暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)的精準(zhǔn)節(jié)能控制策略研究.pdf

1、在社會(huì)和科技快速發(fā)展的今天，人們對(duì)自己生活質(zhì)量的要求有了進(jìn)一步的提高。暖通空調(diào)與建筑物的結(jié)合可以為人們提供更加舒適的生活環(huán)境和辦公環(huán)境。但是，暖通空調(diào)所帶來的能耗問題也是不容忽視和回避的，特別是在資源較匱乏的今天，其使用的能源主要以電能為主的不可再生的、品質(zhì)優(yōu)良的能源。因此，研究暖通空調(diào)的節(jié)能控制具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　在暖通空調(diào)的節(jié)能控制中，非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是室溫的檢測。本文采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)室溫的檢測。之所以選擇

2、無線傳感網(wǎng)絡(luò)是由于無線傳感網(wǎng)絡(luò)在部署過程中不需要改變現(xiàn)有的有線線路，其具有低成本、易部署等優(yōu)勢，在室內(nèi)溫度監(jiān)測方面有著良好的應(yīng)用前景，也得到了諸多學(xué)者的青睞。
　　在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中，功耗和系統(tǒng)延遲是兩個(gè)重要的考慮因素。在本文前兩章中，我們設(shè)計(jì)了一套完整的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)溫度監(jiān)測系統(tǒng)，這包括網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)終端軟件等。與現(xiàn)有的室內(nèi)溫度監(jiān)測系統(tǒng)不同，我們使用了所測得的溫度值作為系統(tǒng)參數(shù)的一部分，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整源

3、節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的喚醒周期，使得系統(tǒng)在環(huán)境溫度異常時(shí)，有較小的延遲從而保證能夠及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息:而在環(huán)境溫度正常時(shí)，有著良好的省電功效。源節(jié)點(diǎn)周期性地喚醒并感知環(huán)境溫度，發(fā)送數(shù)據(jù)包通過由若干中繼節(jié)點(diǎn)組成的、基于任播的多跳網(wǎng)絡(luò)傳至目的節(jié)點(diǎn)，目的節(jié)點(diǎn)將溫度信息通過串口傳至計(jì)算機(jī)，用于展示實(shí)時(shí)溫度，發(fā)出警報(bào)信息等。通過基于TinyOS系統(tǒng)的TelosB平臺(tái)，我們搭建起了所設(shè)計(jì)的平臺(tái)，從理論和實(shí)際兩方面分析了所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的系統(tǒng)延遲性能，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)耗

4、電等其他相關(guān)性能進(jìn)行了分析。分析表明，系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，相對(duì)于現(xiàn)有系統(tǒng)具有更好的性能。
　　此外，隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展建設(shè)推進(jìn)，研究在智能電網(wǎng)下室內(nèi)的加熱，通風(fēng)，空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)的節(jié)能和溫度控制同樣具有非常重要的現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)意義。智能電網(wǎng)是一種新一代的電網(wǎng)設(shè)備，在北美地區(qū)興起并且發(fā)展很迅速的一種技術(shù)。相比于現(xiàn)在的電網(wǎng)的高成本，高消耗，智能電網(wǎng)能夠更加有效地匯總各種收集到的信息，利用個(gè)各種能源，包括太陽能，風(fēng)能等可再生能源，并且提供

5、了動(dòng)態(tài)改變電價(jià)的新機(jī)制。本文在第三章中設(shè)計(jì)了一種對(duì)室內(nèi)的加熱，通風(fēng)，空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)的最優(yōu)的控制策略。這種策略可以應(yīng)用到比如數(shù)據(jù)中心，居民房間，工廠等這樣可能有很多產(chǎn)生熱量的電器的地方。智能電網(wǎng)中的隨著時(shí)間動(dòng)態(tài)改變的電價(jià)為我們減少電費(fèi)和節(jié)省能源提供了一個(gè)充分的條件。其中所構(gòu)建的問題是保持室內(nèi)的溫度在我們所設(shè)定的范圍內(nèi)，同時(shí)能夠最小化用電的費(fèi)用。這其中主要用到的數(shù)學(xué)方法是Lyapunov優(yōu)化，對(duì)于溫度超過預(yù)先設(shè)定值的情況我們引入了懲罰