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本专利针对传统冷冻水系统依赖历史数据平均值无法提前优化参数的问题，提出基于空调负荷预测的前馈控制与反馈调节相结合的解决方案。通过构建负荷预测模型，动态调整冷冻水供水温度与流量，结合泵组特性曲线优化水泵运行参数，实现冷站高效节能运行，有效克服了滞后性和抗扰动能力差的缺陷。
本发明涉及家电控制领域，具体而言，涉及一种空调冷冻水系统的控制方法和装置。
在大型公共建筑领域中，中央空调系统已经得到了广泛的运用，但中央空调系统是大型公共建筑的主要耗能大户，如何进一步降低中央空调系统综合能耗，并确保建筑内舒适度的品质成为了中央空调系统领域重要的研究内容。目前，我国大型公建的中央空调系统中，超过90％的比例采用了经典pid控制、pi控制，甚至有些还是人工操作控制，因而，中央空调的综合能效比普遍较低，中央空调系统处于待改善状况。经研究，在大型公共建筑的中央空调系统中，通常，冷机压缩机与冷冻泵电机的功耗占中央空调总功耗的70％以上，由此，降低冷机压缩机与冷冻泵电机功耗则是有效提升中央空调系统能效的核心途径。
针对中央空调冷冻水系统的控制，相关技术中提出了中央空调冷冻水系统的模糊预期控制方法，该方法根据历史运行数据中n个周期内运行参数的平均值的变化趋势预测优化修正值，采用模糊推理方法得到优化控制量，并通过变频器控制冷冻水泵转速，以达到对冷冻水流量进行优化控制目的。
本发明实施例提供了一种空调冷冻水系统的控制方法和装置，以至少解决现有技术采用冷冻水系统过去n个循环周期的运行参数的平均值作为下一循环周期的运行参数的修正值，导致无法提前控制冷冻水系统的运行参数的值的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种空调冷冻水系统的控制方法，包括：获取空调当前的空调负荷值；根据空调负荷值，确定用于调节空调的冷冻水系统的运行参数的修正值；基于修正值，调节冷冻水系统的运行参数的参数值。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种空调冷冻水系统的控制装置，包括：第一获取模块，用于获取空调当前的空调负荷值；第一确定模块，用于根据空调负荷值，确定用于调节空调的冷冻水系统的运行参数的修正值；调节模块，用于基于修正值，调节冷冻水系统的运行参数的参数值。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序执行上述的空调冷冻水系统的控制方法。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述的空调冷冻水系统的控制方法。
在本发明实施例中，通过获取空调当前的空调负荷值；根据空调负荷值，确定用于调节空调的冷冻水系统的运行参数的修正值；基于修正值，调节冷冻水系统的运行参数的参数值，达到了根据空调负荷值控制冷冻水系统运行参数的目的，从而实现了提前对冷冻水系统的运行参数进行优化控制的技术效果，进而解决了现有技术采用冷冻水系统过去n个循环周期的运行参数的平均值作为下一循环周期的运行参数的修正值，导致无法提前控制冷冻水系统的运行参数的值的技术问题。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图5是根据本发明实施例的一种可选的冷冻水系统的泵组特性曲线是根据本发明实施例的一种可选的空调冷冻水系统的控制方法流程图；
图8是根据本发明实施例的一种优选的基于负荷预测与反馈调节的空调冷冻水系统节能控制系统示意图；以及
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例，提供了一种空调冷冻水系统的控制方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种空调冷冻水系统的控制方法流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
具体地，在上述步骤中，上述空调负荷是指空调房间冷(热)负荷和湿负荷，空调房间的冷(热)负荷和湿负荷是确定空调系统制冷量或制热量的基本依据。由于空调冷机压缩机与冷冻泵电机功耗是空调总功耗主要来源，因而，降低冷机压缩机与冷冻泵电机功耗是有效提升空调系统能效的核心途径。为了降低冷机压缩机与冷冻泵电机功耗，需要对空调冷冻水系统进行节能控制。为了对空调冷冻水系统进行节能控制的同时，又不影响空调房间内用户的舒适性，可以根据空调当前的空调负荷值对空调冷冻水系统的运行参数进行控制。
一种可选的实施例中，可以根据空调在预设时间段(例如，一年)内的历史运行数据来预测空调当前的空调负荷值，需要说明的是，对于面积相同的空调房间，空调负荷值与环境温度密切相关，因而，收集的历史数据中可以包含空调负荷值和环境温度。
作为一种可选的实施方式，在获取空调预设时间段内的历史运行数据后，根据空调当前的环境温度可以查找与该环境温度对应的空调负荷值。
进一步地，由于空调负荷值会呈现一定周期性，在根据环境温度确定空调当前的空调负荷值后，可以根据空调负荷值的周期性规律预测下一时刻的空调负荷值。
步骤s104，根据空调负荷值，确定用于调节空调的冷冻水系统的运行参数的修正值。
具体地，在上述步骤中，由于按照当前的空调负荷需求控制冷冻水系统的供水温度、供水流量等运行参数，可以使得冷冻水系统在满足空调负荷需求的情况下，以节能状态工作。由于空调负荷值可以用于表征空调所在区域当前的制冷量或制热量的需求，在估算出空调当前的空调负荷值后，根据空调当前的空调负荷值确定用于调节冷冻水系统的运行参数的修正值(例如，供水温度的温度值或供水流量的水流量值)。
一种可选的实施例中，上述冷冻水系统的运行参数包括如下至少之一：冷冻水系统的供水温度、冷冻水系统的供水流量。可选地，冷冻水系统的供水流量的控制可以通过控制水泵的台数和每台水泵的工作频率来实现。
具体地，在上述步骤中，在根据空调负荷值确定出对当前冷冻水系统的运行参数进行的值(即修正值)后，将空调冷冻水系统的运行参数的值修改为该修正值，以使得冷冻水系统按照该修正值的运行参数运行。
由上可知，在本申请上述实施例中，通过获取空调当前的空调负荷值，根据该空调负荷值确定用于调节空调的冷冻水系统的运行参数的修正值，并根据该修正值修正冷冻水系统的运行参数的值，达到了根据空调负荷值控制冷冻水系统运行参数的目的，从而实现了提前对冷冻水系统的运行参数进行优化控制的技术效果，进而解决了现有技术采用冷冻水系统过去n个循环周期的运行参数的平均值作为下一循环周期的运行参数的修正值，导致无法提前控制冷冻水系统的运行参数的值的技术问题。
为了确定空调冷冻水系统的供水温度，一种可选的实施例中，如图2所示，根据空调负荷值，确定用于调节空调的冷冻水系统的运行参数的修正值，可以包括如下步骤：
步骤s204，基于压缩机的电流比，查找与空调负荷值对应的供水温度的第一修正值。
具体地，在上述步骤中，根据空调负荷值(由于空调负荷值是根据历史数据预测出来的，也称空调负荷预测值)控制冷机冷冻供水温度(出水温度)的设定值(即第一修正值)，首先要获取当前冷机(压缩机)的电流比θ，根据预设表寻找到最佳冷冻水出水温度值，并将优化结果传递至集中控制器，下发控制命令重设冷冻出水温度设定值，作为一种可选的实施方式，预设表可以如表1所示，其中，ts为冷站冷冻供水设计值(单位为℃)。
需要说明的是，上述根据压缩机电流比和空调负荷值确定供水温度的预设表可以是通过进行大量实验而确定的最佳供水温度。
为了确定空调冷冻水系统的供水流量，一种可选的实施例中，如图3所示，根据空调负荷值，确定用于调节空调的冷冻水系统的运行参数的修正值，包括：
步骤s304，基于温差设定值和空调负荷值，计算冷冻水系统的供水流量的第二修正值。
具体地，在上述步骤中，上述供回水温度的温差设定值可以是设置的供回水温度的设定值，是一个大小恒定的值，也可以是实时检测到的供水温度和回水温度的温差值；在获取冷冻水系统中供回水温度的温差设定值后，可以基于温差设定值和空调负荷值，计算冷冻水系统的供水流量的水流量值(即第二修正值)。
作为一种可选的实施方式，在基于温差设定值和空调负荷值，计算冷冻水系统的供水流量的第二修正值的过程中，可以通过如下的计算公式，计算冷冻水系统的供水流量的第二修正值：
其中，w为第二修正值，qf为空调负荷值，c为比热容，△td为供回水温度的温差设定值。
在一种可选的实施例中，如图4所示，在基于温差设定值和空调负荷值，计算冷冻水系统的供水流量的第二修正值之后，上述方法还可以包括如下步骤：
步骤s404，基于冷冻水系统的泵组特性曲线，根据第二修正值和水流压差值，确定冷冻水系统开启的水泵台数以及每台水泵的运行频率。
具体地，在上述步骤中，上述水流压差值可以为冷冻总管压差设定值，在基于温差设定值和空调负荷值，计算冷冻水系统的供水流量的第二修正值(即当前的供水流量)之后，可以基于冷冻水系统的泵组特性曲线所示)，冷冻水系统的水流压差值和当前的供水流量(即第二修正值)确定当前需要开启的水泵台数以及每台水泵的运行频率。在已知压差设定值、水流量，以及控制系统中预设好的水泵特性曲线这些边界条件后，就可以通过多台并联的水泵特性曲线计算出水泵最佳运行频率，对于单台水泵而言，根据频率、压差可以计算出相应水流量，总水流量除以单台水泵流量就得到了所需的运行台数。
在一种可选的实施例中，如图6所示，在基于修正值，调节冷冻水系统的运行参数的参数值之后，上述方法还可以包括如下步骤：
步骤s604，根据运行参数的实时测量值，确定用于调节空调的冷冻水系统的运行参数的修正值。
具体地，在上述步骤中，在基于修正值，调节冷冻水系统的运行参数的参数值之后，可以根据实时检测到的冷冻水系统的运行参数进行反馈调节，根据实时检测到的冷冻水系统的运行参数的参数值确定用于调节空调的冷冻水系统的运行参数的修正值。可选地，可以综合考虑空调负荷值和实时检测到的冷冻水系统的运行参数的参数值确定用于调节空调的冷冻水系统的运行参数的修正值。
进一步地，基于上述实施例，一种可选的实施方式，如图7所示，根据运行参数的实时测量值，确定用于调节空调的冷冻水系统的运行参数的修正值，可以包括如下步骤：
步骤s704，如果实时测量值超过预设范围，则根据实时测量值控制冷冻水系统的开启的水泵台数和/或每台水泵的运行频率。
具体地，在上述步骤中，在检测并采集冷冻水系统的运行参数后，可以将采集到的实时数据与预设值进行对比，当持续实时测量值是否超过预设范围(例如，偏离预设值一定范围)后，通过冷冻泵变频或台数切换的方式调节冷冻水流量，进行反馈调节。
通过上述实施例，可以预防负荷预测不精准的情况下导致的供冷不足或供冷过量的现象发生。
作为一种优选的实施例，图8所示为根据本发明实施例的一种优选的基于负荷预测与反馈调节的空调冷冻水系统节能控制系统示意图，如图8所示，该系统主要包括：空调负荷预测模块、数据存储模块、冷冻水流量优化控制模块、冷冻出水温度优化控制模块、主机冷冻出水温度优化控制控制模块、温度(压差、流量)传感器、冷站执行模块等。。
其中，空调负荷预测模块调取数据存储模块中存储的空调在预设时间段内的历史运行数据(包括但不限于空调冷负荷值和环境干球温度)，并预测当前或未来预设时间段内的空调负荷值，并将预测值传递给冷冻水出水温度优化控制模块及冷冻水流量优化控制模块；冷冻水出水温度优化控制模块根据预测空调负荷值做出冷冻水出水温度值的控制决策，并下发指令给主机控制器；冷冻水流量控制模块根据预测空调负荷值做出冷冻泵开启台数与频率的控制决策，进而达到控制冷冻水流量目的，实现事先优化控制。此外，冷冻水流量优化控制模块根据传感器模块采集的实时数据(包括但不限于冷冻总管供水温度、冷冻总管回水温度、冷冻水流量)与预设值进行对比，当检测到冷冻出水温度、供回水温差持续偏离预设值一定范围后，冷冻水流量优化控制器将发起反馈调节，通过冷冻泵变频或台数切换的方式调节冷冻水流量，对前馈控制起补充作用。
此处需要说明的是，本申请上述实施例提出的空调负荷预测模模块至少包含两种空调负荷预测模型，一种为完全基于历史参数数据实施预测过程的模型，另一种为基于历史参数数据并辅以实时气象参数修正的预测模型。机房管理人员可根据建筑空调负荷特性选择最佳的空调负荷预测模型。当人员设备等作息规律、新风负荷占比低等这类受环境气象参数影响较小的建筑优选第一类空调负荷预测模型，厂房、办公楼等。当人员设备作息规律不显著、受室外气象因素影响较大等这类建筑优选第二类空调负荷预测模型，例如酒店、商场、机场等。
作为一种可选的实施方式，基于图8所示的基于负荷预测与反馈调节的空调冷冻水系统节能控制系统，前馈控制过程为：中央空调冷站运行时，负荷预测模块计算出下一时刻t1所需冷量，并传送至冷冻水流量优化控制器、冷机冷冻出水温度优化控制器；冷冻水流量优化控制器计算出所需冷冻水流量，并优化冷冻水泵开启台数与运行频率，传输至冷冻水泵控制器，开启相应冷冻泵台数，并调频至设定值；冷机冷冻出水温度优化控制器根据出水温度优化规则，计算下一时刻冷机出水温度设定值，当计算值与当前运行值存在差异时，以避免频繁切换出水温度设定值为原则，控制器选择性发出冷冻出水温度设定值命令。例如，前馈调节周期为△t1(例如10min)min，当5个调节周期内，冷冻出水温度从已ts+2调整为ts+1一次后，本次预测结果为再次回调至ts+2，控制器将不发出冷冻出水温度设定值调整命令。
此处需要说明的是，如果不存在冷冻出水温度设定值的频繁调节现象，则直接发出控制命令，如果冷冻出水温度在预设时间内预测的冷冻出水温度设定值存在反复，则不发送控制命令。
作为一种可选的实施方式，基于图8所示的基于负荷预测与反馈调节的空调冷冻水系统节能控制系统，反馈调节过程为：温度传感器检测到冷冻总管供水温差偏离设定值与允许偏差之和，且持续时间超过△t1后，冷冻水流量优化控制器发出冷冻水泵频率调节命令。例如，当冷冻总管供水温度≥冷冻总管出水温度设定值+5℃+允许偏差，连续满足该条件△t1时间后，冷冻变频水泵频率提高1hz。
通过上述实施例，采用空调负荷预测前馈控制+反馈调节措施，不仅可以确保控制的可靠性，也因采用优化算法使得冷站具有良好的节能性。不仅可以避免冷冻水管道长引起的大滞后、抗扰动能力差等缺点，还可改善冷机与冷冻水泵的控制策略，进而让主机与冷冻水泵持续运行于高效率区间。
图9是根据本发明实施例的一种空调冷冻水系统的控制装置结构示意图，如图9所示，该装置包括：第一获取模块901、第一确定模块903以及调节模块905。
其中，第一获取模块901，用于获取空调当前的空调负荷值；第一确定模块903，用于根据空调负荷值，确定用于调节空调的冷冻水系统的运行参数的修正值；调节模块905，用于基于修正值，调节冷冻水系统的运行参数的参数值。
由上可知，在本申请上述实施例中，通过第一获取模块901获取空调当前的空调负荷值，第一确定模块903根据该空调负荷值确定用于调节空调的冷冻水系统的运行参数的修正值，通过调节模块905根据该修正值修正冷冻水系统的运行参数的值，达到了根据空调负荷值控制冷冻水系统运行参数的目的，从而实现了提前对冷冻水系统的运行参数进行优化控制的技术效果，进而解决了现有技术采用冷冻水系统过去n个循环周期的运行参数的平均值作为下一循环周期的运行参数的修正值，导致无法提前控制冷冻水系统的运行参数的值的技术问题。
在一种可选的实施例中，运行参数包括如下至少之一：冷冻水系统的供水温度、冷冻水系统的供水流量。
在一种可选的实施例中，第一确定模块包括：第一获取单元以及查找单元。其中，第一获取单元，用于获取空调的压缩机的电流比；查找单元，用于基于压缩机的电流比，查找与空调负荷值对应的供水温度的第一修正值。
在一种可选的实施例中，第一确定模块包括：第二获取单元以及计算单元。其中，第二获取单元，用于获取冷冻水系统中供回水温度的温差设定值；计算单元，用于基于温差设定值和空调负荷值，计算冷冻水系统的供水流量的第二修正值。
在一种可选的实施例中，计算单元还用于通过如下的计算公式，计算冷冻水系统的供水流量的第二修正值：w＝qf/(c·△td)，其中，w为第二修正值，qf为空调负荷值，c为比热容，△td为供回水温度的温差设定值。
在一种可选的实施例中，空调冷冻水系统的控制装置还包括：第二获取模块以及第二确定模块。其中，第二获取模块，用于获取冷冻水系统的水流压差值；第二确定模块，用于基于冷冻水系统的泵组特性曲线，根据第二修正值和水流压差值，确定冷冻水系统开启的水泵台数以及每台水泵的运行频率。
在一种可选的实施例中，空调冷冻水系统的控制装置还包括：检测模块以及第三确定模块。其中，检测模块，用于检测冷冻水系统的运行参数，并获取运行参数的实时测量值；第三确定模块，用于根据运行参数的实时测量值，确定用于调节空调的冷冻水系统的运行参数的修正值。
在一种可选的实施例中，第三确定模块包括：判断单元以及执行单元。其中，判断单元，用于判断实时测量值否超过预设范围；执行单元，用于如果实时测量值超过预设范围，则根据实时测量值控制冷冻水系统的开启的水泵台数和/或每台水泵的运行频率。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序执行上述的空调冷冻水系统的控制方法。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述的空调冷冻水系统的控制方法。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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