基于特征识别的空调系统运行优化策略研究

发布时间：2020-06-09 13:59

【摘要】：由于常规空调系统80%以上的时间处于部分负荷下运行,因此以额定工况下系统性能最佳为目标设计的空调系统难以在部分负荷下高效运行,存在通过优化运行参数进一步提升系统能效的潜力。研究部分负荷下空调系统各运行参数的优化控制策略,利用仿真模拟是较易实现的手段。然而在对既有空调系统进行建模和仿真时,由于部分结构参数难以获取,导致对依据设备具体结构参数进行的精确模拟较难实现。为此,本文在结构参数缺省条件下通过采用特征识别建模法构建空调系统仿真模型,并将优化算法与仿真模型相结合,对空调系统各运行参数进行优化调整,这对实现空调系统部分负荷下的节能运行具有重要研究价值。论文基于一种将各部件未知结构参数集总,并利用少量实测数据获取集总后的结构参数值(即为特征参数,不同设备具有唯一特定的特征参数)的建模方法,即特征识别建模方法,构建空调系统整体仿真模型。为验证所建立仿真模型的准确性,搭建了空调系统综合性能实验平台,在变冷冻水流量、变冷冻水水温和变表冷器风量三种不同工况下,对空调系统进行实验和模拟对比,结果表明该模型具有较高精度,制冷量、COP、综合效率和除湿量的偏差均在10%以内。在仿真模拟过程中引入优化算法以寻找系统最优运行工况,是快速有效解决空调系统仿真模拟优化问题的重要途径。因此本文将简单罚函数模式搜索法应用于空调系统仿真模拟优化中,并将利用该优化算法得到的优化结果与空调系统实际运行结果对比,结果表明在满足相同制冷量的前提下,与实验工况相比,优化后系统综合效率提升率达11%以上。同时,探究了寻优初值和寻优变量取值范围对寻优算法计算速度和精度的影响,为寻优计算初值和各变量取值范围的选取提供理论依据。在此基础上从空调系统整体能效最优出发,分别研究了部分负荷下单台冷水机组运行空调系统和多台冷水机组联合运行空调系统的仿真模拟优化策略。对单台冷水机组运行空调系统,研究了优化后系统性能参数随不同室外气象条件和不同负荷率的变化规律,结果表明随系统负荷率的降低,冷水机组COP先增大后减小,而空调系统综合效率随系统负荷率的降低先缓慢增加再迅速减小,且在不同室外气象条件下冷水机组COP和系统综合效率随负荷率的变化规律相同。对两台冷水机组联合运行空调系统,探究了两种不同负荷分配方案下的优化策略,结果表明当空调系统总负荷率大于35%时,应由两台冷水机组各承担50%冷负荷;而当空调负荷率小于35%时,应由主冷水机组承担全部负荷,从冷水机组关闭。同时研究表明该优化策略适用于不同室外气象条件工况。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU831

【参考文献】

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本文编号：2704789