一、项目名称：公共建筑中央空调系统综合节能控制技术

二、项目背景：从起步研究、技术开发、到推广应用已有约20年历史。

    基于以下原因：

（1） 我国公共建筑中的中央空调系统数量多，使用范围广，耗能高。但长期以来，提高室内环境质量和节能降耗是老大难问题。

（2） 提供中央空调控制系统的集成商和业主不重视技术开发和精细管理，控制手段粗犷。不分对象特征，仅满足于开关控制+PID控制。

（3） 目前楼宇自控系统的产品供应基本上被国外厂商垄断（美国江森、霍尼韦尔，德国西门子公司等），我国的建设施工单位只能承担进口设备的安装任务，不能参与调试，核心技术掌握在外国公司手中。目前国产楼宇自控设备设备的生产厂商少，没有形成强势品牌，市场份额少，也没有形成良好的生态环境。因此急需国内相关行业不畏艰难，树立信心，逐步推进国产设备的市场占有率。需要各方齐心协力，开发具有我国自主知识产权的核心技术。本课题组力争求在开发核心技术方面有所贡献。

三、项目简介与科技创新

公共建筑中央空调系统空间范围大，设备种类多，能量转换机理复杂，是一个特殊的复杂大系统。本课题组的策略是将其划分为三大部分，根据不同特点用不同的控制方法，形成“综合节能控制技术”。

中央空调系统包括三大部分：（1）冷水机组（或热泵），（2）冷水机组的冷冻水侧 — 冷冻水回路 + 空调末端设备，（3）冷水机组的冷却水侧 — 冷却水回路 + 冷却塔。

对于（2）：控制对象可进行近似线性化处理，采用基于递阶控制的大系统理论实施该范围内的全局优化控制。其中不易建立数学模型的末端设备（如变风量VAV设备），实施智能控制。

对于（1）：冷水机组是中央空调系统的冷源，是消耗电能提供冷量的大型设备（生产厂已在内部配置了控制器）。冷水机组通常有多台，根据负载的变化增减运行台数。传统的方法不考虑机组负荷率的变化，加减载的负荷切换点是固定的。本课题组通过研究，找到根据负荷率确定最优切换点的方法，以取得节能效果。

对于（3）：是非线性特征显著的控制对象，无法用线性控制理论实施控制。通过实测数据分析，找到不同约束条件下冷却水泵和冷却塔风扇的转速给定值（变频器给定频率），用于实际控制系统中。本策略已取得发明专利。

四、本次申报书中的成果

（一）本团队自主开发建设了科研平台 — 公共建筑中央空调节能控制实验平台。

      该实验平台在任庆昌教授主持的国家自然科学基金和西安建大中省共建项目经费支持下，由本团队自主设计建成。在国内起步早，应用效果好，在建筑类高校中处于领先地位，具有典型性、示范性和辐射作用，产生了很大社会影响。实验平台特色明显，摆脱了进口楼宇自控系统的限制，成为可以自主研发中央空调系统优化控制策略的基地。由于平台的完全真实性（仅规模上的区别），该平台也是把研究成果进一步实用化的中试基地。同时在西安建大的人才培养中也发挥了显著作用。

（二）已完成的国家及部委基金项目

（1）国家自然科学基金项目：“基于大系统优化理论的变风量（VAV）中央空调系统节能控制技术研究”

（2）国家自然科学基金青年科学基金项目：变风量末端测点优化与智能补偿协调研究

（3）住房和城乡建设部科学技术项目：“公共建筑中央空调综合节能控制技术研究”

（4）陕西省自然科学基金项目：“变风量（VAV）空调系统多变量解耦与优化控制的研究”

（5）陕西省科技厅专项科研项目：基于目标协调的中央空调全局优化控制与节能

（三）主要知识产权：

      1. 发明专利6项

      2. 软件著作权4项

（四）成果应用单位

1. 西安地铁4号线枢纽站点空调系统

2. 西安环普科技产业园

3. 深圳市南山岁宝大型超市