CN117419422B - 区域供冷系统的能效计算方法及相关设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提出的区域供冷系统的能效计算方法及相关设备;该方法首先通过确定区域供冷系统的参考能效比,以及确定区域供冷系统中输送管网在输送过程中的管网有效功率损耗和管网用户冷负荷;然后,根据管网有效功率损耗和管网用户冷负荷的比值确定管网功耗输冷比;管网功耗输冷比用于表征区域供冷系统在输送管网影响下的实际变化能效比和参考能效比的差异程度;最后,根据管网功耗输冷比和参考能效比计算区域供冷系统的实际变化能效比。从而可以更加精准地得到区域供冷系统的实际变化能效比,进而为后续的控制操作提供更加有力的控制依据,以有效地提高区域供冷系统的工作能力。
Description
技术领域
本申请涉及建筑供冷技术领域,尤其涉及区域供冷系统的能效计算方法及相关设备。
背景技术
区域供冷系统是高效低碳城市能源系统的一项有效技术,系统通过高效区域供冷,实现区域范围的建筑空调系统高效节能运行,另一方面,区域供冷系统通常配有大规模蓄冷装置,还可以与大规模可再生能源发电进行源荷储互动,实现零碳区域供冷,并促进可再生能源的消纳。
在相关技术中,针对于区域供冷系统的能效比通常通过供冷系统中制冷设备的制冷量、耗电量以及外网泵电耗进行计算得到的。但这种能效计算方法较为简单,最终得到的区域供冷系统的能效比不精准。
发明内容
本申请实施例的提供了一种区域供冷系统的能效计算方法及相关设备,能够提高区域供冷系统的能效比的计算精准性。
为实现上述目的,本申请实施例的第一方面提出了一种区域供冷系统的能效计算方法,所述方法包括:
确定所述区域供冷系统的参考能效比,以及确定所述区域供冷系统中输送管网在输送过程中的管网有效功率损耗和管网用户冷负荷;
根据所述管网有效功率损耗和所述管网用户冷负荷的比值确定管网功耗输冷比;所述管网功耗输冷比用于表征所述区域供冷系统在所述输送管网影响下的实际变化能效比和所述参考能效比的差异程度;
根据所述管网功耗输冷比和所述参考能效比计算所述区域供冷系统的所述实际变化能效比。
在一些实施例,所述确定所述输送管网在运行过程中的管网有效功率损耗和管网用户冷负荷,包括:
获取所述输送管网在输送过程中的管网流量、供回水压降以及供回水温差;
基于所述管网流量、所述供回水压降以及重力加速度的乘积得到所述管网有效功率损耗;
基于所述管网流量、水密度、水比热以及所述供回水温差的乘积得到所述管网用户冷负荷。
在一些实施例,所述区域供冷系统还包括乙二醇泵、融冰泵、一次冷水泵、外网泵、制冰机、冷却水泵以及冷却塔;所述确定所述区域供冷系统的参考能效比,包括:
获取所述乙二醇泵在的运行过程中的乙二醇泵电耗、所述融冰泵在的运行过程中的融冰泵电耗、所述一次冷水泵在的运行过程中的一次冷水泵电耗、所述外网泵在的运行过程中的外网泵电耗、所述制冰机在运行过程中的制冷量和制冷机电耗、所述冷却水泵在运行过程中的冷却水泵电耗、所述冷却塔在运行过程中的冷却塔电耗以及所述输送管网在运行过程中的管网散热损失;
累加所述乙二醇泵电耗、所述融冰泵电耗、所述一次冷水泵电耗以及所述外网泵电耗得到所述区域供冷系统的输送冷损失;
累加所述输送冷损失、所述制冷机电耗、所述冷却水泵电耗以及所述冷却塔电耗得到所述区域供冷系统的系统设备电负荷;
根据所述制冷量和所述输送冷损失以及所述管网散热损失的差值得到所述区域供冷系统的系统用户供冷负荷;
基于所述系统用户供冷负荷和所述系统设备电负荷的比值得到所述参考能效比。
在一些实施例,所述确定所述区域供冷系统在所述管网功耗输冷比下的实际变化能效比,包括:
根据所述管网功耗输冷比与所述参考能效比的乘积再加上所述管网功耗输冷比得到所述实际能效比变化率;
基于所述实际能效比变化率和所述参考能效比的乘积得到所述实际变化能效比。
在一些实施例,当所述实际能效比变化率低于预设变化率阈值时,所述方法还包括:
降低所述供回水压降到预设压降阈值内,以提高所述实际能效比变化率超过所述预设变化率阈值;
或者,
提高所述供回水温差超过预设温差阈值,以提高所述实际能效比变化率超过所述预设变化率阈值。
在一些实施例,所述方法还包括:
累积预设时间范围内的所述管网有效功率损耗,得到周期管网有效功率损耗,并累积所述预设时间范围内的所述管网用户冷负荷,得到周期管网用户冷负荷;
基于所述周期管网用户冷负荷和所述周期管网有效功率损耗的比值得到周期管网功耗输冷比;
根据所述周期管网功耗输冷比和所述参考能效比计算所述区域供冷系统的周期变化能效比。
在一些实施例中,所述方法还包括:
根据所述周期变化能效比和所述参考能效比确定目标变化能效比值;
根据所述目标变化能效比值确定供回水压降变动范围和供回水温差变动范围,以使得在下一预设时间范围,所述输送管网的所述供回水压降位于所述供回水压降变动范围内以及所述供回水温差位于所述供回水温差变动范围内,所述区域供冷系统的所述周期变化能效比达到目标变化能效比值。
在一些实施例中,所述方法还包括:
基于所述系统用户供冷负荷与所述管网有效功率损耗的差值得到用户供冷检验值;
累加所述系统设备电负荷与所述管网有效功率损耗得到设备负荷检验值;
基于所述用户供冷检验值和所述设备负荷检验值的比值得到实际能效比参考值;
根据所述实际能效比参考值和所述实际变化能效比的对比结果,得到所述区域供冷系统的能效比检验信息。
为实现上述目的,本申请实施例的第二方面提出了一种区域供冷系统的能效计算装置,所述区域供冷系统的能效计算装置包括:
第一确定模块,用于确定所述区域供冷系统的参考能效比,以及确定所述区域供冷系统中输送管网在输送过程中的管网有效功率损耗和管网用户冷负荷;
第二确定模块,用于根据所述管网有效功率损耗和所述管网用户冷负荷的比值确定管网功耗输冷比;所述管网功耗输冷比用于表征所述输送管网在所述区域供冷系统中的实际变化能效比和所述参考能效比的差异程度;
计算模块,用于根据所述管网功耗输冷比和所述参考能效比计算所述区域供冷系统的所述实际变化能效比。
为实现上述目的,本申请实施例的第三方面提出了一种电子设备,所述电子设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述的区域供冷系统的能效计算方法。
为实现上述目的,本申请实施例的第四方面提出了一种存储介质,所述存储介质为计算机可读存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的区域供冷系统的能效计算方法。
本申请实施例提出的区域供冷系统的能效计算方法及相关设备;该方法首先通过确定区域供冷系统的参考能效比,以及确定区域供冷系统中输送管网在输送过程中的管网有效功率损耗和管网用户冷负荷;然后,根据管网有效功率损耗和管网用户冷负荷的比值确定管网功耗输冷比;管网功耗输冷比用于表征区域供冷系统在输送管网影响下的实际变化能效比和参考能效比的差异程度;最后,根据管网功耗输冷比和参考能效比计算区域供冷系统的实际变化能效比。从而通过利用管网功耗输冷比表征区域供冷系统的能效比在管网输送所存在的冷量损耗下的差异参数,进而可以利用管网功耗输冷比和参考能效比更加精准地得到区域供冷系统在受输送管网影响下的实际变化能效比,以便于为后续的控制操作提供更加有力的控制依据,并有效地提高区域供冷系统的工作效用。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1是本申请一实施例提供的区域供冷系统的结构示意图。
图2是本申请又一实施例提供的区域供冷系统的能效计算方法的流程图。
图3是图2中的步骤S201的流程图。
图4是图2中的步骤S201的又一流程图。
图5是本申请又一实施例提供的管网流量和供回水压降的示例图。
图6是本申请又一实施例提供的某区域供冷2号站的系统用户冷负荷和管网功耗输冷比的示例图。
图7是本申请又一实施例提供的1号输送管网和4号输送管网的管网用户冷负荷和管网功耗输冷比的示例图。
图8是本申请又一实施例提供的外网泵电耗和管网有效功率损耗的示例图。
图9是本申请又一实施例提供的1号输送管网和4号输送管网的管网功耗输冷比的示例图。
图10是图2中的步骤S203的流程图。
图11是本申请又一实施例提供的区域供冷系统的检测控制的流程图。
图12是本申请又一实施例提供的区域供冷系统在预设时间范围的能效计算方法的流程图。
图13是本申请又一实施例提供的管网功耗输冷比的年度变化示例图。
图14是本申请又一实施例提供的区域供冷系统的规划控制的流程图。
图15是本申请又一实施例提供的区域供冷系统的检验过程的流程图。
图16是本申请又一实施例提供的实际能效比变化率、参考能效比以及管网功耗输冷比的变化示例图。
图17是本申请又一实施例提供的区域供冷系统的能效计算装置的结构示意图。
图18是本申请一实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,虽然在装置示意图中进行了功能模块划分,在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于装置中的模块划分,或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的,不是旨在限制本申请。
首先,对本申请中涉及的若干名词进行解析:
区域供冷系统的能效比是指供冷系统在提供给用户制冷效果的同时所消耗的电力能量与制冷效果之间的比值。它是用来衡量供冷系统的能源利用效率的指标。该比值越高,表示供冷系统在提供相同的制冷效果时,消耗的电力越少,能源利用效率越高。
乙二醇泵是用于输送或循环乙二醇液体的泵。在供冷系统中,乙二醇通常用作冷冻剂,通过循环输送乙二醇来完成制冷过程。
融冰泵是用于融化冷却设备(如冷冻器、脱水器等)上的冰层的泵。当冷却设备表面结冰时,融冰泵会向其提供热水或其他热介质,以加速冰层的融化并恢复正常工作状态。
一次冷水泵是供冷系统中用于循环输送冷冻水的泵。一次冷水泵将冷冻水从主机房或制冷设备处抽出,经过制冷机组处理后再输送回供冷系统中的用户。
外网泵是用于区域供冷系统中分布式冷水的泵。外网泵负责将冷水从中央制冷站输送到各个用户或建筑物,确保冷水的供应和循环。
制冰机是一种用于产生冰块或冰片的设备。在供冷系统中,制冰机可以用于制冷负荷峰值时的冷媒冷却或储存,以平衡能源消耗。
冷却水泵是用于输送或循环冷却水的泵。冷却水泵通常用于冷却塔或其他散热设备,将冷却水循环供应给热交换器,以帮助散热并保持系统温度稳定。
冷却塔一种用于从冷却水中移除热量的设备。在供冷系统中,冷却塔通过将热水喷洒在塔底并利用空气对热水进行散热,从而将冷却水的温度降低,以实现制冷效果。冷却塔通常与冷却水泵和循环水系统配合使用。
区域供冷系统是高效低碳城市能源系统的一项有效技术,系统通过高效区域供冷,实现区域范围的建筑空调系统高效节能运行,另一方面,区域供冷系统通常配有大规模蓄冷装置,还可以与大规模可再生能源发电进行源荷储互动,实现零碳区域供冷,并促进可再生能源的消纳。
在相关技术中,针对于区域供冷系统的能效比通常通过供冷系统中制冷设备的制冷量、耗电量以及外网泵电耗进行计算得到的。但这种能效计算方法较为简单,最终得到的区域供冷系统的能效比不精准。
基于此,本申请实施例提供了一种区域供冷系统的能效计算方法及相关设备,能够提高区域供冷系统的能效比的计算精准性。区域供冷系统的能效计算方法首先通过确定区域供冷系统的参考能效比,以及确定区域供冷系统中输送管网在输送过程中的管网有效功率损耗和管网用户冷负荷;然后,根据管网有效功率损耗和管网用户冷负荷的比值确定管网功耗输冷比;管网功耗输冷比用于表征区域供冷系统在输送管网影响下的实际变化能效比和参考能效比的差异程度;最后,根据管网功耗输冷比和参考能效比计算区域供冷系统的实际变化能效比。从而通过利用管网功耗输冷比表征区域供冷系统的能效比在管网输送所存在的冷量损耗下的差异参数,进而可以利用管网功耗输冷比和参考能效比更加精准地得到区域供冷系统在受输送管网影响下的实际变化能效比,以便于为后续的控制操作提供更加有力的控制依据,并有效地提高区域供冷系统的工作效用。
本申请实施例提供区域供冷系统的能效计算方法及相关设备,具体通过如下实施例进行说明,首先描述本申请实施例中的区域供冷系统的能效计算方法所应用的一种虹吸式供水系统。
参照图1,是本申请实施例提供的一种区域供冷系统的结构示意图。
区域供冷系统包括中心的制冷设备和多条输送管网。其中,制冷设备用于制造冷量资源,然后通过如图1中举例所示的四条输送管网(一号管网、二号管网、三号管网以及四号管网),向多个建筑设施输送冷量资源,从而实现为管网用户(即建筑设施)进行供冷。
以某区域供冷2号站为例,其包括有4个输送管网,每个输送管网配有一组外网泵。在2017年,某区域供冷2号站1期开始投入产能,为4个输送管网的管网用户供冷。随着区域内建设开发进度,用户用冷负荷不断提升,超出了某区域供冷2号站1期的供冷能力。又鉴于某区域供冷2号站与某区域供冷4号站的输送管网互联互通,在2023年5月,某区域供冷2号站的2号输送管网的负荷开始由某区域供冷4号站开始供冷。另外,受施工影响,某区域供冷2号站的3号输送管网的管网用户由某区域供冷2号站的4号输送管网供冷。
基于区域供冷系统的结构示意图,接下来对本申请实施例中的区域供冷系统的能效计算方法进一步描述。参照图2,为本申请实施例提供的区域供冷系统的能效计算方法的一个可选的流程图,图2中的方法可以包括但不限于包括步骤S201至步骤S203。同时可以理解的是,本实施例对图2中步骤S201至步骤S203的顺序不做具体限定,可以根据实际需求调整步骤顺序或者减少、增加某些步骤。
步骤S201:确定区域供冷系统的参考能效比,以及确定区域供冷系统中输送管网在输送过程中的管网有效功率损耗和管网用户冷负荷。
在一些实施例中,处理计算器在响应于区域供冷系统的实际变化能效比的请求后,首先需要确定区域供冷系统的参考能效比/>。可以理解的是,参考能效比是不考虑输送管网在输送冷量资源到建筑设施过程中的冷量损耗所得到的,参考能效比/>可以是预先得到的一个区域供冷系统的能效比参考值,也可以是实时计算得到的。因此,参考能效比无法代表区域供冷系统在实际运行中的实际变化能效比,即参考能效比/>和实际变化能效比/>之间存在偏差。因此,若将参考能效比/>作为参考指标,对区域供冷系统的相关参数进行调整设置的话,往往无法达到想要的预期效果。因此,为了更加精准地得到区域供冷系统在实际运行中的实际变化能效比/>,还需要在考虑输送管网在输送冷量资源到建筑设施过程中的冷量损耗的情况。为了得到区域供冷系统在实际运行中的实际变化能效比/>,需要确定区域供冷系统中输送管网在输送过程中的管网有效功率损耗/>和管网用户冷负荷/>。
可以理解的是,管网有效功率损耗是指在供冷系统的管网中由于管道摩擦、弯头、阀门等引起的能量损耗;当水流经过管道时,由于阻力和摩擦力,会导致管道系统中的一部分能量转化为热量而损失掉,这部分能量损失就是管网的有效功率损耗,管网有效功率损耗表示了管道系统的能量效率和运行的经济性。管网有效功率损耗也代表了上述输送管网在输送冷量资源到建筑设施过程中的冷量损耗的量化数值。
管网用户冷负荷指供冷系统中连接到管网的用户(如建筑物、厂房等)所需要的冷量。当供冷水通过管道输送到用户处时,用户会根据实际需求从供冷水中吸收热量,从而实现降温和空调效果。管网用户冷负荷是衡量系统供冷能力和用户需求匹配程度的指标,用于确定供冷系统的容量和性能设计。
在一些实施例中,为了得到更加精准的区域供冷系统的实际变化能效比,需要先计算得到实时且精准的区域供冷系统的参考能效比/>,然后基于参考能效比/>做出相关的计算才能得到实际变化能效比/>。下面将描述参考能效比的计算过程。
参照图3,确定区域供冷系统的参考能效比,包括以下步骤S301至步骤S305。
步骤S301:获取乙二醇泵在的运行过程中的乙二醇泵电耗、融冰泵在的运行过程中的融冰泵电耗、一次冷水泵在的运行过程中的一次冷水泵电耗、外网泵在的运行过程中的外网泵电耗、制冰机在运行过程中的制冷量和制冷机电耗、冷却水泵在运行过程中的冷却水泵电耗、冷却塔在运行过程中的冷却塔电耗以及输送管网在运行过程中的管网散热损失。
在一些实施例中,区域供冷系统还包括相关的设备,包括乙二醇泵、融冰泵、一次冷水泵、外网泵、制冰机、冷却水泵以及冷却塔等等。其中区域供冷系统的冷量资源(如供冷水)由制冷机生产。然后冷量资源在输送到管网用户(如建筑设施)的过程中,冷量损失包括站内冷损失与站外冷损耗。其中,站内冷损耗主要是冷量资源在输送过程中水泵电能耗散为冷量传输介质的热量,该热量包括乙二醇、融冰水和冷水,即站内冷损耗量主要为乙二醇泵、融冰泵、冷水一次泵、外网泵的电功耗;站外冷损耗主要如上述中的输送管网在输送冷量资源到建筑设施过程中的冷量损耗。
在一些实施例中,区域供冷系统的参考能效比是在不考虑输送管网在输送过程中的管网有效功率损耗情况下所计算得到的。即,区域供冷系统的参考能效比直接将外网泵电耗用于评估输送管网对系统能效比的影响参数。但由于外网泵的功率有一部分用于站内冷水的输送,以及需要克服站内设备的流动阻力,因此管网有效功率损耗没有全部用于外管网冷水输送,进而外网泵电耗不能准确反映外管网输送能耗对系统能效的影响。
基于此,在确定区域供冷系统的参考能效比之前,需要获取乙二醇泵在的运行过程中的乙二醇泵电耗/>、融冰泵在的运行过程中的融冰泵电耗/>、一次冷水泵在的运行过程中的一次冷水泵电耗/>、外网泵在的运行过程中的外网泵电耗、制冰机在运行过程中的制冷量/>和制冷机电耗/>、冷却水泵在运行过程中的冷却水泵电耗/>、冷却塔在运行过程中的冷却塔电耗/>以及输送管网在运行过程中的管网散热损失/>,以便于得到更加精准的参考能效比/>。可以理解的是,上述的数据参数可以通过在各个设备上的传感器实时采集得到的,也可以是各个设备根据历史数据所得到的参考数据值。在本实施例中,不对上述的数据参数来源做具体限制,且何种来源均不影响本申请实施例的实施。
步骤S302:累加乙二醇泵电耗、融冰泵电耗、一次冷水泵电耗以及外网泵电耗得到区域供冷系统的输送冷损失。
在一些实施例中,为了得到更加精准地得到区域供冷系统的参考能效比,需要先累加乙二醇泵电耗/>、融冰泵电耗/>、一次冷水泵电耗/>以及外网泵电耗/>得到区域供冷系统的输送冷损失/>,即:
(1)
其中,区域供冷系统的输送冷损失是指上述中的站内冷损耗量的量化值。此外,乙二醇泵电耗/>和融冰泵电耗/>适用于所有冰蓄冷系统,包括区域供冷系统和单体供冷系统。
步骤S303:累加输送冷损失、制冷机电耗、冷却水泵电耗以及冷却塔电耗得到区域供冷系统的系统设备电负荷。
在一些实施例中,为了得到更加精准地得到区域供冷系统的参考能效比,需要先累加输送冷损失/>、制冷机电耗/>、冷却水泵电耗/>以及冷却塔电耗得到区域供冷系统的系统设备电负荷/>,即:
(2)
步骤S304:根据制冷量和输送冷损失以及管网散热损失的差值得到区域供冷系统的系统用户供冷负荷。
在一些实施例中,为了得到更加精准地得到区域供冷系统的参考能效比,需要先根据制冷机的制冷量/>和输送冷损失/>以及管网散热损失/>的差值得到区域供冷系统的系统用户供冷负荷/>,即:
(3)
可以理解的是,系统用户供冷负荷指的是供冷系统为满足用户的冷却需求所提供的总冷负荷。这个负荷量是根据用户的冷却需求来确定的,通常包括空调、制冷设备等需要冷却的建筑、设施或者流程。
步骤S305:基于系统用户供冷负荷和系统设备电负荷的比值得到参考能效比。
在一些实施例中,基于已得到的区域供冷系统的系统用户供冷负荷和系统设备电负荷/>,可以进一步得到不考虑输送管网在输送冷量资源到建筑设施过程中的冷量损耗情况下,区域供冷系统的参考能效比/>如下:
(4)
在一些实施例中,为了得到区域供冷系统在实际运行中的实际变化能效比,在得到区域供冷系统的参考能效比/>之后,还需要确定区域供冷系统中输送管网在输送过程中的管网有效功率损耗/>和管网用户冷负荷/>。下面将进一步具体描述管网有效功率损耗/>和管网用户冷负荷/>的计算步骤。
因此,参照图4,确定区域供冷系统中输送管网在输送过程中的管网有效功率损耗和管网用户冷负荷,包括以下步骤S401至步骤S403。
步骤S401:获取输送管网在输送过程中的管网流量、供回水压降以及供回水温差。
在一些实施例中,每一条输送管网都配备有对应的外网泵,外网泵用于为输送管网提供输送冷量资源的输送动力。对于外网泵来说,其电功率消耗除了上述的外网泵电耗之外,主要还包括作为输送管网进行冷量资源输送的动力,是真正用于区域供冷系统输送管网进行输送的能耗,即管网有效功率损耗/>,其大小取决于输送管网的管网流量/>和供回水压降/>。此外,管网用户冷负荷/>是指对于任一条输送管网中所有用户的冷却需求所对应的管网总冷负荷;可以理解的是,对于区域供冷系统而言,累加所有输送管网对应的管网用户冷负荷/>即为区域供冷系统的系统用户供冷负荷/>。其中,影响管网用户冷负荷/>的参数主要为输送管网的管网流量/>和供回水温差/>。
因此,为了得到输送管网在输送过程中的管网有效功率损耗和管网用户冷负荷/>,需要先获取输送管网在输送过程中的管网流量/>、供回水压降/>以及供回水温差。可以理解的是,上述的数据参数可以通过在输送管网上的传感器实时采集得到的,也可以是根据输送管网历史数据所得到的参考数据值。在本实施例中,不对上述的数据参数来源做具体限制,且何种来源均不影响本申请实施例的实施。
步骤S402:基于管网流量、供回水压降以及重力加速度的乘积得到管网有效功率损耗。
在一些实施例中,基于已获得的输送管网在输送过程中的管网流量以及供回水压降/>,并结合重力加速度进行累乘,可以进一步地得到输送管网在输送过程中的管网有效功率损耗/>如下:
(5)
其中,由于管网流量的单位通常为/>,为了便于计算,需要计算每秒时刻处的管网有效功率损耗/>,因此需要将管网流量/>除以一个小时的秒数,即3600;此外,/>是指重力加速度,单位为/>;供回水压降/>的单位为/>;管网有效功率损耗/>的单位为/>。
参照图5,是本申请实施例提供的管网流量和供回水压降的示例图。图中是某区域供冷2号站的1号输送管网和4号管网的管网流量和供回水压降在一周时间内的变化情况。其中,横坐标是在一周时间内(2023.07.17 0:00-2023.07.23 23:00,以每个小时为一个横坐标点),纵坐标是1号输送管网和4号管网的管网流量和供回水压降。管网流量通过统计对输送管网的管网用户的供应流量得到,管网供回水压降通过测量管网供回水压力得到。图中看出,1号输送管网最大流量达到3500m3/h,4号输送管网最大流量为2000m3/h,在白天时段,1号输送管网的供回水压降平均为15m,4号输送管网的供回水压降平均为18m。
对于管网供冷系统来说,输送管网的供回水压降包括管网压降和板换间压降,其中板换间最小压降设定为12m。在管网供冷系统的实际运行过程中,为了减少外网泵能耗,在满足用户供冷条件下,板换间最小压降设定值有时会略低于12m。由此看出管路压降并不大,即使最不利板换间最小压降设定为10m,1号输送管网和4号输送管网的管网压降也只有5m和8m。
可以理解的是,管网压降是指流体在管道中由于摩擦和阻力产生的压力降低。它是衡量管道系统中能量损失的指标,通常用来评估供冷系统的性能和效率。板换间压降是指在板式换热器(也称为热交换器)中,冷却剂流过板式换热器时发生的压力降低。这是由于冷却剂与板片的接触和流动引起的,板式换热器的设计和工艺参数会直接影响板换间压降的大小。
管网压降取决于输送管网的管网用户的供冷负荷率,根据用户供冷面积统计,1号输送管网的入驻率为70%,供冷负荷率也可以认为是未来满入住率时的70%。如果按照未来100%负荷率流量运行,根据管网压降与流量平方关系,得到1号输送管网压降为5*(1/70%)^2=10m,再加上最不利板换间最小压降的12m,得到预期管网最大供回水压差为22m。
步骤S403:基于管网流量、水密度、水比热以及供回水温差的乘积得到管网用户冷负荷。
在一些实施例中,基于已获得的输送管网在输送过程中的管网流量以及供回水温差/>,并结合水密度和水比热进行累乘,可以进一步地得到输送管网在输送过程中的管网用户冷负荷/>如下:
(6)
其中,由于管网流量的单位通常为/>,因此为了便于计算,需要计算每秒时刻处的管网用户冷负荷/>,因此需要将管网流量/>除以一个小时的秒数,即3600;此外,/>是指水密度,单位为/>;/>是指水比热,单位为/>;供回水温差/>的单位为/>;管网用户冷负荷/>的单位为/>。
步骤S202:根据管网有效功率损耗和管网用户冷负荷的比值确定管网功耗输冷比。
在一些实施例中,基于已获得的输送管网在输送过程中的管网有效功率损耗和管网用户冷负荷/>的比值,可以进一步地得到输送管网在输送过程中的管网功耗输冷比/>如下:
(7)
其中,管网功耗输冷比用于表征区域供冷系统在输送管网影响下的实际变化能效比/>和参考能效比的差异程度。
参照图6,是本申请实施例提供的某区域供冷2号站的系统用户冷负荷和管网功耗输冷比的示例图。图中是某区域供冷2号站的系统用户冷负荷和管网功耗输冷比在一周时间内的变化情况。横坐标是在一周时间内(2023.07.17 0:00-2023.07.23 23:00,以每个小时为一个横坐标点),纵坐标是某区域供冷2号站的系统用户冷负荷和管网功耗输冷比。可以看到,在工作日,某区域供冷2号站每天的逐时系统用户冷负荷基本在11:00达到尖峰负荷,最大为45MW,周六周日白天逐时系统用户冷负荷不到工作日的一半。每天夜间逐时系统用户冷负荷均非常小,不到白天的5%。根据方程(7)计算耗功输冷比,除了夜间管网功耗输冷比波动较大外,白天管网功耗输冷比约为1.7%。夜间波动较大与系统用户冷负荷低、冷站供冷温度提高、水泵运行策略调整等有关,夜间冷水泵输送能耗本身很小,占全天水泵总能耗的比例不大。
参照图7,是本申请实施例提供的1号输送管网和4号输送管网的管网用户冷负荷和管网功耗输冷比的示例图。其中是某区域供冷2号站的1号输送管网和4号输送管网的管网用户冷负荷与管网功耗输冷比在一周时间内的变化情况。横坐标是在一周时间内(2023.07.17 0:00-2023.07.23 23:00,以每个小时为一个横坐标点),纵坐标是1号输送管网和4号输送管网的管网用户冷负荷和管网功耗输冷比。可以看到,1号输送管网承担了近60%的系统用户冷负荷,两个管网的逐时管网用户冷负荷变化有一定的区别,4号输送管网白天管网用户冷负荷比较平坦,1号输送管网白天逐时管网用户冷负荷与系统用户冷负荷形状相近,两个管网的夜间逐时管网用户冷负荷均不大。图7也表示了1号输送管网和4号输送管网的逐时管网功耗输冷比。可以看出,白天1号输送管网的管网功耗输冷比略低,约为1.5%左右,4号输送管网的管网功耗输冷比约1.8%,两者与某区域供冷2号站的管网功耗输冷比数据基本一致。
参照图8,是本申请实施例提供的外网泵电耗和管网有效功率损耗的示例图。横坐标是在一周时间内(2023.07.17 0:00-2023.07.23 23:00,以每个小时为一个横坐标点),纵坐标是某区域供冷2号站的1号输送管网和4号输送管网的外网泵电耗和管网有效功率损耗。其中,1号输送管网有效功率损耗不到外网泵功耗的30%,4号输送管网有效功率损耗不到外网泵功耗的50%。由此说明,用管网耗功输冷比,可以更准确反映区域供冷系统输送管网的输送能耗的大小。根据图8与公式(7),可以得到两个管网的耗功输冷比变化。
参照图9,是本申请实施例提供的1号输送管网和4号输送管网的管网功耗输冷比的示例图。横坐标是在一周时间内(2023.07.17 0:00-2023.07.23 23:00,以每个小时为一个横坐标点),纵坐标是某区域供冷2号站的1号输送管网和4号输送管网的管网功耗输冷比。图中表明,管网耗功输冷比基本在0.5%左右。考虑外网泵效率后,与图7中1号输送管网外网泵耗功输冷比1.5%相比,管网耗功输冷比减少了60%,说明在图7的工况下,外网泵的电功率大部分消耗在站内,原因包括过滤器和止回阀压降、水泵效率、站内冷水管路压力损失等。根据公式(5)至(7),输送管网的管网耗功输冷比是输送管网的供回水压降的线性关系,按照1号输送管网现有70%负荷率流量,未来100%流量时,供回水压降最大达到22m,是现有15m压降的1.5倍。于是输送管网的管网耗功输冷比为0.5%*1.5=0.75%。考虑到水泵80%的效率,水泵用于管网的最大管网耗功输冷比为0.75%/80%=0.9%。
步骤S203:根据管网功耗输冷比和参考能效比计算区域供冷系统的实际变化能效比。
在一些实施例中,在得到用于表征区域供冷系统在输送管网影响下的实际变化能效比和参考能效比的差异程度的管网功耗输冷比/>和区域供冷系统的参考能效比/>之后,可以进一步更加精准地得到区域供冷系统在实际运行中的实际变化能效比/>。下面将进一步具体描述实际变化能效比/>的计算过程。
参照图10,根据管网功耗输冷比和参考能效比计算区域供冷系统的实际变化能效比,包括以下步骤S1001至步骤S1002。
步骤S1001:根据管网功耗输冷比与参考能效比的乘积再加上管网功耗输冷比得到实际能效比变化率。
在一些实施例中,基于已得到的管网功耗输冷比和参考能效比/>之后,可以根据管网功耗输冷比/>与参考能效比/>的乘积再加上管网功耗输冷比/>得到实际能效比变化率如下:
(8)
步骤S1002:基于实际能效比变化率和参考能效比的乘积得到实际变化能效比。
在一些实施例中,基于已得到的实际能效比变化率和参考能效比之后,可以根据实际能效比变化率和参考能效比/>的乘积精准地得到实际能效比变化率如下:
(9)
基于此,可以得到区域供冷系统在考虑输送管网影响下的实际能效比变化率,从而可以更加精准地衡量区域供冷系统的能源利用效率指标,并基于此对区域供冷系统的相关参数进行调整设置,以提高区域供冷系统的运行效率。
在一些实施例中,为了保证区域供冷系统运行过程中的可靠性,对实时计算得到的实际能效比变化率进行实时监控,并做出适应性的参数调整,从而提高区域供冷系统运行过程中的运行效用,具体检测控制步骤如下描述
参照图11,区域供冷系统的能效计算方法还包括:
步骤S1101:降低供回水压降到预设压降阈值内,以提高实际能效比变化率超过预设变化率阈值。
在一些实施例中,由于实际能效比变化率是个负值,表征实际变化能效比/>和参考能效比/>之间的差值,当实际能效比变化率的值越大(即实际能效比变化率/>的绝对值越小),即表明实际变化能效比/>越靠近参考能效比/>,即区域供冷系统受输送管网的影响越小。若发现实时得到的实际能效比变化率/>低于预设变化率阈值时,此时表征区域供冷系统的实际变化能效比和参考能效比的差距较大,即可以推断出区域供冷系统受输送管网的额外影响较大(如需要花费较大的电耗以实现较低的供冷的情况)。因此为了提高区域供冷系统的工作效用,结合上述中的公式(5)、公式(7)以及公式(8),可以确定实际能效比变化率/>与输送管网的供回水压降/>有直接的关联关系。因此为了提高区域供冷系统的工作运行效用,即提高实际能效比变化率,需要将输送管网的供回水压降/>降低到预设压降阈值,从而根据公式(5)降低管网有效功率损耗/>,进一步地根据公式(7)降低管网功耗输冷比/>,再进一步地根据公式(8)提高实际能效比变化率至预设变化率阈值。在本申请实施例中,不对预设变化率阈值的设置做过多的限制,即预设能效比阈值可以是根据区域供冷系统的历史数据所得到的一个经验值,也可以是根据用户需求所得到的最低能效比值。类似的,在本申请实施例中,不对预设压降阈值的设置做过多的限制,即预设压降阈值可以是根据输送管网的历史数据所得到一个经验值,也可以是实现输送管网的管网用户所需求供冷量的最低压降阈值。
步骤S1102:或者,提高供回水温差超过预设温差阈值,以提高实际能效比变化率超过预设变化率阈值。
在一些实施例中,若发现实时得到的实际能效比变化率低于预设变化率阈值时,此时表征区域供冷系统的实际变化能效比和参考能效比的差距较大,即可以推断出区域供冷系统受输送管网的额外影响较大(如需要花费较大的电耗以实现较低的供冷的情况)。因此为了提高区域供冷系统的工作效用,结合上述中的公式(6)、公式(7)以及公式(8),可以确定实际能效比变化率/>与输送管网的供回水温差有直接的关联关系。因此为了提高区域供冷系统的工作运行效用,即提高实际能效比变化率/>,需要将输送管网的供回水温差/>提升到超过预设温差阈值,从而根据公式(6)提高管网用户冷负荷/>,进一步地根据公式(7)降低管网功耗输冷比/>,再进一步地根据公式(8)提高实际能效比变化率至预设变化率阈值。在本申请实施例中,不对预设温差阈值的设置做过多的限制,即预设温差阈值可以是根据输送管网的历史数据所得到一个经验值,也可以是实现输送管网的管网用户所需求供冷量的最高温差阈值。
在一些实施例中,为了提高区域供冷系统的能效计算方法的可靠性,在获取实时的区域供冷系统的实际变化能效比之外,还可以获取预设时间范围的区域供冷系统的周期变化能效比/>。下面将具体描述周期变化能效比的计算步骤。
因此,参照图12,区域供冷系统的能效计算方法还包括:
步骤S1201:累积预设时间范围内的管网有效功率损耗,得到周期管网有效功率损耗,并累积预设时间范围内的管网用户冷负荷,得到周期管网用户冷负荷。
在一些实施例中,为了获取预设时间范围的区域供冷系统的周期变化能效比,需要先获取预设时间范围的管网有效功率损耗和管网用户冷负荷。因此,将在预设时间范围内基于上述的公式(5)和公式(6)所得到的管网有效功率损耗/>和管网用户冷负荷/>进行累积,以得到周期管网有效功率损耗/>和周期管网用户冷负荷/>。此外,可以理解的是,累积预设时间范围的管网有效功率损耗/>和管网用户冷负荷/>,也可以通过对公式(5)和公式(6)进行积分得到:
(10)
(11)/>
其中,为预设时间范围内的时间长度。在本申请实施例中,不对预设时间范围的时间长度的设置做过多的限制,即/>可以是一年的时间长度,也可以是根据用户的需求所输入的一个时间长度值。
步骤S1202:基于周期管网用户冷负荷和周期管网有效功率损耗的比值得到周期管网功耗输冷比。
在一些实施例中,结合公式(7),基于已得到的周期管网用户冷负荷和周期管网有效功率损耗/>的比值,可以得到区域供冷系统在预设时间范围内运行的周期管网功耗输冷比/>如下:
(12)
步骤S1203:根据周期管网功耗输冷比和参考能效比计算区域供冷系统的周期变化能效比。
在一些实施例中,为了获取预设时间范围的区域供冷系统的周期变化能效比,需要获取区域供冷系统的在预设时间范围内的周期参考能效比/>。结合上述的公式(1)、公式(2)、公式(3)以及公式(4),累积区域供冷系统在预设时间范围内的输送冷损失/>(包括乙二醇泵电耗/>、融冰泵电耗/>、一次冷水泵电耗/>以及外网泵电耗/>)以得到周期输送冷损失/>;并累积区域供冷系统在预设时间范围内的系统设备电负荷/>(包括输送冷损失/>、制冷机电耗/>、冷却水泵电耗/>以及冷却塔电耗/>)以得到周期系统设备电负荷/>;同时累积区域供冷系统在预设时间范围内的系统用户供冷负荷/>,以得到周期系统用户供冷负荷/>;最后基于周期系统用户供冷负荷/>和周期系统设备电负荷/>的比值以得到周期参考能效比/>。其中,可以理解的是上述的累积过程也可以通过在预设时间阈值内进行积分得到,上述的具体计算过程如下所示:
(13)
(14)
(15)
(16)
在获得周期管网功耗输冷比和周期参考能效比/>之后,结合公式(8)和公式(9)可以进一步计算得到预设时间范围内区域供冷系统在考虑输送管网影响下的周期变化能效比/>如下:
(17)
基于此,可以得到可以更加精准地衡量预设时间范围内区域供冷系统的能源利用效率指标(即周期变化能效比),并基于此对区域供冷系统的相关参数进行周期性地调整设置,以提高区域供冷系统周期性的运行效率。
参照图13,是本申请实施例提供的管网功耗输冷比的年度变化示例图。横坐标是以每个年度作为一个横坐标点(即2020年,2021年,2022年),纵坐标是某区域供冷2号站的管网功耗输冷比的年度变化。从图13中可以看出,与每年的月度数据一致,在2020年负荷较低时,管网功耗输冷比较小。2021年与2022年的管网功耗输冷比在1.3-1.4%之间,对应2023年7月1号输送管网的管网功耗输冷比为1.8%,按照1号输送管网平均管网功耗输冷比0.5%,相当于全年管网功耗输冷比为0.5%*1.4%/1.8%=0.39%。参照对图9的描述分析,未来管网最大管网功耗输冷比为0.9%,则等到未来满负荷运行时,全年管网功耗输冷比为0.39%*0.9%/0.5%=0.7%。需要注意的是,全年管网耗功输冷比也可以通过测量或计算全年逐时管网流量、供回水压降、管网用户冷负荷而得到。
参照图14,区域供冷系统的能效计算方法还包括:
步骤S1401:根据周期变化能效比和参考能效比确定目标变化能效比值。
步骤S1402:根据目标变化能效比值确定供回水压降变动范围和供回水温差变动范围,以使得在下一预设时间范围,输送管网的供回水压降位于供回水压降变动范围内以及供回水温差位于供回水温差变动范围内,区域供冷系统的周期变化能效比达到目标变化能效比值。
在一些实施例中,在获取了区域供冷系统在过去预设时间范围的周期变化能效比和周期参考能效比/>之后,可以根据周期变化能效比/>和周期参考能效比/>之间的差值得到目标变化能效比值。然后结合上述的公式(10)、公式(11)、公式(12)以及公式(17),可以明确得到输送管网的供回水压降/>和供回水温差/>与周期变化能效比/>有直接的关联关系。因此可以根据目标变化能效比值对区域供冷系统的输送管网在下一预设时间范围内的供回水压降变动范围和供回水温差变动范围,以使得在下一预设时间范围,输送管网的供回水压降位于供回水压降变动范围内以及供回水温差位于供回水温差变动范围内,区域供冷系统的周期变化能效比达到目标变化能效比值,从而在一段时间周期内提高区域供冷系统的工作运行效用。在本申请实施例中,不对供回水温差变动范围和供回水压降变动范围的设置做过多的限制,即供回水温差变动范围和供回水压降变动范围可以是根据输送管网的历史数据所得到一个经验值,也可以是实现输送管网的管网用户所需求供冷量的合适阈值。
在一些实施例中,为了提高区域供冷系统的能效计算方法的可靠性,还需要对得到的实际变化能效比进行检验。下面将具体描述对实际变化能效比/>的检验过程。/>
参照图15,区域供冷系统的能效计算方法还包括:
步骤S1501:基于系统用户供冷负荷与管网有效功率损耗的差值得到用户供冷检验值。
步骤S1502:累加系统设备电负荷与管网有效功率损耗得到设备负荷检验值。
在一些实施例中,由于实际变化能效比是区域供冷系统在考虑了输送管网影响下的能效比,即实际变化能效比/>从理论的角度上是在区域供冷系统的参考能效比在考虑了管网有效功率损耗/>的情况下所得到的。因此,结合上述公式(3),可以基于系统用户供冷负荷与管网有效功率损耗的差值得到用户供冷检验值/>如下:
(19)
以及,结合上述公式(2),可以累加系统设备电负荷与管网有效功率损耗得到设备负荷检验值如下:
(20)
步骤S1503:基于用户供冷检验值和设备负荷检验值的比值得到实际能效比参考值。
在一些实施例中,基于得到的用户供冷检验值和设备负荷检验值/>的比值,结合上述公式(4),可以进一步得到实际能效比参考值/>如下:
(21)
步骤S1504:根据实际能效比参考值和实际变化能效比的对比结果,得到区域供冷系统的能效比检验信息。
在一些实施例中,在得到区域供冷系统的实际能效比参考值和实际变化能效比/>之后,将两个数值进行对比,若对比结果表征实际能效比参考值/>和实际变化能效比/>之间的差值小于预设精准度阈值之内,则生成用于表征区域供冷系统的实际变化能效比/>符合精准度需求的能效比检验信息;若对比结果表征实际能效比参考值/>和实际变化能效比/>之间的差值超过预设精准度阈值之内,则生成用于表征区域供冷系统的实际变化能效比/>不符合精准度需求的能效比检验信息,并需要对区域供冷系统进一步进行检验,判断哪处设备或者管网出现异常,以进行及时检修,从而提高区域供冷系统的可靠性。
参照图16,是本申请实施例提供的实际能效比变化率、参考能效比以及管网功耗输冷比的变化示例图。横坐标参考能效比,纵坐标是实际能效比变化率。图中表明,不论是对于外网泵,还是冷水一次泵、乙二醇泵、融冰泵等,其耗功输冷比变化对实际变化能效比有同样的影响,随着实际能效比的增大,管网功耗输冷比对实际变化能效比的影响变大,增加倍率为实际能效比+1(即)。因此,在冷量传输过程中,要尽量降低各种水泵功耗,包括站内和站外。根据运行数据,对区域供冷系统来说,站内乙二醇泵的在蓄冰阶段的冷量输送能耗较大,冷水一次泵的冷量输送能耗略小于外网泵,此外,外网泵还承担了部分站内冷水输送动力。站内冷量输送能耗需要对站内管路进行减阻改造,或者优化水泵选型,保证在各运行频率时都可以运行在高效区,或者优化运行策略。
区域供冷系统与单体建筑中央空调系统相比,增加了额外的管网的冷量输送能耗,当管网用户满入驻率运行时,全年管网耗功输冷比为0.7%,根据图10,在参考能效比为3、4、5时,管网耗功输冷比对实际变化能效比的影响分别是-2.8%、-3.5%、-4.2%。这意味着对于一个全年实际变化能效比为4的单体建筑制冷机房,如果增加外部的输送管网用于区域供冷,则会有3.5%的全年实际变化能效比降低,即全年实际变化能效比从4变为3.86。随着参考能效比的增大,管网耗功输冷比对实际变化能效比的影响增大。
总而言之,区域供冷系统的输送管网的管网耗功输冷比对实际变化能效比有一定影响,与站内冷量输送能耗一样,需要尽量降低冷量输送管路的压降,减少水泵功耗,从而达到较高的实际变化能效比。另一方面,相比较于单体中央空调系统,区域供冷系统又有独特优势,比如园区范围内实现数十栋建筑的空调系统整体节能与低碳;大规模蓄冷;可以与大规模可再生能源互动并促进消纳;大规模冷负荷聚合,为新型动力系统源网荷储互动提供技术支撑;也可以采用高效制冷机房、高效水蓄冷机房或高效冰蓄冷机房等。因此,如果管网耗功输冷比在可接受范围内,把区域供冷系统的独特优势充分发挥,则区域供冷系统是高效低碳城市能源系统的一个合理选择。
本申请实施例提供了一种区域供冷系统的能效计算方法及相关设备,能够提高区域供冷系统的能效计算的精准性。区域供冷系统的能效计算方法首先通过多项系统参数(包括乙二醇泵电耗、融冰泵电耗、一次冷水泵电耗、外网泵电耗、制冷量、制冷机电耗、冷却水泵电耗、冷却塔电耗以及管网散热损失)确定区域供冷系统的参考能效比,以及通过区域供冷系统中输送管网在输送过程中多项管网参数(包括管网流量、供回水温差和供回水压降)以确定管网有效功率损耗和管网用户冷负荷;然后,根据管网有效功率损耗和管网用户冷负荷的比值确定用于表征区域供冷系统在输送管网影响下的实际变化能效比和参考能效比的差异程度的管网功耗输冷比;最后,根据管网功耗输冷比和参考能效比计算区域供冷系统的实际能效比变化率,并进一步地得到区域供冷系统在输送管网影响下的实际变化能效比。从而利用多项系统参数得到精准的参考能效比,以及利用多项管网参数得到精准的管网功耗输冷比,并利用管网功耗输冷比表征区域供冷系统的能效比在管网输送所存在的冷量损耗下的差异参数,进而可以利用管网功耗输冷比和参考能效比更加精准地得到区域供冷系统在受输送管网影响下的实际变化能效比,以便于为后续的控制操作提供更加有力的控制依据,并有效地提高区域供冷系统的工作能力。
本申请实施例还提供一种区域供冷系统的能效计算装置,可以实现上述区域供冷系统的能效计算方法,参照图17,该装置1700包括:
第一确定模块1710,用于确定区域供冷系统的参考能效比,以及确定区域供冷系统中输送管网在输送过程中的管网有效功率损耗和管网用户冷负荷;
第二确定模块1720,用于根据管网有效功率损耗和管网用户冷负荷的比值确定管网功耗输冷比;管网功耗输冷比用于表征输送管网在区域供冷系统中的实际变化能效比和参考能效比的差异程度;
计算模块1730,用于根据管网功耗输冷比和参考能效比计算区域供冷系统的实际变化能效比。
本实施例的区域供冷系统的能效计算装置的具体实施方式与上述区域供冷系统的能效计算方法的具体实施方式基本一致,在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种电子设备,包括:
至少一个存储器;
至少一个处理器;
至少一个程序;
所述程序被存储在存储器中,处理器执行所述至少一个程序以实现本申请实施上述的区域供冷系统的能效计算方法。该电子设备可以为包括手机、平板电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant,简称PDA)、车载电脑等任意智能终端。
请参阅图18,图18示意了另一实施例的电子设备的硬件结构,电子设备包括:
处理器1801,可以采用通用的CPU(CentralProcessingUnit,中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit,ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现,用于执行相关程序,以实现本申请实施例所提供的技术方案;
存储器1802,可以采用ROM(ReadOnlyMemory,只读存储器)、静态存储设备、动态存储设备或者RAM(RandomAccessMemory,随机存取存储器)等形式实现。存储器1802可以存储操作系统和其他应用程序,在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时,相关的程序代码保存在存储器1802中,并由处理器1801来调用执行本申请实施例的区域供冷系统的能效计算方法;
输入/输出接口1803,用于实现信息输入及输出;
通信接口1804,用于实现本设备与其他设备的通信交互,可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信,也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信;
总线1805,在设备的各个组件(例如处理器1801、存储器1802、输入/输出接口1803和通信接口1804)之间传输信息;
其中处理器1801、存储器1802、输入/输出接口1803和通信接口1804通过总线1805实现彼此之间在设备内部的通信连接。
本申请实施例还提供了一种存储介质,存储介质为计算机可读存储介质,该存储介质存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述区域供冷系统的能效计算方法 。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质,可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非暂态存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中,存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本申请实施例描述的实施例是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案,并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定,本领域技术人员可知,随着技术的演变和新应用场景的出现,本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题,同样适用。
本领域技术人员可以理解的是,图中示出的技术方案并不构成对本申请实施例的限定,可以包括比图示更多或更少的步骤,或者组合某些步骤,或者不同的步骤。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、设备中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解,在本申请中,“至少一个(项)”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,“A和/或B”可以表示:只存在A,只存在B以及同时存在A和B三种情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,“a和b”,“a和c”,“b和c”,或“a和b和c”,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,上述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元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,本申请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全部或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,包括多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)执行本申请各个实施例的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(Read-Only Memory,简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序的介质。
以上参照附图说明了本申请实施例的优选实施例,并非因此局限本申请实施例的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请实施例的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进,均应在本申请实施例的权利范围之内。
Claims (8)
1.一种区域供冷系统的能效计算方法,其特征在于,所述方法包括:
确定所述区域供冷系统的参考能效比,以及确定所述区域供冷系统中输送管网在输送过程中的管网有效功率损耗和管网用户冷负荷;
根据所述管网有效功率损耗和所述管网用户冷负荷的比值确定管网功耗输冷比;所述管网功耗输冷比用于表征所述区域供冷系统在所述输送管网影响下的实际变化能效比和所述参考能效比的差异程度;
根据所述管网功耗输冷比和所述参考能效比计算所述区域供冷系统的所述实际变化能效比;
所述确定所述输送管网在运行过程中的管网有效功率损耗和管网用户冷负荷,包括:
获取所述输送管网在输送过程中的管网流量、供回水压降以及供回水温差;
基于所述管网流量、所述供回水压降以及重力加速度的乘积得到所述管网有效功率损耗;
基于所述管网流量、水密度、水比热以及所述供回水温差的乘积得到所述管网用户冷负荷;
所述区域供冷系统还包括乙二醇泵、融冰泵、一次冷水泵、外网泵、制冰机、冷却水泵以及冷却塔;所述确定所述区域供冷系统的参考能效比,包括:
获取所述乙二醇泵在的运行过程中的乙二醇泵电耗、所述融冰泵在的运行过程中的融冰泵电耗、所述一次冷水泵在的运行过程中的一次冷水泵电耗、所述外网泵在的运行过程中的外网泵电耗、所述制冰机在运行过程中的制冷量和制冷机电耗、所述冷却水泵在运行过程中的冷却水泵电耗、所述冷却塔在运行过程中的冷却塔电耗以及所述输送管网在运行过程中的管网散热损失;
累加所述乙二醇泵电耗、所述融冰泵电耗、所述一次冷水泵电耗以及所述外网泵电耗得到所述区域供冷系统的输送冷损失;
累加所述输送冷损失、所述制冷机电耗、所述冷却水泵电耗以及所述冷却塔电耗得到所述区域供冷系统的系统设备电负荷;
根据所述制冷量和所述输送冷损失以及所述管网散热损失的差值得到所述区域供冷系统的系统用户供冷负荷;
基于所述系统用户供冷负荷和所述系统设备电负荷的比值得到所述参考能效比;
所述确定所述区域供冷系统在所述管网功耗输冷比下的实际变化能效比,包括:
根据所述管网功耗输冷比与所述参考能效比的乘积再加上所述管网功耗输冷比的和取负值,得到实际能效比变化率;
基于所述实际能效比变化率和所述参考能效比的乘积得到所述实际变化能效比。
2.根据权利要求1所述的区域供冷系统的能效计算方法,其特征在于,当所述实际能效比变化率低于预设变化率阈值时,所述方法还包括:
降低所述供回水压降到预设压降阈值内,以提高所述实际能效比变化率超过所述预设变化率阈值;
或者,
提高所述供回水温差超过预设温差阈值,以提高所述实际能效比变化率超过所述预设变化率阈值。
3.根据权利要求1所述的区域供冷系统的能效计算方法,其特征在于,所述方法还包括:
累积预设时间范围内的所述管网有效功率损耗,得到周期管网有效功率损耗,并累积所述预设时间范围内的所述管网用户冷负荷,得到周期管网用户冷负荷;
基于所述周期管网用户冷负荷和所述周期管网有效功率损耗的比值得到周期管网功耗输冷比;
根据所述周期管网功耗输冷比和所述参考能效比计算所述区域供冷系统的周期变化能效比。
4.根据权利要求3所述的区域供冷系统的能效计算方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述周期变化能效比和所述参考能效比确定目标变化能效比值;
根据所述目标变化能效比值确定供回水压降变动范围和供回水温差变动范围,以使得在下一预设时间范围,所述输送管网的所述供回水压降位于所述供回水压降变动范围内以及所述供回水温差位于所述供回水温差变动范围内,所述区域供冷系统的所述周期变化能效比达到目标变化能效比值。
5.根据权利要求1所述的区域供冷系统的能效计算方法,其特征在于,所述方法还包括:
基于所述系统用户供冷负荷与所述管网有效功率损耗的差值得到用户供冷检验值;
累加所述系统设备电负荷与所述管网有效功率损耗得到设备负荷检验值;
基于所述用户供冷检验值和所述设备负荷检验值的比值得到实际能效比参考值;
根据所述实际能效比参考值和所述实际变化能效比的对比结果,得到所述区域供冷系统的能效比检验信息。
6.一种区域供冷系统的能效计算装置,其特征在于,所述能效计算装置包括:
第一确定模块,用于确定所述区域供冷系统的参考能效比,以及确定所述区域供冷系统中输送管网在输送过程中的管网有效功率损耗和管网用户冷负荷;
第二确定模块,用于根据所述管网有效功率损耗和所述管网用户冷负荷的比值确定管网功耗输冷比;所述管网功耗输冷比用于表征所述区域供冷系统在所述输送管网影响下的实际变化能效比和所述参考能效比的差异程度;
计算模块,用于根据所述管网功耗输冷比和所述参考能效比计算所述区域供冷系统的所述实际变化能效比;
所述确定所述输送管网在运行过程中的管网有效功率损耗和管网用户冷负荷,包括:
获取所述输送管网在输送过程中的管网流量、供回水压降以及供回水温差;
基于所述管网流量、所述供回水压降以及重力加速度的乘积得到所述管网有效功率损耗;
基于所述管网流量、水密度、水比热以及所述供回水温差的乘积得到所述管网用户冷负荷;
所述区域供冷系统还包括乙二醇泵、融冰泵、一次冷水泵、外网泵、制冰机、冷却水泵以及冷却塔;所述确定所述区域供冷系统的参考能效比,包括:
获取所述乙二醇泵在的运行过程中的乙二醇泵电耗、所述融冰泵在的运行过程中的融冰泵电耗、所述一次冷水泵在的运行过程中的一次冷水泵电耗、所述外网泵在的运行过程中的外网泵电耗、所述制冰机在运行过程中的制冷量和制冷机电耗、所述冷却水泵在运行过程中的冷却水泵电耗、所述冷却塔在运行过程中的冷却塔电耗以及所述输送管网在运行过程中的管网散热损失;
累加所述乙二醇泵电耗、所述融冰泵电耗、所述一次冷水泵电耗以及所述外网泵电耗得到所述区域供冷系统的输送冷损失;
累加所述输送冷损失、所述制冷机电耗、所述冷却水泵电耗以及所述冷却塔电耗得到所述区域供冷系统的系统设备电负荷;
根据所述制冷量和所述输送冷损失以及所述管网散热损失的差值得到所述区域供冷系统的系统用户供冷负荷;
基于所述系统用户供冷负荷和所述系统设备电负荷的比值得到所述参考能效比;
所述确定所述区域供冷系统在所述管网功耗输冷比下的实际变化能效比,包括:
根据所述管网功耗输冷比与所述参考能效比的乘积再加上所述管网功耗输冷比的和取负值,得到实际能效比变化率;
基于所述实际能效比变化率和所述参考能效比的乘积得到所述实际变化能效比。
7.一种电子设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5任一项所述的区域供冷系统的能效计算方法。
8.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的区域供冷系统的能效计算方法。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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