用于空调能效比管理的设备管理方法、装置和空调系统与流程

本公开涉及电器技术领域，特别是一种设备管理方法、装置和空调系统。

背景技术：

能效是检验电器节能环保性能的指标。以空调为例，目前国内销售的空调都有“中国能效标识”(chinaenergylabel)字样的彩色标签，将空调的能效比分为1、2、3共3个等级。

目前中央空调系统实际运行能效普遍偏低，若考虑由冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等设备组成的制冷机房，其系统能效比普遍小于3.5。

技术实现要素：

本公开的一个目的在于提高设备运行状态监测的准确度。

根据本公开的一个方面，提出一种设备管理方法，包括：建立设备逐时模拟模型；基于设备性能衰减参数，根据逐时模拟模型获取设备长期运行承诺能效比；根据长期运行承诺能效比确定设备的运行状态是否异常。

在一些实施例中，根据长期运行承诺能效比确定设备的运行状态是否异常包括：根据长期运行承诺能效比确定当前的承诺能效比；若实际能效比小于当前的承诺能效比，则发出告警。

在一些实施例中，建立逐时模拟模型包括：根据设计方案建立设备的逐时模拟模型；根据逐时模拟模型的模拟结果修改设计方案以使设计承诺能效比大于目标能效比；将设计方案的更新同步至逐时模拟模型。

在一些实施例中，设备管理方法还包括，在完成设备设计和制造后：获取设备在实测下的全工况性能数据；根据全工况性能数据做短步长动态仿真，获取保证设备的能效比达到承诺能效比的设备的控制策略，以便安装后的设备按照控制策略运行。

在一些实施例中，设备管理方法还包括，在完成设备安装后：获取设备的实际运行参数；根据实际运行参数修正逐时模拟模型。

在一些实施例中，设备管理方法还包括：根据修正后的逐时模拟模型修正设计承诺能效比，获取实际承诺能效比；根据实际承诺能效比确定设备的运行状态是否正常。

在一些实施例中，实际运行参数包括实际能效比，和系统负荷率、气象参数或运行模式中的一项或多项。

通过这样的方法，能够基于通过逐时模拟模型获得设备个性化的长期运行承诺能效比，进而以该能效比为基准判断设备的运行状态，从而将设备的老化情况考虑在内，提高设备异常状态判断的准确度，也有利于准确度确定设备维护时机。

根据本公开的另一些实施例的一个方面，提出一种设备管理装置，包括：设计单元，被配置为建立设备逐时模拟模型；能效比获取单元，被配置为基于设备性能衰减参数，根据逐时模拟模型获取设备长期运行承诺能效比；运行状态确定单元，被配置为根据长期运行承诺能效比确定设备的运行状态是否异常。

在一些实施例中，设计单元被配置为：根据设计方案建立设备的逐时模拟模型；根据逐时模拟模型的模拟结果修改设计方案以使设计承诺能效比大于目标能效比；将设计方案的更新同步至逐时模拟模型。

在一些实施例中，设备管理装置还包括：出厂测试单元，被配置为在完成设备设计和制造后：获取设备在实测下的全工况性能数据；根据全工况性能数据做短步长动态仿真，获取保证设备的能效比达到承诺能效比的设备的控制策略，以便安装后的设备按照控制策略运行。

在一些实施例中，设备管理装置还包括：调适单元，被配置为在完成设备安装后：获取设备的实际运行参数；根据实际运行参数修正逐时模拟模型。

在一些实施例中，能效比获取单元还被配置为根据修正后的逐时模拟模型修正设计承诺能效比，获取实际承诺能效比；运行状态确定单元还被配置为根据实际承诺能效比确定设备的运行状态是否正常。

根据本公开的又一些实施例的一个方面，提出一种设备管理装置，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令上文中任意一种设备管理方法。

这样的装置能够基于通过逐时模拟模型获得设备个性化的长期运行承诺能效比，进而以该能效比为基准判断设备的运行状态，从而将设备的老化情况考虑在内，提高设备异常状态判断的准确度，也有利于准确度确定设备维护时机。

根据本公开的再一些实施例的一个方面，提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时上文中任意一种设备管理方法的步骤。

通过执行计算机可读存储介质上的指令，能够基于通过逐时模拟模型获得设备个性化的长期运行承诺能效比，进而以该能效比为基准判断设备的运行状态，从而将设备的老化情况考虑在内，提高设备异常状态判断的准确度，也有利于准确度确定设备维护时机。

另外，根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种空调系统，包括：上文中任意一种设备管理装置。

在一些实施例中，空调系统还包括空调，被配置为在设备管理装置的控制下运行，并向设备管理装置提供运行参数。

这样的空调系统能够基于通过逐时模拟模型获得设备个性化的长期运行承诺能效比，进而以该能效比为基准判断设备的运行状态，从而将设备的老化情况考虑在内，提高设备异常状态判断的准确度，也有利于准确度确定设备维护时机。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开的设备管理方法的一些实施例的流程图。

图2为本公开的设备管理方法的另一些实施例的流程图。

图3为本公开的设备管理装置的一些实施例的示意图。

图4为本公开的设备管理装置的另一些实施例的示意图。

图5为本公开的设备管理装置的又一些实施例的示意图。

图6为本公开的空调系统的一些实施例的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。

本公开的设备管理方法的一些实施例的流程图如图1所示。

在步骤101中，建立设备逐时模拟模型。在一些实施例中，可以针对已有的空调构建逐时模拟模型。在另一些实施例中，可以基于设计方案建立设备逐时模拟模型。在一些实施例中可以根据空调的目标能效比进行设计，设计的承诺能效比可以略高于目标能效比。由于设备的高能效比往往会带来较高的造价，因此可以基于预计成本尽可能提高设计承诺能效比。

在步骤102中，基于设备性能衰减参数，根据逐时模拟模型进行能耗模拟，获取设备长期运行承诺能效比。在一些实施例中，可以对设备逐年性能衰减进行合理规定，基于设备当前的实际情况进行合理修正。例如，在长期运行中，空调系统能效可能呈现下降的趋势。原因是多方面的，比如：冷水机组性能衰减、空调系统水质变差等在承诺时，可以随着运行时间的增加做适当的修正，比如分为第1年、第2～3年、第3～5年，第5～10年等。

在步骤103中，基于长期运行承诺能效比确定设备的运行状态是否异常。在一些实施例中，可以根据修正后的长期运行承诺能效比确定当前的承诺能效比，如当前为设备运行的第3年，则以长期运行承诺能效比中第三年的值作为当前的承诺能效比。在一些实施例中，可以定期分析系统实际运行能效是否合理，若实际能效比小于当前的承诺能效比，则预计设备发生了异常现象，发出告警，以便及时进行设备维护。在一些实施例中，若实际能效比不小于当前的承诺能效比，则设备处于正常运行状态，其能效比的衰减大多由于设备正常老化产生。

通过这样的方法，能够基于通过逐时模拟模型获得设备个性化的长期运行承诺能效比，进而以该能效比为基准判断设备的运行状态，从而将设备的老化情况考虑在内，提高设备异常状态判断的准确度，也有利于准确度确定设备维护时机。

在一些实施例中，由于实际安装中可能会出现施工过程没有完全按照设计图纸施工，导致能效降低，或者购买相同机组设备的不同甲方采用的水系统管路、水泵、冷却塔、末端等不同，以及设备运行环境，如建筑负荷、气候的不同，能效比会产生差异，因此在完成设备安装后，可以基于实际运行数据修正逐时模拟模型和承诺能效比，并在修正后的逐时模拟模型的基础上生成长期承诺能效比，从而保证模型与设备状况的吻合程度，提高长期承诺能效比的合理性和与设备的匹配程度，提高异常状态确定的准确性。

本公开的设备管理方法的另一些实施例的流程图如图2所示。

在步骤201中，根据设计方案建立设备的逐时模拟模型。

在步骤202中，根据逐时模拟模型的模拟结果修改设计方案以使设计承诺能效比大于目标能效比。在一些实施例中，可以通过优化系统设计参数，提高设备选型能效，优化水管路系统设计等措施提高能效比。能效的提高往往需要投入更多的设备成本，而且成本随能效往往呈指数级增加。且从技术的角度，难免出现设备性能达不到、施工过程没有完全按照设计图纸施工，导致能效降低。因此，综合考虑成本与技术风险，设计承诺值一般略高于甲方要求的系统最低能效。

在步骤203中，将设计方案的更新同步至逐时模拟模型，从而保证逐时模拟模型与设备设计状态一致。

在一些实施例中，可以重复执行步骤202和步骤203，不断的优化设计并更新逐时模拟模型，采用更新后的逐时模拟模型进行验证，直至达到设计承诺能效比大于目标能效比，或在达到目标能效比的基础上能够尽可能减少能本。

在完成设计后，进行设备生产。设备完成生产后执行步骤204进行出厂前的测试。

在步骤204中，获取设备在实测下的全工况性能数据。在一些实施例中，可以获取设备在全工况下的性能曲线。

在步骤205中，根据全工况性能数据做短步长动态仿真，获取保证设备的能效比达到承诺能效比的设备的控制策略。在一些实施例中，控制策略的优化具体可以包括：以冷机能效特性为核心，解决冷却系统能效耦合问题，优化调节冷却水泵台数与频率、冷却塔风机台数与频率等，实现冷却水泵、冷却塔风机、冷机的能耗之和最低；按需调节冷冻水泵台数与频率，降低水泵能耗；根据建筑负荷与冷机性能曲线，按需调节冷机台数及出水温度，降低机组能耗；采用风水联动控制技术，通过空调末端(如：空气处理机组)精准预测建筑负荷变化，按需调节系统设备冷量输出。

在一些实施例中，可以以设备的说明书参数、预计的符合和天气等情况作为模型仿真运行的参数值，实现仿真运行。在一些实施例中，可以根据全工况数据建立设备短步长动态仿真模型(如以10s步长为例)，并将模型与群控系统连接，将群控系统置于趋近于真实的设备模拟环境中实时运行，群控系统发出控制命令(例如：冷机启停、水泵频率、冷机设定水温等)给动态仿真模型，10s后，动态仿真模型根据群控命令，计算出相应的运行参数(如：水温度、流量、压力、功率、冷负荷等)，反馈回群控系统；群控系统根据运行参数及控制策略，更新控制命令，再发给动态仿真模型，再过10s后，模型通过计算更新相应的运行参数，再反馈回群控系统，如此循环，在运行过程中调整控制策略，基于设备工作状态得到优选的控制策略。记录得到的控制策略作为设备在实际运行时的控制策略，从而使设备的控制策略符合设备的个性化需要。

以中央空调系统为例，在出厂前，厂家只能测试冷水机组全工况能效，冷水机组是空调系统的核心组成部分，而在完成水泵、冷却塔、管路等之前，难以实现整体的运行测试。通过建立模型(冷水机组性能用实测曲线，水泵、冷却塔等其他设备采用设备说明书的参数，负荷、天气等采用虚拟值)，模拟不同工况下空调系统的实际运行，对中央空调系统的能效进行仿真测试，确保满足能效比要求。

在完成设备的出厂测试后，将设备安装在目标位置。由于安装环境、安装工艺、操作误差等，设备的实际能效比会产生影响。在完成安装后，执行步骤206。

在步骤206中，获取设备的实际运行参数。在一些实施例中，运行参数可以包括实际能效比。在一些实施例中，运行参数还包括系统负荷率、气象参数、运行模式等信息中的一项或多项。

在步骤207中，根据实际运行参数修正逐时模拟模型，从而使逐时模拟模型的状态与设备实际状态相符。

在步骤208中，根据修正后的逐时模拟模型修正设计承诺能效比，获取实际承诺能效比。在一些实施例中，可以利用修正后的模型进行仿真运行，得到设备在实际的安装和运行状态下能够达到的能效比，并以此来修正承诺能效比。在一些实施例中，还可以根据实际能效比，修正设计承诺能效比。

在一些实施例中，基于现场实测结果，校核设备能效达到厂家标称值，以及系统运行参数达到设计要求，确保设备实际运行的能效比达到调适修正后的承诺值。

在步骤209中，基于设备性能衰减参数，根据逐时模拟模型修正设备长期运行承诺能效比。

在步骤210中，判断实际能效比是否大于等于当前的承诺能效比。若实际能效比大于等于当前的承诺能效比，则执行步骤211；否则，执行步骤210。在一些实施例中，可以统计一段时间内的实际制冷量和耗电量，如统计年累计制冷量和耗电量，计算得到实际能效比。

在步骤211中，确定设备运行状态正常。

在步骤212中，确定设备运行状态异常，异常状况可能由设备故障引起。在一些实施例中，可以发出告警信息提醒进行设备维护。在一些实施例中，还可以通过修改控制参数的方式优化当前的实际能效比。

通过这样的方法，能够从设计、测试、调适和长期运行的各个环节中保证逐时模拟模型与设备状态同步，从而在尽可能保证达到目标能效比的同时，也考虑到设备的实际状况得到其各个时刻合理的能效比，基于该能效比来衡量设备运行状态，提高设备异常状态判定的准确度，优化设备的控制策略。另外，还能够在设计、出厂、施工、调试、运行全过程统一管理系统能效，便于考核各个环节的操作水平，确保在长期运行状态下不偏离承诺能效比，实现长期高效稳定运行。

本公开的设备管理装置的一些实施例的示意图如图3所示。

设计单元301能够建立设备逐时模拟模型。在一些实施例中，可以针对已有的空调构建逐时模拟模型。在另一些实施例中，可以基于设计方案建立设备逐时模拟模型。在一些实施例中，可以根据空调的目标能效比进行设计，设计的承诺能效比可以略高于目标能效比。

能效比修正单元302能够基于设备的设计方案建立设备逐时模拟模型。在一些实施例中，可以根据空调的目标能效比进行设计，设计的承诺能效比可以略高于目标能效比。

运行状态确定单元303能够基于长期运行承诺能效比确定设备的运行状态是否异常。在一些实施例中，若实际能效比小于当前的承诺能效比，则预计设备发生了异常现象，发出告警，以便及时维护设备；若实际能效比不小于当前的承诺能效比，则设备处于正常运行状态，其能效比的衰减大多由于设备正常老化产生。

这样的装置能够基于通过逐时模拟模型获得设备个性化的长期运行承诺能效比，进而以该能效比为基准判断设备的运行状态，从而将设备的老化情况考虑在内，提高设备异常状态判断的准确度，也有利于准确度确定设备维护时机。

在一些实施例中，设计单元301能够根据设计方案建立设备的逐时模拟模型，并根据逐时模拟模型的模拟结果修改设计方案以使设计承诺能效比大于目标能效比。在一些实施例中，可以通过优化系统设计参数，提高设备选型能效，优化水管路系统设计等措施提高能效比。设计单元301将设计方案的更新同步至逐时模拟模型，从而保证逐时模拟模型与设备设计状态一致。在一些实施例中，设计单元301可以不断的优化设计并更新逐时模拟模型，采用更新后的逐时模拟模型进行验证，直至达到设计承诺能效比大于目标能效比，或在达到目标能效比的基础上能够尽可能减少能本。

在一些实施例中，如图3所示，设备管理装置还可以包括出厂测试单元304，能够在完成设备设计和制造后，获取设备在实测下的全工况性能数据；根据全工况性能数据做短步长动态仿真，获取保证设备的能效比达到承诺能效比的设备的控制策略。

这样的设备管理装置能够通过模拟的方式进行仿真运行，与相关技术中出厂测试只是针对冷水机组的测试相比，能够实现对空调系统性能的更加全面、准确的把握，使设备的控制策略符合设备的个性化需要。

在一些实施例中，如图3所示，设备管理装置还可以包括调适单元305，能够在完成设备安装后，获取设备的实际运行参数，并根据实际运行参数修正逐时模拟模型，从而使逐时模拟模型的状态与设备实际状态相符。

在一些实施例中，能效比获取单元302还能够根据修正后的逐时模拟模型修正设计承诺能效比，获取实际承诺能效比。在一些实施例中，可以利用修正后的模型进行仿真运行，得到设备在实际的安装和运行状态下能够达到的能效比，并以此来修正承诺能效比。在一些实施例中，还可以根据实际能效比，修正设计承诺能效比。运行状态确定单元303还能够根据实际承诺能效比判断设备的运行状态是否正常。

这样的系统能够从设计、测试、调适和长期运行的各个环节中保证逐时模拟模型与设备状态同步，从而在尽可能保证达到目标能效比的同时，也考虑到设备的实际状况得到其各个时刻合理的能效比，基于该能效比来衡量设备运行状态，提高设备异常状态判定的准确度，有助于优化设备的控制策略，确保在长期运行状态下不偏离承诺能效比，实现长期高效稳定运行。

本公开设备管理装置的一个实施例的结构示意图如图4所示。设备管理装置包括存储器401和处理器402。其中：存储器401可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储上文中设备管理方法的对应实施例中的指令。处理器402耦接至存储器401，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器402用于执行存储器中存储的指令，能够提高设备异常状态判断的准确度，也有利于准确度确定设备维护时机。

在一个实施例中，还可以如图5所示，设备管理装置500包括存储器501和处理器502。处理器502通过bus总线503耦合至存储器501。该设备管理装置500还可以通过存储接口504连接至外部存储装置505以便调用外部数据，还可以通过网络接口506连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)。此处不再进行详细介绍。

在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，能够提高设备异常状态判断的准确度，也有利于准确度确定设备维护时机。

在另一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现设备管理方法对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开还提出一种空调系统，包括上文中提到的任意一种设备管理装置。在一些实施例中，设备管理装置从空调的设计开始，包括出厂测试、安装调适的过程中，均进行监管，如在设计阶段，通过优化系统设计参数、设备选型、管路设计等，达到系统能效比承诺值；在出厂阶段，通过优化系统控制策略，确保设备出厂时满足设计时承诺系统能效比；在调适阶段，校核设备能效达到厂家标称值，以及系统运行参数达到设计要求，确保空调系统实际运行系统能效比达到调适修正后的承诺值；在长期运营阶段，对可能出现的故障与设备低效运行进行预警，提出维护保养的要求，并优化系统控制策略。

这样的空调系统能够基于通过逐时模拟模型获得设备个性化的长期运行承诺能效比，进而以该能效比为基准判断设备的运行状态，从而将设备的老化情况考虑在内，提高设备异常状态判断的准确度，也有利于准确度确定设备维护时机。

在一些实施例中，本公开的空调系统如图6所示。空调系统还包括空调62，如中央空调等，能够在设备管理装置的控制下运行，并向所述设备管理装置提供运行参数。通过全生命周期能效及健康管理，确保空调系统在设计、施工、调适、长期运营的全过程，均达到统一的系统能效比承诺水平，实现长期高效运行。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本公开的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本公开技术方案的精神，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。