摘要
在当今社会经济快速发展的背景下，能源消耗也在逐日增长，能源供应短缺问题日益严重，且过度的能源消费带来了环境污染等问题，因此节约能源在人们生活中扮演着非常重要的角色。在我们的日常生活中，建筑能耗的占比越来越大，而中央空调系统是现代化建筑中电能消耗大户。中央空调系统在最初设计时一般采取参数最大法，即按照建筑物所需负荷最大值设计，但在实际情况下，我们所需平均负荷远小于设计负荷，因此造成了很大的能源浪费，所以如何提高中央空调的节能效果对于整个社会的能源节约有着非常重大的意义。针对上述问题，本文对此做出研究，具体内容如下: 第一，研究如何进行空调节能。就冷源系统而言，本文的节能控制原理就是根据现场环境需求实现对能耗设备的自动启停及变频控制。文中把空调系统分为3个主要部分:冷冻水系统、冷却水系统及风系统。分别分析了三部分设备的节能控制原理，并以DDC控制器为基础建立中央空调集散控制系统，根据空调设备控制原理分析系统控制点位及系统通讯方式。 第二，空调节能控制系统优化设计。针对以DDC控制器为核心的集散控制系统的缺点对系统做出改进，提出点对点主从控制系统。主要在系统控制架构、提高系统运行效率、信号传输通讯架构及控制算法上做出优化。对于控制系统架构，本文运用了设备与控制器一对一的分布式控制法，提出点对点主从控制系统;在系统通讯架构上，增加了区域控制层，提高系统的信息群收发能力;为了提高系统运行效率，本文使用了负荷智能分配机制，增加了能耗群智能分配计算，利用对偶残差机制对现场控制的优化结果做出验证，并根据结果选择机组的运行分配模式;在控制算法上，文章选择运用粒子群算法，并在惯性权重的取值问题上做出改进，为了改善其容易陷入局部极小的缺点，运用了算法融合的方式提出遗传粒子群算法。针对新控制系统一对一的控制模式,文章对控制算法的计算采取了并行计算设计，以提高系统的数据计算效率。 第三，根据点对点主从控制系统特性建立空调系统设备能耗模型。基于本文的点对点分布式控制，根据控制系统改造方案，以设备负荷率最佳为目标，在系统设备工作状态能够满足前端冷负荷需求的前提下，根据设备的运行实时负荷率(LR)，建立每台设备的最小能耗模型。 第四，根据数学模型运用MATLAB/Simulink进行建模与仿真，分别针对文中所用算法是否可对的能耗曲线进行有效整定、并行计算是否减少数据处理时间、能耗群智能分配是否提高空调系统运行效率、点对点主从控制系统是否加强空调系统节能效果、优化系统的运行有效性等方面进行仿真及实验的验证。
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