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基于PLS负荷预测的空调变静压变送风温度控制

作　者: 闫秀联
导　师: 任庆昌
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 系统工程
关键词: 变风量空调系统 偏最小二乘回归分析 空调负荷预测 变静压控制 送风温度重设
分类号: TU831
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着能源危机的出现，中国城市化发展的加快，建筑物的节能研究日益受到关注。中央空调系统作为大型公共建筑中重要的组成部分，据统计其能耗约占公共建筑能耗的20%—50%，其节能显得尤为重要。变风量空调系统是全空气空调系统的一种，与定风量空调系统相比，该系统以灵活性、节能性及可实现区域温度控制等优势，成为中央空调系统在商场、会所、商务公寓、写字楼等大型公共建筑中的重要应用形式。在实际使用过程中，由于运行环境的不断变化，系统负荷不断变化，多数时间系统运行在部分负荷下，准确的预测空调负荷既能指导控制策略的实施，又能提高空调系统运行的经济性。因此，基于负荷预测的控制是目前空调系统研究的热点和趋势之一。本文是基于西安建筑科技大学智能建筑与楼宇自动化实验室的变风量中央空调系统进行的研究。首先，采用系统辨识方法对控制对象建立了静压控制回路模型，并利用Simulink工具箱对此控制回路进行了PID控制仿真。然后，通过分析比较各种短期负荷预测方法，确定并应用偏最小二乘（Partial Least Squares，PLS）回归分析方法建立了空调系统负荷预测模型，并将PLS与最小二乘算法进行了对比分析，得出PLS的预测精度较高。其次，对影响空调系统冷负荷的主要因素及负荷值计算进行了分析。最后，确定了系统的变静压变送风温度控制策略,在LabVIEW环境下，将空调预测负荷值与系统实际供应负荷值进行在线比较计算，通过供应负荷与预测负荷值的差值来调节送风管道的静压设定值和送风温度的设定值，并将其加载到实际系统中运行证明了该控制策略的可行性，一定程度上降低了系统能耗。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1. 绪论  8-15
  1.1 课题研究背景及意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-12
  1.3 本课题主要研究内容  12-13
  1.4 论文结构  13-14
  1.5 小结  14-15
2. 变风量空调系统的负荷计算  15-28
  2.1 空调系统概述  15-16
  2.2 变风量空调系统的工作原理  16-17
  2.3 西建大变风量中央空调系统介绍  17-19
  2.4 空调负荷的定义  19
  2.5 影响空调冷负荷的主要因素  19-27
    2.5.1 室内热源散热引起的冷负荷  20-24
    2.5.2 围护结构引起的冷负荷  24
    2.5.3 新风负荷  24-25
    2.5.4 间歇性空调的蓄热负荷  25-27
  2.6 空调区域冷负荷与得热量间的关系  27
  2.7 本章小结  27-28
3. PLS 方法在空调短期负荷预测中的应用  28-47
  3.1 空调系统短期负荷预测方法  28-32
    3.1.1 神经网络及其改进算法  29
    3.1.2 支持向量机  29-30
    3.1.3 时间序列法  30
    3.1.4 回归分析法  30-31
    3.1.5 负荷预测方法的比较  31-32
  3.2 偏最小二乘回归分析原理  32-33
  3.3 空调负荷预测数据的采集与预处理  33-35
    3.3.1 数据标准化处理  33-34
    3.3.2 样本聚类  34-35
  3.4 空调负荷的获得  35-40
  3.5 偏最小二乘回归建模的应用  40-43
    3.5.1 交叉有效性  40-41
    3.5.2 PLS 回归建模的应用  41-43
  3.6 空调负荷预测的结果及分析  43-46
  3.7 本章小结  46-47
4. 基于负荷预测的变静压变送风温度控制  47-67
  4.1 变风量空调变静压变送风温度控制方法  47-53
    4.1.1 定静压控制方法  47-48
    4.1.2 静压设定值重设  48-50
    4.1.3 总风量控制方法  50
    4.1.4 送风温度设定值重设  50-52
    4.1.5 变静压变送风温度控制方法  52-53
  4.2 模型的建立  53-58
  4.3 仿真结果及分析  58-61
  4.4 基于负荷预测的变静压变送风温度控制的实现  61-63
    4.4.1 系统的需求负荷  61
    4.4.2 系统供应负荷的在线计算  61-62
    4.4.3 基于负荷预测的变静压变送风温度控制的实现  62-63
  4.5 实验结果及分析  63-65
  4.6 本章小结  65-67
5. 总结  67-69
  5.1 论文总结  67-68
  5.2 展望  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-74
附录  74-75
  1. 图表索引  74-75
  2. 电子文档（另册装订）  75
  3. 硕士研究生期间发表论文  75

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 房屋建筑设备 > 空气调节、采暖、通风及其设备 > 空气调节
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