基于建筑负荷侧的空气源热泵供热节能控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及供热节能领域，更具体涉及一种基于建筑负荷侧的空气源热泵供热节能控制系统。


背景技术：

2.3060双碳目标的国家战略背景下，节能减碳成为各行业发展必然要求。建筑运行的碳排放占社会碳排放比例较大，是节能减碳的重点。同时，针对建筑供热领域，优先发展可再生能源，以及分布式能源供热，空气源热泵作为绿色节能低碳产品，在建筑供热领域发挥了重要的作用。空气源热泵的迅速发展，弥补了建筑供热领域的分布式供热的难题，同时，面对运行人员专业化程度不高、经验缺失等问题，如何合理优化、更加高效的运行空气源热泵系统，成为当前大部分运营商的面临的难题。
3.当前，大部分空气源热泵供热系统，具备远程自动控制功能，可部分实现远程无人值守，但是在实际运行过程中，由于缺乏以往历史运行数据的自动比对和参照，供热运行参数还无法实现较为合理的自动调整，实现自控的前提下，再进一步节能，仍存在较大困难。
4.专利201310102330.7《基于云服务的集中供暖监控系统及集中供暖系统调节方法》公开的技术方案中，集中供暖监控系统包括云端服务器和与云端服务器通信连接的供暖终端监控设备；云端服务器根据历史数据获取每一用户对应的用户行为函数，用户行为函数反应房屋供暖设备参数与各个用户的供暖负荷、供水温度以及时间的关系，云端服务器预测各个用户供暖负荷和获取各个用户的当前供水温度，并根据上述参数计算房间供暖设备参数并下发到各个供暖终端监控设备；供暖终端监控设备根据所述房间供暖设备参数进行调节。但该方法只利用了历史数据和用户参数对当季的供暖设备进行个性化调控，没有考虑建筑负荷侧对供暖的要求，也没有通过反馈实现更加合理和低成本的自动调整，例如冬季室外温度0℃时，开启5台机组，水泵频率45hz，供水温度48℃，进过一段时间的运行，实际室内温度t1已经达到了23℃，实际的供热标准为20℃，由此，已经出现的温度过高现象，空气源热泵供热站并未进行自动反馈调整，供热量q1大于q2，造成能源浪费，导致整个采暖季浪费多浪费用电20%以上。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本实用新型提出以下技术方案。
6.基于建筑负荷侧的空气源热泵供热节能控制系统，包括：
7.建筑模型模块，用来构造建筑模型并计算预计需热量、实时供水温度和实时室内温度，所述建筑模型通过建筑能耗模拟软件建立，是展现建筑自身结构与供热情况的数学模型；
8.空气源热泵供热站，包括用于供热的水泵机组；
9.控制模块，用于控制空气源热泵供热站，根据预计需热量、实时供水温度和实时室内温度设置和调整供热参数；
10.反馈模块，用于获取建筑的实时室内温度和实时供水温度，并反馈给建筑模型模块。
11.优选的，建筑模型包括：
12.楼体模型，包括楼层和功能区域分布；
13.参数获取模块，用于获取楼体参数；
14.数据库，用于存储和更新历史数据。
15.优选的，参数获取模块包括：
16.建筑围护结构参数获取模块，建筑围护结构参数包括房间体积、墙体面积、材料、朝向、窗户类型及面积参数；
17.室内设计参数获取模块，所述室内设计参数包括室内温湿度、冷风渗透参数；
18.建筑内热源参数获取模块，所述建筑内热源参数包括室内人员密度、工作强度、逐时在室率、办公设备、照明灯具散热量参数；
19.控制参数获取模块，所述控制参数包括供热时间、设备使用时间。
20.优选的，数据库包括：
21.气象数据池，包括所在地气象历年数据；
22.历史数据池，包括建筑的历史供暖数据。
23.优选的，供热参数包括所需热量，供水温度，水泵频率和机组台数。
24.优选的，反馈模块还包括人工反馈模块，用于将用户设置的参数反馈至控制模块。
25.该技术方案的核心出发点在于，从建筑需热量出发，同时保证室内供热温度，优先通过建筑能耗模拟软件得出预计需热量，对供热参数进行预设置，同时在实际运行过程中,通过反馈，调节供热参数，实现系统能效最大值，实现供热量和需热量的动态平衡，即建筑需多少热，供热站最高效供多少热的目的。
26.相对于原有的技术方案，该技术方案预计可实现最少20%的供热节能率。
附图说明
27.图1为本实用新型实施例1结构示意图；
28.图2为本实用新型实施例1使用流程图。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
30.实施例1
31.如图1所示，本实用新型提出一种基于建筑负荷侧的空气源热泵供热节能控制系统，包括：
32.建筑模型模块，用来构造建筑模型并计算预计需热量、实时供水温度和实时室内温度，所述建筑模型通过建筑能耗模拟软件建立，是展现建筑自身结构与供热情况的数学模型；
33.空气源热泵供热站，包括用于供热的水泵机组；
34.控制模块，用于控制空气源热泵供热站，根据预计需热量、实时供水温度和实时室内温度设置和调整供热参数，供热参数包括所需热量，供水温度，水泵频率和机组台数；
35.反馈模块，用于获取建筑的实时室内温度和实时供水温度，并反馈给建筑模型模块。
36.其中建筑模型包括：
37.楼体模型，包括楼层和功能区域分布；
38.参数获取模块，包括建筑围护结构参数获取模块、室内设计参数获取模块、建筑内热源参数获取模块、控制参数获取模块；
39.数据库，包括气象数据池和历史数据池。
40.该系统工作时，如图2所示，设定空气源热泵供热站对建筑的供热量为q1，供热建筑的室内温度为t1，实际需热量为q2，空气源热泵供热站供水温度为t2，水泵频率为f1，机组台数为n1，室外温度为t3，系统能效为cop。
41.cop=q1/（p1 p2）
42.其中，p1是空气源热泵机组输入功率，p2是循环水泵功率。
43.首先，通过建筑能耗模拟软件（建筑模型模块），对供热建筑进行整个采暖季的供热能耗模拟，如供热时间为11月15日至次年3月15日，120天时间。通过建筑能耗模拟软件，建立建筑供热模型，包括：
44.建立楼体模型，包括楼层和功能区域；
45.建筑围护结构的设置，包括房间体积、墙体面积、材料、朝向、窗户类型及面积参数；
46.室内设计参数的设置，包括室内温湿度、冷风渗透参数；
47.建筑内热源的设置，包括室内人员密度、工作强度、逐时在室率、办公设备、照明灯具散热量参数；
48.控制参数的设置，包括供热时间、设备使用时间；
49.从气象数据池导入所在地气象年数据；
50.从历史数据池导入建筑的历史供暖数据；
51.通过反馈模块获取实时室内温度数据。
52.运行开始后，反馈模块还实时获取供水温度反馈至建筑模型。
53.通过上述参数和数据，建筑模型建立完成，模拟出建筑120天内的预测建筑需热量q3，其目的是找出接近实际需热量q2的值。实际上，由于q3在跟随反馈模块的数据不断调整数值，因此q3的数值每天都在变化，与实际的q2有差距。
54.以一天为周期进行调整为例，根据q3设置每天的供水温度t2、水泵频率f1、机组台数n1等供热参数。
55.供热实际运行时，优先通过对室内温度的反馈，为使其尽量达到预计室内温度t1，借助一定的人工判断和大数据分析，调整供热站运行参数，如供水温度t2，水泵频率f1，机组的台数n1。经过调整之后，室内温度满足标准，进一步调节供水温度t2，水泵频率f1，机组的台数n1，通过自动计算系统cop，使其达到最大值，该过程是一个不断反馈优化调整的过程。经过一个采暖季的运行，会形成一套完整的运行数据，使实际供热量与实际需热量一
致，即q1=q2，q1为实际供热量，该运行数据对于下一个采暖季的运行具有很好的指导性和参照性。
56.实施例2
57.为了更人性化，可以在反馈模块中添加人工反馈模块，用户在实际用热中，如果感受到供热不足或供热过多，可以进行人工反馈，例如手动设置供水温度，反馈模块将用户设置的参数反馈至控制模块，控制模块调节空气源热泵供热站中的供热参数，同时将该数值反馈至建筑模型，模型记录下这一设置并据此进一步优化建筑模型。
58.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。