【文章內(nèi)容簡介】 后，點開在線設備檢測的功能，將看到在線的智能電表。 遼寧工業(yè)大學課程設計說明書（論文） 15 下圖 為智能電表的三相的各種參數(shù)。 下圖 ，該軟件可以將不同通訊方式的設備連接在一起，從而可以同時的實時的觀察各個設備的運作情況，也能夠控制各個在線的設備。 遼寧工業(yè)大學課程設計說明書（論文） 16 這樣就可以達到多目標的優(yōu)化處理和對本系統(tǒng)節(jié)能性能評估的目的。 遼寧工業(yè)大學課程設計說明書（論文） 17 6 系 統(tǒng) 測 試 及 結(jié) 果 地鐵站臺空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能潛力分析 目前地鐵站臺的空調(diào)負荷都是按照額定工況計算的，乘客散熱負荷也是按站臺定員條件進行計算。然而在實際運行時地鐵站臺的乘客數(shù)量是不斷變化的，并且大部分時間內(nèi)少于定員人數(shù)，所以在乘客散熱負荷中存在著節(jié)能潛力。為了研究乘客散熱負荷的節(jié)能量，進而實現(xiàn)地鐵站臺空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，需要分析地鐵站臺候車乘客散熱負荷的節(jié)能潛力。 根據(jù)統(tǒng)計資料，上海地鐵的實時客流量具有明顯的峰值時間，大部分時間內(nèi)乘客人數(shù)少于定員人數(shù)。統(tǒng)計時間為 2021 年 6 月 24 日、 25 日（工作日）和 26 日、 27 日（非工 作日 ），每天從 6 ： 00‐ 22： 00。所統(tǒng)計的數(shù)據(jù)為站臺候車乘客數(shù)和運行時間，統(tǒng)計情況如下圖 所示。 地鐵站臺的乘客散熱負荷由人均散熱負荷 q 和平均人群密度δ決定，人均散熱負荷 q 可以參照有關的標準，而站臺平均人群密度δ則是不斷變化的。以實際統(tǒng)計的客流量為基礎，計算地鐵站臺上候車乘客的散熱負荷，并與額定工況下的定員散熱負荷進行比較，分析整個制冷季節(jié)的乘客散熱負荷的節(jié)能潛力。 站臺定員時的乘客散熱負荷計算 站臺定員時的乘客散熱負荷計算公式為： Qe = q N n T (1) 式中： Qe — 列車定員時的乘客散熱負荷， kWh； N — 候車乘客數(shù)量，人； q — 人均散熱量，取 ； n — 集群系數(shù)， n= ； T — 額定工況下站臺的營運時間是從 6： 00~22 ： 00，即 T=16 小時。N=Sδ 遼寧工業(yè)大學課程設計說明書（論文） 18 (2) 式中： S — 站臺候車面積， m2 δ — 平均人群密度，人 /m2 定員情況下，平均人群密度δ e=1 人 /m2 ；以 1600m2 候車區(qū)域 ( 長200 米，寬 8 米 ) 雙向候 車的站臺為例，計算候車乘客散熱負荷的節(jié)能量。 則全天運行時間內(nèi)站臺定員時的乘客散熱負荷為： Qe = q Ne n T = 1600 16=（ kWh） 工作日候車乘客的散熱負荷計算 在工作日，根據(jù)每天營運時間內(nèi)該站臺在不同時段內(nèi)的站臺候車人數(shù)，如下圖 ： 可測算出站臺平均人群密度：δ s1≈ 人 /m2 ； 則工作日候車乘客散熱負荷為： Qs1 = q Ns1 n T = 800 16= （ kWh） 因此在工作日里，站臺全天實際的候車乘客散熱負荷的節(jié)能量： Qe ‐ Qs1= ‐ = （ kWh） 該節(jié)能量占站臺定員時乘客散熱負荷的百分比：（ Qe ‐ Qs1 ） / Qe=50% 站臺非工作日候車乘客散熱負荷計算 在地鐵站臺非工作日實際情況下，每天營運時間 T 內(nèi)的站臺候車人數(shù)統(tǒng)計如下圖 ： 遼寧工業(yè)大學課程設計說明書（論文） 19 可測算出站臺平均人群密度： δ s2≈ 人 /m2 ；則非工作日乘客散熱負荷為： Qs2 = q Ns2 n T = 480 16= （ kWh） 因此在非工作日里，站臺全天實際的乘客散熱負荷的節(jié)能量： Qe ‐ Qs2=‐ = （ kWh） 該節(jié)能量占站臺定員時乘客散熱負荷的百分比：（ Qe ‐ Qs2 ） / Qe=% 冷季節(jié)里的站臺空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能量計算 以 每年 5 月 1 日到 9 月 30 日為制冷季節(jié)，一共 153 天，其中工作日 109 天，非工作日 43 天，所以整個制冷季乘客散熱負荷的節(jié)能量： Qss = （ Qe ‐ Qs1 ） 109+（ Qe‐ Qs2 ） 43= 該地鐵站臺設計裝備 4 個空調(diào)機組，在額定工況下每一個機組的制冷量為 42kW 。假定站臺空調(diào)系統(tǒng) 3 個機組全天運行，則整個制冷季節(jié)中空調(diào)系統(tǒng)在額定工況下的制冷量為： Qsc =42 4 16 153=411264（ kWh） 因此整個制冷季節(jié)中實際的乘客散熱負荷的節(jié)能量占空調(diào)系統(tǒng)額定制冷量的百分比為： Qss/Qsc*100%=% 由此可見，地鐵站臺空調(diào)負荷中的乘客散熱負荷具有很大的節(jié)能潛力。 因此，在工作日和非工作日的地鐵運營時間內(nèi)，根據(jù)站臺實際的平均人群密度δ計算，實際的乘客散熱負荷的節(jié)能量分別占定員乘客散熱負荷的 50%和 70%，整個制冷季節(jié) 153 天內(nèi)實際的乘客散熱 負荷的節(jié)能量約占空調(diào)系統(tǒng)額定制冷量的 %，可見對地鐵站臺空調(diào)系統(tǒng)而言，乘客散熱負荷是有很大節(jié)能潛力的。如果能改進站臺多空調(diào)機組的控制策略，使空調(diào)機組產(chǎn)生的制冷量緊密跟隨實際的站臺候車乘客散熱負荷，則能進一步提高地鐵站臺空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能量。 測量與控制方案的可行性研究 分布式參數(shù)測量技術研究與應用 1 ） 地鐵站臺分布式溫濕度測量技術研究與應用 遼寧工業(yè)大學課程設計說明書（論文） 20 建筑物內(nèi)的溫濕度信號具有可測性和可控性，但準確測量的難度在于它的分布特性，準確控制的難度在于它的數(shù)學測量模型具有模糊性和滯后性。 根據(jù)國家建設部 《通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》 ( 建標［ 2021］60 號 ) 項的規(guī)定： 本系統(tǒng)可應用國內(nèi)現(xiàn)有的“點式”溫濕度測量技術?？紤]試驗階段建筑物布線等問題，采用無線傳感方式進行數(shù)據(jù)采集，現(xiàn)場測量端采用嵌入式系統(tǒng)完成信號采集、處理和無線傳輸，由接收器采集各點的溫濕度信號送入上位計算機，通過分布式測量方法實時獲得站臺內(nèi)舒適度的整體測量情況，建立地鐵站臺空調(diào)溫濕度測量與控制的數(shù)學模型?？紤]到今后的功能擴展，如空氣質(zhì)量檢測、可燃氣體含量檢測和有毒有害氣體檢測等需要，現(xiàn)場測量設備采用信號處理能力較強的 CPU 芯片及外圍電路組成的測量端，信號傳輸協(xié)議采用抗干擾能力較強的 Zig ‐ Bee 協(xié)議，同時傳輸過程采用硬件中繼方式，保障測量信號的正常傳輸。 在此基礎上，本系統(tǒng)將深入研究連續(xù)分布式光纖溫濕度測量技術，建立候車站臺溫濕度與人體舒適度的對應關系，以實際空調(diào)量需求為目標，向控制系統(tǒng)提供符合實際的分布式測量數(shù)據(jù)，使控制決策更加經(jīng)濟合理。連續(xù)分布式光纖溫濕度測量技術是未來取代目前國內(nèi)普遍采用的“點式傳感”的測量技術。目前在英國倫敦地鐵、等得到廣泛應用，同時可用于地鐵站臺及交通隧道火災監(jiān)測、鋼軌應變測量等傳感領域。 2） 地鐵站 臺人群平均密度估計 近年來．隨著計算機視覺和人工智能領域相關技術的發(fā)展，基于智能視頻分析的人群密度估計和流量統(tǒng)計算法大量涌現(xiàn)。許多人群監(jiān)控系統(tǒng)也相繼在世界各地投入使用。如 1995 年，倫敦地鐵最早采用了人群監(jiān)控系統(tǒng)，用以統(tǒng)計地鐵站中的人群密度和流量統(tǒng)計，預防安全事故的發(fā)生。 2021 年歐洲相繼通過閉路電視系統(tǒng)進行人群流量統(tǒng)計，進而改善公共交通的管理。 另一方面，由于受到恐怖事件的威脅，一些國家和地區(qū)相繼啟動了進行基于視頻分析的群體安全分析系統(tǒng) [22] 。 1999 年， W． S ． Chowt 教授利用經(jīng)過訓練的神經(jīng) 網(wǎng)絡來分析人群特征。極大地提高了人群分析的準確性，該方 遼寧工業(yè)大學課程設計說明書（論文） 21 法已于 2021 年在香港地鐵系統(tǒng)中得到運用 [27] 。隨著機器學習的發(fā)展． Chow 和 Marana 教授分別利用分類性和自學習性能更佳的 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡[28] 和自組織映射神經(jīng)網(wǎng)絡 (SOM) 實現(xiàn)人群密度分析 [29] 。近年來隨著支持向量機 (SVM) 理論的逐步完善，其優(yōu)良的性能已經(jīng)被越來越多地應用到人群密度的分析當中 [22] 。 通過分布在地鐵站臺上多個攝像探頭采集的視頻圖像，根據(jù)計算機圖像處理方法，通過模糊神經(jīng)網(wǎng)絡在模擬人類神經(jīng)系統(tǒng)處理模糊信息的功能方面具有獨 特的優(yōu)勢，基于圖像處理邊界不明晰的模糊集合，合理地劃分人群密度范圍，實現(xiàn)圖像智能分析與平均人群密度估計 [23] 。本系統(tǒng)采用統(tǒng)計回歸的方法實現(xiàn)地鐵站臺的人群平均密度估計，該方法適用于大范圍，固定場景以及固定攝像位置的情況 [30] 。 Chan 教授將人群的流量近似為一個高斯過程。綜合利用人群的像素和紋理信息。建立在景人數(shù)和人群特征的函數(shù)關系即回歸方程如下： 式中第一項代表了一個總體趨勢，即主要由像素信息決定：第二項代表了非線性關系．主要由紋理信息決定；第三項代表了觀測噪聲項。目前已在實驗室建立了試驗系統(tǒng)，初步實 現(xiàn)了兩個區(qū)域的圖像采集和模糊人群密度估計。 3 ） 模糊控制邏輯設計 模糊控制的實現(xiàn)基本上有兩種方法。第一種方法涉及到模糊化、控制規(guī)則評價和解模糊的嚴格實時數(shù)學計算，這是被廣泛認可的方法，在后面的應用 遼寧工業(yè)大學課程設計說明書（論文） 22 例子中將進行描述。在模糊邏輯工具箱的幫助下，例如 MATLAB 環(huán)境中的模糊邏輯工具箱，可以開發(fā)一個高效的 C 程序?qū)崿F(xiàn)模糊控制。該程序被編輯，其目標程序被寫入 DSP 中用于執(zhí)行。采用商業(yè)化的 ASIC 芯片也能實現(xiàn)模糊控制。第二種方法是查表法。該方法將事先已完成的所有輸入 / 輸出靜態(tài)映射計算結(jié)果（包括模糊化、控制規(guī)則 的評價和解模糊）存儲在一個大的查詢表中，用以實時執(zhí)行。 有時不僅只有一張查詢表，還可有各種等級（粗糙、中等、精致）的查詢表。當用于精確控制時，查詢表需要大量的存儲空間，但其執(zhí)行速度很快。人工神經(jīng)網(wǎng)絡也可被訓練用來模擬模糊控制器。 多機組空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化控制策略可行性研究 空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能效等級是空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制的重要評估指標。能效比是指空調(diào)器在制冷運行時，制冷量與有效輸入功率之比。能效比數(shù)值的大小，實際上反映出了空調(diào)器產(chǎn)品每消耗 1000W 電功率時，制冷量的大小。該數(shù)值的大小反映出不同空調(diào)器 產(chǎn)品的節(jié)能情況。能效比數(shù)值越大，表明該產(chǎn)品使用時所需要消耗的電功率就越小，則在單位時間內(nèi)，該空調(diào)器產(chǎn)品的耗電量也就相對越少。 2021 年 2 月 26 日，我國發(fā)布了新房間空調(diào)器能效標準 GB ‐2021《房間空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能效等級》， 取代 2021 年發(fā)布的 GB ‐ 2021，該標準已于 2021 年 6 月 1 日實施。標準規(guī)定了房間空調(diào)器的能效限定值、能效等級、節(jié)能評價值、試驗方法和檢驗規(guī)則。標準適用于空氣冷卻冷凝器、全封閉型電動機 ‐ 壓縮機，制冷量在 14000 W 及以下，氣候類型 為 T1 的空調(diào)器，但不適用于移動式、轉(zhuǎn)速可控型、多聯(lián)式空調(diào)機組。能效比的測試方法按照 GB/T 7725 ‐ 2021《房間空氣調(diào)節(jié)器》進行。電熱絲的能效比只能達到 1:1 ，即消耗 1 千瓦的電力，產(chǎn)生 1 千瓦的熱能?？照{(diào)在所有制熱產(chǎn)品中的能效比最高，可以達到 1:3 左右，即消耗 1 千瓦的電力，能夠移動 3 千瓦左右的熱量，所以空調(diào)節(jié)能省電?？照{(diào)器的能效比，就是名義制冷量 ( 制熱量 ) 與運行功率之比，即 EER 和 COP。 (1) EER 是空調(diào)器的制冷性能系數(shù)，也稱能效比，表示空調(diào)器的單位功率制冷量。 (2) COP 是空 調(diào)器的制熱性能系數(shù)，表示空調(diào)器的單位功率制熱量。 (3) 數(shù)學表達式為： EER=制冷量 / 制冷消耗功率 COP= 制熱量 / 制熱消耗功率 (4) EER 和 COP 越高，空調(diào)器能耗越小，性能比越高。 空調(diào)能效比越高就越省電，家里也就越省錢。為了迎合消費者的這一消費新需求，空調(diào)廠家有關空調(diào)能效比的系數(shù)也就翻著跟頭上升，從 到 、 、 一直到了 ，到底要不要馬上追著能效比買空調(diào) ? 目前我 遼寧工業(yè)大學課程設計說明書（論文） 23 國空調(diào)市場的能效比數(shù)據(jù)比較混亂，中國空調(diào)能效比的認證還沒有出臺，國家還沒有相關的標準，因此不好衡量。廠家在市場 上宣傳的數(shù)據(jù)基本上都是廠家自報的數(shù)據(jù)，并且這些數(shù)據(jù)都是從實驗室得來的，帶有極大的商業(yè)傾向性。此外，相關參數(shù)具有國別差異，不同國家產(chǎn)品之間的能效比之間存在不小的差異，比如說，中國出售的日本變頻空調(diào)，其電壓、冷媒都與國內(nèi)的企業(yè)不同，其能效比也就不具有可比性。能效比越高并非越省錢。 空調(diào)的能效比越高就越省電，但對家庭來說不一定會達到省錢的目的。這是因為高能效比空調(diào)的成本太高，其價格是普通空調(diào)的 10 倍多，并且短時期內(nèi)難以下降，按照 12 年的壽命計算，高能效比空調(diào)終生省下的電費難以抵消其本身的購買差價。在日本，能效 比最高的空調(diào)售價在 30 萬日元以上，而一般的變頻空調(diào)的售價則為 萬日元，相差了 10 倍多。因為價格奇高，95%的日本家庭還是選擇了一般的變頻空調(diào)。由此判斷，高能效比空調(diào)短時間在中國更是難進家門。 買空調(diào)關鍵要看性能價格比。購買空調(diào)的關鍵因素不是空調(diào)的能效比高不高，任何時候需要關注的是空調(diào)的性能價格比，也就是質(zhì)量穩(wěn)定性，功能的先進性以及購買價格的經(jīng)濟性與運行的經(jīng)濟性，此外還要看購買與運行的經(jīng)濟性，也就是說功能先進的空調(diào)能買得起并且能用的起等因素?？偠灾?，花最少的錢買最好的空調(diào)是消費者