基于参数集总的既有中央空调系统模型优化与应用

发布时间：2017-06-26 07:09

  本文关键词：基于参数集总的既有中央空调系统模型优化与应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：建筑空调负荷随室外气象条件、室内人员流动及室内热源的变化而变化,而传统空调系统是以额定工况下运行最佳为设计依据,造成了部分负荷下运行效率的降低。因此需要研究空调系统在部分负荷下的运行规律及节能优化控制策略,而借助仿真模拟手段是较易实现的方法。但对于既有中央空调系统,其各部件的具体结构参数较难获取,导致以具体结构参数为基础的精确模拟难以实现。针对上述问题,本文在难以获得系统各部件具体结构参数的条件下,将理论推导、数值模拟与实验研究相结合,建立了基于未知结构参数集总的中央空调系统仿真模型；并通过研究实测数据对模型精度的影响,提出了在大量实测数据中提高模型准确性的数据选取方法；在此基础上,以系统整体运行最佳为目标,研究了部分负荷下中央空调系统节能优化运行的综合控制策略。论文通过将系统各部件未知结构参数集总并通过系统实际运行数据获取各设备的模型参数,建立了包括冷水机组、表冷器、冷却塔、输送设备等中央空调系统各部件模型,并根据空调系统实际运行特性,最终建立了基于参数集总的既有中央空调系统仿真模型。通过构建中央空调系统综合性能实验平台,研究了实测数据对模型参数求解及系统模型仿真精度的影响。结果表明：选取5个工况×2组实测数据比2个工况×5组实测数据可使模型精度显著提高,前者各主要性能参数平均相对误差在12.9%以内,而后者在16.2%以内；不同实验工况的个数是影响系统模型精度的主要因素,在实际求解模型参数时应尽可能获得多的实验工况,以保证系统模型的精度。基于已验证的中央空调系统仿真模型,对比研究了变单一运行工况对空调系统的性能影响规律,以此指导空调系统部分负荷下节能优化运行综合控制策略的制定,并从室外气象条件变化、房间冷负荷变化两个引起空调负荷变化的主要因素出发,分别对两种情况下的综合控制策略进行了模拟研究及分析对比：对于室外气象条件变化引起的部分负荷下的综合控制策略,在满足送风除湿要求的情况下,选择变压缩机频率、变冷冻水流量和变空调箱风量的综合控制策略下运行,系统综合效率可比选择变压缩机频率和变空调箱风量的综合控制策略提高9.5%；对于房间冷负荷变化引起的部分负荷下的综合控制策略,采用不同空调箱送风量下的综合控制策略比采用不同空调箱送风干球温度下的综合控制策略,可使系统在整个部分负荷条件下有高的综合效率及除湿能力。
【关键词】：既有中央空调系统 参数集总 实测数据选取 部分负荷 运行优化
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU831
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 主要符号表10-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.1.1 课题研究背景11-12
• 1.1.2 课题研究意义12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 结构参数缺省条件下空调系统各设备建模研究12-13
• 1.2.2 中央空调系统建模与优化研究13-14
• 1.3 论文研究内容14-15
• 第二章 基于参数集总的中央空调系统仿真模型的建立15-31
• 2.1 冷水机组性能模型15-21
• 2.1.1 压缩机模型15-17
• 2.1.2 冷凝器模型17-20
• 2.1.3 节流阀模型20-21
• 2.1.4 蒸发器模型21
• 2.2 表冷器性能模型21-24
• 2.2.1 总传热系数计算22-23
• 2.2.2 出口参数计算23-24
• 2.3 冷却塔性能模型24-27
• 2.3.1 空气非饱和状态下热质交换过程控制方程24-25
• 2.3.2 空气饱和状态下热质交换过程控制方程25-26
• 2.3.3 冷却塔未知结构参数集总26-27
• 2.4 流体输送设备性能模型27-28
• 2.4.1 水泵与风机模型27-28
• 2.4.2 输送管路性能模型28
• 2.5 系统仿真模型的构建28-30
• 2.5.1 求解系统模型参数28-29
• 2.5.2 模型仿真程序的实现方式29-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第三章 基于参数集总的中央空调系统模型优化与实验验证31-49
• 3.1 中央空调系统综合性能实验平台31-35
• 3.1.1 冷水机组实验装置31-32
• 3.1.2 空气处理箱实验装置32-33
• 3.1.3 冷却塔实验装置33
• 3.1.4 测试系统33-35
• 3.2 中央空调系统模型优化35-39
• 3.2.1 模型参数求解方法的研究35-37
• 3.2.2 中央空调系统模型自我优化37-39
• 3.3 中央空调系统模型实验验证39-48
• 3.3.1 2个工况×5组实测数据对模型精度的影响41-44
• 3.3.2 5个工况×2组实测数据对模型精度的影响44-46
• 3.3.3 实测数据对模型精度影响的比较46-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第四章 基于参数集总的既有中央空调系统模型应用49-65
• 4.1 空调系统变单一工况性能模拟研究49-58
• 4.1.1 变压缩机频率工况模拟研究49-50
• 4.1.2 变冷冻水流量工况模拟研究50-51
• 4.1.3 变冷却水流量工况模拟研究51-53
• 4.1.4 变空调箱风量工况模拟研究53-54
• 4.1.5 变空调箱送风干球温度工况模拟研究54-55
• 4.1.6 变冷却塔风量工况模拟研究55-56
• 4.1.7 变冷却塔进口空气干球温度工况模拟研究56-58
• 4.2 空调系统部分负荷下节能优化控制策略模拟研究58-64
• 4.2.1 室外气象条件变化引起的部分负荷下的综合控制策略58-61
• 4.2.2 房间冷负荷变化引起的部分负荷下的综合控制策略61-64
• 4.3 本章小结64-65
• 第五章 总结与展望65-67
• 5.1 研究总结65-66
• 5.2 研究展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-71
• 硕士在读期间发表的论文71

【参考文献】

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本文编号：485229