暖通空調(diào)控制及節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　暖通空調(diào)控制及節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：隨著暖通空調(diào)日益普及，暖通空調(diào)系統(tǒng)的能量消耗占整個(gè)建筑耗電量的50％以上，但目前絕大多數(shù)空調(diào)處在低效運(yùn)行，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。所以節(jié)能是世界各國(guó)的共同目標(biāo),而在建筑工程中實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能是當(dāng)前建筑界追求的目標(biāo)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；低效運(yùn)行；節(jié)能；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì) </p><

2、p>　　中圖分類號(hào)：TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)： </p><p><b>　　1、暖通空調(diào)系統(tǒng) </b></p><p>　　1.1暖通空調(diào)工作原理 暖通空調(diào)工作原理就是制冷劑在制冷機(jī)組的蒸發(fā)器中與冷凍水進(jìn)行熱量的交換而汽化，從而使冷凍水的溫度降低，然后，被汽化的制冷劑在壓縮機(jī)作用下，變成高溫高壓氣體，流經(jīng)制冷機(jī)組的冷凝器時(shí)被來(lái)自冷卻塔的冷卻水冷卻，又從氣

3、體變成了低溫低壓的液體，同時(shí)被降溫的冷凍水經(jīng)冷凍水水泵送到空氣處理單元的熱交換器中，與混風(fēng)進(jìn)行冷熱交換形成冷風(fēng)源，通過(guò)送風(fēng)管道送入被調(diào)房間。如此循環(huán)，在夏季，房間的熱量就被冷卻水所帶走，在流經(jīng)冷卻塔時(shí)釋放到空氣中。本文主要研究控制暖通空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理部分，主要涉及供水系統(tǒng)和空氣處理單元。 1.2暖通空調(diào)供水系統(tǒng) 常用的冷凍水(水為載冷劑)系統(tǒng)的冷凍水管道均為循環(huán)式系統(tǒng)，根據(jù)用戶的需求情況的不同，按水壓特性劃分，可分為閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)

4、兩種：按冷、熱水管道的設(shè)置方式劃分，可分為雙管制系統(tǒng)、三管制系統(tǒng)、四管制系統(tǒng)：按各末端設(shè)備的水流程劃分，可分為同程式和異程式系統(tǒng)：按水量劃分，可分為定水量和變水量系統(tǒng)。變流量系統(tǒng)中的原則足的供、回水溫度保持不變，建筑物負(fù)荷變化時(shí)，通過(guò)改變供、回水的流量來(lái)適應(yīng)，該水系統(tǒng)輸送的水流量要與建筑物需求相適宜。 1.3暖通空調(diào)空氣處理單</p><p>　　2.1暖通空調(diào)廣義預(yù)測(cè)控制結(jié)構(gòu) 這里選取的基于RBF模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)暖

5、通空調(diào)廣義預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如前面所描述暖通空調(diào)系統(tǒng)具有非線性，時(shí)變性、大滯后和大慣性等特點(diǎn)，還受到許多的干擾。干擾1為冷熱水干擾，主要有盤管中冷／熱水流量、壓力變化，這些干擾折合成冷／熱水溫度變化就會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成一定的影響。干擾2為外界干擾，主要有日照、室外氣溫、外部空氣侵入以及新風(fēng)溫度變化和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化，這些干擾可以看成空調(diào)的送風(fēng)風(fēng)量變化。干擾3為房間內(nèi)部干擾，主要有人員的頻繁進(jìn)出、房間內(nèi)部各種耗能發(fā)熱設(shè)備的使用。 基于RBF模糊神經(jīng)網(wǎng)

6、絡(luò)的暖通空調(diào)廣義預(yù)測(cè)控制主要由三部分構(gòu)成。要實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)的廣義預(yù)測(cè)控制，要有準(zhǔn)確的暖通空調(diào)輸出預(yù)測(cè)，在提供暖通空調(diào)預(yù)測(cè)輸出的基礎(chǔ)上，建立準(zhǔn)確快速的在線優(yōu)化策略和有效的反饋校正。即通過(guò)所得到的未來(lái)溫度輸出和優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，利用梯度下降法對(duì)實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)優(yōu)化控制功能的RBF模糊神經(jīng)網(wǎng)進(jìn)行修正，從而得到最佳的控制規(guī)律。此RBF模糊神經(jīng)網(wǎng)的輸入是實(shí)際房間溫度和設(shè)定房間溫度的差值和差值變化率，輸出是暖通空調(diào)調(diào)節(jié)閥電壓。 </p><p

7、>　　2.2暖通空調(diào)控制器在線滾動(dòng)優(yōu)化 暖通空調(diào)廣義預(yù)測(cè)控制的在線滾動(dòng)優(yōu)化是利用模型辨識(shí)部分提供的預(yù)測(cè)輸出信息，根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)及選定的優(yōu)化方法進(jìn)行在線的滾動(dòng)優(yōu)化，從而得到合理的控制規(guī)律，考慮在線優(yōu)化的計(jì)算量，這里用RBF模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成廣義預(yù)測(cè)控制的在線滾動(dòng)優(yōu)化。按性能指標(biāo)，利用優(yōu)化方法獲得未來(lái)控制長(zhǎng)度內(nèi)的冷凍水調(diào)節(jié)閥電壓，并取其首分量作為當(dāng)前時(shí)刻的冷凍水調(diào)節(jié)閥電壓?？紤]降低在線計(jì)算的復(fù)雜性，采用了較常用的梯度下降法作為主要的

8、優(yōu)化算法。優(yōu)化過(guò)程的關(guān)鍵是計(jì)算性能指標(biāo)對(duì)RBF模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器參數(shù)的導(dǎo)數(shù)。通過(guò)RBF模糊神經(jīng)網(wǎng)和修正方法，利用暖通空調(diào)預(yù)測(cè)模型提供的信息來(lái)完成給定目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化，進(jìn)而準(zhǔn)確的提供冷凍水調(diào)節(jié)閥電壓，從而實(shí)現(xiàn)廣義預(yù)測(cè)控制的在線滾動(dòng)優(yōu)化來(lái)得到暖通空調(diào)的合理控制規(guī)律。 2.3暖通空調(diào)廣義預(yù)測(cè)控制反饋校正 預(yù)測(cè)控制算法在進(jìn)行滾動(dòng)優(yōu)化時(shí)，優(yōu)化的基點(diǎn)應(yīng)與系統(tǒng)實(shí)際一致。由于暖通空調(diào)系統(tǒng)受諸多干擾的影響，有可能導(dǎo)致辨識(shí)模型的失配。既基于不變RBF模糊神經(jīng)

9、網(wǎng)模型的預(yù)測(cè)不可能和實(shí)際空氣處理單元完全相符。這就需要用附加的預(yù)測(cè)手段補(bǔ)充模型預(yù)測(cè)的不足，或者對(duì)基礎(chǔ)模型進(jìn)行在線修正。況且滾動(dòng)優(yōu)只有</p><p>　　3、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)面臨的難題 “能源危機(jī)”是世界各地普遍面臨的困境,在新能源還沒(méi)有開發(fā)應(yīng)用之前的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),如何節(jié)約能源將是世界各國(guó)各行各業(yè)所必須關(guān)注并解決的問(wèn)題。但在節(jié)約能源方面,我國(guó)至今還處于落后地位,經(jīng)濟(jì)建設(shè)的目標(biāo)基本還是以犧牲環(huán)保、大消耗為前提

10、,甚至還沒(méi)有規(guī)范性的標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái),而有些地方即使有了地方性的規(guī)范,卻因?yàn)榻?jīng)濟(jì)利益而缺乏監(jiān)督力度,在執(zhí)行的程序上困難重重?；蛘邚哪撤N方面來(lái)講,節(jié)能只不過(guò)是一種口號(hào),并沒(méi)有引起人們的充分重視。而建筑暖通空調(diào)節(jié)能貫穿于設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、運(yùn)行、維護(hù)的全過(guò)程中,是一個(gè)節(jié)能系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中,要求各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)方面都要切實(shí)可行。 但是我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái),由于過(guò)分強(qiáng)調(diào)建筑造價(jià)、個(gè)體利益,加之沒(méi)有建筑熱工和建筑節(jié)能方面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范可供依據(jù),導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)、質(zhì)量結(jié)癥問(wèn)

11、題的存在,致使能源浪費(fèi)情況嚴(yán)重。暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的進(jìn)程還不成熟。 在方案設(shè)計(jì)上,目前在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)很少設(shè)計(jì)人員先計(jì)算室內(nèi)負(fù)荷,大多設(shè)計(jì)人員還是沿用估算值來(lái)確定負(fù)荷。即使計(jì)算,也只是用現(xiàn)有程序計(jì)算,計(jì)算后沒(méi)有針對(duì)具體的情況加以調(diào)整。這一現(xiàn)象往往造成負(fù)荷過(guò)大,而加大投資能源浪費(fèi)。對(duì)于某些“三邊”</p><p>　　總之,只有克服暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)在目前存在的問(wèn)題,才能實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)的經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性、安全性、舒