CN113654215A - 中央空调系统处理方法、装置和电子设备 - Google Patents

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CN113654215A CN202111034255.6A CN202111034255A CN113654215A CN 113654215 A CN113654215 A CN 113654215A CN 202111034255 A CN202111034255 A CN 202111034255A CN 113654215 A CN113654215 A CN 113654215A
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Shanghai Meikong Smartt Building Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种中央空调系统处理方法、装置和电子设备。其中，该方法包括：获取中央空调系统的运行温度数据，并基于运行温度数据确定中央空调系统的负荷；确定中央空调系统的各个设备的运行状态数据；将中央空调系统的负荷和运行状态数据输入能效评估模型中，输出中央空调系统的能耗和/或能效。该方式中可以利用设备的额定参数和少量的采集数据较为准确地评估出空调系统的能效水平，从而提高中央空调系统能效计算的准确性。

Description

中央空调系统处理方法、装置和电子设备
技术领域
本发明涉及空调器技术领域，尤其是涉及一种中央空调系统处理方法、装置和电子设备。
背景技术
公共建筑中的暖通空调系统的能耗一般占建筑总能耗的50％以上，是名副其实的用能大户，因此暖通空调系统的节能对建筑节能意义重大。目前绝大多数公共建筑的暖通空调系统没有安装集中监控系统，或者安装有监控系统但是数据没有进行有效记录，为评估暖通空调系统的实际能效水平和节能潜力设置了障碍。
常规的能效评估方法是接入既有楼宇管理系统(BMS，Building ManagementSystem)系统，通过BMS采集一定时间的运行数据，计算出暖通空调系统的运行能效。然而，大多数公共建筑的BMS数据质量较差，无法保证能效计算的准确性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种中央空调系统处理方法、装置和电子设备，以提高能效计算的准确性，准确地评估出中央空调系统的能效水平。
第一方面，本发明实施例提供了一种中央空调系统处理方法，方法包括：获取中央空调系统的运行温度数据，并基于运行温度数据确定中央空调系统的负荷；确定中央空调系统的各个设备的运行状态数据；将中央空调系统的负荷和运行状态数据输入能效评估模型中，输出中央空调系统的能耗和/或能效。
在本申请较佳的实施例中，上述中央空调系统的冷冻水总管设置有热量表；获取中央空调系统的运行温度数据的步骤，包括：获取热量表采集的中央空调系统的运行温度数据。
在本申请较佳的实施例中，上述热量表为超声波热量表。
在本申请较佳的实施例中，上述安装中央空调系统的楼宇设置有楼宇管理系统；获取中央空调系统的运行温度数据的步骤，包括：获取楼宇管理系统采集的中央空调系统的运行温度数据。
在本申请较佳的实施例中，上述运行温度数据包括：冷冻水进水温度和冷冻水出水温度；基于运行温度数据确定中央空调系统的负荷的步骤，包括：通过下述算式数据确定中央空调系统的负荷：Q＝c×Mch,des×(Tchw,in-Tchw,out)；其中，Q为中央空调系统的负荷，c为水的比热，Mch,des为中央空调系统的冷水机组的额定流量，Tchw,in为冷冻水进水温度，Tchw,out为冷冻水出水温度。
在本申请较佳的实施例中，上述运行温度数据包括：冷冻水出水温度；上述基于运行温度数据确定中央空调系统的负荷的步骤，包括：获取室外湿球温度；将室外湿球温度和冷冻水出水温度输入负荷预测模型中，输出中央空调系统的负荷。
在本申请较佳的实施例中，上述基于运行温度数据确定中央空调系统的负荷的步骤，包括：通过下述算式确定中央空调系统的各个冷水机组的负荷：
Figure BDA0003246467090000021
其中，Qch,i为第i台冷水机组的负荷，Si为第i台冷水机组的管网阻力系数，k为中央空调系统的冷水机组的总数。
在本申请较佳的实施例中，上述确定中央空调系统的各个设备的运行状态数据的步骤，包括：获取摄像设备采集的中央空调系统的设备状态显示灯的图像；其中，中央空调系统的设备的运行状态与设备状态显示灯的颜色相对应；对图像进行图像识别处理，得到中央空调系统的各个设备的运行状态数据。
在本申请较佳的实施例中，上述摄像设备安装在中央空调系统的控制柜相对的墙上，或者，摄像设备在中央空调系统的控制柜的中间过道处吊顶安装。
在本申请较佳的实施例中，上述能效评估模型包括能耗评估子模型和能效评估子模型；将中央空调系统的负荷和运行状态数据输入能效评估模型中，输出中央空调系统的能耗和/或能效的步骤，包括：将中央空调系统的运行状态数据输入能耗评估子模型中，输出中央空调系统在运行状态对应的工况下的能耗；和/或，将中央空调系统的负荷和能耗输入能效评估子模型中，输出中央空调系统的能效。
在本申请较佳的实施例中，上述将中央空调系统的运行状态数据输入能耗评估子模型中，输出中央空调系统在运行状态对应的工况下的能耗的步骤，包括：
能耗评估子模型通过下述算式确定冷冻水泵的实际功率：
Figure BDA0003246467090000031
Figure BDA0003246467090000032
其中，Pchw为冷冻水泵的实际功率，Pchw,des,i为第i类冷冻水泵的额定功率，Nchw,i为第i类冷冻水泵的运行台数，l为冷冻水泵的类型数；
能耗评估子模型通过下述算式确定冷却水泵的实际功率：
Figure BDA0003246467090000033
Figure BDA0003246467090000034
其中，Pcdw为冷却水泵的实际功率，pcdw,des,i为第i类冷却水泵的额定功率，Ncdw,i为第i类冷却水泵的运行台数，m为冷却水泵的类型数；
能耗评估子模型通过下述算式确定冷却塔的实际功率：
Figure BDA0003246467090000035
Figure BDA0003246467090000036
其中，Pct为冷却塔的实际功率，Pct,des,i为第i类冷却塔的额定功率，Nct,i为第i类冷却塔的运行台数，n为冷却塔的类型数；
能耗评估子模型通过下述算式确定冷水机组的实际功率：
Figure BDA0003246467090000037
Figure BDA0003246467090000041
其中，Pch为冷水机组的实际功率，Qch,i为第i台冷水机组的负荷；Twb为室外湿球温度，r为冷水机组的实类型数；能耗评估子模型通过下述算式确定中央空调系统的能耗：Psys＝Pch+Pchw+Pcdw+Pct；能耗评估子模型基于中央空调系统的能耗和运行状态确定中央空调系统在运行状态对应的工况下的能耗。
在本申请较佳的实施例中，上述将中央空调系统的负荷和能耗输入能效评估子模型中，输出中央空调系统的能效的步骤，包括：能效评估子模型通过下述算式确定中央空调系统的能效：
Figure BDA0003246467090000042
其中，COPsys为中央空调系统的能效，Q为中央空调系统的负荷，Psys为中央空调系统的能耗。
在本申请较佳的实施例中，上述输出中央空调系统的能耗和能效的步骤之后，方法还包括：如果中央空调系统的能效小于预设的阈值，调整中央空调系统的各个设备的运行状态。
第二方面，本发明实施例还提供一种中央空调系统处理装置，装置包括：运行温度数据获取模块，用于获取中央空调系统的运行温度数据，并基于运行温度数据确定中央空调系统的负荷；运行状态数据确定模块，用于确定中央空调系统的各个设备的运行状态数据；能效输出模块，用于将中央空调系统的负荷和运行状态数据输入能效评估模型中，输出中央空调系统的能耗和/或能效。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，该存储器存储有能够被该处理器执行的计算机可执行指令，该处理器执行该计算机可执行指令以实现上述中央空调系统处理方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现上述中央空调系统处理方法。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的一种中央空调系统处理方法、装置和电子设备，基于获取的述中央空调系统的运行温度数据确定中央空调系统的负荷，将空调系统的负荷和获取的中央空调系统的各个设备的运行状态数据输入能效评估模型中，可以输出中央空调系统的能耗和/或能效。该方式中可以利用设备的额定参数和少量的采集数据较为准确地评估出空调系统的能效水平，从而提高中央空调系统能效计算的准确性。
本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种中央空调系统处理方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种中央空调系统处理方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种热量表安装方式的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种空调机房的冷冻水侧原理的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种设备强电控制柜示意图；
图6为本发明实施例提供的一种网络摄像机安装方式的示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种网络摄像机安装方式的示意图；
图8为本发明实施例提供的一种中央空调系统处理的模块示意图；
图9为本发明实施例提供的另一种中央空调系统处理的模块示意图；
图10为本发明实施例提供的一种中央空调系统处理装置的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的另一种中央空调系统处理装置的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
目前，常规的能效评估方法通过BMS采集一定时间的运行数据，计算出暖通空调系统的运行能效。然而，大多数公共建筑的BMS数据质量较差，无法保证能效计算的准确性。基于此，本发明实施例提供的一种中央空调系统处理方法、装置和电子设备，该方法应用于中央空调系统的服务器中，具体涉及一种基于图像识别的空调系统节能诊断方法。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种中央空调系统处理方法进行详细介绍。
实施例一：
本发明实施例提供一种中央空调系统处理方法，参见图1所示的一种中央空调系统处理方法的流程图，该中央空调系统处理方法包括如下步骤：
步骤S102，获取中央空调系统的运行温度数据，并基于运行温度数据确定中央空调系统的负荷。
本实施例提供的方法可以应用于一个独立的控制设备，例如：中央空调的服务器，或是其他任意设备(包括中央空调本身)的某个控制模块，本实施例对此不做限定。
本实施例中的中央空调系统可以为暖通空调系统，本实施例提供的方法可以应用于服务器中，上述服务器可以是物理服务器，也可以是云服务器，本实施例对此不做限定。
中央空调系统的运行温度数据至少包括：中央空调系统的各个设备的进水温度和回水温度，其中，本实施例中的中央空调系统的设备的类型可以包括：冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵及冷却塔。本实施例中的中央空调系统的负荷可以包括中央空调系统的各个设备的制冷量，也可以包括中央空调系统的各个设备的制冷总量。
步骤S104，确定中央空调系统的各个设备的运行状态数据。
本实施例中的中央空调系统的运行状态可以包括：工作状态、故障状态、待机状态等。其中，本实施例的运行状态数据可以采用数字量的形式表示运行状态，例如：1代表工作状态，0代表故障状态等。
步骤S106，将中央空调系统的负荷和运行状态数据输入能效评估模型中，输出中央空调系统的能耗和/或能效。
能效评估模型可以预先训练并设置在服务器中，用于评价中央空调系统的能效，其中，能效评估模型还可以包括能耗评估模型，能耗评估模型用于评价中央空调系统的能耗。能耗评估模型和能效评估模型可以集成在一个神经网络模型中，本实施例对此不做限定。本实施例既可以通过能耗评估模型和能效评估模型输出中央空调系统的能耗和能效，也可以仅通过能耗评估模型输出中央空调系统的能耗，还可以仅通过能效评估模型输出中央空调系统的能效，本实施例对此不做限定。
此外，本实施例中还可以将设备的额定参数也输入至能耗评估模型和能效评估模型中，以辅助计算中央空调系统的能耗和能效。
本发明实施例提供的一种中央空调系统处理方法，基于获取的述中央空调系统的运行温度数据确定中央空调系统的负荷，将空调系统的负荷和获取的中央空调系统的各个设备的运行状态数据输入能效评估模型中，可以输出中央空调系统的能耗和/或能效。该方式中可以利用设备的额定参数和少量的采集数据较为准确地评估出空调系统的能效水平，从而提高中央空调系统能效计算的准确性。
实施例二：
本实施例提供了另一种中央空调系统处理方法，该方法在上述实施例的基础上实现，如图2所示的另一种中央空调系统处理方法的流程图，本实施例中的中央空调系统处理方法包括如下步骤：
步骤S202，获取中央空调系统的运行温度数据，并基于运行温度数据确定中央空调系统的负荷。
其中，对于现场安装施工条件允许的空调机房，可以参见图3所示的一种热量表安装方式的示意图，中央空调系统的冷冻水总管可以设置有热量表，如果本实施例提供的方法应用于服务器，热量表可以与服务器通信连接；通过在冷冻水总管上安装1个热量表的方式获取中央空调系统的实时总负荷，例如：获取热量表采集的中央空调系统的运行温度数据。
热量表可以获取冷冻水进水温度(也称为冷冻水供水温度)、冷冻水出水温度(也称为冷冻水回水温度)、冷冻水总流量等参数作为运行温度数据。现场安装无线通讯网关，将热量表实时采集数据就可以上传至云平台(即本实施例中的服务器)，以供空调系统能耗评估模型与能效评估模型计算。为了方便现场施工，其中，热量表优先采用外夹式超声波热量表。
对于现场安装施工条件不允许的空调机房，如果安装中央空调系统的楼宇设置有楼宇管理系统(BMS)，可以通过导出或记录现场BMS采集的运行温度数据，例如：获取楼宇管理系统采集的中央空调系统的运行温度数据。
具体来说，运行温度数据可以包括：冷冻水进水温度和冷冻水出水温度，可以通过下述算式数据确定中央空调系统的负荷：c＝c×Mch,des×(Tchw,in-Tchw,out)；其中，Q为中央空调系统的负荷，c为水的比热，Mch,des为中央空调系统的冷水机组的额定流量，Tchw,in为冷冻水进水温度，Tchw,out为冷冻水出水温度。
这里需要说明的是，Q可以理解为空调系统的总负荷，即中央空调系统的各个设备的负荷的和。冷水机组的额定流量可以通过各设备的铭牌直接获取。
获取了运行温度数据之后，可以通过下述步骤确定中央空调系统的负荷：获取室外湿球温度；将室外湿球温度和冷冻水出水温度输入预先训练完成的负荷预测模型中，输出中央空调系统的负荷。
其中，室外湿球温度可以从气象数据库获取，也可以自行测量得到；负荷预测模型通过下述算式确定中央空调系统的负荷：Q＝f(Twb,Tchw,out)；其中，Q为中央空调系统的负荷，Twb为室外湿球温度，Tchw,out为冷冻水出水温度。
其中，可以基于BMS采集的历史运行温度数据建立包括空调系统负荷与室外湿球温度、冷冻水出水温度对应关系的负荷预测模型：Q＝f(Twb,Tchw,out)。
上述负荷预测模型的具体形式可以采用线性回归、岭回归、Lasso回归等方法获取。室外湿球温度数据可以通过API(Application Programming Interface，应用程序接口)调用气象数据库获取。
通过建立空调系统负荷与室外湿球温度、冷冻水出水温度的负荷预测模型，可以基于采集的有限数据较为准确地预测出空调系统的实时负荷。
除此以外，在采用上述方法获取空调系统总负荷的基础上，可以进一步对每台空调系统的设备的负荷进行划分，例如：通过下述算式确定中央空调系统的各个冷水机组的负荷：
Figure BDA0003246467090000101
其中，Qch,i为第i台冷水机组的负荷，Si为第i台冷水机组的管网阻力系数，k为中央空调系统的冷水机组的总数。
参见图4所示的一种空调机房的冷冻水侧原理的示意图，每台冷水机组与一台冷冻水泵串联连接，且同开同关。假设有k台冷水机组同时运行，则空调系统总负荷与每台冷水机组负荷的关系如下：
Figure BDA0003246467090000102
Figure BDA0003246467090000103
其中，Qch,i为第i台冷水机组的负荷，Mch,i为第i台冷水机组的额定流量(通过设备铭牌获取)，ΔTch,i为第i台冷水机组的供回水温差。
由于每台冷水机组的供回水温差相同，则上式可以转化为：
Figure BDA0003246467090000104
Figure BDA0003246467090000105
在额定工况下，单台冷冻水泵i的额定扬程Hi与额定流量Mch,i的关系如下式所示：
Figure BDA0003246467090000106
其中，Si为管网阻力系数，可通过水泵额定参数计算得到。
当冷水机组并联运行时，每台水泵的扬程相同，从而有：
Figure BDA0003246467090000107
因此，每台冷水机组的负荷为：
Figure BDA0003246467090000108
特别地，当所有运行的冷水机组型号相同时，每台冷水机组的负荷为：
Figure BDA0003246467090000111
步骤S204，确定中央空调系统的各个设备的运行状态数据。
本实施例可以采用图像识别的方式确定中央空调系统的各个设备的运行状态数据，例如：获取摄像设备采集的中央空调系统的设备状态显示灯的图像；其中，中央空调系统的设备的运行状态与设备状态显示灯的颜色相对应；对图像进行图像识别处理，得到中央空调系统的各个设备的运行状态数据。
参加图5所示的一种设备强电控制柜示意图，空调系统的机电设备一般配有相应的强电控制柜，通常控制柜门上装有设备的状态显示灯，通过摄像设备状态显示灯的图像画面可以判别设备的实时运行状态，从而输出给云平台的能效评估模型，计算出设备的运行能效。
摄像设备可以为网络摄像机，网络摄像机可以采用云台型、枪型、鱼眼型、球型、半球型等形式。网络摄像机可以用来实现控制柜图像采集与识别的功能。通过在配电房合适的位置安装网络摄像机，用尽可能少的数量能够覆盖到全部设备控制柜。
参见图6所示的一种网络摄像机安装方式的示意图和图7所示的另一种网络摄像机安装方式的示意图，根据强电控制柜的现场布置形式，网络摄像机的安装方式分为两种：摄像设备安装在中央空调系统的控制柜相对的墙上，或者，摄像设备在中央空调系统的控制柜的中间过道处吊顶安装。
控制柜靠墙布置，网络摄像机安装与控制柜相对的另一面墙上；或者，控制柜并排布置，网络摄像机在中间过道处吊顶安装，保证能覆盖到每个控制柜。网络摄像机的数量根据现场设备控制柜的数量和布置方式确定。
为了将网络摄像机采集的图像信号传输至云端，现场加装一个4G/5G网关，通过网络总线与网络摄像机连接。网络摄像机采集的控制柜视频信号由高效压缩芯片压缩，通过网关传送到云平台服务器，部署在云平台的图像识别算法，根据采集图像识别出每台设备的运行/停止状态，并将设备运行/停止状态处理成数字量的形式传输给空调系统能耗评估模型、能效评估模型。
本发明实施例提出了提出一种基于图像识别的空调系统运行状态识别方法，通过在空调机房加装网络摄像机实时判别空调系统的运行状态。
步骤S206，将中央空调系统的负荷和运行状态数据输入能效评估模型中，输出中央空调系统能耗和/或能效。
本实施例中还可以测量中央空调系统的能耗。以能效评估模型既可以测量能效，也可以测量能耗为例，能效评估模型包括能耗评估子模型和能效评估子模型；可以通过下述步骤测量中央空调系统的能耗：将中央空调系统运行状态数据输入能耗评估子模型中，输出中央空调系统在运行状态对应的工况下的能耗；和/或，将中央空调系统的负荷和能耗输入能效评估子模型中，输出中央空调系统的能效。
具体地，能耗评估子模型通过下述算式确定冷冻水泵的实际功率：
Figure BDA0003246467090000121
其中，Pchw为冷冻水泵的实际功率，Pchw,des,i为第i类冷冻水泵的额定功率，Nchw,i为第i类冷冻水泵的运行台数，l为冷冻水泵的类型数；
能耗评估子模型通过下述算式确定冷却水泵的实际功率：
Figure BDA0003246467090000122
Figure BDA0003246467090000123
其中，Pcdw为冷却水泵的实际功率，pcdw,des,i为第i类冷却水泵的额定功率，Ncdw,i为第i类冷却水泵的运行台数，m为冷却水泵的类型数；
能耗评估子模型通过下述算式确定冷却塔的实际功率：
Figure BDA0003246467090000124
Figure BDA0003246467090000125
其中，Pct为冷却塔的实际功率，Pct,des,i为第i类冷却塔的额定功率，Nct,i为第i类冷却塔的运行台数，n为冷却塔的类型数；
能耗评估子模型通过下述算式确定冷水机组的实际功率：
Figure BDA0003246467090000131
Figure BDA0003246467090000132
其中，Pch为冷水机组的实际功率，Qch,i为第i台冷水机组的负荷；Twb为室外湿球温度，r为冷水机组的实类型数；
能耗评估子模型通过下述算式确定中央空调系统的能耗：Psys＝Pch+Pchw+Pcdw+Pct；能耗评估子模型基于中央空调系统的能耗和运行状态确定中央空调系统在运行状态对应的工况下的能耗。
公共建筑水冷中央空调机房通常由四类机电设备组成：冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵及冷却塔。对于大多数需要进行节能改造的空调机房而言，其中各设备均为定频运行，通过现场勘察设备的铭牌参数，可以获知设备额定功率Pdes，从而建立冷冻水泵、冷却水泵及冷却塔的能耗评估子模型如下：
Figure BDA0003246467090000133
Figure BDA0003246467090000134
Figure BDA0003246467090000135
其中，Pchw为冷冻水泵的实际功率，Pchw,des,i为第i类冷冻水泵的额定功率，Nchw,i为第i类冷冻水泵的运行台数，l为冷冻水泵的类型数；Pcdw为冷却水泵的实际功率，Pcdw,des,i为第i类冷却水泵的额定功率，Ncdw,i为第i类冷却水泵的运行台数，m为冷却水泵的类型数；Pct为冷却塔的实际功率，Pct,des,i为第i类冷却塔的额定功率，Nct,i为第i类冷却塔的运行台数，n为冷却塔的类型数。
对于定频冷水机组，其运行功率主要与空调负荷、冷冻水出水温度及冷却水回水温度有关。当空调系统处于稳定运行的时段内，冷冻水出水温度通常为一个固定值(如7℃)，冷却水回水温度与室外湿球温度之差也为一个固定值(如3℃)，因此单台冷水机组的能耗评估子模型可以写成以下形式：Pch,i＝f(Qch,i,Twb)；其中，Pch,i为第i台冷水机组的实际功率，Qch,i为第i台冷水机组的负荷。
上述各个能耗评估子模型的具体形式同样可以采用线性回归、岭回归、Lasso回归等方法获取。
综合上述空调设备的能耗评估子模型，可得出空调机房的能耗评估子模型与能效评估子模型：Psys＝Pch+Pchw+Pcdw+Pct；
Figure BDA0003246467090000141
可以看出，空调系机房耗模型与能效模型只与中央空调系统的负荷、室外湿球温度及设备运行状态有关，其中中央空调系统的负荷前述步骤的方法可以获取，室外湿球温度可以通过API接口调用气象数据库获取，空调机房内各设备的运行状态通过前述步骤的方法获取。
步骤S208，如果中央空调系统的能效小于预设的阈值，调整中央空调系统的各个设备的运行状态。
如果中央空调系统的能效COPsys小于预设的阈值，则说明中央空调系统具有较大的节能提升空间。具体地，根据ASHRAE(American Society of Heating,Refrigeratingand Air-Conditioning Engineers，美国采暖，制冷与空调工程师学会美国暖气和空调工程师学会)的标准，上述阈值可以设置为3.5。
空调系统的能耗评估模型与能效评估模型可以均部署在云平台，将云平台作为服务器。云平台根据项目现场采集的热量表负荷数据与设备控制柜监控图像，通过图像识别算法将设备控制柜监控图像转换为设备的启停状态数据，传输给能耗评估模型与能效评估模型，获取空调机房的实时能耗与能效。
空调系统控制的最终目标是为了保证建筑内环境温度的稳定，为了采集室内环境温度Tin，通过在建筑内布置无线温度传感器进行采集，采集温度通过网关传输到云平台。云平台从项目现场采集的运行参数集合为：{Tin,Twb,Q,Nch,Nchw,Ncdw,Nct}。在云平台部署大数据聚类分析算法(如K-means、DBSCAN、GMM等)对空调系统工况参数({Tin,Twb,Q})进行聚类分析，得到N组工况类别。在每一组工况类别中，寻找设备运行台数最小的集合min{Nch,Nchw,Ncdw,Nct}作为节能运行模式，当实际运行设备台数大于min{Nch,Nchw,Ncdw,Nct}，则说明该运行模式产生了能耗浪费，需要对控制策略进行调整。
综上，参见图8所示的一种中央空调系统处理的模块示意图和图9所示的另一种中央空调系统处理的模块示意图，可以通过网络摄像机采集中央空调系统的各个设备的运行状态数据，通过热量表或者BMS采集中央空调系统的运行温度数据并计算空调系统的负荷，通过无线温度传感器采集室内温度，通过气象数据库获取湿球温度，在云平台服务器中基于上述数据，采用图像识别算法、能耗评估模型和能效评估模型来计算中央空调系统的能效和能耗，并根据输出的结果调整中央空调系统的各个设备的运行状态。
本发明实施例提供的上述方法，针对既有公共建筑暖通空调系统节能改造中能效评估的问题，提出采用设备能耗评估模型和系统运行状态检测的方法对暖通空调系统的能效进行评估。其中，设备能耗评估模型包括冷水机组能耗评估模型、冷冻水泵能耗评估模型、冷却水泵能耗评估模型以及冷却塔能耗评估模型。系统运行状态检测则通过在空调配电房安装网络摄像机实时识别设备的运行状态，从而作为设备能耗评估模型的输入，计算出系统在不同运行工况下的能效。
该方式中提出一种基于图像识别的空调系统节能诊断方法，通过在空调机房加装网络摄像机对空调系统的运行状态实时判别，并结合空调设备的能耗评估模型计算机房能效值，从而较为准确地对空调机房能效水平进行评估。本发明有助于工程师在节能改造前期快速确定节能改造方案，实施过程简易，且成本较低。
实施例三：
对应于上述方法实施例，本发明实施例提供了一种中央空调系统处理装置，应用于中央空调系统的服务器，参见图10所示的一种中央空调系统处理装置的结构示意图，该中央空调系统处理装置包括：
运行温度数据获取模块1001，用于获取中央空调系统的运行温度数据，并基于运行温度数据确定中央空调系统的负荷；
运行状态数据确定模块1002，用于确定中央空调系统的各个设备的运行状态数据；
能效输出模块1003，用于将中央空调系统的负荷和运行状态数据输入能效评估模型中，输出中央空调系统的能耗和/或能效。
本发明实施例提供的一种中央空调系统处理装置，基于获取的述中央空调系统的运行温度数据确定中央空调系统的负荷，将空调系统的负荷和获取的中央空调系统的各个设备的运行状态数据输入能效评估模型中，可以输出中央空调系统的能耗和/或能效。该方式中可以利用设备的额定参数和少量的采集数据较为准确地评估出空调系统的能效水平，从而提高中央空调系统能效计算的准确性。
上述中央空调系统的冷冻水总管设置有热量表；上述运行温度数据获取模块，用于获取热量表采集的中央空调系统的运行温度数据。上述热量表为超声波热量表。
上述安装中央空调系统的楼宇设置有楼宇管理系统；上述运行温度数据获取模块，用于获取楼宇管理系统采集的中央空调系统的运行温度数据。
上述运行温度数据包括：冷冻水进水温度和冷冻水出水温度；上述运行温度数据获取模块，用于基于运行温度数据确定中央空调系统的负荷的步骤，包括：通过下述算式数据确定中央空调系统的负荷：c＝c×Mch,des×(Tchw,in-Tchw,out)；其中，Q为中央空调系统的负荷，c为水的比热，Mch,des为中央空调系统的冷水机组的额定流量，Tchw,in为冷冻水进水温度，Tchw,out为冷冻水出水温度。
上述运行温度数据包括：冷冻水出水温度；上述运行温度数据获取模块，用于获取室外湿球温度；将室外湿球温度和冷冻水出水温度输入预先训练完成的负荷预测模型中，输出中央空调系统的负荷。
上述运行温度数据获取模块，用于通过下述算式确定中央空调系统的各个冷水机组的负荷：
Figure BDA0003246467090000171
其中，Qch,i为第i台冷水机组的负荷，Si为第i台冷水机组的管网阻力系数，k为中央空调系统的冷水机组的总数。
上述运行状态数据确定模块，用于获取摄像设备采集的中央空调系统的设备状态显示灯的图像；其中，中央空调系统的设备的运行状态与设备状态显示灯的颜色相对应；对图像进行图像识别处理，得到中央空调系统的各个设备的运行状态数据。
上述摄像设备安装在中央空调系统的控制柜相对的墙上，或者，上述摄像设备在中央空调系统的控制柜的中间过道处吊顶安装。
上述能效评估模型包括能耗评估子模型和能效评估子模型；上述能效输出模块，用于将中央空调系统的负荷和运行状态数据输入预先训练完成的能耗评估子模型中，输出中央空调系统在运行状态对应的工况下的能耗；和/或，将中央空调系统的负荷和能耗输入预先训练完成的能效评估子模型中，输出中央空调系统的能效。
上述能效输出模块，用于能耗评估子模型通过下述算式确定冷冻水泵的实际功率：
Figure BDA0003246467090000172
其中，Pchw为冷冻水泵的实际功率，Pchw,des,i为第i类冷冻水泵的额定功率，Nchw,i为第i类冷冻水泵的运行台数，l为冷冻水泵的类型数；能耗评估子模型通过下述算式确定冷却水泵的实际功率：
Figure BDA0003246467090000173
其中，Pcdw为冷却水泵的实际功率，Pcdw,des,i为第i类冷却水泵的额定功率，Ncdw,i为第i类冷却水泵的运行台数，m为冷却水泵的类型数；能耗评估子模型通过下述算式确定冷却塔的实际功率：
Figure BDA0003246467090000181
其中，Pct为冷却塔的实际功率，Pct,des,i为第i类冷却塔的额定功率，Nct,i为第i类冷却塔的运行台数，n为冷却塔的类型数；能耗评估子模型通过下述算式确定冷水机组的实际功率：
Figure BDA0003246467090000182
其中，Pch为冷水机组的实际功率，Qch,i为第i台冷水机组的负荷；Twb为室外湿球温度，r为冷水机组的实类型数；能耗评估子模型通过下述算式确定中央空调系统的能耗：Psys＝Pch+Pchw+Pcdw+Pct；能耗评估子模型基于中央空调系统的能耗和运行状态确定中央空调系统在运行状态对应的工况下的能耗。
上述能效输出模块，用于能效评估子模型通过下述算式确定中央空调系统的能效：
Figure BDA0003246467090000183
其中，COPsys为中央空调系统的能效，Q为中央空调系统的负荷，Psys为中央空调系统的能耗。
参见图11所示的另一种中央空调系统处理装置的结构示意图，该中央空调系统处理装置还包括：中央空调系统调整模块1004，与能效输出模块1003连接，中央空调系统调整模块1004用于如果中央空调系统的能效小于预设的阈值，调整中央空调系统的各个设备的运行状态。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的中央空调系统处理装置的具体工作过程，可以参考前述的中央空调系统处理方法的实施例中的对应过程，在此不再赘述。
实施例四：
本发明实施例还提供了一种电子设备，用于运行上述中央空调系统处理方法；参见图12所示的一种电子设备的结构示意图，该电子设备包括存储器100和处理器101，其中，存储器100用于存储一条或多条计算机指令，一条或多条计算机指令被处理器101执行，以实现上述中央空调系统处理方法。
进一步地，图12所示的电子设备还包括总线102和通信接口103，处理器101、通信接口103和存储器100通过总线102连接。
其中，存储器100可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口103(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线102可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图12中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
处理器101可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器101中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器101可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器100，处理器101读取存储器100中的信息，结合其硬件完成前述实施例的方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现上述中央空调系统处理方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
本发明实施例所提供的中央空调系统处理方法、装置和电子设备的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和/或装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种中央空调系统处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取中央空调系统的运行温度数据，并基于所述运行温度数据确定所述中央空调系统的负荷；
确定所述中央空调系统的各个设备的运行状态数据；
将所述中央空调系统的负荷和所述运行状态数据输入能效评估模型中，输出所述中央空调系统的能耗和/或能效。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中央空调系统的冷冻水总管设置有热量表；获取中央空调系统的运行温度数据的步骤，包括：获取所述热量表采集的中央空调系统的运行温度数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述热量表为超声波热量表。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，安装所述中央空调系统的楼宇设置有楼宇管理系统；获取中央空调系统的运行温度数据的步骤，包括：获取所述楼宇管理系统采集的中央空调系统的运行温度数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行温度数据包括：冷冻水进水温度和冷冻水出水温度；基于所述运行温度数据确定所述中央空调系统的负荷的步骤，包括：
通过下述算式数据确定所述中央空调系统的负荷：Q＝c×Mch,des×(Tchw,in-Tchw,out)；
其中，Q为所述中央空调系统的负荷，c为水的比热，Mch,des为所述中央空调系统的冷水机组的额定流量，Tchw,in为所述冷冻水进水温度，Tchw,out为所述冷冻水出水温度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行温度数据包括：冷冻水出水温度；所述基于所述运行温度数据确定所述中央空调系统的负荷的步骤，包括：
获取室外湿球温度；
将所述室外湿球温度和所述冷冻水出水温度输入负荷预测模型中，输出所述中央空调系统的负荷。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述运行温度数据确定所述中央空调系统的负荷的步骤，包括：
通过下述算式确定所述中央空调系统的各个冷水机组的负荷：
Figure FDA0003246467080000021
Figure FDA0003246467080000022
其中，Qch,i为第i台冷水机组的负荷，Si为第i台冷水机组的管网阻力系数，k为所述中央空调系统的冷水机组的总数。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述中央空调系统的各个设备的运行状态数据的步骤，包括：
获取摄像设备采集的所述中央空调系统的设备状态显示灯的图像；其中，所述中央空调系统的设备的运行状态与所述设备状态显示灯的颜色相对应；
对所述图像进行图像识别处理，得到所述中央空调系统的各个设备的运行状态数据。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述摄像设备安装在所述中央空调系统的控制柜相对的墙上，或者，所述摄像设备在所述中央空调系统的控制柜的中间过道处吊顶安装。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能效评估模型包括能耗评估子模型和能效评估子模型；将所述中央空调系统的负荷和所述运行状态数据输入能效评估模型中，输出所述中央空调系统的能耗和/或能效的步骤，包括：
将所述中央空调系统的所述运行状态数据输入所述能耗评估子模型中，输出所述中央空调系统在所述运行状态对应的工况下的能耗；
和/或，将所述中央空调系统的负荷和所述能耗输入所述能效评估子模型中，输出所述中央空调系统的能效。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，将所述中央空调系统的所述运行状态数据输入所述能耗评估子模型中，输出所述中央空调系统在所述运行状态对应的工况下的能耗的步骤，包括：
所述能耗评估子模型通过下述算式确定冷冻水泵的实际功率：
Figure FDA0003246467080000031
Figure FDA0003246467080000032
其中，Pchw为所述冷冻水泵的实际功率，Pchw,des,i为第i类所述冷冻水泵的额定功率，Nchw,i为第i类所述冷冻水泵的运行台数，l为所述冷冻水泵的类型数；
所述能耗评估子模型通过下述算式确定冷却水泵的实际功率：
Figure FDA0003246467080000033
Figure FDA0003246467080000034
其中，Pcdw为所述冷却水泵的实际功率，Pcdw,des,i为第i类所述冷却水泵的额定功率，Ncdw,i为第i类冷却水泵的运行台数，m为所述冷却水泵的类型数；
所述能耗评估子模型通过下述算式确定冷却塔的实际功率：
Figure FDA0003246467080000035
Figure FDA0003246467080000036
其中，Pct为所述冷却塔的实际功率，Pct,des,i为第i类所述冷却塔的额定功率，Nct,i为第i类所述冷却塔的运行台数，n为所述冷却塔的类型数；
所述能耗评估子模型通过下述算式确定冷水机组的实际功率：
Figure FDA0003246467080000037
Figure FDA0003246467080000038
其中，Pch为所述冷水机组的实际功率，Qch,i为第i台所述冷水机组的负荷；Twb为所述室外湿球温度，r为所述冷水机组的实类型数；
所述能耗评估子模型通过下述算式确定所述中央空调系统的能耗：Psys＝Pch+Pchw+Pcdw+Pct；
所述能耗评估子模型基于中央空调系统的能耗和所述运行状态确定所述中央空调系统在所述运行状态对应的工况下的能耗。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，将所述中央空调系统的负荷和所述能耗输入能效评估子模型中，输出所述中央空调系统的能效的步骤，包括：
所述能效评估子模型通过下述算式确定所述中央空调系统的能效：
Figure FDA0003246467080000041
其中，COPsys为所述中央空调系统的能效，Q为所述中央空调系统的负荷，Psys为中央空调系统的能耗。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，输出所述中央空调系统的能耗和能效的步骤之后，所述方法还包括：
如果所述中央空调系统的能效小于预设的阈值，调整所述中央空调系统的各个设备的运行状态。
14.一种中央空调系统处理装置，其特征在于，所述装置包括：
运行温度数据获取模块，用于获取中央空调系统的运行温度数据，并基于所述运行温度数据确定所述中央空调系统的负荷；
运行状态数据确定模块，用于确定所述中央空调系统的各个设备的运行状态数据；
能效输出模块，用于将所述中央空调系统的负荷和所述运行状态数据输入能效评估模型中，输出所述中央空调系统的能耗和/或能效。
15.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至13任一项所述的中央空调系统处理方法。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现权利要求1至13任一项所述的中央空调系统处理方法。
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