筑负荷确定；控制室温 根据仿真需求确定；
[0073] 步骤S4,设定水栗部分；其中水栗的流量和功率根据建筑负荷确定；
[0074] 步骤S5,设定变流量控制部分；其中变流量控制部分采取温差多级控制的方式控 制流量的档位；利用多级控制器实现对水栗流量控制表述如下：
[0075] 控制器可以输出多个控制信号，分别用S1, S2, S3......3"表不；对于每一个控制信号 Sn，都相当于一个启停控制，存在如下关系：
[0076] 若SJI先为1，则：
[0078] 若SJI先为0,则：
[0080] 其中：T为控制参数，在本模型中为空气源热栗的供回水温差；Tn为控制信号S "所 对应的温度控制点；A T为死区温度。
[0081] 如果设置控制信号数量为4个，同时设置T1ST2ST 3< T4，且Tn-Tn > ΔΤ，则随 着温度的升高，S1, S2, S3, S4将会依次置1，即四个控制信号共有5个状态：(0,0,0,0)，（1， 0,0,0)，（1，1，0,0)，（1，1，1，0)，（1，1，1，1)。这可以对应于流量的 5 个档位。
[0082] 步骤S6,设定空气源热栗部分；其中空气源热栗的额定制冷量根据建筑负荷确 定；
[0083] 步骤S7,设定模拟结果输出部分；其中数据输出的表征量为室内外的温度变化曲 线、空气源热栗的功率和制冷量、水栗的功率及流量、空气源热栗和空调系统的C0P。其中：
[0084] 数据输出的表征量空气源热栗的制冷量的表达式为：
[0085] Qheat= C P Q w (tln-t〇ut)
[0086] 式中：
[0087] c--水的比热容，取为4. 2kX/(kg · °C );
[0088] p--水的密度，取1000kg/m3;
[0089] Qw--水栗流量，m3/h ;
[0090] tout--空气源热栗的供水温度，。C ;
[0091] tin--空气源热栗的回水温度，°C ;
[0092] 数据输出的表征量空气源热栗的COP的表达式为：
[0093] COPashp - Q heat/PASHP
[0094] 式中：
[0095] Pashp--空气源热栗机组的功率，kW ;
[0096] 数据输出的表征量空调系统的COP的表达式为：
[0097] Copsysteni= q heay(pASHP+p,p)
[0098] 式中：
[0099] Ppunp--水栗的功率，kW ;
[0100] 下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：
[0101] 图1为依照上海某空气源热栗空调系统所建立的系统仿真模型。建立该空气源热 栗空调系统需要设定气象参数输入部分、建筑参数输入部分、风机盘管部分、水栗部分、变 流量控制部分、空气源热栗部分以及模拟结果输出部分这7个部分。具体的建模过程也按 照以下7个步骤进行：
[0102] 第一步，设定气象参数输入部分。系统所在地处于上海，因此调用上海当地的TMY2 气象参数文件；实际建筑正门方向为南偏东12°，因此建筑4个表面的太阳福射方位角设 为-12。 、78。 、168。 、-102。；
[0103] 第二步，设定建筑参数输入部分。建筑共分为19个区域；建筑总面积为520m2,总 体积为1647m 3,照明总负荷为4520W，设备总负荷为6027W，人员总负荷为53人。设置时间 表使得建筑只在工作日的8 :00-18 :00存在负荷；
[0104] 第三步，设定风机盘管部分；每个建筑区域设置一个或多个风机盘管；每个风机 盘管的风量取850m 3;控制室温为26°C
[0105] 第四步，设定水栗部分；根据建筑负荷情况，取水栗流量的5个档位为7m3/h、 8. 25m3/h、9. 5m3/h、10. 75m3/h、12m3/h ;对应的功率为 0· 9kW、l. 2kW、l. 5kw、l. 8kW、2. IkW ;
[0106] 第五步，设定变流量控制部分；设置供回水温差控制点T1, T2, T3, 1\为4°C、5°C、 6°C、7°C，死区温度ΔΤ为1°C ;控制策略为：空气源热栗的供回水温差越大，水栗的流量也 越大；
[0107] 第六步，设定空气源热栗部分；根据建筑负荷，选用的空气源热栗的额定制冷量为 78. 4kW，名义 COP 为 3. 21 ;
[0108] 第七步，设定模拟结果输出部分；其中包括室内外的温度变化曲线、空气源热栗的 功率和制冷量、水栗的功率及流量、空气源热栗和空调系统的COP。
[0109] 模拟仿真结果如图2至图6所示，其中图2为室内外的温度变化曲线，图3为空气 源热栗的制冷量，图4为空气源热栗的功率，图5为水栗的流量，图6为空气源热栗和空调 系统的C0P。
[0110] 本实施例提供的基于TRNSYS的空气源热栗空调系统模型，包括以下几个部分：气 象参数输入部分，设置气象参数；建筑参数输入部分，设定建筑参数，包括建筑面积、建筑负 荷等；风机盘管部分，设定风机盘管的风量和功率；水栗部分，设定水栗的流量和功率；变 流量控制部分，控制水栗的流量变化；空气源热栗部分，设定空气源热栗的额定制冷量、名 义COP ;模拟结果输出部分，用于输出模拟结果。本实施例利用TRNSYS软件，设计了空气源 热栗空调系统模型。模型的模拟结果与系统的实际运行情况吻合良好，充分展示了系统运 行的具体情况，为空气源热栗空调系统的设计、优化以及评估提供了依据。
[0111] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述 特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影 响本发明的实质内容。
【主权项】
1. 一种基于TRNSYS的空气源热栗空调系统模型，其特征在于，基于TRNSYS平台设计， 包括：气象参数输入部分、建筑参数输入部分、风机盘管部分、水栗部分、变流量控制部分、 空气源热栗部分以及模拟结果输出部分；其中： 所述气象参数输入部分用于设置气象参数； 所述建筑参数输入部分用于设置建筑参数； 所述风机盘管部分用于设定风机盘管的风量以及控制室温； 所述水栗部分用于设定水栗的流量和功率； 所述变流量控制部分用于控制水栗的流量变化； 所述空气源热栗部分用于设定空气源热栗的额定制冷量、名义COP; 所述模拟结果输出部分，用于输出空气源热栗部分的空气源热栗的额定制冷量和名义COP模拟结果。2. -种权利要求1所述的基于TRNSYS的空气源热栗空调系统模型的建模方法，其特征 在于，包括如下步骤： 步骤S1，设定气象参数输入部分；其中根据仿真需求选用不同的气象参数文件； 步骤S2,设定建筑参数输入部分；其中建筑可以分为多个区域；所有建筑参数根据仿 真需求进行输入；工作时间和非工作时间的建筑负荷用时间表区分； 步骤S3,设定风机盘管部分；其中风机盘管的风量根据建筑负荷确定；控制室温根据 仿真需求确定； 步骤S4,设定水栗部分；其中水栗的流量和功率根据建筑负荷确定； 步骤S5,设定变流量控制部分；其中变流量控制部分采取温差多级控制的方式控制流 量的档位； 步骤S6,设定空气源热栗部分；其中空气源热栗的额定制冷量根据建筑负荷确定； 步骤S7,设定模拟结果输出部分；其中数据输出的表征量为室内外的温度变化曲线、 空气源热栗的功率和制冷量、水栗的功率及流量、空气源热栗的COP和空调系统的COP。3. 根据权利要求2所述的基于TRNSYS的空气源热栗空调系统模型的建模方法，其特征 在于，所述步骤S5中，利用多级控制器实现对水栗流量控制，表述如下： 控制器输出多个控制信号Sn，η为自然数；对于每一个控制信号Sn，都相当于一个启停 控制，存在如下关系： 若SJI先为1，则：若SJI先为〇，则：其中：τ为控制参数，采用空气源热栗的供回水温差；τη为控制信号对应的温度控 制点；ΔΤ为死区温度。4. 根据权利要求3所述的基于TRNSYS的空气源热栗空调系统模型的建模方法，其特征 在于，设置控制信号数量为4个，分别记为SpS2、S3、S4，同时设置4个控制信号所对应的温 度控制点为?\、Τ2、Τ3、Τ4，?\ <T2<T3 <T4，且Tn-Tni彡ΔT，其中，η取2、3、4，则随着温度 的升高，SpS2、S3、S4将会依次置1，即四个控制信号共有5个状态：(0,0,0,0)、（1，0,0,0)、 (1，1，0,0)、（1，1，1，0)、（1，1，1，1)，这5个状态对应于流量的5个档位。5. 根据权利要求2所述的基于TRNSYS的空气源热栗空调系统模型的建模方法，其特征 在于，所述步骤S7中： 数据输出的表征量中，空气源热栗的制冷量的表达式Qhf3at为： Qheat-C PQw(tin_t〇ut) 式中： C--水的比热容，取为4. 2kX/(kg·°C); P--水的密度，取l〇〇〇kg/m3; Qw--水栗流量，m3/h; tout一一空气源热栗的供水温度，°C;tin一一空气源热栗的回水温度，°C; 数据输出的表征量中，空气源热栗的COP的表达式C0PASHPS: COPaSHP - Q heat/PASHP 式中： Pashp一一空气源热栗机组的功率，kw; 数据输出的表征量中，空调系统的COP的表达式c〇psysteniS: COPsystem -Q heat/ (PASHP+Ppump) 式中： Ppump--水泵的功率，kW。
【专利摘要】本发明提供了一种基于TRNSYS的空气源热泵空调系统模型，包括以下几个部分：气象参数输入部分，设置气象参数；建筑参数输入部分，设定建筑参数，包括建筑面积、建筑负荷等；风机盘管部分，设定风机盘管的风量和功率；水泵部分，设定水泵的流量和功率；变流量控制部分，控制水泵的流量变化；空气源热泵部分，设定空气源热泵的额定制冷量、名义COP；模拟结果输出部分，用于输出模拟结果。本发明利用TRNSYS软件，设计了空气源热泵空调系统模型。模型的模拟结果与系统的实际运行情况吻合良好，充分展示了系统运行的具体情况，为空气源热泵空调系统的设计、优化以及评估提供了依据。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105260512
【申请号】CN201510612922
【发明人】翟晓强, 张晓林, 徐鹏飞
【申请人】上海交通大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月23日