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基于运行参数选择的中央空调系统主要设备能耗估计方法研究

杨辉  
【摘要】:能源紧缺问题对经济发展、社会稳定和国家安全有重要影响,因此节能减排受到广泛关注。当前,社会总能耗的近30%为建筑能耗,其中中央空调系统能耗约占建筑总能耗的40~60%,具有很大的节能潜力。而现行绿色建筑评价标准要求对建筑物中用电设备的电能实行分项计量,限制了对每个设备,尤其是大型用电设备的电能计量。目前公共建筑物中普遍设置楼宇自动化系统监测中央空调系统的运行参数。所以,基于这些运行参数进行中央空调系统主要设备能耗估计受到广泛关注。这还将有利于用户了解中央空调系统主要设备能耗状况,引导用户主动参与节能,为中央空调系统高效节能运行提供理论依据。本文在分析典型中央空调系统工作原理的基础上,提出一种基于运行参数的主要设备能耗估计方法,研究工作包括:(1)设计两级相关性方法提取能耗估计模型的特征向量。其中,第一级相关性分析用于筛选与中央空调系统主要设备有功功率显著相关的运行参数;在此基础上,进一步采用相关性分析以提取彼此微相关的运行参数作为特征向量。(2)提出基于运行参数的中央空调系统主要设备能耗估计方法。采用支持向量机建立冷水机组、二级冷冻水泵和空气处理单元组合的能耗估计模型,对比分析交叉验证法、遗传算法和粒子群优化算法等参数寻优算法,确定最适合的寻优算法;采用基于风机转速的多项式回归模型估计单台空气处理单元能耗;实例研究结果验证了以上方法的有效性。(3)搭建物理实验平台实现本文提出的能耗估计方法。采用具有浮点运算能力的微处理器STM32F407和MATLAB图形用户接口开发环境,以二级冷冻水泵为例,根据本文方法实现能耗估计。结合库函数编写支持向量机的C语言代码,设计MATLAB GUI图形界面以显示估计效果,并评价实际效果。


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