基于负荷预测的送风温度与需求风量耦合设定方法

本发明涉及变风量空调系统变送风温度控制领域，提供了基于负荷预测的送风温度与需求风量耦合设定方法。

背景技术：

1、变风量空调系统因其卓越的节能性和舒适性而在大型公共建筑中得到广泛应用，为满足区域独立调节的需求，提供更舒适的室内环境起到至关重要的作用。

2、目前，变风量空调系统在实际工程中普遍采用定送风温度控制方法，以调节送风量来确保房间内的舒适度。然而，由于系统参数繁多且受到环境温度、室内人员活动等因素的影响，各房间负荷持续动态变化。传统定送风温度设定的控制方法无法实现根据负荷自动调整送风温度的目标，从而引发系统整体能耗升高、室内环境质量下降的情况。加之各控制子回路之间的强耦合性，使得系统容易产生震荡现象，因此导致大部分变风量空调系统在实际运行中并未取得理想的效果，难以保证室内舒适度。

技术实现思路

1、针对背景技术中变风量空调系统送风温度设定存在的问题，本发明提出了基于负荷预测的送风温度与需求风量耦合设定方法，进一步优化变风量空调系统存在的问题，通过对送风温度设定的自动调节，实现系统的节能舒适控制。

2、本发明提出的基于负荷预测的送风温度与需求风量耦合设定方法，包括以下步骤：采集并处理历史时刻的气象因素、人员数量、历史负荷数据；将处理后的数据输入训练得到的负荷预测模型，得到未来时刻负荷数据；根据未来时刻负荷数据及送风温度初始值设定策略，确定送风温度初始值；根据各末端实际需求风量及送风温度初始值修正策略，确定送风温度修正值；根据送风温度修正值与机组送风温度范围确定最终的送风温度与需求风量设定值。

3、进一步，所述采集并处理历史时刻的气象因素、人员数量、历史负荷数据具体为：采集处理预测时刻的室外干球温度、预测前1时刻的室外干球温度、预测前2时刻的室外干球温度、预测前3时刻的室外干球温度、预测时刻的水平太阳总辐射、预测前1时刻的水平太阳总辐射、预测时刻相对湿度、预测时刻室内人数、预测前1时刻室内人数、预测前1时刻负荷。

4、进一步，所述负荷预测模型具体为：利用采集处理后的数据训练径向基函数神经网络得到负荷预测模型，该模型共有三层结构：第一层为输入层，由预测时刻的室外干球温度、预测前1时刻的室外干球温度、预测前2时刻的室外干球温度、预测前3时刻的室外干球温度、预测时刻的水平太阳总辐射、预测前1时刻的水平太阳总辐射、预测时刻相对湿度、预测时刻室内人数、预测前1时刻室内人数、预测前1时刻负荷参数组成；第二层为隐含层；第三层为输出层，输出参数为未来时刻负荷预测值。

5、进一步，所述送风温度初始值设定策略具体为：过渡季送风温度初始值取外气温度，送风温度修正值直接取送风温度初始值；冬季和夏季送风温度初始值以各末端需求风量上下限值为约束，根据各末端预测所得负荷数据计算各末端所需送风温度范围，寻找各末端所需送风温度的范围的重合区间，若存在重合区间，夏季送风温度初始值设定为重合区间的最大值，冬季送风温度初始值设定为重合区间的最小值；若不存在，夏季送风温度初始值取最不利末端送风温度范围的最大值，冬季送风温度初始值取最不利末端送风温度范围的最小值。

6、进一步，所述送风温度初始值修正策略具体为：读取各末端实际需求风量，判断是否存在需求风量达到上限值的末端，若存在，夏季降低送风温度设定值，冬季提高送风温度设定值；若不存在，判断是否存在需求风量处于下限值，若存在，夏季提高送风温度设定值，冬季降低送风温度设定值；若不存在，不对送风温度进行修正，得到送风温度修正值。

7、进一步，所述根据送风温度修正值与机组送风温度范围确定最终的送风温度设定值具体为：判断得到的送风温度修正值是否在机组送风温度范围内，若是，直接对送风温度设定值进行设定，若否，送风温度设定值取距离送风温度修正值最接近的机组送风温度限值。

8、本发明的有益效果是：基于负荷预测的送风温度设定方法，通过考虑气象因素、人员数量、历史负荷等多方面数据的综合影响，实现下一时刻负荷的精准预测，从而对送风温度与需求风量进行自动调整，可使变风量空调系统有效避免通风不良，同时节省风机能耗，使系统在节能、舒适的同时兼顾控制的稳定。

技术特征：

1.基于负荷预测的送风温度与需求风量耦合设定方法，其特征在于，包括步骤：采集并处理历史时刻的气象因素、人员数量、历史负荷数据；将处理后的数据输入训练得到的负荷预测模型，得到未来时刻负荷数据；根据未来时刻负荷数据及送风温度初始值设定策略，确定送风温度初始值；根据各末端实际需求风量及送风温度初始值修正策略，确定送风温度修正值；根据送风温度修正值与机组送风温度范围确定最终的送风温度与需求风量设定值。

2.根据权利要求1所述的基于负荷预测的送风温度与需求风量耦合设定方法，其特征在于，所述采集并处理历史时刻的气象因素、人员数量、历史负荷数据具体为：采集处理预测时刻的室外干球温度、预测前1时刻的室外干球温度、预测前2时刻的室外干球温度、预测前3时刻的室外干球温度、预测时刻的水平太阳总辐射、预测前1时刻的水平太阳总辐射、预测时刻相对湿度、预测时刻室内人数、预测前1时刻室内人数、预测前1时刻负荷。

3.根据权利要求1所述的基于负荷预测的送风温度与需求风量耦合设定方法，其特征在于，所述送风温度初始值设定策略具体为：过渡季送风温度初始值取外气温度，送风温度修正值直接取送风温度初始值；冬季和夏季送风温度初始值以各末端需求风量上下限值为约束，根据各末端预测所得负荷数据计算各末端所需送风温度范围，寻找各末端所需送风温度的范围的重合区间，若存在重合区间，夏季送风温度初始值设定为重合区间的最大值，冬季送风温度初始值设定为重合区间的最小值；若不存在，夏季送风温度初始值取最不利末端送风温度范围的最大值，冬季送风温度初始值取最不利末端送风温度范围的最小值。

4.根据权利要求1所述的基于负荷预测的送风温度与需求风量耦合设定方法，其特征在于，所述送风温度初始值修正策略具体为：读取各末端实际需求风量，判断是否存在需求风量达到上限值的末端，若存在，夏季降低送风温度设定值，冬季提高送风温度设定值；若不存在，判断是否存在需求风量处于下限值，若存在，夏季提高送风温度设定值，冬季降低送风温度设定值；若不存在，不对送风温度进行修正。

技术总结本发明提出基于负荷预测的送风温度与需求风量耦合设定方法，属于变风量空调系统变送风温度控制领域，该方法包括：采集并处理历史时刻的气象因素、人员数量、历史负荷数据；将处理后的数据输入训练得到的负荷预测模型，得到未来时刻负荷数据；根据未来时刻负荷数据及送风温度初始值设定策略，确定送风温度初始值；根据各末端实际需求风量及送风温度初始值修正策略，确定送风温度修正值；根据送风温度修正值与机组送风温度范围确定最终的送风温度与需求风量设定值。此方法可在不同工况的冷量需求下，依据送风温度与需求风量的耦合关系，动态调整送风温度与需求风量设定值，实现变风量空调系统的节能、舒适运行。技术研发人员：许江洁,颜承初,李诚益,黄德海,刘振,秦一尧受保护的技术使用者：南京工业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9