【摘要】：隨著我國現(xiàn)代城市化進程的發(fā)展,能源問題日益突出。作為人們工作生活的主要場所,建筑的節(jié)能減排成為我國建筑行業(yè)綠色發(fā)展的一項重要任務。公共建筑是建筑能源消耗的高密度領域,其中空調系統(tǒng)是主要的耗能部分,在運行中能源浪費現(xiàn)象嚴重,有很大的節(jié)能潛力。傳統(tǒng)的空調節(jié)能運行管理大多依賴人工經驗或者固定的運行時間表進行控制,在控制上存在時間延遲、靈活性不夠且缺乏全局調控。隨著物聯(lián)網技術的發(fā)展,智能建筑系統(tǒng)具備環(huán)境感知的能力,可以感知人的活動、環(huán)境的變化并且根據一定的節(jié)能控制策略進行實時的能耗調控。利用基于物聯(lián)網的智能建筑技術進行建筑節(jié)能減排成為新的趨勢。物聯(lián)網環(huán)境下的空調系統(tǒng)具有及時、準確、靈活的特點,便于進行精細化地能源管理。對系統(tǒng)設計者來說,在智能建筑環(huán)境下,如何設計和分析評估節(jié)能控制策略從而選擇合適的節(jié)能策略,以保證建筑能源效率和用戶的舒適性,是其面臨的一個關鍵問題。由于空調系統(tǒng)的環(huán)境具有不確定性、動態(tài)性和混成性,同時空調系統(tǒng)節(jié)能策略更為靈活,如何對系統(tǒng)中的環(huán)境和策略進行描述從而對策略進行量化分析,是本文的主要研究問題。本文基于隨機混合自動機,對智能建筑空調系統(tǒng)及其運行策略進行建模和評估。首先對空調系統(tǒng)所處建筑環(huán)境中實體的不確定、混成性等性質進行分析,給出智能建筑環(huán)境下空調系統(tǒng)的隨機行為和連續(xù)時間行為建模的方法。同時,對系統(tǒng)中的運行策略和實體間的交互關系進行詳細分析,構建基于隨機混合自動機的空調系統(tǒng)模型。在模型基礎上,將策略節(jié)能性和舒適性的評價指標轉化為具體的驗證語句,使用UPPAAL-SMC查詢引擎對實例化后的模型進行隨機模擬。根據指標驗證結果對策略的能耗和舒適性進行評價,并對策略做出改進。通過案例研究,策略評價的實驗結果表明本文提出的策略在保證舒適度的前提下系統(tǒng)能耗有所降低,同時當人流量低時該策略的節(jié)能效果更優(yōu),驗證了提出策略的可行性。為了進一步提高節(jié)能效果,本文基于動態(tài)優(yōu)先級隊列對現(xiàn)有策略進行了改進,通過實驗驗證了策略改進的有效性。本文的研究表明隨機混合自動機建模方法能夠較好地描述智能建筑空調系統(tǒng)環(huán)境的相關特性。利用隨機混合自動機和SMC方法能夠有效地對策略的性能進行定量評價和改進,同時為系統(tǒng)設計者提供參考依據。本文的研究豐富了空調系統(tǒng)節(jié)能策略領域的研究,具有一定的應用價值和參考意義。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU855

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