基于智能控制技术的暖通空调系统能效优化研究
摘要
关键词
智能控制技术;暖通空调;系统能效优化
正文
引言:暖通空调是现代建筑中的重要组成部分,广泛应用于医疗、教育、文化、商业等各个领域。在我国经济快速发展的今天,暖通空调系统得到了广泛应用,但是由于其能耗大、运行不稳定等原因,对环境造成了较大的污染。为解决这些问题,在暖通空调系统中引入智能控制技术,通过对系统运行参数的实时监测和大数据分析,实现对暖通空调系统运行参数的动态调节和优化,提高暖通空调系统的能效。
一、暖通空调系统组成与运行原理
暖通空调系统由冷热源、空气处理设备、供/回水系统等组成。其中,冷/热源是整个空调系统的核心部分,在运行过程中主要依靠冷热源中的压缩制冷循环来实现能量的转换和转移,从而满足人们的需求。空气处理设备将室内空气进行处理,使其温度在规定范围内,并通过回水管将室内空气输送到末端设备中,经末端设备加热后送到室内。供/回水系统主要是将来自于室外的冷水输送到室内,通过冷热交换作用将室内热量带到室外。为满足不同房间对热量的需求,需要设计不同的送风温度,通过冷/热源系统进行热量传输后,将房间温度调节至舒适范围。
二、智能控制在暖通空调系统的应用现状
近年来,随着我国建筑行业的快速发展,暖通空调系统得到了广泛应用,但由于其结构复杂、运行能耗大、运行不稳定等原因,对环境造成了较大的污染,节能降耗成了暖通空调系统的发展趋势。目前,国内各大暖通空调企业也开始研究智能化技术在暖通空调系统中的应用,并取得了一定的成果。比如国内某空调企业研发出了一套基于智能控制技术的暖通空调系统,可以有效提高暖通空调系统运行效率。
三、智能控制技术在暖通空调系统中的应用
3.1主要智能控制方法及技术路线
首先,系统状态辨识。通过采集系统运行状态的实时数据,对系统当前状态进行准确评估,利用一定的数学模型对系统状态进行预测。其次,模型建立及参数优化。通过建立状态参数与环境参数之间的模型关系,进而根据系统运行状态辨识出合理的控制参数。在此基础上,通过智能算法对模型参数进行优化。再次,基于模型的控制方法。在完成模型辨识和参数优化后,利用一定的智能算法实现控制策略的自动生成。最后,实际应用中将其与传统控制方法相结合进行研究。通过仿真实验验证该控制方法的有效性,并在实际应用中进行推广和应用。
3.2系统集成与数据采集
在整个暖通空调系统中,包含了不同的子系统和设备,它们之间的信息是相互连接的,这就需要通过传感器和数据采集平台进行数据的采集、传输和处理。通过传感器检测出整个暖通空调系统中温度、湿度等参数,并将其传输至数据采集平台,通过相应的软件进行处理。通过分析处理后的数据,可以判断整个系统中温度、湿度等参数是否处于正常水平。通过对传感器采集到的数据进行分析,可以判断整个系统中是否存在异常情况。如果发现异常情况,需要及时采取相应措施进行处理,以避免发生危险事故。在整个过程中,传感器和数据采集平台是整个系统的核心部分。
3.3运行参数动态调节与优化策略
采用暖通空调系统的智能控制技术,就是通过对暖通空调系统运行参数的检测,实现对整个系统运行状态的动态调节与优化。具体来说,就是通过在不同的时间段,利用不同的系统控制方法来调整暖通空调系统运行参数,使其能够在满足人们舒适性需求的同时,降低能耗。为此,可以采用如下策略:①对整个暖通空调系统进行实时检测,并在检测到相应参数时,通过相应的智能控制方法进行调节;②对不同的区域采取不同的控制策略进行调整;③对建筑内部温度分布、冷热负荷、新风负荷等运行参数进行实时调整。通过上述方式,使整个暖通空调系统达到最佳运行状态。
四、暖通空调系统能效优化策略
4.1基于智能控制的优化目标与原则
暖通空调系统的能效优化是一个多目标优化问题,需要综合考虑系统的各项技术指标、用户需求及系统运行中各设备的能耗情况,以保证在满足用户需求的前提下,使整个暖通空调系统的运行能效得到最大限度的提高。对于整个暖通空调系统而言,其运行能效不仅与室内空气质量相关,还与室外气候条件、设备工作状态、设备运行状态等因素有关。因此,优化过程中不仅要考虑到节能的目标,还应尽量考虑到系统各运行环节的优化,通过对暖通空调系统运行方式和控制策略的优化调整,使整个暖通空调系统在保证室内舒适温度、湿度及空气品质等要求的前提下实现节能降耗。
4.2能耗监测与大数据分析
智能控制技术在暖通空调系统中的应用,可以实现对设备的实时监控与控制,通过采集到的数据进行分析,了解系统的运行状况,进而实现对暖通空调系统运行模式的优化。在大数据分析中,可以对暖通空调系统运行过程中的各种参数进行监测,如供回水温度、室内温度、风量等。通过监测这些数据,能够有效掌握系统运行情况,对故障进行及时发现,并对故障原因进行分析。对于暖通空调系统运行中存在的问题,通过大数据分析可以得到答案。同时,大数据分析还可以获得系统的能耗情况。通过大数据分析结果,能够对能耗情况进行评估,从而确定系统优化目标。
4.3自适应与预测控制算法设计
在智能控制系统中,自适应算法与预测控制算法是核心,它们的结合可以实现系统能耗的实时优化控制,进而实现节能的目的。对于暖通空调系统而言,其主要由多个子系统组成,每个子系统都有自身的特点和规律。因此,在对暖通空调系统进行智能控制时,需要充分考虑各子系统之间的相互影响关系。为了使各子系统可以有效协同工作,需要设计出一种智能算法来对暖通空调系统进行优化。这种算法主要是通过数据驱动的方式来实现的,其主要包括神经网络、专家系统以及遗传算法等。通过这三种算法的结合使用可以有效降低能耗,提升空调系统的运行效率。
结语
通过本文的分析可知,智能控制技术在暖通空调系统中的应用,可以实现对暖通空调系统运行过程中各环节的动态调节和优化。在实际应用过程中,应根据暖通空调系统的具体特点,合理选择智能控制方法,并在此基础上建立系统模型,以提高系统运行的稳定性。同时,应对系统各运行参数进行监测和分析,以保证系统的正常运行。此外,还应根据实际工程案例进行分析,并结合实际情况对暖通空调系统能效优化策略进行深入研究。
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