环普产业园中央空调冷冻水系统控制策略研究及应用

发布时间：2017-06-15 07:01

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【摘要】：随着我国城市化的发展,建筑能耗比重不断上升,国家倡导绿色节能,低碳环保,实现可持续发展,对建筑节能重视程度不断加大,推动建筑节能技术不断发展。中央空调系统是建筑能耗中的大头,而且很多能耗是由于人为管理不当,自动化程度不高,而造成的不必要的损失,因此,中央空调系统的各个子系统和控制策略的研究以及如何通过楼宇自动化系统将之整合在一起,成为人们普遍关注的重点问题。中央空调冷冻水系统的调节作用不是线性变化的,它受时间影响很大而且调节作用惯性滞后。文章结合工程实例,主要对中央空调冷冻水系统的控制策略进行了实验研究,将变流量一次泵系统的变压差最小阻力控制方法应用于环普产业园。本文首先介绍了中央空调冷冻水系统,阐述了中央空调系统的基本原理和节能评价指标(如COP,EER等)。然后对冷冻水系统的运行方式进行了论述,介绍了冷冻水变流量系统的多种控制方法。本文针对冷冻水系统一次泵变流量最小阻力控制策略,分析了其应用于实际工程的可行性,并讨论了冷冻水变流量运行对设备的配置要求以及变压差最小阻力控制的节能潜力。此外,还对江森楼宇自控系统的网络结构,软硬件组成以及应用平台进行了介绍,以方便后面对于中央空调系统作为系统组搭建和控制程序编制的基础。论文以西安环普产业园项目为依托,通过实验对冷冻水一次泵系统中的冷机蒸发器侧变流量控制进行可行性分析,指出冷水机组在一定范围内变流量运行不会影响正常运行,而且能够降低整个系统能耗。采用江森METASYS搭建了上位机监控系统,根据实际情况制定了冷冻水变压差最小阻力运行方案,并编制了风机启停控制、加湿器控制、冷冻水阀控制、变频水泵及旁通阀控制、冷冻水泵控制及最小阻力控制程序。最后对一次泵变流量系统的定压差控制和变压差最小阻力控制进行了对比实验,得出在满足用户负荷要求的同种条件下,变压差最小阻力控制的节能性要明显好于定压差控制,而且负荷率越低节能效果越显著。
【关键词】：中央空调冷冻水系统 一次泵 变流量 COP 变压差 最小阻力控制 江森自控 节能
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU83;TP273
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 研究内容及研究目标12-13
• 1.4 论文结构13-14
• 1.5 小结14-16
• 2 中央空调冷冻水系统概述16-24
• 2.1 中央空调系统概述16-17
• 2.1.1 中央空调系统的基本原理16
• 2.1.2 空调系统的节能评价指标16-17
• 2.2 中央空调冷冻水系统运行策略17-20
• 2.2.1 一次泵定流量系统17-19
• 2.2.2 二次泵变流量系统19
• 2.2.3 一次泵变流量系统19-20
• 2.3 中央空调冷冻水变流量控制方法分析比较20-22
• 2.4 小结22-24
• 3 冷冻水一次泵变流量最小阻力控制策略研究24-34
• 3.1 一次泵变流量系统的特点和可行性24-25
• 3.2 中央空调冷冻水变流量运行对系统设备的要求25-29
• 3.2.1 冷水机组25-26
• 3.2.2 冷冻水泵26-28
• 3.2.3 冷冻水阀28
• 3.2.4 旁通管、旁通阀及检测装置28-29
• 3.3 控制器PID参数的工程整定29-30
• 3.4 变压差最小阻力控制策略介绍30-32
• 3.5 变压差最小阻力控制的节能性理论分析32-33
• 3.6 小结33-34
• 4 环普产业园江森楼宇自控系统设计实现34-50
• 4.1 江森楼宇自动化系统（BAS）简介34-35
• 4.2 METASYS系统硬件介绍及系统搭建35-38
• 4.2.1 网络控制引擎(Network Automation Engine)35-37
• 4.2.2 直接数字控制器(Direct Digital Controller)37-38
• 4.2.3 控制层集成通讯接口38
• 4.2.4 环普产业园楼宇自控硬件系统搭建38
• 4.3 METASYS系统软件介绍及项目中的应用38-49
• 4.3.1 系统软件介绍38-40
• 4.3.2 METASYS系统用户界面特点40-41
• 4.3.3 METASYS系统软件管理功能41-43
• 4.3.4 METASYS系统程序设计43-49
• 4.4 小结49-50
• 5 环普产业园中央空调冷冻水系统优化控制实验及结果分析50-66
• 5.1 项目简介50-51
• 5.2 制冷机蒸发器侧变流量运行可行性实验分析51-52
• 5.3 基于CCT的控制程序编制52-57
• 5.3.1 风机启停控制52-53
• 5.3.2 加湿器控制53-54
• 5.3.3 冷冻水阀控制54-55
• 5.3.4 变频水泵及旁通阀控制55-57
• 5.4 基于ADS/SCT的控制程序编制57-62
• 5.4.1 冷冻水泵控制程序57-59
• 5.4.2 最小阻力/变压差控制程序59-62
• 5.5 实验结果分析62-64
• 5.6 小结64-66
• 6 总结与展望66-68
• 6.1 本文工作总结66
• 6.2 展望66-68
• 参考文献68-72
• 附录72-74
• 1 图表索引72-73
• 2 硕士研究生期间发表论文73-74
• 致谢74

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本文编号：451709