2021年建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告

1、建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告 通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)，使自己擁有一定的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)能力;了解一些相關(guān)的規(guī)范和條例;熟悉并掌握暖通空調(diào)設(shè)計(jì)流程;同時(shí)使自己的思維更加的嚴(yán)謹(jǐn)，態(tài)度更加的認(rèn)真，為以后的社會(huì)工作奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速持續(xù)發(fā)展，作為支柱產(chǎn)業(yè)之一的建筑業(yè)也得到迅猛發(fā)展。而作為建筑業(yè)的重要組成部份的暖通空調(diào)業(yè)，其新產(chǎn)品、新技術(shù)、新材料更是層出不窮。暖通空調(diào)業(yè)發(fā)展所遵循的原則，概括起來(lái)就是：節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展，保證建筑環(huán)境的衛(wèi)生與安全，適應(yīng)國(guó)家的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略，貫徹?zé)?、冷?jì)量政策，創(chuàng)造不同地域特點(diǎn)的暖通空調(diào)發(fā)展技術(shù)。因此，如何結(jié)合設(shè)計(jì)的需要，重視相關(guān)技術(shù)，并有選擇而合理

2、的應(yīng)用在我們的設(shè)計(jì)中，滿足業(yè)主要求，提高設(shè)計(jì)水平，是我們必須努力做到的。 2.1.1.工況點(diǎn)優(yōu)化控制 暖通空調(diào)變工況點(diǎn)優(yōu)化控制問(wèn)題的研究近年來(lái)在我國(guó)被重視。提出了一種基于整個(gè)系統(tǒng)環(huán)境的預(yù)測(cè)響應(yīng)及能量運(yùn)行來(lái)改變暖通空調(diào)系統(tǒng)控制，設(shè)定點(diǎn)的系統(tǒng)方法，并用遺傳算法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制，同時(shí)優(yōu)化多個(gè)設(shè)定點(diǎn)來(lái)改善系統(tǒng)響應(yīng)和降低系統(tǒng)能耗1，后來(lái)他又采用自適應(yīng)性控制理論對(duì)某海水冷卻。空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化控制研究，采用帶指數(shù)遺忘的最小二乘法參數(shù)辨識(shí)方法和基因遺傳優(yōu)化算法，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理單元進(jìn)行了優(yōu)化控制研究2。羅啟軍等人提出了一項(xiàng)動(dòng)態(tài)的優(yōu)化技術(shù)在一個(gè)指定期間內(nèi)，能得到使目標(biāo)函數(shù)( 運(yùn)行成本或者峰值能耗) 最小

3、的 _溫度曲線，該算法還給出了暖通空調(diào)設(shè)備的最佳開(kāi)/關(guān)時(shí)間3 等人提出用遺傳算法對(duì)風(fēng)冷制冷機(jī)的冷凝溫度設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化控制以提高制冷機(jī)的效率4。此外，有許多研究者用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)模擬暖通空調(diào)系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的非線性特性，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化控制。目前，研究者們將更多先進(jìn)的建模方法和智能優(yōu)化方法引入到了暖通空調(diào)的優(yōu)化控制中，更加注重變工況點(diǎn)的在線優(yōu)化控制。何厚建等人對(duì)已建的暖通空調(diào)各關(guān)鍵設(shè)備的靜態(tài)模型采用用實(shí)數(shù)編碼的遺傳算法建立了水系統(tǒng)工作點(diǎn)優(yōu)化控制策略5楊曉平等人采用模糊聚類和RBF方法建立了空氣處理單元的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，以最終舒適性為目標(biāo)優(yōu)化空氣處理單元的溫濕度和送風(fēng)壓力6。孫一堅(jiān)根據(jù)空調(diào)

4、負(fù)荷變化對(duì)一級(jí)泵水系統(tǒng)進(jìn)行變流量控制，取得了顯著效果7?？傊畤?guó)內(nèi)的學(xué)者更多探討的是把智能方法引入控制系統(tǒng)的優(yōu)化中，仿真研究多，實(shí)踐成果少。 2.1.2.基礎(chǔ)控制器參數(shù)整定 在回路控制方面，江大勇等人論證了應(yīng)用人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)( ANN) 對(duì)暖通空調(diào)負(fù)荷能耗進(jìn)行建模的可行性，并指出可以利用 ANN 模型識(shí)別輸入輸出從而實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化控制8;孫英等人采用基于 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)控制算法，實(shí)現(xiàn)蓄冰空調(diào)的蓄冷量控制，解決了PID 控制中超調(diào)和波動(dòng)時(shí)間長(zhǎng) 抗干擾能力弱及解耦控制效果差的問(wèn)題，從而降低了空調(diào)系統(tǒng)的能耗;曹國(guó)慶等人將參數(shù)自整定的 PID 控制引入空調(diào)系統(tǒng)的控制過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了PID參數(shù)自整

5、定，可以把溫度的變化范圍控制在0. 5;吳柳波等人研究了變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)段靜壓控制的實(shí)現(xiàn)，并分別用帶積分分離的增量型 PID 控制算法和模糊控制算法編制了應(yīng)用程序。根據(jù)空調(diào)實(shí)驗(yàn)室實(shí)際控制效果指出了這兩種控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)：由于暖通空調(diào)系統(tǒng)的控制回路非常多，并且各對(duì)象的特性各不相同，因此，所采用的回路控制器參數(shù)整定和控制方法也不相同，控制器的研究成果也較多。 2.1.3.能量管理 隨著計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)逐步取代常規(guī)儀表而成為暖通空調(diào)系統(tǒng)的智能化監(jiān)測(cè)控制和管理設(shè)備在暖通空調(diào)系統(tǒng)的控制管理中，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以有效地改善系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，減少運(yùn)行能耗，并降低運(yùn)行管理勞動(dòng)強(qiáng)度，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效

6、益和社會(huì)效益江億研究了各種空調(diào)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制，通過(guò)啟/ 停 _控制管理機(jī)器來(lái)修改參數(shù)的設(shè)定值。翁史俊探討了空調(diào)冷熱源和輸送部分的空調(diào)自控節(jié)能方法，該方法通過(guò)接受現(xiàn)場(chǎng)智能操作臺(tái)的指令對(duì)制冷熱泵機(jī)組水泵和風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖、邏輯、順序啟停和節(jié)能控制，根據(jù)冷水機(jī)組的冷水供回水溫度和溫差等信息控制冷水機(jī)組冷卻塔風(fēng)機(jī)等設(shè)備臺(tái)數(shù)和組合最佳以達(dá)到節(jié)能的目的;曹秋聲基于變頻技術(shù)，結(jié)合最優(yōu)控制和模糊控制，研制了具有負(fù)荷隨動(dòng)跟蹤特性的專用管理系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)了暖通空調(diào)節(jié)能控制鐘瑋采用根據(jù)冷熱負(fù)荷計(jì)算選擇COP值適合的冷熱源機(jī)組和末端設(shè)備，以節(jié)約冷熱源，采用變頻技術(shù)等手段使水泵變流量運(yùn)行，以減少水風(fēng)系統(tǒng)的輸送能耗晉欣

7、橋在對(duì)多區(qū)域變風(fēng)量空調(diào)及其控制系統(tǒng)分析。研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)ASHRAE通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)新風(fēng)量的要求，針對(duì)混合送風(fēng)系統(tǒng)仿真分析了4種新風(fēng)分配方案的控制方案，綜合考察了各方案的新風(fēng)分配以及系統(tǒng)能耗情況。結(jié)果表明，通過(guò)V _末端再熱控制并結(jié)合AHU送風(fēng)溫度優(yōu)化的控制方案，可以較好地解決多區(qū)域V _ 空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)分配問(wèn)題，同時(shí)能有效地降低系統(tǒng)的能耗?？傊?，能量管理系統(tǒng)體現(xiàn)在設(shè)備組合優(yōu)化工作時(shí)序優(yōu)化以及各種能量指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)計(jì)量考核方面。 2.1.4.暖通空調(diào)優(yōu)化控制及能量管理技術(shù)的發(fā)展方向 (1) 現(xiàn)有的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)以提高自動(dòng)化水平為主要內(nèi)容，采用的是以傳統(tǒng)PID為控制策略的回路控制和設(shè)備順序、邏輯控制開(kāi)

8、關(guān)量構(gòu)成的基礎(chǔ)控制單元器，CPU 核心處理以8位單片機(jī)為主隨著嵌入式系統(tǒng)和智能控制理論的發(fā)展，以及嵌入式微處理器 _越來(lái)越便宜，基于16 位及以上的嵌入式微處理器系統(tǒng)，采用高級(jí)控制策略，具有自適應(yīng)自學(xué)習(xí)功能的單元控制器必將成為單元控制器的主流，它可以實(shí)現(xiàn)使控制對(duì)象在變負(fù)荷多工況，任何初始條件下逐步學(xué)習(xí)達(dá)到回路最優(yōu)控制，實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)最佳控制的目的。 (2) 目前暖通空調(diào)系統(tǒng)都是以定工作點(diǎn)的.方式實(shí)現(xiàn)各設(shè)備的溫度壓力流量等參數(shù)的控制，每個(gè)設(shè)備( 或環(huán)節(jié)) 各自在某一條件下有最佳設(shè)定點(diǎn)。但這樣處理的結(jié)果對(duì)于整個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)不一定是最佳的， 在各工況條件下不能保證以最節(jié)能方式運(yùn)行。如何在各個(gè)負(fù)荷下，以整

9、個(gè)系統(tǒng)的能耗為最優(yōu)性能指標(biāo)，尋找每個(gè)設(shè)備( 或環(huán)節(jié)) 的最佳設(shè)定值是優(yōu)化控制研究的一個(gè)重要方面，也是節(jié)能的關(guān)鍵。 (3) 現(xiàn)有暖通空調(diào)系統(tǒng)管理功能更多體現(xiàn)在監(jiān)控，即對(duì)基礎(chǔ)控制單元的信息進(jìn)行集中管理報(bào)告、 _、狀態(tài)監(jiān)測(cè)的設(shè)備的調(diào)度等。如何在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增加能量管理功能，監(jiān)測(cè)暖通空調(diào)各個(gè)環(huán)節(jié)的末端用戶能量使用情況是必須研究的。 (4) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用目前的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)存在不同的控制協(xié)議，不同的控制系統(tǒng)具有不同的 _環(huán)境和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。但隨著企業(yè)信息化程度的提高，不僅需要暖通空調(diào)各控制系統(tǒng)集成，而且，系統(tǒng)的能量管理和設(shè)備的運(yùn)行信息也要納入到以Inter和Intra構(gòu)成的企業(yè)信息管理系統(tǒng)中 實(shí)現(xiàn)異構(gòu)計(jì)算

10、機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和信息交換，是暖通空調(diào)能量管理與優(yōu)化控制的又一個(gè)發(fā)展方向。 (5) 基于人體狀態(tài)的智能化系統(tǒng)筆者通過(guò)對(duì)已實(shí)施的酒店、餐廳、辦公樓、服務(wù)大廳等不同使用功能的空調(diào)控制進(jìn)行調(diào)查和研究，發(fā)現(xiàn)無(wú)論采用何種控制技術(shù)和管理技術(shù)，仍然有許多用戶對(duì)空調(diào)控制不滿意，即同樣的溫濕度條件下不同人 _不同，有人覺(jué)得冷，有的人覺(jué)得不冷;，有人覺(jué)得舒適，有人覺(jué)得不適。這種個(gè)體感覺(jué)的差異將引領(lǐng)現(xiàn)有空調(diào)控制和能量管理技術(shù)的重大變革。筆者認(rèn)為，以現(xiàn)有控制方法和技術(shù)為基礎(chǔ)，充分利用傳感技術(shù)和感應(yīng)技術(shù)，通過(guò)對(duì)人體狀態(tài)的模擬，以人的狀態(tài)改變軌跡為主軸，建立一種以人的 _和狀態(tài)為輸入，以空氣溫度、濕、流速為主要輸出的空調(diào)控制和能量管理系統(tǒng)將是未來(lái)發(fā)展的主要研究方向。 從 _世紀(jì) _年代，壓縮式制冷機(jī)獲得可空前的發(fā)展，暖通空調(diào)技術(shù)也已經(jīng)普遍運(yùn)用在各種公共建筑與商用建筑之中，對(duì)室內(nèi)環(huán)境起到了改善的作用，也對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量的舒適感和高品質(zhì)提供了有力的保障。縱觀國(guó)內(nèi)外建筑業(yè)，民用建筑和工業(yè)建筑開(kāi)始大范圍的實(shí)驗(yàn) _空調(diào)