CN114001438A - 一种空调***供回水温差辨识方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空调***供回水温差辨识方法,属于空调***运行调适与诊断技术领域,用于解决现有技术不能对空调水***温差影响因素定量刻画,难以指导***运行及调适的问题。该方法,首先,获取空调末端的性能测试参数;其次,建立空调***末端换热模型;然后,根据所述空调***末端换热模型及空调末端额定工况参数,求解计算空调末端未知的性能参数,进而确定空调末端额定工况下的供回水温差;最后,根据空调末端换热模型及空调末端***实际运行参数,求解计算空调末端未知的性能参数,依次辨识空调***供回水温差的变化。该方法可有效辨识空调水***供回水温差,量化刻画供回水温差形成的影响因素,可为空调水***调适与诊断提供理论基础。
Description
技术领域
本发明涉及空调***运行调适与诊断技术领域,特别涉及一种空调***供回水温差辨识方法。
背景技术
空调***能耗是公共建筑中的能耗大户,而空调水***又是空调***能耗中占比最大的部分。实际工程中发现大多数空调水***“大流量小温差”现象严重,导致***运行存在能耗高能效低等问题。空调***供回水温差影响因素多而复杂,现有技术对水***小温差的原因进行了大量诊断与分析,但多为定性描述,不能对水***温差影响因素定量刻画,难以指导***运行及调适。
因此,如何拆分空调***最终供回水温差的形成过程,辨识温差的形成主要原因,提出一种空调***供回水温差辨识方法,为空调水***诊断、调适提供指导依据,是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
为了克服上述空调***供回水温差现有诊断、调适技术与方法的不足,本发明的目的是提供一种空调***供回水温差辨识方法。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
空调***供回水温差辨识方法,包括如下步骤:
步骤S1、获取空调末端性能测试参数,所述空调末端性能测试参数包括空调末端风机盘管或表冷器的进风干湿球温度、风量、水量、进水温度、全热量、显热量;
步骤S2、建立空调***末端换热模型;
步骤S3、根据所述空调***末端换热模型及空调末端额定工况参数,求解计算空调末端未知的性能参数,进而确定空调末端额定工况下的供回水温差,所述空调末端未知的性能参数包括空调末端换热量、出水温度、出风温度;
步骤S4、根据空调末端换热模型及空调末端***实际运行参数,求解计算空调末端未知的性能参数,依次辨识空调***供回水温差的变化。
进一步地,所述步骤S2中空调末端全热系数模型为:
其中,KF为传热系数与传热面积的乘积;ξ为析湿系数;V为空调末端风量,kg/s;W为空调末端盘管水流量,kg/s;A、B、m、p和q为模型拟合系数;
空调末端传热系数模型中的析湿系数ξ的表达式为:
其中,h1和h2分别为空调末端进出口空气的焓,kJ;t1和t2分别为进出口空气的干球温度,℃;cp为空气比热,kJ/(kg·℃);
空调末端全热交换效率模型为:
其中,Eg为空调末端的全热交换效率;γ为水当量数;Ntu为传热单元数;
所述的空调末端全热交换效率修正系数为:
α=kVe
其中,α为修正系数;k、e为模型拟合系数。
进一步地,所述空调末端全热交换效率模型中水当量数γ的表达式为:
式中,cw为水的比热容,kJ/(kg·℃);
空调末端全热交换效率模型中传热单元数Ntu的表达式为:
进一步地,所述空调末端全热交换效率模型中全热交换效率Eg的表达式为:
其中,tw1为空调末端盘管的进水温度,℃;t1和t2分别为进出口空气的干球温度,℃。
进一步地,所述风机盘管全热交换效率修正模型为:
进一步地,所述风机盘管通用热交换效率模型为:
其中,E′为风机盘管通用热交换效率;ρ1为空气密度,kg/m3;C、n为模型拟合系数。
与现有技术相比,本发明有益的技术效果在于:
1、本发明提出的空调***供回水温差辨识方法,可有效辨识空调水***供回水温差,量化刻画供回水温差形成的影响因素,可为空调水***调适与诊断提供理论基础。
2、本发明提出的空调***供回水温差辨识方法,建立了空调末端换热模型并进行了修正,提高了模型的预测精度,保证了该发明方法的可靠性。
3、本发明提出的空调***供回水温差辨识方法,可有效解决实际工程中空调***运行过程中普遍存在的“大流量小温差”问题,根据温差辨识结果调整***运行参数,有力避免空调水***“小温差”症状,减少***运行能耗。
附图说明
图1为本发明一实施例中空调***供回水温差辨识方法的流程图;
图2为本发明一实施例中某楼层一天内风机盘管开启率变化;
图3为本发明一实施例中某时刻(17:00)供回水温差辨识过程及结果。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的空调***供回水温差辨识方法作进一步详细说明。根据下面说明,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便,下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致,但这不能成为本发明技术方案的限制。
本发明提出一种空调***供回水温差辨识方法,该方法主要包括以下步骤:
步骤S1获取空调末端(风机盘管或表冷器)性能测试数据
空调末端性能测试数据包括水量、风量、盘管进水温度、风机盘管进风干湿球温度、全热量、显热量等。另外,性能测试数据也可以是空调末端实际运行测试的数据。
步骤S2建立空调***末端换热模型
(1)建立空调末端传热系数模型
湿工况下的空调末端表冷器的传热系数模型可以以下式表示:
其中,KF为传热系数与传热面积的乘积;ξ为析湿系数;V为空调末端风量,kg/s;W为空调末端盘管水流量,kg/s;A、B、m、p和q为模型拟合系数。
空调末端传热系数模型中的析湿系数ξ的表达式为:
其中,h1和h2分别为空调末端进出口空气的焓,kJ;t1和t2分别为进出口空气的干球温度,℃;cp为空气比热,kJ/(kg·℃)。
(2)建立空调末端盘管全热交换效率模型
空调末端盘管全热交换效率模型为:
其中,Eg为空调末端盘管的全热交换效率;γ为水当量数;Ntu为传热单元数。
空调末端盘管全热交换效率模型中全热交换效率Eg的表达式为:
其中,tw1为空调末端盘管的进水温度,℃;t1和t2分别为进出口空气的干球温度,℃。
空调末端盘管全热交换效率模型中水当量数γ的表达式为:
式中,cw为水的比热容,kJ/(kg·℃)。
空调末端盘管全热交换效率模型中传热单元数Ntu的表达式为:
空调末端盘管全热交换效率修正系数模型为:
α=kVe
其中,α为修正系数;k、e为模型拟合系数。
修正的空调末端盘管全热交换效率模型变为:
(3)建立空调末端盘管通用热交换效率模型
空调末端盘管通用热交换效率模型为:
其中,E′为空调末端盘管通用热交换效率;ρ1为空气密度,kg/m3;C、n为模型拟合系数。
步骤S3根据末端换热模型确定末端额定工况供回水温差
根据空调末端换热模型及空调末端额定工况参数(如空调末端进风干湿球温度、风量、水量、进水温度),求解计算未知变量(如空调末端换热量、出水温度、出风温度等性能参数),进而确定空调末端额定工况下的供回水温差。
步骤S4根据空调末端运行参数(风量、室内温湿度、供水温度等),依次辨识拆分供回水温差的变化
根据所述的空调末端换热模型及空调末端***实际运行参数(如空调末端进风干湿球温度、风量、水量、进水温度),求解计算未知变量(如空调末端换热量、出水温度、出风温度等性能参数),依次辨识空调***供回水温差的变化。空调***供回水温差的辨识流程如图1所示。
以下结合图1至图3详细说明本发明的空调***供回水温差辨识方法。
实施例一
根据本发明上述的步骤,对风机盘管不同工况下供回水温差进行辨识。表1为风机盘管四个运行工况的温差辨识结果。从表1可以看出在工况偏离额定工况点时各个运行参数逐个对温差的变化影响。该温差辨识过程直接给出了各个参数对温差的影响程度。
表1风机盘管不同运行工况下供回水温差辨识过程
变量 | 工况1 | 温差变化量(℃) | 温差ΔT(℃) |
5 | |||
相对风量 | 75% | -1.06 | 3.94 |
进风干湿球温度(℃) | 27,19.5 | 0 | 3.94 |
进水温度(℃) | 7 | 0 | 3.94 |
相对水流量 | 70% | +0.82 | 4.76 |
变量 | 工况2 | 温差变化量(℃) | 温差ΔT(℃) |
5 | |||
相对风量 | 75% | -1.06 | 3.94 |
进风干湿球温度(℃) | 28,21 | +0.52 | 4.46 |
进水温度(℃) | 7 | 0 | 4.46 |
相对水流量 | 100% | 0 | 4.46 |
工况3 | 温差变化量(℃) | 温差ΔT(℃) | |
相对风量 | 5 | ||
进风干湿球温度(℃) | 100% | 0 | 5 |
进水温度(℃) | 24,17 | -1.23 | 3.77 |
相对水流量 | 10 | -1.03 | 2.74 |
变量 | 70% | +0.60 | 3.34 |
工况4 | 温差变化量(℃) | 温差ΔT(℃) | |
相对风量 | 5 | ||
进风干湿球温度(℃) | 75% | -1.06 | 3.94 |
进水温度(℃) | 24,17 | -0.93 | 3.01 |
相对水流量 | 10 | -0.80 | 2.21 |
140% | -0.46 | 1.75 |
实施例二
根据本发明上述的步骤,对实际项目风机盘管空调***实际运行的供回水温差进行辨识。对于实际工程项目,获取空调水***的数据可能有困难,比如每个风机盘管的水量,但是风机盘管运行的许多参数通过楼宇管理***获取。比如每个风机盘管控制面板的数据,比如风量(风速档位),进风参数(室内温湿度)、电磁水阀开关状态等。另外,***总管上通常装有流量计、供回水温度传感器,可以获取***的总流量及供回水温度。选取某办公楼第四层空调末端风机盘管运行状况为例进行说明。选取某典型天对该楼层一天内风机盘管的开启状态进行统计,其结果如图2所示。
由于实际项目只对该楼层的总流量及供回水温度、盘管的开启状态、风量档位及室内温湿度有监测,因此对该楼层所有风机盘管的总管供回水温差进行辨识。相对风量比取开启盘管的平均风量比,相对流量取开启盘管的总水量与总额定水量之比。根据该楼层不同时刻下风机盘管的运行状态,并对不同时刻下的温差进行拆分识别,表2为该楼层空调***供回水温差辨识结果。
表2实际项目风机盘管水***温差辨识结果
图3为某时刻(17:00为例)供回水温差辨识的过程及结果。“其他”的原因主要包括三部分,一是***水力不平衡、盘管结垢等原因。二是参数取值,如相对风量为根据整个楼层的风机盘管运行状态(风速档位)加权得到平均风速比;风机盘管进风参数为楼层室内代表区域的温湿度参数。三是各类误差,如传感器本身的误差,模型计算误差等。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。
Claims (6)
1.一种空调***供回水温差辨识方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1、获取空调末端性能测试参数,所述空调末端性能测试参数包括空调末端风机盘管或表冷器的进风干湿球温度、风量、水量、进水温度、全热量、显热量;
步骤S2、建立空调***末端换热模型;
步骤S3、根据所述空调***末端换热模型及空调末端额定工况参数,求解计算空调末端未知的性能参数,进而确定空调末端额定工况下的供回水温差,所述空调末端未知的性能参数包括空调末端换热量、出水温度、出风温度;
步骤S4、根据空调末端换热模型及空调末端***实际运行参数,求解计算空调末端未知的性能参数,依次辨识空调***供回水温差的变化。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S2中空调末端全热系数模型为:
其中,KF为传热系数与传热面积的乘积;ξ为析湿系数;V为空调末端风量,kg/s;W为空调末端盘管水流量,kg/s;A、B、m、p和q为模型拟合系数;
空调末端传热系数模型中的析湿系数ξ的表达式为:
其中,h1和h2分别为空调末端进出口空气的焓,kJ;t1和t2分别为进出口空气的干球温度,℃;cp为空气比热,kJ/(kg·℃);
空调末端全热交换效率模型为:
其中,Eg为空调末端的全热交换效率;γ为水当量数;Ntu为传热单元数;
所述的空调末端全热交换效率修正系数为:
α=kVe
其中,α为修正系数;k、e为模型拟合系数。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220201 |
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