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        中央空調(diào)空氣處理系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行策略研究及實(shí)現(xiàn)

        2019-10-21 16:45:53郭興華
        裝飾裝修天地 2019年13期
        關(guān)鍵詞:節(jié)能優(yōu)化中央空調(diào)

        郭興華

        摘? ? 要:為保證中央空調(diào)系統(tǒng)在極端天氣或設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行效率下降等條件下,仍能滿足建筑最高冷負(fù)荷需求,空調(diào)系統(tǒng)在選型設(shè)計(jì)時(shí)往往需要保留較大的余量。如果在后續(xù)運(yùn)營(yíng)中缺乏精細(xì)化的運(yùn)行管理措施,可能導(dǎo)致系統(tǒng)大量的能源浪費(fèi)。因此,開(kāi)展中央空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行策略研究對(duì)于實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能降耗具有重要意義。

        關(guān)鍵詞:中央空調(diào);空氣處理系統(tǒng);節(jié)能優(yōu)化;運(yùn)行策略

        1? 中央空調(diào)空氣處理系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行的必要性

        我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展伴隨著大量的能源消耗,據(jù)資料統(tǒng)計(jì)顯示,2010年我國(guó)已超過(guò)美國(guó)成為世界上最大的能源消耗國(guó),能源消耗總量占全球的20%以上,但我國(guó)的能源綜合利用率卻僅為30%左右,與國(guó)際先進(jìn)水平仍有較大差距。因此,加快發(fā)展低碳節(jié)能技術(shù)、提高能源綜合利用效率已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要方向。目前我國(guó)的能源消耗結(jié)構(gòu)中,建筑能耗在社會(huì)總能耗中的比例急劇上升,已超過(guò)社會(huì)總能耗的20.7%,且總量還在不斷攀升,如果不采取相應(yīng)的節(jié)能措施,預(yù)計(jì)到2020年底,建筑能耗將達(dá)到1089億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,其夏季空調(diào)高峰負(fù)荷將相當(dāng)于10個(gè)三峽電站的滿負(fù)荷能力。鑒于此,我國(guó)制定了《節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃》,明確了建筑節(jié)能是三大重點(diǎn)節(jié)能領(lǐng)域之一,并在《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》中提出,到“十二五”末我國(guó)要新增完成6000萬(wàn)m2的公共建筑節(jié)能改造目標(biāo),以達(dá)到提高建筑總體能源利用效率的目的。

        中央空調(diào)系統(tǒng)作為各類大型建筑的重要設(shè)備之一,為建筑創(chuàng)造了舒適高效的工作和生活環(huán)境,同時(shí)也引發(fā)了日益突出的建筑高耗能問(wèn)題。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,部分建筑由于中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行管理不善造成中央空調(diào)系統(tǒng)能耗在大型建筑總能耗中所占的比例達(dá)到40%以上。因此,加強(qiáng)建筑空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行管理,提高建筑空調(diào)系統(tǒng)能源利用效率,是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的重要途徑。

        建筑中央空調(diào)設(shè)備大多根據(jù)最不利條件下的冷負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì)選型,同時(shí)考慮系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行效率下降后仍能滿足建筑負(fù)荷需求,因此還保留一定的設(shè)計(jì)余量。而在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,空調(diào)負(fù)荷隨著季節(jié)氣候、人員流動(dòng)、室內(nèi)熱源的增減等各類因素變化而不斷波動(dòng)狀態(tài),因而其大部分時(shí)間處于低負(fù)荷率下運(yùn)行,此時(shí)如果缺乏有效的節(jié)能運(yùn)行管理措施,則容易導(dǎo)致中央空調(diào)系統(tǒng)的低效運(yùn)行,且難以保證室內(nèi)熱舒適性水平,能源浪費(fèi)嚴(yán)重。因此,開(kāi)展中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行研究對(duì)我國(guó)當(dāng)前建筑節(jié)能具有重要意義。

        2? 中央空調(diào)空氣處理系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行實(shí)現(xiàn)

        中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的集成優(yōu)化控制軟件采用SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及.NET平臺(tái)開(kāi)發(fā),軟件預(yù)留了后續(xù)運(yùn)行優(yōu)化的接入模塊,為本文的空氣處理系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行模塊的嵌入奠定了基礎(chǔ)。

        為保持與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)原有中央空調(diào)節(jié)能控制軟件的一致性,空氣處理機(jī)組節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行軟件界面采用C#語(yǔ)言編寫(xiě),在線調(diào)用基于遺傳算法的空氣處理機(jī)組節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行的Matlab程序,實(shí)現(xiàn)空氣處理機(jī)組的節(jié)能運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)優(yōu)化計(jì)算。然而,C#程序與Matlab程序間尚存在兼容性問(wèn)題,無(wú)法直接調(diào)用,本文通過(guò)采用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(Dynamic Link Library)實(shí)現(xiàn),其實(shí)現(xiàn)過(guò)程主要包括動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件的生成和優(yōu)化程序調(diào)用兩部分。

        2.1? 空氣處理機(jī)組優(yōu)化程序的生成

        動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件(擴(kuò)展名一般為.dll),是一種不可執(zhí)行的二進(jìn)制程序文件,可以被多類程序共享其代碼、數(shù)據(jù)或函數(shù)等資源。因此,DLL文件在資源共享、應(yīng)用程序的本地化和平臺(tái)差異的解決等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

        動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)可以更容易地將軟件局部修改應(yīng)用于原系統(tǒng)中,而無(wú)需重新生成或安裝整個(gè)程序,且對(duì)原系統(tǒng)的其它部分功能不造成影響。因此,本文將基于Matlab編寫(xiě)的空氣處理機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化程序生成可被C#程序調(diào)用的DLL文件,利用Matlab自帶的deploytool工具將“.m”格式的空調(diào)機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化優(yōu)化程序生成相應(yīng)的DLL文件,其具體操作步驟如下:

        (1)首先對(duì)Matlab編譯器(Matlab Complier:mcc)進(jìn)行選擇及設(shè)置,在Matlab的Command Window窗口中入“mbuild-setup”,選擇安裝編譯器為Microsoft Visual Studio 10.0,在Matlab中設(shè)置編譯參數(shù)。

        (2)選擇“New Deployment Project”窗口,并建立名為“AHU opitimize”的“.NETAssembly”類型項(xiàng)目文件。

        (3)將Matlab程序的“AHU Optimizationm.m”優(yōu)化程文件添加到項(xiàng)目中,編譯生成空氣處理機(jī)組優(yōu)化程序的DLL文件。

        (4)拷貝出opitimize.dll文件,并從Matlab中復(fù)制出MWArray.dll和Managed CPP API.netmodule文件。

        2.2? 空氣處理機(jī)組優(yōu)化程序的調(diào)用

        上節(jié)通過(guò)利用Matlab自帶deploytool對(duì)空氣處理機(jī)組優(yōu)化程序生成了DLL文件,供空氣處理系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行軟件進(jìn)行調(diào)用,在VS編程環(huán)境中的調(diào)用過(guò)程主要包括以下過(guò)程:

        (1)以VS程序創(chuàng)建窗體應(yīng)用程序.

        (2)將上述生成的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)空調(diào)機(jī)組節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行程序optimize.dll文件、MWArray.dll和Managed CPPAPI.netmodule文件拷貝至窗體應(yīng)用程序的debug目錄下。

        空氣處理系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行軟件調(diào)用optimize.dll文件和MWArray.dll,實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化計(jì)算,在控制程序中對(duì)空氣處理機(jī)組在線優(yōu)化程序進(jìn)行調(diào)用的代碼片斷。

        空調(diào)機(jī)組參數(shù)設(shè)定模塊可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行需求對(duì)優(yōu)化周期、各運(yùn)行參數(shù)的約束條件進(jìn)行預(yù)設(shè)定,當(dāng)空調(diào)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)手動(dòng)設(shè)置模塊是當(dāng)運(yùn)行優(yōu)化程序出錯(cuò)時(shí),可切換至手動(dòng)控制,并根據(jù)實(shí)際需求手動(dòng)設(shè)定風(fēng)機(jī)頻率、水閥開(kāi)度及開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)間等。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 李利文.中央空調(diào)空氣處理系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行策略研究及實(shí)現(xiàn)[D].華南理工大學(xué),2015.

        [2] 秦振春.中央空調(diào)空氣處理系統(tǒng)的優(yōu)化策略探究[J].科技與創(chuàng)新,2014(18):30+32.

        [3] 國(guó)明.中央空調(diào)空氣處理系統(tǒng)優(yōu)化方法研究[D].沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué),2013.

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