高效制冷站房全年能耗模拟仿真计算方法及系统与流程

本技术涉及能耗模拟仿真计算，特别是涉及一种高效制冷站房全年能耗模拟仿真计算方法及系统。

背景技术：

1、制冷站房主要包含制冷主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔及其附属设备。制冷主机通过制冷剂相变吸收、散发热量，同时消耗电能；冷冻水泵将制冷主机供应的低温冷冻水运输至用能末端换热后回到制冷主机，完成冷冻水循环过程；冷却水泵将制冷主机的高温冷却水运输至冷却塔换热后回到制冷主机，完成冷却水循环过程；冷却塔将高温冷却水与室外空气换热，获得低温冷却水。

2、目前，一般用cop评价制冷站房的性能，cop=制冷站房总制冷量/系统总输入电量=制冷站房总制冷量/(总制冷主机输入电量+总冷冻水泵输入电量+总冷却水泵输入电量+总冷却塔输入电量)；制冷站房运行cop越高，系统越节能高效。制冷站房在设计阶段，需要获知不同性能制冷主机、不同台数配置方案的性能差异，以便获得最佳的制冷机房配置方案。同时，在制冷机房运行阶段，需要知道不同负荷、不同气候条件下制冷站房的最佳运行参数，以及此时设备的开启情况，根据数据对实际的制冷机房运行策略进行调整。

3、因此，制冷机房的能耗计算非常重要，现有市面上主流的能耗计算软件有energyplus、equest、dest、hap等，这类型软件模拟计算时，多采用doe-2经验公式，软件默认数据与设备偏差较大，产生计算结果较为粗糙，不能显示单台设备的运行状态，无法进行结果校验，以及能耗计算准确率低的问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够进行精细化能耗计算、进行结果校验进而提升能耗计算准确率的高效制冷站房全年能耗模拟仿真计算方法及系统。

2、本发明技术方案如下：

3、一种高效制冷站房全年能耗模拟仿真计算方法，所述方法包括：

4、步骤s100：获取当前设定时间对应的实时冷负荷和室外湿球温度，并根据当前设定时间的实时冷负荷，生成制冷主机配置组合，所述制冷主机配置组合的数量为多个；

5、步骤s200：基于预设的制冷主机cop计算模型对各所述制冷主机配置组合进行筛选，并在筛选后设定当前最佳主机配置；

6、步骤s300：基于制冷主机与水泵的对应关系，根据所述当前最佳主机配置对应生成当前水泵实际配置，其中，所述当前水泵实际配置包括与所述当前最佳主机配置相匹配的第一特定数量的冷冻水泵和第二特定数量的冷却水泵；

7、步骤s400：基于预设的水泵运行频率计算模型和水泵运行效率计算模型，对所述第一特定数量的冷冻水泵和第二特定数量的冷却水泵进行计算，并生成实时水泵运行功率；

8、步骤s500：依次开启预先设置的完整数量的可用冷却塔，基于预设的冷却塔趋近温度计算模型分别获取对应的当前系统总功率；

9、步骤s600：根据各所述当前系统总功率，确定最终冷却塔数量，并将所述最终冷却塔数量对应的当前系统总功率设定为当前最高scop运行功率。

10、优选地，步骤s200：基于预设的制冷主机cop计算模型对各所述制冷主机配置组合进行筛选，并在筛选后设定当前最佳主机配置；具体包括以下步骤：

11、步骤s210：基于预设的制冷主机cop计算模型分别计算并生成各所述制冷主机配置组合的实际总cop；

12、步骤s220：根据各所述实际总cop，筛选出各所述实际总cop中最高的制冷主机配置组合，并设定为当前最佳主机配置。

13、优选地，步骤s400：基于预设的水泵运行频率计算模型和水泵运行效率计算模型，对所述第一特定数量的冷冻水泵和第二特定数量的冷却水泵进行计算，并生成实时水泵运行功率；具体包括以下步骤：

14、步骤s410：分别计算第一特定数量的冷冻水泵和第二特定数量的冷却水泵的实时水泵流量和实时水泵扬程；

15、步骤s420：基于预设的水泵运行频率计算模型和水泵运行效率计算模型，根据所述实时水泵流量和所述实时水泵扬程计算并生成实时水泵运行频率和实时水泵运行效率；

16、步骤s430：根据所述实时水泵运行频率和所述实时水泵运行效率生成实时水泵运行功率，其中，所述实时水泵运行功率=实时水泵流量*实时水泵扬程/367/实时水泵运行效率。

17、优选地，步骤s500：依次开启预先设置的完整数量的可用冷却塔，基于预设的冷却塔趋近温度计算模型分别获取对应的当前系统总功率；具体包括以下步骤：

18、步骤s510：开启预先设置的完整数量的可用冷却塔，并获取单台可用冷却塔的冷却水流量；

19、步骤s520：基于预设的冷却塔趋近温度计算模型，根据所述冷却水流量和空气湿球温度生成当前趋近温度；

20、步骤s530：根据所述当前趋近温度生成当前实际冷却水入口温度；

21、步骤s540：将所述当前实际冷却水入口温度代入所述制冷主机cop计算模型，并生成制冷机实际功率；

22、步骤s550：根据所述制冷机实际功率、所述实时水泵运行功率和冷却塔功率生成当前系统总功率；

23、步骤s560：依次减少所述可用冷却塔的数量，并分别获取对应的当前系统总功率。

24、优选地，步骤s600：根据各所述当前系统总功率，确定最终冷却塔数量，并将所述最终冷却塔数量对应的当前系统总功率设定为当前最高scop运行功率；具体包括以下步骤：

25、步骤s610：筛选出最低的当前系统总功率，并即为最终系统功率；

26、步骤s620：将所述最终系统功率对应的冷却塔开启数量设定为最终冷却塔数量，并将所述最终冷却塔数量对应的当前系统总功率设定为当前最高scop运行功率。

27、优选地，所述方法还包括：

28、步骤s710：获取预先设定数量个当前设定时间，其中，预先设定数量个当前设定时间组合在一起为一整年的时间，所述当前设定时间是但不限定于是一小时，每个所述当前设定时间均对应一个实时冷负荷；

29、步骤s720：基于各所述当前设定时间按照步骤s100-步骤s600进行预先设定数量次计算，并分别生成对应的当前最高scop运行功率；

30、步骤s730：根据所述当前最高scop运行功率和预先设定数量个当前设定时间生成全年系统总输入电量；

31、步骤s740：根据预先设定数量个当前设定时间对应的实时冷负荷生成全年总制冷量；

32、步骤s750：将所述全年总制冷量除以全年系统总输入电量，并生成全年平均scop。

33、优选地，步骤s100：获取当前设定时间对应的实时冷负荷和室外湿球温度，并根据当前设定时间的实时冷负荷，生成制冷主机配置组合，所述制冷主机配置组合的数量为多个；之前还包括：

34、步骤s001：获取制冷站房内各制冷所需设备的基本配置参数和系统控制参数，其中，所述制冷所需设备至少包括制冷主机、水泵和冷却塔，所述水泵至少包括冷冻水泵和冷却水泵，所述系统控制参数至少包括所述制冷主机与所述水泵和所述冷却塔的对应关系；

35、步骤s002：对各所述基本配置参数和所述系统控制参数进行数据校准检查，若检查有误，则对所述基本配置参数和所述系统控制参数进行重新设置；

36、步骤s003：根据重新设置或数据校准检查合格的基本配置参数和系统控制参数设定制冷主机cop计算模型、水泵运行频率计算模型、水泵运行效率计算模型和冷却塔趋近温度计算模型。

37、优选地，本发明还提供一种高效制冷站房全年能耗模拟仿真计算系统，所述系统包括：

38、主机配置生成模块，用于获取当前设定时间对应的实时冷负荷和室外湿球温度，并根据当前设定时间的实时冷负荷，生成制冷主机配置组合，所述制冷主机配置组合的数量为多个；

39、最佳主机生成模块，用于基于预设的制冷主机cop计算模型对各所述制冷主机配置组合进行筛选，并在筛选后设定当前最佳主机配置；

40、水泵配置生成模块，用于基于制冷主机与水泵的对应关系，根据所述当前最佳主机配置对应生成当前水泵实际配置，其中，所述当前水泵实际配置包括与所述当前最佳主机配置相匹配的第一特定数量的冷冻水泵和第二特定数量的冷却水泵；

41、运行功率生成模块，用于基于预设的水泵运行频率计算模型和水泵运行效率计算模型，对所述第一特定数量的冷冻水泵和第二特定数量的冷却水泵进行计算，并生成实时水泵运行功率；

42、系统总功生成模块，用于依次开启预先设置的完整数量的可用冷却塔，基于预设的冷却塔趋近温度计算模型分别获取对应的当前系统总功率；

43、最高scop设定模块，用于根据各所述当前系统总功率，确定最终冷却塔数量，并将所述最终冷却塔数量对应的当前系统总功率设定为当前最高scop运行功率。

44、优选地，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述高效制冷站房全年能耗模拟仿真计算方法所述的步骤。

45、优选地，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述高效制冷站房全年能耗模拟仿真计算方法所述的步骤。

46、本发明实现技术效果如下：

47、1、上述高效制冷站房全年能耗模拟仿真计算方法及系统，依次通过获取当前设定时间对应的实时冷负荷和室外湿球温度，并根据当前设定时间的实时冷负荷，生成制冷主机配置组合，所述制冷主机配置组合的数量为多个；基于预设的制冷主机cop计算模型对各所述制冷主机配置组合进行筛选，并在筛选后设定当前最佳主机配置；基于制冷主机与水泵的对应关系，根据所述当前最佳主机配置对应生成当前水泵实际配置，其中，所述当前水泵实际配置包括与所述当前最佳主机配置相匹配的第一特定数量的冷冻水泵和第二特定数量的冷却水泵；基于预设的水泵运行频率计算模型和水泵运行效率计算模型，对所述第一特定数量的冷冻水泵和第二特定数量的冷却水泵进行计算，并生成实时水泵运行功率；依次开启预先设置的完整数量的可用冷却塔，基于预设的冷却塔趋近温度计算模型分别获取对应的当前系统总功率；根据各所述当前系统总功率，确定最终冷却塔数量，并将所述最终冷却塔数量对应的当前系统总功率设定为当前最高scop运行功率，进而能够进行精细化能耗计算和进行结果校验进而提升能耗计算准确率；

48、2、通过设置预先设定数量个当前设定时间组合在一起为一整年的时间，实现可直接导入8760h的实时冷负荷进行计算，并直接生成全年平均scop，不需要进行详细的实时冷负荷计算过程，提升使用便利性；

49、3、通过所述基本配置参数和系统控制参数的设置，实现可输入设备详细的性能数据，包含制冷主机、水泵、冷却塔，并建立设备对应的性能模型，即为设定制冷主机cop计算模型、水泵运行频率计算模型、水泵运行效率计算模型和冷却塔趋近温度计算模型，提升后续计算的准确性、可靠性以及数据生成的精准性；

50、上述的详细的性能数据是指根据实际厂家提供的制冷主机部分负荷性能数据、水泵的变频性能数据、冷却塔的变工况性能数据，以上真实且可靠的数据均成为能耗模拟计算的基础，实现在底层数据可靠且准确的基础上，实现更精准的年能耗模拟仿真计算；

51、4、通过设置当前设定时间是但不限定于是一小时，能够输出全年逐时的制冷站房的最佳运行scop，明确各个工况点下单个设备的运行状态；在制冷主机优化计算基础上，对冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔的运行频率进行计算，得到某一时期的最佳scop，以及通过单个工况点校核计算，可查验任何状态点的设备运行状态；

52、5、实现基于实时冷负荷和室外湿球温度，对各所述制冷主机配置组合进行筛选，进行不同类型制冷主机的选择和制冷主机台数的选择，在满足负荷的需求下，寻找最高scop的设备组合。