暖通空調系統(tǒng)(HVAC)的精準節(jié)能控制策略研究.pdf

1、在社會和科技快速發(fā)展的今天，人們對自己生活質量的要求有了進一步的提高。暖通空調與建筑物的結合可以為人們提供更加舒適的生活環(huán)境和辦公環(huán)境。但是，暖通空調所帶來的能耗問題也是不容忽視和回避的，特別是在資源較匱乏的今天，其使用的能源主要以電能為主的不可再生的、品質優(yōu)良的能源。因此，研究暖通空調的節(jié)能控制具有非常重要的現(xiàn)實意義。
　　在暖通空調的節(jié)能控制中，非常重要的一個環(huán)節(jié)就是室溫的檢測。本文采用無線傳感網絡實現(xiàn)對室溫的檢測。之所以選擇

2、無線傳感網絡是由于無線傳感網絡在部署過程中不需要改變現(xiàn)有的有線線路，其具有低成本、易部署等優(yōu)勢，在室內溫度監(jiān)測方面有著良好的應用前景，也得到了諸多學者的青睞。
　　在無線傳感網絡中，功耗和系統(tǒng)延遲是兩個重要的考慮因素。在本文前兩章中，我們設計了一套完整的基于無線傳感網絡的室內溫度監(jiān)測系統(tǒng)，這包括網絡節(jié)點的設計、網絡拓撲結構、計算機終端軟件等。與現(xiàn)有的室內溫度監(jiān)測系統(tǒng)不同，我們使用了所測得的溫度值作為系統(tǒng)參數(shù)的一部分，通過動態(tài)調整源

3、節(jié)點和目的節(jié)點的喚醒周期，使得系統(tǒng)在環(huán)境溫度異常時，有較小的延遲從而保證能夠及時發(fā)出報警信息:而在環(huán)境溫度正常時，有著良好的省電功效。源節(jié)點周期性地喚醒并感知環(huán)境溫度，發(fā)送數(shù)據(jù)包通過由若干中繼節(jié)點組成的、基于任播的多跳網絡傳至目的節(jié)點，目的節(jié)點將溫度信息通過串口傳至計算機，用于展示實時溫度，發(fā)出警報信息等。通過基于TinyOS系統(tǒng)的TelosB平臺，我們搭建起了所設計的平臺，從理論和實際兩方面分析了所設計系統(tǒng)的系統(tǒng)延遲性能，通過實驗對耗

4、電等其他相關性能進行了分析。分析表明，系統(tǒng)達到預期目標，相對于現(xiàn)有系統(tǒng)具有更好的性能。
　　此外，隨著智能電網的發(fā)展建設推進，研究在智能電網下室內的加熱，通風，空調系統(tǒng)(HVAC)的節(jié)能和溫度控制同樣具有非常重要的現(xiàn)實和長遠意義。智能電網是一種新一代的電網設備，在北美地區(qū)興起并且發(fā)展很迅速的一種技術。相比于現(xiàn)在的電網的高成本，高消耗，智能電網能夠更加有效地匯總各種收集到的信息，利用個各種能源，包括太陽能，風能等可再生能源，并且提供

5、了動態(tài)改變電價的新機制。本文在第三章中設計了一種對室內的加熱，通風，空調系統(tǒng)(HVAC)的最優(yōu)的控制策略。這種策略可以應用到比如數(shù)據(jù)中心，居民房間，工廠等這樣可能有很多產生熱量的電器的地方。智能電網中的隨著時間動態(tài)改變的電價為我們減少電費和節(jié)省能源提供了一個充分的條件。其中所構建的問題是保持室內的溫度在我們所設定的范圍內，同時能夠最小化用電的費用。這其中主要用到的數(shù)學方法是Lyapunov優(yōu)化，對于溫度超過預先設定值的情況我們引入了懲罰