輻射末端復合空調系統(tǒng)監(jiān)督控制方法研究.pdf

1、輻射空調系統(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。但由于輻射末端無法承擔潛熱負荷，需要與其他輔助末端構成復合系統(tǒng)聯(lián)合運行。這種復合系統(tǒng)由于需要避免輻射表面結露，且許多輻射末端具有較大的熱惰性，因而其動態(tài)調節(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?？梢娙绾蝿討B(tài)優(yōu)化復合末端系統(tǒng)運行參數，以最小系統(tǒng)運行能耗保障室內舒適度是該類復合空調系統(tǒng)運行控制的一項關鍵問題。
　　監(jiān)督控制技術能

2、夠動態(tài)調節(jié)系統(tǒng)的運行參數，使系統(tǒng)保持在最佳的運行狀態(tài)，從而降低系統(tǒng)運行能耗。該技術為輻射末端復合空調系統(tǒng)的自適應優(yōu)化控制提供了一種解決方案。但是監(jiān)督控制技術需要以能夠表達設備真實特征的模型為基礎，而系統(tǒng)運行的歷史數據恰恰是對空調系統(tǒng)各設備實時特性最為真實的表達。可見建立一套行之有效的系統(tǒng)運行數據分析方法，對系統(tǒng)特性與設備特性進行識別，建立復合空調系統(tǒng)監(jiān)督控制所需的設備模型，無疑能夠提高監(jiān)督控制策略的性能，有利于發(fā)揮輻射末端復合空調系統(tǒng)的

3、節(jié)能潛力。
　　為此，本文以輻射末端復合空調系統(tǒng)為研究對象，基于系統(tǒng)的歷史運行數據，采用數據挖掘方法對復合系統(tǒng)中的各類設備數據處理方法進行研究，確定了系統(tǒng)設備的數據挖掘模型結構;建立了輻射末端復合空調系統(tǒng)建筑傳熱過程的快速計算方法;構建了考慮建筑傳熱過程、設備特性的復合空調監(jiān)督控制方法;并通過試驗與仿真模擬對其適用性進行了分析驗證。詳細研究內容如下:
　　對于復合系統(tǒng)中的子系統(tǒng)或獨立控制的設備而言，能夠反映其特性的數據只是大

4、量系統(tǒng)運行歷史數據中的一部分;為利用運行數據辨識設備特性，本文基于數據挖掘方法和空調系統(tǒng)專業(yè)知識建立了一套行之有效的空調系統(tǒng)運行數據處理方法，從系統(tǒng)數據中識別有用的數據并進行處理，為建立設備數據挖掘模型提供了樣本數據處理的標準流程。
　　本文以包含各類設備的輻射末端復合空調系統(tǒng)為研究對象，對空調系統(tǒng)設備中各類線性、非線性、不同時間常數的設備（冷水機組、無級變頻泵、定速泵、分級變速的風機、板式換熱器、盤管換熱器、輻射地板等）數據挖掘

5、模型結構進行對比分析，最終按類別確定了各類設備模型的普適結構，為構成復合空調系統(tǒng)監(jiān)督控制算法提供了能夠反映設備真實特征的預測模型。
　　建立了輻射末端與空氣末端構成的復合空調系統(tǒng)建筑傳熱過程快速計算方法。采用神經網絡黑箱模型、RC半經驗模型、物理模型構建了應用輻射末端復合空調系統(tǒng)的建筑室內環(huán)境和復合末端負荷預測的混合模型。基于優(yōu)化算法對運行數據進行分析，建立了模型參數的快速辨識方法，使模型具備了快速識別建筑傳熱過程，并預測室內環(huán)境

6、及復合末端設備負荷的能力。
　　基于廣義的模型預測控制概念，建立了輻射末端復合空調系統(tǒng)監(jiān)督控制算法。監(jiān)督控制算法采用了系統(tǒng)設備的數據挖掘模型，以及采用混合模型的復合空調系統(tǒng)建筑物傳熱模型。通過對室內操作溫度、相對濕度、以及系統(tǒng)總能耗的多目標優(yōu)化，實時動態(tài)的求解出系統(tǒng)最優(yōu)的運行控制參數，實現(xiàn)了對輻射末端復合空調系統(tǒng)的自適應運行優(yōu)化。
　　最后，建立了輻射末端復合空調系統(tǒng)監(jiān)督控制試驗系統(tǒng)和工程應用仿真平臺。采用試驗系統(tǒng)對基于數據

7、挖掘模型的輻射末端復合系統(tǒng)監(jiān)督控制算法進行了試驗驗證。采用仿真平臺對應用本文監(jiān)督控制方法的實際工程進行了仿真模擬。試驗結果與仿真實驗結果均表明本文建立的監(jiān)督控制方法能夠有效提高復合空調系統(tǒng)的運行效率。
　　綜上研究可知，本文建立的基于運行數據的輻射末端復合空調系統(tǒng)監(jiān)督控制方法，通過對系統(tǒng)歷史運行數據的分析，能夠協(xié)調復合系統(tǒng)各個子系統(tǒng)的運行，提高了系統(tǒng)的運行能效，在滿足舒適度要求的條件下，可有效降低系統(tǒng)能耗，實現(xiàn)了復合系統(tǒng)運行優(yōu)化的