[发明专利]基于数字孪生技术的多联机空调机组控制方法及控制系统

说明书

本发明公开了一种基于数字孪生技术的多联机空调机组控制方法及控制系统，属于暖通空调领域，包括：获取给定时刻的室内测量数据并利用功能区的阻容模型计算实际热流量；计算给定时刻之前n‑1个时刻实际热流量并输入时序预测模型，得到第一预测热流量；分别获取给定时刻之前n‑1个时刻室内测量数据，分别输入至三个时序预测模型，得到室内测量数据预测值，并利用阻容模型计算第二预测热流量；对于给定时刻及其前的n‑1个时刻，根据两个预测热流量线性拟合实际热流量，得到拟合函数；根据目标时刻的两个预测热流量及前一时刻拟合函数计算热流量预测值，并依此对功能区内的空调机组进行控制。本发明能够提高多联机空调机组控制的实时性、准确性和适用性。

技术领域

本发明属于暖通空调领域，更具体地，涉及一种基于数字孪生技术的多联机空调机组控制方法及控制系统。

背景技术

当前的制冷空调系统是通过对空间整体进行冷却或升温实现区域温度调节，从而起到满足室内人员舒适性需求的效果。但这种温度调节逻辑通常是由设定温湿度和传感器探测的室内温室度之间的差异触发的反馈调节来实现的。然而，这种控制逻辑存在两点不足：

(1)这种控制逻辑是滞后控制逻辑，换句话说，空调系统的调节行动总是落后于环境条件变化的，只有当室内热环境已经引起了室内人员不舒适感，温度调控逻辑才会进行；

(2)这种控制逻辑的调控只将温湿度变化作为响应变量，因此为了在短时间内快速将室内温湿度调节至设定值，往往是忽略了用能成本的；当建筑结构存在多个不同功能区，且每个功能区存在不同的最佳温湿度需求时，对每个空间的通风量、制冷剂流量的调控会更加复杂。因此，这种控制逻辑是无法同时实现能耗最小化的要求的。

建筑行业在中国节能和减缓气候变化中发挥着重要作用。根据清华大学建筑能源研究中心(BERC)的数据，2018年建筑行业的一次能源消耗为1123百万吨煤当量(Mtce)，与建筑能耗相关的碳排放总量约为22亿吨二氧化碳，且中国的建筑业耗能在未来几年将继续增长。供热通风与空气调节(Heating,Ventilation and Air Conditioning，HVAC)系统的持续能耗占建筑能耗累积最终使用的很大一部分。建筑物能源消耗中约有40％归因于HVAC。影响机组运行能耗的主要原因之一是其控制方法，为了提高其运行效率和节约能耗，需要优化多联机空调机组的运行控制，在实现预先或同步调节室内温湿度的同时，保证其能耗最小化。通过采用更平滑、平稳的温湿度调控策略，减少能耗峰值的产生对设备的损耗。

在申请公布号为CN112128922A的专利申请文件中，公开了一种多联机空调系统的温控方法及装置。其主要思想为：采集数据，建立空调内机风机转速与水阀开度计算模型，计算水阀开度或风机转速调节矩阵，实现机组温度群控，提高温度控制效果。然而，该方法存在以下缺陷：温度调节逻辑仅基于设备端建立，缺乏与建筑热环境的动态对应和联系，在温度调控的实时性上不能满足需求。

在授权公告号为CN212362370U的专利申请文件中，公开了一种多联机温控系统及多联机设备。该系统包括：多个采集装置，设置在室内不同位置处,用于采集室内温度；远程监控装置,通过网关连接室内所有内机，用于根据室外环境温度以及所述室内温度,对室内的内机进行温度控制，以形成温度渐变的温度场，或者，智能分区的温度场。然而，该系统存在以下缺陷：温场分布控制过于复杂，易受室内人员活动影响，加重了设备计算负担，增加了设备压力和成本，且在民用别墅多联机空调温度调控上适用性不高。

总的来说，现有的针对多联机空调机组的控制方法，实时性、准确性和适用性有待进一步提高。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种基于数字孪生技术的多联机空调机组控制方法及控制系统，其目的在于，提高多联机空调机组控制的实时性、准确性和适用性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于数字孪生技术的多联机空调机组控制方法，以功能区为单位进行控制，且对于每一个功能区的控制包括：