中央空调节能控制模型.doc

中央空调节能控制模型 ，美国赛资料。
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第五届研究生数学建模竞赛全国
第五届研究生数学建模竞赛 中央空调节能控制模型 摘 要： 本文解决的是商场中央空调系统的节能问题，利用热传导方程和能量守恒关系 以及差分格式建立了数学模型，并考虑进出商场的人流量，商场内外温度，商场建筑 围护结构以及新风带来的热量，商场内照明、水泵等电器设备等因素对冷量供应的影 响，从而对空调进行逐时调控，使中央空调的总耗能最小。
模型I利用合理假设，对热传导偏微分方程初边值条件进行空间积分，利用格林 公式，转换为常微分方程，在此基础上，建立该模型的前向差分模型。
通过结合冷冻 水、冷却水热量以及制冷机散热之间能量平衡关系，对数据进行统计分析，求得冷冻 水的设计质量流速 M1(kg/h)12609，并得到为非节假日的平均人流量为4300人次/ 小时，灯光、水泵等照明设备热量Qm为464545205(J/h)。
在此基础上，推导出了冷负 荷的表达式，给出了基于冷量为参数的控制策略，并进行了误差分析,总的误差范围 约为-13.9%-26.9%。
模型II是节能控制模型。
该模型考虑水泵的最低流量约束，给定冷冻水实际总流 量的取值约束，并结合总流量在水泵中的分配约束以及方程的约束，建立以总能量消 耗作为目标函数建立节能优化控制模型。
将数据代入了模型中进行了模型节能对比， 约节约能量 46.4%，很好的实现了节能目标。
模型III是基准冷负荷模型。
该模型首先由数据计算了中央空调开机前商场内积 累的热量，并根据节能控制理想模型计算了单日的合理基准冷负荷。
并在此基础上分 析了基准冷负荷与商场内设定温度的关系：当设定温度提高1oC时，基准冷负荷的减 少约7.4%，节能约11.54%。
最后，对其优缺点进行了分析，并给出了合理建议。
关键词：热传