空调系统建模及控制（英文版） [Modeling and Control in Air-conditioning Systems] 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《空调系统建模及控制（英文版）》主要内容包括：集中空调系统状态空间建模原理、过程及图论描述方法，空调系统中传感器虚拟标定技术及虚拟传感器模型，双环路模型预测控制模型，空调负荷组合预测模型，空调系统能量评价分析模型，空气处理单元机群（AHUs）协同控制模型，以及基于负荷预测的空调系统全局优化节能控制模型。
　　《空调系统建模及控制（英文版）》内容新颖且信息量大，注重于计算机仿真与实验相结合以及理论分析和应用实例相结合，是一本建筑环境与设备工程和自动控制学科深度交叉、系统反映新成果的难得的参考书。
　　《空调系统建模及控制（英文版）》可供从事建筑环境与设备工程、热能工程、制冷与低温工程、自动控制工程以及相关专业的本科生和研究生参考使用，也可作为从事相关领域研究的科研人员的参考用书。

内页插图

目录

1 Introduction
1．1 Background
1．2 Modeling Approaches in HVAC Field
1．2．1 Physics-Based Modeling Approach
1．2．2 Data-Driven Modeling Approach
1．2．3 Hybrid Modeling Approach
1．3 Proposed Methods
1．3．1 State-Space Modeling
1．3．2 Graph-Theory Modeling
1．3．3 Combined Forecasting Modeling
1．3．4 Decomposition-Coordination Algorithm for Global Optimization Model
1．3．5 Virtual Calibration for HVAC Sensors
1．3．6 Model-Based Predictive Control （MPC）
1．4 Organization of This Book
References

2 Component Modeling with State-Space Method
2．1 Basic Knowledge about State-Space Modeling Method
2．2 Modeling for HVAC Components
2．2．1 Water-to-Air Heat Exchanger
2．2．2 Chiller
2．2．3 Cooling Tower
2．2．4 Duct （Pipe） and Fan （Pump）
2．2．5 Air-Conditioned Room Modeling
2．3 Modeling for HVAC System
2．3．1 Component Model Connection
2．3．2 State-Space Representation for HVAC System
2．3．3 Case Study
References

3 Dynamic Simulations with State-Space Models
3．1 On Water-to-Air Surface Heat Exchanger
3．1．1 Subjected to Different Perturbations
3．1．2 For Different Initial Conditions
3．2 On Chiller
3．2．1 Subjected to Different Perturbations
3．2．2 For Different Initial Conditions
3．3 On Cooling Tower
3．3．1 Subjected to Different Perturbations
3．3．2 For Different Initial Conditions
3．4 On Duct and Pipe
3．4．1 On Straight-Through Duct
3．4．2 On Straight-Through Pipe
3．5 On Air-Conditioned Room
3．5．1 Basic Conditions
3．5．2 Subjected to Different Perturbations

4 Graph-Theory Modeling and Structure-Matrix Analysis
4．1 Graph-Theory Modeling for HVAC Component State-Space Models
4．1．1 Fundamental Rules
4．1．2 Case Study
4．2 Graph-Theory Modeling for HVAC System
4．2．1 Basic Method
4．2．2 Case Study
4．3 Structure-Matrix Analysis Approach
4．3．1 Model Structural Matrix
4．3．2 Reachability Analysis of Model Input-Output
4．3．3 Controllability/Observability Analysis of Model
4．3．4 Case Study
References

5 Virtual Measurement Modeling
5．1 Virtual Calibration
5．1．1 Conventional Calibration
5．1．2 Methodology of Virtual In Situ Calibration
5．1．3 Case Study
5．2 Virtual Sensing
5．2．1 Development Methodology for Virtual Sensing
5．2．2 Case Study
5．2．3 Model Development
References

6 Control Design Based on State-Space Model
6．1 Model-Based Predictive Control （MPC）
6．1．1 Introduction of MPC
6．1．2 MPC in Broad Definition
6．2 Applications of MPC in HVAC Field
6．2．1 Control of a Hybrid Ventilation Unit
6．2．2 Control of Space Thermal Conditioning
6．3 State-Space Feedback Control System Design
6．3．1 Basic Principle
6．3．2 Control System Design for Water-to-Air Heat Exchanger
6．3．3 MATLAB Simulation of the Control System
6．3．4 Control System Design for Refrigeration System
References

7 Combined Forecasting Models for Air-Conditioning
Load Prediction
7．1 Typical Methods
7．1．1 MLR Modeling
7．1．2 ARIMA Modeling
7．1．3 GM Modeling
7．1．4 ANN Modeling
7．2 Combined Forecasting Model Based on Analytic Hierarchy Process （AHP）
7．2．1 Principles of the Combined Forecasting Method
7．2．2 Determining Weights by Analytic Hierarchy Process （AHP）
7．2．3 Combined Forecasting Model for Hourly Cooling Load Prediction Using AHP
7．3 Forecasting Model Based on Neural Network and Combined Residual Error Correction
7．3．1 Model Development
7．3．2 Case Study
References

8 Energy Analysis Model for HVAC System
8．1 Energy Models for HVAC Components
8．1．1 Chiller
8．1．2 Boiler
8．1．3 Pump and Fan
8．1．4 Cooling Tower
8．1．5 Water-to-Air Heat Exchanger
8．2 Energy-Saving Analysis on VAV Air-Conditioning System
8．2．1 Evaluation Program for Energy Saving of VAV System
8．2．2 Case Study
8．3 Energy Analysis on VAV Air-Conditioning System with Different Air-Side Economizers
8．3．1 Scheme for Air Economizer Cycle
8．3．2 Case Study
References

9 Optimal Control of HVAC System Aiming at Energy Conservation
9．1 Air-Side Synergic Control
9．1．1 Background and Basic Idea
9．1．2 Mathematic Deduction of Synergic Control Model
9．1．3 Control Logic Details
9．1．4 Case Study
9．2 Global Optimization Control
9．2．1 Model Development
9．2．2 Decomposition-Coordination Algorithm for Model Solution
9．2．3 Case Study
Appendix
References

10 Modeling and Control Strategies for VAV Systems
10．1 Background and Research Status
10．2 Modular Modeling with Simulink Tool
10．3 Model Library for Components of VAV System
10．3．1 VAV Terminal Unit
10．3．2 Variable Speed Fan
10．3．3 Air Ducts
10．3．4 Other Local Resistance Components
10．3．5 Application of Component Model Library： Case Study
10．4 Control Strategies for VAV System
10．4．1 Constant Static Pressure Method
10．4．2 Total Air Volume Method
10．4．3 Variable Static Pressure Method Based on Trim-and-Respond Logic
10．5 Control Sequences for VAV System with Different Terminal Units
10．5．1 For Cooling-Only Terminal Unit
10．5．2 For Reheat Terminal Unit
10．5．3 For Series Fan-Powered Terminal Unit
10．6 Test Script for VAV Control Study
10．6．1 Preparation
10．6．2 General Inspection of Air-Handling and Distribution System
10．6．3 Trend Data Review

References

前言/序言

　　能源是经济社会发展的基础，同时也是影响经济社会发展的主要因素。为了满足经济社会发展的需要，进入21世纪以来，短短十年间（2002-2012年），全世界一次能源总消费从96亿吨油当量增加到125亿吨油当量，能源资源供需矛盾和生态环境恶化问题日益突显。
　　在此期间，改革开放政策的实施极大地解放了我国的社会生产力，我国国内生产总值从10万亿元人民币猛增到52万亿元人民币，一跃成为仅次于美国的世界第二大经济体，经济社会发展取得了举世瞩目的成绩！
　　为了支持经济社会的高速发展，我国能源生产和消费也有惊人的进步和变化，此期间全世界一次能源的消费增量28.8亿吨油当量竟有57.7%发生在中国！经济发展面临着能源供应和环境保护的双重巨大压力。
　　目前，为了人类社会的可持续发展，世界能源发展已进入新一轮战略调整期，发达国家和新兴国家纷纷制定能源发展战略。战略重点在于：提高化石能源开采和利用率；大力开发可再生能源；最大限度地减少有害物质和温室气体排放，从而实现能源生产和消费的高效、低碳、清洁发展。对高速发展中的我国而言，能源问题的求解直接关系到现代化建设进程，能源已成为中国可持续发展的关键！因此，我们更有必要以加快转变能源发展方式为主线，以增强自主创新能力为着力点，规划能源新技术的研发和应用。
　　在国家重视和政策激励之下，我国能源领域的新概念、新技术、新成果不断涌现；上海交通大学出版社出版的江泽民学长著作《中国能源问题研究》（2008年）更是从战略的高度为我国指出了能源可持续的健康发展之路。为了“对接国家能源可持续发展战略，构建适应世界能源科学技术发展趋势的能源科研交流平台”，我们策划、组织编写了这套“能源与环境出版工程”丛书，其目的在于：
　　一是系统总结几十年来机械动力中能源利用和环境保护的新技术新成果；
　　二是引进、翻译一些关于“能源与环境”研究领域前沿的书籍，为我国能源与环境领域的技术攻关提供智力参考；
　　三是优化能源与环境专业教材，为高水平技术人员的培养提供一套系统、全面的教科书或教学参考书，满足人才培养对教材的迫切需求；
　　四是构建一个适应世界能源科学技术发展趋势的能源科研交流平台。
　　该学术丛书以能源和环境的关系为主线，重点围绕机械过程中的能源转换和利用过程以及这些过程中产生的环境污染治理问题，主要涵盖能源与动力、生物质能、燃料电池、太阳能、风能、智能电网、能源材料、大气污染与气候变化等专业方向，汇集能源与环境领域的关键性技术和成果，注重理论与实践的结合，注重经典性与前瞻性的结合。图书分为译著、专著、教材和工具书等几个模块，其内容包括能源与环境领域内专家们最先进的理论方法和技术成果，也包括能源与环境工程一线的理论和实践。如钟芳源等撰写的《燃气轮机设计》是经典性与前瞻性相统一的工程力作；黄震等撰写的《机动车可吸入颗粒物排放与城市大气污染》和王如竹等撰写的《绿色建筑能源系统》是依托国家重大科研项目的新成果新技术。
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