【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于中央空调虚拟储能，尤其涉及一种适配相变球数量的中央空调系统及其控制方法。
技术介绍
1、相变材料在温度不变的情况下改变物质状态并提供大量的潜热，使得相变材料的相变过程能够实现能量的存储和释放。因此，可以在中央空调虚拟储能系统中增设以相变材料为基础的储能装置，通过储能装置储存多余的冷量并用于电网高峰时期，从而延长电网可调度时间。
2、目前，用于中央空调虚拟储能系统的相变材料中，只考虑了相变材料在水箱中布局形式，以达到充分热量交换和提高冷能的利用效率；但是，相变材料的数量是随意设置的，确定相变材料数量时，没有考虑建筑物类型，也没有考虑水箱的换热性能和经济性能，存在相变材料数量过少不能满足蓄冷需求，以及相变材料数量过多会带来成本增加等问题。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决上述问题，提出了一种适配相变球数量的中央空调系统及其控制方法，根据建筑物的冷负荷需求，确定消防水箱的蓄冷量，然后综合考虑水箱的换热性能和经济性能选择相变球的数量，可以解决相变材料数量过少不能满足蓄冷需求，和相变材料数量过多会带来成本增加之间的矛盾问题。
2、为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种适配相变球数量的中央空调系统，采用如下技术方案：
3、一种适配相变球数量的中央空调系统，包括设置在建筑物内的中央空调群组，以及与所述中央空调群组连接的储能型消防水箱；
4、所述储能型消防水箱内设置有多个相变蓄冷球；其中，储能型消防水箱内相变蓄冷球数量的确
5、进一步的，所述储能型消防水箱包括消防水箱箱体，以及设置所述消防水箱箱体内的均流板和相变蓄冷球。
6、进一步的，所述消防水箱箱体顶部的几何中心设有进水口，底部的几何中心设有出水口；所述消防水箱箱体内部设有两块均流板，均流板之间交错布置多层相变蓄冷球。
7、进一步的，所述均流板上均匀分布有均流孔。
8、进一步的，所述相变蓄冷球包括外壳，以及设置在所述外壳内部的相变材料；所述相变材料包括但不限于na2cro4·10h2o、kf·4h2o和c16h34。
9、进一步的，相变蓄冷球的直径并得到相变球的数量确定计算方式为：
10、e＝qpcm＝n×v×ρc16h34×[r+cp×(tc16h34-tst)]
11、cost＝n×v×ρc16h34×pc16h34+v水×p水
12、v水＝n×d3
13、其中，e为储能型消防水箱的蓄冷量；qpcm为相变蓄冷球总的蓄冷量；n为相变蓄冷球的数量；v为单个相变蓄冷球的体积；ρc16h34为相变材料的密度；r为相变材料的相变潜热；cp为相变材料的导热系数；tc16h34为相变材料的相变温度；tst为储能型消防水箱内的初始温度；cost为储能型消防水箱总的造价成本；pc16h34为相变材料的单价；p水为消防水箱箱体的造价；v水为消防水箱箱体体积；d为相变蓄冷球的直径。
14、进一步的，所述中央空调群组和所述储能型消防水箱连接有控制器，所述控制器用于，在城市用电高峰时期，通过自适应控制器对冷媒水流量进行调节，以控制房间温度在预设区间内。
15、进一步的，高峰时期，根据房间内温度变化与流经房间冷媒水之间的换热关系，对消防水泵转速调节房间温度这一过程的一阶传递函数进行如下推导：
16、
17、其中，tr为房间内温度；tout为房间外温度；r为等效热阻；c为房间内气体热容；q为冷媒水换热量；n为消防水泵转速；ρ和cp分别为消防水密度和比热；δt为消防水箱进出口温差；vc为消防水泵排量。
18、进一步的，引入修正因子得到一阶传递函数g(z)表示为：
19、
20、其中，u(z)和y(z)为输入和输出；a和b为传递函数待求系数；a1和b1为修正因子；实时修正的性能指标为：
21、
22、其中，为待估计参数矩阵；λ为遗传因子，0≤λ≤1；y(k)为系统输出量；为系统输入量。
23、为了实现上述目的，第二方面，本专利技术还提供了一种适配相变球数量的中央空调系统控制方法，采用如下技术方案：
24、一种适配相变球数量的中央空调系统，使用了如第一方面中所述的适配相变球数量的中央空调系统，包括：所述储能型消防水箱从所述中央空调群组获得冷能，所述储能型消防水箱内部相变材料凝固并储存冷能；在城市用电高峰时期，所述储能型消防水箱内部相变材料熔化并释放冷能，并将冷能提供给为用户侧。
25、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
26、本专利技术根据建筑物的冷负荷需求，确定消防水箱的蓄冷量，然后综合考虑水箱的换热性能和经济性能选择相变球的数量，可以解决相变材料数量过少不能满足蓄冷需求，和相变材料数量过多会带来成本增加之间的矛盾问题。
27、本专利技术中储能型消防水箱的内部设有均流板，使得冷媒水与相变蓄冷球进行充分换热，外部布置有性能较好的保温材料，减少储能型消防水箱与外界的热量交换，提高能量的利用效率。
28、外界环境的动态变化给城市用电高峰时期储能消防水箱冷媒水流量调节带来了一系列的问题，包括系统非线性、扰动不可测等；基于此，本专利技术引入了自适应温度控制方法，可以保证城市用电高峰时期房间温度控制的高精度，使系统展现出更好的稳定性，以及提升在外界动态环境变化下的自适应性。
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1.一种适配相变球数量的中央空调系统，其特征在于，包括设置在建筑物内的中央空调群组，以及与所述中央空调群组连接的储能型消防水箱；
2.如权利要求1所述的一种适配相变球数量的中央空调系统，其特征在于，所述储能型消防水箱包括消防水箱箱体，以及设置所述消防水箱箱体内的均流板和相变蓄冷球。
3.如权利要求2所述的一种适配相变球数量的中央空调系统，其特征在于，所述消防水箱箱体顶部的几何中心设有进水口，底部的几何中心设有出水口；所述消防水箱箱体内部设有两块均流板，均流板之间交错布置多层相变蓄冷球。
4.如权利要求2所述的一种适配相变球数量的中央空调系统，其特征在于，所述均流板上均匀分布有均流孔。
5.如权利要求1所述的一种适配相变球数量的中央空调系统，其特征在于，所述相变蓄冷球包括外壳，以及设置在所述外壳内部的相变材料；所述相变材料包括但不限于Na2CrO4·10H2O、KF·4H2O和C16H34。
6.如权利要求1所述的一种适配相变球数量的中央空调系统，其特征在于，相变蓄冷球的直径并得到相变球的数量确定计算方式为：
8.如权利要求7所述的一种适配相变球数量的中央空调系统，其特征在于，高峰时期，根据房间内温度变化与流经房间冷媒水之间的换热关系，对消防水泵转速调节房间温度这一过程的一阶传递函数进行如下推导：
9.如权利要求8所述的一种适配相变球数量的中央空调系统，其特征在于，引入修正因子得到一阶传递函数G(z)表示为：
10.一种适配相变球数量的中央空调系统，其特征在于，使用了如权利要求1-9任一项所述的适配相变球数量的中央空调系统，包括：所述储能型消防水箱从所述中央空调群组获得冷能，所述储能型消防水箱内部相变材料凝固并储存冷能；在城市用电高峰时期，所述储能型消防水箱内部相变材料熔化并释放冷能，并将冷能提供给为用户侧。
...【技术特征摘要】
1.一种适配相变球数量的中央空调系统，其特征在于，包括设置在建筑物内的中央空调群组，以及与所述中央空调群组连接的储能型消防水箱；
2.如权利要求1所述的一种适配相变球数量的中央空调系统，其特征在于，所述储能型消防水箱包括消防水箱箱体，以及设置所述消防水箱箱体内的均流板和相变蓄冷球。
3.如权利要求2所述的一种适配相变球数量的中央空调系统，其特征在于，所述消防水箱箱体顶部的几何中心设有进水口，底部的几何中心设有出水口；所述消防水箱箱体内部设有两块均流板，均流板之间交错布置多层相变蓄冷球。
4.如权利要求2所述的一种适配相变球数量的中央空调系统，其特征在于，所述均流板上均匀分布有均流孔。
5.如权利要求1所述的一种适配相变球数量的中央空调系统，其特征在于，所述相变蓄冷球包括外壳，以及设置在所述外壳内部的相变材料；所述相变材料包括但不限于na2cro4·10h2o、kf·4h2o和c16h34。
6.如权利要求1所述的一种适配相变球数量的中央空调系统，其特征在于，相...
【专利技术属性】
技术研发人员：张龙，潘家鹏，霍猛，曹晓满，温以千，黄蒙，徐广强，刘刚，
申请(专利权)人：山东电力工程咨询院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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