集中式空调系统变水温与变风量协调优化节能效果研究

发布时间：2020-07-14 16:25

【摘要】：随着人们生活水平的提高,用于改善人们生活、工作场所室内热环境的集中式空调系统能耗也越来越高。因此,为了响应国家节能号召,提高建筑用能效率,对集中式空调系统运行策略进行节能优化是十分有必要的。在变风量空调系统的基础上采取变水温调节运行策略,通过变风量与变水温调节协调优化,将集中式空调系统能耗进一步降低。采用变水温调节策略可实现集中式空调系统整体能耗降低,而不仅仅只着眼于冷机能耗的降低,同时还需满足建筑的空调设计参数标准的要求。以变风量空调系统实验室为平台,在实验验证的TRNSYS仿真模型基础上,分析变风量空调系统不同负荷率下的最优冷冻水供水温度,建立仿真模型,分析变风量空调系统不同负荷率下的最优冷冻水供水温度,系统分析空调系统变水温运行的节能性。首先,简介了变水温、变风量空调系统的原理与控制方法以及TRNSYS模拟仿真软件;给出建模所需用到的各部件数学模型,初步建立变风量空调系统仿真模型。然后,结合实验数据进一步完善模型,验证模型可靠性。分析不同负荷率下变水温对空调系统各设备性能的影响,得出不同负荷率段使变风量空调系统最节能的冷冻水出水温度设定值。最后,在相同的实验前提下,对比变风量与变水温协调优化前后的空调系统能耗和空调区域温湿度控制情况,发现在变水温控制策略下的变风量空调系统能较好地将各房间温度控制在26℃左右,相对湿度大部分时间保持在40%~50%范围内,且比变风量空调系统总体节能5.88%,冷机节能8.03%。研究结果表明:集中式空调系统变冷冻水供水温度运行有助于整体降低系统能耗,且对空调区域热舒适性的影响较小,可以为实际工程的集中式空调系统前期设计和后期运营提供借鉴和参考。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU831
【图文】：

平面图,变风量空调系统,实验平台

及传感器若干。鉴于第三章将介绍本实验平台建筑模型的建立，为防止赘述，实验平台平面图详见第三章的第 3.5 节。图2.1 变风量空调系统实验平台图其中为实验平台提供冷源的是型号为 MAC100DR-FAB 的麦克维尔公司的风冷热泵机组，现场安装图如图 2.2 所示；空调机组采用的是型号为 TZK-05Z 的台佳机电公司的组合式空调机组，与风管现场连接图如图2.3所示；组合式空调机组内置型号为EDK2.8A的英德利空调公司的离心风机作为空调系统送风风机，功率为 2.2kW，风量 5000m3/h，其他设备具体参数见第 2.3 节设备型号表。

风冷热泵机组,现场安装

长安大学硕士学位论文8图2.2 风冷热泵机组现场安装图图2.3 风管与组合式空调机组现场连接图实验平台由自动控制系统和集中式空调系统两部分组成。自动控制系统由传感器、执行器、和上位机中的控制软件组成。实验平台的电气控制柜现场安装如图 2.4 所示，自控系统的传感器、执行器如图 2.5，水系统装有温度传感器、流量传感器、热表、电动水阀执行器等等，风系统系统装有温度传感器、相对湿度传感器、风速传感器、焓值传感器、压力传感器、电动风阀执行器、风机变频器等等，此外，实验平台风系统的变风量箱是RSV-TU-1-I系列的美国皇家空调设备工程有限公司生产的单风道变风量末端，现场图如图 2.6 所示。用于系统发出控制命令的上位机为一台联想台式计算机，安装有人机交互软件，上位机利用人机交互软件开发人机交互界面，通过 OPC 与 PLC 建立通信

现场连接,组合式空调机组,风管

8图2.2 风冷热泵机组现场安装图图2.3 风管与组合式空调机组现场连接图实验平台由自动控制系统和集中式空调系统两部分组成。自动控制系统由传感器、执行器、和上位机中的控制软件组成。实验平台的电气控制柜现场安装如图 2.4 所示，自控系统的传感器、执行器如图 2.5，水系统装有温度传感器、流量传感器、热表、电动水阀执行器等等，风系统系统装有温度传感器、相对湿度传感器、风速传感器、焓值传感器、压力传感器、电动风阀执行器、风机变频器等等，此外，实验平台风系统的变风量箱是RSV-TU-1-I系列的美国皇家空调设备工程有限公司生产的单风道变风量末端，现场图如图 2.6 所示。用于系统发出控制命令的上位机为一台联想台式计算机，安装有人机交互软件，上位机利用人机交互软件开发人机交互界面，通过 OPC 与 PLC 建立通信

【参考文献】