一种HTM效率寻优控制方法、装置及系统与流程

本发明涉及热平衡控制
技术领域：
，尤其涉及一种htm效率寻优控制方法、装置及系统。
背景技术：
：冷水机是一种通过蒸汽压缩或吸收式循环达到制冷效果的机器。这些液体能够流过热交换器到达对空气或设备降温的目的。蒸汽压缩冷水机组包括四个主要组成部分的蒸汽压缩式制冷循环(压缩机，蒸发器，冷凝器，部分计量装置的形式)，这些机器可以实现不同的制冷剂。现有技术中，在进行控制的时候，并没有对系统中的各个环节工况进行考虑得到最优处理方案，由此造成最优工况与实际工况之间存在较大差距，工况寻优结果不够准确，导致整个系统转换效率不高。因此，上述技术问题需要解决。技术实现要素：为了克服现有技术的不足，本发明提出一种htm效率寻优控制方法、装置及系统，旨在解决工况寻优结果不够准确，导致整个系统转换效率不高的问题。为了解决上述的技术问题，本发明提出的基本技术方案为：第一方面，本发明提供一种htm效率寻优控制方法，包括以下步骤：获取当前时刻用于描述htm体系热平衡的控制参数；计算达到热平衡时的当前转换效率；比较得到所述当前转换效率与现有内存空间中的最大转换效率的大小关系；根据所述大小关系改变所述控制参数，重复上述步骤，直至所述当前转换效率大于现有内存空间中的最大转换效率；存储所述当前转换效率对应的状态信息于内存空间，形成所述当前转换效率对应的数据模块。进一步的，在所述获取当前时刻用于描述htm体系热平衡的控制参数之前，还包括：预设内存空间的容量；对所述内存空间进行格式化处理。其中，所述根据所述大小关系改变所述控制参数，重复上述步骤，直至所述当前转换效率大于现有内存空间中的最大转换效率，包括：若所述当前转换效率小于所述现有内存空间中的最大转换效率，增大或减小所述控制参数，再次计算达到热平衡时的转换效率，直至新的热平衡点对应的转换效率大于所述现有内存空间中存储的最大转换效率。其中，所述存储所述当前转换效率对应的状态信息于内存空间，形成所述当前转换效率对应的数据模块，包括：存储所述当前转换效率对应的状态信息于内存空间的最大转换效率的上一位点，形成所述当前转换效率对应的数据模块。其中，所述存储所述当前转换效率对应的状态信息于内存空间，形成所述当前转换效率对应的数据模块，包括：计算所述当前转换效率与所述内存空间中存储的最大转换效率之间的差值；若所述差值大于等于0.1％，则存储当前转换效率与其对应的状态信息之间的对应关系于所述内存空间内的最大转换效率的上一位点；若所述差值小于0.1％，则不存储。第二方面，本发明提供一种htm效率寻优控制装置，包括：获取模块，用于获取当前时刻用于描述htm体系热平衡的控制参数；计算模块，用于计算达到热平衡时的当前转换效率；比较模块，用于比较得到所述当前转换效率与现有内存空间中的最大转换效率的大小关系；调整模块，用于根据所述大小关系改变所述控制参数，重复获取模块、计算模块和比较模块的工作，直至所述当前转换效率大于现有内存空间中的最大转换效率；存储模块，用于存储所述当前转换效率对应的状态信息于内存空间，形成所述当前转换效率对应的数据模块。进一步的，该htm效率寻优控制装置还包括：预设模块，用于在获取模块之前预设内存空间的容量；格式化模块，用于对所述内存空间进行格式化处理。其中，所述调整模块，具体用于：若所述当前转换效率小于所述现有内存空间中的最大转换效率，增大或减小所述控制参数，再次计算达到热平衡时的转换效率，直至新的热平衡点对应的转换效率大于所述现有内存空间中存储的最大转换效率。其中，所述存储模块，具体用于：存储所述当前转换效率对应的状态信息于内存空间的最大转换效率的上一位点，形成所述当前转换效率对应的数据模块。其中，所述存储模块，具体用于：计算所述当前转换效率与所述内存空间中存储的最大转换效率之间的差值；若所述差值大于等于0.1％，则存储当前转换效率与其对应的状态信息之间的对应关系于所述内存空间内的最大转换效率的上一位点；若所述差值小于0.1％，则不存储。第三方面，本发明提供一种热平衡控制系统，用于蒸发器回路的阀门控制，该蒸发器回路包括蒸发器以及连通蒸发器输入口和输出口的回路，在输入口一端的回路上设置蒸发器回路阀门，该蒸发器和蒸发器回路阀门由控制器控制，包括：传感器组件，用于检测htm体系中各个控制参数；温度传感器，用于检测所述蒸发器输入口、输出口及外界环境的温度；执行器，用于配置控制参数；控制模块，其分别和传感器组件、温度传感器、执行器连接；所述控制模块包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够用于执行如权利要求1至5任一项所述的htm效率寻优控制方法。本发明的有益效果是：本发明提供一种htm效率寻优控制方法、装置及系统。该方法包括：获取当前时刻用于描述htm体系热平衡的控制参数；计算达到热平衡时的当前转换效率；比较得到所述当前转换效率与现有内存空间中的最大转换效率的大小关系；根据所述大小关系改变所述控制参数，重复上述步骤，直至所述当前转换效率大于现有内存空间中的最大转换效率；存储所述当前转换效率对应的状态信息于内存空间，形成所述当前转换效率对应的数据模块。本发明的技术方案中，通过控制参数的改变，得到热平衡时最大的转换效率对应的状态信息，即得到最优的工况数据。该方案实现了效率的自动寻优，能够根据环境状态将实时的最优工况记录存储以备整个系统的工况选择使用，以此达到了提高热效率，降低能耗的作用。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例一提供的一种htm效率寻优控制方法的方法流程图。图2为本发明实施例二中饮水机系统的结构示意图。图3为本发明实施例二提供的一种htm效率寻优控制方法的方法流程图。图4为本发明实施例三提供的一种htm效率寻优控制装置的结构方框图。图5为本发明实施例四提供的一种htm效率寻优控制系统的结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称1蒸发器2压缩机3膨胀阀4冷凝器5蒸发器回路阀门100传感器组件200温度传感器300执行器400处理器500存储器具体实施方式下面将结合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的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。本技术方案适用于能量交换相关设备的热力学平衡控制。例如空调、锅炉、冰水机等能量交换机器中。本技术方案中，htm(hightemperaturetalentmachine)是高温智能机器，智能地把较低温热媒介抽取热能变换成高温热能，平衡地输出低温媒介和高温媒介，满足低温和高温需求应用。htm是热平衡机组，同时满足低温和高温应用的需求。主要用于热能循环利用系统，常用于冷水机、热能储备/利用系统。实施例一参照图1，本实施例提供一种htm效率寻优控制方法，包括以下步骤：s101，获取当前时刻用于描述htm体系热平衡的控制参数。s102，计算达到热平衡时的当前转换效率。s103，判断当前转换效率是否大于等于现有内存空间中的最大转换效率。s104，当前转换效率小于现有内存空间中的最大转换效率，改变所述控制参数，重复步骤s101-s103。s105，存储所述当前转换效率对应的状态信息于内存空间，形成所述当前转换效率对应的数据模块。本实施例中，通过控制参数的改变，得到热平衡时最大的转换效率对应的状态信息，即得到最优的工况数据。该方案实现了效率的自动寻优，能够根据环境状态将实时的最优工况记录存储以备整个系统的工况选择使用，以此达到了提高热效率，降低能耗的作用。实施例二在本实施例中，以冰水机为例进行说明。如图2所示，该冰水机系统包括蒸发器1、压缩机2、膨胀阀3和冷凝器4，同时该四个部分都连接至一个控制器，由控制器获取最佳工况并控制每个部分的工作。蒸发器1的回路上设置有蒸发器回路阀门5，该蒸发器回路阀门5设置有流量计用于检测其流量；而在蒸发器1的输入端和输出端均设置有温度传感器，这两个温度传感器和流量计以及蒸发器回路阀门5与控制器连接，实现数据的传输和控制。应当要理解，一个能量交换系统的热效率的高低是基于多种参数的，例如冰水机系统中，蒸发器1的输入温度、输出温度、流量等、同时压缩机2和膨胀阀3和冷凝器4的相对应参数也对整个系统产生重要的影响。因此，有必要对系统中的每个构件的工况进行优选。本实施例以蒸发器1为例进行说明获得最佳工况的方法。参照图3，本实施例提供一种htm效率寻优控制方法，包括以下步骤：s201，预设内存空间的容量。s202，对所述内存空间进行格式化处理。本实施例中，在一个新系统中应用的时候，在第一次进行寻优控制之前，先设定内存空间的容量，然后进行格式化处理。即避免内存空间中存储的数据对整个寻优过程造成不良影响。另外，当在不同的情况下使用的时候，也应当对之前寻优过程获取的数据进行格式化清除处理。s203，获取当前时刻用于描述htm体系热平衡的控制参数。本实施例中，控制参数包括蒸发器输入口的温度t1x和输出口的温度t2x，以及回路上流量vx和外界环境的温度tout。s204，计算达到热平衡时的当前转换效率ηx，具体的，所述ηx的数学函数关系式为：其中，q1为整个蒸发器回路用电所做的功，x取值为1、2、3.....；具体的，本公式中，以回路上流量vx为自变量，ηx为因变量。对以上公式进行求导，得到ηx’，当ηx’的值为零时，即达到了热平衡。s205，判断当前转换效率是否大于等于现有内存空间中的最大转换效率。s206，当前转换效率小于现有内存空间中的最大转换效率，改变所述控制参数，重复步骤s203-s205。具体的，若所述当前转换效率小于所述现有内存空间中的最大转换效率，增大或减小所述控制参数，再次计算达到热平衡时的转换效率，直至新的热平衡点对应的转换效率大于所述现有内存空间中存储的最大转换效率。s207，存储所述当前转换效率对应的状态信息于内存空间，形成所述当前转换效率对应的数据模块。优选的，存储所述当前转换效率对应的状态信息于内存空间的最大转换效率的上一位点，形成所述当前转换效率对应的数据模块。当然可以以任意标准进行插入内存空间，其目的在于能够朝着热效率最大的方向实时或得流量、输入温度和输出温度之间的最优工况参数，以提高热效率。具体的，计算所述当前转换效率与所述内存空间中存储的最大转换效率之间的差值；若所述差值大于等于0.1％，则存储当前转换效率与其对应的状态信息之间的对应关系于所述内存空间内的最大转换效率的上一位点；若所述差值小于0.1％，则不存储。本实施例中，所述状态信息包括蒸发器输入口的温度、输出口的温度、回路上流量、外界环境的温度、外界环境的风速、湿度等信息。另外需要说明的是，本实施例中使用的温度传感器、流量计应当具有足够的精度和灵敏度，以保证数据获取的实时性，同时每个传感器之间的响应时间也应当相当，不应出现过大的延迟，而导致数据的无效。新获取的热平衡点ηx值与存储在内存空间内η最大值比对，若大于存储于内存空间内的η最大值，则该新获取的热平衡点的ηx值对应的数据模块存储于该η最大值对应的数据模块的上一位点；若小于该最大值则不存储。该方法的作用是获取最大的热效率值；直到寻得最优工况为止。上述的方法是最理想的状态，即获取的每个热平衡点时的热效率值均是递增的，这样才能存储满该内存空间。以下将详细说明如何判断下一个热平衡点的ηx值大于现存内存空间的最大值以及如何控制蒸发器回路阀门的方法以保证实时对蒸发器的工况进行监控。首先，控制器将判断新获取的热平衡点ηx值是否大于现存于内存空间的热平衡点最大ηx值；即通过数学关系函数判断。若新获取的热平衡点ηx值小于现存于内存空间的热平衡点最大ηx值，则控制器控制蒸发器回路阀门增大或者减小流量；这样就能改变热平衡时的工况，然后控制器再次计算经过调整蒸发器回路阀门后的热平衡点的ηx值；再判断该再次计算得到的热平衡点ηx值是否大于存储在内存空间内的最大热平衡点ηx值，若该再次计算的热平衡点ηx值大于内存空间内的最大热平衡点ηx值则该再次计算的热平衡点ηx值对应的数据模块被存储至内存空间内的最大热平衡点ηx值的上一位点，且控制器继续增大或减小蒸发器回路阀门的流量。即若增大蒸发器回路阀门的流量使得ηx值变大了，则下一次改变热力学平衡工况时，控制器则增大蒸发器回路阀门的流量，若减小蒸发器回路阀门的流量使得ηx值变大了，则下一次改变热力学平衡工况时，控制器则减小蒸发器回路阀门的流量。例如第一次的ηx值为50％，第二次时增加了1％蒸发器回路阀门的流量，使得达到热力学平衡时的第二次的ηx值变为50.8％，则在第三次改变热力学平衡工况时，蒸发器回路阀门的流量与第一次相比应当大于1％，例如为1.5％；当选择为减小流量的方式时，与增加流量的方式一样，此处不进行赘述。若再次计算得到的热平衡点ηx值小于内存空间内的最大热平衡点ηx值，则不存储至内存空间内，且该控制器控制蒸发器回路阀门沿反方向调整流量，即减小或增加流量；直至内存空间被填满。例如，例如第一次的ηx值为50％，第二次时增加了1％蒸发器回路阀门的流量，使得达到热力学平衡时的第二次的ηx值变为49.8％，则在第三次改变热力学平衡工况时，蒸发器回路阀门的流量应当回调，即减小流量，而且应当比第一次的流量值小。上述的方式一直循环进行，直至内存空间被填满。另外，需要说明的是，上述例子所述的第一次、第二次和第三次是个相对概念，即任意连续的三次热平衡点的选择都依次假定为第一次、第二次和第三次。另外，作为一种更优选的方式，为了避免当达到热力学平衡时相邻的热效率值过于接近，而进行存储更新，造成数据更新过于频繁，例如第一次的热效率值为35.82％，第二次的热效率值为35.85％，如若将35.85％替换35.82％，则显得没有必要，因此，在第一次存满内存空间的过程中，对相邻的数据取舍设定标准。即若再次计算得到的热平衡点ηx值大于存储在内存空间内的最大热平衡点ηx值时，判断该再次计算得到的热平衡点ηx值与存储在内存空间内的最大热平衡点ηx值的差值，当该差值大于0.1％时，再次计算得到的热平衡点ηx值对应的数据模块被存储于内存空间内的最大热平衡点ηx值对应的数据模块的上一位点；若小于0.1％则不存储，控制器继续调整蒸发器回路阀门的流量。即第一次热效率值为48.53,％，第二次的热效率值为48.55％，则不必要将第二次热平衡点的热效率值48.55％相对应的数据模块存储于内存空间内。当内存空间第一次存储满时，整个体系还在有序的运作，而工况条件和外界环境都在变化中，因此有必要对工况数据进行进一步的寻优，保证工况数据的持续有效性。若干热平衡点ηx值第一次存满内存空间之后，控制器继续蒸发器回路阀门增大或减小流量；计算任意一次存满内存空间后的热平衡点ηx值；计算此次的热平衡点的热效率值时，应当以存储满内存空间时最后一次的热平衡点为基础进行蒸发器回路阀门的控制；其方法如上述的阀门控制方法。首先判断该任意一次存满内存空间后的热平衡点ηx值(以下简称后ηx值)与存储内存空间的最大热平衡点ηx值的大小；若该后ηx值大于存储内存空间的最大热平衡点ηx值，则该后ηx值对应的数据模块存储在内存空间的最大热平衡点ηx值对应数据模块的上一位点，控制器继续控制蒸发器回路阀门改变流量继续计算热平衡点的ηx值。若该后ηx值小于存储内存空间的最大热平衡点ηx值，不存储，控制器继续控制蒸发器回路阀门改变流量继续计算热平衡点的ηx值。以下将详细说明该过程的蒸发器回路阀门的控制方法。首先判断后ηx值大于存储内存空间的最大热平衡点ηx值，则控制器控制蒸发器回路阀门继续增加或减小流量直至计算下一次热平衡点ηx值；若判断后ηx值小于存储内存空间的最大热平衡点ηx值，则控制器控制蒸发器回路阀门减小或增加流量直至计算下一次热平衡点ηx值。即如果第一次控制器控制蒸发器回路阀门增加了流量，得到的第二次的热平衡点的ηx值增大了，则第三次改变蒸发器回路阀门流量时也应该增加，同理若第一次是减小了流量，则第三次改变蒸发器回路阀门流量时也是减小。当然，如果第一次增加了流量，得到的第二次的热平衡点的ηx值变小了，则第三次改变蒸发器回路阀门流量时应该减小流量，并且要比第二次的流量小，甚至比第一次时的流量小。另外，为了消除误差值，若判断后ηx值大于存储内存空间的最大热平衡点ηx值时，应当继续计算后ηx值和存储内存空间的最大热平衡点ηx值的差值，若差值大于或等于0.1％则存储在内存空间内，若小于0.1％则不存储，控制器继续控制蒸发器回路阀门改变流量进行下一次计算。总之，本发明的技术方案中，通过对蒸发器的输入端和输出端温度检测以及设备用电情况，以此得到蒸发器的热效率，同时得到蒸发器工作过程中达到热力学平衡时工况数据；并且以热平衡点的热效率和对应的工况数据作为一个独立的数据模块存储在内存空间内，多个不同热力学平衡时的热效率和对应的数据模块按照由大至小的顺序排列，同时当内存空间被数据模块存储满的时候，系统得到的相应热力学平衡时的热效率和对应工况形成的数据模块也将被排列至内存空间内，以此实时更新该内存空间的工况数据。该方案实现了效率的自动寻优，能够根据环境状态将实时的最优工况记录存储以备整个系统的工况选择使用，以此达到了提高热效率，降低能耗的作用。实施例三参照图4，本实施例提供一种htm效率寻优控制装置，包括以下模块：预设模块310，用于在获取模块之前预设内存空间的容量。格式化模块320，用于对所述内存空间进行格式化处理。获取模块330，用于获取当前时刻用于描述htm体系热平衡的控制参数。计算模块340，用于计算达到热平衡时的当前转换效率。比较模块350，用于比较得到所述当前转换效率与现有内存空间中的最大转换效率的大小关系。调整模块360，用于根据所述大小关系改变所述控制参数，重复获取模块330、计算模块340和比较模块350的工作，直至所述当前转换效率大于现有内存空间中的最大转换效率。具体的，调整模块360用于若所述当前转换效率小于所述现有内存空间中的最大转换效率，增大或减小所述控制参数，再次计算达到热平衡时的转换效率，直至新的热平衡点对应的转换效率大于所述现有内存空间中存储的最大转换效率。优选的，存储所述当前转换效率对应的状态信息于内存空间的最大转换效率的上一位点，形成所述当前转换效率对应的数据模块。存储模块370，用于存储所述当前转换效率对应的状态信息于内存空间，形成所述当前转换效率对应的数据模块。具体的，计算所述当前转换效率与所述内存空间中存储的最大转换效率之间的差值；若所述差值大于等于0.1％，则存储当前转换效率与其对应的状态信息之间的对应关系于所述内存空间内的最大转换效率的上一位点；若所述差值小于0.1％，则不存储。本实施例中，以上各模块协同工作，通过控制参数的改变，得到热平衡时最大的转换效率对应的状态信息，即得到最优的工况数据。该方案实现了效率的自动寻优，能够根据环境状态将实时的最优工况记录存储以备整个系统的工况选择使用，以此达到了提高热效率，降低能耗的作用。实施例四参照图5，本实施例提供一种热平衡控制系统，用于蒸发器回路的阀门控制，该蒸发器回路包括蒸发器以及连通蒸发器输入口和输出口的回路，在输入口一端的回路上设置蒸发器回路阀门，该蒸发器和蒸发器回路阀门由控制器控制，该热平衡控制系统包括传感器组件100、温度传感器200、执行器300、处理器400以及存储器500，其中所述处理器400分别与传感器组件100、温度传感器200、执行器300以及存储器500连接。其中传感器组件100，用于检测htm体系中各个控制参数，以其中的一个控制参数为自变量；温度传感器200，用于检测所述蒸发器输入口、输出口及外界环境的温度；执行器300，用于配置控制参数；控制模块，其分别和传感器组件100、温度传感器200、执行器300连接；所述控制模块包括：至少一个处理器400；以及与所述至少一个处理器400通信连接的存储器500；其中，所述存储器500存储有可被所述至少一个处理器400执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器400执行，以使所述至少一个处理器400能够用于执行本发明提供的htm效率寻优控制方法。本实施例中，处理器400用于根据热平衡方程以传感器组件100和温度传感器200获得的数据计算该htm体系达到热平衡时的热效率ηx值。所述处理器400，还用于控制执行器300以改变自变量的参数，直至htm体系再次达到热平衡，并计算热效率ηx+1值，同时检测其他控制参数的第二参数以及大气环境温度tout+1；在本实施例中，所述处理器400用于整个htm体系的控制处理。该处理器400通过获取各个控制参数，并根据热力学平衡方程得到热平衡点时的热效率值以及相对应工况数据，并存储与存储器500内。在一些实施例中，所述处理器400，还用于判断ηx+1值与内存空间中最大热效率值ηmax值的大小；即在本实施例中，通过比较最新的热平衡时的热效率值判断ηx+1值与ηmax值的大小，以此为基础对第一数据表进行有序的排列，方便最优的工况数据的记录存储。进一步的，所述处理器400，还用于当第一次达到热效率平衡后，控制执行器300向增加/减小自变量的参数方向调整，若得到的第二次热效率平衡的热效率值小于第一次的热效率值则控制执行器300下一次向减小/增加方向调整自变量的参数。在实施例中，执行器300用于执行对htm体系的控制参数的调整。该调整方式如上述的构建方法一致，此处不进行赘述。进一步的，所述处理器400，还用于以所述若干单元中的所有控制参数中的另外一个控制参数为自变量，重复执行形成htm效率数据库。即该处理器400能够变换不同的自变量，并改变变换后的自变量的具体参量，以此得到更多的数据表。本发明可以通过多种实施方式来实现。本发明实施例可以由特定软硬件组件进行执行，那些本领域技术人员认为各种不同的软件或硬件的组合也可以被应用来执行本发明实施例，上述被硬件执行的特定操作也可以被软件来实施。根据上述说明书的揭示和教导，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。当前第1页12