智能建筑设备节能优化运行控制技术研究

论文题目: 智能建筑设备节能优化运行控制技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 机械制造及其自动化

作者: 朱晓红

导师: 徐宗俊

关键词: 智能建筑设备,优化控制,节能运行,系统控制模型,遗传算法

文献来源: 重庆大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在我国城市化快速发展进程中，建筑物能耗所占比重越来越大，能源与发展的矛盾日益突出。智能建筑在实现其智能化、舒适化目标基础上，其较大的运行能耗问题已引起社会的广泛关注，智能建筑节能研究成为节能研究的一个重要方向。智能建筑设备运行耗能占总能耗的60％左右，成为智能建筑主要的耗能对象。本文以建筑设备运行控制作为研究对象，结合工程实际，对设备运行节能进行研究。 本文重点研究以下内容： ① 对空调系统、给排水系统、照明系统等设备子系统的能耗组成进行分析，建立相应的能耗分析模型；建立基于设备运行的节能技术框架；建立智能建筑设备系统节能目标体系。 ② 针对智能建筑设备运行节能控制的基础——设备集成控制进行分析，包括设备集成控制的技术基础、通信协议、控制体系结构和控制内容；对给排水系统、照明系统和电梯系统的控制进行分析，提出相应的节能措施。 ③ 以空调设备系统运行控制为研究对象，对空调设备系统组成和运行能耗进行研究，包括冷源系统、水系统、空气处理系统、新风系统的能耗监测控制方式和内容，研究一种空调运行节能控制方法，对相应的空调系统节能运行控制模型和空调系统在线优化控制目标函数进行研究，提出空调设备系统运行控制节能策略。 ④ 针对所研究的空调系统优化运行控制方法，设计实验方案，进行实验，验证其节能控制策略的节能效果。 ⑤ 在上述理论研究和实验验证的基础上，结合实际集成控制过程，研制ACOA系统，将其进行实际工程应用，对所研究的空调设备优化控制和常规控制两种控制方式下的运行能耗进行分析比较。 实践证明，运用本文研究的空调设备运行控制方法进行设备集成控制，可有效地降低空调系统运行能耗。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

1 绪论

1.1 论文研究背景

1.1.1 建筑业新的发展方向—智能建筑

1.1.2 智能建筑发展现状与技术内涵

1.1.3 智能建筑运行的基础—建筑设备系统和楼宇自动化系统

1.1.4 建筑节能研究是智能建筑研究主要方向

1.2 论文相关领域发展研究现状

1.2.1 智能建筑节能研究现状

1.2.2 建筑设备系统研究现状

1.2.3 楼宇自动化系统研究现状

1.3 论文研究的目的意义

1.3.1 论文研究的目的

1.3.2 论文研究意义

1.3.3 论文研究的课题来源

1.4 论文研究思想与研究内容安排

1.4.1 论文立题思路及基于建筑设备运行的节能思想的提出

1.4.2 论文的研究路线

1.4.3 论文研究内容安排

1.5 本章小结

2 基于智能建筑设备运行控制的节能总体分析

2.1 基于设备系统运行的节能概述

2.1.1 基于设备系统运行的节能思想的进一步分析

2.1.2 建筑设备子系统能耗分析

2.2 基于设备系统运行控制的节能目标体系

2.3 基于设备运行的节能技术框架

2.4 本章小结

3 智能建筑设备系统集成控制

3.1 智能建筑设备集成控制概述

3.1.1 集成控制的技术基础

3.1.2 集成控制的通信协议

3.1.3 集成控制的体系结构

3.1.4 集成控制内容

3.1.5 典型控制环节的数学模型

3.2 WDLE(照明、给排水、电梯)系统节能分析及控制

3.2.1 给排水子系统节能分析及控制

3.2.2 照明子系统节能分析及控制

3.2.3 电梯子系统节能分析及控制

3.3 本章小结

4 空调设备系统节能控制数学模型和算法

4.1 人体舒适性初步分析

4.1.1 舒适度指标PMV分析

4.1.2 常规人体舒适指标确定

4.1.3 空调设备优化控制系统中人体舒适指标的确定

4.2 空调设备系统

4.2.1 空调设备组成

4.2.2 空调设备系统分类

4.3 空调设备系统能耗监测控制内容

4.3.1 制冷系统监控

4.3.2 水系统控制

4.3.3 空气处理系统控制

4.3.4 新风系统控制

4.4 空调设备系统节能控制研究模型与算法

4.4.1 系统在线仿真模型

4.4.3 空调系统在线优化控制目标函数

4.5 节能控制模型算法

4.5.1 自适应遗传优化算法

4.5.2 遗传算法的程序流程

4.5.3 多目标优化的遗传算法

4.6 本章小结

5 空调系统节能控制实验研究

5.1 优化控制目标参数确定

5.1.1 遗传算法分析

5.1.2 目标控制函数计算

5.2 实验方案设计

5.2.1 实验目标

5.2.2 现场实验方案

5.2.3 实验环境及地区气候条件

5.3 实验数据及结果分析

5.3.1 实验数据

5.3.2 数据分析

5.4 本章小结

6 工程应用实例

6.1 ACOA系统

6.1.1 系统功能结构

6.1.2 程序设计流程

6.1.3 系统运行界面

6.2 大楼设备集成控制

6.2.1 控制系统结构

6.2.2 大楼设备系统监控内容

6.2.3 自动控制系统的调节

6.3 大楼设备优化节能运行控制

6.3.1 大楼运行现状

6.3.2 空调设备系统优化控制

6.4 大楼设备优化控制与常规控制能耗比较

6.5 空调系统节能策略

6.6 本章小结

7 结论

致谢

参考文献

附录: 攻读博士学位期间发表的学术论文、从事的主要科研工作及取得的科研成果

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学位论文版权使用授权书

发布时间: 2006-12-05

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