冷热源能量传递物理模型系统的制作方法

本发明涉及控制调节领域，具体而言，涉及一种冷热源能量传递物理模型系统。

背景技术：

对于一个具体的空调冷热源工程项目，由于项目本身需求不同，所在地的能源政策不同、项目投资限制、设计人员设计理念的差别，导致设计的冷热源系统差别较大，所以对于不同的冷热源系统，当自控技术人员面对冷热源系统进行控制系统设计时，带来较大的技术难度。

从差别较大的冷热源系统形式中总结归纳出一般性、通用性的物理模型是目前迫切需要解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种冷热源能量传递物理模型系统，以改善现有的冷热源系统差别较大，不利于设计构建通用化、标准化的控制系统的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种冷热源能量传递物理模型系统，包括第一能量产生装置、第二能量产生装置、第一能量传送装置、第二能量传送装置、第一能量转换装置、第二能量转换装置、第一连接装置和第二连接装置，以及第一虚拟开关、第二虚拟开关、第十七虚拟开关、第十八虚拟开关、第十九虚拟开关。所述第一虚拟开关分别与第二虚拟开关以及所述第一能量产生装置连接，所述第二虚拟开关的另一端与所述第二能量产生装置连接。所述第一能量产生装置、第二能量产生装置以及第一能量传送装置、第二能量传送装置通过所述第一连接装置相连接。所述第一连接装置控制所述第一能量产生装置、第二能量产生装置以及第一能量传送装置、第二能量传送装置的串联或并联。所述第一能量传送装置、第二能量传送装置以及第一能量转换装置、第二能量转换装置通过所述第二连接装置相连接。所述第二连接装置控制所述第一能量传送装置、第二能量传送装置以及第一能量转换装置、第二能量转换装置的串联或并联。第十七虚拟开关的一端与所述第一转换装置的另一端相连接，所述第十七虚拟开关的另一端与所述第十八虚拟开关的一端相连接，所述第十八虚拟开关的另一端与所述第二转换装置的另一端相连接。第十九虚拟开关的一端分别与所述第一虚拟开关的远离所述第一能量产生装置的一端以及所述第二虚拟开关的远离所述第二能量产生装置的一端相连接。所述第十九虚拟开关的另一端分别与所述第十七虚拟开关的远离所述第一能量转换装置的一端以及所述第十八虚拟开关的远离所述第二能量转换装置的一端连接。

本发明实施例还提供了一种冷热源能量传递物理模型系统，包括如上述的冷热源能量传递物理模型系统作为至少两个子系统。

本发明提供的冷热源能量传递物理模型系统包括第一能量产生装置、第二能量产生装置、第一能量传送装置、第二能量传送装置、第一能量转换装置、第二能量转换装置、第一连接装置和第二连接装置，以及第一虚拟开关、第二虚拟开关、第十七虚拟开关、第十八虚拟开关、第十九虚拟开关。所述第一虚拟开关分别与第二虚拟开关以及所述第一能量产生装置连接，所述第二虚拟开关的另一端与所述第二能量产生装置连接。所述第一能量产生装置、第二能量产生装置以及第一能量传送装置、第二能量传送装置通过所述第一连接装置相连接，所述第一连接装置控制所述第一能量产生装置、第二能量产生装置以及第一能量传送装置、第二能量传送装置的串联或并联。所述第一能量传送装置、第二能量传送装置以及第一能量转换装置、第二能量转换装置通过所述第二连接装置相连接，所述第二连接装置控制所述第一能量传送装置、第二能量传送装置以及第一能量转换装置、第二能量转换装置的串联或并联。第十七虚拟开关的一端与所述第一转换装置的另一端相连接，所述第十七虚拟开关的另一端与所述第十八虚拟开关的一端相连接，所述第十八虚拟开关的另一端与所述第二转换装置的另一端相连接。第十九虚拟开关的一端分别与所述第一虚拟开关的远离所述第一能量产生装置的一端以及所述第二虚拟开关的远离所述第二能量产生装置的一端相连接，所述第十九虚拟开关的另一端分别与所述第十七虚拟开关的远离所述第一能量转换装置的一端以及所述第十八虚拟开关的远离所述第二能量转换装置的一端连接。本发明实施例通过与虚拟开关的配合，可实现对冷热源系统的通用化定义，与现有的冷热源能量传递物理模型系统相比，能够改善现有的冷热源系统差别较大，不利于设计构建通用化、标准化的控制系统的问题。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明第一实施例提供的冷热源能量传递物理模型系统的结构示意图；

图2是本发明第二实施例提供的冷热源能量传递物理模型系统的结构示意图；

图3是本发明第三实施例提供的冷热源能量传递物理模型系统的结构示意图；

图4是本发明第四实施例提供的冷热源能量传递物理模型系统的结构示意图；

图5是本发明第五实施例提供的冷热源能量传递物理模型系统的结构示意图；

图6是本发明第六实施例提供的冷热源能量传递物理模型系统的结构示意图；

图7是本发明第七实施例提供的冷热源能量传递物理模型系统的结构示意图；

图8是针对本发明实施例提供的冷热源能量传递物理模型系统提出的自由度分析框图。

其中，附图标记汇总如下：

第一能量产生装置111；第二能量产生装置112；第一能量传送装置121；第二能量传送装置122；第一能量转换装置131；第二能量转换装置132；第一连接装置140；第二连接装置150；

第一虚拟开关201；第二虚拟开关202；第三虚拟开关203；第四虚拟开关204；第五虚拟开关205；第六虚拟开关206；第七虚拟开关207；第八虚拟开关208；第九虚拟开关209；第十虚拟开关210；第十一虚拟开关211；第十二虚拟开关212；第十三虚拟开关213；第十四虚拟开关214；第十五虚拟开关215；第十六虚拟开关216；第十七虚拟开关217；第十八虚拟开关218；第十九虚拟开关219；第二十虚拟开关220；第二十一虚拟开关221；第二十二虚拟开关222；第二十三虚拟开关223；

第一子系统310；第二子系统320；第三子系统330；第四子系统340；

源水一次侧系统410；源水二次侧系统420；负载一次侧系统430；负载二次侧系统440。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

请参见图1，图1示出了本发明第一实施例提供的一种冷热源能量传递物理模型系统，包括第一能量产生装置111、第二能量产生装置112、第一能量传送装置121、第二能量传送装置122、第一能量转换装置131、第二能量转换装置132、第一连接装置140和第二连接装置150；以及第一虚拟开关201、第二虚拟开关202、第十七虚拟开关217、第十八虚拟开关218、第十九虚拟开关219。

第一能量产生装置111、第二能量产生装置112具体可以包括冷源设备以及热源设备，冷源设备可以包括风冷机组、活塞式冷水机组、螺杆式冷水机组、离心式冷水机组、热水型吸收式冷水机组、蒸汽型吸收式冷水机组、直燃型溴化锂吸收式冷水机组以及利用天然冷源的蒸发冷却设备和冷却塔等。而热源设备可以包括风冷热泵机组、水冷热泵机组(螺杆式、离心式热泵机组)、直燃型溴化锂吸收式热水机组、燃煤锅炉、燃气燃油锅炉、太阳能集热器等。

第一能量传送装置121、第二能量传送装置122具体可以包括水泵和风机，而对于大中型冷热源系统来说，通常以水作为冷热媒故水泵用的较多。

第一能量转换装置131、第二能量转换装置132具体为换热器，若末端系统对参数(例如温度)的要求与冷热源系统提供的温度不一致时，就需要换热器进行温度转换。

应当理解，第一能量产生装置111、第二能量产生装置112、第一能量传送装置121、第二能量传送装置122、第一能量转换装置131以及第二能量转换装置132是冷热源系统的主要因素，冷热源系统还包括辅助设备例如软化水设备、除污设备、水箱、分集水器等。

能量产生、传送以及转换装置之间相互联系又相互作用，以冷热源设备、水泵、换热器为例，三者之间满足如下公式：

Q_in×η_s＝Q_s (1)

P_in×η_P×1000＝9.81×G×H×ρ (2)

Q_H×η_H＝Q_out (3)

Q_H＝Q_S＝c×G×(t_g-t_h) (4)

上述公式中：

Q_in—冷热源设备输入能量，kW；

η_S—冷热源设备效率，％；

Q_s—冷热源设备生产能量，kW；

P_in—水泵轴功率，kW；

η_P—水泵效率，％；

G—循环流量，m³/s；

H—水泵扬程，m；

ρ—水的密度，kg/m³；

Q_H—换热器的换热量，kW；

η_H—换热器换热效率，％；

Q_out—系统输出能量，kW；

c—水的比热，kJ/kg·℃；

t_g—系统供水温度，℃；

t_h—系统回水温度，℃；

公式(1)(2)(3)分别描述了冷热源设备、水泵和换热器这三者各自的基本特性，公式(4)则描述了三者的约束关系。其中，冷热源设备输入能量Q_in和水泵轴功率P_in是外界输入系统的能量，换热器的换热量Q_H就是系统输出的能量，这三个过程变量定义了系统与外界环境之间的关系。

所述第一虚拟开关201分别与第二虚拟开关202以及所述第一能量产生装置111连接，所述第二虚拟开关202的另一端与所述第二能量产生装置112连接，所述第一能量产生装置111、第二能量产生装置112以及第一能量传送装置121、第二能量传送装置122通过所述第一连接装置140相连接。所述第一连接装置140控制所述第一能量产生装置111、第二能量产生装置112以及第一能量传送装置121、第二能量传送装置122的串联或并联。

所述第一能量传送装置121、第二能量传送装置122以及第一能量转换装置131、第二能量转换装置132通过所述第二连接装置150相连接，所述第二连接装置150控制所述第一能量传送装置121、第二能量传送装置122以及第一能量转换装置131、第二能量转换装置132的串联或并联。

第十七虚拟开关217的一端与所述第一转换装置的另一端相连接，所述第十七虚拟开关217的另一端与所述第十八虚拟开关218的一端相连接，所述第十八虚拟开关218的另一端与所述第二转换装置的另一端相连接。

第十九虚拟开关219的一端分别与所述第一虚拟开关201的远离所述第一能量产生装置111的一端以及所述第二虚拟开关202的远离所述第二能量产生装置112的一端相连接，所述第十九虚拟开关219的另一端分别与所述第十七虚拟开关217的远离所述第一能量转换装置131的一端以及所述第十八虚拟开关218的远离所述第二能量转换装置132的一端连接。

其中，所述第一连接装置140包括第三虚拟开关203至第九虚拟开关209；所述第二连接装置150包括第十虚拟开关210至第十六虚拟开关216，详情请参见图2。

所述第一能量产生装置111的另一端分别与第三虚拟开关203以及第五虚拟开关205连接，所述第二能量产生装置112的另一端分别与第四虚拟开关204以及第七虚拟开关207连接。所述第三虚拟开关203的远离所述第一能量产生装置111的一端与所述第四虚拟开关204的远离所述第二能量产生装置112的一端相连接，并且均与第六虚拟开关206的一端相连接。

所述第六虚拟开关206的另一端分别与第八虚拟开关208以及第九虚拟开关209相连接。所述第八虚拟开关208的另一端分别与所述第五虚拟开关205的另一端以及所述第一能量传送装置121连接，所述第九虚拟开关209的另一端分别与第七虚拟开关207的另一端以及所述第二能量传送装置122连接。

所述第一能量传送装置121的另一端分别与第十虚拟开关210以及第十二虚拟开关212相连接，所述第二能量传送装置122的另一端分别与第十一虚拟开关211以及第十四虚拟开关214相连接。所述第十虚拟开关210的远离所述第一能量传送装置121的一端分别与第十三虚拟开关213以及所述第十一虚拟开关211的远离所述第二能量传送装置122的一端连接。

所述第十三虚拟开关213的另一端分别与第十五虚拟开关215以及第十六虚拟开关216连接，所述第十五虚拟开关215的另一端分别与第十二虚拟开关212的远离所述第一传送装置的一端以及所述第一转换装置连接。所述第十六虚拟开关216的另一端分别与所述第十四虚拟开关214的远离所述第二传送装置的一端以及所述第二转换装置连接。

具体地，当第一连接装置140的第五虚拟开关205和第七虚拟开关207导通，第一连接装置140的其他虚拟开关断开时，所述第一能量产生装置111与第一能量传送装置121串联，所述第二能量产生装置112与所述第二能量传送装置122串联，所述第一能量产生装置111以及第一能量传送装置121串联后的整体与第二能量产生装置112以及第二能量传送装置122串联后的整体并联。

当第一连接装置140的第五虚拟开关205和第七虚拟开关207关断，第一连接装置140的其他虚拟开关导通时，所述第一能量产生装置111与第二能量产生装置112并联，所述第一能量传送装置121与第二能量传送装置122并联，第一能量产生装置111与第二能量产生装置112并联后组成的整体与第一能量传送装置121以及第二能量传送装置122并联后组成的整体串联。

故通过控制第一连接装置140或第二连接装置150中的虚拟开关可以实现能量产生装置、能量传送装置以及能量转换装置之间的串联或并联。

接下来介绍如何利用自由度理论对上述的系统进行控制。

自由度(Degree of Freedom，简称DOF)是很宽泛的一个概念，广泛应用于数学、物理学、机械制造、建筑学、控制技术等各个领域，针对不同的研究对象自由度有不同含义。系统应根据控制功能要求确定控制回路，控制回路的设计首先要确定控制变量和操作变量。而确定控制变量和操作变量，则必须进行自由度分析。系统的自由度是为了完全确定一个过程而必须加以规定的独立变量数目，自由度由下式表示：

N_f＝N_V-N_e

式中，N_f—自由度；

N_V—过程变量数目；

N_e—与N_V个变量相关的独立方程数目。

根据自由度分析理论，当N_f>0时系统欠定，这时有无数个解；N_f<0时系统超定，这时无解；而N_f＝0时系统稳定，这时系统有唯一解。对于自由度大于零的系统，必须设法减少自由度，使其为零，才能保证系统有唯一定解。减少系统自由度的途径有三种，第一种是根据能量守恒或物质量守恒列出表达变量之间关系的独立微分方程来减少自由度，每列出一个独立微分方程，则减少一个自由度；第二种是由外界规定一个过程变量，即令该变量成为一个已知量，每规定一个变量也可以减少一个自由度；第三种则是通过构建控制回路，每构建一个控制回路可以减少一个自由度，控制回路实际上是在控制变量和操作变量间建立的约束条件。通常根据能量守恒或物质量守恒所列出的表征变量之间关系的方程数量比变量的数目少，这样要减少系统或过程的自由度，可以通过由外界规定变量，或者通过设置控制回路来减少系统的自由度，使系统或过程自由度为0。

详情请参见图8，图8描述的冷热源系统共有六个过程变量，分别是

t_g—供水温度(℃)；

t_h—回水温度(℃)；

G—循环流量(kg/S)；

Q_S—供热供冷量(kW)；

Q_L—建筑冷热负荷(kW)；

C—水的比热(kJ/kg﹒℃)；

即自由度N_V＝6，其中水的比热C已知，故可以减少一个自由度；根据能量守恒，可列出如下两个方程：

Q_L＝Q_S

Q_l＝G×C×(t_g-t_h)

故可以减少两个自由度。

对于暖通空调的冷热源系统而言，要对冷热源系统进行调节控制，就是控制系统的产热产冷量应满足任一时刻建筑物所需要的冷热量(即冷热负荷Q_L)，而建筑任一时刻的冷热负荷Q_L是可以计算出来的，为已知量，故可以减少一个自由度。

通过上述一系列分析，该冷热源系统的自由度已经由6减少为2。对于自由度为2的冷热源系统，可以通过规定变量或者构建控制回路的方法来消减2个自由度，即规定一个变量使未知变量变为已知量，而构建控制回路则在控制变量与操作变量之间建立约束关系，操作变量具体可以为规定的变量。例如可以规定循环流量不变，构建供水温度控制回路或规定供水温度不变，构建循环流量控制回路；也可以分别构建供水温度控制回路以及循环流量控制回路，具体规定的未知变量的类型以及构建控制回路的类型不应该理解为是对本发明的限制。

本发明实施例提供的冷热源能量传递物理模型系统还可以包括第二十虚拟开关220，所述第二十虚拟开关220的一端分别与所述第二虚拟开关202的靠近第二能量产生装置112的一端以及所述第二能量产生装置112的靠近第二虚拟开关202的一端相连接，所述第二十虚拟开关220的另一端分别与所述第十八虚拟开关218的靠近所述第二能量转换装置132的一端以及所述第二能量转换装置132的靠近所述第十八虚拟开关218的一端相连接。同样地，还可以包括第二十一虚拟开关221，所述第二十一虚拟开关221的一端分别与所述第一能量产生装置111的靠近所述第一虚拟开关201的一端以及所述第一虚拟开关201的靠近所述第一能量产生装置111的一端相连接。所述第二十一虚拟开关221的另一端分别与所述第一能量转换开关的靠近所述第十七虚拟开关217的一端以及所述第十七虚拟开关217的靠近所述第一能量转换装置131的一端相连接。

上述的冷热源能量传递物理模型系统中，还可以包括第二十二虚拟开关222以及第二十三虚拟开关223，详情请参见图3。所述第二十二虚拟开关222的一端与所述第一虚拟开关201以及第二虚拟开关202连接的位置相连接，所述第二十二虚拟开关222的另一端与所述第三虚拟开关203以及第四虚拟开关204连接的位置相连接，所述第二十三虚拟开关223的一端与所述第十五虚拟开关215以及第十六虚拟开关216连接的位置相连接，所述第二十三虚拟开关223的另一端与所述第十七虚拟开关217以及第十八虚拟开关218连接的位置相连接。

对于冷热源能量传递物理模型来说，能量传送装置是不可缺少的。然而能量产生装置以及能量转换装置却不一定存在于所有的冷热源能量传递物理模型系统中，例如燃气锅炉直接供热系统中，因为为直接供热，所以可以没有能量转换装置即换热器；而在多级泵传送系统中，能量产生装置以及能量转换装置均可以没有。

本发明实施例还提供了一种冷热源能量传递物理模型系统，包括如上述的冷热源能量传递物理模型系统作为至少两个子系统。所述至少两个子系统包括第一子系统310以及第二子系统320，详情请参见图4。所述第一子系统310的第一能量产生装置111以及第二能量产生装置112均可以为冷凝器，所述第一子系统310的第一能量传送装置121以及第二能量传送装置122均可以为冷却水水泵，所述第一子系统310的第一能量转换装置131以及第二能量转换装置132均可以为冷却塔。

所述第一子系统310的第一虚拟开关201、第二虚拟开关202、第三虚拟开关203、第四虚拟开关204、第六虚拟开关206、第八虚拟开关208、第九虚拟开关209、第十虚拟开关210、第十一虚拟开关211、第十三虚拟开关213、第十五虚拟开关215、第十六虚拟开关216、第十七虚拟开关217、第十八虚拟开关218以及第十九虚拟开关219均处于导通状态，所述第一子系统310的除上述虚拟开关的其他虚拟开关均处于关断状态。

所述第二子系统320的第一能量产生装置111以及第二能量产生装置112均可以为蒸发器，所述第二子系统320的第一能量传送装置121以及第二能量传送装置122均可以为冷冻水一次泵，所述第二子系统320的第一能量转换装置131以及第二能量转换装置132均可以为冷冻水换热器一次侧。

所述第二子系统320的第一虚拟开关201、第二虚拟开关202、第三虚拟开关203、第四虚拟开关204、第六虚拟开关206、第八虚拟开关208、第九虚拟开关209、第十虚拟开关210、第十一虚拟开关211、第十三虚拟开关213、第十五虚拟开关215、第十六虚拟开关216、第十七虚拟开关217、第十八虚拟开关218以及第十九虚拟开关219均处于导通状态；所述第二子系统320的除上述虚拟开关的其他虚拟开关均处于关断状态。

上述的第一子系统310具体可以为冷冻水系统，能量产生装置对应冷水机组中的蒸发器，能量传送装置对应冷冻水循环泵，具体可以是冷冻水一次泵，能量转换装置对应冷冻水换热器一次侧。第二子系统320具体可以为冷却水系统，第二子系统320中的能量产生装置对应冷水机组中的冷凝器，能量传送装置可以对应冷却水循环泵，能量转换装置对应冷却塔。

上述的冷热源能量传递物理模型系统中，还可以包括第三子系统330，详情请参见图5。所述第三子系统330的第一能量产生装置111以及第二能量产生装置112均可以为冷冻水换热器二次侧，所述第三子系统330的第一能量传送装置121以及第二能量传送装置122均可以为冷冻水二次泵，所述第三子系统330的第一虚拟开关201、第二虚拟开关202、第三虚拟开关203、第四虚拟开关204、第六虚拟开关206、第八虚拟开关208、第九虚拟开关209、第十虚拟开关210、第十一虚拟开关211、第十三虚拟开关213、第二十三虚拟开关223以及第十九虚拟开关219均处于导通状态，所述第三子系统330的除上述虚拟开关的其他虚拟开关均处于关断状态。

第三子系统330的能量产生装置具体可以为冷冻水换热器二次侧，与第一子系统310的冷冻水换热器相配合。第三子系统330的能量传送装置可以为冷冻水循环泵，具体可以为冷冻水二次泵。

冷冻水一次泵中的水的温度较低，故需要冷冻水换热器将温度略微调高一些；同时冷冻水一次侧中的水可能直接引自江水或河水，里面掺杂有大量泥沙，泥沙容易对二次侧的设备产生损坏，故需要通过换热器，只获得较低的温度。

上述的冷热源能量传递物理模型系统中，还包括第四子系统340，详情请参见图6。所述第四子系统340的第一能量传送装置121以及第二能量传送装置122均可以为冷冻水二级泵，所述第四子系统340的第二十二虚拟开关222、第六虚拟开关206、第八虚拟开关208、第九虚拟开关209、第十虚拟开关210、第十一虚拟开关211、第十三虚拟开关213、第二十三虚拟开关223均处于导通状态，所述第四子系统340的除上述虚拟开关的其他虚拟开关均处于关断状态。

第四子系统340的能量产生装置以及能量转换装置均可以不设置，第四子系统340具体可以为冷冻水二级泵系统，由于冷冻水一级泵中水的流量是固定的，当需要覆盖较广的范围时，固定流量的水耗费的能源较大，故可以在一级泵管道的基础上设置有较小循环回路的二级泵，二级泵的水流量可以控制。

上述的冷热源能量传递物理模型系统中，所述至少两个子系统包括源水一次侧系统410、源水二次侧系统420、负载一次侧系统430以及负载二次侧系统440，详情请参见图7。

所述源水一次侧系统410的第一能量产生装置111以及第二能量产生装置112均为源水一次侧源设备，所述源水一次侧系统410的第一能量传送装置121以及第二能量传送装置122均为源水一次泵，所述源水一次侧系统410的第一能量转换装置131以及第二能量转换装置132均为源水侧换热器一次侧。

所述源水一次侧系统410的第一虚拟开关201、第二虚拟开关202、第三虚拟开关203、第四虚拟开关204、第六虚拟开关206、第八虚拟开关208、第九虚拟开关209、第十虚拟开关210、第十一虚拟开关211、第十三虚拟开关213、第十五虚拟开关215、第十六虚拟开关216、第十七虚拟开关217、第十八虚拟开关218以及第十九虚拟开关219均处于导通状态，所述源水一次侧系统410的除上述虚拟开关的其他虚拟开关均处于关断状态。

所述源水二次侧系统420的第一能量传送装置121以及第二能量传送装置122均为源水二次泵，所述源水二次侧系统420的第一能量转换装置131以及第二能量转换装置132均为源水侧换热器二次侧。

所述源水二次侧系统420的第一能量转换装置131以及第二能量转换装置132与所述源水一次侧系统410的第一能量转换装置131以及第二能量转换装置132形成耦合关系。

所述源水二次侧系统420的第一虚拟开关201、第二虚拟开关202、第三虚拟开关203、第四虚拟开关204、第六虚拟开关206、第八虚拟开关208、第九虚拟开关209、第十虚拟开关210、第十一虚拟开关211、第十三虚拟开关213、第十五虚拟开关215、第十六虚拟开关216、第十七虚拟开关217、第十八虚拟开关218以及第十九虚拟开关219均处于导通状态，所述源水二次侧系统420的除上述虚拟开关的其他虚拟开关均处于关断状态。

所述负载一次侧系统430的第一能量传送装置121以及第二能量传送装置122均为负载一次泵，所述负载一次侧系统430的第一能量转换装置131和第二能量转换装置132均为负载侧换热器一次侧。

所述负载一次侧系统430的第一虚拟开关201、第二虚拟开关202、第三虚拟开关203、第四虚拟开关204、第六虚拟开关206、第八虚拟开关208、第九虚拟开关209、第十虚拟开关210、第十一虚拟开关211、第十三虚拟开关213、第十五虚拟开关215、第十六虚拟开关216、第十七虚拟开关217、第十八虚拟开关218以及第十九虚拟开关219均处于导通状态，所述负载一次侧系统430的除上述虚拟开关的其他虚拟开关均处于关断状态。其中，源水二次侧以及负载一次侧的能量产生装置均可以为机组。

所述负载二次侧系统440的第一能量产生装置111以及第二能量产生装置112均为负载侧换热器二次侧，所述负载二次侧系统440的第一能量传送装置121以及第二能量传送装置122均为负载二次泵，所述负载二次侧系统440的第一虚拟开关201、第二虚拟开关202、第三虚拟开关203、第四虚拟开关204、第六虚拟开关206、第八虚拟开关208、第九虚拟开关209、第十虚拟开关210、第十一虚拟开关211、第十三虚拟开关213、第二十三虚拟开关223以及第十九虚拟开关219均处于导通状态，所述负载二次侧系统440的除上述虚拟开关的其他虚拟开关均处于关断状态。负载二次侧系统440可以不具有能量转换装置。

具体地，上述的源水一次侧源设备可以为冷却塔，源水一次泵可以为冷却水一次泵，所述源水侧换热器一次侧可以为冷却水换热器一次侧。

所述源水二次侧系统420的第一能量产生装置111以及第二能量产生装置112对应的机组具体可以为冷凝器，所述源水二次泵可以为冷却水泵，所述源水侧换热器二次侧可以为冷却水换热器二次侧。

所述负载一次侧系统430的第一能量产生装置111以及第二能量产生装置112均可以为蒸发器，所述负载一次泵可以为冷冻水一次泵，所述负载侧换热器一次侧可以为冷冻水换热器一次侧。所述负载侧换热器二次侧可以为冷冻水换热器二次侧，所述负载二次泵可以为冷冻水二次泵。

对于上述的冷源系统，具体可以理解为蒸发器位于室内，冷凝器位于室外。冷媒(例如氟利昂)先经过压缩机(图未示)被压缩成高压状态，进入室内的蒸发器时，压力减小，吸收周围空气的热，使室内变冷。冷媒从管道进入冷凝器时，冷凝器吸收冷媒的热量并将热量排放到室外。

冷却水换热器一次侧以及冷却水换热器二次侧可以起到温度缓冲的作用，即冷却水换热器一次侧的温度较低，而冷却水二次侧的温度相对于冷却水换热器一次侧的温度稍高一些。较低的温度可能会对冷凝器以及冷却水泵造成损坏，所以可以利用换热器进行缓冲。

冷冻水换热器一次侧与冷冻水换热器二次侧的功能与上述的功能相同，在此便不做赘述。

对于热源系统来说，可以通过控制单元(图未示)将室内部分设置为冷凝器，将室外部分设置为蒸发器，其他的工作单元相应做出修改，由于原理与上述的冷源系统相似，在此便不做赘述。

可以理解，虚拟开关在本模型中表示连接关系，具体包括导通或关断两种状态，而为了描述具有一般性的物理模型，本发明实施例中运用了很多虚拟开关。

在现实构件冷热源能量传递系统时，导通的虚拟开关可以表示与该虚拟开关相连的两个元件之间是有实际连通的通路的，而且在上述的通路中可以不设置阀门。关断的虚拟开关则可以表示与该虚拟开关相连的两个元件之间是没有实际连通的通路的。同时，本发明实施例附图中有填充的虚拟开关表示该虚拟开关被导通，无填充的虚拟开关表示该虚拟开关被关断。

本发明提供的冷热源能量传递物理模型系统包括第一能量产生装置111、第二能量产生装置112、第一能量传送装置121、第二能量传送装置122、第一能量转换装置131、第二能量转换装置132、第一连接装置140和第二连接装置150，以及第一虚拟开关201、第二虚拟开关202、第十七虚拟开关217、第十八虚拟开关218、第十九虚拟开关219。所述第一虚拟开关201分别与第二虚拟开关202以及所述第一能量产生装置111连接，所述第二虚拟开关202的另一端与所述第二能量产生装置112连接。

所述第一能量产生装置111、第二能量产生装置112以及第一能量传送装置121、第二能量传送装置122通过所述第一连接装置140相连接，所述第一连接装置140控制所述第一能量产生装置111、第二能量产生装置112以及第一能量传送装置121、第二能量传送装置122的串联或并联。所述第一能量传送装置121、第二能量传送装置122以及第一能量转换装置131、第二能量转换装置132通过所述第二连接装置150相连接，所述第二连接装置150控制所述第一能量传送装置121、第二能量传送装置122以及第一能量转换装置131、第二能量转换装置132的串联或并联。第十七虚拟开关217的一端与所述第一转换装置的另一端相连接，所述第十七虚拟开关217的另一端与所述第十八虚拟开关218的一端相连接，所述第十八虚拟开关218的另一端与所述第二转换装置的另一端相连接。

第十九虚拟开关219的一端分别与所述第一虚拟开关201的远离所述第一能量产生装置111的一端以及所述第二虚拟开关202的远离所述第二能量产生装置112的一端相连接，所述第十九虚拟开关219的另一端分别与所述第十七虚拟开关217的远离所述第一能量转换装置131的一端以及所述第十八虚拟开关218的远离所述第二能量转换装置132的一端连接。与现有的冷热源能量传递物理模型系统相比，能够改善现有的冷热源系统差别较大，不利于设计构建通用化、标准化的控制系统的问题。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面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了清楚、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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。