能源是人类社会赖以生存和可持续发展的基础,然而随着国民经济的快速发展,能源的紧缺已不仅仅是中国,更是当今世界各国所要面临的一个重大问题。由于全球化石能源的供需关系日趋紧张,能源消耗逐渐加重,如何节约能源、提高能源的利用效率具有迫切的现实意义。随着科学技术的发展和医学的进步,医院的建筑规模越来越大,医院耗能也随之增大是不可避免的。其中央空调系统能耗占很大的比重,传统控制的中央空调系统消耗大量能源,不能达到节能效果。木论文结合扬州大学附属医院西区中央空调系统节能改造工程项目,针对既有大型医院中央空调系统展开研究。既有大型医院中央空调系统使用传统控制模式,传统的控制策略使得拖动设备工作在工频状态,操作设备为手动操作,系统负荷运行满负载。为了解决以上问题,引入先进控制技术,对此展开研究,具体研究内容如下:第一、评价既有中央空调系统。对既有大型医院中央空调系统展开能耗评价研究,利用中央空调系统相关规范结合实际建立评价指标体系,采用专家打分法确定指标权重,引入可拓学评价方法求得原中央空调控制系统关于各等级的综合关联度,确定既有医院中央空调系统等级并客观地分析中央空调系统能源消耗产生的原因,为下一步节能改造打下基础。第二、提出改造方案。分析中央空调系统设备的结构和功能,还有系统的工作原理。根据既有大型医院中央空调系统存在的问题提出相应的解决方案:中央空调水系统采用变流量控制,动态跟踪系统负荷变化改变冷水流量来影响水系统能耗;中央空调风系统采用变风量控制,动态跟踪系统负荷变化,控制风机频率改变转速,从而调节风量来影响风系统能耗。设计控制器控制策略与数据传输方式,选取基于预测控制技术的多变量预测控制方法,实现中央空调水系统与风系统节能优化控制。第三、搭建能耗控制模型。首先介绍几种常用算法,对比选取模型预测控制算法并进行介绍。接着建立各系统设备相应子系统的能耗模型,确定控制量与被控量,考虑系统扰动量。然后运用模型预测控制算法的基本原理转换,形成多变量预测控制模型。最后根据设备自身参数限值和各设备相互之间的影响关系,制定约束条件、定义设定值、建立目标函数。第四、仿真验证。选取MATLAB仿真软件进行仿真验证,通过预测控制寻优,有4种控制参数设定方案满足运行要求,运行状态稳定。利用可拓评价得到4种设定方案等级均高于原系统评价,选取最佳状况,得到比原系统节能显著的运行曲线。
基本信息
| 题目 | 既有大型医院中央空调系统节能评价与优化运行研究 |
| 文献类型 | 硕士论文 |
| 作者 | 郑泽岳 |
| 作者单位 | 扬州大学 |
| 导师 | 李世博,邵敏 |
| 文献来源 | 扬州大学 |
| 发表年份 | 2020 |
| 学科分类 | 工程科技Ⅱ辑 |
| 专业分类 | 建筑科学与工程 |
| 分类号 | TU834 |
| 关键词 | 大型医院,中央空调,可拓理论,多变量预测控制算法 |
| 总页数： | 67 |
| 文件大小： | 5412K |
论文目录
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关领域研究现状 |
| 1.2.1 中央空调系统能耗影响因素研究现状 |
| 1.2.2 中央空调控制方案评价方法现状 |
| 1.2.3 中央空调控制技术现状 |
| 1.2.4 控制器控制算法现状 |
| 1.3 论文研究的内容 |
| 第二章 基于可拓学的既有大型医院节能评价 |
| 2.1 常用评价方法 |
| 2.1.1 层次分析法 |
| 2.1.2 云模型评价法 |
| 2.1.3 模糊综合评价法 |
| 2.1.4 其他评价方法 |
| 2.2 可拓学的介绍 |
| 2.2.1 基元理论 |
| 2.2.2 可拓集合 |
| 2.2.3 评价指标 |
| 2.2.4 关联函数理论 |
| 2.3 算例分析 |
| 2.3.1 既有中央空调控制系统概述 |
| 2.3.2 可拓评价 |
| 2.3.3 结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 既有大型医院中央空调改造方案 |
| 3.1 设计思想 |
| 3.2 中央空调系统分析 |
| 3.2.1 中央空调系统设备结构 |
| 3.2.2 中央空调系统运行原理 |
| 3.2.3 中央空调子系统概述 |
| 3.3 系统控制改造方案 |
| 3.3.1 水系统 |
| 3.3.2 风系统 |
| 3.3.3 中央空调系统 |
| 3.4 系统控制器的设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于多变量预测控制的既有大型中央空调优化研究 |
| 4.1 控制算法的选择 |
| 4.1.1 控制算法 |
| 4.1.2 选取算法 |
| 4.2 预测控制技术 |
| 4.3 能耗模型 |
| 4.4 变量分析 |
| 4.5 多变量预测控制 |
| 4.6 约束与设定 |
| 4.6.1 约束条件 |
| 4.6.2 设定值 |
| 4.7 目标函数 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 中央空调系统能耗仿真验证 |
| 5.1 分析仿真软件 |
| 5.2 约束条件 |
| 5.3 仿真验证 |
| 5.3.1 数据分析 |
| 5.3.2 评价确定 |
| 5.3.3 结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间科研项目及科研成果 |
参考文献
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