暖通空調控制及節(jié)能系統(tǒng)設計

1、<p>　　暖通空調控制及節(jié)能系統(tǒng)設計</p><p>　　摘要：隨著暖通空調日益普及，暖通空調系統(tǒng)的能量消耗占整個建筑耗電量的50％以上，但目前絕大多數(shù)空調處在低效運行，能源浪費嚴重。所以節(jié)能是世界各國的共同目標,而在建筑工程中實現(xiàn)暖通空調系統(tǒng)的節(jié)能是當前建筑界追求的目標。 </p><p>　　關鍵詞：暖通空調；低效運行；節(jié)能；控制系統(tǒng)；設計 </p><

2、p>　　中圖分類號：TE08文獻標識碼：A文章編號： </p><p><b>　　1、暖通空調系統(tǒng) </b></p><p>　　1.1暖通空調工作原理 暖通空調工作原理就是制冷劑在制冷機組的蒸發(fā)器中與冷凍水進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作用下，變成高溫高壓氣體，流經制冷機組的冷凝器時被來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，同時被降溫的冷凍水經冷凍水水泵送到空氣處理單元的熱交換器中，與混風進行冷熱交換形成冷風源，通過送風管道送入被調房間。如此循環(huán)，在夏季，房間的熱量就被冷卻水所帶走，在流經冷卻塔時釋放到空氣中。本文主要研究控制暖通空調系統(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，建筑物負荷變化時，通過改變供、回水的流量來適應，該水系統(tǒng)輸送的水流量要與建筑物需求相適宜。 1.3暖通空調空氣處理單</p><p>　　2.1暖通空調廣義預測控制結構 這里選取的基于RBF模糊神經網絡暖

5、通空調廣義預測控制系統(tǒng)結構如前面所描述暖通空調系統(tǒng)具有非線性，時變性、大滯后和大慣性等特點，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／熱水溫度變化就會對系統(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溫度變化和風機轉速變化，這些干擾可以看成空調的送風風量變化。干擾3為房間內部干擾，主要有人員的頻繁進出、房間內部各種耗能發(fā)熱設備的使用。 基于RBF模糊神經網

6、絡的暖通空調廣義預測控制主要由三部分構成。要實現(xiàn)暖通空調的廣義預測控制，要有準確的暖通空調輸出預測，在提供暖通空調預測輸出的基礎上，建立準確快速的在線優(yōu)化策略和有效的反饋校正。即通過所得到的未來溫度輸出和優(yōu)化目標函數(shù)，利用梯度下降法對實現(xiàn)滾動優(yōu)化控制功能的RBF模糊神經網進行修正，從而得到最佳的控制規(guī)律。此RBF模糊神經網的輸入是實際房間溫度和設定房間溫度的差值和差值變化率，輸出是暖通空調調節(jié)閥電壓。 </p><p

7、>　　2.2暖通空調控制器在線滾動優(yōu)化 暖通空調廣義預測控制的在線滾動優(yōu)化是利用模型辨識部分提供的預測輸出信息，根據優(yōu)化的目標函數(shù)及選定的優(yōu)化方法進行在線的滾動優(yōu)化，從而得到合理的控制規(guī)律，考慮在線優(yōu)化的計算量，這里用RBF模糊神經網絡完成廣義預測控制的在線滾動優(yōu)化。按性能指標，利用優(yōu)化方法獲得未來控制長度內的冷凍水調節(jié)閥電壓，并取其首分量作為當前時刻的冷凍水調節(jié)閥電壓?？紤]降低在線計算的復雜性，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)化過程的關鍵是計算性能指標對RBF模糊神經網絡控制器參數(shù)的導數(shù)。通過RBF模糊神經網和修正方法，利用暖通空調預測模型提供的信息來完成給定目標函數(shù)的優(yōu)化，進而準確的提供冷凍水調節(jié)閥電壓，從而實現(xiàn)廣義預測控制的在線滾動優(yōu)化來得到暖通空調的合理控制規(guī)律。 2.3暖通空調廣義預測控制反饋校正 預測控制算法在進行滾動優(yōu)化時，優(yōu)化的基點應與系統(tǒng)實際一致。由于暖通空調系統(tǒng)受諸多干擾的影響，有可能導致辨識模型的失配。既基于不變RBF模糊神經

9、網模型的預測不可能和實際空氣處理單元完全相符。這就需要用附加的預測手段補充模型預測的不足，或者對基礎模型進行在線修正。況且滾動優(yōu)只有</p><p>　　3、暖通空調系統(tǒng)節(jié)能設計面臨的難題 “能源危機”是世界各地普遍面臨的困境,在新能源還沒有開發(fā)應用之前的很長一段時間內,如何節(jié)約能源將是世界各國各行各業(yè)所必須關注并解決的問題。但在節(jié)約能源方面,我國至今還處于落后地位,經濟建設的目標基本還是以犧牲環(huán)保、大消耗為前提

10、,甚至還沒有規(guī)范性的標準出臺,而有些地方即使有了地方性的規(guī)范,卻因為經濟利益而缺乏監(jiān)督力度,在執(zhí)行的程序上困難重重。或者從某種方面來講,節(jié)能只不過是一種口號,并沒有引起人們的充分重視。而建筑暖通空調節(jié)能貫穿于設計、施工、驗收、運行、維護的全過程中,是一個節(jié)能系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中,要求各個環(huán)節(jié)、各個方面都要切實可行。 但是我國長期以來,由于過分強調建筑造價、個體利益,加之沒有建筑熱工和建筑節(jié)能方面的標準規(guī)范可供依據,導致重復建設、質量結癥問

11、題的存在,致使能源浪費情況嚴重。暖通空調系統(tǒng)節(jié)能設計的進程還不成熟。 在方案設計上,目前在暖通空調設計時很少設計人員先計算室內負荷,大多設計人員還是沿用估算值來確定負荷。即使計算,也只是用現(xiàn)有程序計算,計算后沒有針對具體的情況加以調整。這一現(xiàn)象往往造成負荷過大,而加大投資能源浪費。對于某些“三邊”</p><p>　　總之,只有克服暖通空調系統(tǒng)節(jié)能設計在目前存在的問題,才能實現(xiàn)暖通空調的經濟性、節(jié)能性、安全性、舒