本文關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)系統(tǒng)（HVAC）的精準(zhǔn)節(jié)能控制策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在社會(huì)和科技快速發(fā)展的今天,人們對(duì)自己生活質(zhì)量的要求有了進(jìn)一步的提高。暖通空調(diào)與建筑物的結(jié)合可以為人們提供更加舒適的生活環(huán)境和辦公環(huán)境。但是,暖通空調(diào)所帶來(lái)的能耗問(wèn)題也是不容忽視和回避的,特別是在資源較匱乏的今天,其使用的能源主要以電能為主的不可再生的、品質(zhì)優(yōu)良的能源。因此,研究暖通空調(diào)的節(jié)能控制具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。在暖通空調(diào)的節(jié)能控制中,非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是室溫的檢測(cè)。本文采用無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)室溫的檢測(cè)。之所以選擇無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)是由于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)在部署過(guò)程中不需要改變現(xiàn)有的有線(xiàn)線(xiàn)路,其具有低成本、易部署等優(yōu)勢(shì),在室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)方面有著良好的應(yīng)用前景,也得到了諸多學(xué)者的青睞。在無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)中,功耗和系統(tǒng)延遲是兩個(gè)重要的考慮因素。在本文前兩章中,我們?cè)O(shè)計(jì)了一套完整的基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng),這包括網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)終端軟件等。與現(xiàn)有的室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不同,我們使用了所測(cè)得的溫度值作為系統(tǒng)參數(shù)的一部分,通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的喚醒周期,使得系統(tǒng)在環(huán)境溫度異常時(shí),有較小的延遲從而保證能夠及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息：而在環(huán)境溫度正常時(shí),有著良好的省電功效。源節(jié)點(diǎn)周期性地喚醒并感知環(huán)境溫度,發(fā)送數(shù)據(jù)包通過(guò)由若干中繼節(jié)點(diǎn)組成的、基于任播的多跳網(wǎng)絡(luò)傳至目的節(jié)點(diǎn),目的節(jié)點(diǎn)將溫度信息通過(guò)串口傳至計(jì)算機(jī),用于展示實(shí)時(shí)溫度,發(fā)出警報(bào)信息等。通過(guò)基于TinyOS系統(tǒng)的TelosB平臺(tái),我們搭建起了所設(shè)計(jì)的平臺(tái),從理論和實(shí)際兩方面分析了所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的系統(tǒng)延遲性能,通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)耗電等其他相關(guān)性能進(jìn)行了分析。分析表明,系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期目標(biāo),相對(duì)于現(xiàn)有系統(tǒng)具有更好的性能。此外,隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展建設(shè)推進(jìn),研究在智能電網(wǎng)下室內(nèi)的加熱,通風(fēng),空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)的節(jié)能和溫度控制同樣具有非常重要的現(xiàn)實(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。智能電網(wǎng)是一種新一代的電網(wǎng)設(shè)備,在北美地區(qū)興起并且發(fā)展很迅速的一種技術(shù)。相比于現(xiàn)在的電網(wǎng)的高成本,高消耗,智能電網(wǎng)能夠更加有效地匯總各種收集到的信息,利用個(gè)各種能源,包括太陽(yáng)能,風(fēng)能等可再生能源,并且提供了動(dòng)態(tài)改變電價(jià)的新機(jī)制。本文在第三章中設(shè)計(jì)了一種對(duì)室內(nèi)的加熱,通風(fēng),空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)的最優(yōu)的控制策略。這種策略可以應(yīng)用到比如數(shù)據(jù)中心,居民房間,工廠(chǎng)等這樣可能有很多產(chǎn)生熱量的電器的地方。智能電網(wǎng)中的隨著時(shí)間動(dòng)態(tài)改變的電價(jià)為我們減少電費(fèi)和節(jié)省能源提供了一個(gè)充分的條件。其中所構(gòu)建的問(wèn)題是保持室內(nèi)的溫度在我們所設(shè)定的范圍內(nèi),同時(shí)能夠最小化用電的費(fèi)用。這其中主要用到的數(shù)學(xué)方法是Lyapunov優(yōu)化,對(duì)于溫度超過(guò)預(yù)先設(shè)定值的情況我們引入了懲罰函數(shù)。算法本身不需要知道未來(lái)的一個(gè)房間內(nèi)的電器產(chǎn)熱功率和電費(fèi)的變化情況,這是該算法的一大優(yōu)勢(shì)。最后,在Matlab環(huán)境下進(jìn)行了仿真,證明了我們的方法在控制溫度和減少電費(fèi)上的有效性。
【關(guān)鍵詞】：節(jié)能控制 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò) 溫度監(jiān)測(cè) HVAC系統(tǒng) 懲罰函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5;TP212.9;TP274
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 符號(hào)對(duì)照表11-12
• 縮略語(yǔ)對(duì)照表12-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 研究背景及意義15-16
• 1.1.1 建筑節(jié)能的背景15
• 1.1.2 電力需求背景15-16
• 1.1.3 研究意義16
• 1.2 研究綜述16-18
• 1.2.1 基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的室溫檢測(cè)的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 智能電網(wǎng)下HVAC系統(tǒng)節(jié)能和室溫控制研究現(xiàn)狀18
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容18-21
• 第二章 基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的室溫檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析21-39
• 2.1 系統(tǒng)模型21-23
• 2.1.1 軟件平臺(tái)21-22
• 2.1.2 硬件平臺(tái)22-23
• 2.2 網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議23-29
• 2.2.1 網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)組成23-24
• 2.2.2 網(wǎng)絡(luò)的初始化分層24-26
• 2.2.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議26-29
• 2.3 節(jié)點(diǎn)周期喚醒策略29-31
• 2.3.1 低功耗偵聽(tīng)30
• 2.3.2 溫控喚醒周期30-31
• 2.4 源節(jié)點(diǎn)至目的節(jié)點(diǎn)延遲的理論分析31-33
• 2.5 系統(tǒng)仿真33-38
• 2.5.1 客戶(hù)端溫度獲取與報(bào)警系統(tǒng)33-35
• 2.5.2 溫度數(shù)據(jù)記錄35
• 2.5.3 不同溫度與延遲的關(guān)系35-37
• 2.5.4 節(jié)點(diǎn)的喚醒時(shí)間37-38
• 2.6 本章小結(jié)38-39
• 第三章 HVAC系統(tǒng)描述與性能分析39-57
• 3.1 基礎(chǔ)知識(shí)39-42
• 3.1.1 電器功率39-40
• 3.1.2 HVAC系統(tǒng)功率40
• 3.1.3 房間的導(dǎo)熱模型40-41
• 3.1.4 HVAC系統(tǒng)熱量變化模型41-42
• 3.2 問(wèn)題構(gòu)建42-43
• 3.3 Lyapunov優(yōu)化43-46
• 3.3.1 Lyapunov函數(shù)和Lyapunov漂移44
• 3.3.2 Lyapunov漂移界限44-46
• 3.4 動(dòng)態(tài)控制算法46-48
• 3.4.1 簡(jiǎn)化控制策略46
• 3.4.2 嚴(yán)格溫度限制的控制策略46-47
• 3.4.3 放寬溫度限制的控制策略47-48
• 3.5 性能分析48-50
• 3.6 系統(tǒng)仿真分析50-56
• 3.6.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程和數(shù)據(jù)52-55
• 3.6.2 仿真結(jié)果分析55-56
• 3.7 本章小結(jié)56-57
• 第四章 結(jié)論和展望57-59
• 4.1 研究結(jié)論57-58
• 4.2 研究展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 致謝63-65
• 作者簡(jiǎn)介65

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 胡俊輝;;暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能與節(jié)支優(yōu)化策略研究[J];中華民居(下旬刊);2014年02期

  本文關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)系統(tǒng)（HVAC）的精準(zhǔn)節(jié)能控制策略研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：338779