小區(qū)域控制在辦公建筑電氣節(jié)能中的性能分析

【摘要】：隨著智能控制技術(shù)的快速發(fā)展，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)在控制算法及控制精度上有了很大的提高。智能控制的應(yīng)用使得樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了更佳的控制效果和節(jié)能效果。 針對(duì)能源消耗浪費(fèi)嚴(yán)重，具有極大節(jié)能潛力的辦公建筑，本文采用智能控制技術(shù)與“小區(qū)域控制”方法相結(jié)合的自動(dòng)控制策略。并將該控制策略應(yīng)用于一間正在使用的辦公室的照明系統(tǒng)及空調(diào)系統(tǒng)的控制中。通過(guò)實(shí)測(cè)辦公室內(nèi)的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)以及設(shè)備耗電量來(lái)分析該控制策略的控制效果和節(jié)能效果。 首先，本文調(diào)查并研究了照明控制系統(tǒng)和空調(diào)控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，介紹了本文中的“小區(qū)域控制”的含義及應(yīng)用現(xiàn)狀。并對(duì)課題研究所使用硬件系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹。 為了達(dá)到節(jié)能的目的，照明控制系統(tǒng)采用了天然光照明與燈具照明相結(jié)合的控制策略。在天然光的使用中，設(shè)計(jì)了百葉窗模糊控制系統(tǒng)，根據(jù)室內(nèi)、室外的照度值，通過(guò)調(diào)節(jié)百葉窗的開(kāi)度角達(dá)到充分利用天然光實(shí)現(xiàn)室內(nèi)照度補(bǔ)給的目的。通過(guò)仿真研究驗(yàn)證了該模糊控制系統(tǒng)的可行性。燈具控制方面采取“小區(qū)域控制”方案，將燈具依照室內(nèi)照度傳感器的分布進(jìn)行區(qū)域化控制，使得燈具的使用更為“個(gè)性化”。 在空調(diào)系統(tǒng)的控制中，以室內(nèi)溫度為調(diào)節(jié)對(duì)象，設(shè)計(jì)了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制系統(tǒng)。通過(guò)仿真研究驗(yàn)證了該控制系統(tǒng)的可行性，并與常規(guī)PID控制系統(tǒng)仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制系統(tǒng)具有更好的控制效果。將空調(diào)房間按照通風(fēng)口位置進(jìn)行區(qū)域劃分，區(qū)域內(nèi)進(jìn)行溫度“個(gè)性化”控制。 最后，將采用的自動(dòng)控制策略應(yīng)用到作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象的辦公室中，為了增加實(shí)驗(yàn)的對(duì)比性，更好地分析自動(dòng)控制策略的節(jié)能效果，將實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的控制方式設(shè)計(jì)為三種：手動(dòng)控制、簡(jiǎn)單控制和自動(dòng)控制。以天為單位，分別采用三種控制方式對(duì)辦公室內(nèi)的照明系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行控制，采集實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)。 通過(guò)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)于照明系統(tǒng)，自動(dòng)控制和簡(jiǎn)單控制相對(duì)手動(dòng)控制控制效果更好，室內(nèi)照度能夠比較穩(wěn)定地維持在設(shè)定的舒適范圍之內(nèi)。但是簡(jiǎn)單控制不能根據(jù)辦公室內(nèi)人員的活動(dòng)情況靈活地進(jìn)行燈具的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)。在空調(diào)系統(tǒng)的控制中，三種控制方式都能較穩(wěn)定地將室內(nèi)溫度維持在設(shè)定的舒適范圍之內(nèi)。但相對(duì)而言，簡(jiǎn)單控制下室內(nèi)溫度的波動(dòng)較為明顯。 通過(guò)對(duì)三種控制方式下設(shè)備的能耗分析發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)控制具有很明顯的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，與手動(dòng)控制相比，燈具平均節(jié)能量約為34.7%，空調(diào)平均節(jié)能量則能達(dá)到15.32%。；與簡(jiǎn)單控制相比，燈具平均節(jié)能量約為19.5%，空調(diào)平均節(jié)能量則能達(dá)到38.6%。這表明本文提出的自動(dòng)控制策略具有很好的控制效果，同時(shí)也達(dá)到了很好的節(jié)能效果。 【關(guān)鍵詞】：小區(qū)域控制 照明系統(tǒng) 空調(diào)系統(tǒng) 模糊控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU855;TU201.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 研究背景及意義8-12
• 1.1.1 智能建筑8-9
• 1.1.2 辦公建筑的特點(diǎn)及常見(jiàn)節(jié)能技術(shù)9-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 照明控制的發(fā)展及研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 空調(diào)控制的發(fā)展及研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 小區(qū)域控制在建筑行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀15
• 1.3 課題來(lái)源及主要完成的工作15-16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 第2章 控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)17-26
• 2.1 辦公室環(huán)境介紹17
• 2.2 APOGEE 樓宇自控系統(tǒng)17-19
• 2.3 系統(tǒng)硬件介紹19-22
• 2.3.1 Insight 監(jiān)控軟件19
• 2.3.2 DDC 控制器19-20
• 2.3.3 傳感器20-22
• 2.4 系統(tǒng)集成與通信協(xié)議22-25
• 2.4.1 系統(tǒng)集成22-24
• 2.4.2 通信協(xié)議24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第3章 照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)26-36
• 3.1 智能照明控制系統(tǒng)26-28
• 3.1.1 智能照明控制系統(tǒng)的特點(diǎn)26
• 3.1.2 智能照明控制系統(tǒng)的分類26-28
• 3.2 模糊控制基本理論28-30
• 3.2.1 模糊邏輯理論28-29
• 3.2.2 模糊控制理論29-30
• 3.3 百葉窗模糊控制系統(tǒng)30-35
• 3.3.1 輸入輸出量的確定31
• 3.3.2 模糊化處理31-33
• 3.3.3 模糊控制規(guī)則33
• 3.3.4 百葉窗模糊控制系統(tǒng)的仿真研究33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第4章 空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)36-55
• 4.1 中央空調(diào)系統(tǒng)36-39
• 4.1.1 中央空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)37
• 4.1.2 辦公建筑中央空調(diào)系統(tǒng)37-38
• 4.1.3 空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)節(jié)能控制原理38-39
• 4.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本概念39-46
• 4.2.1 神經(jīng)元的數(shù)學(xué)模型39-41
• 4.2.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)41-46
• 4.3 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) PID 控制器的設(shè)計(jì)46-54
• 4.3.1 中央空調(diào)辦公室房間數(shù)學(xué)模型的建立47-50
• 4.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) PID 控制算法50-52
• 4.3.3 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) PID 控制系統(tǒng)52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 軟件設(shè)計(jì)與運(yùn)行結(jié)果分析55-68
• 5.1 軟件設(shè)計(jì)55-58
• 5.1.1 軟件設(shè)計(jì)的基本架構(gòu)55-56
• 5.1.2 軟件基本功能介紹56-58
• 5.2 運(yùn)行結(jié)果分析58-67
• 5.2.1 照明系統(tǒng)控制策略及調(diào)節(jié)結(jié)果分析59-62
• 5.2.2 空調(diào)系統(tǒng)控制策略及調(diào)節(jié)結(jié)果分析62-65
• 5.2.3 節(jié)能效果分析65-67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 總結(jié)68-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 致謝73

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生態(tài)辦公建筑設(shè)計(jì)的技術(shù)理念之初探    吳聰慧;

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模糊控制在調(diào)距槳負(fù)荷控制中的應(yīng)用    汪華;焦儂;洪術(shù)華;徐姝菁;

基于嵌入式系統(tǒng)的塑料擠出機(jī)溫度控制器設(shè)計(jì)    崔戰(zhàn)偉;王偉明;劉繼紅;

HC9S12單片機(jī)在混合動(dòng)力汽車(chē)ISG控制系統(tǒng)中的應(yīng)用    羅永革;王保華;佘建強(qiáng);金陽(yáng);劉成武;劉柯路;

飛航導(dǎo)彈模糊滑動(dòng)?？刂葡到y(tǒng)    張福民;徐紅兵;孫增圻;孫富春;

模糊控制在再熱汽溫控制中的應(yīng)用    谷俊杰;張欒英;衛(wèi)躍華;

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基于DSP的高精度橡膠硫化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)    李愛(ài)蓮;武慧挺;田海;

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西門(mén)子S7-400PLC控制系統(tǒng)在宣鋼AV-71鼓風(fēng)機(jī)站中的應(yīng)用    石永芳;

液壓性能試驗(yàn)臺(tái)模糊控制系統(tǒng)的PLC實(shí)現(xiàn)    郭強(qiáng);姚凱學(xué);汪洋;

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沃特德環(huán)保公司為提高飲水質(zhì)量做貢獻(xiàn)    徐慧萍

“數(shù)字印染”先行者的收獲季節(jié)    本報(bào)記者 陸慕寒

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陶瓷電加熱元件控制系統(tǒng)    唐黎明

“冗余”技術(shù)讓中控游刃有余    顧學(xué)松潘劍凱

體育場(chǎng)館投光燈與控制系統(tǒng) STADIUM FLOODLIGHT    

國(guó)產(chǎn)控制系統(tǒng)用于千萬(wàn)噸級(jí)煉油裝置    宏杰

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