混凝土地板輻射制冷系統(tǒng)建模與控制
發(fā)布時(shí)間:2021-02-28 05:42
混凝土地板輻射制冷系統(tǒng)在近幾年得到了快速發(fā)展,但有關(guān)此類系統(tǒng)的建模分析和運(yùn)行控制還面臨很多問(wèn)題。本文以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行成本最小為目標(biāo),并通過(guò)分析混凝土輻射地板制冷系統(tǒng)的系統(tǒng)特性,利用建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部蓄熱體的蓄熱作用,根據(jù)輻射供冷系統(tǒng)的特點(diǎn)充分考慮平均輻射溫度對(duì)人體熱舒適度的影響,合理控制系統(tǒng)運(yùn)行,并在保證室內(nèi)熱舒適度的前提下加以實(shí)現(xiàn)。針對(duì)輻射地板制冷系統(tǒng)分析與運(yùn)行控制中涉及的關(guān)鍵問(wèn)題,建立系統(tǒng)模型、作用溫度計(jì)算模型以及系統(tǒng)運(yùn)行控制,運(yùn)用理論分析、仿真模擬以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合的方法研究了以下內(nèi)容:建立混凝土地板輻射制冷系統(tǒng)加新風(fēng)輻射空調(diào)系統(tǒng)的RC網(wǎng)絡(luò)模型,分析在外部擾動(dòng)及溫度調(diào)節(jié)作用下圍護(hù)結(jié)構(gòu)和地板表面溫度的變動(dòng)動(dòng)態(tài);在運(yùn)用基于半張量積的模糊關(guān)系矩陣方法的基礎(chǔ)上,建立相關(guān)參數(shù)與室內(nèi)平均輻射溫度的數(shù)學(xué)模型進(jìn)而計(jì)算室內(nèi)作用溫度,從而使得室內(nèi)熱舒適度的分析更加符合輻射制冷系統(tǒng)特點(diǎn);在系統(tǒng)RC網(wǎng)絡(luò)模型基礎(chǔ)上,利用系統(tǒng)狀態(tài)空間模型,建立系統(tǒng)的模型預(yù)測(cè)控制模型,分析MPC策略與規(guī)則控制策略的不同,得到如下研究結(jié)果:(1)考慮輻射地板制冷系統(tǒng)的特點(diǎn),利用RC網(wǎng)絡(luò)方法建立系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型,對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行動(dòng)態(tài)進(jìn)...
【文章來(lái)源】:山東建筑大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:145 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 輻射空調(diào)系統(tǒng)概述
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 輻射空調(diào)系統(tǒng)建模
1.3.2 輻射空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行指標(biāo)
1.3.3 輻射空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行控制策略
1.4 存在問(wèn)題及研究?jī)?nèi)容
1.4.1 存在的問(wèn)題
1.4.2 研究?jī)?nèi)容
1.4.3 創(chuàng)新點(diǎn)
1.5 研究思路
1.6 論文的結(jié)構(gòu)
第2章 混凝土地板輻射供冷系統(tǒng)RC網(wǎng)絡(luò)模型建模
2.1 引言
2.2 混凝土地板輻射系統(tǒng)的RC網(wǎng)絡(luò)模型
2.3 RC網(wǎng)絡(luò)模型的參數(shù)識(shí)別
2.3.1 可直接計(jì)算的參數(shù)
2.3.2 最小二乘法識(shí)別的參數(shù)
2.3.3 遺傳算法識(shí)別的參數(shù)
2.4 數(shù)據(jù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
2.4.1 EPS輕質(zhì)實(shí)驗(yàn)房
2.4.2 安泰節(jié)能示范樓
2.5 RC網(wǎng)絡(luò)模型驗(yàn)證
2.5.1 輕質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
2.5.2 重型結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
2.6 本章小結(jié)
第3章 輻射地板制冷系統(tǒng)作用溫度計(jì)算模型
3.1 引言
3.2 作用溫度概述
3.2.1 作用溫度的一般計(jì)算方法
3.2.2 平均輻射溫度的計(jì)算方法
3.3 基于模糊關(guān)系矩陣的平均輻射溫度計(jì)算模型
3.3.1 平均輻射溫度計(jì)算模型建模步驟
3.3.2 模糊集半張量積的矩陣表示
3.3.3 構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣的基本步驟
3.3.4 系統(tǒng)建模
3.4 模型驗(yàn)證
3.5 本章小結(jié)
第4章 混凝土地板輻射制冷系統(tǒng)的運(yùn)行控制
4.1 引言
4.2 模型預(yù)測(cè)控制框架
4.2.1 TRNSYS模型建立
4.2.2 TRNSYS模型評(píng)價(jià)
4.3 控制方法
4.3.1 規(guī)則控制
4.3.2 MPC方法
4.4 MPC控制與規(guī)則控制效果比較
4.4.1 不同實(shí)驗(yàn)區(qū)的作用溫度變化及盤(pán)管通斷控制
4.4.2 熱舒適度及成本分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 混凝土地板輻射制冷系統(tǒng)運(yùn)行控制的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
5.1 引言
5.2 模型預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5.3 模型簡(jiǎn)化
5.4 狀態(tài)初始化
5.5 混凝土地板輻射運(yùn)行控制系統(tǒng)硬件及通訊協(xié)議
5.5.1 運(yùn)行系統(tǒng)控制裝置
5.5.2 控制裝置通訊協(xié)議
5.5.3 本地控制器界面
5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 主要工作
6.2 未來(lái)的工作
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
攻讀博士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]內(nèi)嵌管式輻射地板的RC簡(jiǎn)化傳熱模型研究[J]. 李安邦,徐新華. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(12)
[2]輻射空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展研究現(xiàn)狀綜述[J]. 王晨光,馬小飛,言樹(shù)清,龔光彩. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2014(05)
[3]建立低碳居住系統(tǒng)——南京鋒尚綠色建筑設(shè)計(jì)[J]. 陳亞君. 建筑學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]室內(nèi)熱舒適環(huán)境的模糊關(guān)系矩陣模型控制系統(tǒng)[J]. 段培永,呂紅麗,馮俊娥,劉聰聰,李慧. 控制理論與應(yīng)用. 2013(02)
[5]基于粒子群優(yōu)化的室內(nèi)動(dòng)態(tài)熱舒適度控制方法[J]. 段培永,劉聰聰,段晨旭,李慧. 信息與控制. 2013(01)
[6]布爾網(wǎng)絡(luò)的分析與控制—矩陣半張量積方法[J]. 程代展,齊洪勝,趙寅. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2011(05)
[7]溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)在青島香溪庭院二期別墅的應(yīng)用[J]. 李妍,胡榕,馮婷婷. 暖通空調(diào). 2011(01)
[8]地板輻射+新風(fēng)混合系統(tǒng)夏季供冷運(yùn)行特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 周慧鑫,楊潔,周翔,王軍. 建筑科學(xué). 2010(06)
[9]主動(dòng)式利用低品位能的內(nèi)嵌管道式建筑結(jié)構(gòu)的傳熱模型研究進(jìn)展[J]. 徐新華,譚蓉,朱求源. 建筑科學(xué). 2009(12)
[10]地板輻射供冷/獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)分析與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 夏學(xué)鷹,張旭,蔡寧,王子介. 制冷學(xué)報(bào). 2008(04)
博士論文
[1]輻射末端復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)督控制方法研究[D]. 何磊.西南交通大學(xué) 2016
碩士論文
[1]地埋管直接供冷系統(tǒng)供冷特性研究[D]. 祁英.山東建筑大學(xué) 2015
本文編號(hào):3055412
【文章來(lái)源】:山東建筑大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:145 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 輻射空調(diào)系統(tǒng)概述
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 輻射空調(diào)系統(tǒng)建模
1.3.2 輻射空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行指標(biāo)
1.3.3 輻射空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行控制策略
1.4 存在問(wèn)題及研究?jī)?nèi)容
1.4.1 存在的問(wèn)題
1.4.2 研究?jī)?nèi)容
1.4.3 創(chuàng)新點(diǎn)
1.5 研究思路
1.6 論文的結(jié)構(gòu)
第2章 混凝土地板輻射供冷系統(tǒng)RC網(wǎng)絡(luò)模型建模
2.1 引言
2.2 混凝土地板輻射系統(tǒng)的RC網(wǎng)絡(luò)模型
2.3 RC網(wǎng)絡(luò)模型的參數(shù)識(shí)別
2.3.1 可直接計(jì)算的參數(shù)
2.3.2 最小二乘法識(shí)別的參數(shù)
2.3.3 遺傳算法識(shí)別的參數(shù)
2.4 數(shù)據(jù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
2.4.1 EPS輕質(zhì)實(shí)驗(yàn)房
2.4.2 安泰節(jié)能示范樓
2.5 RC網(wǎng)絡(luò)模型驗(yàn)證
2.5.1 輕質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
2.5.2 重型結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
2.6 本章小結(jié)
第3章 輻射地板制冷系統(tǒng)作用溫度計(jì)算模型
3.1 引言
3.2 作用溫度概述
3.2.1 作用溫度的一般計(jì)算方法
3.2.2 平均輻射溫度的計(jì)算方法
3.3 基于模糊關(guān)系矩陣的平均輻射溫度計(jì)算模型
3.3.1 平均輻射溫度計(jì)算模型建模步驟
3.3.2 模糊集半張量積的矩陣表示
3.3.3 構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣的基本步驟
3.3.4 系統(tǒng)建模
3.4 模型驗(yàn)證
3.5 本章小結(jié)
第4章 混凝土地板輻射制冷系統(tǒng)的運(yùn)行控制
4.1 引言
4.2 模型預(yù)測(cè)控制框架
4.2.1 TRNSYS模型建立
4.2.2 TRNSYS模型評(píng)價(jià)
4.3 控制方法
4.3.1 規(guī)則控制
4.3.2 MPC方法
4.4 MPC控制與規(guī)則控制效果比較
4.4.1 不同實(shí)驗(yàn)區(qū)的作用溫度變化及盤(pán)管通斷控制
4.4.2 熱舒適度及成本分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 混凝土地板輻射制冷系統(tǒng)運(yùn)行控制的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
5.1 引言
5.2 模型預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5.3 模型簡(jiǎn)化
5.4 狀態(tài)初始化
5.5 混凝土地板輻射運(yùn)行控制系統(tǒng)硬件及通訊協(xié)議
5.5.1 運(yùn)行系統(tǒng)控制裝置
5.5.2 控制裝置通訊協(xié)議
5.5.3 本地控制器界面
5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 主要工作
6.2 未來(lái)的工作
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
攻讀博士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]內(nèi)嵌管式輻射地板的RC簡(jiǎn)化傳熱模型研究[J]. 李安邦,徐新華. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(12)
[2]輻射空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展研究現(xiàn)狀綜述[J]. 王晨光,馬小飛,言樹(shù)清,龔光彩. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2014(05)
[3]建立低碳居住系統(tǒng)——南京鋒尚綠色建筑設(shè)計(jì)[J]. 陳亞君. 建筑學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]室內(nèi)熱舒適環(huán)境的模糊關(guān)系矩陣模型控制系統(tǒng)[J]. 段培永,呂紅麗,馮俊娥,劉聰聰,李慧. 控制理論與應(yīng)用. 2013(02)
[5]基于粒子群優(yōu)化的室內(nèi)動(dòng)態(tài)熱舒適度控制方法[J]. 段培永,劉聰聰,段晨旭,李慧. 信息與控制. 2013(01)
[6]布爾網(wǎng)絡(luò)的分析與控制—矩陣半張量積方法[J]. 程代展,齊洪勝,趙寅. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2011(05)
[7]溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)在青島香溪庭院二期別墅的應(yīng)用[J]. 李妍,胡榕,馮婷婷. 暖通空調(diào). 2011(01)
[8]地板輻射+新風(fēng)混合系統(tǒng)夏季供冷運(yùn)行特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 周慧鑫,楊潔,周翔,王軍. 建筑科學(xué). 2010(06)
[9]主動(dòng)式利用低品位能的內(nèi)嵌管道式建筑結(jié)構(gòu)的傳熱模型研究進(jìn)展[J]. 徐新華,譚蓉,朱求源. 建筑科學(xué). 2009(12)
[10]地板輻射供冷/獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)分析與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 夏學(xué)鷹,張旭,蔡寧,王子介. 制冷學(xué)報(bào). 2008(04)
博士論文
[1]輻射末端復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)督控制方法研究[D]. 何磊.西南交通大學(xué) 2016
碩士論文
[1]地埋管直接供冷系統(tǒng)供冷特性研究[D]. 祁英.山東建筑大學(xué) 2015
本文編號(hào):3055412
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