辐射供冷与独立新风复合空调系统解耦控制方法与策略

【摘要】：据估计,全球总能耗约45%~50%属于建筑能耗,在建筑总耗能中,空调和照明设备消耗占60%~80%。为降低空调系统能耗,在满足空调舒适性及室内空气品质标准要求的前提下,如何对空调设备控制方式和运行策略进行优化非常重要。经过国内外专家学者多年研究,辐射供冷与独立新风复合空调系统相较于传统空调在节能效果、热舒适性、热工性能方面的优势被广泛认可,并且在对复合系统的控制方面国内外也有一些专家进行研究,但由于该复合系统具备的多变量、强耦合、非线性等特点,使得国内外对它的研究多只停留在理论价值上的探讨上,因此该系统在解耦控制设计与应用方面有很大的研究前景。本论文以办公室内温度、CO_2浓度等变量为控制参数,设计了一套辐射供冷与独立新风复合空调系统。选择空调系统多个控制回路中的冷冻水流量——辐射板温度控制回路、冷冻水流量——送风温度控制回路、新风量——CO_2浓度控制回路之间的解耦控制,作为对象进行分析研究,提出基于前馈补偿方法的解耦控制方案,并通过机理分析、系统辨识建立室内热平衡方程,求得室内各控制参数之间的数学模型,设计无模型自适应控制器,利用Simulink软件建立控制系统模型进行仿真研究,验证文中提出的解耦控制方案的可行性和有效性。本论文通过展示辐射供冷与独立新风复合空调系统未解耦时的动态特性曲线,证明了复合系统强耦合性以及解耦的必要性;通过展示:(1)当室内人员数量突然增加时,(2)当室外环境温度发生显著升高时(3)当系统选用其他控制方法时,这三种情况下复合系统解耦前后仿真动态特性曲线前后对比,从超调量、调节时间等动态特性方面,验证本文采用的解耦控制方法的科学性和有效性,为实际工程中辐射供冷与独立新风复合空调系统的解耦控制应用提供了参考。