本文選題：優(yōu)化運行 + 模糊PID　； 參考：《東南大學》2015年碩士論文

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,能源的需求量也大幅增加,能源問題日益突出,建筑節(jié)能已經(jīng)成為研究熱點。建筑能耗在國民經(jīng)濟總能耗中的比重較大。隨著中央空調(diào)系統(tǒng)的普及,空調(diào)系統(tǒng)的能耗在建筑用能中的比例逐年上升。由于實際工況和設計工況的差別,消耗在動力設備上的能耗不容小覷。因此,為了減少空調(diào)系統(tǒng)的能耗,需要對中央空調(diào)系統(tǒng)中的各個環(huán)路展開優(yōu)化運行研究。本文主要研究內(nèi)容是中央空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化運行。論文通過對所監(jiān)測典型氣象數(shù)據(jù)進行分析,總結出某公共建筑空調(diào)負荷特點,并按照中央空調(diào)系統(tǒng)實際特點提出較實用節(jié)能評價指標；動力設備主要是冷凍水泵,被控參數(shù)是集水器各支路回水溫度、冷凍水泵流量,對應執(zhí)行機構是各回水支路電動調(diào)節(jié)閥、冷凍水泵變頻器。為使得流量和冷負荷在各管路間的分配均衡,采用模糊PID控制器控制各支路回水溫度,本文在MATLAB中建立了自適應模糊PID和常規(guī)PID兩種模型,并在Simulink中通過改變量化因子、加入干擾對控制響應曲線進行分析,從而為優(yōu)化運行策略提供參考。主機的變水溫控制,主要是考慮提高主機蒸發(fā)溫度實現(xiàn)主機節(jié)能,通過設定較高的蒸發(fā)器出水溫度實現(xiàn)變水溫優(yōu)化運行,從而減少壓縮機功耗,論文也分析了變水溫模式下對末端風盤換熱的影響；優(yōu)化主機加減機策略,實現(xiàn)主機梯度加減載。冷卻環(huán)路水力簡單,不容易出現(xiàn)水力失調(diào)的情況,本研究中采用MPC控制模型,按照冷卻塔換熱效率數(shù)學模型可以推測出一定冷卻水流量、風量下所對應的出水溫度。通過上位機直接完成推理計算,對執(zhí)行機構控制。數(shù)學模型有三個參數(shù)需要試驗確定,參數(shù)擬合的準確與否關系到控制的優(yōu)劣。通過整體優(yōu)化,實現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的最終節(jié)能目標。當監(jiān)測到室外氣溫升高,對應負荷升高,冷凍和冷卻水泵頻率智能切換至對應負荷下的典型工況,實現(xiàn)流量自動化控制,本研究對中央空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化運行工程應用具有參考價值。
[Abstract]:With the rapid development of economy in our country, the demand for energy is increasing greatly, and the energy problem is becoming more and more serious. Energy saving in buildings has become a hot research topic. Building energy consumption has a large proportion in the total energy consumption of the national economy. With the popularization of central air conditioning system, the proportion of energy consumption in building energy is increasing year by year. Due to the difference between actual working conditions and design conditions, the energy consumption on power equipment should not be underestimated. Therefore, in order to reduce the energy consumption of air conditioning system, it is necessary to study the optimal operation of each loop in central air conditioning system. The main research content of this paper is the optimization operation of central air-conditioning system. Based on the analysis of typical meteorological data monitored, the paper summarizes the characteristics of air conditioning load in a public building, and puts forward a practical energy saving evaluation index according to the actual characteristics of central air conditioning system. The controlled parameters are the backwater temperature of each branch of the collector, the flow rate of the chilled water pump, and the corresponding executing mechanism is the electric regulating valve of the backwater branch and the converter of the chilled water pump. In order to balance the distribution of flow rate and cooling load among pipes, fuzzy PID controller is used to control the backwater temperature of each branch. In this paper, two models of adaptive fuzzy PID and conventional PID are established in MATLAB, and the quantization factor is changed in Simulink. The control response curve is analyzed by adding disturbance, which provides a reference for optimizing operation strategy. The main purpose of the variable water temperature control of the main engine is to increase the evaporation temperature of the main engine to realize the energy saving of the main engine, and to optimize the operation of the variable water temperature by setting a higher outlet temperature of the evaporator, thus reducing the power consumption of the compressor. The paper also analyzes the effect of variable water temperature on the heat transfer of the terminal air disk, and optimizes the strategy of adding and reducing the main engine to realize the gradient load increase and decrease of the main engine. The cooling loop is simple in hydraulic power, so it is not easy to occur hydraulic imbalance. In this study, MPC control model is adopted, according to the mathematical model of cooling tower heat transfer efficiency, the corresponding outlet temperature under certain cooling water flow and air volume can be inferred. The reasoning calculation is completed directly by the upper computer, and the executive mechanism is controlled. The mathematical model has three parameters that need to be determined by experiment, and the accuracy of parameter fitting is related to the quality of the control. Through the overall optimization, realize the final energy saving goal of central air conditioning system. When the outdoor temperature is increased and the load is increased, the frequency of refrigerating and cooling pumps is intelligently switched to the typical working condition under corresponding load to realize the automatic flow control. This research has the reference value to the central air conditioning system optimization operation engineering application.
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU831

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