（硕士学位论文）大空间二次回风空调机组控制策略的研究与实现.pdf

摘要剧场、会场、交响乐厅等高大空间的空调系统滞后现象严重,影响舒适度的因素多且复杂,给控制系统的稳定运行增加了很多困难;带有二次回风的空调机组由于系统的非线性以及被控参数间的耦合,控制更为复杂,而且节能效果不理想。本文以上海市东方艺术中心为工程背景,研究空间高大的交响乐厅二次回风空调系统的控制策略。在分析了交响乐厅人员负荷流动较大,单一模型无法满足控制要求;因空间高大使室内温度场存在梯度分布且各个区域的温度相差较大;二次回风对空气状态的影响无法准确预测等工程特点的基础上,采用了模糊控制技术设计控制策略。不用建立数学模型,根据实际系统的输入输出数据,参考现场操作人员的运行经验,对系统进行实时控制,并根据运行情况不断修正。模糊控制技术避开了缺乏有效控制模型的瓶颈,是针对大空间二次回风空调系统控制工程的有效方法。针对夏季工况演出模式设计了新风阀模糊控制器、二次回风阀模糊控制器和冷水阀模糊控制器,以保证室内温湿度和室内空气品质达到设计要求。本文设计了在空调机组启动时温度控制的优先级高于空气品质控制的优先级,即为节约能源空调机组开启时新风阀保持为最小开度募竟た,调节二次回风阀和冷水阀使温度尽快达到设定值;在室内温湿度基本达到设定要求后改为空气品质的优先级高于温度的控制优先级,在ǘ瘸晔保鹘谛路阀改善空气品质。二次回风在夏季可节约再热量,但对空气状态的影响具有不确定性。如何在保证舒适度要求的前提下最大限度地利用二次回风一直是工程上的难点。本文提出将二者作为整体考虑,进行协调控制,不单独控制二次回风阀和冷水阀。系统启动时空气状态离设定要求较远,为尽快向设定值靠近,将二次回风阀固定于一较小开度,主要调节冷水阀;系统运行一段时间后,空气状态已进入设定范围,此时开大二次回风阀,减小冷水阀开度,最大限度地利用二次回风节约能源。为加快二次回风系统的响应速度,采用二次回风阀进行“粗调”,继而用冷
水阀进行“细调”,使空气状态尽快向设定值靠近。将风阀调节与水阀调节的优势结合起来,使控制效果达到最优;同时避免由于阀门变动频繁造成系统不稳定的局面。本文结合工程实际,以楼宇自控系统为平台实现模糊控制策略,即在中央管理计算机上实现设定值的优化,现场瓿杀栈房刂啤<榷韵钟械穆ビ钭控系统进行了创新与改造,又具有通用性,可以在成熟的楼宇自控系统产品中推广。这对空调自控系统的研究和实践具有重要的意义。关键词:大空间,二次回风,模糊控制,控制策略,楼宇自控系统摘要
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,通常包括剧场、会场、交响乐厅、体育比赛场馆、多功能大厅、人工冰场、空港旅客大厅、大型巾庭等。由于空问高大,空气在空问经过的路程长,沿途受干扰时间长,因此很难将空间内各区域的温差控制在一定的精度范围内;同时,相应系统的时问延迟和时间常数增大,具有大的温度梯度分布和大的热惯性等特征。与常规空间相比,大空间是一个难于控制的大滞后惯性系统。本课题是以上海市东方艺术中心为工程背景,研究大空闻二次回风空调机组的控制策略问题。东方艺术中心建于浦东新区世纪大道东北侧杨高路丁香路问,占地面积椒矫祝芙ㄖ婊平方米,如图所示。东方艺术中心分为五个区,主要部分是位于二区,三区和五区的交响乐厅和剧场。在交响乐大厅配备目前国内独一无二的奥地利里格尔管风琴及斯坦威钢琴等高级乐器,交响乐厅内景见图。东方艺术中心将建成为浦东新区的一座标志性的建筑。从艺术中心的性质来看,该建筑不仅代表浦东,而是上海向世界展示中国文明建设的窗口。有相当高的政治地位。上海市东方艺术巾心的建筑属于高大空间,其空调系统采用座