中央空调仿真测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术提供了一种中央空调仿真测试系统及测试方法，该仿真测试系统包括建筑动态仿真模块，用于模拟真实建筑参数，该建筑参数包括室内温度、冷/热负荷和室内含湿量；空调设备动态仿真模块，用于动态仿真空调设备实时工作状态及参数；管路动态仿真模块，用于动态仿真模拟管网参数，管网参数包括温度、流量和压力。本发明专利技术可以使得中央空调在出厂前可以利用计算机模型测试方便地测试其是否能正常运行以及控制策略的节能性。解决了传统中央空调测试方法只能在真实建筑实际运行中进行测试而带来的测试周期长、难以提供极端工况和现场改正不便等问题。

Central air conditioner simulation test system and test method

The invention provides a central air conditioning simulation test system and test method, the simulation test system includes building dynamic simulation module to simulate the real construction parameters, the construction parameters including indoor temperature, cold / heat load and indoor moisture content; dynamic simulation model for dynamic simulation of air conditioning equipment, real-time working condition and parameters of air conditioning equipment pipeline; dynamic simulation module for dynamic simulation, the parameters of the network, the network parameters including temperature, flow and pressure. The invention can make the central air conditioner use the computer model test before leaving the factory, and conveniently test whether the normal operation of the air conditioner and the energy saving of the control strategy. It solves the problems such as long test cycle, difficult to provide extreme working conditions and inconvenient to be corrected on site when testing the traditional central air conditioning system only in the actual operation of real buildings.

【技术实现步骤摘要】
中央空调仿真测试系统及测试方法
本专利技术涉及换热器
，具体涉及一种中央空调仿真测试系统及测试方法。
技术介绍
中央空调冷站为公共建筑提供空调冷冻水，一般由冷机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔、阀门、管路、自动控制系统等组成。中央空调冷站自动控制系统可实现自动管理和控制，大幅提高冷站自动化水平，降低管理人力物力投入，提升中央空调系统能效水平。现有的中央空调冷站自动控制系统要发挥协调、决策、优化控制和管理建筑日常运行的作用，必须在出厂前对软硬件系统进行全面测试。测试需求通常包括以下三方面内容：1、冷站自动控制系统正常运行的基本要求。例如：输入输出信号的正确性，控制逻辑正确性、可靠性等；2、控制策略的节能性。大量实际案例的运行结果表明，冷站控制逻辑对冷站整体运行能效具有非常大的影响。冷站自动控制系统的很多运行控制值，例如：主机启停控制、冷冻泵启停及变频控制、冷却塔出水温度设定值等，需要根据空调设备的实际性能曲线进行优化，从而使整体能效达到最高；3、新型节能优化控制逻辑的测试。随着控制器存储、计算、通讯功能的日益强大，大量新型的节能优化控制逻辑不断涌现，如：负荷预测控制、模糊控制、无中心控制等，基于以上新技术形成的各类能源管理系统，使冷站运行整体能效获得明显提升，是中央空调冷站自动控制系统未来的发展趋势。然而，由于厂内难以提供冷站设备测试平台及相应的建筑负荷，传统测试方法只能在建筑实际运行中进行测试，以上三方面测试需求均难以满足。在传统测试方式下，一方面等出问题后再在现场进行改正，需要投入大量人力物力，并影响产品质量；另一方面，实际建筑运行调试时间周期相当长，至少需要一个制冷季，同时由于受实际情况限制空调系统无法任意调节，难以获得各类工况，尤其是极端工况下的控制调节性能。因此，传统冷站自动控制系统的出厂测试方式亟待改进。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于现有的中央空调只能通过在真实建筑中运行进行测试，从而测试周期长、无法提供极端工况、出现问题改正不便。为此，本专利技术实施例提供了如下技术方案：一种中央空调仿真测试系统，包括：建筑动态仿真模块，用于模拟真实建筑参数，该建筑参数包括室内温度、冷/热负荷和室内含湿量；空调设备动态仿真模块，用于动态仿真空调设备实时工作状态及参数；管路动态仿真模块，用于动态仿真模拟管网参数，管网参数包括温度、流量和压力。可选地，建筑动态仿真模块包括建筑围护结构仿真单元、气象参数模拟单元和室内物体发热模拟单元。可选地，空调设备动态仿真模块包括空调末端设备模拟单元、末端控制器模拟单元、冷机模拟单元、水泵模拟单元、冷却塔模拟单元和水阀模拟单元；其中，冷机模拟单元用于动态仿真模拟在不同负荷率、不同冷冻水出口温度、不同冷却水温度、不同冷冻水量和不同冷却水量下的功率和能效，以及开机、关机、待机、负荷变化过程的控制调节性能；水泵模拟单元用于动态仿真模拟在不同频率、不同水网阻力特性下的流量、扬程和功率；冷却塔模拟单元用于动态仿真模拟在不同风水比、不同进水温度、不同温湿度下的出水温度；水阀模拟单元用于动态仿真模拟开启和关闭的开度以及阻力变化过程。可选地，管路动态仿真模块包括热惯性模拟单元和管网阻力模拟单元，热惯性模拟单元用于动态仿真模拟管网在开机过程、关机过程、待机过程、负荷变化过程中的水温变化，管网阻力模拟单元用于动态仿真模拟在不同负荷下末端阀门开度及阻力变化过程，以及冷冻水泵、冷却水泵的实时流量、扬程和效率。可选地，还包括群控系统，群控系统用于提供冷站自动控制信号，冷站自动控制信号包括冷机台数、供水温度设定值、冷冻泵台数及频率、冷却泵台数及频率、冷却塔台数及风机频率、阀门开度。可选地，还包括数模转换单元，用于将建筑动态仿真模块和/或空调设备动态仿真模块和/或管路动态仿真模块计算得到的数字反馈信号转换为模拟信号以输入群控系统、并将群控系统输出的模拟控制信号转换为数字信号以输入建筑动态仿真模块和/或空调设备动态仿真模块和/或管路动态仿真模块。一种中央空调测试方法，基于上述任一种中央空调仿真测试系统，包括以下步骤：冷却设备模拟单元接收第一目标参数信号并输出第一模拟参数信号，第一模拟参数信号包括第一设备参数信号和第一出水温度信号，第一模拟参数信号为模拟真实冷却设备在根据第一目标参数进行调整时实时输出的实际参数信号；冷却水管路模拟单元接收第一模拟参数信号并输出第二模拟参数信号，第二模拟参数信号包括第一流量信号和第一进水温度信号，第二模拟参数信号为模拟真实冷却水管路在接收到第一模拟参数信号后的实际参数信号；冷冻设备模拟单元接收第二目标参数信号和第二模拟参数信号并输出第三模拟参数信号，第三模拟参数信号包括第二设备参数信号和第一供水温度信号，第三模拟参数信号为模拟真实冷冻设备在根据第二目标参数和第二模拟参数信号进行调整时实时输出的实际参数信号；冷冻水管路模拟单元接收第三模拟参数信号并输出第四模拟参数信号，第四模拟参数信号包括供回水总管压差信号和第二供水温度信号，第四模拟参数信号为模拟真实冷冻水管路在接收到第三模拟参数信号后的实际参数信号；空调末端设备模拟单元接收第四模拟参数信号并输出第五模拟参数信号给建筑动态仿真模块、接收建筑动态仿真模块输出的第六模拟参数信号，第五模拟参数信号包括送风温度信号、送风含湿量信号和送风量信号，第六模拟参数信号包括回风温度信号和回风含湿量信号。可选地，冷却设备模拟单元包括冷却泵模拟单元、冷却塔模拟单元和冷却水水阀模拟单元，第一设备参数信号包括冷却泵模拟单元实时输出的实际冷却泵台数和实际频率、冷却塔模拟单元实时输出的实际冷却塔台数和实际风机频率、冷却水水阀模拟单元实时输出的冷却水水阀实际开度，第一出水温度信号由冷却塔模拟单元输出；和/或冷冻设备模拟单元包括冷机模拟单元、冷冻泵模拟单元和冷冻水水阀模拟单元，第二设备参数信号包括冷机模拟单元实时输出的实际冷机台数、冷冻泵模拟单元实时输出的实际冷冻泵台数和实际频率以及冷冻水水阀模拟单元实时输出的冷冻水水阀实际开度，第一供水温度信号由冷机模拟单元输出。可选地，还包括：采集建筑动态仿真模块模拟的建筑内温度、冷/热负荷和室内含湿量；和/或采集空调末端设备模拟单元输出的末端回水温度及流量；和/或采集冷冻水管路模拟单元输出的冷冻水总管流量压差及供回水温度；和/或采集冷机模拟单元模拟的冷机供水温度能效比及功率；和/或采集冷冻泵模拟单元模拟输出的冷冻泵流量、扬程及功率；和/或采集冷却泵模拟单元模拟输出的冷却泵流量、扬程及功率；和/或采集冷却塔模拟单元模拟输出的冷却塔进出水温度及功率。可选地，该方法还包括：空调末端设备模拟单元接收末端控制器模拟单元输出的送风量控制信号和水阀开度控制信号。本专利技术技术方案，具有如下优点：本专利技术实施例提供的中央空调仿真测试系统及测试方法，通过建立模拟中央空调各个设备、管路和建筑的模型来测试冷站自动控制系统，该模型的各参数可按照一定的时间步长变化以模拟各种的真实运行参数，包括各种极端情况。因此可以在短时间内完成中央空调工作在各种不同情况下的测试。与传统利用真实建筑和真实设备进行测试相比，不仅很大程度上缩短了测试时间，而且可以提供各种不同的测试环境从而使得测试更全面。另外，该测试可以在工厂内进行，如果有任何问题可以很方便地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中央空调仿真测试系统，其特征在于，包括：建筑动态仿真模块，用于模拟真实建筑参数，该建筑参数包括室内温度、冷/热负荷和室内含湿量；空调设备动态仿真模块，用于动态仿真空调设备实时工作状态及参数；管路动态仿真模块，用于动态仿真模拟管网参数，所述管网参数包括温度、流量和压力。

【技术特征摘要】
1.一种中央空调仿真测试系统，其特征在于，包括：建筑动态仿真模块，用于模拟真实建筑参数，该建筑参数包括室内温度、冷/热负荷和室内含湿量；空调设备动态仿真模块，用于动态仿真空调设备实时工作状态及参数；管路动态仿真模块，用于动态仿真模拟管网参数，所述管网参数包括温度、流量和压力。2.根据权利要求1所述的中央空调仿真测试系统，其特征在于，所述建筑动态仿真模块包括建筑围护结构仿真单元、气象参数模拟单元和室内物体发热模拟单元。3.根据权利要求1所述的中央空调仿真测试系统，其特征在于，所述空调设备动态仿真模块包括空调末端设备模拟单元、末端控制器模拟单元、冷机模拟单元、水泵模拟单元、冷却塔模拟单元和水阀模拟单元；其中，所述冷机模拟单元用于动态仿真模拟在不同负荷率、不同冷冻水出口温度、不同冷却水温度、不同冷冻水量和不同冷却水量下的功率和能效，以及开机、关机、待机、负荷变化过程的控制调节性能；所述水泵模拟单元用于动态仿真模拟在不同频率、不同水网阻力特性下的流量、扬程和功率；所述冷却塔模拟单元用于动态仿真模拟在不同风水比、不同进水温度、不同温湿度下的出水温度；所述水阀模拟单元用于动态仿真模拟开启和关闭的开度以及阻力变化过程。4.根据权利要求1所述的中央空调仿真测试系统，其特征在于，所述管路动态仿真模块包括热惯性模拟单元和管网阻力模拟单元，所述热惯性模拟单元用于动态仿真模拟管网在开机过程、关机过程、待机过程、负荷变化过程中的水温变化，所述管网阻力模拟单元用于动态仿真模拟在不同负荷下末端阀门开度及阻力变化过程，以及冷冻水泵、冷却水泵的实时流量、扬程和效率。5.根据权利要求1-4中任一项所述的中央空调仿真测试系统，其特征在于，还包括群控系统，所述群控系统用于提供冷站自动控制信号，所述冷站自动控制信号包括冷机台数、供水温度设定值、冷冻泵台数及频率、冷却泵台数及频率、冷却塔台数及风机频率、阀门开度。6.根据权利要求5所述的中央空调仿真测试系统，其特征在于，还包括数模转换单元，用于将所述建筑动态仿真模块和/或空调设备动态仿真模块和/或管路动态仿真模块计算得到的数字反馈信号转换为模拟信号以输入所述群控系统、并将所述群控系统输出的模拟控制信号转换为数字信号以输入所述建筑动态仿真模块和/或空调设备动态仿真模块和/或管路动态仿真模块。7.一种中央空调测试方法，基于上述权利要求1-6中任一项所述的中央空调仿真测试系统，其特征在于，包括以下步骤：冷却设备模拟单元接收第一目标参数信号并输出第一模拟参数信号，所述第一模拟参数信号包括第一设备参数信号和第一出水温度信号，所述第一模拟参数信号为模拟真实冷却设备在根据所述第一目标参数进行调整时实时输...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华，王升，刘国林，王娟，刘羽松，孙栋军，李宏波，张治平，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44