解析冷水机组性能曲线的中央空调水系统优化控制

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2008年第36卷第08期流体机械73文章编号：1005--0329(2008)08—0073—06基于冷水机组性能曲线的中央空调水系统优化控制陈文凭，杨昌智，余院生(湖南大学，湖南长沙410082)摘要：根据冷水机组及水泵性能曲线建立了描述中央空调水系统特性的优化计算模型。使用模拟退火最优化算法，寻找在特定的负荷下，使系统达到最小能量消耗和最优的系统性能时系统中各类参数的取值。同时，分别就该最优化控制方案与标准控制方案进行比较，说明这种优化控制方法的优越性。关键词：中央空调水系统；优化控制；最优状态点中图

2、分类号：TB6文献标识码：AOptimalControlofBuildingHVAC&RSystemBasedonChiller’sPerformanceCurveCHENWen—ping，YANGChang—zhi，YUYuan—sheng(HunanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：Thechillerandpumpperformancecurvesoftheprincipleisdescribedindetail，andperformancecurvetoestab—lishedoftheoptimi

3、zationmodelisutilized，Itisusedthatsimulatodannealingoptimizationalgorithmtofindthespecificload，inordertoaccessthesystemunderloadandtheminimumenergyconsumptionsuperiorsystemperformancewhenthesystemchangesinthestateofvariousparameterstoachieveoptimalcontroltheoverallsituation．Theop

4、timalcontrolprogramwiththestandardcontrolpm~amsiscompared，suchoptima]controlprogramperformanceisgivenout．Keywords：HVAC&R；simulatedannealing；optimalcontrol；performancecurve1前言最节能的运行状态下各参数的值。但本文所使用的数学模型并非根据设备运行原理所建立的复杂目前常用的水系统优化控制计算方法有两的数学模型，而是利用线性回归方法建立的空调类，第一类是建立系统中各设备的数学模型，利用水系统

5、中各设备的运行性能随参数改变而变化的全局最优化算来研究它的最优控制问题，但由于曲线，即性能曲线加以替代。使研究的焦点从关HVAC系统复杂的非线性和各部件之间高度的耦注模型内部特征、复杂的动力方程转移到直接考合关系，使得这种方法在模型建立到最后的优化虑系统的输出表现上，解决非线性系统的模型辨计算都无法按照传统方法取得满意结果；另一种识问题。方法是基于人工智能的最优化控制方法，这种方本文详细介绍了冷水机组与水泵性能曲线的法的优势在于不需建立复杂的数学模型，而只需原理，并利用根据性能曲线建立的最优化计算模根据系统运行状态结果对程序参数进行适应性训型，使用模拟退

6、火最优化算法，寻找在特定的负荷练计算，这种优化控制方法的缺点是需要庞大的下，为了获得该负荷下系统最小能量消耗和最优参数样本支持，当数据样本规模达不到要求时，最的系统性能时系统中的各类参数变化状态，从而优化计算结果就会有较大偏差。实现全局最优控制。以下提出的基于性能曲线的优化控制方法，属于上述第一种优化控制方法，即是建立设备的2空调系统相其相应的控制描述数学模型后用最优化算法进行优化计算，从而得收稿日期：20o8—0l—24修改日期：20o8—08—o4维普资讯http://www.cqvip.com74FLUIDMACHINERYVo1．36，No．08

7、，2008所研究的HVAC&R系统为普通的一次泵变制冷主机模型使用的是EnergyP1US软件提供流量的系统，如图1所示，包括制冷主机，变流量的制冷主机性能模拟部分提供的制冷主机性能曲冷却水泵和变流量冷冻水泵。由于冷却塔能耗与线，能够较准确地模拟制冷主机在不同的冷冻水水泵与冷水机组相比较小，为获得最低冷却水回与冷却水温度与负荷率制冷主机的性能表现，包水温度以提高冷水机组性能，因而设定冷却塔风括最大制冷量、COP、压缩机功率等．4J。性能曲机定转速运行。线可由冷水机组厂家提供的样本数据或标准规定数据拟合而得。为准确表述制冷主机的在不同工况下的性能，需要将数

8、据拟合成三组曲线：(1)制冷能力曲线制冷能力曲线定义为制冷主机的最大制冷量随冷却