智能楼宇设备管理系统设计30506.docx
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1、智能楼宇空调通风系统设计昆明学院院20144届毕业论论文(设设计)论文(设设计)题题目智能能楼宇设设备管理理系统设设计子课题题题目智能能楼宇空空调通风风系统设设计姓名学号所属院系系专业年级级指导教师师摘 要空调系统统是现代代建筑的的重要组组成部分分,是楼楼宇自动动化系统统的主要要监控对对象,也也是建筑筑智能化化系统主主要的管管理内容容之一。楼楼宇自动动化系统统对空调调系统的的监控主主要是针针对集中中式中央央空调系系统,主主要包括括制冷系系统和新新风机组组控制。在监控系系统的选选择上,选择不不同的监监控系统统与此对对应的组组态软件件也不同同。例如如,北京京三维力力控科技技有限公公司的组组态软件件
2、是目前前工业控控制领域域先进的的监控系系统,结结合北京京三维力力控科技技有限公公司的特特点,可可知监控控系统的的可扩展展性和性性价比都都很高。再再加上运运用PIID算法法,利用用MATTLABB仿真技技术对经经验法建建立的中中央空调调控制系系统模型型进行仿仿真,从从而使空空调的性性能得到到很大的的提高。有有了这些些软件已已经能够够满足这这次毕业业设计的的需要,选选择了这这些软件件能达到到了各个个系统的的监控及及运算,并并且能改改变原先先人工现场场控制方方式,从从而节约约了人力力、提高高了效率率,增加加了数据据实时性性和可靠靠性。关键词:中央空空调 监监控系统统 算法法 MAATLAAB仿真真A
3、bsttracctAir conndittionningg syysteem iis aan iimpoortaant parrt oof mmodeern arcchittectturee, iis tthe maiin bbuilldinng aautoomattionn syysteems andd moonittoriing of inttellligeent buiildiing sysstemm iss onne oof tthe maiin cconttentt off maanaggemeent. Buuilddingg auutommatiion sysstemms ffor
4、 airr coondiitiooninng ssysttem is maiinlyy diirecctedd aggainnst thee ceentrraliizedd moonittoriing of thee ceentrral airr coondiitiooninng ssysttem, maainlly iinclludiing thee reefriigerratiion sysstemm annd aair uniitsIn sseleectiing thee moonittoriing sysstemm,sellectt a diffferrentt moonittorii
5、ng sysstemm annd tthiss coorreespoondss too thhe cconffiguurattionn sooftwwaree iss diiffeerennt. Forr exxampple, Thhreee-diimennsioonall foorcee coontrrol connfigguraatioon ssofttwarre BBeijjingg Teechnnoloogy Co., LLtd. iss ann addvanncedd moonittoriing sysstemm off inndusstriial conntrool, commbi
6、nned witth tthe thrree-dimmenssionnal chaaraccterristticss off Beeijiing Sciiencce aand Tecchnoologgy CCo, forrce conntrool, monnitoorinng ssysttem knoown scaalabbiliity andd coost aree hiigh.Couupleed wwithh thhe uuse of thee PIID aalgooritthm, thee usse oof ccenttrall aiir-ccondditiioniing conntro
7、ol ssysttem MATTLABB siimullatiion moddel esttabllishhed by laww foor tthe simmulaatioon eexpeerieencee, sso tthatt thhe aair conndittionningg peerfoormaancee iss grreattly impprovved.Witth tthiss sooftwwaree haas bbeenn deesiggnedd too meeet thee neeedss off thhe ggradduatte, Thee sooftwwaree caan
8、bbe sseleecteed tto aachiievee thhe cconttroll annd ooperratiion of eacch ssysttem, annd mmanuuallly cchannge thee orrigiinall siite conntrool, chaangeed tthe wayy off arrtifficiial metter, whhichh caan ssavee maanpoowerr annd iimprrovee effficcienncy, inncreeasee thhe ddataa reeal-timme aand rellia
9、bbiliity.Keywwordds: cenntraal aair conndittionninggmonnitoorinng ssysttemaalgooritthmMMATLLAB simmulaatioon目录绪论4第一章工工程概述述51.1选选题的意意义51.2 对国内内外空调调系统现现状的分分析61.2.1国内内研究现现状61.2.2国外外研究现现状71.3毕毕业设计计、研究究的内容容,研究究方法和和实施方方案81.4设设计资料料8第二章空空调通风风系统设设计1002.1系系统监控控功能设设计1002.2.1空调调冷热源源系统监监控功能能设计1102.1.2 VVAV空空调系统统
10、监控功功能设计计122.1.3 点位位表制作作15第三章系系统监控控设备选选型及计计算2113.1盘盘管选型型213.1.1盘管管可按风风量或冷冷量两个个性能指指标来选选型见表表3-11213.1.2 新新风送风风口接入入型式的的选择见见表3-22113.2中中央空调调设备选选择2223.3新新风负荷荷计算2223.4空空气系统统处理过过程2333.5风风机盘管管系统的的处理过过程244第四章空空调控制制系统的的MATTLABB仿真2884.1恒恒温恒湿湿中央空空调系统统图2884.2装装置的基基本原理理284.3各各部分的的传递函函数2994.3.1空调调房间内内温度控控制对象象的微分分方程
11、2294.3.2反馈馈回路的的传递函函数3004.4控控制系统统的流程程图3224.5 PIDD控制器器的设计计方法332第五章结结语与展展望366参考文献献39谢辞400绪论空调系统统是现代代建筑的的重要部部分,是是楼宇自自动化系系统的主主要监控控对象也也是建筑筑智能化化系统主主要的管管理内容容之一。随着经济和社会的发展,中央空调在商业和民用建筑中的应用越来越广泛,中央空调是现代建筑中不可缺少的能耗运行系统。中央空调系统在给人们提供舒适的生活和工作环境的同时,又消耗掉了大量的能源。随着设备功率和数量的增加,其能耗也不断增大。据统计,我国建筑物能耗约占能源总消耗量的30%。在有中央空调的建筑物
12、中,中央空调的能耗约占总能耗的70%,而且呈逐年增长的趋势。因此,中央空调系统节能技术意义重大,除了强调使用功能完善外,还应重视节能因素,降低投资、运行费用。作为能源行业,制冷空调所面临的挑战不可谓不大,节能环保,计费,噪音,控制技术等等,对空调来说是具有很大的意义。因此我们要在这些方面更好运用空调。由于空气气调节可可以创造造一种人人工的气气候环境境,所以以其用途途日益广广泛,除除了为舒舒适而设设置空调调以外,在在某些场场所则要要求恒温温恒湿空空调,其其温度、湿湿度及洁洁净度等等在一定定的范围围内需恒恒定。按按空气处处理设备备的设置置位置分分类,空空调系统统分为集集中式空空调系统统、半集集中式
13、空空调系统统和分散散式空调调系统三三类。综上所述述,在当当今社会会,摆在在我们面面前急需需解决的的一个重重要问题题就是在在致力于于创造舒舒适健康康室内环环境的同同时,该该如何实实现能源源和室内内环境的的最优控控制,以以最少的的能源消消耗达到到最佳的的空调效效果,从从而降低低空调系系统的运运行费用用。第一章工工程概述述1.1选选题的意意义空调系统统是现代代建筑的的重要部部分,是是楼宇自自动化系系统的主主要监控控对象也也是建筑筑智能化化系统主主要的管管理内容容之一。随着经济和社会的发展,中央空调在商业和民用建筑中的应用越来越广泛,中央空调是现代建筑中不可缺少的能耗运行系统。中央空调系统在给人们提供
14、舒适的生活和工作环境的同时,又消耗掉了大量的能源。随着设备功率和数量的增加,其能耗也不断增大。据统计,我国建筑物能耗约占能源总消耗量的30%。在有中央空调的建筑物中,中央空调的能耗约占总能耗的70%,而且呈逐年增长的趋势。因此,中央空调系统节能技术意义重大,除了强调使用功能完善外,还应重视节能因素,降低投资、运行费用。作为能源行业,制冷空调所面临的挑战不可谓不大,节能环保,计费,噪音,控制技术等等,对空调来说是具有很大的意义。因此我们要在这些方面更好运用空调。智能楼宇宇空调系系统是一一个热门门话题。如如何在现现有技术术、产品品的基础础上设计计开发能能满足具具体要求求的自动动化系统统成为智智能楼
15、宇宇行业技技术人员员的重要要研究内内容。智智能楼宇宇空调系系统作为为智能建建筑的一一个重要要分支,慢慢慢体现现出它的的重要性性和需要要性。当当今社会会对智能能楼宇空空调系统统的需求求越来越越多,为为了对智智能楼宇宇空调系系统有一一个清楚楚的了解解,我们们有必要要对智能能楼宇空空调系统统进行充充分的理理解和研研究。空气调节节技术已已成为我我国科学学技术发发展中的的重要学学科,近近年来,空空气调节节技术在在各个商商业领域域和人民民生活的的各个方方面得到到了广泛泛应用。空空调即空空气调节节,主要要是通过过一定的的空调设设备和调调节手段段对空气气进行处处理。空空气调节节的任务务就是在在任何自自然环境境
16、下,将将室内空空气维持持在一定定的温度度、湿度度、气流流速度以以及一定定的洁净净度。由于空气气调节可可以创造造一种人人工的气气候环境境,所以以其用途途日益广广泛,除除了为舒舒适而设设置空调调以外,某某些场所所则要求求恒温恒恒湿空调调,其温温度、湿湿度及洁洁净度等等在一定定的范围围内需恒恒定。按按空气处处理设备备的设置置位置分分类,空空调系统统分为集集中式空空调系统统(又称称中央空空调)、半半集中式式空调系系统和分分散式空空调系统统三类。综上所述述,在强强调可持持续发展展的今天天,摆在在我们面面前急需需解决的的一个重重要问题题就是在在致力于于创造舒舒适健康康室内环环境的同同时,如如何实现现能源和
17、和室内环环境的最最优控制制,以最最少的能能源消耗耗达到最最佳的空空调效果果,从而而降低空空调系统统的运行行费用。空气调节节技术作作为一门门人工环环境控制制工程技技术,包包含的内内容有:湿空气气的物理理性质、室室内空气气品质的的改善、空空调负荷荷的计算算、影响响人体的的热舒适适环境条条件、空空调房间间气流组组织的分分布规律律、合理理的空调调系统和和系统的的节能运运行、空空调系统统运行费费用等都都是我们们重要考考虑问题题。我们还需需要考虑虑的是自自动控制制方式,自自动控制制方式的的原理是是系统把把采集的的检测数数据传送送到中控控计算机机上,中中控计算算机根据据预先设设定的控控制模型型进行滤滤波、预
18、预测、计计算,得得到空调调系统的的状态值值,进而而计算出出相应的的控制动动作从而而去控制制相关阀阀门。自自动控制制的关键键是应用用准确的的控制模模型,一一般不同同建筑物物控制模模型也不不同,因因为控制制模型要要根据建建筑物的的实际参参数,包包括建筑筑物的尺尺寸、室室内人数数分布情情况及工工作性质质、气候候等来制制定,并并需要不不断对现现场进行行检测来来调整完完善。通过这两两种控制制方式的的互补,各各自用于于不同的的场合。在在系统故故障或进进行维修修期间可可采用手手动控制制方式。正正常情况况下,则则采用自自动控制制方式,减减少人力力、物力力,节约约能源。1.2 对国内内外空调调系统现现状的分分析
19、1.2.1国内内研究现现状国产中央央空调产产业历史史至少提提前400年,因因为由美美的集团团和重庆庆通用集集团合资资成立的的重庆美美的工业业园正式式投产,新新工厂早早在19964年年就生产产出了中中国的第第一台离离心式制制冷机。如今与与美的品品牌成功功嫁接之之后,据据推算,国国产中央央空调的的产业化化历史进进程至少少提前了了40年年。 据介绍,随随着国内内大中型型建筑中中央空调调的更新新换代以以及户式式中央空空调的快快速增长长,中央央空调这这块市场场越来越越吸引人人们的关注。以以许多城城市为例例,目前前已有许许多高楼楼大厦采采用中央央空调机机组,但但至今990以以上的楼楼宇装备备的都是是美日厂
20、厂商的产产品。一一些国内内企业虽虽然也推推出了螺螺杆机等等中央空空调设施施,但由由于在整整机上面面投入有有限,市市场份额额一直远远不能同同美日厂厂商相较较,现在在,这种种格局终终于有望望改写。 随着科科学技术术的不断断发展和和进步以以及人们们生活水水平的提提高,人人们在日日常的生生活和劳劳动生产产中对空空气环境境的要求求也不断断提高,特特别是对对空气的的温度、湿湿度、通通风以及及洁净度度的要求求,使空空调系统统的应用用越来越越广泛。空空调控制制系统涉涉及面广广,要实实现的任任务复杂杂,它通通过空调调系统为为建筑物物的不同同区域提提供满足足不同使使用要求求的环境境。 其次,空空调控制制系统需需要
21、有冷冷热源的的支持,空空调机组组内有大大功率的的风机,它它的能耗耗很大。在在满足用用户对空空气环境境要求的的前提下下,采用用先进的的控制策策略对空空调系统统进行控控制,达达到节约约能作用用和降低低运行费费用成为为空调控控制系统统的最终终目标。特特别是近近几年来来,“绿色建建筑”、“环保建建筑”的提出出,使得得对空调调控制系系统的控控制模式式的研究究显得尤尤为重要要。现阶阶段的中中央空调调系统的的控制几几乎仍采采用传统统的控制制模式。传传统的控控制模式式主要存存在以下下几方面面的问题题。1) 传传统的控控制理论论都是建建立在以以微分和和积分为为工具的的数学模模型之上上的,迄迄今为止止,还未未见直
22、接接使用自自然语言言知识描描述系统统和解决决问题的的方法。不不能灵活活配置联联动控制制功能;2) 在在实际工工程中,尤尤其在工工业过程程控制中中,被控控对象的的严重非非线性,数数学模型型的不确确定性,系系统工作作点变化化剧烈等等因素都都是传统统控制理理论无法法解决的的;3) 传传统的控控制系统统输入信信息比较较单一,而而现代的的复杂系系统要以以各种形形式视觉觉的、听听觉的、触触觉的以以及直接接操作的的方式,将将周围的的环境信信息作为为系统输输入,并并将各种种信息进进行融合合、分析析和推理理,相应应地采取取对策或或行动。对对这样的的控制系系统就要要求有自自适应、自自学习和和自组织织的功能能,因而
23、而需要新新一代的的控制理理论和技技术支持持。由于智能能控制特特别是模模糊控制制在家用用电器方方面的发发展比较较迅速,近近年来,国国产的模模糊洗衣衣机、模模糊空调调器、模模糊电冰冰箱、模模糊电视视机等的的问世报报道不时时见诸报报端。这这些都说说明智能能控制在在我国空空调领域域的发展展还是比比较迅速速。1.2.2国外外研究现现状美国是最最大的空空调市场场,占世世界总空空调设备备销售额额的288,大大多数是是有风管管的单元元式空调调系统。美美国空调调市场与与其它国国家的差差别,一一些明显显的原因因是: 大多数人人居住在在位于有有广阔空空间的郊郊区独立立房屋内内,可以以更方便便地为整整个室内内空间的的
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