考虑舒适度的制造环境中HVAC节能优化控制研究

周礽恺 林文文 方志梅

(宁波大学机械工程与力学学院 浙江 宁波 315211)(浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室 浙江 宁波 315211)

0 引 言

暖通空调(HVAC)在我国建筑能源消耗结构中，能耗比例占35%～40%[1]。在整个制造系统生产周期中，加工设备由于长期高负荷工作而散发大量热，导致室内温度快速上升。为了创造舒适的制造环境，制造商长期使用HVAC，但其能耗高，且在加工设备高负荷运行阶段，难以满足作业人员的舒适性需求。因此，本文提出了HVAC节能优化控制研究，这也是制造系统节能不可或缺的环节。我国通过借鉴、学习发达国家的先进经验，制定了HVAC的能效标准，这对于提高HVAC能效水平、节约能源与减少成本起到重要作用[2]。

在一个典型的制造系统中，其主要能源消耗者是加工设备与HVAC。由于加工设备和HVAC两者之间的能耗存在高度耦合性，因此本文需要考虑室内外温度和加工设备负荷之间存在的相关性。Dababneh等[3]和Wang等[4]的研究未考虑加工设备在运行状态下产生的热负荷，建立了HVAC设备优化模型，降低了HVAC总能耗。Hosni等[5]提出了一种考虑制造系统与HVAC之间相互关系的简化分析模型。该模型虽然涉及制造环境中加工设备产生的热负荷，但未分析HVAC产生的热量对制造环境下温度的影响。Livengood[6]的研究只考虑了制造系统环境的舒适度，也未对制造系统环境中热量对温度的影响作分析。Sun等[7]考虑了制造系统中热负荷与电量的关系，并结合生产计划、电价和产能确定了联合制造系统与HVAC的电力成本模型，但该模型未考虑制造环境的舒适度。……