基于冷机建模和负荷预测的冷冻水动态控制研究

摘要

建筑能耗一直在社会总能耗中占有很大的比重,而中央空调能耗约占建筑总能耗的50％,因此中央空调系统的节能具有重要意义。中央空调水系统的能耗在整个空调系统中占有很大的比例,而中央空调系统大部分时间是在部分负荷下运行,因此,为了达到节能目的产生了变流量空调系统。在实际使用过程中,由于运行环境的不断变化,系统负荷不断变化,准确预测空调负荷既能指导控制策略的实施,又能提高空调系统运行的经济性。因此,基于负荷预测的控制是目前空调系统研究的热点和趋势之一。本文通过对变风量空调系统中水系统中的冷水机组和房间负荷进行分析研究,对冷冻水泵进行变频调速以实现变流量来满足部分负荷下空调区域对热量的需求,在满足系统要求下最大限度的降低能耗。
　　本文基于西安建筑科技大学智能建筑与楼宇自动化实验室的变风量中央空调系统进行研究。首先采用支持向量机法建立了空调系统末端房间的负荷预测模型,对模型进行了验证。提出了基于负荷预测的冷冻水流量动态控制并且对冷冻水一次泵进行了模型辨识,设计完成了流量控制器。其次采用递推最小二乘法建立冷水机组多元多项式回归模型,基于模型提出冷机群控策略并且分析了策略的可行性。对于实际工程中冷机模型建立容易出现的流量参数无法获得或者测量精度不高的问题,提出了采用基于 RBF神经网络软测量流量的解决方法。最后,在LabVIEW环境下将预测负荷和实测负荷进行差值运算,根据结果对冷冻水一次泵实施控制,从而通过改变冷冻水流量使负荷供应量与负荷需求量相匹配。可在一定程度上降低系统能耗,避免由于负荷供需不匹配出现的能源浪费。

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1 绪论

1.1课题背景及意义

1.2国内外研究概况及关键技术

1.3本文主要研究内容

1.4 论文结构

1.5 小结

2 VAV中央空调变水量系统

2.1变风量空调系统简介

2.2中央空调变水量系统概述

2.3实验平台简介

2.4基于冷机模型和负荷预测的冷冻水流量控制概述

2.5小结

3 空调负荷预测

3.1空调负荷定义及影响因素

3.2空调负荷预测方法分析

3.3负荷预测实验结果及分析

3.4小结

4 冷水机组建模与分析

4.1冷水机组建模及意义

4.2冷机冷冻水流量软测量

4.3小结

5 冷水机组群控及冷冻水流量动态控制研究

5.1水系统控制方案实施

5.2小结

6 总结

6.1论文总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录