CN114322204A

CN114322204A - 一种风机盘管冷热量输送能效预警方法及装置

Info

Publication number: CN114322204A
Application number: CN202210254878.2A
Authority: CN
Inventors: 孙雪; 薛雪; 龙照凯; 李俊
Original assignee: Hunan Weideng Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: Hunan Weideng Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2022-03-16
Filing date: 2022-03-16
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2042-03-16
Also published as: CN114322204B

Abstract

本发明公开了一种风机盘管冷热量输送能效预警方法及装置，计算风机盘管在空气端的能量输送量；计算风机盘管能量输送能效；计算一个日常运行周期内风机盘管能量输送能效平均值，各个时间间隔时刻的能量输送能效值、以及输送能效的偏差第一指示值和偏差第二指示值；根据偏差第一指示值和偏差第二指示值，发出能效异常预警信号、能效异常告警信号或能效正常信号，并相应更新动态能效参考值。本发明通过输送能效的偏差第一指示值和偏差第二指示值可精确发送能效异常预警或告警信号。

Description

一种风机盘管冷热量输送能效预警方法及装置

技术领域

本发明属于空调技术领域，尤其涉及一种风机盘管冷热量输送能效预警方法及装置。

背景技术

在中央空调领域，终端用户的热舒适性通常是用来评估中央空调系统功能是否有效实现的重要指标之一。所谓人体热舒适，指人体对热湿环境感到满意的主客观评价。热舒适是人体自身通过热平衡和感觉到的环境状况并综合起来获得是否舒适的感觉，它是由生理和心理综合决定的，并且，更偏重于心理上的感受,影响人体热舒适性的环境参数主要有空气温度、气流速度、空气的湿度和平均辐射温度；人的自身参数有衣服热阻和劳动强度。人体热舒适的研究涉及建筑热物理、人体热调节机理的生理学和人的心理学等学科。人的一生中有80%以上的时间是在室内度过的，室内环境品质如声、光、热环境及室内空气品质对人的身心健康、舒适感及工作效率都会产生直接的影响。同时，大量的国内外研究表明，室内空气品质也与热环境有关：1)空气温湿度以及风速会影响室内污染物的释放；2)对污染物的感觉与温度有关，国外有关研究认为，在室内空气的化学成分保持不变的情况下，温度降低会使人感到舒服一点，对空气品质的不满意率也会降低。为了获得舒适的热环境，各国每年都要消耗大量的能源用于供热和空调。

针对于满足建筑的空气品质和冷（热）量需求之余，建筑区域内的风机盘管（FCU，Fan Coil Unit）是否能高效节能运行在日常维护过程中显得尤为重要，传统的风机盘管系统缺乏评估和判断空气输送能效的方法，若是风机盘管长期处于能效较低的工况，依靠定期巡检是很难发现其能效水平的高低，这可能造成能源和资源的极大浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种风机盘管冷热量输送能效预警方法及装置。通过安装在风机盘管的各类传感器采集信息和逻辑判断控制器，可在后台进行远程的，能效过低预警判断，进而发出风机盘管空气输送能效过低的警报，提醒物业运维人员针对性的对风机盘管进行检修、故障判断或者设备升级，从而保障风机盘管系统安全，可靠及高效的运行，最终实现风机盘管节能的目的。

本发明第一方面公开的一种风机盘管冷热量输送能效预警方法，包括以下步骤：

采集并记录第k时刻的风机盘管系统的送风温度T ^k _sup,air，回风温度T ^k _rtn,air，送风风速V ^k _air，测量风机盘管送风测量处的风道横截面积A _duct，采集风机盘管的风机电压U ^k _FCU，采集风机盘管的风机电流I ^k _FCU；

计算风机盘管在空气端的能量输送量Q ^k _FCU；

根据P ^k _FCU=U ^k _FCU×I ^k _FCU计算得到风机功率，根据所述能量输送量Q ^k _FCU和所述风机功率，计算风机盘管的能量输送能效E ^k _avg,FCU；

当一个日常运行周期结束时，计算周期内各个时间间隔时刻的能量输送能效值、以及输送能效的偏差第一指示值e ₁和偏差第二指示值e ₂；

计算最近一个日常运行周期t _new与其上一个日常运行周期t _old的风机输送能效平均值

和

，用于设置风机盘管能量输送能效参考值；

根据所述偏差第一指示值e ₁和偏差第二指示值e ₂，发出能效异常预警信号、能效异常告警信号或能效正常信号，并相应更新动态能效参考值E _ref,FCU。

进一步的，所述能量输送量Q ^k _FCU计算如下：

其中，

，

。

进一步的，所述能量输送能效的计算如下：

其中，

。

进一步的，所述输送能效平均值的计算如下：

其中，其中，n为一个日常运行周期内计算的能量输送能效值的个数；所述动态能效参考值E _ref,FCU为最近一个日常运行周期t _new或其上一个日常运行周期t _old的风机输送能效平均值。

进一步的，所述输送能效的偏差第一指示值e ₁和偏差第二指示值e ₂计算如下：

其中，其中，n为一个日常运行周期内计算的能量输送能效值的个数。

进一步的，所述能效异常预警信号的计算如下：

其中α为调整系数，计算如下：

其中，M _low为0时，不发出能效异常预警信号；M _low为0.5时为能效异常预警信号，关注输送能效的变化，如果输送能效持续降低，采取干预措施；M _low为1时为能效异常告警信号，需要立即采取干预措施。

本发明第二方面公开的风机盘管冷热量输送能效预警装置，包括：

处理器；

以及，存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行上述的可执行指令来执行风机盘管冷热量输送能效预警方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提供了一种通过计算机软件平台和采集安装在风机盘管的各类传感器采集信息，进行风机盘管冷（热）量输送能效评估和判断，通过输送能效的偏差第一指示值和偏差第二指示值可精确、动态发送能效异常预警信号或能效异常告警信号，从而保障风机盘管安全，可靠及高效运行。

附图说明

图1本发明风机管冷热量输送能效预警方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

本发明中风机盘管输送的能量指冷（热）量，以下不再区分冷（热）量。本发明公开的风机管冷热量输送能效预警方法如下：

S1：采集并记录一个日常运行周期内（如时间间隔为15min，共有n=96个时间间隔）第k时刻的风机盘管系统的送风温度T ^k _sup,air，回风温度T ^k _rtn,air，送风风速V ^k _air，测量风机盘管送风测量处的风道横截面积A _duct，采集风机盘管的风机电压U ^k _FCU，采集风机盘管的风机电流I ^k _FCU；

S2：计算风机盘管在空气端的能量输送量Q ^k _FCU，如公式1.1，1.2，1.3，所示：

(1.1)

其中，

(1.2)

(1.3)

T ^k _sup,air，T ^k _rtn,air，ΔT ^k _air分别表示第k时刻的风机盘管系统冷冻水供水温度和回水温度及其温差，C _air , A _duct ,V ^k _air 分别表示空气的比热容，风机盘管送风测量处的风道横截面积及第k时刻的送风风速的水流量。

S3：根据测量及计算而得的风机盘管输送的能量Q ^k _FCU、风机功率P ^k _FCU=U ^k _FCU×I ^k _FCU、可获得风机盘管能量输送能效值E ^k _avg,FCU，如公式1.4，1.5所示：

(1.4)

其中，

(1.5)

Q ^k _FCU，P ^k _FCU分别表示第k时刻的风机盘管冷（热）量输送能量（即冷（热）量）和风机电机功率；U ^k _FCU，I ^k _FCU分别表示第k时刻的风机盘管风机电压和电流；

S4：计算一个日常运行周期内（如时间间隔为15min，则共有n=96个时间间隔）风机盘管能量输送能效平均值E _avg,FCU，用于判断风机盘管能量输送能效高低的参考值，如公式1.6所示；

(1.6)

当一个日常运行周期结束时，计算周期内各个时间间隔时刻的（如时间间隔为15min，共有n=96个时间间隔）能量输送能效值与其对应的输送能效平均值E _avg,FCU的综合偏差e ₁和e ₂，如公式1.7所示；

(1.7)

(1.8)

E _avg,FCU，E ⁱ _FCU，E _ref,FCU分别表示风机盘管在一个日常运行周期内平均输送能效、第i时刻的动态能效值和动态能效参考值；e ₁，e ₂表示风机盘管的偏差第一指示值和偏差第二指示值。

S5：将最近一个日常运行周期t _new与其上一个日常运行周期t _old的风机盘管能量输送能效分别记录为

，

，用于设置风机盘管能量输送动态能效参考值E _ref,FCU。

S6：动态对风机盘管能量输送能效状态做出判断，如公式1.9所示，当风机盘管的偏差第一指示值大于等于0且小于0.02，风机盘管的偏差第二指示值有三种情况：1）如果风机盘管的偏差第二指示值大于0，则将

的值赋值给E _ref,FCU，同时设置M _low=0,发出能效状态正常信号；2）如果风机盘管的偏差第二指示值大于-0.05且小于等于0，则将

的值赋值给E _ref,FCU，同时设置M _low=0，发出能效状态正常信号；3）如果风机盘管的偏差第二指示值小于等于-0.05，则将

的值赋值给E _ref,FCU，同时设置M _low=0.5,发出能效异常预警信号。

当风机盘管的偏差第一指示值大于等于0.02，风机盘管的偏差第二指示值有三种情况：1）如果风机盘管的偏差第二指示值大于0，则将

的值赋值给E _ref,FCU，同时设置M _low=0.5,发出能效异常预警信号；2）如果风机盘管的偏差第二指示值大于-0.05且小于等于0，则将

的值赋值给E _ref,FCU，同时设置M _low=1,发出能效低实时告警信号；3）如果风机盘管的偏差第二指示值小于等于-0.05，则将

的值赋值给E _ref,FCU，同时设置M _low=1,发出能效低实时告警信号。信号通过IBMS（Intelligent Building Management System）系统提醒物业管理人员进行现场观察和运维处理。

(1.9)

其中α为调整系数，计算如下：

(1.10)

其中，M _low表示风机盘管冷（热）量输送能效状态，0表示能效状态正常信号，0.5表示能效异常预警信号，1表示能效低实时告警信号；

，

分别表示风机盘管能量在最近一个日常运行周期t _new与其上一个日常运行周期t _old的风机盘管能量输送能效。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明适用于建筑中央空调领域，尤其涉及建筑风机盘管能效水平远程自动评估的方法。本发明通过安装在风机盘管的各类传感器和逻辑判断控制器，及后台应用软件（如IBMS，Intelligent Building Management System）进行远程能效判断和预警，只需在现有风机盘管系统送回风空气温度传感器，送风风速传感器，风机电能表，带有寄存器的控制器，将风机盘管能效评估结果通过有线/无线网络反馈至IBMS软件平台，即可有效的判定风机盘管空气输送能效是否偏低，及时发出预警，提醒物业管理人员及时处理问题，进而保障风机盘管系统可靠节能运行。IBMS软件平台为本领域的现有技术，本发明不再赘述。

本文所使用的词语“优选的”意指用作实例、示例或例证。本文描述为“优选的”任意方面或设计不必被解释为比其他方面或设计更有利。相反，词语“优选的”的使用旨在以具体方式提出概念。如本申请中所使用的术语“或”旨在意指包含的“或”而非排除的“或”。即，除非另外指定或从上下文中清楚，“X使用A或B”意指自然包括排列的任意一个。即，如果X使用A；X使用B；或X使用A和B二者，则“X使用A或B”在前述任一示例中得到满足。

而且，尽管已经相对于一个或实现方式示出并描述了本公开，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本公开包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件(例如元件等)执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本公开的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。此外，尽管本公开的特定特征已经相对于若干实现方式中的仅一个被公开，但是这种特征可以与如可以对给定或特定应用而言是期望和有利的其他实现方式的一个或其他特征组合。而且，就术语“包括”、“具有”、“含有”或其变形被用在具体实施方式或权利要求中而言，这样的术语旨在以与术语“包含”相似的方式包括。

本发明实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以多个或多个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。上述的各装置或系统，可以执行相应方法实施例中的存储方法。

综上所述，上述实施例为本发明的一种实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、代替、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。