fortran與matlab混合編程實現(xiàn)溴化鋰水溶液的物性計算可視化.doc

fortran與matlab混合編程實現(xiàn)溴化鋰水溶液的物性計算可視化以溴化鋰水溶液為工質(zhì)的吸收式制冷既可利用蒸氣，熱水，燃?xì)狻⑷加偷饶茉?，還可利用工業(yè)余熱、廢熱、太陽能、地?zé)崮艿鹊推肺赌茉醋鳛閯恿?，同時工質(zhì)對大氣臭氧層無破壞作用，這些節(jié)能、環(huán)保方面獨(dú)特的優(yōu)勢使得溴化鋰吸收式制冷具有了廣闊的市場和良好的發(fā)展前景。隨著溴化鋰吸收式制冷機(jī)組在技術(shù)與應(yīng)用上的不斷發(fā)展，人們對機(jī)組的優(yōu)化設(shè)計、變工況條件下最佳運(yùn)行參數(shù)的動態(tài)調(diào)整和自動控制等方面提出了更高的要求，也越來越多地要求利用計算機(jī)進(jìn)行設(shè)計和計算。傳統(tǒng)的這類計算都要借助于溴化鋰水溶液的物性數(shù)據(jù)圖表，從圖表上查出或手算出有關(guān)物性參數(shù)和熱力過程特性數(shù)據(jù)。但是這種方法繁瑣，費(fèi)時，誤差較大，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在的應(yīng)用需求，為此，能不能找到一種可以動態(tài)繪圖，自動捕捉狀態(tài)點(diǎn)，鼠標(biāo)實時顯示狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)，并根據(jù)已知的的狀態(tài)參數(shù)求其他未知的參數(shù)，根據(jù)用戶需要直接繪制溴化鋰吸收式制冷循環(huán)流程圖的方法，已成了急需解決的問題?；诖?，本文嘗試從滿足以上幾種功能出發(fā)，利用fortran與matlab混合編程，充分結(jié)合fortran運(yùn)算速度快，matlab矩陣計算及圖形處理功能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，實現(xiàn)了溴化鋰水溶液物性計算的可視化。1 溴化鋰水溶液物性計算可視化的基本思想使用過fortran、c和c+等傳統(tǒng)的高級語言進(jìn)行編程的讀者可能都知道，在對矩陣，運(yùn)算尤其是復(fù)雜的繪圖操作時，程序設(shè)計將是一件非常困難，又不能很好的實現(xiàn)預(yù)想效果的任務(wù)，matlab（又稱matrix labrotary）就是mathworks 公司推出的最初用于解決該問題的以矩陣（matrix）和陣列（array）為基本編程單元的，擁有完整的控制語句、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、函數(shù)編寫與調(diào)用格式和輸入輸出功能的具有面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計特征的高級程序語言，其強(qiáng)大的科學(xué)計算與可視化功能，簡單易用的開放式可擴(kuò)展環(huán)境以及30 多個面向不同領(lǐng)域而擴(kuò)展的工具箱（toolbox）支持， 包括了通信系統(tǒng)、信號處理、圖象處理、小波分析、魯棒控制、系統(tǒng)辨識、非線性控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)化理論、樣條、商用統(tǒng)計分析等大量現(xiàn)代技術(shù)學(xué)科的內(nèi)容，使得matlab 在許多科學(xué)領(lǐng)域中成為計算機(jī)輔助設(shè)計與分析、算法研究和應(yīng)用開發(fā)的基本工具和首選平臺。本文就是基于matlab 的科學(xué)運(yùn)算環(huán)境，利用matlab外接程序接口api（matlab external appliction program i nterface）技術(shù)，通過mex 接口函數(shù)編譯由fortran 6.5 編寫的溴化鋰水溶液物性計算子程序，生成matlab 環(huán)境下可以直接調(diào)用的動態(tài)鏈接子程序dll 文件然后充分利用matlab 強(qiáng)大的圖形繪制及編輯功能，編程生成.m文件， 并在圖形用戶界面設(shè)計（gui）的基礎(chǔ)上,編寫實用且易于操作的用戶界面，實現(xiàn)人機(jī)交互繪圖，實時顯示狀態(tài)點(diǎn)，自動繪制流程圖等一系列在其他高級語言看來很難實現(xiàn)的功能。 2 實現(xiàn)溴化鋰水溶液物性計算可視化的步驟：1）fortran 環(huán)境下的溴化鋰物性子程序的編寫溴化鋰水溶液的物性實驗數(shù)據(jù)經(jīng)過多次改進(jìn)，并不斷擴(kuò)充其使用范圍，最初由美國供暖制冷空調(diào)工程師協(xié)會(ashrae)給出了溴化鋰水溶液的平衡方程1；文獻(xiàn)2則在總結(jié)前人實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，將溴化鋰水溶液的使用范圍從原來的濃度范圍065，溫度范圍0120 擴(kuò)充到了075，0190 ；其他的還有如文獻(xiàn)3提供的國內(nèi)溴化鋰水溶液的物性數(shù)據(jù)圖表.本文的溴化鋰水溶液物性子程序的編制是基于文獻(xiàn)1的物性方程,并利用文獻(xiàn)2的方程與數(shù)據(jù)將其范圍擴(kuò)充,然后與文獻(xiàn)3的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以得到適合國內(nèi)溴化鋰水溶液的物性方程。該溴化鋰水溶液物性程序包括20個子程序用來已知壓力p、濃度，溫度t，焓值h 中的任意兩個變量求其他變量的值，以及溶液平衡時水蒸氣或過熱蒸氣的焓值，純水的熱物理性質(zhì)等，每個子程序還可以同時求得溴化鋰水溶液的其他物性參數(shù)如導(dǎo)熱系數(shù)、粘度、密度、表面張力等。 2） 利用mex 接口函數(shù)生成可以被matlab 識別的fortran-mex 文件所謂mex 接口函數(shù)，實際是一種動態(tài)鏈接的子程序，同matlab的內(nèi)置函數(shù)一樣，能被matlab 的解釋器自動裝入、運(yùn)行。matlab中mex文件的擴(kuò)展名可以為.mex或.dll，它是由fortran經(jīng)過編譯生成的matlab動態(tài)鏈接子程序，需要強(qiáng)調(diào)的是fortran下mex文件的數(shù)據(jù)類型只能是雙精度型（double precision），不像c語言那樣，有matlab支持的數(shù)據(jù)類型。通常一個典型的fortranmex 文件由兩部分組成，一個就是包含你要實現(xiàn)的計算功能的子例行程序（不能是函數(shù)），該子例行程序?qū)嶋H上就是純fortran環(huán)境下編寫的源程序，而另一個同時也是最主要的部分就是入口程序，該入口程序負(fù)責(zé)matlab與fortran語言之間的數(shù)據(jù)輸入與輸出，也即可以在matlab的環(huán)境下輸入變量，通過該接口程序傳給fortran進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果賦給輸出變量，然后通過該接口程序，返回到matlab進(jìn)行輸出，這樣就完成了matlab對fortran函數(shù)的調(diào)用，典型的調(diào)用過程可見圖1。能夠?qū)崿F(xiàn)接口程序的函數(shù)是mexfunction，它由四個參數(shù)prhs, nrhs, plhs, nlhs 構(gòu)成，這里：prhs輸入變量的陣列；nrhs輸入變量的個數(shù)；plhs輸出變量的陣列；nlhs輸出變量的個數(shù)； matlab 環(huán)境輸入數(shù)據(jù) 圖1 fortranmex 文件執(zhí)行過程示意圖 以已經(jīng)編譯通過的一段fortran-mex程序為例，說明為了實現(xiàn)matlab對fortran函數(shù)的直接調(diào)用，需要在fortran程序的基礎(chǔ)上附加的入口程序，該程序用來已知溴化鋰水溶液的溫度，濃度求焓值，具體程序參見附錄。 3） fortran 編譯器（complier）的設(shè)置在安裝了compaq fortran version 6.x，digital fortran version 5.x，或fortran powerstation 4.0（或其他版本）的前提下，使用mexsetup命令即可實現(xiàn)fortran 編譯器的設(shè)置。運(yùn)行后，顯示如下結(jié)果： mex -sutupselect a compiler:1 compaq fortran version 6.5 in c:program filesmicrosoft visual studio2 lcc c version 2.4 in c:matlab6p1syslcc3 microsoft visual c/c+ version 6.0 in c:program filesmicrosoft visual studio0 none 由于本機(jī)安裝的fortran版本是compaq fortran version 6.5選擇1，然后選擇y確定項，就可完成fortran默認(rèn)編譯器的設(shè)置。以已經(jīng)編譯完成的溴化鋰物性子程序為例，運(yùn)行結(jié)果如下： mex hlibr.f 編譯前面已經(jīng)編寫完的fortranmex 文件hlibr.f h=hlibr(40,50) 計算濃度40，溫度t50 的焓值 h= 106.6005 焓值的計算結(jié)果 4） matlab 環(huán)境下編寫繪圖程序由于matlab自身已經(jīng)集成了許多圖形繪制及編輯命令，如設(shè)置圖形屬性，軸屬性，設(shè)置坐標(biāo)，以及添加文本，箭頭，和圖形放大，縮小等，免去了在fortran下編寫大段程序?qū)崿F(xiàn)圖形繪制的復(fù)雜勞動。這樣我們便可以利用編譯完成的fortranmex程序，通過循環(huán)計算并利用matlab的圖形繪制命令，生成基本的溴化鋰物性計算圖表，并在此基礎(chǔ)上利用圖形用戶界面（gui）技術(shù)，設(shè)置鼠標(biāo)動態(tài)捕捉狀態(tài)點(diǎn)，實時顯示鼠標(biāo)當(dāng)前位置溶液的各種參數(shù)，然后根據(jù)用戶在輸入對話框里輸入的循環(huán)的初始條件，在相應(yīng)的p-t圖/h-圖上自動繪制流程圖，并進(jìn)一步計算出高低壓發(fā)生器，吸收器，高低交熱交換器，以及蒸發(fā)器，吸收器的熱負(fù)荷和其他相關(guān)的數(shù)據(jù)。3 溴化鋰水溶液物性計算可視化程序功能介紹以在pt 圖上繪制單效溴化鋰吸收式制冷循環(huán)為例，簡要介紹該程序?qū)崿F(xiàn)的部分功能（見圖2、圖3）： 圖2單效循環(huán)狀態(tài)參數(shù)輸入對話框 圖3溴化鋰水溶液物性計算可視化程序功能簡介 1) 基于malab的基本菜單：file 菜單用于一般的文件打開、關(guān)閉、保存、導(dǎo)出圖形、頁面設(shè)置、打印功能；edit 菜單除了常用的編輯命令外，還有專門針對圖形屬性設(shè)置的命令，如：figure properties，axis properties，current object properties 等用來設(shè)置圖形，軸的屬性，以及當(dāng)前實體的屬性；view 菜單包括figure toolbar和camera toolbar，用來打開圖形工具欄和照相機(jī)工具欄；insert 菜單可以允許用戶插入x、y、z軸的標(biāo)注，以及文本、箭頭、直線、圖形標(biāo)題等很多與圖形相關(guān)的功能；2) 專門用于本程序的自編制菜單：graph 菜單用來繪制溴化鋰水溶液的p-t 圖、h-圖（包括等溫線、等壓線、以及平衡狀態(tài)下對應(yīng)的水的等壓焓值線）、以及溶液的密度、表面張力、動力粘度曲線等子菜單；該菜單的一個另外的功能就是要在圖形繪制完畢的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)鼠標(biāo)移動時根據(jù)所選擇的曲線的不同來決定label控件所顯示的值。比如在p-t圖下，坐標(biāo)軸的橫坐標(biāo)是t， 縱坐標(biāo)是p，而在h-圖下，坐標(biāo)軸的橫坐標(biāo)是，縱坐標(biāo)是h，但是在捕捉鼠標(biāo)當(dāng)前位置時，matlab本身不會區(qū)別當(dāng)前是什么圖，而只能得到鼠標(biāo)相對于坐標(biāo)原點(diǎn)的位置，所以，就要加上一些判斷語句來判斷用戶當(dāng)前繪制的是哪一種圖，然后據(jù)此設(shè)置不同的回調(diào)函數(shù)，得到與當(dāng)前圖形對應(yīng)的橫、縱坐標(biāo)，而其他的狀態(tài)參數(shù)由于不能直接從圖形上讀出，則還需要通過編譯完成的fortranmex程序來計算該點(diǎn)的其他函數(shù)值，這樣就可以實現(xiàn)鼠標(biāo)在圖形上方移動時，根據(jù)繪制曲線的不同，分別實時顯示對應(yīng)的狀態(tài)參數(shù)值。query 菜單用來控制鼠標(biāo)實時顯示功能的啟動與關(guān)閉，它包括了兩個菜單命令start 和stop 。cycle 菜單包含了溴化鋰吸收式制冷常見的循環(huán)形式，可以根據(jù)用戶在輸入對話框(input dialog)（見圖2） 里提供的循環(huán)控制參數(shù)來自動繪制流程圖，并可同時計算得出吸收式制冷各裝置的進(jìn)出口狀態(tài)，以及各裝置的負(fù)荷，當(dāng)然，還可進(jìn)一步進(jìn)行各裝置的選型計算等。 4 結(jié)論1） 介紹了matlab與fortran混合編程的基本原理與實現(xiàn)溴化鋰水溶液物性計算可視化的步驟，通過將fortran編寫的溴化鋰物性子程序編譯為fortranmex文件，繼而生成動態(tài)鏈接子程序.dll，實現(xiàn)了matlab對fortran程序的調(diào)用。2） 利用matlab強(qiáng)大的矩陣計算、圖形繪制及編輯功能，編制圖形用戶界面，實現(xiàn)了溴化鋰水溶液物性計算的可視化。3） 簡要介紹了該程序的基本功能，可以看出，利用matlab與fortran混合編程完全可以實現(xiàn)溴化鋰水溶液的可視化，從而為今后的設(shè)計、計算提供了非常方便、實用的工具。住宅小區(qū)集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)及其基于網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)1 引言建筑能耗在全球能源的消耗中占有相當(dāng)大的比例，在一些發(fā)達(dá)國家，其比例有的已達(dá)到40%。我國作為一個發(fā)展中國家，近年來建筑能耗所占的比重也越來越大，業(yè)已占到全國總能耗的20%左右，這其中更有85%的是用于建筑的采暖和空調(diào)1。由于我國用于發(fā)電的一次能源在多為原煤（原煤發(fā)電約占總量的75%左右），而原煤屬于不清潔能源，其在開采、運(yùn)輸、使用過程中都會對環(huán)境造成極大的污染。因此，做好建筑能耗的優(yōu)化管理就可達(dá)到節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的雙重目的。住宅小區(qū)集中供冷是指通過小區(qū)內(nèi)的管網(wǎng)向用戶輸配供應(yīng)冷源機(jī)房生產(chǎn)的冷水，以滿足用戶空氣調(diào)節(jié)的需要。由于集中供冷的規(guī)模效應(yīng)，使得它在防止大氣污染、提高能源利用率、有效利用空間、全國各地和資金、美化城市形象等方面具有十分突出的優(yōu)點(diǎn)，非常符合綠色建筑、健康住宅的健康、舒適、節(jié)能、環(huán)保的要求，因而有著重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，是現(xiàn)代化住宅小區(qū)建筑空調(diào)發(fā)展的必然趨勢。由于住宅小區(qū)的集中供冷系統(tǒng)非常復(fù)雜，因此對其進(jìn)行優(yōu)化管理必須引進(jìn)系統(tǒng)工程的概念，不能僅僅只從技術(shù)或經(jīng)濟(jì)的角度對其進(jìn)行考慮，而應(yīng)該全面考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、人文等多方面因素。基于以上這種理念，我們經(jīng)過大量的工作后，提出了基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)框架及其實現(xiàn)途徑。該系統(tǒng)充分利用控制、計量、廢熱利用等多種手段，對住宅小區(qū)集中供冷系統(tǒng)的設(shè)計、建造、使用等過程進(jìn)行全程優(yōu)化管理。 2 集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)本文提出的住宅小區(qū)集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)包括以下幾個部分：住宅小區(qū)集中供冷冷源決策系統(tǒng)、住宅小區(qū)集中供冷最優(yōu)設(shè)計系統(tǒng)、集中供冷系統(tǒng)與人工景觀相結(jié)合的技術(shù)、住宅小區(qū)集中供冷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和住宅小區(qū)集中供冷自動計費(fèi)系統(tǒng)。21 住宅小區(qū)集中供冷冷源決策系統(tǒng)2傳統(tǒng)的集中供冷冷源決策往往只注重某個方面因素的分析，而不涉及復(fù)雜因素的相互影響。由于住宅小區(qū)集中供冷是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，其最優(yōu)性受到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、文化等多個方面的制約，因此，僅僅只從某個方面進(jìn)行分析，肯定不能得出一個滿意的結(jié)果。本文提出的住宅小區(qū)集中供冷冷源決策系統(tǒng)采用美國數(shù)學(xué)家t.l.sady教授在20世紀(jì)70年代提出的層次分析法（analytical hierarchy process，簡稱ahp）對住宅不區(qū)的集中供冷冷源進(jìn)行決策。層次分析法是一種把數(shù)據(jù)、專家意見和分析人員的判斷有效結(jié)合的方法，是一種定性分析和定量分析相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法。它把一個復(fù)雜的問題分解成各組成因素，然后用兩兩比較的方法確定決策方案中各因素的相對重要性。由于住宅小區(qū)集中供冷冷源決策中具有諸多因素不能明確化的特點(diǎn)，如系統(tǒng)對環(huán)境的影響以及系統(tǒng)的可靠性等，因此，層次分析法能很好地應(yīng)用于集中供冷系統(tǒng)的冷源決策過程。22 住宅小區(qū)集中供冷最優(yōu)設(shè)計系統(tǒng)3冷源形式確定后，利用住宅小區(qū)集中供冷最優(yōu)設(shè)計系統(tǒng)可以對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。該系統(tǒng)采用計算機(jī)模擬分析的方法，以整個集中供冷為其優(yōu)化對象。它首先對住宅小區(qū)集中供冷的全年能耗按變基準(zhǔn)溫度度日法進(jìn)行預(yù)測，然后采用壽命周期費(fèi)用（life cycle cost，簡稱lcc）分析法對整個集中供冷系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，從而得出冷源以及冷水輸配系統(tǒng)的最佳配置、冷水的最優(yōu)供回水溫差等。23 集中供冷系統(tǒng)與人工景觀相結(jié)合的技術(shù)3隨著人們生活水平的提高，人們對環(huán)境的要求也越來越高，在一些住宅小區(qū)中，噴泉和人造瀑布等人工景觀隨處可見。集中供冷系統(tǒng)的冷卻塔通常會發(fā)出較大的噪聲，且其形象與周圍環(huán)境也極不協(xié)調(diào)。因此，我們特提出了一種利用噴泉或人造瀑布來代替冷卻塔對循環(huán)冷卻水進(jìn)行冷卻的方案（圖1和圖2）。采用這種方案后，可以達(dá)到美化環(huán)境、改善小區(qū)微氣候，減少冷卻塔的投資和消除冷卻塔的運(yùn)行噪聲等目的，從而使得集中供冷系統(tǒng)對小區(qū)環(huán)境的影響降到最小。圖1噴泉冷卻方式 圖2 人工瀑布冷卻方式通過對該方案的熱力分析和其它相關(guān)技術(shù)的研究表明，經(jīng)過精心的設(shè)計、完善的運(yùn)行管理、巧妙的布局，將循環(huán)冷卻水應(yīng)用于小區(qū)水景工程中是完全可行的。24 住宅小區(qū)集中供冷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)4集中供冷系統(tǒng)可以分為四個部分：冷源、冷卻水系統(tǒng)、冷水系統(tǒng)和末端用戶。由于受計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)等科學(xué)的限制，傳統(tǒng)的集中供冷系統(tǒng)一般采用和設(shè)備單體控制的方法，即系統(tǒng)中每個部分的控制都是各自為政，沒有考慮集中集中供冷中各個部分之間的相互影響，每個部分都有著自己獨(dú)立的控制方案，而不是從系統(tǒng)的整體出發(fā)，沒有一個統(tǒng)一的最優(yōu)控制方案。另外，其每個部分的控制方案都是一成不變的，都是建立在一些憑經(jīng)驗建立的數(shù)學(xué)模型上，而沒有考慮到具體系統(tǒng)的不同。與傳統(tǒng)的控制方案不同，集中供冷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)把整個集中供冷系統(tǒng)（除開末端用戶部分）作為自己的優(yōu)化控制目標(biāo)，不再只是孤立地對各個部分進(jìn)行控制，而是充分考慮到各個部分之間的相互影響。在集中供冷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中，它不僅利用最新的計算機(jī)通信技術(shù)把整個系統(tǒng)有機(jī)的聯(lián)合起來，而且還利用人工智能新技術(shù)對整個系統(tǒng)的控制過程進(jìn)行最優(yōu)化的處理，最后，它利用節(jié)能效果極佳的變頻技術(shù)使整個系統(tǒng)真正在最節(jié)能最高效的狀況下運(yùn)行。25 住宅小區(qū)集中供冷自動計費(fèi)系統(tǒng)5在我國，由于各方面的原因，現(xiàn)有的對集中供冷的收費(fèi)仍采用傳統(tǒng)的按面積收費(fèi)的方法，該方法存在著許多的弊端，造成了能源的大量浪費(fèi)。由于集中供冷計費(fèi)能夠?qū)⒂脩舻淖陨砝媾c其能量的消耗結(jié)合起來，這勢必會增加用戶的節(jié)能意識，推動節(jié)能工作的良性向前發(fā)展，并使得用戶的生活水平環(huán)境不斷地提高和改善。因此，在集中供冷的住宅小區(qū)中必須進(jìn)行分戶計費(fèi)。通過對現(xiàn)有集中供冷收費(fèi)方法進(jìn)行詳細(xì)地分析后，我們提出了一個基于公平的集中供冷計費(fèi)方法，該方法充分考慮到各用戶圍護(hù)結(jié)構(gòu)的不同和用戶之間熱傳遞所帶來的影響，因此可以大幅減少在計費(fèi)中出現(xiàn)的一些糾紛，增加計費(fèi)的公平性。在此基礎(chǔ)上開發(fā)集中供冷計費(fèi)系統(tǒng)可以自動對各用戶消耗的冷量進(jìn)行計量，并可根據(jù)積壓用戶的圍護(hù)結(jié)構(gòu)對其消耗的冷量進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。采用住宅小區(qū)集中供冷自動計費(fèi)系統(tǒng)后，可以促進(jìn)用戶更加主動地節(jié)約能源，從根本上杜絕集中供冷能源的人為浪費(fèi)。3 集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通過對住宅小區(qū)集中供冷系統(tǒng)和各種通信技術(shù)的綜合分析，集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)采用lontalk作為自己的通信協(xié)議來集成集中供冷系統(tǒng)內(nèi)的各類子系統(tǒng)：集中供冷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、集中供冷自動計費(fèi)系統(tǒng)以及其他控制或管理子系統(tǒng)。lonworks現(xiàn)場總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活多變，可根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用不同的網(wǎng)絡(luò)連接方式，具有高度的可靠性、較好的可維護(hù)性和擴(kuò)充性。在lonworks現(xiàn)場總線中，由于采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-網(wǎng)絡(luò)變量，各類設(shè)備采集的數(shù)據(jù)可以共享，因此能節(jié)約大量的設(shè)備費(fèi)用。建立在lonworks現(xiàn)場上的lontalk是一種開放性通信協(xié)議，遵守協(xié)議的設(shè)備和系統(tǒng)可以直接互連，組成無主站點(diǎn)對點(diǎn)的分布式網(wǎng)絡(luò)。由于lontalk通信協(xié)議已被子世界上3000多家著名企業(yè)采用，使得其已成為事實上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)可能通過internet與外界聯(lián)系，這使得決策人員、操作人員和管理人員可以集中供冷系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，維修人員可在千里之外對其進(jìn)行處理，因而能節(jié)省大量的人力和物力。（圖3）圖3 集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)在集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)中，我們采用密套接字協(xié)議層（security socket layer，簡稱ssl）技術(shù)來保證系統(tǒng)的安全性，允許客戶/服務(wù)器應(yīng)用程序之間的通信不會被偷聽、篡改和偽造。協(xié)作管理環(huán)境（cooperation management enviroment,簡稱cme）軟件功能模塊包括電子白板、基于web的訪問工具、多媒體數(shù)據(jù)存儲、文本信息交流工具和傳輸工具，通過這些工具，監(jiān)控人員即使在千里之外，也會覺得自己跟被管理的設(shè)備近在咫尺。4 應(yīng)用實例應(yīng)深圳市某單位的要求，我們利用本文提出的住宅小區(qū)集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)對深圳市某住宅小區(qū)的集中供冷系統(tǒng)進(jìn)行了方案設(shè)計。該住宅小區(qū)位于深圳市區(qū)，預(yù)計住戶總數(shù)將達(dá)到31240戶。根據(jù)該小區(qū)的規(guī)劃，我們擬設(shè)立三個集中供冷系統(tǒng)對小區(qū)進(jìn)行供冷，其中，系統(tǒng)a共有住戶13337戶，系統(tǒng)b共有住戶8691戶，系統(tǒng)c共有住戶9212戶。 以下是我們?yōu)樵撔^(qū)設(shè)計的集中供冷系統(tǒng)部分方案：（1）集中供冷冷源使用的能源，可以分為電力方式、熱力方式和混合方式。其中熱力方式包括燃?xì)狻⑷加?、燃煤、外部供汽四種情況，混合方式指電力與熱力兼有的方式。與以上三種能耗方式對應(yīng)，集中供冷系統(tǒng)常用的冷源設(shè)備主要是離心式（或螺桿式）制冷機(jī)和吸收式制冷機(jī)（包括直燃吸收式制冷機(jī)和蒸汽型吸收式制冷機(jī)）。根據(jù)本文提出的集中供冷冷源決策系統(tǒng)和深圳當(dāng)?shù)氐哪茉凑撸紤]到設(shè)備的初投資（包括增容費(fèi)）、運(yùn)行費(fèi)用（與當(dāng)?shù)氐碾妰r、燃油價、天然氣價等密切相關(guān)）、工作可靠性、對環(huán)境的影響等幾個方面的因素后認(rèn)為：在該小區(qū)的集中供冷系統(tǒng)中采用燃油價、天然氣價等密切相關(guān)）、工作可靠性、對環(huán)境影響等幾個方面的因素后認(rèn)為：在該小區(qū)的集中供冷系統(tǒng)中采用燃?xì)庑椭比紮C(jī)具有最佳的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。（2）由地該住宅小區(qū)集中供冷系統(tǒng)的供冷范圍比較大，這就使得冷水輸送系統(tǒng)的消耗的能量非常大，而且室外管網(wǎng)的初投資和管網(wǎng)的冷損失也隨著增大。通過對整個系統(tǒng)的優(yōu)化分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)維持冷水機(jī)組的供水溫度不變而提高回水溫度時，可以提高整個集中供冷系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)過詳細(xì)計算確定，該小區(qū)集中供冷系統(tǒng)的最佳供回水溫差為t=89。（3）為了進(jìn)一步美化該住宅小區(qū)的環(huán)境，我們設(shè)計了利用人工瀑布或噴泉代替冷卻塔對循環(huán)冷卻水進(jìn)行冷卻的方案。具體方案為：在噴泉、瀑布跌落的水池中堆放一定的淋水填料，在填料的下部安裝有風(fēng)機(jī)，這樣就形成一個降低水溫用的冷卻構(gòu)筑物。其中，風(fēng)機(jī)用