鎮總建筑存量約650億m2[1]，這些建筑在使用過程中排放了約21億t二氧化碳，約占中國碳排放總量的20%，其中空調能耗占到民用建筑能耗的40%左右，本文對空調冷站系統實際運行數據進行分析，并提出一種新的空調冷站全局優化控制方法，并將優化后的空調能耗數據與實測數據進行對比分析，得到全局優化控制方法的節能潛力。

2 運行數據與分析方法

2.1 運行數據

本項目所使用的空調冷站運行數據，來自浙江某辦公樓7月份實際運行數據，項目基本信息見表1。

表1 項目基本信息

部分逐時監測數據見圖1。

圖1 逐時運行數據

2.2 分析方法

本文通過建立冷水機組、冷凍水泵的數學模型，然后采用模擬仿真的方法，驗證了控制方法的有效性。

3 模型建立

設備的數學模型可以分為黑箱模型、灰箱模型和白箱模型[2]。作為本文數據來源的實際空調冷站系統，冷卻水泵和冷卻塔風機都是定頻，無法實現優化自主調節，所以在本文優化方案中，只需要建立冷水機組和冷凍水泵的數學模型進行尋優計算，以下為建模過程。

3.1 冷水機組建模

冷水機組白箱模型需要建立各元件(包括壓縮機、經濟器、膨脹閥、冷凝器以及蒸發器等)的變工況模型，并通過反復迭代進行求解，白箱模型主要為ASHRAE primary systems toolkit基于熱力學第一定律和傳熱方程提出的物理模型[3，4]。比較經典的灰箱模型有，Gordon等提出Gordon-NG 模型[5]。黑箱模型主要有DOE-2、MP、BQ、SI、SMP模型[6]等。……