中央空调系统冷水机组优化控制策略研究

空调负荷已经成为我国夏季用电的主要负荷之一,而冷水机组是中央空调系统中消耗功率最大的部分。对于多台机组联合运行的系统,每台冷水机组常在部分负荷下运行。基于用户侧需求响应情况,采用多项式回归的方法建立了COP-PLR 4次多项式回归模型。以使冷水机组运行能耗最小建立目标函数,研究了改进混合遗传算法优化冷水机组PLR的控制策略,通过优化各台冷水机组的PLR以提高机组系统的整体COP。与原有控制方法对比,该典型日能耗减少了702 kW,节能率为8.48%,验证了该优化方法的可行性。     

机械厂房围护结构设计因素对能耗影响研究

机械加工厂房由于空间高大、设备多、发热量大且24小时连续运转等,其热环境特点与民用建筑不同。提出一种基于正交试验研究围护结构对厂房能耗影响的方法,该方法能够考虑围护结构设计因素交互作用时对厂房能耗的影响,区别于传统的单因素分析方法。以西安市某公司叶片加工车间为例,通过EnergyPlus软件进行能耗模拟,研究围护结构设计因素(WWR、WFR、侧窗传热系数、天窗传热系数、外墙和屋顶保温板厚度)同时变化时,各因素对厂房能耗影响的主次顺序、显著程度及影响趋势,并给出了厂房总能耗最小的各因素优化取值组合方案,为机械加工厂房节能设计提供思路。     

基于BP神经网络PID的高速清扫车摆臂控制系统

针对传统清扫车摆臂开环控制系统的动态响应特性不足、抗干扰能力弱,不能适应高速工况下清扫作业,设计了高速清扫车摆臂执行机构和闭环控制系统。为解决BP神经网络(BPNN)存在局部极值、收敛速度慢等问题,提出一种改进BPNN PID算法,其核心是通过主动串联校正,抑制PID前一次输出值u (k-1)对此次输出值u (k)的影响。通过搭建Simulink-AMESim联合仿真模型,研究了高速清扫车摆臂闭环控制系统的阶跃响应、抗干扰能力以及位置跟踪能力。研究结果表明:所改进的BPNN PID控制器能够动态调整PID参数,提高了系统的适应性、准确性和稳定性;改进BPNN PID控制器的抗干扰能力更强,鲁棒性更好,且系统近乎没有超调,超调量为0.5%,仅为PID控制超调量的2.34%,稳定时间0.62 s,相比PID提前了66.31%。     

并联双U形桩基埋管换热器热-力学特征的数值仿真研究

桩基埋管换热器（能量桩）作为土壤源热泵的末端换热装置同时需承担常规桩基功能。因此，除其换热性能应满足空调供暖负荷需求之外，其间歇交替从周围土壤取、放热所引起的桩基应力变化亦不应危及上部建筑结构的稳定性。为了深刻揭示能量桩的热-力学特征，联合使用Comsol和Abaqus软件建立了并联双U形桩基埋管换热器的三维动态数值仿真模型，利用现场实测结果验证了仿真结果的正确性，分析了桩基内部的动态温度分布、轴力分布以及桩身位移状况；进一步探究了四种不同桩基长径比、流速情况下的双U形埋管以及三种不同埋管形式的桩基换热器的换热性能和力学特征，揭示了出口水温和单位桩深换热量等动态换热性能以及桩身轴力和桩顶位移等力学性能参数的时变特性。结果表明埋管形式和桩基长径比对桩基埋管换热器换热和力学性能的影响较显著，流速的影响较弱；长径比和流速越大，埋管的换热能力越大，但进、出口水温温差也越大，由温度变化所引起的附加桩身轴力、桩顶位移以及侧摩阻力也相应增大。     

并联双U形桩基埋管换热器热-力学特征的数值仿真研究

桩基埋管换热器(能量桩)作为土壤源热泵的末端换热装置同时需承担常规桩基功能。因此,除其换热性能应满足空调供暖负荷需求之外,其间歇交替从周围土壤取、放热所引起的桩基应力变化亦不应危及上部建筑结构的稳定性。为了深刻揭示能量桩的热-力学特征,联合使用Comsol和Abaqus软件建立了并联双U形桩基埋管换热器的三维动态数值仿真模型,利用现场实测结果验证了仿真结果的正确性,分析了桩基内部的动态温度分布、轴力分布以及桩身位移状况;进一步探究了四种不同桩基长径比、流速情况下的双U形埋管以及三种不同埋管形式的桩基换热器的换热性能和力学特征,揭示了出口水温和单位桩深换热量等动态换热性能以及桩身轴力和桩顶位移等力学性能参数的时变特性。结果表明埋管形式和桩基长径比对桩基埋管换热器换热和力学性能的影响较显著,流速的影响较弱;长径比和流速越大,埋管的换热能力越大,但进、出口水温温差也越大,由温度变化所引起的附加桩身轴力、桩顶位移以及侧摩阻力也相应增大。