輻射末端復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)督控制方法研究.pdf

1、輻射空調(diào)系統(tǒng)由于能夠采用高溫冷水以輻射換熱方式輸出冷量，因而具有較高的節(jié)能潛力。但由于輻射末端無(wú)法承擔(dān)潛熱負(fù)荷，需要與其他輔助末端構(gòu)成復(fù)合系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行。這種復(fù)合系統(tǒng)由于需要避免輻射表面結(jié)露，且許多輻射末端具有較大的熱惰性，因而其動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)較為困難。只有在合理的控制措施下，才能夠充分發(fā)揮該系統(tǒng)的節(jié)能潛力?？梢?jiàn)如何動(dòng)態(tài)優(yōu)化復(fù)合末端系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，以最小系統(tǒng)運(yùn)行能耗保障室內(nèi)舒適度是該類(lèi)復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行控制的一項(xiàng)關(guān)鍵問(wèn)題。
　　監(jiān)督控制技術(shù)能

2、夠動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，使系統(tǒng)保持在最佳的運(yùn)行狀態(tài)，從而降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗。該技術(shù)為輻射末端復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)的自適應(yīng)優(yōu)化控制提供了一種解決方案。但是監(jiān)督控制技術(shù)需要以能夠表達(dá)設(shè)備真實(shí)特征的模型為基礎(chǔ)，而系統(tǒng)運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)恰恰是對(duì)空調(diào)系統(tǒng)各設(shè)備實(shí)時(shí)特性最為真實(shí)的表達(dá)?？梢?jiàn)建立一套行之有效的系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析方法，對(duì)系統(tǒng)特性與設(shè)備特性進(jìn)行識(shí)別，建立復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)督控制所需的設(shè)備模型，無(wú)疑能夠提高監(jiān)督控制策略的性能，有利于發(fā)揮輻射末端復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)的

3、節(jié)能潛力。
　　為此，本文以輻射末端復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)為研究對(duì)象，基于系統(tǒng)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)挖掘方法對(duì)復(fù)合系統(tǒng)中的各類(lèi)設(shè)備數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行研究，確定了系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)據(jù)挖掘模型結(jié)構(gòu);建立了輻射末端復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)建筑傳熱過(guò)程的快速計(jì)算方法;構(gòu)建了考慮建筑傳熱過(guò)程、設(shè)備特性的復(fù)合空調(diào)監(jiān)督控制方法;并通過(guò)試驗(yàn)與仿真模擬對(duì)其適用性進(jìn)行了分析驗(yàn)證。詳細(xì)研究?jī)?nèi)容如下:
　　對(duì)于復(fù)合系統(tǒng)中的子系統(tǒng)或獨(dú)立控制的設(shè)備而言，能夠反映其特性的數(shù)據(jù)只是大

4、量系統(tǒng)運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)中的一部分;為利用運(yùn)行數(shù)據(jù)辨識(shí)設(shè)備特性，本文基于數(shù)據(jù)挖掘方法和空調(diào)系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)建立了一套行之有效的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)處理方法，從系統(tǒng)數(shù)據(jù)中識(shí)別有用的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，為建立設(shè)備數(shù)據(jù)挖掘模型提供了樣本數(shù)據(jù)處理的標(biāo)準(zhǔn)流程。
　　本文以包含各類(lèi)設(shè)備的輻射末端復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備中各類(lèi)線性、非線性、不同時(shí)間常數(shù)的設(shè)備（冷水機(jī)組、無(wú)級(jí)變頻泵、定速泵、分級(jí)變速的風(fēng)機(jī)、板式換熱器、盤(pán)管換熱器、輻射地板等）數(shù)據(jù)挖掘

5、模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析，最終按類(lèi)別確定了各類(lèi)設(shè)備模型的普適結(jié)構(gòu)，為構(gòu)成復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)督控制算法提供了能夠反映設(shè)備真實(shí)特征的預(yù)測(cè)模型。
　　建立了輻射末端與空氣末端構(gòu)成的復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)建筑傳熱過(guò)程快速計(jì)算方法。采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)黑箱模型、RC半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⑽锢砟Ｐ蜆?gòu)建了應(yīng)用輻射末端復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)的建筑室內(nèi)環(huán)境和復(fù)合末端負(fù)荷預(yù)測(cè)的混合模型。基于優(yōu)化算法對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立了模型參數(shù)的快速辨識(shí)方法，使模型具備了快速識(shí)別建筑傳熱過(guò)程，并預(yù)測(cè)室內(nèi)環(huán)境

6、及復(fù)合末端設(shè)備負(fù)荷的能力。
　　基于廣義的模型預(yù)測(cè)控制概念，建立了輻射末端復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)督控制算法。監(jiān)督控制算法采用了系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)據(jù)挖掘模型，以及采用混合模型的復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)建筑物傳熱模型。通過(guò)對(duì)室內(nèi)操作溫度、相對(duì)濕度、以及系統(tǒng)總能耗的多目標(biāo)優(yōu)化，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的求解出系統(tǒng)最優(yōu)的運(yùn)行控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輻射末端復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)的自適應(yīng)運(yùn)行優(yōu)化。
　　最后，建立了輻射末端復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)督控制試驗(yàn)系統(tǒng)和工程應(yīng)用仿真平臺(tái)。采用試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)基于數(shù)據(jù)

7、挖掘模型的輻射末端復(fù)合系統(tǒng)監(jiān)督控制算法進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。采用仿真平臺(tái)對(duì)應(yīng)用本文監(jiān)督控制方法的實(shí)際工程進(jìn)行了仿真模擬。試驗(yàn)結(jié)果與仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明本文建立的監(jiān)督控制方法能夠有效提高復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
　　綜上研究可知，本文建立的基于運(yùn)行數(shù)據(jù)的輻射末端復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)督控制方法，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，能夠協(xié)調(diào)復(fù)合系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行能效，在滿足舒適度要求的條件下，可有效降低系統(tǒng)能耗，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化的