水冷式集中控制空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能研究

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1、水冷式集中控制空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能研究第12卷第4期2010年7月銅仁學(xué)院JournalofTongrenUniversity水冷式集中控制空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能研究臧大進一，劉增良,曹云峰(1.銅陵學(xué)院電氣工程系，安徽銅陵244000;2?中國礦業(yè)大學(xué)，江蘇徐州221008;3?上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院，上海200240)摘要:通過對智能建筑中的水冷式集中控制空調(diào)運行控制的研究，提出了一種空調(diào)運行節(jié)能控制方法，建立了相應(yīng)的空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運行控制模型，并基于遺傳算法和蟻群算法融合的GAAA算法進行實現(xiàn).實驗說明木方法有較好的節(jié)能效果.關(guān)鍵

2、詞:智能建筑設(shè)備;優(yōu)化控制;節(jié)能運行;控制模型中圖分類號:TU831文獻標識碼:A文章編:1673—9639(2010)04.0129—05大量的統(tǒng)計結(jié)果表明，智能建筑系統(tǒng)中，空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)，給排水系統(tǒng),照明系統(tǒng)的能耗約占智能建筑運行能耗的2/3,空調(diào)系統(tǒng)的運行能耗占這三個系統(tǒng)總能耗的2/3以上，約占樓宇電耗的40%?60%【JJ.然而中央空調(diào)系統(tǒng)卻是智能建筑不可缺少的一部分,從節(jié)能降耗的角度中央空調(diào)系統(tǒng)降能減耗自然成為重點的研究對象.1?空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)能耗分析1?1?空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)能耗組成和傳遞過程木文以智能建筑中使用最廣泛的水冷式

3、集中控制空調(diào)系統(tǒng)為例定量分析和研究其優(yōu)化節(jié)能控制的實現(xiàn)方法?其主要由以下幾部分組成：(1)工作區(qū)(或居住區(qū))?通常是指空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)所控制范圍的工作區(qū)域或生活區(qū)域，在此空間內(nèi)，應(yīng)保持所要求的室內(nèi)空氣參數(shù).(1)空氣的輸送和分配部分.主要是指輸送和分配空氣的送，回風(fēng)機,送風(fēng)管，送,回風(fēng)口等設(shè)備組成.(2)空氣的處理部分.是指按照對空氣各種參數(shù)的要求，對空氣進行過濾凈化，加熱，冷卻，加濕，減濕等處理的設(shè)備.(3)空氣處理所需的輔助設(shè)備.這部分設(shè)備指的是為空調(diào)系統(tǒng)提供冷量和熱量的設(shè)備，如鍋爐房，冷凍站,冷水機組等.水冷式集屮控制空調(diào)系統(tǒng)

4、的能量由熱源和冷源系統(tǒng)產(chǎn)生，經(jīng)水形態(tài)傳遞給風(fēng)系統(tǒng)，再由風(fēng)系統(tǒng)將能量傳遞給被調(diào)節(jié)房間，以達到所要求室內(nèi)環(huán)境要求?其能量傳遞過程可用下圖1表示.圖1空調(diào)系統(tǒng)能量傳遞過程其總能耗可用下式表示:的電能，包括送風(fēng)機，回風(fēng)機，新風(fēng)風(fēng)機，排風(fēng)機所耗動力XE二++E3(1?1)之和.其中:為冷熱源系統(tǒng)工作所消耗的電能，為能量輸送12房間冷負荷組成過程中用于水系統(tǒng)工作的泵所消耗的電能.為風(fēng)機所消耗由空氣調(diào)節(jié)設(shè)計手冊可知,空調(diào)冷負荷由三部分組成，收稿口期:2010.06—24基金項目:安徽省2009—2010自然資金立項資助(90416246)作者

5、簡介:臧大進(1968.),男，傅上，副教授啟動化設(shè)計研究所副所長,現(xiàn)從事智能控制與現(xiàn)場總線測控系統(tǒng)的研究與開發(fā).劉增良(1959一)，男，教授，主要從事電力系統(tǒng)自動化方面的研究工作.曹云峰(1976.),男，博士后，主要從事智能控制和不確定非線性系統(tǒng)控制等研究.]292010年第4期銅仁學(xué)院是房間的冷負荷，包括由室內(nèi)外溫差引起建筑物維護結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)熱量形成的冷負荷，太陽輻射傳入熱量形成的冷負荷,人體散熱散濕形成的冷負荷，室內(nèi)燈光照明散熱形成的冷負荷，室內(nèi)設(shè)備散熱散濕形成的冷負荷，二是室外新風(fēng)負荷，為冷卻室外新鮮空氣所消耗的冷負

6、荷，三是系統(tǒng)冷負荷，由空調(diào)設(shè)備升溫產(chǎn)生的冷負荷.但一般情況下，在分析空調(diào)系統(tǒng)能耗時,對損失的冷負荷可忽略不計，其制冷負荷為房間冷負荷與新風(fēng)負荷之和?空調(diào)設(shè)備運行目的是為房間提供定的冷量，新風(fēng)量和保證空氣質(zhì)量.2.水冷式集屮控制空調(diào)系統(tǒng)白勺節(jié)能模型研究傳統(tǒng)的智能建筑中的空調(diào)設(shè)備是根據(jù)季節(jié)變化采用恒定或人工修正的方式通過對下位機控制器管理,間接進行空調(diào)設(shè)備能量管理和控制，其環(huán)境適應(yīng)性差，同時控制的效果無論是熱舒適性述是空氣品質(zhì)都比較差?基于以上考慮，本文擬建立一個優(yōu)化的，動態(tài)在線的空調(diào)設(shè)備節(jié)能模型,以實現(xiàn)對空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)節(jié)能的智能控制

7、.2.1?空調(diào)房間數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)2.1.1.空調(diào)房間數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)卜】為處理方便，可將空調(diào)房間看作一個恒溫室，其能量儲存量的變化率可用卜式表示：cl魯=(L眠)一Lpc](2.1)式中,cl為恒溫室的容量系數(shù);q為室內(nèi)散熱量;I?為恒溫室維護結(jié)構(gòu)的熱阻;m為室外空氣溫度;L為送風(fēng)量;P為空氣密度，可取P=1.2;C為空氣定壓比，可取C=1.01;t為室內(nèi)空氣溫度(回風(fēng)溫度).在變風(fēng)量方式下，送風(fēng)溫度f固定,送風(fēng)量三變化,(2?1)式變?yōu)椋篊l:Lp?(t一tn)+q0+(2-2)若分別以tO,q加,tOO,Lo表示t,qn,tO,L

8、在穩(wěn)態(tài)吋的值，則(2.2)式變?yōu)椋骸鱣，0(f—fo)+g0+!:0(2.3)空調(diào)房間的動態(tài)過程可用下式表示：rd(tno+Atn)二+△—(fO+A)]+O+Aq)+(fOO+Ato)—(fO+A)Lope??tnO)+0+二+—f力口)一+△+(2.4)+A