CN114264045A - 一种中央空调的能效调控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中央空调的能效调控系统及方法，包括所述采集模块用于采集中央空调运行中的各个参数，以及网络大数据抓取，并将采集的数据传输至中央处理器；所述数据处理模块用于根据实时采集的参数以及网络大数据建立对应温度控制模型以及对应能耗模型，使得中央空调的温控变化以及能量消耗更加形象，并对中央空调实时运行参数与标准模型进行对比，并预测后续运行参数以及能耗数据；所述控制模块用于根据数据模块处理和对比后的结果，调控中央空调运行参数，使其达到最佳能效；所述监控模块用于对中央空调能效变化和标准模型进行监控，并在实际能效变化脱离标准模型后发出警报信息。

Description

一种中央空调的能效调控系统及方法

技术领域

本发明涉及中央空调技术领域，具体为一种中央空调的能效调控系统及方法。

背景技术

中央空调系统由一个或多个冷热源系统和多个空气调节系统组成，该系统不同于传统冷剂式空调，(如单体机，VRV)集中处理空气以达到舒适要求，采用液体气化制冷的原理为空气调节系统提供所需冷量，用以抵消室内环境的热负荷，目前的中央空调缺乏能效快速调控的方式，仅仅通过室内温度为唯一指标来控制压缩机的启停，当温度变化超过设定值后压缩机运行，对室内进行温度调节，达到设定温度后压缩机停止，如此反复启停导致能量损耗过大，且影响压缩机寿命，无法达到稳定的能效调节，且无法根据中央空调的实际运行损耗判断有无故障或者需要清理维护，为此我们提出一种中央空调的能效调控系统及方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中央空调的能效调控系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种中央空调的能效调控系统，包括：

采集模块，所述采集模块用于采集中央空调运行中的各个参数，以及网络大数据抓取，并将采集的数据传输至中央处理器；

数据处理模块，所述数据处理模块用于根据实时采集的参数以及网络大数据建立对应温度控制模型以及对应能耗模型，使得中央空调的温控变化以及能量消耗更加形象，并对中央空调实时运行参数与标准模型进行对比，并预测后续运行参数以及能耗数据；

控制模块，所述控制模块用于根据数据模块处理和对比后的结果，调控中央空调运行参数，使其达到最佳能效；

监控模块，所述监控模块用于对中央空调能效变化和标准模型进行监控，并在实际能效变化脱离标准模型后发出警报信息；

中央处理器，所述中央处理器用于协调上述模块进行工作，用于数据调用命令在其权限内的各数据库内调用相应的数据，并将这些控制命令发送到对应的模块。

优选的一种实施案例，所述采集模块包括流量采集单元、温度采集单元、压差采集单元、时间计时单元、电能采集单元和大数据采集单元，所述流量采集单元、温度采集单元、压差采集单元、时间计时单元和电能采集单元分别采集中央空调运行时的制冷剂流量信息、室内外温度信息、制冷剂压缩前后压差信息、制冷时间信息和运行电能消耗信息，所述大数据采集单元用于采集网络以及云数据中同型号的中央空调的温度-能耗-寿命相关信息。

优选的一种实施案例，所述流量采集单元和压差采集单元还采集中央空调出风口处的冷风流量以及风压信息，所述温度采集单元还采集中央空调的蒸发器和散热器的温度。

优选的一种实施案例，所述大数据采集单元通过网络爬虫采集网络以及云数据中的中央空调历史数据，并同时采集天气预报信息，爬取识别标准为中央空调的型号参数，对网络上同型号中央空调的运行数据进行采集，从而为制定标准能效模型提供依据。

优选的一种实施案例，所述数据处理单元包括数据建模单元、数据对比单元和能耗预测单元，所述数据处理单元用于根据采集模块采集的大数据信息制定中央空调的标准能效模型，并将实时采集的中央空调数据制定成实际能效模型；所述数据对比单元用于将实际能效模型与标准能效模型进行对比，判定误差参数，便于对中央空调运行参数进行实时控制；所述能耗预测单元用于根据中央空调的标准能能效模型以及天气信息预测阶段性的能量消耗总值。

优选的一种实施案例，所述数据建模单元包括制冷量模型、温变能耗模型和制冷速度模型，所述制冷量模型为中央空调制冷剂制冷量与压缩机功率关系模型，用于根据制冷需求调节压缩机功率，所述温变能耗模型为单位体积的室内环境温度变换与制冷剂消耗模型，用于根据需要调节的温度差控制制冷量变化，所述制冷速度模型为温度变化速率与制冷量变化模型，用于建立温度变化速率与制冷剂制冷量关系模型。

优选的一种实施案例，所述能耗预测单元通过标准能效模型的指数平滑值预估每天将室内温度从天气预报温度变化到设定温度并进行保持所需要的能耗，从而将阶段性时间段内的每日能耗进行累加，得到阶段性能耗总值，阶段性以周、月或季度进行，便于根据预测调节设定目标温度，达到最佳能效。

优选的一种实施案例，所述控制模块包括风速控制单元、流量控制单元和功率控制单元，所述风速控制单元用于根据数据对比结果控制中央空调出风口风速，满足温度变化速率；所述流量控制单元用于控制制冷剂流速，满足制冷量需要；所述功率控制单元用于控制压缩机功率，满足压差和制冷量需要。

优选的一种实施案例，所述监控模块包括能效监控单元、维护警报单元，所述能效监控单元用于实时对比中央空调的实际运行能效模型与标准能效模型的误差，所述维护警报单元用于在相同参数下，实际能效模型与标准能能效模型误差超出阀值后，向用户发送维护警报信息，对中央空调的压缩机、进出风口、制冷剂含量等进行维护，保证中央空调能效。

一种中央空调的能效调控方法，包括如下步骤：

S1、大数据采集单元通过网络爬虫采集网络以及云数据中的中央空调历史数据，并同时采集天气预报信息，爬取识别标准为中央空调的型号参数，对网络上同型号中央空调的运行数据进行采集，然后数据处理单元根据采集的大数据信息制定中央空调的标准能效模型；

S2、能耗预测单元通过标准能效模型的指数平滑值预估每天将室内温度从天气预报温度变化到设定温度并进行保持所需要的能耗，从而将阶段性时间段内的每日能耗进行累加，得到阶段性能耗总值，阶段性以周、月或季度进行，便于根据预测调节设定目标温度，达到最佳能效利用；

S3、流量采集单元、温度采集单元、压差采集单元、时间计时单元和电能采集单元分别采集中央空调运行时的制冷剂流量信息、室内外温度信息、制冷剂压缩前后压差信息、制冷时间信息和运行电能消耗信息，数据处理单元根据运行参数建立实际能效模型；

S4、将实际能效模型与标准能效模型进行对比，得到误差参数，通过控制模块对误差参数进行调控，使得实际运行满足标准能效；

S5、在运行参数调整至与标准能效模型相同后，通过能效监控单元监控此时实际运行能效模型与标准能效模型的误差，实际能效模型与标准能能效模型误差超出阀值后，向用户发送维护警报信息，对中央空调的压缩机、进出风口、制冷剂含量等进行维护，保证中央空调能效，避免能量损耗。

本发明的有益效果在于：

1、大数据采集单元通过网络爬虫采集网络以及云数据中的中央空调历史数据，并同时采集天气预报信息，爬取识别标准为中央空调的型号参数，对网络上同型号中央空调的运行数据进行采集，然后数据处理单元根据采集的大数据信息制定中央空调的标准能效模型，能耗预测单元通过标准能效模型的指数平滑值预估每天将室内温度从天气预报温度变化到设定温度并进行保持所需要的能耗，从而将阶段性时间段内的每日能耗进行累加，得到阶段性能耗总值，阶段性以周、月或季度进行，便于根据预测调节设定目标温度，达到最佳能效利用；

2、流量采集单元、温度采集单元、压差采集单元、时间计时单元和电能采集单元分别采集中央空调运行时的制冷剂流量信息、室内外温度信息、制冷剂压缩前后压差信息、制冷时间信息和运行电能消耗信息，数据处理单元根据运行参数建立实际能效模型，将实际能效模型与标准能效模型进行对比，得到误差参数，通过控制模块对误差参数进行调控，使得实际运行满足标准能效；

3、在运行参数调整至与标准能效模型相同后，通过能效监控单元监控此时实际运行能效模型与标准能效模型的误差，实际能效模型与标准能能效模型误差超出阀值后，向用户发送维护警报信息，对中央空调的压缩机、进出风口、制冷剂含量等进行维护，保证中央空调能效，避免能量损耗，达到能效最优化的目的

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种中央空调的能效调控系统的结构示意图。

图2为本发明采集模块示意图。

图3为本发明数据处理模块示意图。

图4为本发明数据建模单元示意图。

图5为本发明控制模块示意图。

图6为本发明监控模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

实施例：如图1至图6所示，本发明提供了一种中央空调的能效调控系统，包括：

采集模块，所述采集模块用于采集中央空调运行中的各个参数，以及网络大数据抓取，并将采集的数据传输至中央处理器；

数据处理模块，所述数据处理模块用于根据实时采集的参数以及网络大数据建立对应温度控制模型以及对应能耗模型，使得中央空调的温控变化以及能量消耗更加形象，并对中央空调实时运行参数与标准模型进行对比，并预测后续运行参数以及能耗数据；

控制模块，所述控制模块用于根据数据模块处理和对比后的结果，调控中央空调运行参数，使其达到最佳能效；

监控模块，所述监控模块用于对中央空调能效变化和标准模型进行监控，并在实际能效变化脱离标准模型后发出警报信息；

中央处理器，所述中央处理器用于协调上述模块进行工作，用于数据调用命令在其权限内的各数据库内调用相应的数据，并将这些控制命令发送到对应的模块。

进一步的，所述采集模块包括流量采集单元、温度采集单元、压差采集单元、时间计时单元、电能采集单元和大数据采集单元，所述流量采集单元、温度采集单元、压差采集单元、时间计时单元和电能采集单元分别采集中央空调运行时的制冷剂流量信息、室内外温度信息、制冷剂压缩前后压差信息、制冷时间信息和运行电能消耗信息，所述大数据采集单元用于采集网络以及云数据中同型号的中央空调的温度-能耗-寿命相关信息。

进一步的，所述流量采集单元和压差采集单元还采集中央空调出风口处的冷风流量以及风压信息，所述温度采集单元还采集中央空调的蒸发器和散热器的温度。

进一步的，所述大数据采集单元通过网络爬虫采集网络以及云数据中的中央空调历史数据，并同时采集天气预报信息，爬取识别标准为中央空调的型号参数，对网络上同型号中央空调的运行数据进行采集，从而为制定标准能效模型提供依据。

进一步的，所述数据处理单元包括数据建模单元、数据对比单元和能耗预测单元，所述数据处理单元用于根据采集模块采集的大数据信息制定中央空调的标准能效模型，并将实时采集的中央空调数据制定成实际能效模型；所述数据对比单元用于将实际能效模型与标准能效模型进行对比，判定误差参数，便于对中央空调运行参数进行实时控制；所述能耗预测单元用于根据中央空调的标准能能效模型以及天气信息预测阶段性的能量消耗总值。

进一步的，所述数据建模单元包括制冷量模型、温变能耗模型和制冷速度模型，所述制冷量模型为中央空调制冷剂制冷量与压缩机功率关系模型，用于根据制冷需求调节压缩机功率，所述温变能耗模型为单位体积的室内环境温度变换与制冷剂消耗模型，用于根据需要调节的温度差控制制冷量变化，所述制冷速度模型为温度变化速率与制冷量变化模型，用于建立温度变化速率与制冷剂制冷量关系模型。

进一步的，所述能耗预测单元通过标准能效模型的指数平滑值预估每天将室内温度从天气预报温度变化到设定温度并进行保持所需要的能耗，从而将阶段性时间段内的每日能耗进行累加，得到阶段性能耗总值，阶段性以周、月或季度进行，便于根据预测调节设定目标温度，达到最佳能效。

进一步的，所述控制模块包括风速控制单元、流量控制单元和功率控制单元，所述风速控制单元用于根据数据对比结果控制中央空调出风口风速，满足温度变化速率；所述流量控制单元用于控制制冷剂流速，满足制冷量需要；所述功率控制单元用于控制压缩机功率，满足压差和制冷量需要。

进一步的，所述监控模块包括能效监控单元、维护警报单元，所述能效监控单元用于实时对比中央空调的实际运行能效模型与标准能效模型的误差，所述维护警报单元用于在相同参数下，实际能效模型与标准能能效模型误差超出阀值后，向用户发送维护警报信息，对中央空调的压缩机、进出风口、制冷剂含量等进行维护，保证中央空调能效。

一种中央空调的能效调控方法，包括如下步骤：

S1、大数据采集单元通过网络爬虫采集网络以及云数据中的中央空调历史数据，并同时采集天气预报信息，爬取识别标准为中央空调的型号参数，对网络上同型号中央空调的运行数据进行采集，然后数据处理单元根据采集的大数据信息制定中央空调的标准能效模型；

S2、能耗预测单元通过标准能效模型的指数平滑值预估每天将室内温度从天气预报温度变化到设定温度并进行保持所需要的能耗，从而将阶段性时间段内的每日能耗进行累加，得到阶段性能耗总值，阶段性以周、月或季度进行，便于根据预测调节设定目标温度，达到最佳能效利用；

S3、流量采集单元、温度采集单元、压差采集单元、时间计时单元和电能采集单元分别采集中央空调运行时的制冷剂流量信息、室内外温度信息、制冷剂压缩前后压差信息、制冷时间信息和运行电能消耗信息，数据处理单元根据运行参数建立实际能效模型；

S4、将实际能效模型与标准能效模型进行对比，得到误差参数，通过控制模块对误差参数进行调控，使得实际运行满足标准能效；

S5、在运行参数调整至与标准能效模型相同后，通过能效监控单元监控此时实际运行能效模型与标准能效模型的误差，实际能效模型与标准能能效模型误差超出阀值后，向用户发送维护警报信息，对中央空调的压缩机、进出风口、制冷剂含量等进行维护，保证中央空调能效，避免能量损耗。

使用时，大数据采集单元通过网络爬虫采集网络以及云数据中的中央空调历史数据，并同时采集天气预报信息，爬取识别标准为中央空调的型号参数，对网络上同型号中央空调的运行数据进行采集，然后数据处理单元根据采集的大数据信息制定中央空调的标准能效模型，能耗预测单元通过标准能效模型的指数平滑值预估每天将室内温度从天气预报温度变化到设定温度并进行保持所需要的能耗，从而将阶段性时间段内的每日能耗进行累加，得到阶段性能耗总值，阶段性以周、月或季度进行，便于根据预测调节设定目标温度，达到最佳能效利用，流量采集单元、温度采集单元、压差采集单元、时间计时单元和电能采集单元分别采集中央空调运行时的制冷剂流量信息、室内外温度信息、制冷剂压缩前后压差信息、制冷时间信息和运行电能消耗信息，数据处理单元根据运行参数建立实际能效模型，将实际能效模型与标准能效模型进行对比，得到误差参数，通过控制模块对误差参数进行调控，使得实际运行满足标准能效，在运行参数调整至与标准能效模型相同后，通过能效监控单元监控此时实际运行能效模型与标准能效模型的误差，实际能效模型与标准能能效模型误差超出阀值后，向用户发送维护警报信息，对中央空调的压缩机、进出风口、制冷剂含量等进行维护，保证中央空调能效，避免能量损耗，达到能效最优化的目的。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种中央空调的能效调控系统，其特征在于，包括：

采集模块，所述采集模块用于采集中央空调运行中的各个参数，以及网络大数据抓取，并将采集的数据传输至中央处理器；

数据处理模块，所述数据处理模块用于根据实时采集的参数以及网络大数据建立对应温度控制模型以及对应能耗模型，使得中央空调的温控变化以及能量消耗更加形象，并对中央空调实时运行参数与标准模型进行对比，并预测后续运行参数以及能耗数据；

控制模块，所述控制模块用于根据数据模块处理和对比后的结果，调控中央空调运行参数，使其达到最佳能效；

监控模块，所述监控模块用于对中央空调能效变化和标准模型进行监控，并在实际能效变化脱离标准模型后发出警报信息；

中央处理器，所述中央处理器用于协调上述模块进行工作，用于数据调用命令在其权限内的各数据库内调用相应的数据，并将这些控制命令发送到对应的模块。

2.如权利要求1所述的一种中央空调的能效调控系统，其特征在于：所述采集模块包括流量采集单元、温度采集单元、压差采集单元、时间计时单元、电能采集单元和大数据采集单元，所述流量采集单元、温度采集单元、压差采集单元、时间计时单元和电能采集单元分别采集中央空调运行时的制冷剂流量信息、室内外温度信息、制冷剂压缩前后压差信息、制冷时间信息和运行电能消耗信息，所述大数据采集单元用于采集网络以及云数据中同型号的中央空调的温度-能耗-寿命相关信息。

3.如权利要求2所述的一种中央空调的能效调控系统，其特征在于：所述流量采集单元和压差采集单元还采集中央空调出风口处的冷风流量以及风压信息，所述温度采集单元还采集中央空调的蒸发器和散热器的温度。

4.如权利要求2所述的一种中央空调的能效调控系统，其特征在于：所述大数据采集单元通过网络爬虫采集网络以及云数据中的中央空调历史数据，并同时采集天气预报信息，爬取识别标准为中央空调的型号参数，对网络上同型号中央空调的运行数据进行采集，从而为制定标准能效模型提供依据。

5.如权利要求1所述的一种中央空调的能效调控系统，其特征在于：所述数据处理单元包括数据建模单元、数据对比单元和能耗预测单元，所述数据处理单元用于根据采集模块采集的大数据信息制定中央空调的标准能效模型，并将实时采集的中央空调数据制定成实际能效模型；所述数据对比单元用于将实际能效模型与标准能效模型进行对比，判定误差参数，便于对中央空调运行参数进行实时控制；所述能耗预测单元用于根据中央空调的标准能能效模型以及天气信息预测阶段性的能量消耗总值。

6.如权利要求5所述的一种中央空调的能效调控系统，其特征在于：所述数据建模单元包括制冷量模型、温变能耗模型和制冷速度模型，所述制冷量模型为中央空调制冷剂制冷量与压缩机功率关系模型，用于根据制冷需求调节压缩机功率，所述温变能耗模型为单位体积的室内环境温度变换与制冷剂消耗模型，用于根据需要调节的温度差控制制冷量变化，所述制冷速度模型为温度变化速率与制冷量变化模型，用于建立温度变化速率与制冷剂制冷量关系模型。

7.如权利要求5所述的一种中央空调的能效调控系统，其特征在于：所述能耗预测单元通过标准能效模型的指数平滑值预估每天将室内温度从天气预报温度变化到设定温度并进行保持所需要的能耗，从而将阶段性时间段内的每日能耗进行累加，得到阶段性能耗总值，阶段性以周、月或季度进行，便于根据预测调节设定目标温度，达到最佳能效。

8.如权利要求1所述的一种中央空调的能效调控系统，其特征在于：所述控制模块包括风速控制单元、流量控制单元和功率控制单元，所述风速控制单元用于根据数据对比结果控制中央空调出风口风速，满足温度变化速率；所述流量控制单元用于控制制冷剂流速，满足制冷量需要；所述功率控制单元用于控制压缩机功率，满足压差和制冷量需要。

9.如权利要求1所述的一种中央空调的能效调控系统，其特征在于：所述监控模块包括能效监控单元、维护警报单元，所述能效监控单元用于实时对比中央空调的实际运行能效模型与标准能效模型的误差，所述维护警报单元用于在相同参数下，实际能效模型与标准能能效模型误差超出阀值后，向用户发送维护警报信息，对中央空调的压缩机、进出风口、制冷剂含量等进行维护，保证中央空调能效。

10.一种中央空调的能效调控方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、大数据采集单元通过网络爬虫采集网络以及云数据中的中央空调历史数据，并同时采集天气预报信息，爬取识别标准为中央空调的型号参数，对网络上同型号中央空调的运行数据进行采集，然后数据处理单元根据采集的大数据信息制定中央空调的标准能效模型；

S2、能耗预测单元通过标准能效模型的指数平滑值预估每天将室内温度从天气预报温度变化到设定温度并进行保持所需要的能耗，从而将阶段性时间段内的每日能耗进行累加，得到阶段性能耗总值，阶段性以周、月或季度进行，便于根据预测调节设定目标温度，达到最佳能效利用；

S3、流量采集单元、温度采集单元、压差采集单元、时间计时单元和电能采集单元分别采集中央空调运行时的制冷剂流量信息、室内外温度信息、制冷剂压缩前后压差信息、制冷时间信息和运行电能消耗信息，数据处理单元根据运行参数建立实际能效模型；

S4、将实际能效模型与标准能效模型进行对比，得到误差参数，通过控制模块对误差参数进行调控，使得实际运行满足标准能效；

S5、在运行参数调整至与标准能效模型相同后，通过能效监控单元监控此时实际运行能效模型与标准能效模型的误差，实际能效模型与标准能能效模型误差超出阀值后，向用户发送维护警报信息，对中央空调的压缩机、进出风口、制冷剂含量等进行维护，保证中央空调能效，避免能量损耗。

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