论文部分内容阅读
我国建筑能耗占总能耗的比例大约为27%,而且呈现出明显的上升趋势。因此开展建筑节能工作有巨大潜力,建筑节能主要包括两个方面:一是节流,二是开源。可再生能源的有效利用最容易在建筑物中实现,太阳能建筑就是有效利用可再生能源的一个很好的例子。太阳能虽然具有很多优点,但也有两个主要缺点:一是能流密度低,二是其强度受各种因素(季节、地点、气候等)的影响,不能维持稳定。如果要实现在任何气候条件下都满足人们对热舒适性的需求,必须采用辅助热源或冷源作为补充。 本研究主要从理论上针对被动式太阳能建筑辅助热源量的动态变化和辅助热源系统的控制方法进行了研究。得到的结论可以作为被动式太阳能建筑辅助热源系统设计的参考依据,对于改善被动式太阳能建筑的室内热湿环境的稳定性,促进被动式太阳能建筑的普及应用具有积极意义。 本文首先对被动式太阳能建筑建立模型计算辅助热源量,通过理论计算得到如下结论:在被动式太阳能建筑中使用比例控制比开关控制更能有效地减少室内温度的波动,而且在比例控制中随着辅助热源控制常数K_p取值越大,室内温度波动越小,辅助热源量随着K_p的变大而趋于稳定;在晴天,在室外平均温度为7.3℃条件下,夜间室内温度保持16℃白天18℃比全天维持18℃时可节能26%左右,并讨论了设定温度对墙体的蓄热作用的影响。 在此基础上建立了辅助热源系统控制的数学模型,对模型进行简化,将太阳得热看成房间的一个外热扰,建立了简化的被动式太阳能建筑温度控制模型,并对PID控制的设定参数进行了整定,讨论了在室外温度变化和太阳辐射得热影响下系统的稳定性以及在不同室内设定温度下系统的响应,通过对系统仿真分析得出该系统在给定输入信号和干扰信号下都是稳定的。 从绿色节能建筑、新能源利用和智能控制来研究建筑节能问题是未来发展的方向。太阳能建筑能量系统是一个复杂的系统,需考虑通风、遮阳等其它的控制才能更好的节能和达到热舒适,用常规的控制方式很难实现控制目标,采用模糊控制的方法对辅助热源系统控制进行了简单的分析,仿真结果表明利用模糊控制方法来解决太阳能建筑辅助热源系统的控制问题在系统响应和稳定性等方面都有很大的优势。