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智能建筑空调系统数据通信和实时优化研究

郭正波  
【摘要】:随着城市化进程不断推进和人民生活水平不断提高,人们对室内环境的要求也越来越高。采暖、通风、空调是实现人类舒适的工作和生活环境的重要保证。近些年,空调系统的运行能耗占整个建筑能耗的比例越来越大,降低空调系统能耗的关键是:在满足人们对室内环境需求的条件下,使空调系统处于最优的运行状态。因此,对空调系统进行故障诊断和优化控制显得尤为重要。 为了给空调系统的故障诊断和优化控制提供实时运行数据,本文首先分析了OPC(OLE for Process Control)数据访问规范,并在此基础上,以Visual Basic6.0为开发平台,利用OPC技术开发了OPC客户端,并且能够成功实现对OPC服务器的访问,从而实现了对现场设备运行数据的采集和发送。开发的OPC客户端能够持续稳定地运行。然后,详细介绍了暖通空调领域唯一的数据通信协议—BACnet,并在此基础上,开发了基于BACnet协议的数据通信程序。并且针对目前流行的空调系统数据通信协议进行了比较。利用BACnet协议的优点,开发的基于BACnet协议的数据通信程序实现了对现场设备运行数据的采集。最后,对空调系统的冷冻水供水温度设定值进行了优化,提出了由实时运行数据建立的冷水机组动态数学模型优化空调系统冷冻水供水温度设定值的方法,利用OPC客户程序获取空调水系统实时运行数据,根据离心式冷水机组的功耗与其部分负荷率之间的关系,采用带遗忘因子的递推最小二乘法建立实时的机组动态模型,采用序列二次规划算法求解每台机组的最优部分负荷率,从而求出每台机组最优的冷冻水供水温度设定值。根据上述方法,开发了实时优化程序。 本文的研究对象为香港某大型公用建筑的空调冷冻水系统,开发的数据通信程序和优化控制程序在该建筑中得到了在线验证并且能够稳定运行。


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