混凝土地板辐射制冷系统在近几年得到了快速发展,但有关此类系统的建模分析和运行控制还面临很多问题。本文以实现系统运行成本最小为目标,并通过分析混凝土辐射地板制冷系统的系统特性,利用建筑围护结构及其内部蓄热体的蓄热作用,根据辐射供冷系统的特点充分考虑平均辐射温度对人体热舒适度的影响,合理控制系统运行,并在保证室内热舒适度的前提下加以实现。针对辐射地板制冷系统分析与运行控制中涉及的关键问题,建立系统模型、作用温度计算模型以及系统运行控制,运用理论分析、仿真模拟以及现场实测相结合的方法研究了以下内容:建立混凝土地板辐射制冷系统加新风辐射空调系统的RC网络模型,分析在外部扰动及温度调节作用下围护结构和地板表面温度的变动动态;在运用基于半张量积的模糊关系矩阵方法的基础上,建立相关参数与室内平均辐射温度的数学模型进而计算室内作用温度,从而使得室内热舒适度的分析更加符合辐射制冷系统特点;在系统RC网络模型基础上,利用系统状态空间模型,建立系统的模型预测控制模型,分析MPC策略与规则控制策略的不同,得到如下研究结果:(1)考虑辐射地板制冷系统的特点,利用RC网络方法建立系统的动态模型,对系统的运行动态进行分析,得到系统运行中状态参数。通过模型计算和实测对比,验证了模型的准确性。(2)通过基于半张量积的模糊关系矩阵方法,建立环境参数、状态参数与室内平均辐射温度和室内空气温度的关系模型。该模型避免了平均辐射温度的复杂计算,并具有良好的准确性。通过模型计算和实测数据进行对比,结果表明:室内平均辐射温度和室内空气温度在不同房间不同工况下,平均误差约3%,最大误差不超过6%,均方差在0.4以下,可以认为该模糊关系矩阵模型可靠。(3)在系统RC网络模型基础上,考虑分时电价,建立了混凝土地板辐射制冷系统的MPC系统,结合辐射制冷的特点,以作用温度作为约束条件之一,对比了MPC控制策略和规则控制策略的不同效果。结果表明:通过模拟控制安泰节能示范楼几个典型实验区的运行控制,相比较规则控制策略,节能率可达12.3%,节约用能成本约14.1%。混凝土地板辐射供冷系统将空调系统与建筑本身结合起来,基于MPC的运行控制系统在一定程度上利用了建筑本体包括地板蓄冷的蓄冷能力,转移了系统负荷,抑制了峰值负荷,改善了系统的供冷能力,并能够有效平衡热舒适和运行成本,具有较好的实用价值。(4)在实验室条件下,通过预测环境条件,对采用混凝土辐射地板制冷的轻质结构房屋实现了MPC控制策略,运行良好。由上述结论可以得出,对于地板辐射制冷形式,采用温湿度独立控制方法,在保证室内热舒适度的前提下,较大程度地降低了建筑能耗成本,并在实验条件下对系统加以实现。该研究结果将为辐射地板制冷系统的设计、系统运行控制策略的制定提供依据。