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(jīng)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(jīng)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(jīng)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(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(jīng)網(wǎng)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(jīng)網(wǎng)

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(jīng)網(wǎng)進行修正，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(jù)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(jīng)網(wǎng)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。考慮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(jīng)網(wǎng)絡控制器參數(shù)的導數(shù)。通過RBF模糊神經(jīng)網(wǎng)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(jīng)

9、網(wǎng)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(jīng)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(jīng)濟利益而缺乏監(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(jù),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(jīng)濟性、節(jié)能性、安全性、舒