一种利用气象数据调节中央空调系统的方法与流程

1.本发明涉及中央空调系统自动调节领域，特别是一种利用气象数据调节中央空调系统的方法。


背景技术：

2.现有的空调自动化控制技术，多数能基本实现由于末端负荷变化而引发 的机房能量输出的跟随变化，但都不能对气候变化产生的影响进行补偿。
3.对于一般建筑结构的暖通设计来说，设计院都是按照在满足冷负荷的需求前提下，还再预留了一定裕量。但是当气候变化时，比如出现不同时刻室外温度跳跃变化或过渡季节温度缓慢变化，空调设备譬如空调主机和水泵却还是在额定工况运行，这时空调系统还是按照满负荷工况输出，而末端不需要这么多冷量或热量；在办公楼内部的空调控制器是很少有人随时去调节温度参数的，如果不主动对房间内空调能量供给进行调节，房间内就会出现温度过高或过低，造成体感较为不适，甚至就会有人开门开窗透风保持舒适，这是显然是一种巨大的能源浪费。
4.当出现这种情况，现有空调系统都是依靠维保人员人为的进行手动调节来改善的，改善效果的好坏取决于维保人员经验丰富的程度，这种状况的发生显然是不可接受的。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决上述问题，提供一种利用气象数据调节中央空调系统的方法。通过这种利用气象数据调节中央空调系统的方法，改变对中央空调系统对气象变化的反应速度慢，能耗输出调节不及时，造成能耗浪费大、用户体验差的局面。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案有：一种利用气象数据调节中央空调系统的方法由本地气象站、天气预报数据及中央空调管理平台构成。所涉及的气象数据，包含但不限于温度、湿度、气压、风力、风向等参数以及上述参数的变化趋势。
7.进一步的，所述天气预报数据，来自于互联网气象大数据，具备当地气象数字和气象变化趋势等数据，用于预测项目本地的气象变化趋势和规律；所述本地气象站，安装在项目建筑上或建筑附近，安装有温度传感器、湿度传感器、气压传感器等气象传感器中的一种或多种，真实反映项目室外的温度、湿度、气压等气象数据；所述中央空调管理平台，为本地或网络中央空调控制平台，管理并采集中央空调系统中空调主机、水泵、冷却塔/锅炉、执行器、传感器、电控设备的工作情况，存储并处理各种气象信息，并控制中央空调系统各设备的工作运行。
8.进一步的，中央空调管理平台利用天气预报数据，获取当地室外温度变化趋势和规律，通过计算后，对中央空调系统中的设备进行调节，用以达到能量输出与负荷平衡的目的。
9.进一步的，在项目调试及试运行后，空调系统建立的不同终端负荷下输出负荷与室外气象数据的最佳一一对应关系表，中央空调管理平台利用上述关系表，将从本地气象
站获取的项目室外气象数据与设定值相对应，通过计算后，对中央空调系统中的设备进行调节，用以达到能量输出与负荷平衡的目的。
10.进一步的，通过对天气预报中单位时间内气象数据变化率、单位时间内当前室外气象数据与平台预设值的偏差进行分析，若得到的结果达到某一个预设的条件，则中央空调管理平台依据设定调节对应的规则对空调主机、水泵、冷却塔/锅炉采取加载、减载或维持不变等措施。
11.进一步的，依据本地气象站和天气预报数据来调节中央空调系统，其过程并不是独立的、单一的，而是相辅相成作用的。而且这种利用气象数据调节中央空调系统的方法，可以同时使用在采用其他调节方法的中央空调系统中作为辅助手段，成为重要的组成部分之一。
12.本发明的有益效果为：通过本发明，能自动的通过本地当前的气象参数及未来预测的气象数据调节空调负荷输出，进而达到最佳匹配末端能耗需求。这样大幅提高了整个系统对温度变化的响应速度，避免了由于室外温度变化后影响室内环境造成末端负荷变化，而主机没有同步跟随变化，主机和水泵继续工作在原预定负荷附近，浪费大量能源的情况。同时由于自动调节了输出总负荷即调整了水温和水流量，可以保证末端空调设备工作特性更加平滑，保证了设备寿命，也减少了由于设备猝起猝停而造成的室内环境不适、用户开门开窗进行透气的情况。这种利用气象数据调节中央空调系统的方法是现有空调系统调节方法的重要补充，通过上述方法提高了舒适度，也节约了大量的能源，在保证了经济利益的前提下，实现了自我的社会责任。
13.附图说明
14.图1为本发明实施例中，系统的步骤流程图；图2为本发明实施例中，夏季制冷工况下天气预报应用图。
15.图3为本发明实施例中，夏季制冷工况下本地气象站应用图。
16.具体实施方式
17.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。
18.本项目所涉及的气象数据，包含但不限于温度、湿度、气压、风力、风向等参数以及上述参数的变化趋势。
19.本发明选用的实施例，基于中央空调的实际场景应用，当然本发明并不限定该特定实施场景或方式，只要符合本发明的主旨，其他场景或实施方式也在本发明的范畴内。
20.如图1所示，本发明所提供的一种利用气象数据调节中央空调系统，包括：本地气象站，用于采集项目本地室外的温度、湿度、气压等参数。
21.天气预报数据，用于预测项目本地的气象变化趋势和规律。
22.中央空调管理平台，管理并采集中央空调系统中空调主机、水泵、冷却塔/锅炉、执行器、传感器、电控设备的工作情况，存储并处理各种信息，并控制中央空调系统各设备的工作运行。
23.优选的，天气预报数据来自于互联网气象大数据，具备当地气象数字和气象变化趋势等数据，中央空调管理平台动态采集气象参数，自动读取并分析气象数据参数变化趋势和规律。
24.具体的，在项目安装调试后试运行时，需进行大量场景测试工作，建立温度、湿度等气象参数变化与负荷变化的最佳对应关系，将上述规则存储在中央空调管理平台系统中。
25.具体的，项目正式运行时，中央空调管理平台采集天气预报数据中气象数据变化规律，与内部存储中对应表进行对比。
26.优选的，对当地单位时间天气预报温度变化率进行分析后，中央空调管理平台进行如下操作：当冬季变化率＞0或夏季变化率＜0时，空调主机、水泵、冷却塔/锅炉逐渐进行减载。
27.当变化率=时，空调主机、水泵、冷却塔/锅炉负荷维持不变。
28.当冬季变化率＜0或夏季变化率＞0时，空调主机、水泵、冷却塔/锅炉逐渐进行加载。
29.上述操作直到末端负荷和能量输出达到相等并维持平衡为止；同时进行当前湿度变化率比较，用来作为温度操作的补充。
30.优选的，本地气象站安装在项目建筑上或建筑附近，安装有温度传感器、湿度传感器、气压传感器等气象传感器中的一种或多种，真实反映项目室外的气象数据。
31.具体的，在项目安装调试后试运行时，需进行大量场景测试工作，建立各种室外温度与输出冷/热量的最佳对应关系，形成末端负荷与设定温度关联对应表。同理建立最佳湿度与末端负荷对应表。上述表格存储在中央空调管理平台中。
32.具体的，项目正式运行时，中央空调管理平台采集本地气象站传输的数据，与中央空调管理平台内部存储中对应表进行对比。
33.优选的，当室外采集的单位时间温度与当前冷/热量输出值对应的温度设定值进行比较后，中央空调管理平台进行如下操作：当冬季室外温度＞设定值或夏季室外温度＜设定值时，空调主机、水泵、冷却塔/锅炉逐渐进行减载。
34.当室外温度=设定值时，空调主机、水泵、冷却塔/锅炉负荷维持不变。
35.当冬季室外温度＜设定值或夏季室外温度＞设定值时，空调主机、水泵、冷却塔/锅炉逐渐进行加载。
36.上述操作直到末端负荷和机房能量输出达到相等并维持平衡为止；同时进行当前湿度与设定湿度比较，用来作为温度操作的补充。
37.天气预报和本地气象站调节结果，是现有空调系统调节方法的重要补充；当仅有现有调节方式工作时，如利用室内温度调节、利用水系统的温差或压差调节时，系统调节后负荷与调节前负荷比值为; 当仅利用天气预报和本地气象站调节时，系统调节后负荷与调节前负荷比值为;则系统调节后总体负荷变化比值为，为一个综合调
节结果。
38.实施例一：如图2所示，下面以中央空调夏季制冷工况下天气预报的温度应用为实例，详细阐述天气预报在中央空调中的调节作用。
39.中央空调管理平台采集当地项目的天气预报的区间温度变化数值，求出未来室外温度变化率，其中是天气预报中单位时间后温度，为天气预报中单位时间开始的温度。根据单位时间内未来温度变化率，做如下判断和操作：当时，对5分钟、10分钟、15分钟等每隔5分钟的单位时间间隔的未来温度变化率进行定量分析，当%时，每增加1%，当前负荷降低0.5%；每减少1%，当前负荷降低0.2%，直到不满足条件为止；当%时，维持当前设备工况，保持当前负荷输出不变。
40.当时，对5分钟、10分钟、15分钟等每隔5分钟的单位时间间隔的未来温度变化率进行定量分析，维持当前设备工况，保持当前负荷输出不变。
41.当时，对5分钟、10分钟、15分钟等每隔5分钟的单位时间间隔的未来温度变化率进行定量分析，当%时，每增加1%，当前负荷增加0.5%；每减少1%，当前负荷增加0.2%，直到不满足条件为止；当%时，维持当前设备工况，保持当前负荷输出不变。
42.依此进行动态调节，直到末端负荷和机房能量输出达到相等并维持平衡为止；重复进行采集当地项目的天气预报，继续进行上述步骤操作。
43.实施例二：如图3所示，下面以中央空调夏季制冷工况下本地气象站的温度应用为实例，详细阐述本地气象站在中央空调中的调节作用。
44.在项目安装调试后试运行时，进行大量场景测试工作，建立各种室外温度与输出冷/热量的最佳对应关系，形成末端负荷与设定温度关联对应表。上述表格存储在中央空调管理平台中。
45.具体的，项目正式运行时，中央空调管理平台采集本地气象站传输的数据，与中央空调管理平台内部存储中对应表进行对比，求出室外温度偏离值，其中
是当前室外实际温度，为中央空调管理平台内存储的预设温度。根据单位时间内温度偏离值，做如下判断和操作：当时，对5分钟、10分钟、15分钟等每隔5分钟的单位时间间隔的温度偏离值进行定量分析，当时，每增加0.1℃，当前负荷降低0.25%；每减少0.1℃，当前负荷降低0.1%，直到不满足条件为止；当时，维持当前设备工况，保持当前负荷输出不变。
46.当时，对5分钟、10分钟、15分钟等每隔5分钟的单位时间间隔的温度偏离值进行定量分析，维持当前设备工况，保持当前负荷输出不变。
47.当时，对5分钟、10分钟、15分钟等每隔5分钟的单位时间间隔的温度偏离值进行定量分析，当时，每增加0.1℃，当前负荷增加0.25%；每减少0.1℃，当前负荷增加0.1%；直到不满足条件为止；当时，维持当前设备工况，保持当前负荷输出不变。
48.依此进行动态调节，直到末端负荷和机房能量输出达到相等并维持平衡为止；重复进行采集本地气象站参数，继续进行上述步骤操作。
49.同时在实施例一和实施例二中，天气预报和本地气象站的调节结果与中央空调系统的其他调节措施是相互作用的。当根据温度变化率调节时，得出当前负荷需增加0.5%；根据温度偏离值调节时，得出当前负荷需增加0.1%；当根据水系统温差/压差/室内温差等方式调节时，当前负荷需减少5%；综合得出系统负荷变化后值与系统负荷变化前值之间关系为：即中央空调系统综合输出负荷需要减少4.43%。这样就保证了负荷调节的精确性和合理性。
50.本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。