中央空调水系统优化控制分析探讨

来源:建筑界编辑:黄子俊发布时间:

[摘要] 一、前言 目前常用的水系统优化控制计算方法有两类,第一类是建立系统中各设备的数学

一、前言

目前常用的水系统优化控制计算方法有两类,第一类是建立系统中各设备的数学模型,利用全局最优化算来研究它的最优控制问题,但由于HVAC系统复杂的非线性和各部件之间高度的耦合关系,使得这种方法在模型建立到最后的优化计算都无法按照传统方法取得满意结果;另一种方法是基于人工智能的最优化控制方法,这种方法的优势在于不需建立复杂的数学模型,而只需根据系统运行状态结果对程序参数进行适应性训练计算,这种优化控制方法的缺点是需要庞大的参数样本支持,当数据样本规模达不到要求时,最优化计算结果就会有较大偏差。

以下提出的基于性能曲线的优化控制方法,属于上述第一种优化控制方法,即是建立设备的数学模型后用最优化算法进行优化计算,从而得最节能的运行状态下各参数的值。但本文所使用的数学模型并非根据设备运行原理所建立的复杂的数学模型,而是利用线性回归方法建立的空调水系统中各设备的运行性能随参数改变而变化的曲线,即性能曲线加以替代。使研究的焦点从关注模型内部特征、复杂的动力方程转移到直接考虑系统的输出表现上,解决非线性系统的模型辨识问题。

本文详细介绍了冷水机组与水泵性能曲线的原理,并利用根据性能曲线建立的最优化计算模型,使用模拟退火最优化算法,寻找在特定的负荷下,为了获得该负荷下系统最小能量消耗和最优的系统性能时系统中的各类参数变化状态,从而实现全局最优控制。

二、空调系统相其相应的控制描述

所研究的HVAC&R系统为普通的一次泵变流量的系统,如图1所示,包括制冷主机,变流量冷却水泵和变流量冷冻水泵。由于冷却塔能耗与水泵与冷水机组相比较小,为获得最低冷却水回水温度以提高冷水机组性能,因而设定冷却塔风机定转速运行。


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