提高空調(diào)房間設(shè)定溫度的節(jié)電效果分析

空調(diào)系統(tǒng)在智能建筑中使用越來越普遍,但其能耗大,約占整個建筑能耗的60-70%。因此,如何有效設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)的控制策略成為建筑節(jié)能和提高建筑舒適度的重要研究內(nèi)容。空調(diào)房間是一個復(fù)雜的熱動力模型,受室外氣溫、人體活動、電源電壓波動等干擾。而常規(guī)smith預(yù)估器對被控對象參數(shù)和結(jié)構(gòu)的變化十分敏感,鑒于此,將單神經(jīng)元pid作為smith預(yù)估的主控制器,并對其學(xué)習(xí)規(guī)則進(jìn)行改進(jìn),采用仿人智能思想對神經(jīng)元的比例系數(shù)進(jìn)行在線自調(diào)整。仿真結(jié)果表明,所提出的控制方法具有超調(diào)小、抗干擾能力和魯棒性強的優(yōu)點,對空調(diào)房間的溫度控制是行之有效的。

分析討論了影響人體熱舒適性的舒適溫度以及熱舒適性指標(biāo)的定義及公式表達(dá)。熱舒適性參數(shù)涉及預(yù)測平均熱舒適度,自適應(yīng)預(yù)測平均熱舒適度,熱感覺舒適度,熱接受度等指標(biāo)?？照{(diào)房間舒適溫度可采用平均室外溫度簡化計算,也可考慮室內(nèi)溫度的影響。熱舒適性參數(shù)通常為室內(nèi)溫度以及中性溫度的函數(shù)。當(dāng)然,也可以考慮熱感覺舒適度以及熱接受度等與預(yù)測平均熱舒適度之間的函數(shù)關(guān)系。分析結(jié)果表明,對于不同的建筑類型及氣候區(qū)域,函數(shù)關(guān)系式中的系數(shù)取值不同。建立針對特定區(qū)域的室內(nèi)溫度及熱舒適性標(biāo)準(zhǔn)具有極其重要的意義。

中央空調(diào)房間溫度控制系統(tǒng)是一個復(fù)雜系統(tǒng),針對一次性整定得到的pid參數(shù)難以保證系統(tǒng)控制始終處于優(yōu)化狀態(tài)和良好的品質(zhì)特性,提出了參數(shù)自整定方法,通過實時改變pid參數(shù)從而保證控制系統(tǒng)的優(yōu)良品質(zhì)。結(jié)合粒子群優(yōu)化算法和模糊控制以及傳統(tǒng)pid控制各自的優(yōu)勢,設(shè)計了一種新的自適應(yīng)模糊pid控制器。鑒于pid控制器的性能完全依賴于其參數(shù)的整定和優(yōu)化,采用粒子群算法離線優(yōu)化pid參數(shù),并利用模糊控制在線調(diào)整pid參數(shù),以取得良好的控制效果。利用matlab軟件進(jìn)行了數(shù)字仿真。仿真結(jié)果表明,方法調(diào)節(jié)精度較高,調(diào)節(jié)迅速,超調(diào)小,具有一定的可行性。

針對同一個空調(diào)房間構(gòu)造了pid控制器、模糊控制器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器三種控制器,并利用matlab軟件中的simulink工具箱對三種控制器的性能進(jìn)行了比較.

利用matlab軟件中的模糊工具箱和simulink仿真工具對變頻空調(diào)器的溫度進(jìn)行模糊控制器設(shè)計并仿真。通過仿真模擬發(fā)現(xiàn)變頻空調(diào)器的溫度控制采用單純的模糊控制雖魯棒性較強,但存在穩(wěn)態(tài)誤差,以后可考慮研究采用模糊pid控制器,將兩者有力的結(jié)合起來,使其達(dá)到更快的動態(tài)響應(yīng)、更小的超調(diào)。采用該仿真工具其方法簡單可靠,易于實現(xiàn),可以大力推廣。

針對某一結(jié)構(gòu)確定的孔板送風(fēng)形式，以具有大面積玻璃外窗的空調(diào)辦公室為例，用蒙特卡羅法分析引入的太陽負(fù)荷在室內(nèi)各固體表面的再分配，以其定量分布作為附加熱源，再結(jié)合空間紊流流動和熱浮升力等條件，進(jìn)行空調(diào)室內(nèi)三維流場與溫度場的數(shù)值計算，獲得了較合理結(jié)果。這對空調(diào)恒溫室設(shè)計，乃至調(diào)節(jié)送風(fēng)射流參數(shù)以適應(yīng)變工況的熱舒適性調(diào)節(jié)都有一定指導(dǎo)意義。

能源消耗增長意味著增加溫室氣體的排放為了降低辦公室和家庭中溫室氣體的排放，日本環(huán)境省針對全球變暖問題正在進(jìn)行名為coolbiz的宣傳活動。旨在提倡節(jié)約用于制冷的能耗，但又能涼爽度過夏天的生活方式。如果不穿西服，不系領(lǐng)帶，可以使身體感覺溫度下降2℃，因此，把房間空調(diào)的設(shè)定溫度調(diào)高就可以節(jié)能，而且能削減溫室效應(yīng)氣體的排放量。這個宣傳活動的背景是因為近幾年寫字樓或家庭中溫室氣體的排放量大幅度增加。

近年隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,建筑能耗不斷攀升,控制并降低這部分能耗的問題愈發(fā)緊迫。本文通過分析空調(diào)設(shè)定參數(shù)對建筑能耗影響的規(guī)律,以及影響建筑能耗的主要因素,論述了空調(diào)設(shè)定參數(shù)與建筑能耗的關(guān)系以及降低建筑能耗的途徑與策略。

通過分析空調(diào)設(shè)定參數(shù)對建筑能耗影響的規(guī)律,以及影響建筑能耗的主要因素,論述了空調(diào)設(shè)定參數(shù)與建筑能耗的關(guān)系以及降低建筑能耗的途徑與策略。

空調(diào)房間設(shè)定參數(shù)對建筑能耗及熱舒適的影響——通過分析空調(diào)設(shè)定參數(shù)對建筑能耗影響的規(guī)律,以及影響建筑能耗的主要因素，論述了空調(diào)設(shè)定參數(shù)與建筑能耗的關(guān)系以及降低建筑能耗的途徑與策略。

裝飾空調(diào)房間,首先必須有利于空調(diào)器充分發(fā)揮調(diào)溫、除濕、送風(fēng)、凈化空氣等功能,滿足舒適需求;其次,宜使空調(diào)房間優(yōu)雅寧靜,滿足室內(nèi)人員審美的心理需求。為此,裝飾布置空調(diào)房間時應(yīng)注意以下幾點。一、密封隔熱性能好裝飾房間前,須先將門窗的縫隙、墻壁孔洞封死,然后再貼上墻紙(或噴塑)?？照{(diào)房間宜鋪設(shè)

本文應(yīng)用有限差分法離散一維變物性非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱方程進(jìn)行編程,對墻體在不同輻射條件,濕度為30%和70%兩種情況下,以及外壁風(fēng)速在1m/s和3m/s情況下的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程進(jìn)行計算,得出墻體在不同情況下的溫度分布。通過對溫度分布和不同截面位置溫度達(dá)到一天內(nèi)的峰值時間相對外壁面溫度達(dá)到一天內(nèi)的峰值響應(yīng)時間加以分析,得出了遲滯時間與所在位置的函數(shù)關(guān)系式。同時對空氣濕度變化和外壁面風(fēng)速改變對墻體導(dǎo)熱過程帶來的影響進(jìn)行了分析。

提高夏季空調(diào)設(shè)定溫度對不同類型辦公建筑能耗的影響程度不同。以北京地區(qū)辦公建筑為研究對象,分別對3種空調(diào)設(shè)定溫度下的建筑能耗進(jìn)行了模擬。針對大、中、小型辦公建筑,分析了影響其節(jié)能量的主要因素,并提出了相應(yīng)的改善措施。

敘述空調(diào)房間內(nèi)氣流的紊流模型的種類，比較了現(xiàn)應(yīng)用最為廣泛的κ－ε兩方程模型中高雷諾數(shù)κ－ε模型與低雷諾數(shù)κ－ε模型的模擬性能，提出了用ｃｆｄ模擬室內(nèi)氣流時的誤差及改進(jìn)的方向。

從人體熱舒適感覺和室內(nèi)空氣品質(zhì)的角度分析影響空調(diào)房間室內(nèi)舒適性的因素,根據(jù)調(diào)查結(jié)果給出致適范圍,提出工程應(yīng)用中應(yīng)注意的問題。

針對中央空調(diào)系統(tǒng)房間溫度控制系統(tǒng)的大慣性、純滯后和時變性特點,設(shè)計了將等維新息灰色預(yù)測控制與模糊自整定pid相結(jié)合的新型控制器,建立中央空調(diào)房間溫度控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,介紹灰色預(yù)測模糊pid控制器結(jié)構(gòu),并對該控制方案進(jìn)行了數(shù)字仿真。仿真結(jié)果表明,該控制器比pid控制器、模糊pid控制器有更多優(yōu)越性,調(diào)節(jié)迅速,超調(diào)小,有更好的動、靜態(tài)性能,具有一定的可行性。

氣流組織是控制、安排空調(diào)區(qū)域內(nèi)空氣流動過程的技術(shù),其優(yōu)劣直接影響室內(nèi)的空調(diào)效果,而室內(nèi)氣流組織與送風(fēng)溫度的大小有直接關(guān)系。以辦公室空調(diào)房間為例,建立其數(shù)學(xué)和物理模型,用cfd軟件airpak模擬它在不同的送風(fēng)溫度下的室內(nèi)溫度場和速度場,得出送風(fēng)溫度與室內(nèi)溫度場和速度場的關(guān)系,并用能量利用系數(shù)指標(biāo)對其設(shè)計效果進(jìn)行評價。結(jié)果表明送風(fēng)溫度升高時,室內(nèi)氣流流形和各點速度大小幾乎不變,相同位置的氣流溫度有所升高,但垂直方向上溫度梯度變小。

介紹了幾種房間溫度的控制方法,并在此基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)方法,即可變論域參數(shù)自調(diào)整fuzzypid控制方法。同時,利用matlab軟件的simulink和fuzzy工具箱進(jìn)行了仿真。結(jié)果表明,該控制方法控制效果好,有較強的魯棒性。

針對中央空調(diào)房間溫度被控對象的大滯后大慣性,設(shè)計了具有smith預(yù)估的模糊自整定pid控制器。建立中央空調(diào)房間溫度控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,介紹預(yù)估模糊pid控制器結(jié)構(gòu),以及模糊控制規(guī)則的生成方法,并且對該控制方案進(jìn)行了數(shù)字仿真。仿真結(jié)果表明:該方法調(diào)節(jié)精度較高,調(diào)節(jié)迅速,超調(diào)小,具有一定的可行性。

根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)中房間溫度控制系統(tǒng)的時滯、惰性以及非線性等特點,分析了自整定模糊pid控制和動態(tài)矩陣預(yù)測控制方法,提出了將兩種方法相結(jié)合的觀點,設(shè)計出動態(tài)矩陣模糊pid控制器,并建立房間溫度控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,對其進(jìn)行仿真研究;結(jié)果顯示該控制器較模糊pid控制器的調(diào)節(jié)時間快約2000s、超調(diào)量小約0.5、抗干擾能力更強,控制效果更明顯。

在分析房間熱平衡方程的基礎(chǔ)上,建立了空調(diào)房間的熱平衡數(shù)學(xué)模型,結(jié)合pmv-ppd熱舒適指標(biāo),采用matlab軟件對毛細(xì)管平面輻射空調(diào)房間、傳統(tǒng)空調(diào)房間模型分別進(jìn)行了編程求解。在舒適度相同的條件下,毛細(xì)管平面輻射空調(diào)房間室內(nèi)計算溫度在冬季供暖時,比傳統(tǒng)空調(diào)房間低1.6℃;在夏季供冷時,比傳統(tǒng)空調(diào)房間高1.6℃。探討了相對濕度對空調(diào)房間熱舒適度的影響。

通過對空調(diào)房間的空調(diào)裝置啟動過程中,房間的傳熱與流動的非穩(wěn)態(tài)過程用計算流體力學(xué)(cfd)軟件flu-ent進(jìn)行模擬,得到房間對不同擾量的飛升曲線建立了空調(diào)房間開機(jī)過程動態(tài)響應(yīng)特性的數(shù)學(xué)模型,并分析了房間的動態(tài)響應(yīng)特性。通過自行搭建的住宅用水源熱泵系統(tǒng)性能試驗臺,對不同室外溫度下的啟動過程進(jìn)行實驗研究,對建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了驗證。這一數(shù)學(xué)模型對空調(diào)末端的控制具有一定的實際意義。