CN107314498A - 一种中央空调***的能效在线监测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中央空调***的能效在线监测方法及装置，中央空调***的能效在线监测方法包括：根据中央空调***的电数据，基于中央空调***能耗模型，获取中央空调***的能耗状况；基于所述中央空调***的能耗状况，计算中央空调***的能效状况。本发明通过对中央空调***的历史运行参数的数据处理，并对中央空调***能耗进行仿真建模，再分析智能电表获取的电数据与中央空调***的关联关系，通过实时获取电数据来得到中央空调***及各部件的实时能耗，进而能分析中央空调***及各部件的能效情况。解决了现有在线识别中央空调***能效所需参数繁杂的问题。

Description

一种中央空调***的能效在线监测方法及装置

技术领域

本发明涉及电气工程、暖通空调领域，更具体地，涉及一种中央空调***的能效在线监测方法及装置。

背景技术

随着社会的发展，人们的生活水平越高，所消耗的能源也就越多。建筑是一个高能耗的产业，现已占社会总能耗的28％。在建筑能耗中，夏季空调所耗电量在中大城市占夏季用电高峰负荷的30％～40％，大城市特大城市甚至占到50％～60％。空调用电给电力供应增加了极大的负担。

中央空调是一个复杂的大***，有多个子***构成，每个子***包括多个设备和相关组成部分。公共建筑中中央空调大约90％的时间是运行在负荷率70％以下范围，其中65％的时间是运行在负荷率低于 50％的工况下，仅有全年1％左右的时间在满负荷的情况下运行，铭牌上的数据无法反映中央空调真实的运行能效水平。

现有的中央空调***能效的研究主要集中在中央空调***的内部，监测方法较为繁琐，所需要的测量点和测量参数过多，包括建筑的结构热工性能、室外温度、人员密度、照明指标，以及中央空调内众多参数等等，并且测量参数通常不能同时计量。所以其对数据要求比较严格，在实际应用中不易实现。

发明内容

为了至少部分地克服现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种中央空调***的能效在线监测方法及装置。

根据本发明的一个方面，提供一种中央空调***的能效在线监测方法，包括：S1，根据中央空调***的电数据，基于中央空调***能耗模型，获取中央空调***的能耗状况；S2，基于所述中央空调***的能耗状况，计算中央空调***的能效状况。

其中，S1包括：S11，根据中央空调***的电数据，基于中央空调***能耗模型，获取中央空调***的总能耗；S12，基于所述中央空调***的总能耗，获取中央空调***各个子***的能耗。

其中，S12包括：S121，根据获取到的中央空调***的历史运行参数，基于最小二乘法，获取中央空调***的总能耗与中央空调***各个子***的能耗之间的关系曲线。

其中，所述中央空调***能耗模型包括：冷水机组能耗模型、冷却塔能耗模型、冷冻水泵能耗模型、冷却水泵能耗模型、风机盘管能耗模型、新风机组能耗模型和回风机能耗模型中的一个或者多个。

其中，所述冷水机组能耗模型通过以下方式建立：基于冷水机组实际制冷量和冷水机组额定制冷量计算冷水机组的负荷率；基于所述冷水机组的负荷率、冷水机组额定制冷量、冷水机组额定性能系数和冷水机组实际运行能耗的校正系数建立冷水机组能耗模型。

其中，所述冷却塔能耗模型通过获取冷却水泵的实际流量建立。

其中，所述冷冻水泵能耗模型通过以下方式建立：基于冷水机组实际制冷量、冷冻水进口温度、水的密度、冷冻水进出口水温平均值的比热容和冷冻水出口温度计算冷冻水泵的流量；基于冷冻水额定扬程、冷冻水流量和冷冻水额定流量计算冷冻水的扬程；基于流量储备系数、扬程储备系数、水泵工作点的效率、所述冷冻水泵流量和所述冷冻水的扬程建立冷冻水泵能耗模型。

其中，所述冷却水泵能耗模型通过以下方式建立：基于冷水机组实际制冷量、冷却水进口温度、水的密度、冷却水进出口水温平均值的比热容和冷却水出口温度计算冷却水泵的流量；基于水泵额定扬程、冷却水流量和水泵额定流量计算冷却水的扬程；基于流量储备系数、扬程储备系数、水泵工作点的效率、所述冷却水泵流量和所述冷却水的扬程建立冷冻水泵能耗模型。

其中，所述风机盘管能耗模型通过以下方式建立：获取冷水机组实际制冷量；基于机组实际运行能耗的校正系数和所述冷水机组实际制冷量建立风机盘管能耗模型。

根据本发明的另一个方面，提供一种中央空调***的能效在线监测装置，包括：能耗计算模块，用于根据中央空调***的电数据，基于中央空调***能耗模型，获取中央空调***的能耗状况；能效计算模块，用于基于所述中央空调***的能耗状况，计算中央空调***的能效状况。

本发明提出一种中央空调***的能效在线监测方法及装置，本发明通过对中央空调***的历史运行参数的数据处理，并对中央空调***能耗进行仿真建模，再分析智能电表获取的电数据与中央空调***的关联关系，通过实时获取电数据来得到实时中央空调***及各部件的能耗，进而能分析中央空调***及各部件的能效情况。解决了现有在线识别中央空调***能效所需参数繁杂的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的中央空调***的能效在线监测方法流程图；

图2为本发明实施例提供的中央空调***的能效在线监测装置的结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的中央空调***的能效在线监测方法流程图，如图1所示，包括：

S1，根据中央空调***的电数据，基于中央空调***能耗模型，获取中央空调***的能耗状况；

S2，基于所述中央空调***的能耗状况，计算中央空调***的能效状况。

其中，中央空调***的电数据为智能电表侧测量的数据。

其中，中央空调***的电数据包括电压U、电流I、功率因数功率P。中央空调***的子***有冷水机组、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵、风机盘管、新风机组和回风机组。

其中，若忽略电能表与中央空调之间的线路电功率损耗，中央空调***的总功率消耗与智能电能表测的功率值基本相同，所以智能电能表侧测量的电数据能反映中央空调***的能耗情况，智能电表电能计量包括有功电能和电能的计量，其中有功电能的计量可以描述如下：

其中：U(t)为_t时刻的电压瞬时值；I(t)为t时刻的电流瞬时值；u_m为电压峰值；i_m为电流峰值；U为电压有效值；I为电流有效值；为电压电流相位差；ω为角频率。

则在一个周期内的平均功率P为：

其中，由于中央空调***是有多个级别的子***组合而成，且每一级子***又有若干下级组成，因此可以考虑从各不同级别的角度来全面分析中央空调***的用能现状。中央空调***分级能效指标值的计算方法见下述各项公式：

1)制冷机组

①冷水机组能效比COP

COP是指冷水机组的运行效率也称制冷系数，是指单位为轴功率的制冷量，按下式计算：

W_chillere＝P₁×Δt

其中，Q为冷水机组的制冷量，单位为千瓦时；W_chillere为冷水机组的耗电量，单位为千瓦时，对电制冷冷水机组，W_chillere为输入的电量；对吸收式冷水机组，W_chillere为加热源消耗量(以低位热值计)与电力消耗量(折算成一次能)之和；c_p为冷水的定压比热，单位为4.18kJ/(kg.℃)；ρ为冷水的密度，单位为1000kg/m³；G为冷冻水流量，单位为m³/h； t_in,t_out为进出口冷冻水温，单位为℃；Δt为采集数据的间隔时间；P₁为冷水机组能耗。

②制冷***能效比(EERr)

其中，∑W为制冷***主要设备(对采用蒸发冷却的水冷冷水机组，制冷***包括冷水机组、冷却水泵、冷却塔；对风冷冷水机组而言，制冷***仅包括制冷主机)的年电耗，单位为千瓦时。

当***采用水冷冷水机组，并用蒸发式冷却塔冷却时，∑W应采用下式计算：

∑W＝W_chiller+W_cp+W_ct

其中，W_chiller、W_cp、W_ct分别为冷水机组、冷却水泵、冷却塔能耗，单位为千瓦时。

2)冷却水输送系数(WTF_cw)

Q_cw为冷却水输送的冷凝热量，单位为千瓦时；∑W_cwp为各冷却水泵总电耗，单位为千瓦时；c_p为冷水的定压比热，单位为4.18kJ/(kg.℃)；ρ为冷水的密度，单位为1000kg/m³；G_cw为冷却水流量，单位为m³/h； t_in,t_out为冷凝器进出口水温，单位为℃。

3)冷冻水输送系数WTF_chw

其中，Q_chw冷冻水输送的热量，单位为千瓦时；∑W_chp各冷冻水泵总电耗，单位为千瓦时；c_p水的比热，单位为4.18kJ/(kg.℃)；ρ水的密度，单位为1000kg/m³；G_chw冷冻水总流量，单位为m³/h；t_in,t_out进出口冷冻水水温，单位为℃。

4)中央空调***末端能效比(EERt)：

其中，EERt为中央空调末端能效比；Q_t为风***中空气输送的冷量，单位为kW；∑W_t各类空调末端(包括各类空调机组、新风机组、排风机组、风机盘管等)的总电耗，单位为千瓦时。

5)中央空调***能效比(EERs)：

EERs评价中央空调***的整体运行效率，计算方法如下：

其中，∑W_i为中央空调***设备(包括冷水机组、冷却水泵、冷却塔、空调***末端设备等)的年电耗，单位为千瓦时。

其中，冷热源主机的制冷性能系数即为机组的COP值，《公共建筑设计节能标准》也规定了COP最低标准，如表1所示。

表1主机制冷性能系数

以离心式额定制冷量小于528kW为例，计算出的当前能效值大于 4.4，可以认为当前冷热源主机处于高效节能的状态下，不需要对其进行改造；如果计算出的当前能效值等于或接近4.4，可以认为冷热源主机处于比较节能的状态，可以通过调节运行方式或者更换；如果计算出的当前能效值远低于4.4，可以认为冷热源主机处于不节能的状态，需要对其大幅度节能改造甚至将其更换为节能设备。

冷水***、冷却水***运行能效比标准，如表2所示。

表2冷却水运行能效比标准

设计冷负荷CL/kW	全年累计工况	典型工况
			CL≤200	18.4	22.5
200<CL≤528	20.2	24.4
			528<CL≤1163	20.5	24.7
CL>1163	20.7	25.1

评估方法同上述冷热源主机运行能效比标准。

具体地，通过智能电能表实时传输中央空调***的电压U、电流I、功率因数功率P，从而反映整个中央空调***的输入总功率；根据上述电数据，基于中央空调***能耗模型，获取中央空调***的能耗状况；基于中央空调***的能耗状况，计算中央空调***的能效状况。

本实施例提供了一种中央空调***的能效在线监测方法，分析智能电表获取的电数据与中央空调***的关联关系，通过实时获取电数据来得到实时中央空调***及各部件的能耗，进而能分析中央空调***及各部件的能效情况，解决了现有在线识别中央空调***能效所需参数繁杂的问题。

在本发明的另一个实施例中，在上述实施例的基础上，S1包括：

S11，根据中央空调***的电数据，基于中央空调***能耗模型，获取中央空调***的总能耗；

S12，基于所述中央空调***的总能耗，获取中央空调***各个子***的能耗。

步骤S11中，中央空调***的总功率与智能电能表测的功率值基本相同，智能电能表的功率以及线路损耗功率与中央空调***的总功率相比可以忽略不计，所以智能电能表测监测的电数据能反映中央空调***的能耗情况，智能电表电能计量包括有功电能和电能的计量，其中有功电能的计量可以描述如下：

其中：U(t)为t时刻的电压瞬时值；I(t)为t时刻的电流瞬时值；u_m为电压峰值；i_m为电流峰值；U为电压有效值；I为电流有效值；为电压电流相位差；ω为角频率。

则在一个周期内的平均功率P为：

具体地，中央空调***总能耗为：

P_总＝P₁+P₂+P₃+P₄+P₅+P₆

其中，P₁为冷水机组的能耗；P₂为冷却塔的能耗；P₃为冷冻水泵的能耗；P₄为冷却水泵的能耗；P₅为风机盘管的能耗；P₆为新风机组和回风机组的能耗。

步骤S12中，基于所述中央空调***的总能耗，获取中央空调***各个子***的能耗。其中，中央空调***总能耗由冷水机组、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵、风机盘管、新风机组和回风机组这几部分能耗构成。

在本发明的再一个实施例中，在上述实施例的基础上，S12包括：

S121，根据获取到的中央空调***的历史运行参数，基于最小二乘法，获取中央空调***的总能耗与中央空调***各个子***的能耗之间的关系曲线。

其中，历史运行参数包括电数据、温度参数和流量参数；温度参数通过温度传感器测得，流量参数通过流量传感器测得。

其中，实际中央空调***稳态运行过程中，电压波动不大，电流和功率因数和中央空调***总功率是监测中央空调***能耗的重要因素。采取最小二乘法实现曲拟合：

给定一个组中央空调***总能耗的数据P_i(i＝0,1,...,m)，根据之前建立的中央空调模型可得到空调各子***的能耗数据P_1i、P_2i、P_3i、P_4i、 P_5i、P_6i(i＝0,1,...,m)。

对于给定的一组数据中央空调***能耗与冷水机组能耗(P_i，P_1i) (i＝0,1,...,m)，要求在函数空间中找一个函数y＝S^*(x)，使误差平方和

其中，

为了使问题的提法更有一般性，通常把最小二乘法都考虑为加权平方和

其中，ω(x_i)≥0表示权函数，它表示不同点处的数据比重不同，用最小二乘法求拟合曲线的问题，就是在形如式中求一函数S(x)使取得最小值.它转化为求多元函数

的极小点问题.由求多元函数极值的必要条件，有

此方程称为法方程.它也可写成矩阵形式：

Ga＝d

其中，a＝(a₀,a₁,...,a_n)^T，d＝(d₀,d₁,...,d_n)^T

由于线性无关，故|G|≠0，方程组存在唯一解

通过该方程课求出唯一解，从而确定拟合函数，由于拟合曲线函数模型未定，所以需要分析若干个可能的函数模型，选取最小误差平方和最小的曲线拟合的模型。进而得到中央空调***总能耗P与冷水机组能耗P₁关系曲线。同理，分别对中央空调子***能耗P₂、P₃、P₄、P₅、 P₆和中央空调***总能耗P进行曲线拟合。

通过最小二乘法对中央空调***的子***能耗与空调总能耗建立关系，得到其曲线关系。通过实时获得中央空调***的总功率，可以获得当前状态下的各中央空调子***的功率及能耗情况。通过曲线拟合的办法能大大简化对中央空调子***能耗分析过程，避免繁琐重复的分析步骤。最后根据所得的能耗情况用于接下来分析其能效水平。

在本发明的又一个实施例中，在上述实施例的基础上，所述中央空调***能耗模型包括：冷水机组能耗模型、冷却塔能耗模型、冷冻水泵能耗模型、冷却水泵能耗模型、风机盘管能耗模型、新风机组能耗模型和回风机能耗模型中的一个或者多个。

优选地，通过冷水机组能耗模型、冷却塔能耗模型、冷冻水泵能耗模型、冷却水泵能耗模型、风机盘管能耗模型、新风机组能耗模型和回风机能耗模型中的一个或者多个组成中央空调***能耗模型。

其中，新、回风机组能耗模型为：合理确定新风量、回风量是空调***节能的关键，新风可以保证室内的空气品质，但是处理到合适的状态需要消耗能量，回风稍微处理便可以再次利用，但是室内的空气品质得不到保障。合理的利用新、回风机组一方面是根据房间用途合理确定新、回风比例，另一方面开发新的技术，提高技术水平。新、回风机组的能耗主要是风机的能耗，风机的能耗表达式为P_f＝kV，其中k为风机能耗系数，V为风机风量。将风量求出便可以确定风机的能耗了，新风机组与回风机组的能耗之和构成总的能耗。

为了方便求解，将这两种机组看成统一的空调机组，用大量厂家提供的样本数据进行拟合，得出的简化能耗计算模型表达式为：

其中，P₆为新风机组能耗、回风机能耗；f_jz为新风机组、回风机组综合单位冷量功耗；新风机组运行功耗；为回风机组的运行功耗；Q为冷水机组实际制冷量。

在本发明的又一个实施例中，在上述实施例的基础上，所述冷水机组能耗模型通过以下方式建立：

基于冷水机组实际制冷量和冷水机组额定制冷量计算冷水机组的负荷率；

基于所述冷水机组的负荷率、冷水机组额定制冷量、冷水机组额定性能系数和冷水机组实际运行能耗的校正系数建立冷水机组能耗模型。

优选地，冷水机组能耗模型为：

由于水冷式冷水机组应用比较广泛，所以以水冷式冷水机组为建模对象，其常用的简化仿真模型。如果冷水机组已经选定，则其能耗标识为：

COP＝f(Q,T_e2,T_e1)

为了方便分析，将上式表示为无量纲形式：

其中，X为机组实际运行COP的校正系数；COP_e为冷水机组额定性能系数；Q为冷水机组实际制冷量，单位为kW；Q_e为冷水机组额定制冷量，单位为kW；T_ce为冷却水额定进口温度，单位为℃；T_ee为冷冻水额定出口温度，单位为℃；T_e2为冷却水出口温度，单位为℃；T_c1为冷却水进口温度，单位为℃。

冷冻水出水温度的变化对冷水机组运行效率影响很大，但是冷冻水出水温度的设定要结合实际运行时空调房间的需求，在设计选型阶段可以根据现行规范(认为其保持额定出水温度)来选择冷水机组，暂不需要考虑实际中空调房间的需求。若定义冷水机组部分负荷率ΔT_c＝ΔT_c1-ΔT_ce，根据设计阶段不同工况下冷水机组的能耗有：

冷水机组的实际耗电量可用下式表示：

由上面的推导可知，在设计选型阶段即使考虑实际运行时的空调房间对于冷冻水出口温度的不同需求，X和P₁也都是在可接受的误差范围内的模型，将P₁进一步简化如下:

X＝X₁X₂＝f₁(PLR)f₂(ΔT_c)

将实际运行工况时COP的校正系数X简化成两个单变量的方程，因为每个空调部件的输入变量都有制冷量Q这个变量，PLR是部分负荷系数，与Q间接相关，选取PLR及ΔT_c为单独影响冷水机组能耗的两个变量，ΔT_c为ΔT_c1与ΔT_ce之差。

目前螺杆式和离心式冷水机组在实际工程中应用比较广泛，一般厂家的样本数据都会给出不同工况下空调***的运行数据。本发明通过拟合了大量的厂家数据，得出了如下的关系式：

X₂＝1+a₁(ΔT_c1-ΔT_ce)

其中，ΔT_c1为冷却水进口温度单位为℃；ΔT_ce为冷冻水额定出口温度，单位为℃；a₁对于离心机，a₁值约为1.8％到2.1％；对于螺杆机，a₁值约为0％到4.0％。

冷却水的温度取决于在湿球温度影响下的冷却塔的运行情况，将冷却塔风机和冷水机组联系起来的参数是冷却水进口温度ΔT_c1，它们两者之间存在优化的必要。冷却水的进口温度与空气的湿球温度和冷却塔的运行状况相关。一般用如下的控制方法：保持冷却水接近点温差ΔT_app(即冷却水进口温度ΔT_c1与空气湿球温度的差值)和冷却塔冷却水进出口温差不变。80％以上的时间冷水机组的负荷率都会高于50％，采用这种控制方式的结果，误差在可接受范围内。在实际的工程中，机房都是有几台冷水机组，至少也是一用一备，运行时应合理搭配冷水机组，部分负荷下可以选用额定功率小的冷水机组或者变频，应保证机组的COP在一个合理的水平，部分负荷率越大机组的COP越高。设备选型的时候，可以将ΔT_c1表示为ΔT_wb函数：

T_c1＝T_wb+T_app

其中，T_app国内的冷却塔样本通常取4℃；T_wb为室外空气湿球温度。

综合以上各式可以得出，冷水机组实际运行时的能耗与机组的额定COP、冷却水进口温度ΔT_c1、PLR这三个参数密切相关。

在本发明的又一个实施例中，在上述实施例的基础上，所述冷却塔能耗模型通过获取冷却水泵的实际流量建立。

优选地，冷却塔能耗模型为：

冷却塔将问题升高后的冷却水冷却，达到冷却水循环利用的目的。冷却塔内的传热主要是依靠与大气的对流换热还有辐射换热，传热过程比较复杂。本文采用早期国外学者建立的冷却塔模型，该模型的精度高。冷却塔的模型比较复杂，因为冷却塔在空调***中所占的能耗不大，为了简化计算，同时保证模型的精确度，采用简化的冷却塔能耗模型的数学表达式为：

其中，G_c为冷却水泵的实际流量。

在本发明的又一个实施例中，在上述实施例的基础上，所述冷冻水泵能耗模型通过以下方式建立：

基于冷水机组实际制冷量、冷冻水进口温度、水的密度、冷冻水进出口水温平均值的比热容和冷冻水出口温度计算冷冻水泵的流量；

基于冷冻水额定扬程、冷冻水流量和冷冻水额定流量计算冷冻水的扬程；

基于流量储备系数、扬程储备系数、水泵工作点的效率、所述冷冻水泵流量和所述冷冻水的扬程建立冷冻水泵能耗模型。

优选地，冷冻水泵能耗模型为：

冷冻水泵是推动冷冻水在蒸发器和用户端循环的装置，在建模的时候为了简化计算，未考虑冷冻水循环管道的能量损耗，按照理想状态来考虑，认为水量在循环过程中是没有损失的。求冷冻水泵能耗的原理为：先求出水泵的实际流量和扬程，然后再根据水泵在工作点的效率求出水泵的能耗。冷冻水泵的流量为：

冷冻水的扬程：

其中，Q为冷水机组实际制冷量，单位为kW；G_e为冷冻水额定流量，单位为m³/h；G_eo为冷冻水流量，单位为m³/h；T_e1为冷水进口温度，单位为℃；T_e2为冷水出口温度，单位为℃；H_e为冷冻水实际扬程，单位为kPa；H_eo为冷冻水额定扬程，单位为kPa。

冷冻水能耗数学表达式：

其中，P₃为冷冻水泵能耗；β₁为流量储备系数，单台水泵工作的时候，β₁＝1，当两台水泵并联工作时，β₁＝1.2；β₂为扬程储备系数，β₂＝1.1～1.2；γ_e为水泵工作点的效率；G_e为冷冻水流量；H_e为冷冻水实际扬程。

在本发明的又一个实施例中，在上述实施例的基础上，所述冷却水泵能耗模型通过以下方式建立：

基于冷水机组实际制冷量、冷却水进口温度、水的密度、冷却水进出口水温平均值的比热容和冷却水出口温度计算冷却水泵的流量；

基于水泵额定扬程、冷却水流量和水泵额定流量计算冷却水的扬程；

基于流量储备系数、扬程储备系数、水泵工作点的效率、所述冷却水泵流量和所述冷却水的扬程建立冷冻水泵能耗模型。

优选地，冷却水泵能耗模型为：

冷却水泵采用变流量时期流量和扬程按一下公式确定，冷却水泵的流量为：

冷却水的扬程：

其中，Q冷水机组实际制冷量，单位为kW；G_co水泵额定流量，单位为m³/h；H_co水泵额定扬程，单位为kPa；ρ为水的密度，单位为 1000kg/m³；c为冷却水进出口水温平均值的比热容。

冷却水能耗数学表达式：

其中，P₄为冷却水泵能耗；β₁为流量储备系数，单台泵的时候，β₁＝1，当两台水泵并联工作时，β₁＝1.2；β₂为扬程储备系数，β₂＝1.1～1.2；γ_c为水泵工作点的效率；G_c为冷却水流量；H_c为冷却水实际扬程。

在本发明的又一个实施例中，在上述实施例的基础上，所述风机盘管能耗模型通过以下方式建立：

获取冷水机组实际制冷量；

基于机组实际运行能耗的校正系数和所述冷水机组实际制冷量建立风机盘管能耗模型。

优选地，风机盘管能耗模型为：

风机盘管是大部分空调***的末端装置，它使空调房间内不断循环的空气通过冷水盘管后被冷却，以保持舒适的环境，风机盘管***主要包括两个循环：冷冻水循环和室内空气循环，冷冻水泵推动冷冻水从冷却单元的入口到出口，换热过程与两个量有关分别是冷冻水出口温度和冷冻水的流量。冷冻水在冷却单元中与室内空气完成换热过程，冷冻水温度升高成冷冻水入口温度。

风机盘管中主要的耗能部件就是泵和风扇，而且风机盘管的能耗和冷水机组等相比能耗小，通过拟合大量厂家样本的数据，得出了风机盘管能耗的数学模型表达式：

P₅＝XQ

其中，P₅为风机盘管能耗；X为机组实际运行COP的校正系数；Q为冷水机组实际制冷量。

图2为本发明实施例提供的中央空调***的能效在线监测装置的结构图，如图2所示，包括：能耗计算模块201和能效计算模块202，其中：

能耗计算模块201用于根据中央空调***的电数据，基于中央空调***能耗模型，获取中央空调***的能耗状况；

能效计算模块202用于基于所述中央空调***的能耗状况，计算中央空调***的能效状况。

具体地，通过智能电能表实时传输中央空调***的电压U、电流I、功率因数功率P，从而反映整个中央空调***的输入总功率；根据上述电数据，基于中央空调***能耗模型，获取中央空调***的能耗状况；基于中央空调***的能耗状况，计算中央空调***的能效状况。

本实施例提供了一种中央空调***的能效在线监测装置，分析智能电表获取的电数据与中央空调***的关联关系，通过实时获取电数据来得到实时中央空调***及各部件的能耗，进而能分析中央空调***及各部件的能效情况，解决了现有在线识别中央空调***能效所需参数繁杂的问题。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种中央空调***的能效在线监测方法，其特征在于，包括：

S1，根据中央空调***的电数据，基于中央空调***能耗模型，获取中央空调***的能耗状况；

S2，基于所述中央空调***的能耗状况，计算中央空调***的能效状况。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1包括：

S11，根据中央空调***的电数据，基于中央空调***能耗模型，获取中央空调***的总能耗；

S12，基于所述中央空调***的总能耗，获取中央空调***各个子***的能耗。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，S12包括：

S121，根据获取到的中央空调***的历史运行参数，基于最小二乘法，获取中央空调***的总能耗与中央空调***各个子***的能耗之间的关系曲线。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述中央空调***能耗模型包括：冷水机组能耗模型、冷却塔能耗模型、冷冻水泵能耗模型、冷却水泵能耗模型、风机盘管能耗模型、新风机组能耗模型和回风机能耗模型中的一个或者多个。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述冷水机组能耗模型通过以下方式建立：

基于冷水机组实际制冷量和冷水机组额定制冷量计算冷水机组的负荷率；

基于所述冷水机组的负荷率、冷水机组额定制冷量、冷水机组额定性能系数和冷水机组实际运行能耗的校正系数建立冷水机组能耗模型。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述冷却塔能耗模型通过获取冷却水泵的实际流量建立。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述冷冻水泵能耗模型通过以下方式建立：

基于冷水机组实际制冷量、冷冻水进口温度、水的密度、冷冻水进出口水温平均值的比热容和冷冻水出口温度计算冷冻水泵的流量；

基于冷冻水额定扬程、冷冻水流量和冷冻水额定流量计算冷冻水的扬程；

基于流量储备系数、扬程储备系数、水泵工作点的效率、所述冷冻水泵流量和所述冷冻水的扬程建立冷冻水泵能耗模型。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述冷却水泵能耗模型通过以下方式建立：

基于冷水机组实际制冷量、冷却水进口温度、水的密度、冷却水进出口水温平均值的比热容和冷却水出口温度计算冷却水泵的流量；

基于水泵额定扬程、冷却水流量和水泵额定流量计算冷却水的扬程；

基于流量储备系数、扬程储备系数、水泵工作点的效率、所述冷却水泵流量和所述冷却水的扬程建立冷冻水泵能耗模型。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述风机盘管能耗模型通过以下方式建立：

获取冷水机组实际制冷量；

基于机组实际运行能耗的校正系数和所述冷水机组实际制冷量建立风机盘管能耗模型。

10.一种中央空调***的能效在线监测装置，其特征在于，包括：

能耗计算模块，用于根据中央空调***的电数据，基于中央空调***能耗模型，获取中央空调***的能耗状况；

能效计算模块，用于基于所述中央空调***的能耗状况，计算中央空调***的能效状况。