ترجمه فارسی عنوان مقاله
پیش بینی سرعت فن برای صرفه جویی در انرژی در سیستم HVAC بر اساس سیستم استنتاج فازی مبتنی بر شبکه تطبیقی
عنوان انگلیسی
Predicting of fan speed for energy saving in HVAC system based on adaptive network based fuzzy inference system
کد مقاله | سال انتشار | تعداد صفحات مقاله انگلیسی |
---|---|---|
24581 | 2009 | 8 صفحه PDF |
منبع
Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)
Journal : Expert Systems with Applications, Volume 36, Issue 4, May 2009, Pages 8631–8638
فهرست مطالب ترجمه فارسی
چکیده
کلید واژه ها
1. مقدمه
2. مدل سیستم تهویه هوا
3. طراحی سیستم HVAC بلادرنگ
4. سیستم استنتاج فازی مبتنی بر شبکه تطبیقی (ANFIS)
5. نتایج تجربی
6. نتیجه گیری
شکل 1. نمای شماتیک سیستم HVAC با دو منطقه
شکل 2. یک نمونه از راه اندازی آزمایشی سیستم HVAC بلادرنگ
شکل 3. نمودار بلوکی سیستم در نظر گرفته شده
شکل 4. ساختار مدل
شکل 5. مقادیر دمای منطقه 1
شکل 6. مقادیر دمای منطقه 2
شکل 7. مقادیر دمای اواپوراتور
شکل 8. نمودار بلوکی مدل های هوشمند پیشنهادی
شکل 9. سرعت موتور فن واقعی و پیش بینی شده
شکل 10. عملکرد آموزش مدل ANFIS برای اواپوراتور
شکل 11. نرخ شکاف واقعی و پیش بینی شده منطقه 1
شکل 12. عملکرد آموزش مدل برای منطقه 1
شکل 13. عملکرد آموزش مدل برای منطقه 2
شکل 14. عملکرد آموزش مدل برای منطقه 1
جدول 7. عملکرد پیش بینی مدل با MF های مختلف برای منطقه 2
جدول 6. ساختار مدل برای منطقه 2
جدول 5. عملکرد پیش بینی مدل با MF های مختلف برای منطقه 1
جدول 4. ساختار مدل برای منطقه 1
جدول 3. عملکرد پیش بینی مدل با MF های مختلف برای اواپوراتور
جدول 2. ساختار مدل برای اواپوراتور
جدول 1. توابع عضویت
کلید واژه ها
1. مقدمه
2. مدل سیستم تهویه هوا
3. طراحی سیستم HVAC بلادرنگ
4. سیستم استنتاج فازی مبتنی بر شبکه تطبیقی (ANFIS)
5. نتایج تجربی
6. نتیجه گیری
شکل 1. نمای شماتیک سیستم HVAC با دو منطقه
شکل 2. یک نمونه از راه اندازی آزمایشی سیستم HVAC بلادرنگ
شکل 3. نمودار بلوکی سیستم در نظر گرفته شده
شکل 4. ساختار مدل
شکل 5. مقادیر دمای منطقه 1
شکل 6. مقادیر دمای منطقه 2
شکل 7. مقادیر دمای اواپوراتور
شکل 8. نمودار بلوکی مدل های هوشمند پیشنهادی
شکل 9. سرعت موتور فن واقعی و پیش بینی شده
شکل 10. عملکرد آموزش مدل ANFIS برای اواپوراتور
شکل 11. نرخ شکاف واقعی و پیش بینی شده منطقه 1
شکل 12. عملکرد آموزش مدل برای منطقه 1
شکل 13. عملکرد آموزش مدل برای منطقه 2
شکل 14. عملکرد آموزش مدل برای منطقه 1
جدول 7. عملکرد پیش بینی مدل با MF های مختلف برای منطقه 2
جدول 6. ساختار مدل برای منطقه 2
جدول 5. عملکرد پیش بینی مدل با MF های مختلف برای منطقه 1
جدول 4. ساختار مدل برای منطقه 1
جدول 3. عملکرد پیش بینی مدل با MF های مختلف برای اواپوراتور
جدول 2. ساختار مدل برای اواپوراتور
جدول 1. توابع عضویت
ترجمه کلمات کلیدی
سیستم گرمایش - تهویه و تهویه مطبوع - پیش بینی سرعت موتور فن - کنترل جریان هوا - صرفه جویی در انرژی - کنترل دما - شبکه تطبیقی مبتنی بر سیستم استنتاج فازی
کلمات کلیدی انگلیسی
HVAC system,Fan motor speed predicting,Air flow control,Energy saving,Temperature control,ANFIS
ترجمه چکیده
در این مقاله یک سیستم HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع) دارای دو منطقه متفاوت طراحی شد و سرعت موتور فن برای به حداقل رساندن مصرف انرژی سیستم تهویه مطبوع توسط کنترلر PIDکنترل گردید (متناسب با انتگرال مشتق). دمای مطلوب با سرعت - جریان متغیر با در نظر گرفتن دمای محیط برای هر منطقه محقق شد. الگوریتم کنترل بود برای یک کنترلر منطق قابل برنامه ریزی (PLC) تبدیل شد. سیستم محقق شده توسط PLC الگوریتم کنترل PID مورد استفاده، کنترل شد. داده های خروجی ورودی / خروجی سیستم HVAC ابتدا ذخیره شدند و سپس این مجموعه داده ها برای پیش بینی سرعت موتور فن بر اساس سیستم استنتاج فازی بر مبنای شبکه تطبیقی (ANFIS) استفاده شدند. در شبیه سازی، مربعات میانگین ریشه (RMS) و ضریب تعیین چندگانه (R2) به عنوان دو معیار عملکرد برای مقایسه مقادیر پیش بینی شده و واقعی برای اعتبار سنجی مدل در نظر گرفته شدند. تمام شبیه سازی ها نشان داده اند که روش پیشنهاد شده موثرتر است و سیستم کاملا خوبی را کنترل می کند.
ترجمه مقدمه
آسایش مردم در محیط زندگی آنها تا حدی وابسته به کیفیت و درجه حرارت هوا در ساختمان آن هاست. سه سیستم مرتبط با یکدیگر برای ارائه دمای هوا و کیفیت مورد نظر استفاده می شود. این سیستم ها تهویه، سیستم گرمایش و سیستم تهویه مطبوع هستند. هدف از سیستم تهویه مطبوع ساختمان، ارائه راحتی حرارتی کامل برای ساکنان آن است. از سوی دیگر، صرفه جویی در انرژی در این سیستم یکی از مهمترین مسائل به دلیل هزینه آن است. از این رو درک جنبه های حداقل مصرف انرژی به منظور طراحی موثر سیستم تهویه هوا ضروری است. تیتیل و لوی روش درایوهای فرکانس متغیر را بکار گرفتند که به طور معمول برای تغییر سرعت پمپ و سرعت موتور فن در گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع ساختمان ها استفاده می شود (تیتیل و همکاران، 2008). در این برنامه ها، کنترل سرعت برای تنظیم جریان آب یا هوا استفاده می شود چون تنظیم سرعت یک روش کارآمد برای کنترل جریان است. هدف از این مطالعه ارائه یک مدل ترمودینامیکی برای چیلر تهویه هوا که به طور خاص برای تجزیه و تحلیل این موضوع طراحی شده است که چطور کنترل سرعت فن های كندانسور شرایط عملیاتی مختلف COP چیلر را تحت تأثیر قرار می دهند. علاوه بر این، مطالعه دیگری از همین نویسندگان برای بررسی چگونگی استفاده از فن های كندانسور سرعت متغیر برای کارآمدتر کردن چیلرهای هوا انجام شده است. علاوه بر این متغیر کنترل سرعت فن به طور فزاینده ای برای کمپرسورهای خنک کننده برای ذخیره سازی انرژی استفاده می شود. صرفه جویی در انرژی ماشی از کارآیی بهبود یافته موتور در هنگام عملیات با سرعت پایین تر تحت شرایط بارگذاری جزئی است. سیستم های تهویه مطبوع نیاز به کنترل متغیرهای محیطی مانند فشار، دما، رطوبت دارند. علاوه بر این، سیستم تهویه مطبوع برای پیاده سازی یک محیط حرارتی واقع بینانه از نظر دما و جریان هوا در فضای واقعیت مجازی لازم است. همانند دیگر برنامه های کاربردی صنعتی، اکثر کنترل کنندگان در سیستم های تهویه مطبوع از نوع انتگرال-مشتق متناسب (PID) هستند (بای و همکاران، 2000؛ سییم 1998). این عمدتا به دلیل این است که PID ساده است اما برای اکثر مشخصات برنامه های کاربردی HVAC بسیار مناسب است. با این حال، تنظیم یک کنترل کننده PID نیاز به یک مدل دقیق از فرایند و یک قانون طراحی کنترل کننده موثر دارد. علاوه بر آن، روش تنظیم می تواند زمان گیر، گران و دشوار باشد. تحولات در روش های هوشمند استفاده از تجزیه و تحلیل غیر خطی و کنترل را ممکن می سازند. روش های هوشمند با این حال، ابتدا برای افزایش استحکام مدل های موجود و دستیابی به مدل های جدید در سال های اخیر مورد استفاده قرار گرفته اند. علاوه بر کنترل PID سیستم های HVAC، مطالعات مختلف با استفاده از روش های هوشمند ارائه شده اند. یک مدل شبکه عصبی (NN) برای پیش بینی ضرایب فشار هوا در میان دهانه ها در یک اتاق آزمایش تهویه وزن سبک، یک طرفه توسعه داده شد. کاربرد تهویه طبیعی به عنوان یک سیستم خنک کننده منفعل در ساختمان های مدرن در کایزر با استفاده از شبیه سازی مدل های داخلی سرعت هوا مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از داده های شبیه سازی، یک مدل ANFIS برای پیش بینی میانگین سرعت هوا در محیط داخلی استفاده شد. یک رویکرد سیستماتیک برای کنترل نقطه تنظیم بهینه برای بخش داخلی ساختمان ارائه شده است. اجزای اصلی بخش داخلی ساختمان برای شناسایی پتانسیل حفاظت انرژی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. برای صرفه جویی در انرژی برای تحویل عرضه هوا و آب چیلر، یک روش تنظیم نقطه فشار متغیر با یک مثال ساده و یک شبکه عصبی هوشمند تحلیل شد. علاوه بر این، کنترل منطقی فازی (FLC) سیستم های HVAC توسط بسیاری از نویسندگان مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج به دست آمده با مقادیر کنترل PID مقایسه شدند و این مطالعات نشان دادند FLC نتایج خوبی دارد. FLC به طور گسترده ای در فرایندها مورد استفاده قرار می گیرد جایی که دینامیک های یا بسیار پیچیده هستند و یا ویژگی های بسیار غیر خطی از خود نشان می دهند. علاوه بر این، FLC یکی از طرح های کنترل های مفید است برای نیروگاه هایی که دارای مشکلات در مدل های ریاضیاتی هستند یا دارای محدودیت های عملکردی با روش های کنترل خطی معمولی هستند. FLC بر اساس تجربه انسان طراحی شده است این بدان معنی است که یک مدل ریاضی برای کنترل یک سیستم مورد نیاز نیست. به دلیل این مزیت، طرح های کنترل منطق فازی برای بسیاری از برنامه های کاربردی صنعتی اجرا شد. FLC ها با موفقیت در بسیاری از فرآیندهای صنعتی پیچیده و لوازم خانگی در سال های اخیر استفاده شده اند (تی سانگ 2001). اولین الگوریتم FLC توسط مامدانی برای سنتز پروتکل کنترل زبانی یک اپراتور با تجربه اجرا شده است ( مامدانی، 1974). در نتیجه، روش های تنظیم کنترل مختلف در ادبیات پیشنهاد شده اند مانند تنظیم خودکار، خودتنظیمی، هوش مصنوعی و روشهای بهینه سازی. در این مطالعه، با توجه به ادبیات فوق، سرعت موتور فن به منظور کاهش مصرف انرژی و برای رسیدن به درجه حرارت مطلوب مورد نیاز است. نرخ شکاف دامپر نیز متناسب با نرخ جریان هوا است. علاوه بر این، در این مطالعه یک سیستم تخصصی برای سرعت موتور فن و کنترل جریان هوای سیستم HVAC بر اساس ANFIS ارائه شده است. در شبیه سازی ها، میانگین مربعات میانگین ریشه (RMS) و ضریب تعیین چندگانه (R2) به عنوان دو معیار عملکرد برای مقایسه مقادیر پیش بینی شده و واقعی برای اعتبار سنجی مدل استفاده شدند. تمام شبیه سازی ها نشان داده اند که روش پیشنهادی موثر است و سیستم را به خوبی کنترل می کند. طرح کلی مقاله به شرح زیر میباشد. در بخش 2، مدل سیستم تهویه مطبوع ارائه شده است. طراحی سیستم HVAC بلادرنگ در نظر گرفته شده در بخش 3 ارائه شده است. بخش 4 به طور مختصر سیستم استنتاج مبتنی بر شبکه تطبیقی فازی (ANFIS) را ارائه می کند. سپس، در بخش 5، نتایج تجربی ارائه شده است. در آزمایش سرعت موتور فن و نرخ فاصله دمپر مناسب با با سرعت جریان هوا با استفاده از کنترل کننده های PID و ANFIS کنترل می شود. در نهایت نتیجه گیری در بخش 6 ارائه شده است.