中央空調(diào)節(jié)能控制模型.doc

中央空調(diào)節(jié)能控制模型 ，美國賽資料。
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第五屆研究生數(shù)學(xué)建模競賽全國
第五屆研究生數(shù)學(xué)建模競賽 中央空調(diào)節(jié)能控制模型 摘 要： 本文解決的是商場中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能問題，利用熱傳導(dǎo)方程和能量守恒關(guān)系 以及差分格式建立了數(shù)學(xué)模型，并考慮進(jìn)出商場的人流量，商場內(nèi)外溫度，商場建筑 圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及新風(fēng)帶來的熱量，商場內(nèi)照明、水泵等電器設(shè)備等因素對冷量供應(yīng)的影 響，從而對空調(diào)進(jìn)行逐時(shí)調(diào)控，使中央空調(diào)的總耗能最小。
模型I利用合理假設(shè)，對熱傳導(dǎo)偏微分方程初邊值條件進(jìn)行空間積分，利用格林 公式，轉(zhuǎn)換為常微分方程，在此基礎(chǔ)上，建立該模型的前向差分模型。
通過結(jié)合冷凍 水、冷卻水熱量以及制冷機(jī)散熱之間能量平衡關(guān)系，對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，求得冷凍 水的設(shè)計(jì)質(zhì)量流速 M1(kg/h)12609，并得到為非節(jié)假日的平均人流量為4300人次/ 小時(shí)，燈光、水泵等照明設(shè)備熱量Qm為464545205(J/h)。
在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了冷負(fù) 荷的表達(dá)式，給出了基于冷量為參數(shù)的控制策略，并進(jìn)行了誤差分析,總的誤差范圍 約為-13.9%-26.9%。
模型II是節(jié)能控制模型。
該模型考慮水泵的最低流量約束，給定冷凍水實(shí)際總流 量的取值約束，并結(jié)合總流量在水泵中的分配約束以及方程的約束，建立以總能量消 耗作為目標(biāo)函數(shù)建立節(jié)能優(yōu)化控制模型。
將數(shù)據(jù)代入了模型中進(jìn)行了模型節(jié)能對比， 約節(jié)約能量 46.4%，很好的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能目標(biāo)。
模型III是基準(zhǔn)冷負(fù)荷模型。
該模型首先由數(shù)據(jù)計(jì)算了中央空調(diào)開機(jī)前商場內(nèi)積 累的熱量，并根據(jù)節(jié)能控制理想模型計(jì)算了單日的合理基準(zhǔn)冷負(fù)荷。
并在此基礎(chǔ)上分 析了基準(zhǔn)冷負(fù)荷與商場內(nèi)設(shè)定溫度的關(guān)系：當(dāng)設(shè)定溫度提高1oC時(shí)，基準(zhǔn)冷負(fù)荷的減 少約7.4%，節(jié)能約11.54%。
最后，對其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，并給出了合理建議。
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