王子轩，姚晔*，赵鹏生

（1-上海交通大学制冷与低温工程研究所，上海 200240；2-上海真聂思楼宇科技有限公司，上海 200331）

0 引言

低碳经济的发展对建筑节能提出了越来越高的要求。据统计，中央空调系统占建筑年平均能耗的50%[1]。集中式中央空调在公共建筑中应用普遍，其节能空间大，集成度高，测控模块完备，为优化控制提供了硬件支持，是空调节能的焦点。

许多学者在集中空调节能控制方面进行了研究。LIANG 等[2]建立了ARMAX 预测模型，并运用模型预测实时调整风阀开度，实现了空气处理设备（Air-handling Unit，AHU）层面的节能。MOSSOLLY 等[3]使用遗传算法对一个七区域的小型空调系统进行优化，实现了权衡能耗和空气质量的多目标优化。LI 等[4]考虑电价和热负荷等时变因素，优化了空调系统的经济性。蔡盼盼等[5]以一个空调系统实验台为对象，进行了低维度空调系统的建模和优化研究。AFROZ 等[6]将空调系统的建模方法分为白箱、灰箱和黑箱3 大类进行了综述性概括。GHAHRAMANI 等[7]对HVAC 系统进行了无模型控制的仿真研究。负荷预测和建模方面也有较多研究[8-12]。

相较于有模型控制，无模型控制由于需要通过试错进行启发性训练，从算法仿真到工程应用需要付出更多的稳定性的代价和训练时间。因此，本文从系统建模和模型求解角度进行研究。

高维度是集中空调系统优化控制的难点。建筑热负荷主要来自外墙传热、太阳辐射和人员设备散热[13]，因此一栋建筑不同区域的热负荷具有差异性，而一栋公共建筑的众多区域往往由一套中央空调系统提供冷量，这在数学模型上反映为优化参数的高维度。……