基于Trnsys的中央空调系统节能控制研究--《华南理工大学》2012年硕士论文
基于Trnsys的中央空调系统节能控制研究
【摘要】：在能源危机的大背景下，研究中央空调系统的节能控制具有重要的现实和经济意义。中央空调是一个多部件、非线性、大滞后的系统，其具有不易进行系统建模、不易控制等特点。目前对于中央空调节能控制的研究很多，但大部分研究没有从整个系统角度出发，联合实际建筑，建立有效的模型；暖通空调和自动控制分属不同专业，导致大部分研究者对中央空调控制系统和控制策略的认识脱节；目前出现的诸多中央空调控制方法、系统节能效果如何，没有一套评价体系能从理论上进行节能及控制效果的评价。
针对上述问题，本文在TRNSYS上编写中央空调部件模块，建立整个大厦和中央空调系统的仿真模型；然后联合TRNSYS和Matlab/Simulink，建立研究整个中央空调系统控制的仿真系统，以此为基础研究模糊控制策略下中央空调冷冻水变流量控制、VAV末端风机变风量控制的模型，分析能耗及控制效果；最终，提出基于模糊控制的中央空调群控策略。经仿真结果和实际的应用验证，得出了中央空调群控是一种能对中央空调系统进行高效节能控制的控制方法。
文中建立的TRNSYS和Matlab/Simulink联合仿真系统对于研究中央空调节能控制策略具有较大的促进意义，通过此联合仿真系统，可以自由设计各种控制方法，并可通过此系统比较、评价各控制策略的节能控制效果。文中提出的基于模糊控制的中央空调群控控制，具有较大的现实意义，能够对中央空调系统进行有效的节能控制。
【关键词】：
【学位授予单位】：华南理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：TU831.3【目录】：
摘要5-6Abstract6-10第一章 绪论10-17 1.1 研究背景10-11 1.2 课题的提出与意义11-13 1.3 国内外研究现状13-16
1.3.1 对控制策略的研究13-15
1.3.2 对中央空调系统仿真的研究15-16 1.4 本文主要工作16-17第二章 中央空调系统仿真模型的建立17-34 2.1 TRNSYS 软件介绍17-18 2.2 中央空调系统各部件数学模型建立18-26
2.2.1 水管/风管数学模型的建立18-20
2.2.2 水阀/风阀数学模型20
2.2.3 风机/水泵数学模型的建立20-23
2.2.4 中央空调冷水机组数学模型的建立23-26 2.3 中央空调系统仿真模型的建立26-31
2.3.1 建筑能耗模型的建立26-28
2.3.2 气象数据文件选取及仿真时间的设置28-30
2.3.3 中央空调仿真系统简介30-31 2.4 中央空调系统基准模型仿真结果31-33 2.5 本章小结33-34第三章 TRNSYS 与 Matlab 联合仿真系统的建立34-43 3.1 COM 组件实现通信方法34-37
3.1.1 COM 组件34
3.1.2 内存映射34-35
3.1.3 通信过程35
3.1.4 程序接口模块设计35-37
3.1.5 COM 组件工作流程37 3.2. DLL 组件实现通信方法37-39
3.2.1 DLL 介绍37-38
3.2.2 在 Matlab 中建立 DLL38-39
3.2.3 DLL 与 TRNSYS 通信39 3.3 TRNSYS 与 Matlab/Simulink 仿真系统建立39-42
3.3.1 TRNSYS 与 Matlab 链接40-41
3.3.2 Matlab 与 Simulink 链接41-42 3.5 本章小结42-43第四章 各控制策略下中央空调系统仿真43-59 4.1 冷冻水变流量控制43-45
4.1.1 冷冻水变流量原理43-44
4.1.2 冷冻水变流量主要形式44-45 4.2 冷冻水变流量系统智能模糊控制设计45-49
4.2.1 冷冻水智能模糊控制原理45-46
4.2.2 输入接口的模糊化46-48
4.2.3 选择隶属度函数48-49
4.2.4 模糊控制器的模糊推理及决策49
4.2.5 解模糊49 4.3 冷冻水变流量系统仿真49-51 4.4 变风量控制系统51-53
4.4.1 变风量控制原理51-52
4.4.2 变风量系统风机控制方式52-53 4.5 变风量模糊控制系统设计53-57
4.5.1 系统总体设计53-54
4.5.2 模糊控制器输入输出结构54-55
4.5.3 模糊控制输入量、输出量的模糊化55-56
4.5.4 输入量、输出量的去模糊化56-57 4.6 变风量控制系统仿真结果57-58 4.7 本章小结58-59第五章 基于模糊控制的中央空调系统群控设计59-69 5.1 中央空调系统群控原理59-61
5.1.1 中央空调系统冷负荷估算59-60
5.1.2 基于模糊控制的群控设计60-61 5.2 基于 TRNSYS 的中央空调系统群控仿真61-62
5.2.1 中央空调系统概述61
5.2.2 各系统控制策略概述61-62
5.2.3 中央空调系统群控仿真62 5.3 仿真结果及分析62-66 5.4 仿真与实际群控系统能耗情况比较及分析66-67 5.5 本章小结67-69结论69-70参考文献70-74攻读硕士学位期间取得的研究成果74-75致谢75-76附件76
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中央空调控制面板你知道多少？空调族必看
很多人钟爱中央空调的原因是因为中央空调能全屋送风，并可以分户控制。中央空调分户控制的关键在于其控制面板，对于“中央空调控制面板”你知道多少呢？
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中央空调的普及，无形间宣告着人们生活水平的提高。很多人钟爱中央空调的原因是因为中央空调能全屋送风，并可以分户控制。中央空调分户控制的关键在于其控制面板（即温控器），那对于“中央空调控制面板”你知道多少呢？
&&&&中央空调控制面板示意图
、开关：顾名思义，开机和关机；
&&&&2、模式：模式选择中，点击可切换暖风和冷风；
　　、风速：中央空调风速一般分为高速、中速、低速、自动四个档位，制冷制热可根据个人需求进行调节，点击切换各档位；
4、温度调节：温度调节为两个按钮，一个是加温，另一个是降温，中央空调的设置为最高℃，最低℃。
5、如何控制中央空调主机的开关和温度？
&&&&采用有线温控器和无线遥控器对中央空调进行控制。主机温控器安装在室内主机下方的墙壁上，直接控制主机的开关。
中央空调控制面板（温控器）展示
温控器可以设定温度、定时，并选择运行模式（制冷、制热、除湿、送风、睡眠等)；无线遥控器用来在米左右的距离内遥控主机温控器，同样能达到控制主机的目的。
&&&使用家用中央空调后，每个房间能自由调温&&&
&&&家用中央空调基本都是分户控制，各户的总控制阀在室外管道井，开通或维修均需由物业专业人员进行。进入室内，各风机处均有各自的开关阀门，通常在业主交房时打压试验后就保持常开状态。每个房间都分别安装手动的风口开头或者电子温控器，用户可以随意调节各个房间的温度。注意在温度调节时，室内温度宜设定在24℃－28℃左右，室内外温差不宜超过7℃。
（编辑：长沙阳光水电暖）
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